CN206957995U - 鼓风机装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种鼓风机装置(1)，其包括：叶轮(2)，其具有轴向吸入口(21)，该吸入口由至少区段性地覆盖叶轮叶片(4)的盖板(3)形成；吸入嘴(6)，其沿流动方向连接在所述叶轮(2)上游，该吸入嘴至少区段性地在重合区段(5)处伸进所述叶轮(2)的吸入口中，其中在吸入嘴(6)与叶轮(2)的盖板(3)之间形成有环绕的喷嘴间隙(7)；喷出嘴(8)，其在径向上与叶轮(2)和吸入嘴(6)相互间隔开来并且在周向上围绕着布置。本实用新型的鼓风机装置(1)提高了叶轮(2)的有效系数，能够尽可能无损失地引导待输送的流体。

Description

鼓风机装置

技术领域

本实用新型涉及一种鼓风机装置，其具有叶轮、沿流动方向连接在叶轮上游的吸入嘴还有喷出嘴，喷出嘴在径向上与叶轮和吸入嘴间隔开来并在周向上围绕叶轮和吸入嘴地布置。

背景技术

鼓风机处的喷嘴装置的根本性技术任务在于，尽可能无损失地引导待输送的流体。在此存在主路流量和再循环流量的区别。主路流量是实际上被输送的流量并且被从吸入侧输送穿过叶轮到达受压侧。再循环流量是回流，其从受压侧返回、穿过叶轮与喷嘴之间的间隙、重新抵达吸入侧并进入到鼓风机的叶轮中。这与穿过叶轮与喷嘴之间的间隙的脉冲流相对应，该间隙对于盖板区域的流动转向非常有利。然而同时不利的是，该再循环流量意味着流量损失。

实用新型内容

因此本实用新型的目的在于提供一种鼓风机装置，其在利用叶轮与喷嘴之间的脉冲流的优点的同时无需忍受由再循环流量引起的流量损失。在此，主路流量应被继续尽可能无损失地引导至鼓风机的叶轮处。

通过以下特征组合达到本目的。

根据本实用新型对此建议鼓风机装置具有以下部分：叶轮，其具有轴向吸入口，该吸入口由至少区段性地覆盖叶轮叶片的盖板形成；吸入嘴，其沿流动方向连接在叶轮上游，该吸入嘴至少区段性地在重合区段处伸进叶轮的吸入口中，其中在吸入嘴与叶轮的盖板之间形成有环绕的喷嘴间隙；以及喷出嘴，其在径向上与叶轮和吸入嘴相互间隔开来并且在周向上环绕着布置。在喷出嘴与吸入嘴之间设置有环绕的径向间隙，该径向间隙形成沿流动方向走向的进气嘴通道。在喷出嘴与叶轮的盖板之间同样设置有环绕的径向间隙，该径向间隙形成沿流动方向走向的间隙通道，因此由叶轮吸入的总流量能够被吸入嘴的和喷出嘴分成穿过吸入嘴流入叶轮的主路流量以及穿流过进气嘴通道的分路流量，且分路流量又被叶轮的盖板和喷出嘴分成穿流过间隙通道的间隙流量以及穿过喷嘴间隙流向主路流量的支路流量。因此吸入嘴在吸入区域以及与叶轮重合的区域提供双重分流，从而起到分流嘴的作用。

根据本实用新型的鼓风机装置提高了叶轮的有效系数，特别是提高了径向叶轮的有效系数，径向叶轮在避免和减少再循环流量的同时要保持叶轮与吸入嘴之间的喷嘴间隙中的有利脉冲流。

在鼓风机装置中设置为，总流量由被吸入嘴和喷出嘴分成穿过吸入嘴流向叶轮的主路流量以及穿流过进气嘴通道的分路流量之和形成。

而分路流量由穿流过间隙通道的间隙流量以及穿过喷嘴间隙流向主路流量的支路流量之和形成。

鼓风机装置的有利实施变形设置为，吸入嘴沿着轴向延伸过喷出嘴的吸入侧的轴向端部并且在轴向自由端部处向外弯曲延伸，因此在吸入嘴与喷出嘴之间形成有沿径向向外朝向的入口。因此流体在喷出嘴和吸入嘴之间被沿着径向而非轴向吸入进气嘴通道，反之，主路流体主要沿着轴向穿过整个吸入嘴。

在实施变形中设置为，吸入嘴和叶轮、特别是和径向叶轮之间的共同作用如下：吸入嘴的延伸进叶轮的吸入口的自由端部区段沿径向向外通向叶轮的盖板，因此从轴向流动方向上看，喷嘴间隙的径向喷嘴间隙尺寸在吸入嘴与叶轮之间的重合区段处减小。因此流体在喷嘴间隙中向叶轮的盖板转向。

在此有利的实施方案是，盖板在其与吸入口相邻的轴向区段处平行于叶轮的转轴延伸。由此重合区段中的走向同样平行于叶轮的转轴。在此后的轴向延伸中，叶轮的穿流横截面沿着盖板在流动方向上扩大，其中盖板相应地沿着径向扩张。

此外，在流体工学方面有利的鼓风机装置实施方式是，其中位于喷出嘴与叶轮的盖板之间的间隙通道的间隙通道尺寸spK在轴向流动方向上基本是恒定的。因此喷出嘴与盖板的几何变化是一致的或基本一致的。

此外在流体工学方面有利的是，进气嘴间隙通道的进气嘴通道间隙尺寸spN沿着轴向流动方向从入口至叶轮的盖板处是恒定的或基本恒定的。

在鼓风机装置的扩展方案中也可设置为，喷出嘴在受压侧具有延长超过叶轮的导流部，该导流部沿着径向延伸超过叶轮的与叶轮的盖板相邻的喷出口，并且设计为用于将从叶轮喷出的流体引导至给定的方向。此外在鼓风机装置的实施方式中也可替代地或补充地设置为，喷出嘴在受压侧具有延长超过叶轮的导流部，该导流部在轴向上跨过叶轮的与叶轮的盖板相邻的喷出口，并且设计为用于将从叶轮喷出的流体引导至给定的方向。导流部在此也能够用于使流动方向发生转向。例如在径向叶轮中发生从径向到轴向的转向。这会在例如将鼓风机装置用在需要获取轴向流动的管体或箱体中时大大提高有效系数。此外无需附加构件用于流体定向。

在鼓风机装置的另一个实施例中也可设置为，在叶轮的盖板上设置有在喷出嘴的方向上伸出的间隙叶片。在此有利的是，在叶轮运转时间隙叶片能够克服鼓风机装置的受压侧与吸入侧的压力差或者吸入嘴区域与叶轮处的喷出区段的压力差而工作，间隙叶片由此确保了有效系数的改善。

在有利的实施例中，间隙叶片设计为笔直的径向叶片或者向前或向后弯的叶片。其延伸进间隙通道的高度介于间隙通道的最大高度的40％～60％的范围，不算制造公差。

此外有利的是，间隙叶片在叶轮的吸入口对面间隔地布置在轴向流动方向上。间隙叶片在流动方向上的延伸长度优选为叶轮的盖板的轴向投影长度的40％～90％，特别是40％～70％。此外，间隙叶片等分地布置在盖板的全周上。在优选实施方式中，间隙叶片的数量大于12，此外优选大于16，更优选地是大于20。

喷出嘴的几何形状优选设置为，在流动方向上看，喷出嘴的穿流横截面从起始横截面缩小至最小横截面然后扩大至端部横截面。喷嘴间隙优选布置在吸入嘴与叶轮的盖板之间的最小横截面区域，其中压力最小而流速最大。

为了达到鼓风机装置的高有效系数，喷嘴间隙的喷嘴间隙尺寸spD与叶轮的叶轮外径DA之间的比值要尽可能小且位于0.003～0.007的范围或者比值为0.005。

此外，在鼓风机装置的在流体工学方面有利的实施变形中也可设置为，进气嘴通道间隙尺寸spN大于间隙通道的间隙通道尺寸spK且大于喷嘴间隙的喷嘴间隙尺寸spD。但是也不会超过十倍值，即spN≤10*spK，spN≤10*spD。

还有一种实施方式在流体工学方面是有利的，其中吸入嘴的穿流横截面处的直径DH沿着流动方向从最大吸入穿流横截面处的直径DHmax缩小至最小吸入穿流横截面处的直径DHmin，其中最小吸入穿流横截面处的直径DHmin、最大吸入穿流横截面处的直径DHmax与叶轮的叶轮外径DA之间的比值位于以下范围：DHmin/DA＜DHmax/DA＜1。此外，最小吸入穿流横截面处的直径DHmin与叶轮的叶轮外径DA之间的比值优选位于以下范围：0.3＜DHmin/DA＜0.9。还可设置为，喷出嘴形成有在受压侧延长超过所述叶轮的扩散器。

本实用新型的鼓风机装置提高了叶轮的有效系数，能够尽可能无损失地引导待输送的流体。

附图说明

接下来将展示本实用新型的其他有利扩展方案或根据图示和本实用新型的有利实施方式进一步说明。所有公开特征都能够任意组合，只要在技术上可实现并且不会自相矛盾。其中：

图1a示出了鼓风机装置在第一实施例中的侧视切面图，图1b示出了A处的构造详图，图1c示出了A处的流动详图；

图2示出了图1b、1c的放大图；

图3示出了叶轮在替代实施方式中的立体图；

图4示出了鼓风机装置在另一个实施例中的侧视切面图；

图5示出了鼓风机装置在另一个实施例中的侧视切面图。

具体实施方式

在所有示图中，相同的标号指代相同的部分。

图1a～1c、2中示出了鼓风机装置1在第一实施例中的侧视切面图、A处的详图以及细节放大图(图2)。鼓风机装置1包括(径向)叶轮2，该叶轮由平的底板12、漏斗形的盖板3以及布置其间的由多个叶轮叶片4形成的叶栅环形成。叶轮2的盖板3将叶轮叶片4覆盖并且具有轴向吸入口21以及径向排气区段。沿流动方向连接在叶轮2上游的鼓风机装置1包括吸入嘴6，该吸入嘴区段性地在重合区段5处延伸进叶轮的吸入口21中。吸入嘴6的外径在重合区段5处小于叶轮2的吸入口21的外径，从而在吸入嘴6与叶轮2的盖板3之间形成环绕的喷嘴间隙7。在叶轮2与吸入嘴6的径向外侧上沿周向环绕有喷出嘴8，其中在喷出嘴8与吸入嘴6之间设置有环绕的径向间隙，该径向间隙形成沿流动方向走向的进气嘴通道9，并且在喷出嘴8与叶轮2的盖板3之间设置有环绕的径向间隙，该径向间隙形成沿流动方向走向的间隙通道10。

吸入嘴6在轴向上突出于喷出嘴8的吸入侧的轴向端部并且在轴向自由端部区段16处沿径向向外弯曲延伸，从而在吸入嘴6与喷出嘴8之间形成沿径向向外朝向的入口19。喷出嘴8和吸入嘴6的几何形状在入口19的区域是一致的，因此两个元件彼此平行地延伸并形成具有大致恒定的间隙尺寸spN的进气嘴通道9。

吸入嘴6的延伸进叶轮2的吸入口21的自由端部区段设计为沿径向向外通向叶轮2的盖板3，因此从轴向流动方向上看，喷嘴间隙7的径向间隙尺寸spD在吸入嘴6与叶轮2之间的重合区段5处减小。此外，流动被朝向盖板3的内壁引导。通过对吸入嘴6进行倒角以及盖板3的平行于叶轮2的转轴走向的、邻接于吸入口21的轴向区段实现上述几何形状。

进气通道9止于盖板3的轴向端部，即止于吸入口21。盖板3将进气通道9大致居中地分成在叶轮2的盖板3与喷出嘴8之间沿流动方向连通的间隙通道10，该间隙通道具有大致恒定的间隙尺寸spK。这一点通过盖板3区域的喷出嘴8和盖板3的大致相同的几何形状达到。喷出嘴8在受压侧具有延长超出叶轮2的导流部11，该导流部在径向和轴向上延伸超出叶轮2的与叶轮2的盖板3相邻的出口，并且引导从叶轮2排出的流体流向径向。沿着流动方向看，喷出嘴8的穿流横截面从起始横截面缩小至最小横截面然后先扩大到盖板3区域并且在导流部11区域继续扩大。吸入嘴6与叶轮2的盖板3之间的喷嘴间隙7布置在最小横截面区域，即布置在最大负压区域。

在鼓风机装置1中，通过叶轮2产生的总流量在吸入侧被吸入嘴6和喷出嘴8分成穿过吸入嘴6流入叶轮2的吸入口21的主路流量HV和穿过进气嘴通道9流动的分路流量NV。分路流量NV随后被叶轮2的盖板3和喷出嘴8分成穿过间隙通道10流动的间隙流量SV以及作为主路流量HV的脉冲流流进喷嘴间隙7的支路流量HiV。在叶轮2的径向出口区段，所有流体再次汇合。

图3示出了适用于根据图1a～1c的实施方案的、设计为径向叶轮的叶轮2的立体视图。然而与根据图1a～1c的实施方案相对的是，在根据图3的实施方案中，盖板3上布置有多个设计为径向叶片的间隙叶片15。间隙叶片15沿周向均匀地分布在盖板3上，并且在底板12与盖板3之间的、吸入口21和出口区段的边缘区段之间相对间隔地延伸。

图4示出了图1a～1c、2中的鼓风机装置1的替代实施方案。为避免重复，图1a～1c、2中的上述公开内容也适用于图4。与根据图1a～1c的实施方案不同的是，图3中示出的叶轮2使用了间隙叶片15，该间隙叶片沿着喷出嘴8的方向伸进间隙通道10中。间隙叶片15的径向延伸相应于间隙通道10的间隙尺寸spK的50％。此外应用有替代喷出嘴8，其在吸入侧被沿着径向笔直地延长并且在受压侧未设计有导流部。

对全部公开实施例都适用的是，进气嘴通道间隙尺寸spN大于间隙通道10的间隙通道尺寸spK且大于喷嘴间隙7的喷嘴间隙尺寸spD。在根据图2、4的实施方案中，spN＝1.5*spK且spN＝2.5*spD。

此外，最小吸入穿流横截面处的直径DHmin和最大吸入穿流横截面处的直径DHmax与叶轮2的最大叶轮外径DA的比值固定在：0.3＜DHmin/DA＜0.9且DHmin/DA＜DHmax/DA≤1。

喷嘴间隙7的喷嘴间隙尺寸spD与叶轮外径DA的比值为0.005。

图5示出了鼓风机装置1的实施例中的侧视切面图，其中喷出嘴8形成扩散器45。此外，前述实施例的特征也全部适用于根据图5的实施例。扩散器45形成叶轮2的叶轮出口处的喷嘴轮廓的延长部，用于减少卡诺损失(Carnot-Verluste)。喷嘴轮廓设计成与叶轮2的盖板3的轮廓相对应，使得间隙通道10具有大致恒定的穿流横截面面积。如前所述，也能够将间隙叶片15应用在本实施方案中。

Claims (20)

1.一种鼓风机装置(1)，其特征在于，其具有：

a.叶轮(2)，其具有轴向吸入口(21)，该吸入口由至少区段性地覆盖叶轮叶片(4)的盖板(3)形成；

b.吸入嘴(6)，其沿流动方向连接在所述叶轮(2)上游，该吸入嘴至少区段性地在重合区段(5)处伸进所述叶轮(2)的吸入口中，其中在所述吸入嘴(6)与所述叶轮(2)的盖板(3)之间形成有环绕的喷嘴间隙(7)；以及

c.喷出嘴(8)，其在径向上与所述叶轮(2)和所述吸入嘴(6)相互间隔开来并且在周向上环绕着布置，

其中，

i.在所述喷出嘴(8)与所述吸入嘴(6)之间设置有形成沿流动方向走向的进气嘴通道(9)的环绕的径向间隙，且其中在所述喷出嘴(8)与所述叶轮(2)的盖板(3)之间设置有形成沿流动方向走向的间隙通道(10)的环绕的径向间隙，

ii.因此由所述叶轮(2)吸入的总流量能够被吸入嘴(6)和喷出嘴(8)分成穿过所述吸入嘴(6)流入所述叶轮(2)的主路流量以及穿流过所述进气嘴通道(9)的分路流量，且所述分路流量又被所述叶轮(2)的盖板(3)和所述喷出嘴(8)分成穿流过所述间隙通道(10)的间隙流量以及穿过所述喷嘴间隙(7)流向所述主路流量的支路流量。

2.根据权利要求1所述的鼓风机装置，其特征在于，所述吸入嘴(6)沿着轴向延伸过所述喷出嘴(8)的吸入侧的轴向端部并且在轴向自由端部(16)处向外弯曲延伸，其中在所述吸入嘴(6)与所述喷出嘴(8)之间形成有沿径向向外朝向的入口。

3.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述吸入嘴(6)的延伸进所述叶轮(2)的吸入口的自由端部区段沿径向向外通向所述叶轮(2)的盖板(3)，其中从轴向流动方向上看，所述喷嘴间隙的径向喷嘴间隙尺寸spD在吸入嘴(6)与叶轮(2)之间的所述重合区段(5)处减小。

4.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述盖板(3)在其与所述吸入口相邻的轴向区段处平行于所述叶轮(2)的转轴延伸。

5.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述间隙通道(10)的间隙通道尺寸spK在轴向流动方向上是恒定的。

6.根据权利要求2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述进气嘴通道(9)的进气嘴通道间隙尺寸spN沿着轴向流动方向从所述沿径向向外朝向的入口(19)至所述叶轮(2)的盖板(3)处是恒定的。

7.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述喷出嘴(8)在受压侧具有延长超过所述叶轮(2)的导流部(11)，该导流部沿着径向延伸超过所述叶轮(2)的与所述叶轮(2)的盖板(3)相邻的喷出口，并且设计为用于引导从所述叶轮(2)喷出的流体。

8.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述喷出嘴(8)在受压侧具有延长超过所述叶轮(2)的导流部(11)，该导流部在轴向上跨过所述叶轮(2)的与所述叶轮(2)的盖板(3)相邻的喷出口，并且设计为用于引导从所述叶轮(2)喷出的流体。

9.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，在所述叶轮(2)的盖板(3)上设置有在所述喷出嘴(8)的方向上伸出的间隙叶片(15)。

10.根据权利要求9所述的鼓风机装置，其特征在于，所述间隙叶片(15)设计为笔直的径向叶片或者向后弯的叶片。

11.根据权利要求9所述的鼓风机装置，其特征在于，所述间隙叶片(15)在所述叶轮(2)的吸入口对面间隔地布置在轴向流动方向上。

12.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，沿着流动方向看，所述喷出嘴(8)的穿流横截面从起始横截面缩小至最小横截面然后扩大至端部横截面，其中所述吸入嘴(6)与所述叶轮(2)的盖板(3)之间的喷嘴间隙(7)布置在最小横截面区域。

13.根据权利要求3所述的鼓风机装置，其特征在于，所述喷嘴间隙的喷嘴间隙尺寸spD与所述叶轮(2)的叶轮外径DA之间的比值spD/DA位于0.003～0.007的范围。

14.根据权利要求6所述的鼓风机装置，其特征在于，所述进气嘴通道间隙尺寸spN大于所述间隙通道的间隙通道尺寸spK且大于所述喷嘴间隙的喷嘴间隙尺寸spD，其中spN≤10*spK，spN≤10*spD。

15.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述吸入嘴(6)的穿流横截面处的直径DH沿着流动方向从最大吸入穿流横截面处的直径DHmax缩小至最小吸入穿流横截面处的直径DHmin，其中最小吸入穿流横截面处的直径DHmin、最大吸入穿流横截面处的直径DHmax与所述叶轮(2)的叶轮外径DA之间的比值位于以下范围：DHmin/DA＜DHmax/DA＜1。

16.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述吸入嘴(6)的穿流横截面处的直径DH沿着流动方向从最大吸入穿流横截面处的直径DHmax缩小至最小吸入穿流横截面处的直径DHmin，其中最小吸入穿流横截面处的直径DHmin与所述叶轮(2)的叶轮外径DA之间的比值位于以下范围：0.3＜DHmin/DA＜0.9。

17.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述叶轮(2)的穿流横截面沿着所述盖板(3)在流动方向上扩大。

18.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，总流量由被所述吸入嘴(6)和所述喷出嘴(8)分成穿过所述吸入嘴(6)流向所述叶轮(2)的主路流量以及穿流过所述进气嘴通道的分路流量之和形成。

19.根据权利要求18所述的鼓风机装置，其特征在于，所述分路流量由穿流过所述间隙通道的间隙流量以及穿过所述喷嘴间隙(7)流向主路流量的支路流量之和形成。

20.根据权利要求1或2所述的鼓风机装置，其特征在于，所述喷出嘴(8)形成有在受压侧延长超过所述叶轮(2)的扩散器(45)。