用于风机的吸气喷嘴的制作方法

本实用新型涉及一种具有整合的体积流量测量装置的风机的吸气喷嘴和排气单元，以及涉及这种风机。

背景技术：

在通风与空调技术的许多应用中需要确定或恒定地调节鼓风机或风机输送的体积流量。此外，在这种应用中严格要求尽可能小的风机噪音。

在通风与空调技术中向来使用鼓形滚筒风机，因为这种风机的特色是，即使在受干扰的入流条件下也有良好的噪声情况。在鼓形滚筒风机中，体积流量能够通过在恒定转数下的功耗和体积流量之间的明确的相互关系确定。而缺点是，相比于离心风机，特别是具有向后弯曲叶片的风机叶轮的离心风机，效率相对较低。

由于效率要求的提高，鼓形滚筒风机越来越受到如必要则具有向后弯曲的叶片的离心风机的排挤。而在离心风机中却不存在在恒定转数下的功耗和体积流量之间的明确的相互关系。因此，为了确定输送的体积流量就需要其他方法。一个已知的解决方法是，借助环形管道在风机的吸气喷嘴中提取静压。通过该方法可以从测得的静压直接得出体积流量。通常通过环形管道连接三个或四个取压管，并借助胶管接通压力传感器。然而这种(胶管)环形管道却导致了高安装消耗并因此导致高成本。

此外，在该计算中不利的是，输送的体积流量和有效压力之间存在非线性关系，由此，基于百分比计算的测量方法的测量准确度在小体积流量的情况下明显下降。

技术实现要素：

因此本实用新型的任务在于，将体积流量测量装置的解决方案整合在已存风机上，该解决方案即使在小体积流量的情况下也具有尽可能低的误差或容许误差。

这种任务通过下述方案实现。

本实用新型提供一种用于风机的吸气喷嘴，其特征在于，其具有用于抽吸风机主气流的吸气口，其中，所述吸气喷嘴具有邻接所述吸气口的开口边缘区段，所述开口边缘区段具有至少一个局部的缺口部，其中，气流插件能够可拆卸地固定在所述开口边缘区段的所述缺口部中，所述气流插件形成为汇入风机主气流的旁路气流提供的、通向所述吸气口的旁路，并且其中，在所述旁路中安装有用于确定风机主气流的体积流量的测量装置。

本实用新型的基本原则在于，将体积流量测量装置整合在风机，特别是轴流式风机的吸气喷嘴或排气单元中。也可能的是，体积流量测量装置既在吸气喷嘴中又在排气单元中，例如为了从两个测量结果中确定平均值或偏差值。

根据本实用新型建议一种用于风机的吸气喷嘴，其具有用于抽吸风机主气流的吸气口。该吸气喷嘴具有邻接吸气口的开口边缘区段，该开口边缘区段具有至少一个局部的缺口部，气流插件能够可拆卸地固定在该缺口部中。该气流插件在此形成为汇入风机主气流的旁路气流提供的、通向吸气口的旁路。为了确定风机主气流的体积流量，在该旁路中安装有相应的用于体积流量测量的测量装置或传感器。

为了测量通过流量，优选使用热膜风速仪，为此需要一个测量电子装置以及热电偶形式的两个传感器。例如使用可测量环境温度的PT100和PT1000热电偶作为传感器，其安装在电路板的表面或印刷电路板上，并处于旁路气流中。例如，PT100安装在电路板上，PT1000作为PTC(正温度系数热敏电阻)，由接线端子直接安装在传感器的印刷电路板上，用以将电阻定位在旁路气流的流路上，并由此提高测量准确度。通过锁钩可实现测量装置在旁路中位置的固定。

在一个有利的实施方案中，气流插件所具有的形状或外轮廓对应邻接缺口部的开口边缘区段的形状，从而使开口边缘区段与固定其上的气流插件形成连续的构造。这意味着，开口边缘区段与固定在缺口部内的气流插件形成不中断的构造，就像没有设置缺口部一样。气流插件在插入状态下完全填充缺口部。

在一个扩展方案中，气流插件在旁路中具有收缩器，旁路气流通过该收缩器加速并集聚。测量装置向着收缩器的流入段设置在收缩器的气流横截面的最窄处，该流入段对应由收缩器形成的喷嘴通道的宽度的3-5倍。由此能够使气流最优地流经测量装置或传感器。此外，通过该收缩器实现了旁路气流的总速度的增加。这一优点特别是关系到风机的运行区域，在该运行区域内仅要求低转速，或风机处于起动状态。由此，在低流速的区域内，流速在收缩器中的增加同样导致了测量装置或传感器的流经速度的提高。由此保障了关于风机的所有工作点的有效力的测量结果。

在一个实施例中，收缩器一件式地形成在气流插件上。这一解决方案例如由此实现，即，收缩器由彼此相对的隔片形成，该隔片在旁路中形成喷嘴通道。隔片的形状和延伸能够简单地进行调整，以便适应气流插件的几何形状，并保障收缩器的期望的喷嘴形状。

为了将测量装置位置固定地固定在喷嘴通道中，在一个有利的实施方案中，气流插件具有卡槽元件，例如用于将气流元件卡在吸气喷嘴的开口边缘区段上的锁钩。

为了形成旁路，在吸气喷嘴的一个有利的实施方案中设置为，气流插件具有沿气流插件的径向外缘延伸的、轴向的进气口和沿气流插件的径向内缘延伸的、轴向的出气口，从而轴向地抽吸旁路气流，并将其轴向地引回风机主气流中。进气口径向地位于气流插件的外缘，出气口位于该气流插件的径向的内缘，该内缘在缺口部的长度上形成吸气口的一部分。

在该邻接吸气口或形成该吸气口的区段中，气流插件具有在轴向上延伸的流入区段，轴向的出气口邻接该流入区段。话句话说，该流入区段形成的轮廓能够将旁路气流轴向地引入风机主气流。旁路自身沿着开口边缘区段延伸，并特别是基本上垂直地延伸，或垂直于风机主气流的轴向延伸。在圆形吸气口的情况下，该垂直延伸对应径向。

吸气喷嘴的一个积极的几何构造为，缺口部和气流插件在吸气口边缘的总长度的10-30％上延伸。风机的吸气喷嘴的吸气口通常为圆形，因此，缺口部和气流插件就优选在吸气口的周长的10-30％上延伸。

本实用新型还包括风机的排气单元，其设计用于容纳风机叶轮。该排气单元包括在正常使用中在气流方向上直接邻接风机叶轮的、能够由风机主气流流过的壳体局部，该壳体局部形成了为风机主气流的旁路气流提供的壳体旁路。在该壳体旁路中安装有用于确定风机主气流的体积流量的测量装置或传感器。所使用的测量装置或传感器对应前述的测量装置或传感器。

排气侧的体积流量测量在一个变形实施方案中进一步得到改进，其中，壳体旁路具有壳体收缩器，且用于风机主气流的体积流量测量的测量装置设置在该壳体收缩器的气流横截面的最窄处。旁路气流通过该收缩器加速并集聚。

在排气单元的一个实施方案中，壳体收缩器通过彼此相对的隔片产生，该隔片在壳体旁路中形成壳体喷嘴通道。在一个有利的实施方案中，由该隔片形成的壳体收缩器的流入侧的张开角度在90-110°的范围内。

此外，在一个实施方案中有利的是，在壳体旁路内部，在用于确定体积流量的测量装置的上游设置针对旁路气流的气流整流器。该气流整流器引起气流的调整和分层化，从而消除基于收缩器产生并产生湍急的排气域的涡流、漩涡效果和轮廓移位(Profilverschiebung)。由此达到风机上的流量测量准确度的可测的改进。

关于气流整流器的设置，在一个有利的变形实施方案中设置为，气流整流器与测量装置之间在气流方向上的距离E相对于在测量装置的范围内的旁路宽度D的比例确定为0.5*D≤E≤1.5*D。

在一个实施例中，气流整流器为蜂窝整流器。该蜂窝整流器虽然在气流方向上需要较长的尺寸，却提供了较好的整流效果。

在排气单元中，在一个变形实施方案中还设置为，测量装置与旁路气流的最外侧的排出位置之间的流出段F相对于在测量装置的范围内的旁路宽度D的比例确定为1.5*D≤F≤2*D。旁路气流在壳体局部内部直至气流整流器的直线的流入段B，优选相对于在测量装置的范围内的旁路宽度D的比例确定为3*D≤B≤5*D。

为了减少部件，排气单元的特征优选在于，壳体局部设计为风机的连接电缆的电缆容纳部，且壳体旁路整合在该电缆容纳部中。该电缆容纳部在本技术领域中也可以设计为具有可整合的电容座的电缆保护柱，其通常定位在在为壳体局部设置的、靠近风机叶轮的排气区段的位置上，并因此适用于设计为旁路的壳体局部。

本实用新型还包括整个风机，其具有上述吸气喷嘴、排气单元以及设置在该吸气喷嘴和排气单元之间的风机叶轮。该吸气喷嘴和排气单元通过固定腿相连，并包围风机叶轮，该风机叶轮在运转中产生风机主气流以及通过吸气喷嘴的旁路的旁路气流。

此外，本实用新型还包括风机，其具有吸气喷嘴，上述排气单元以及设置在该吸气喷嘴和排气单元之间的风机叶轮。该吸气喷嘴和排气单元通过固定腿相连，并包围风机叶轮，该风机叶轮在运转中产生风机主气流以及通过排气单元的壳体局部的壳体旁路的旁路气流。

在第三变形方案中，风机既包括上述吸气喷嘴又包括上述排气单元，并因此包括一个冗余的体积流量测量装置。

本实用新型将体积流量测量装置的解决方案整合在已存风机上，该解决方案即使在小体积流量的情况下也具有尽可能低的误差或容许误差。

附图说明

只要在技术上可行且不相互矛盾，全部公开特征都可以任意组合。本实用新型的其它有利改进方案在如下结合本实用新型的优选实施方式的说明借助附图得到详细阐述，其中：

图1示出了风机的立体全视图；

图2示出了吸气喷嘴的立体视图；

图3a示出了气流插件的上侧的立体视图；

图3b示出了图3a中的气流插件的下侧的立体视图；

图4示出了图2中的吸气喷嘴的局部截面视图；

图5示出了图1中的壳体局部的立体视图；

图6a示出了图1中的风机的侧视图；

图6b示出了图6a中的截面视图A-A；

图7示出了图6b中的详细视图A。

具体实施方式

在附图中，相同的标号始终标记相同的部件。

图1以立体视图示出了风机1，其具有吸气喷嘴2、排气单元3以及在这二者之间的马达驱动的风机叶轮5。吸气喷嘴2为平板状，并在中央具有圆形的、在径向上和轴向上缩进(eingezogen)的吸气口8。排气单元3包括接纳风机叶轮5的底板13，该底板具有固定其上并设计为电缆容纳部的壳体局部4。吸气喷嘴2和排气单元3通过设置在四角的四个支腿6相连，从而使风机1构成一个结构单元。支腿6部分设计在吸气喷嘴2上，部分设计在底板或壳体局部4上，并彼此接合。

图2单独并更详细地示出了吸气喷嘴2。图2特别示出了邻接吸气口8或决定该吸气口的开口边缘区段7，该开口边缘区段具有局部的缺口部11。在缺口部11的区域内，吸气喷嘴2的本体延伸至吸气口8，然而为气流插件10留有空位，该气流插件在插入状态下完全填充缺口部11，从而使开口边缘区段7在圆周方向和径向上连续地延伸。气流插件10为此具有的形状适应邻接缺口部11的开口边缘区段7的形状。气流插件10的边缘处的缝隙在流体技术上小到可忽略不计。为了将气流插件10可拆卸地固定在缺口部11中，设置有合适的卡夹元件或卡槽元件。

图3a、3b从两面更详细地示出了气流插件10。气流插件10具有沿其径向外缘延伸的、轴向的进气口21和沿径向内缘延伸的、轴向的出气口22，并在这二者之间形成旁路气流的旁路。该旁路气流被轴向地抽吸，径向地流经气流插件10，并通过基本上定向为轴向的出气口22引回吸气口8处的风机主气流中。在气流插件10上设计有在旁路中彼此相对的隔片24、25，该隔片产生了具有喷嘴通道26的收缩器，通过该收缩器挤压旁路气流。隔片24、25形成封闭的轮廓，并由此引导旁路气流只通过喷嘴通道26。

根据图4，从气流插件10的区域内的吸气喷嘴2的局部截面视图可以很好地看出，由隔片24、25形成的喷嘴通道26在径向上直线向外延伸。在始于进气口21的流入段B之后设置测量装置或传感器30，其中，该流入段B的长度是喷嘴通道宽度C的三倍。从传感器30延伸至吸气口的流出段A的长度是喷嘴宽度C的两倍。喷嘴通道在传感器30的区域内具有恒定的喷嘴通道宽度C。以D2标示吸气口8的直径，并以D1标示沿进气口21的直径。

图5示出了图1中的壳体局部4，其设计为风机1的电缆容纳部。壳体局部4形成了风机主气流在排气单元3中的旁路气流的壳体旁路，其中，在该壳体旁路中设置有用于确定风机主气流的体积流量的测量装置或传感器，这在图7中更详细地示出。壳体局部4上一体式地设置有具有接头36的支腿6，通过该接头连接支腿6与吸气喷嘴2。壳体局部4在下区段中具有用于引入风机连接电缆(未示出)的凹处33。此外，还可以在壳体局部4中整合其他未示出的部件，如电容座。在壳体局部4的上区段中设置有朝向风机叶轮5的进气口43，该进气口提供了由隔片34和35形成的壳体旁路的入口或起点。蜂窝整流器44在用于体积流量测量的测量装置的上游整合到该进气口中，该蜂窝整流器用于吹入气流的调整和分层化。

图6a、6b和7更详细地示出了壳体局部4和设置其中的壳体旁路。图7是图6b中的截面视图A-A的详细视图A，从中可以很好地看出隔片34、35的封闭的形状，该隔片产生喷嘴通道36。被风机叶轮5直吹的隔片35基本上垂直于排气方向延伸，该隔片35在进气口43处形成圆弧，该圆弧作为进入壳体旁路的喷嘴通道36的过渡。两个隔片34、35将气流引入喷嘴通道36，并形成壳体收缩器，在该壳体收缩器中既设置有蜂窝整流器44，也设置有用于体积流量测量的测量装置30’。蜂窝整流器44平面地覆盖整个喷嘴通道36。由隔片34、35形成的壳体收缩器的流入侧的张开角度α在所示的实施方案中为95°。

测量装置30’设置为与蜂窝整流器44相隔距离E，该距离对应旁路宽度D的一半。流入段B’由隔片34至蜂窝整流器44的长度决定，并在所示实施例中对应四倍的旁路宽度D。测量装置30’和旁路气流在隔片35的边缘上的最外侧的排出位置之间规定为排出段F，该排出段在所示实施例中对应旁路宽度D的1.5倍。蜂窝整流器44的宽度C’优选在旁路宽度D的0.7-1.0倍的范围内，在所示实施例中为0.8*D。旁路宽度D对应喷嘴通道36的宽度，该喷嘴通道由部分平行延伸的隔片34、35形成，并以恒定的宽度直线延伸。