CN209743196U - 斜流式通风机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及斜流式通风机,包括电动机、壳体以及容置在壳体内部且可由电动机驱动的斜流式叶轮,斜流式叶轮工作时所产生的斜流转为轴向流动方向,其中斜流式叶轮具有沿周向分布的叶轮叶片以及空气入口和空气出口,其中壳体形成用于斜流式叶轮所产生的空气流的流道,流道具有非旋转对称的轴向部分以及圆柱形轴向部分,其中斜流式叶轮的空气排出侧径向外端布置在壳体的流道的圆柱形轴向部分中,并且在径向外端与壳体之间设有气隙,且其中斜流式叶轮的非旋转对称的轴向部分在流道的在空气进入侧上与气隙相接的区域内布置在包含斜流式叶轮的轴向平面中,因此非旋转对称的轴向部分至少部分地包围斜流式叶轮。本实用新型减轻电动机上的转矩减小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种斜流式通风机,具有在起驱动作用的电动机的转矩方面经优化的壳体。
背景技术
斜流式通风机及其应用是普遍已知的现有技术,例如DE 10 2014 210 373 A1。
斜流式通风机在较高的背压(Gegendruck)和较小的安装空间下例如应用于冷却技术或抽油烟机时,对空气性能有高要求。在斜流式通风机中,轴向居中布置的马达具有与设计空间相比偏大的马达直径,并且轮毂为径向扩展,这使得排出口处的排出面积比较小,进而由于斜流式通风机出口处的动态压力高而导致流动时产生较高的出口损失。
在将斜流式通风机装入圆柱形壳体时,通风机的转矩需求与空转叶轮相比有所减小。这种行为在叶轮由电动机、特别是由异步电动机驱动的情况下是有问题的,因为电动机只能最佳地被调整至一种变体。
实用新型内容
本实用新型的目的是通过斜流式通风机的特殊壳体设计来减轻电动机上的转矩减小。
一种斜流式通风机,其中,所述斜流式通风机包括电动机、壳体以及容置在所述壳体内部且可由所述电动机驱动的斜流式叶轮,所述斜流式叶轮工作时所产生的斜流转为轴向流动方向,其中,
所述斜流式叶轮具有沿周向分布的叶轮叶片以及空气入口和空气出口,其中,
所述壳体形成用于所述斜流式叶轮所产生的空气流的流道,所述流道具有非旋转对称的轴向部分以及从流动方向看沿轴向直接与所述非旋转对称的轴向部分相接的圆柱形轴向部分,其中,
所述斜流式叶轮的空气排出侧径向外端布置在所述壳体的流道的圆柱形轴向部分中,并且在所述径向外端与所述壳体之间设有气隙,并且
其中所述斜流式叶轮的非旋转对称的轴向部分在所述流道的在空气进入侧上与所述气隙相接的区域内布置在包含所述斜流式叶轮的轴向平面中,因此所述非旋转对称的轴向部分至少部分地包围所述斜流式叶轮。
优选地,所述非旋转对称的轴向部分布置在所述斜流式叶轮的空气入口的轴向平面中。
优选地,所述壳体在所述非旋转对称的轴向部分中相对于所述流道的圆柱形轴向部分具有至少一个形成空腔的径向扩展部。
优选地,所述空腔中设有至少一个筋条,所述筋条从壳体内壁沿径向延伸至所述斜流式叶轮。
优选地,从轴向看,所述至少一个筋条在所述斜流式叶轮的空气入口与空气出口之间延伸。
优选地,设有数个沿周向均匀分布的径向扩展部。
优选地,所述斜流式叶轮具有从径向外侧包围所述叶轮叶片的挡环,所述挡环限定所述斜流式叶轮的空气排出侧径向外端。
优选地,在吸入侧上在所述壳体上设有入口喷嘴,通过所述入口喷嘴吸入所述斜流式通风机的主流,其中从径向剖面看,所述入口喷嘴与所述挡环至少部分重叠地延伸至所述挡环,并且在此过程中与所述挡环形成喷嘴间隙。
优选地,所述入口喷嘴与所述壳体一体成型。
优选地,所述挡环和所述入口喷嘴在所述喷嘴间隙区域内至少部分地平行延伸。
优选地,所述挡环在所述入口喷嘴的径向外部同轴延伸。
优选地,所述挡环在所述喷嘴间隙区域内平行于所述斜流式叶轮的旋转轴延伸,所述旋转轴沿所述斜流式通风机的轴向延伸。
优选地,所述挡环具有在轴向流动方向上沿径向向外扩展的、指向所述壳体的内壁的通流横截面。
优选地,从轴向流动方向看,在所述斜流式叶轮之后设有具有大量沿周向分布的导向叶片的出口导流装置,所述出口导流装置将所述斜流式叶轮所产生的空气流均匀化。
优选地,所述出口导流装置在轴线中心区域内具有用于所述电动机的电动机容置部。
本实用新型提出一种斜流式通风机,包括电动机、壳体以及容置在所述壳体内部且可由所述电动机驱动的斜流式叶轮。所述斜流式叶轮工作时所产生的斜流经所述壳体导引而转为轴向流动方向。所述斜流式叶轮具有沿周向分布的叶轮叶片以及空气入口和空气出口。所述壳体形成用于所述斜流式叶轮所产生的空气流的流道,所述流道具有非旋转对称的轴向部分以及从流动方向看沿轴向直接与所述非旋转对称的轴向部分相接的圆柱形轴向部分。所述斜流式叶轮的空气排出侧径向外端布置在所述壳体的流道的圆柱形轴向部分中。在所述径向外端与所述壳体之间设有气隙。所述斜流式叶轮的非旋转对称的轴向部分在所述流道的在空气进入侧上与所述气隙相接的区域内布置在包含所述斜流式叶轮的轴向平面中,因此所述壳体的非旋转对称的轴向部分至少部分地包围所述斜流式叶轮。
借助于具有圆柱形轴向部分以及斜流式叶轮吸入区域内的非旋转对称区域的特殊壳体设计,可以减轻壳体的转矩减小。电动机的转矩需求变小,且能经调节而更好地适应各种安装条件,这使得电动机始终在最佳效率范围内工作并且不会过度发热。
在所述斜流式通风机的进一步方案中,如下设置:所述非旋转对称的轴向部分布置在所述斜流式叶轮的空气入口的轴向平面中。借此确保在任何情况下,流道(也就是壳体内壁)的非旋转对称几何结构均设置在斜流式叶轮的空气入口的轴向高度处。
此外,以下实施方案是有利的:所述壳体在所述非旋转对称的轴向部分中相对于所述流道的圆柱形轴向部分具有至少一个形成空腔的径向扩展部。空腔增大了斜流式叶轮的空气吸入区域中的流道并且具有稳流作用。因此,斜流式叶轮除了轴向主流外还从空腔吸入无涡旋或基本无涡旋的空气作为副流,该副流作为轴向回流从径向外侧流经斜流式叶轮。
通过以下实施例将进一步改善涡旋的减少:所述空腔中设有至少一个筋条,所述筋条从壳体内壁沿径向延伸至所述斜流式叶轮。特别是在空腔中设置大量这样的筋条,这些筋条形成在壳体内壁上并且以预定的轴向长度在斜流式叶轮的轴向高度上延伸。通过沿着筋条流动,可更大程度地减少流中的涡旋。
此外,以下实施方案是有利的:所述斜流式通风机设有数个沿周向均匀分布的径向扩展部。特别地,这些径向扩展部采用相同设计并且分别配设筋条。借此可整周均匀分布地实现涡旋减少。
在所述斜流式通风机的进一步方案中,如下设置:所述斜流式叶轮具有从径向外侧包围所述叶轮叶片的挡环,所述挡环限定所述斜流式叶轮的空气排出侧径向外端。
在所述斜流式通风机的方案中,进一步地在吸入侧上在壳体上设置入口喷嘴,通过所述入口喷嘴吸入所述斜流式通风机的主流。从径向剖面看,所述入口喷嘴与所述挡环至少部分重叠地延伸至所述挡环,并且在此过程中与所述挡环在所述斜流式叶轮的空气入口处形成喷嘴间隙。本实用新型的有益效果在这个实施方案中得到特别强化,因为被馈送给喷嘴间隙的流的涡旋减少了。斜流式叶轮的空气出口处的带有涡旋的流通过流道的圆柱形轴向部分中的喷嘴间隙沿轴向朝空气入口方向回流。流道在此具有非旋转对称的轴向部分,从而能显著减少涡旋。这种效果通过空腔和筋条的使用而得到进一步强化。被馈送给斜流式叶轮与入口喷嘴之间的喷嘴间隙的、基本无涡旋的流相当于空转的斜流式叶轮的流,这就减小了电动机的转矩需求。
在实施方案中,所述入口喷嘴与所述壳体一体成型,以便保持尽可能少的部件数。
在流体技术上进一步有利的是:在所述斜流式通风机中,所述挡环和所述入口喷嘴在所述喷嘴间隙区域内至少部分地平行延伸。特别地,优选如下设置:所述挡环在所述入口喷嘴的径向外部同轴延伸,因此,喷嘴间隙形成于入口喷嘴的径向外侧。
在所述斜流式通风机的进一步方案中,所述挡环在所述喷嘴部分中平行于所述斜流式叶轮的旋转轴延伸,所述旋转轴沿所述斜流式通风机的轴向延伸,也就是说,在重叠部分中,挡环和入口喷嘴平行于沿轴向吸入的流的方向延伸。
为使空气沿径向向外倾斜地且与斜流式叶轮的旋转轴成角度地流出,所述挡环具有在轴向流动方向上沿径向向外扩展的、指向所述壳体的内壁的通流横截面。
在所述斜流式通风机的另一实施方式中,从轴向流动方向看,在所述斜流式叶轮之后设有具有大量沿周向分布的导向叶片的出口导流装置,所述出口导流装置将所述斜流式叶轮所产生的空气流均匀化。
所述斜流式通风机的有利实施方案提出:所述出口导流装置与所述壳体一体成型。借此可减少部件数和安装步骤。也不必在部件之间采取密封措施。
在进一步方案中,所述出口导流装置具有覆盖所述斜流式通风机的排出部分的防护栅。
此外,所述斜流式通风机的以下实施方案是有利的:所述出口导流装置、所述壳体和所述防护栅一体成型。
此外,所述斜流式通风机的以下进一步方案在紧凑结构方面是有利的:所述出口导流装置在轮毂区域内具有用于所述电动机的电动机容置部。因此,电动机的固定可由出口导流装置接管。
本实用新型通过斜流式通风机的特殊壳体设计来减轻电动机上的转矩减小。
附图说明
下面参照附图并结合本实用新型的优选实施方案对关于本实用新型其他有利改进方案的特征予以详细说明。其中:
图1为本实用新型的斜流式通风机的实施例的透视图;
图2为图1中的斜流式通风机的径向剖视图;
图3为转矩特性比较图。
具体实施方式
根据图1和图2的斜流式通风机1包括壳体11,构建为外转子电动机的电动机10容置在壳体中并且与斜流式叶轮12连接,以便在工作时驱动斜流式叶轮绕旋转轴RA旋转。斜流式叶轮12以其轮毂 119固定在电动机10上。数个沿周向分布的叶轮叶片121从轮毂119沿径向向外延伸,这些叶轮叶片的径向外端被挡环122关闭。风扇叶轮叶片121具有叶片前缘117和叶片后缘118,叶片前缘和叶片后缘分别相对于旋转轴的竖向垂直线在径向上从内向外看朝斜流式通风机1的进入侧倾斜,其中叶片后缘118处的角度大于叶片前缘117处的角度。
一体形成于壳体11上的入口喷嘴6设置在吸入侧,斜流式叶轮 12工作时通过入口喷嘴吸入主流HS。入口喷嘴6具有沿轴向减小的通流横截面,该通流横截面在轴向自由端部7处达到最小。这个自由端部7平行于旋转轴RA延伸并且在重叠区域30内与挡环122的同样平行于旋转轴RA延伸的前部123重叠。挡环122和入口喷嘴6形成喷嘴间隙19。在挡环122中,平行于轴线的前部123直接与向外倾斜且与旋转轴成角度延伸的后部124相接,该后部限定在轴向流动方向上沿径向向外扩展的、指向壳体11的内壁111的通流横截面。
壳体11以其内壁111形成用于斜流式叶轮12所产生的空气流的流道52,并且具有非旋转对称的轴向部分90以及从流动方向看沿轴向直接与该非旋转对称的轴向部分相接的圆柱形轴向部分91。非旋转对称的轴向部分90包括数个沿周均匀分布的空腔80,这些空腔由壳体11的相对于圆柱形轴向部分91的径向扩展部79(也在入口喷嘴6区域内)形成。每个空腔80中均设有数个沿周分布的、沿轴向延伸且从壳体内壁112沿径向向内突出的筋条95,这些筋条在包含斜流式叶轮12的轴向平面中延伸。
非旋转对称的轴向部分90布置在气隙S上游的空气进入侧区域内,该气隙形成在斜流式叶轮12的空气排出侧径向外端99与流道 52的圆柱形轴向部分91中的壳体内壁111之间。其中,非旋转对称的轴向部分90一直延伸至入口喷嘴6并且以明显超过斜流式叶轮12的一半轴向延伸的程度沿周向包围斜流式叶轮。特别地,非旋转对称的轴向部分90也设置在入口喷嘴6与挡环122之间的喷嘴间隙19的区域(即轴向平面)内,且因而设置在斜流式叶轮12的空气入口区域内。沿轴向吸入的主流HS在沿斜向向外倾斜地从斜流式叶轮12 排出后经壳体内壁111导引而转回到轴向。在出口处带有涡旋的流的一部分作为副流NS穿过气隙S而返回并流经包含径向扩展部79、空腔80和筋条95的非旋转对称的轴向部分90,副流NS的涡旋在这些地方减少,在此之后,副流通过喷嘴间隙19再度进入斜流式叶轮12。
有利的技术效果示出在图3中的电动机10的转矩特性DM的特性曲线与空转的斜流式通风机的体积流量VS(特性曲线300)、具有纯圆柱形壳体的斜流式通风机(特性曲线301——现有技术)以及壳体按图2所示进行实施的斜流式通风机1(特性曲线302)的比较图中。特别是在较高的体积流量下,本实用新型的斜流式通风机1的特性与空转的斜流式通风机的特性基本相符。
参考图2,斜流式通风机1进一步包括排出部分27上的出口导流装置100,该出口导流装置对被斜流式叶轮12成角度排出的斜流以及经内壁11导引而转回到轴向的流进行后续均匀化。出口导流装置100可选地包括大量沿周向分布的导向叶片以及防护栅(未示出),在此情况下,防护栅覆盖斜流式通风机1的排出部分27。此外,出口导流装置100在轴线中心区域内限定用于电动机10的电动机容置部89。
Claims (15)
1.一种斜流式通风机(1),其特征在于,所述斜流式通风机(1)包括电动机(10)、壳体(11)以及容置在所述壳体(11)内部且可由所述电动机(10)驱动的斜流式叶轮(12),所述斜流式叶轮工作时所产生的斜流转为轴向流动方向,其中,
所述斜流式叶轮(12)具有沿周向分布的叶轮叶片(121)以及空气入口和空气出口,其中,
所述壳体(11)形成用于所述斜流式叶轮(12)所产生的空气流的流道(52),所述流道具有非旋转对称的轴向部分(90)以及从流动方向看沿轴向直接与所述非旋转对称的轴向部分相接的圆柱形轴向部分(91),其中,
所述斜流式叶轮(12)的空气排出侧径向外端(99)布置在所述壳体(11)的流道(52)的圆柱形轴向部分(91)中,并且在所述径向外端(99)与所述壳体(11)之间设有气隙(S),并且
其中所述斜流式叶轮(12)的非旋转对称的轴向部分(90)在所述流道(52)的在空气进入侧上与所述气隙(S)相接的区域内布置在包含所述斜流式叶轮(12)的轴向平面中,因此所述非旋转对称的轴向部分(90)至少部分地包围所述斜流式叶轮(12)。
2.根据权利要求1所述的斜流式通风机,其特征在于,
所述非旋转对称的轴向部分(90)布置在所述斜流式叶轮(12)的空气入口的轴向平面中。
3.根据权利要求1或2所述的斜流式通风机,其特征在于,
所述壳体(11)在所述非旋转对称的轴向部分(90)中相对于所述流道(52)的圆柱形轴向部分(91)具有至少一个形成空腔(80)的径向扩展部(79)。
4.根据权利要求3所述的斜流式通风机,其特征在于,
所述空腔(80)中设有至少一个筋条(95),所述筋条从壳体内壁(112)沿径向延伸至所述斜流式叶轮(12)。
5.根据权利要求4所述的斜流式通风机,其特征在于,
从轴向看,所述至少一个筋条(95)在所述斜流式叶轮(12)的空气入口与空气出口之间延伸。
6.根据权利要求3所述的斜流式通风机,其特征在于,
设有数个沿周向均匀分布的径向扩展部(79)。
7.根据权利要求1或2所述的斜流式通风机,其特征在于,
所述斜流式叶轮(12)具有从径向外侧包围所述叶轮叶片(121)的挡环(122),所述挡环限定所述斜流式叶轮(12)的空气排出侧径向外端(99)。
8.根据权利要求7所述的斜流式通风机,其特征在于,
在吸入侧上在所述壳体上设有入口喷嘴,通过所述入口喷嘴吸入所述斜流式通风机(1)的主流(HS),其中从径向剖面看,所述入口喷嘴(6)与所述挡环(122)至少部分重叠地延伸至所述挡环,并且在此过程中与所述挡环(122)形成喷嘴间隙(19)。
9.根据权利要求8所述的斜流式通风机,其特征在于,
所述入口喷嘴(6)与所述壳体(11)一体成型。
10.根据权利要求8所述的斜流式通风机,其特征在于,
所述挡环(122)和所述入口喷嘴(6)在所述喷嘴间隙(19)区域内至少部分地平行延伸。
11.根据权利要求8所述的斜流式通风机,其特征在于,
所述挡环(122)在所述入口喷嘴(6)的径向外部同轴延伸。
12.根据权利要求8所述的斜流式通风机,其特征在于,
所述挡环(122)在所述喷嘴间隙(19)区域内平行于所述斜流式叶轮(12)的旋转轴延伸,所述旋转轴沿所述斜流式通风机(1)的轴向延伸。
13.根据权利要求7所述的斜流式通风机,其特征在于,
所述挡环(122)具有在轴向流动方向上沿径向向外扩展的、指向所述壳体(11)的内壁(111)的通流横截面。
14.根据权利要求1或2所述的斜流式通风机,其特征在于,从轴向流动方向看,在所述斜流式叶轮(12)之后设有具有大量沿周向分布的导向叶片的出口导流装置(100),所述出口导流装置将所述斜流式叶轮(12)所产生的空气流均匀化。
15.根据权利要求14所述的斜流式通风机,其特征在于,所述出口导流装置(100)在轴线中心区域内具有用于所述电动机(10)的电动机容置部(89)。
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