专利名称：径流式或斜流式风扇叶轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的实施为径流式风扇或斜流式风 扇(Diagonalventilator)的风扇叶轮，所述风扇叶轮包括一个具有进气口的盖片、一个底 片以及多个安装在所述进气口周围并围绕旋转轴 四周分布的风扇叶片，其中，所述盖片和/ 或底片具有非旋转对称的几何结构。在这种关系中，术语“非旋转对称”指的是，底片和/或盖片的在两个包含旋转轴 并在周向上包含差角的平面中的两个任意不同的径向剖面，在不同圆周角的情况下不是重 叠的，而是互相偏离的。偏离基本上可以存在于旋转轴方向(轴向)上和/或径向方向(径 向)上。换言之，这意味着，在非旋转对称的情况下，物体围绕旋转轴转动一定的角度后并 不会与其自身重合。
背景技术：
本文开头述及的这样一种风扇叶轮与公开号为JP 2001-263 294的日本专利申 请中描述的实施例在类型上是不同的。对后者而言，盖片或者底片或者这两者中的每一个 应具有一个在周向上呈斜向阶梯状的轮廓。通过这种在旋转方向上的斜向的阶梯形状，气 流的分开趋势得以降低，并且对噪音以及效率产生积极作用。阶梯形状使得每一风扇叶片 在其吸气侧以及在其压力侧具有不同的(从轴向上测量)排出幅面，也就是说，根据不同的 实施例，在吸气侧的排出幅面能够比压力侧的排出幅面更小或者更大。EP 1 933 039 Al描述了一种径流式风扇，该径流式风扇在盖片的外面具有肋状 凸起、凹槽或者说切槽。这种设计方案应当通过一定的气流导向而达到减小噪音的目的。另外，欧洲专利EP 1 032 766 Bl描述了一种尤其用于涡轮机的风扇叶轮。在这 种风扇叶轮中，叶片是通过在两个盘片(底片和/或盖片)中的至少一个上冲压而形成的。 通过这种冲压，同样会产生一个非旋转对称的几何结构。然而，该专利并不研究对气流的作 用，其内容主要在加工技术和加强稳定性方面。旋转对称的风扇叶轮在大量其他出版物中得到了描述。在这里，仅示例性地列出 若干此类出版物DE 29 40 773 C2, DE 199 18 085 Al, EP 1 574 716B1 以及 DE 203 03 443 Ul0这些具有以旋转对称方式实施的底片和/或盖片的风扇不但在旋转轴方向上而且 在部分周向上具有变化强烈的速度以及压力分布，也就是说，具有局部过高的速度区/压 力区。这有可能引起气流的分开，甚至逆流，进而导致空气动力学的损耗、效率的损失，并使 发出的噪声增加。
发明内容
本发明的基本目的是，提供一种如本文开头所述类型的风扇叶轮，该风扇叶 轮在良好的机械稳定状态下能够更好地实现对气流的影响，以达到在气体释出功率 (Luftleistimg)、效率以及噪声情况等方面的优化目的。根据本发明，这一目的通过权利要求1所述特征或通过权利要求2所述特征得以实现。在各从属权利要求中以及在下文随后的说明中包含了本发明的有利设计方案。根据权利要求1，发明的第一方案为，从轴向方向或者与轴平行的方向上看，各个 非旋转对称的盖片或者底片在其各自外部的整个范围上(也在叶片的整个区域上)具有连 续的(kontinuierlich)、点连续的(punktstetig)延伸方式。这意味着，在两个延伸通过轴 的径向截面之间存在临界角，从该角开始，两个径向截面进一步的靠近会导致底 片和/或盖片各自的外部面在轴向上的形状偏离变得更小。因此涉及的是在轴向上连续的 延伸方式，这种方式相对于例如根据JP 2001-263 294和EP 1 933039 A1的阶梯状延伸实 现了显著的改进。作为对该第一发明方案的补充或者作为可选方案，在根据权利要求2的第二方案 中是这样设计的位于每一风扇叶片的两侧的两个径向的且包含旋转轴的截面之间的每个 非旋转对称的盖片或底片在整个风扇叶片上以没有跃变的方式构造。这一点在实现基本目 的的意义上也是有利的。在本发明的其他设计方案中，每一非旋转对称的盘片(盖片或底片)的两个不同 的包含旋转轴的截面的几何结构在径向上可以任意地偏离(这与根据本发明在轴向上必 须以点连续的方式延伸是相反的)。这意味着，在径向上，可以选择以点连续的方式或者跃 变的方式延伸。利用风扇叶片的几何结构和形成在叶片之间的气流通道结构，通过公知的、实施 为旋转对称的底片和/或盖片能够对旋转轴方向上的速度分布与压力分布产生影响，但是 不能对周向上的不均勻性产生很大程度的影响。与此相反，作为进一步的目标，利用根据本 发明的非旋转对称结构却能够对出现在周向上的速度分布与压力分布的不均勻性产生有 利的影响。因此除了其他之外，还具有下列优点-影响气流从风扇叶轮的流出，使得主要是周向上的气流均勻分布，从而有条件地 降低局部出现的最大气流速度，这对风扇叶轮的空气动力学以及声学特性有积极影响；特 别地，由此实现了对效率以及噪声释放的改善。_有针对性地影响风扇叶轮中的气流，以降低与叶片间流道分隔壁 (Schaufelkanalbewandung)的互相作用，从而减少噪声以及改善气体释出功率与效率。_用于影响气流(主要是周向上的气流)的多个自由度以及气流导向，由此使得叶 片间流道的气流保持稳定，并因此减小气流的分散趋势。-改善机械稳定性，由此也可以节省材料。
现在借助于多个在附图中阐明的实施例更加详细地对本发明进行解释。其中图1示出了根据本发明的风扇叶轮的第一实施例，确切地说，在图la中示出了其 立体图，在图lb中示出了在直径截面上的轴向截面图，图2至图9分别示出了风扇叶轮的其他不同实施例，其中各自在其分示图a)中示 出了立体图，在分示图b)中示出了侧视图，以及图10以放大的标尺示出了示例性地显示在图4a所示实施例中的根据本发明的风 扇叶轮的另一立体图，用以对本发明进行进一步阐明。
具体实施例方式在所有实施例中，根据本发明的、需要围绕旋转轴Z转动地驱动的风扇叶轮1均包 括一个盖片2、一个在轴向方向Z上对置的底片6以及多个风扇叶片8，所述盖片2具有一 个优选基本上置于中央、用于进气的进气口 4。所述风扇叶片8安装在所述底片6和所述盖 片2之间；或者，所述风扇8叶片完全地或局部地通过对所述底片6和/或盖片2造型而形 成(与图8比较)，此时，盘片2、6在这些区域中彼此直接相连。所述风扇叶片8以一定的 圆周分布围绕所述旋转轴Z和所述进气口 4布置。在周向上的每两片相邻的风扇叶片8之 间形成叶片间流道10，所述叶片间流道10从所述进气口 4的区域出发径向或者侧向向外导 通，并在风扇叶轮1的外部区域形成送风口。对于根据本发明的风扇叶轮1而言，首要之处在于，所述盖片2或者底片6或者两 盘片2、6中的每一个均具有非旋转对称的几何结构。为此应参照图10，在图10中还标出了两个径向延伸，也就是说与半径r相一致地 延伸的、沿旋转轴Z剖切的平面El和E2，该两平面包围形成一定的差角α。在不同圆周角 的情况下，当盘片2和/或6各自在平面El和Ε2上的截面积不相同时，就存在在本发明的 意义上的非旋转对称。
但是同时，在轴向方向上，每一非旋转对称的盘片2和/或6在其各自的外部面的 整个周边区域上(也在所有叶片上)以点连续的方式延伸，也就是说，对于不断减小的差角 α而言，存在一个临界角ae>0°，从这一临界角开始，两个径向截面El和E2(图10)的 继续接近会使得底片6和/或盖片2各自的外部面在轴向方向Z上的形状偏离变得越来越 小。作为对此的替换或者补充，设置如下位于两个包含旋转轴Z因此沿旋转轴Z剖切的平 面中的两个横截面在每个风扇叶片8的两侧，沿着旋转方向在整个叶片8上没有跃迁。与在轴向方向Z上的点连续延伸相反，根据本发明，两个不同的、包含旋转轴Z的 截面的几何结构的偏离在径向方向(图10中的半径r)上可以是任意的。这意味着，这里 既可以是点连续的，也可以是跃变状的延伸。下面简短地对各个实施例作更加具体的说明。在图1所示的实施例中，盖片2在进气口 4的范围内配置有轮盘进气口 12，在该轮 盘进气口 12范围内的盖片2在旋转轴Z的方向上被非旋转对称地实施。在所示的例子中， 轮盘进气口 12呈跳板状地(stegartig)从所述盖片2上轴向伸展而出，在周向上形成具有 轴向突起以及位于所述突起之间的凹陷的波纹状轮廓。在这种情况下，所述风扇叶轮1被 实施为径流式风扇。在图2所示的实施例中同样涉及一个径流式风扇，在该实施例中，只有盖片2在旋 转轴Z的方向上被非旋转对称地实施。为此，在这一实施例中，盖片2在周向上被实施为波 纹状，其中，在每两个风扇叶片8之间形成一个向外凸起的拱形部分。这些部分在各风扇叶 片8的区域内连续地彼此过渡。在图3中描绘了 一个径流式风扇的实施例，在该径流式风扇中，只有底片6在轴向 方向Z上被非旋转对称地实施。具体地，其可以是与图2所示盖片2具有相同类型的设计方案。图4所示实施例实际上是将图2和图3所示实施例的组合。这意味着，图4所示 的径流式风扇不但在盖片2的区域内同时也在底片6的区域内被非旋转对称地实施。
在图5中图示了 一个作为斜流式风扇的风扇叶轮1的实施例，其中 ，盖片2在径向 方向r上被非旋转对称地实施，也就是说，在这一情况下不是连续的，而是跃变状的。这是 通过以下方式得以实现的盖片2的外侧圆周边缘14不是连续的，而是通过拐角以在半径 上呈跃变状的方式延伸。图6显示了一个径流式风扇的实施例，其中，盖片2在径向方向r上被非旋转对称 地，也就是点连续地实施。这意味着，盖片2在这里具有连续的圆周延伸，而没有拐角或其 他跃变。相应地的实施方式也适合于图7所示的很相似的实施例，但是在图7所示的实施 例中，在各个点P处分别存在拐角或者弯折部。图8显示了一个径流式风扇的实施例，其中，包括盖片2和底片6的两个盘片通过 在周向上波纹状的轮廓延伸，在旋转轴Z的方向上被实施为非旋转对称状。额外地，这里设 计盖片2和底片6在风扇叶轮1的外侧圆周区域中彼此直接相连，从而共同形成风扇叶片 8的至少一个局部区域。为对此加以说明，在附图8c中，盖片2在叶片间流道10范围内的 一个局部区域被切去。原则上，风扇叶片8完全可以通过下述方式形成相应成型的底片6 和/或盖片2在叶片8的整个延伸上直接地彼此连接在一起。但是，在示出的实施例中，盘 片2、6仅在外侧圆周区域内彼此相连，而在叶片间流道10的内侧导入区域中形成有作为分 立部分的常规叶片部分。在到目前为止所述的全部实施方案中，均通过非旋转对称的设计方案，形成了在 周向上被周期性地重复实施的几何结构。但是在本发明的范围内，同样可以选择在形状和 /或布置上无规律的几何结构。对此，在图9中示出了一个实施例。这里同样涉及一个具有非旋转对称的盖片2 的径流式风扇。所述盖片在圆周位置16具有跃变式变化的半径r，盖片2的外侧圆周边缘 14从圆周位置16出发并以在圆周上连续变化的半径延伸，并在转过360°后又终止在圆周 位置16的半径-跃变处。因此，在这个实施例中，圆周边缘14螺旋状地延伸。当然也可以采取其他使得盖片2和/或底片6在周向上存在无规律几何结构的实 施方式。风扇叶片8可具有任意的延伸方式，这一点对于所有的实施方式都是适合的。例 如，风扇叶片可以相对于旋转方向向前或向后弯曲。此外，也可以将所有到目前为止所述及的各个特征任意地加以组合。本发明并不限制于前面已经说明和描写过的实施例，其也包括所有在发明意义上 起同样功能的结构。另外，本发明迄今为止也不限于在独立权利要求中限定的特征组合，其 也可以被定义为已被全部公开的单个特征的一定特征的任意一种其他的组合方式。这意味 着，原则上并在实践中，独立权利要求中所述的每一个单个特征都可以删去，或者说，独立 权利要求中所述的每一个单个特征都可以被在本申请中其他地方所公开的单个特征所取 代。就此而言，所述权利要求只可被理解为对于一个发明的一种最初表述尝试。
权利要求
一种风扇叶轮(1)，其作为径流式风扇或斜流式风扇实施，包括一个具有进气口(4)的盖片(2)、一个底片(6)以及多个安装在所述进气口(4)周围并围绕旋转轴(Z)四周分布的风扇叶片(8)，其中所述盖片(2)和/或底片(6)具有非旋转对称的几何结构，其特征在于，从轴向方向或者与轴(Z)平行的方向上看，各个非旋转对称的几何结构具有连续的、点连续的延伸方式。
2.根据权利要求1或权利要求1的前序部分所述的风扇叶轮，其特征在于，位于每一风扇叶片(8)两侧的两个径向的且包含旋转轴(Z)的截面之间 的每个非旋转对称的几何结构在整个风扇叶片(8)上以没有跃变的方式构造。
3.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮，其特征在于，从径向方向(r)上看，每一非旋转对称的几何结构具有连续的、点连续的 延伸方式，或者具有非连续的、呈跃变状的延伸方式。
4.根据权利要求1至3之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述盖片(2)在包围着进气口(4)且轴向突出的轮盘进气口(12)的区域 内是以在旋转轴(Z)方向上呈非旋转对称的方式构造的，其中，轮盘进气口(12)尤其具有 波纹状的延伸轮廓，该延伸轮廓具有交替出现的突起和凹陷。
5.根据权利要求1至4之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述盖片(2)在旋转轴(Z)的方向上以非旋转对称的方式构造，其中所述 盖片(2)在周向上具有优选为波纹状的结构。
6.根据权利要求1至5之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述底片(6)在旋转轴(Z)的方向上以非旋转对称的方式构造，其中所述 底片(6)在周向上具有优选为波纹状的结构。
7.根据权利要求1至6之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述盖片(2)在半径方向(r)上以非旋转对称的方式构造。
8.根据权利要求1至7之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述底片(6)在半径方向(r)上以非旋转对称的方式构造。
9.根据权利要求1至8之一所述的风扇叶轮，其特征在于，所述风扇叶片(8)至少在局部上是通过相应成型的盖片和底片(2，6)之 间的直接连接形成的。
10.根据权利要求1至9之一所述的风扇叶轮，其特征在于，各个非旋转对称的几何结构，就其形状和/或布置而言，在周向上以周期 性重复的方式或者无规律的方式构造。
全文摘要
本发明涉及一种作为径流式风扇或斜流式风扇实施的风扇叶轮(1)，所述风扇叶轮(1)包括一个具有进气口(4)的盖片(2)、一个底片(6)以及多个安装在所述进气口(4)周围并围绕旋转轴(Z)四周分布的风扇叶片(8)。所述盖片(2)和/或底片(6)具有非旋转对称的几何结构，从轴向方向或者与轴(Z)平行的方向上看，所述非旋转对称的几何结构具有连续且点连续的延伸方式。
文档编号F04D29/26GK101825113SQ20101011099
公开日2010年9月8日 申请日期2010年2月8日 优先权日2009年2月12日
发明者于尔根·朔内, 卡特琳·博尔, 马克·施奈德 申请人:依必安-派特穆尔芬根股份有限两合公司