CN207178292U - 风扇叶轮 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种风扇叶轮,具有盖板(2)和支撑板(3)以及数个在所述盖板(2)与所述支撑板(3)之间沿所述风扇叶轮的周向分布设置的风扇叶轮叶片(4),其中在所述支撑板(3)上,在所述风扇叶轮(1)的旋转轴上设有轮毂(5),并且所述盖板(2)具有围绕所述旋转轴延伸的轴向入口(6),其中所述风扇叶轮叶片(4)分别具有终止于径向内侧的叶片段(7),在所述终止于径向内侧的叶片段中,叶片边缘(8)至少部分地呈弧形走向并且沿轴向延伸至所述支撑板(3),其中所述支撑板(3)形成沿径向延伸的叶片边缘覆盖段(9),在所述叶片边缘覆盖段中,所述风扇叶轮叶片(4)的轴向前缘贴靠于所述支撑板(3),其中所述叶片边缘覆盖段(9)的径向总长小于各所述风扇叶轮叶片(4)的径向总长。
Description
技术领域
本发明涉及一种风扇叶轮,具有盖板和支撑板以及数个在所述盖板与所述支撑板之间沿所述风扇叶轮的周向分布设置的风扇叶轮叶片。所述风扇叶轮特别被配置为径流式风扇叶轮并应用于径流式风扇。
背景技术
由现有技术已知上述类型的风扇叶轮。例如,WO 2006/013067A2揭示风扇叶轮具有或不具有支撑板的各种实施方案。
发明内容
已知的风扇叶轮实际应用时功能极佳,效率高,噪声小。然而,这方面对风扇叶轮提出的要求不断提高,因此本发明的目的是改进已知的风扇叶轮,以便在低制造成本的情况下能以更高的效率输送空气/气体或气体混合物。
根据权利要求1所述的特征组合是本发明用以达成这一目的的解决方案。
本发明提出一种风扇叶轮,具有盖板和支撑板以及数个在所述盖板与所述支撑板之间沿所述风扇叶轮的周向分布设置的风扇叶轮叶片,其中在所述支撑板上,在所述风扇叶轮的旋转轴上设有轮毂,并且所述盖板具有围绕所述旋转轴延伸的轴向入口。所述风扇叶轮叶片分别具有终止于径向内侧的叶片段,在所述终止于径向内侧的叶片段中,叶片边缘至少部分地呈弧形走向并且沿轴向延伸至所述支撑板。所述支撑板形成沿径向延伸的叶片边缘覆盖段,在所述叶片边缘覆盖段中,所述风扇叶轮叶片的轴向前缘贴靠于所述支撑板,其中所述叶片边缘覆盖段的径向总长小于各所述风扇叶轮叶片的径向总长。
风扇叶轮叶片的至少部分呈弧形的、终止于径向内侧的叶片段位于入口区域并且在风扇叶轮工作时直接迎向流体。终止于径向内侧的、至少部分呈弧形的叶片段的这种几何形状,再加上支撑板的叶片边缘覆盖段短于各风扇叶轮叶片的径向长度,两相结合能减小流动损失,进而使空气动力效率与现有技术中的已知风扇叶轮相比得到可测量的提高。
在有利的实施方案中,所述风扇叶轮叶片的叶片边缘在所述终止于径向内侧的叶片段中分别是裸露的且未被所述盖板遮盖。由此,流体在经由入口进入后直接击中风扇叶轮叶片的具有特定形状的、终止于径向内侧的叶片段,其弧形段向内弯曲凸出。所有风扇叶轮叶片均有利地向前或向后弯曲并且在形状方面分别采用相同配置。
在一个从流体技术和制造技术角度看有利的变体中,所述风扇叶轮的特征在于,所述支撑板的与所述旋转轴相接的区段的直径小于所述盖板的入口的直径。因此,在入口的轴向俯视图中能看到支撑板的这个区段的周缘。所述风扇叶轮有利地一体形成。优选材料是塑料。
在一实施变体中进一步提出,所述风扇叶轮叶片在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段中具有邻接所述盖板的叶片边缘段,在所述终止于径向内侧的叶片段中,所述叶片边缘至少部分地呈弧形走向,在所述叶片边缘段中,所述叶片边缘从侧向横截面看沿轴向直线延伸。
作为补充或替代方案提出,所述风扇叶轮叶片在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段中具有邻接所述支撑板的叶片边缘段,在所述终止于径向内侧的叶片段中,所述叶片边缘至少部分地呈弧形走向,在所述叶片边缘段中,所述叶片边缘从侧向横截面看沿径向直线延伸。
在另一替代实施方式中提出,所述风扇叶轮叶片在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段中具有邻接所述盖板的叶片边缘段,在所述终止于径向内侧的叶片段中,所述叶片边缘至少部分地呈弧形走向,在所述叶片边缘段中,所述叶片边缘在侧向横截面中与径向平面成角度地直线延伸,所述角度大于零,优选处于10°-30°范围。
作为上述实施方案的补充或替代,在一实施方案中提出,所述风扇叶轮叶片在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段中具有邻接所述支撑板的叶片边缘段,在所述终止于径向内侧的叶片段中,所述叶片边缘至少部分地呈弧形走向,在所述叶片边缘段中,所述叶片边缘在侧向横截面中与轴向平面成角度地直线延伸,所述角度大于零,优选处于10°-30°范围。
据此,风扇叶轮叶片在各自所对应的终止于径向内侧的叶片段中总是具有弧形的、向内定向凸出的区段,该区段与支撑板和/或盖板直接相接。或者进一步设置邻接支撑板且/或邻接盖板的叶片边缘段,该叶片边缘段在弧形段与支撑板和/或盖板之间延伸。邻接支撑板的叶片边缘段平行于或倾斜于旋转轴或轴向平面地直线延伸。邻接盖板的叶片边缘段平行于或倾斜于径向平面地直线延伸。
在上述实施方案中,流体技术上有利的是,邻接所述盖板且直线延伸的所述叶片边缘段的长度F1相对于所述风扇叶轮叶片在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段中的最大轴向高度b1处于一范围,即0≤F1/b1≤0.75。
此外,流体技术上有利的是,邻接所述支撑板且直线延伸的所述叶片边缘段的长度F2相对于所述风扇叶轮叶片在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段中的最大轴向高度b1处于一范围,即0<F2/b1≤0.75。
在所述风扇叶轮的替代实施变体中,所述终止于径向内侧的叶片段的叶片边缘的呈弧形走向的区段延伸至所述盖板和/或所述支撑板。在此情况下弃用直线延伸的叶片边缘段。
在所述风扇叶轮的流体技术上进一步有利的实施例中提出,所述风扇叶轮叶片的最大轴向高度b1与入口边缘到所述支撑板的轴向内表面的最大高度H1之比处于一范围,即0.6≤b1/H1≤0.9。
在所述风扇叶轮的改进方案中提出,所述风扇叶轮叶片以长度A1贴靠于所述支撑板的与所述旋转轴相接的区段,所述长度与风扇叶轮直径D之比处于一范围,即0.02≤A1/D≤0.25。如果风扇叶轮叶片直线延伸,则长度A1对应于一条直线,如果是弯曲的风扇叶轮叶片,则通过线积分测定长度A1。
为改善所述风扇叶轮的可制造性,所述风扇叶轮叶片具有到所述盖板的连接段,其中所述连接段在沿径向截过所述叶片的轴向俯视图中具有宽度t2,并且所述风扇叶轮叶片在轴向俯视图中在所述终止于径向内侧的叶片段中具有宽度t1,并且所述宽度之比为0.16≤t1/t2≤0.8。
在改进方案中,所述支撑板具有环,所述环与所述支撑板的连接至所述旋转轴的区段径向隔开,其中所述风扇叶轮叶片的轴向前缘贴靠于所述支撑板的环上且被所述环轴向覆盖。所述环构成所述叶片边缘覆盖段的径向总长的一部分。通过与支撑板的径向内侧区段隔开,确保轴向叶片边缘至少部分地不被支撑板覆盖,以便取得本发明在流体技术方面的有益效果。
在一有利变体中,所述环设于所述风扇叶轮叶片的径向外缘上且与所述风扇叶轮叶片的轴向邻接的径向外沿齐平。
在一实施变体中,所述风扇叶轮被配置为使得所述风扇叶轮叶片沿径向延伸越过所述盖板。
在所述风扇叶轮的改进方案中进一步提出,所述风扇叶轮具有径向长度较短的中间叶片,所述中间叶片仅固定在所述盖板和所述环上。
从流体技术角度看,所述风扇叶轮的另一有利实施变体是:所述风扇叶轮叶片从轴向俯视图看在所述终止于径向内侧的叶片段中与围绕所述旋转轴的圆平面相切延伸。
附图说明
所有上述特征均可任意组合,只要这样的组合技术上可行且不存在矛盾。关于本发明其他有利改进方案的特征请参阅从属权利要求,下面参照附图并结合本发明的优选实施方案予以详细说明。其中:
图1为风扇叶轮的实施例的轴向俯视图;
图2为截取自图1的A-A剖视图;
图2a为沿图1中的风扇叶轮的旋转轴所截取的剖视图;
图3为图1中的X部细节剖视图;
图4a为终止于径向内侧的叶片段中的叶片边缘的第一变体;
图4b为终止于径向内侧的叶片段中的叶片边缘的第二变体;
图4c为终止于径向内侧的叶片段中的叶片边缘的第三变体。
具体实施方式
各图为例示性的示意图,其中相同部件始终用相同的附图标记标示。
图1、图2和图2a以轴向俯视图以及A-A和B-B侧面剖视图示出一体形成的径流式风扇叶轮1的实施例,该径流式风扇叶轮具有横截面呈弯曲走向的盖板2、支撑板3以及数个在盖板2与支撑板3之间沿风扇叶轮1的周向分布设置的风扇叶轮叶片4。风扇叶轮1在盖板2上具有用于吸入空气和/或气体混合物的轴向入口6。用于排出空气和/或气体混合物的出口25设于风扇叶轮1的径向外侧。
支撑板3围绕中央旋转轴按比例地径向向外延伸且沿轴向弯曲凸出,并且形成风扇叶轮1的轮毂5。在径向边缘段上,环16环绕风扇叶轮叶片4的相对于支撑板3轴向或倾斜定向的前缘,且因此形成支撑板的一个位于径向外侧的隔开部分。
风扇叶轮叶片4分别具有终止于径向内侧的叶片段7,在该叶片段中,叶片边缘8部分地呈弧形走向并且沿轴向延伸至支撑板3且与支撑板一体衔接。支撑板3与环16一同形成沿径向延伸的叶片边缘覆盖段9,在该叶片边缘覆盖段中,风扇叶轮叶片4的轴向前缘分别被支撑板3覆盖并且一体连接支撑板。叶片边缘覆盖段9的径向总长小于各风扇叶轮叶片4的径向总长,因此,轴向叶片边缘在所有既未配置支撑板3又未配置环16的区段中均未被遮盖且沿轴向裸露。风扇叶轮叶片4在终止于径向内侧的叶片段7中与围绕旋转轴的假想圆平面相切。
在从支撑板3连续延伸至风扇叶轮1的径向外缘的风扇叶轮叶片4之间分别设有径向长度较短的中间叶片24,这些中间叶片仅连接环16和盖板2。中间叶片24以其位于径向内侧的边缘段与支撑板3的从轮毂5径向向外延伸的区段的径向外缘隔开。
图2a再现了支撑板3的与旋转轴相接的区段的直径D1,该直径小于盖板2的入口6的直径D2。
如图3中X部细节图的C剖面图所示,风扇叶轮叶片4具有到盖板2的连接段15,风扇叶轮叶片在该连接段中的宽度t2大于风扇叶轮叶片在终止于径向内侧的叶片段7中的宽度t1。在图示实施方案中,t1/t2之比的值为0.6。连接段15在风扇叶轮叶片4沿盖板2的整个长度上径向向外延伸。
图4a至图4c示出叶片边缘8在终止于径向内侧的叶片段7中的三个替选实施例。在如图4a所示的变体中,风扇叶轮叶片4的叶片边缘8在各自所对应的终止于径向内侧的叶片段7中具有三个叶片边缘段。邻接盖板2的叶片边缘段10与假想径向平面成角度α=15°地直线延伸。与叶片边缘段10直接相接的叶片边缘段13呈弧形且径向向内凸出,其中该叶片边缘段的弧形具有恒定曲率。与叶片边缘段13直接相接的叶片边缘段11邻接支撑板3并且与假想轴向平面或旋转轴成角度β=10°地直线延伸。
如图4b所示的实施变体与图4a中的实施变体的唯一区别是,叶片边缘段10平行于假想径向平面地沿径向直线延伸,并且叶片边缘段11平行于假想轴向平面地沿轴向直线延伸。在图4a和图4b所示的实施变体中,邻接盖板2且直线延伸的叶片边缘段10的长度F1与风扇叶轮叶片4在各自所对应的终止于径向内侧的叶片段7中的最大轴向高度b1之比的值为0.35(图4a)或0.45(图4b)。此外,邻接支撑板3且直线延伸的叶片边缘段11的长度F2与风扇叶轮叶片4在各自所对应的终止于径向内侧的叶片段7中的最大轴向高度b1之比的值为0.25(图4a)或0.3(图4b)。在此,最大高度b1决定了从支撑板3进入径向相接的、包含裸露的轴向叶片边缘的风扇叶轮段的入流高度
另外,在图4a和图4b所示的这两个实施变体中,风扇叶轮叶片4的最大轴向高度b1与入口边缘14到支撑板3的轴向内表面的最大高度H1之比的值为0.75。
根据图4c所示的实施变体,弧形凸出的叶片边缘段13与支撑板3直接相接。与叶片边缘段13直接相接的叶片边缘段10邻接盖板2且与假想径向平面成角度α=15°地直线延伸。弧形凸出的叶片边缘段13的曲率小于其在图4a和图4b所示的实施变体中的曲率。
根据图4a至图4c的所有三个实施方案均示出了图1中也加以标示的长度A1,风扇叶轮叶片4以这个长度贴靠于支撑板3的与旋转轴相接的区段。也就是说,长度A1的测量是从风扇叶轮叶片的内侧自由端到支撑板3的设于中心的区段的径向终端,且不考虑环16。所有实施方案均采用轴向上直的风扇叶轮叶片4。长度A1与风扇叶轮直径D之比的值为A1/D=0.12。
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Claims (19)
1.一种风扇叶轮,具有盖板(2)和支撑板(3)以及数个在所述盖板(2)与所述支撑板(3)之间沿所述风扇叶轮的周向分布设置的风扇叶轮叶片(4),其中在所述支撑板(3)上,在所述风扇叶轮(1)的旋转轴上设有轮毂(5),并且所述盖板(2)具有围绕所述旋转轴延伸的轴向入口(6),其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)分别具有终止于径向内侧的叶片段(7),在所述终止于径向内侧的叶片段中,叶片边缘(8)至少部分地呈弧形走向并且沿轴向延伸至所述支撑板(3),其中所述支撑板(3)形成沿径向延伸的叶片边缘覆盖段(9),在所述叶片边缘覆盖段中,所述风扇叶轮叶片(4)的轴向前缘贴靠于所述支撑板(3),其中所述叶片边缘覆盖段(9)的径向总长小于各所述风扇叶轮叶片(4)的径向总长。
2.根据权利要求1所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)的叶片边缘在所述终止于径向内侧的叶片段(7)中分别是裸露的且未被所述盖板(2)遮盖。
3.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述支撑板(3)的与所述旋转轴相接的区段的直径(D1)小于所述盖板(2)的入口的直径(D2)。
4.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段(7)中具有邻接所述盖板(2)的叶片边缘段(10),在所述终止于径向内侧的叶片段中,所述叶片边缘至少部分地呈弧形走向,在所述叶片边缘段中,所述叶片边缘从侧向横截面看沿轴向直线延伸。
5.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段(7)中具有邻接所述支撑板(3)的叶片边缘段(11),在所述终止于径向内侧的叶 片段中,所述叶片边缘至少部分地呈弧形走向,在所述叶片边缘段中,所述叶片边缘从侧向横截面看沿径向直线延伸。
6.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段(7)中具有邻接所述盖板(2)的叶片边缘段(10),在所述终止于径向内侧的叶片段中,所述叶片边缘至少部分地呈弧形走向,在所述叶片边缘段中,所述叶片边缘在侧向横截面中与径向平面成角度(α)地直线延伸,所述角度大于零。
7.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段(7)中具有邻接所述支撑板(3)的叶片边缘段(11),在所述终止于径向内侧的叶片段中,所述叶片边缘至少部分地呈弧形走向,在所述叶片边缘段中,所述叶片边缘在侧向横截面中与轴向平面成角度(β)地直线延伸,所述角度大于零。
8.根据权利要求4所述的风扇叶轮,其特征在于,邻接所述盖板(2)且直线延伸的所述叶片边缘段(10)的长度F1相对于所述风扇叶轮叶片(4)在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段(7)中的最大轴向高度b1处于一范围,即0≤F1/b1≤0.75。
9.根据权利要求4所述的风扇叶轮,其特征在于,邻接所述支撑板(3)且直线延伸的所述叶片边缘段(11)的长度F2相对于所述风扇叶轮叶片(4)在各自所对应的所述终止于径向内侧的叶片段中的最大轴向高度b1处于一范围,即0<F2/b1≤0.75。
10.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述终止于径向内侧的叶片段(7)的叶片边缘的呈弧形走向的区段(13)延伸至所述盖板(2)和/或所述支撑板(3)。
11.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风 扇叶轮叶片(4)的最大轴向高度b1与入口边缘(14)到所述支撑板(3)的轴向内表面的最大高度H1之比处于一范围,即0.6≤b1/H1≤0.9。
12.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)以长度A1贴靠于所述支撑板(3)的与所述旋转轴相接的区段,所述长度与风扇叶轮直径D之比处于一范围,即0.02≤A1/D≤0.25。
13.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)具有到所述盖板(2)的连接段(15),其中所述连接段(15)在轴向俯视图中具有宽度t2,并且所述风扇叶轮叶片(4)在轴向俯视图中在所述终止于径向内侧的叶片段(7)中具有宽度t1,其中所述宽度之比为0.16≤t1/t2≤0.8。
14.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述支撑板(3)具有环(16),所述环(16)与所述支撑板(3)的连接至所述旋转轴的区段径向隔开,其中所述风扇叶轮叶片(4)的轴向前缘贴靠于所述支撑板(3)的环(16)上且被所述环(16)轴向覆盖,且其中所述环(16)构成所述叶片边缘覆盖段(9)的径向总长的一部分。
15.根据权利要求14所述的风扇叶轮,其特征在于,所述环(16)设于所述风扇叶轮叶片(4)的径向外缘上。
16.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)沿径向延伸越过所述盖板(2)。
17.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮叶片(4)从轴向俯视图看在所述终止于径向内侧的叶片段(7)中与围绕所述旋转轴的圆平面相切延伸。
18.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮一体形成。
19.根据权利要求14所述的风扇叶轮,其特征在于,所述风扇叶轮具有径向长度较短的中间叶片,所述中间叶片仅固定在所述盖板(2)和所述环(16)上。
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GR01 | Patent grant | ||
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