CN208565072U - 径流式通风机的半蜗壳 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种径流式通风机的半蜗壳，所述半蜗壳具有沿周向围绕轴向吸入口(5)延伸至径向吹出口(31)的压力室，所述压力室沿周向看至少划分为起始段(7)、中间段(8)和吹出段，其中所述吸入口(5)规定了用于通风机叶轮的中央旋转轴，且其中围绕所述旋转轴(11)看，平均半蜗壳半径在所述起始段(7)、所述中间段(8)和所述吹出段(9)中变化并且在所述吹出段(9)中具有其最大值，其中在所述中间段(8)中，半蜗壳半径在一规定所述半蜗壳(1)的最大高度H(δ,z)的区域内相对于对数螺线半径(rlog)有所减小。根据本实用新型的半蜗壳不会对径流式通风机的效率和噪声形成产生负面影响或者仅产生轻微的负面影响。

Description

径流式通风机的半蜗壳
技术领域
本实用新型涉及一种径流式通风机的半蜗壳。
背景技术
径流式通风机的半蜗壳是现有技术中已知的，例如应用于公共汽车的顶置式空调系统。其中，半蜗壳沿周向延伸覆盖对数螺线的180°并且作为径流式通风机的一部分整合在蒸发器单元中。空气沿轴向通过吸入口被吸入，穿过压力室后沿径向被吹出。现有技术采用具有对数螺线半径的螺旋形压力室。对数螺线半径在数学上取决于压力室的大小，因而会使半蜗壳具有预定的结构高度。
实用新型内容
鉴于诸如顶置式空调系统等使用场所的结构高度十分有限，本实用新型的目的是提供一种结构空间需求有所减小的半蜗壳。此外，可以将该半蜗壳设置成不会对径流式通风机的效率和噪声形成产生负面影响或者仅产生轻微的负面影响。
根据以下特征组合为本实用新型用以达成这一目的的解决方案。
本实用新型提出一种径流式通风机的半蜗壳，所述半蜗壳具有沿周向围绕轴向吸入口延伸至径向吹出口的螺旋形压力室，所述压力室沿周向看至少划分为起始段、中间段和吹出段。所述吸入口规定了用于通风机叶轮的中央旋转轴以及螺线中心。本实用新型的特征在于，围绕所述旋转轴看，平均半蜗壳半径在所述起始段、中间段和吹出段中变化并且在所述吹出段中具有其最大值，其中半蜗壳半径在所述中间段中在一规定所述半蜗壳的最大高度的区域内相对于对数螺线半径有所减小。其中根据H(δ,z)＝h+r(δ,z)计算最大高度H(δ,z)，h是从所述旋转轴(11)到所述半蜗壳(1)的吹出面(10)的垂直距离，δ是所述半蜗壳(1)的径向压力室壁相对于所述旋转轴(11)或者说相对平行于所述旋转轴(11)延伸的轴向平面(32)倾斜的角度，z为所述半蜗壳(1)的径向压力室壁的轴向位置，r是所述半蜗壳(1)的半径且与所述角度δ和所述轴向位置z相关，对数螺线的形状取决于对数螺线半径，与关于所述旋转轴的圆周角有关，其中以数学方式确定对数螺线的延伸或走向。其中，升角可以是可变的且可按需要加以确定。
其结果为，与半蜗壳半径等于对数螺线半径的半蜗壳相比，所述半蜗壳的最大高度沿周向看在中间段的规定半蜗壳最大高度的区域内局部减小。因此，本实用新型的半蜗壳结构更加紧凑，例如也可整合在公共汽车的顶置式空调系统的蒸发器单元的倒圆边缘区域的正常使用位置中。
在所述半蜗壳的就效率和噪声形成而言有利的实施方案中，所述半蜗壳具有所述压力室的至少在所述中间段中的轴向加宽。所述轴向加宽以一个值的幅度增大所述压力室的通流截面面积，所述值至少等于所述压力室的通流截面面积由于所述中间段相对于所述对数螺线半径减小而减小的值。如此一来，径向上的结构空间减小所造成的通流截面损失通过轴向加宽得到补偿。另外，借此能使螺旋形压力室内部从动态压力到静态压力的压力转变沿周向连续保持。这有助于包含所述半蜗壳的径流式通风机取得高效率。
在所述半蜗壳的有利实施变体中，所述半蜗壳半径至少在所述起始段与所述中间段之间以及所述中间段与所述吹出段之间的周向衔接处等于所述对数螺线半径。此外，在所述半蜗壳的改进方案中，所述起始段和所述吹出段具有沿对数螺线半径的周向延伸。也就是说，仅在压力室的中间段中，半蜗壳的几何形状以上述方式与符合对数螺线半径的螺旋形状相匹配。沿周向看，其余区段依照对数螺线半径延伸。
作为实施例，本实用新型还包括一种半蜗壳，其半蜗壳半径在所述压力室的中间段中沿轴向变小。为此，半蜗壳的一个轴向半部例如可具有小于半蜗壳的另一轴向半部的径向延伸度。
根据所述半蜗壳的另一有利实施方案，所述压力室的径向延伸度在所述中间段的规定所述半蜗壳的最大高度的区域内从所述半蜗壳的第一轴向侧向所述半蜗壳的对置的第二轴向侧变小，优选在整个宽度上变小。其中，径向压力室壁(即连接半蜗壳的轴向侧的压力室壁) 在δ＝1°-20°的角度范围内、进一步优选地在δ＝3°-12°的角度范围内相对于所述旋转轴或者说相对平行于所述旋转轴延伸的轴向平面倾斜延伸。这一倾斜促成了在径向剖面图中从半蜗壳的一个轴向侧到另一轴向侧朝旋转轴逐渐变细的压力室延伸，使得压力室的径向延伸度沿轴向在整个轴向宽度上变小。如此一来，压力室在中间段中的径向最外区域从径向剖面看实质上呈三角形，其中角部可经倒圆。
事实表明，以下是所述半蜗壳的流体技术上有利的实施方案：沿周向看，所述起始段以α＝20°-110°的角度范围、进一步优选地以α＝40°-75°的角度范围沿周向围绕所述旋转轴延伸，并且所述中间段以β＝30°-200°的角度范围、进一步优选地以β＝120°-160°的角度范围围绕所述旋转轴延伸。
在另一流体技术上有利的实施方案中，所述半蜗壳的特征在于，所述起始段与所述中间段之间以及所述中间段与所述吹出段之间沿周向看的衔接处为正切延伸。
在一改进方案中，所述半蜗壳由两个轴向侧部组成。其中，假想的轴向分割线可沿轴向居中穿过半蜗壳。在采用两分式实施方案的情况下，用来调整压力室几何形状的设计自由度大得多。
在一实施方案中，例如设置如下：所述两个侧部中的一者在所述中间段中沿轴向相对于所述对数螺线半径减小的程度大于第二侧部。
在所述半蜗壳的另一实施变体中，进一步设置如下：所述吸入口具有平行于所述旋转轴延伸的入口喷嘴，所述入口喷嘴的通流截面沿着所述入口喷嘴的轴向延伸变小。由于半蜗壳半径相对于对数螺线半径局部减小而形成的压力室的渐细部在中间段中沿径向直接连接至吸入口和入口喷嘴。
事实表明，以下半蜗壳在流体技术上也是有利的，其通流截面面积在所述压力室的起始段和吹出段中呈卵形、椭圆形、矩形或具有倒圆角部的矩形。
在另一有利实施方案中，所述半蜗壳的吹出面由所述吹出段形成并且呈矩形或具有倒圆角部的矩形。
根据所述半蜗壳的另一改进方案，在所述吸入口或所述入口喷嘴上设有呈凸出状的前置导流格栅(Vorleitgitter)。该前置导流格栅对进流施加影响并且借助其格栅条将被吸入的空气流预定地导入入口喷嘴和吸入口，从而避免由于进流受到干扰(其原因例如在于不对称的吸入状况)而产生的额外噪声。
根据本实用新型的半蜗壳因此不会对径流式通风机的效率和噪声形成产生负面影响或者仅产生轻微的负面影响。
附图说明
关于本实用新型其他有利改进方案的特征请参阅其他技术方案，下面参照附图并结合本实用新型的优选实施方案予以详细说明。其中：
图1为本实用新型的半蜗壳的实施例透视图；
图2为图1中的半蜗壳的第一侧视图；
图3为图2中的半蜗壳的A-A剖面图；
图4为图2中的半蜗壳的C-C剖面图；
图5为图1中的半蜗壳的安装情况。
具体实施方式
在所有视图中，相同部件均用相同的附图标记标示。
图1至图4分别以透视图、侧视图以及两个A-A和C-C剖面图示出用于径流式通风机的半蜗壳1。半蜗壳1由两个侧部3、4组成并且包括侧部3上的轴向吸入口5，空气通过该吸入口沿轴向被吸入并且通过实质上呈矩形的吹出面10沿径向被吹出。在对置的轴向侧上设有用于在侧部4上布置马达的开口15。吸入口5在其中心具有用于通风机叶轮(未示出)的旋转轴11，该通风机叶轮运行时在半蜗壳1中旋转。半蜗壳1在内部形成围绕吸入口5延伸的压力室，在该压力室中，动态压力被转变成静态压力。沿周向看，压力室划分为起始段7、中间段8和吹出段9。
特别如图2和图4所示，起始段7在周向上围绕旋转轴11沿对数螺线半径rlog延伸的角度为α＝60°，并且与围绕旋转轴11延伸的角度为β＝140°的中间段8正切衔接。吹出段9延伸过剩余的角度范围后抵达吹出面10并且与起始段7一样沿对数螺线半径rlog延伸。
半蜗壳1在中间段8中具有其最大高度H，但是在该处并非沿对数螺线半径rlog延伸，而是具有减小的平均半蜗壳半径，因此在径向上被配置得较小。在图示实施方案中，这一点在图3的剖面图中最能看清楚，其中通过径向压力室壁31实现平均半蜗壳半径的减小，该压力室壁相对平行于旋转轴11延伸的轴向平面32倾斜的角度为δ＝7°。实际半蜗壳半径r(δ,z)与轴向位置z和角度δ有关，并且在轴向上从侧部3的外壁朝侧部4的外壁方向变小。与具有对数螺线半径 rlog和最大高度Hlog的传统半蜗壳相比，半蜗壳1的最大高度H(δ,z) 有所减小且其减小幅度为值ΔH(δ,z)。由此，通流截面面积减小ΔAlog。可以根据H(δ,z)＝Hlog-ΔH(δ,z)＝Hlog-(rlog-r(δ,z))＝h+r(δ,z)计算最大高度H(δ,z)，其中h规定的是从旋转轴11到吹出面10的垂直距离。图3示出图2中的A-A剖面图，且因而示出中间段8中角度范围β以内的通流截面面积以及穿过两个侧部3、4的半蜗壳半径r(δ,z)的分布。相对于具有宽度B的侧部3、4的外壁面，两个面A1和A2形成压力室在中间段8中的轴向加宽，该轴向加宽补偿了通流截面面积的减小ΔAlog，即ΔAlog＝A1+A2。因此，压力室在中间段8中的径向最外区域在根据图3的径向剖面中实质上呈具有倒圆角部的三角形。
图3和图4中分别用虚线绘示了中间段也沿对数螺线半径rlog延伸时的情形作为对比，由此产生传统的半蜗壳形状50(并非为本实用新型的一部分)，但该半蜗壳形状具有大得多的最大高度Hlog。
图5示出图1中的半蜗壳1装入顶置式空调系统100中、特别是装入蒸发器单元13的边缘段中的安装情况，该蒸发器单元具有传统的倒圆截面形状，因此外缘上的可用空间有限。半蜗壳1以类似于根据图3的剖面图的方式被示出。如图中虚线所示，传统的半蜗壳形状50(并非为本实用新型的一部分)与这样一种蒸发器单元13不适配。通过调整中间段8，能够成功地将半蜗壳1保持在蒸发器单元13的外轮廓以内。此外，实施例进一步示出呈凸出状的前置导流格栅19 设于入口喷嘴6上，以便如前文所述地对进流施加影响。热交换器 15连接至蒸发器单元13。接收径流式通风机(未示出)的排风的通道14连接至半蜗壳1的吹出面10。

Claims (14)

1.一种径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述半蜗壳具有沿周向围绕轴向吸入口(5)延伸至径向吹出口(31)的压力室，所述压力室沿周向看至少划分为起始段(7)、中间段(8)和吹出段，其中所述吸入口(5)规定了用于通风机叶轮的中央旋转轴，且其中围绕所述旋转轴(11)看，平均半蜗壳半径在所述起始段(7)、所述中间段(8)和所述吹出段(9)中变化并且在所述吹出段(9)中具有其最大值，其中在所述中间段(8)中，半蜗壳半径在一规定所述半蜗壳(1)的最大高度H(δ,z)的区域内相对于对数螺线半径(rlog)有所减小，
其中根据H(δ,z)＝h+r(δ,z)计算最大高度H(δ,z)，h是从所述旋转轴(11)到所述半蜗壳(1)的吹出面(10)的垂直距离，δ是所述半蜗壳(1)的径向压力室壁相对于所述旋转轴(11)或者说相对平行于所述旋转轴(11)延伸的轴向平面(32)倾斜的角度，z为所述半蜗壳(1)的径向压力室壁的轴向位置，r是所述半蜗壳(1)的半径且与所述角度δ和所述轴向位置z相关。
2.根据权利要求1所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述半蜗壳具有所述压力室的至少在所述中间段(8)中的轴向加宽(A1,A2)，其中所述轴向加宽(A1,A2)以一个值的幅度增大所述压力室的通流截面面积，所述值至少等于所述压力室的通流截面面积由于所述中间段(8)相对于所述对数螺线半径(rlog)减小而减小的值。
3.根据权利要求1或2所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述半蜗壳半径至少在所述起始段(7)与所述中间段(8)之间以及所述中间段(8)与所述吹出段(9)之间的周向衔接处等于所述对数螺线半径(rlog)。
4.根据权利要求1或2所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述半蜗壳半径在所述半蜗壳(1)的压力室的中间段(8)中沿轴向变小。
5.根据权利要求1或2所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述压力室的径向延伸度在所述中间段(8)的规定所述半蜗壳(1)的最大高度H(δ,z)的区域内从所述半蜗壳(1)的第一轴向侧向所述半蜗壳(1)的对置的第二轴向侧变小，其中径向压力室壁在δ＝1°-20°的角度范围内相对于所述旋转轴(11)或者说相对平行于所述旋转轴延伸的轴向平面(32)倾斜延伸。
6.根据权利要求1或2所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，沿周向看，所述起始段(7)以α＝20°-110°的角度范围延伸，并且所述中间段(8)以β＝30°-200°的角度范围延伸。
7.根据权利要求1或2所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述起始段(7)和所述吹出段(9)具有沿所述对数螺线半径(rlog)的周向延伸。
8.根据权利要求7所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述起始段(7)与所述中间段(8)之间以及所述中间段(8)与所述吹出段(9)之间沿周向看的衔接处为正切延伸。
9.根据权利要求1或2所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述半蜗壳由两个轴向侧部(3,4)组成。
10.根据权利要求9所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，两个所述侧部(3,4)中的一者在所述中间段(8)中沿轴向相对于所述对数螺线半径(rlog)减小的程度大于第二侧部(3,4)。
11.根据权利要求1或2所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述吸入口(5)具有平行于所述旋转轴(11)延伸的入口喷嘴(6)，所述入口喷嘴的通流截面沿着所述入口喷嘴的轴向延伸变小。
12.根据权利要求1或2所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，通流截面面积在所述压力室的起始段(7)和吹出段(9)中呈卵形、椭圆形、矩形或具有倒圆角部的矩形。
13.根据权利要求1或2所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，所述半蜗壳(1)的吹出面(10)由所述吹出段(9)形成并且呈矩形或具有倒圆角部的矩形。
14.根据权利要求11所述的径流式通风机的半蜗壳，其特征在于，在所述吸入口(5)或所述入口喷嘴(6)上设有呈凸出状的前置导流格栅(19)。
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