具有殼體的離心式鼓風機的制作方法

本實用新型涉及一種離心式鼓風機，其輸送的體積流量能夠更好地得以確定。

背景技術：

在通風與空調技術的許多應用中需要確定或恒定地調節鼓風機或風機輸送的體積流量。此外，在這種應用中高度要求盡可能小的風機噪音。

在通風與空調技術中向來使用鼓形滾筒風機，因為這種風機的特色是，即使在受干擾的入流條件下也有良好的噪聲情況。在鼓形滾筒風機中，體積流量能夠通過在恒定轉數下的功耗和體積流量之間的明確的相互關系確定。而缺點是，相比于離心風機，特別是具有葉片向后彎曲的風機葉輪的離心風機，效率相對較低。

由于效率要求的提高，鼓形滾筒風機越來越受到如必要則具有向后彎曲的葉片的離心風機的排擠。而在離心風機中卻不存在在恒定轉數下的功耗和體積流量之間的明確的相互關系。因此，為了確定輸送的體積流量就需要其他方法。一個已知的解決方法是，借助環形管道在風機的入口噴嘴中提取靜壓。通過該方法可以從測得的靜壓直接得出體積流量。通常通過環形管道連接三個或四個取壓管，并借助膠管線接通壓力傳感器。然而這種(膠管)環形管道卻導致了高安裝消耗并因此導致高成本。

此外，在該計算中不利的是，輸送的體積流量和有效壓力之間存在平方關系，由此，測量準確度在小體積流量的情況下明顯下降。

技術實現要素：

因此本實用新型的任務在于，提供一種離心式鼓風機，其實際輸送的體積流量能夠在小體積流量的情況下，特別是也在低于最大體積流量的10％的范圍內，以盡可能低的誤差確定。

這種任務通過根據以下特征組合得以實現。

根據本實用新型建議一種具有殼體的離心式鼓風機，在其中設置有能夠馬達驅動的風機葉輪，該風機葉輪在運轉中產生空氣體積流量。殼體具有排氣區段，在該排氣區段內設置有翼形葉輪，該翼形葉輪具有在圓周方向上相間隔的多個翼形葉輪葉片，通過這些翼形葉輪葉片，翼形葉輪能夠由風機葉輪產生的空氣體積流量驅動。翼形葉輪被動地位于排氣區段內，并且只在馬達主動驅動的風機葉輪產生空氣體積流量時轉動。翼形葉輪葉片的斜度或曲率能夠適應各離心式鼓風機的不同的體積流量。翼形葉輪的旋轉和轉數可以被檢測并作為信號交付進一步的計算。信號處理通過控制器進行。在排氣區段內的翼形葉輪靈敏性高，從而既能在低空氣體積流量，又能在高空氣體積流量的情況下確定翼形葉輪的相應的低轉數或高轉數。在此，翼形葉輪的轉數與空氣體積流量基本成線性關系，并且根據本實用新型形成用于確定空氣體積流量的參考數值。

翼形葉輪通過具備整流功能也積極影響排氣區段內的氣流，并減少噪音生成。離心式鼓風機的效率不會由于應用翼形葉輪而降低。

在一個有利的變形實施方案中設置為，翼形葉輪完全覆蓋排氣區段的排氣橫截面。其結果是，由風機葉輪產生的全部空氣體積流量通過翼形葉輪輸送。這對于小空氣體積流量時的準確性產生額外的積極影響。排氣區段的排氣橫截面以及翼形葉輪在一個有利的設計方案中為圓形。

在一個擴展方案中，翼形葉輪具有在徑向外側環繞翼形葉輪葉片的環，該環在圓周方向上，沿著多個翼形葉輪葉片的各個徑向端延伸。該環繞的環形成了翼形葉輪葉片的限定的外周邊緣，空氣體積流量沿著該外周邊緣在內部通過翼形葉輪流動。在此，在一個有利的實施方案中設置為，環的內徑Di相對于排氣區段的排氣直徑Da具有預定的尺寸比例，因此適用0.9*Da≤Di≤1.1*Da，進一步優選0.95*Da≤Di≤1.05*Da。

在離心式鼓風機的一個實施例中，排氣區段具有至少一個在內側環繞的槽，翼形葉輪徑向地延伸入該槽中。特別是設置為，環在槽的內部延伸。在一個有利的解決方案中，環的內面齊平于鄰接槽的排氣區段的內壁。

在離心式鼓風機的一個變形方案中，在翼形葉輪和殼體之間設置有環繞的槽隙S。該槽隙S相比于排氣直徑具有預定的大小，因此適用0.0025*Da≤S≤0.05*Da，進一步優選0.005*Da≤S≤0.025*Da。絕對地看，優選的槽隙尺寸在0.3mm至6mm的范圍內，進一步優選在0.6mm和3mm之間。能夠通過設置相應大小的槽隙而積極影響離心式鼓風機的噪音生成。

為了連接翼形葉輪葉片，翼形葉輪在軸向中央具有有利地通過滾動軸承，優選通過球軸承安置的輪轂。該輪轂確定輪轂直徑N，為了改善流動特性，該輪轂直徑相比于排氣直徑Da具有預定的大小，因此適用0.05*Da≤N≤0.3*Da，進一步優選0.1*Da≤N≤0.2*Da。此外，在一個實施方案中，在流體技術方面有利的是，翼形葉輪的輪轂設計為，在至少一個軸向上，特別是在排氣方向上成圓錐形向旋轉軸延伸。

關于離心式鼓風機的翼形葉輪葉片，在一個實施方案中設置為，該翼形葉輪葉片的軸向長度L相比于排氣直徑Da確定在一個范圍內，因此適用0.05*Da≤L≤0.3*Da，進一步優選0.1*Da≤L≤0.2*Da。

為了將翼形葉輪固定在離心式鼓風機的排氣區段，翼形葉輪具有在軸向上與翼形葉輪葉片相間隔設置的支撐環，該支撐環嵌入殼體的排氣區段中。在一個實施例中，支撐環包括至少一個支撐條，其中優選朝向軸向的中心放射狀地設置多個支撐條。在軸向的中心處設置有軸接納部，在該軸接納部內部接納有對應翼形葉輪的旋轉的、具有翼形葉輪葉片的區段的軸。輪轂的軸承在軸向上鄰接軸接納部。在一個有利的實施方案中，支撐條的數量不等于，特別是小于翼形葉輪葉片的數量。在一個擴展方案中，支撐環的至少一個支撐條具有支撐翼剖面，該支撐翼剖面的平面的流入前緣在流動方向上垂直于或基本上垂直于旋轉軸。

關于支撐環在排氣區段上的固定，優選設置為，支撐環在翼形葉輪的安裝狀態下形狀配合地嵌入排氣區段的槽中。離心式鼓風機的殼體優選設計為多件式，并特別是在排氣區段處以徑向截面分離，因此，翼形葉輪的支撐環能夠插入第一殼體半部，并能夠通過安裝第二殼體半部固定在位置上。通過支撐環上的徑向突出的固定銷和殼體上的相應的孔能夠保持并達到預定的固定位置。

為了確定翼形葉輪的轉數，在一個變形方案中，該翼形葉輪具有用于確定翼形葉輪葉片的旋轉速度的裝置。這種裝置可以例如通過整合在翼形葉輪葉片上或在環繞翼形葉輪葉片的環中的一個或多個磁鐵提供，這些磁鐵的運動通過霍爾傳感器檢測。在一個變形實施方案中，霍爾傳感器在翼形葉輪葉片的高度上，在外側設置在離心式鼓風機的排氣區段處的殼體上。信號檢測由此在空間上與氣流分離且不會影響氣流。

在一個擴展方案中，離心式鼓風機的特征在于，在翼形葉輪上設置有溫度傳感器和/或濕度傳感器，該傳感器檢測空氣體積流量的溫度和/或濕度。通過溫度和濕度的值，除空氣體積流量之外，也可直接確定空氣質量流量。

本實用新型的離心式鼓風機，其實際輸送的體積流量能夠在小體積流量的情況下，特別是也在低于最大體積流量的10％的范圍內，以盡可能低的誤差確定。

附圖說明

只要在技術上可行且不相互矛盾，全部公開特征都可以任意組合。本實用新型的其它有利改進方案在如下結合本實用新型的優選實施方式的說明借助附圖得到詳細闡述，其中：

圖1示出了離心式鼓風機的分解示意圖；

圖2示出了圖1中的離心式鼓風機的翼形葉輪的側截面視圖；

圖3示出了圖1中的離心式鼓風機的部分截面視圖。

具體實施方式

在所有視圖中，相同的標號標記相同的部件。圖1以分解示意圖示出了離心式鼓風機1，其具有包括下殼體部分2和上殼體部分3的螺旋形的殼體，該殼體具有在圓周方向上向著排氣口27擴大的壓縮腔15。下殼體部分2具有軸向的吸氣口16。兩個殼體部分2、3包括多個在外側在圓周方向上相間隔地從徑向內部向徑向外部延伸的加強筋26。兩個殼體部分2、3通過固定件17，例如夾具或鎖鉤可拆卸地相互連接。雖然沒有明確示出，在殼體內設置有通過電動馬達驅動的風機葉輪，該風機葉輪在運轉中從吸氣口16向排氣口27產生空氣體積流量。

殼體包括直線延伸的排氣區段4，該排氣區段具有在外側設置其上的固定法蘭44。排氣區段4的排氣橫截面為圓形。排氣區段4具有環繞的凹陷或槽6，在圖2中詳細示出的翼形葉輪5插入并固定在該槽中。

圖2以側截面視圖示出了僅由風機葉輪產生的空氣體積流量驅動的翼形葉輪5。該翼形葉輪具有八個在圓周方向上相間隔，并相對于旋轉軸傾斜的翼形葉輪葉片7，該翼形葉輪葉片在徑向上向外延伸，直至排氣區段4的排氣橫截面被完全覆蓋。通過在軸向上與翼形葉輪葉片7相間隔設置的支撐環10，翼形葉輪5固定地嵌入殼體的排氣區段4的槽6中。為此，在支撐環10上一體式地設置有在徑向上凸出的榫39。在安裝在殼體上的狀態下，翼形葉輪5通過該支撐環，由兩個殼體部分2、3位置固定地保持在排氣區段4內。支撐環10還包括五個向旋轉軸延伸的支撐條11，該支撐條與軸接納部18相連接。支撐條11設計有支撐翼剖面，該支撐翼剖面的縱向延伸在流動方向上，且該支撐翼剖面的平面的流入前緣31在流動方向上基本上垂直于旋轉軸。通過兩個球軸承19安置的軸20沿著旋轉軸，從軸接納部18向翼形葉輪葉片7的輪轂9的接納部延伸。輪轂9設計為多件式，并具有加置的、圓錐形延伸的區段49，該區段的自由的軸向端指向流動方向。軸20延伸至加置的區段49內。翼形葉輪5的輪轂直徑N是在圖3中標明的排氣直徑Da的0.15倍。

翼形葉輪葉片7的各個徑向端通過環繞的環8連接，在該環內部設置有相對的磁鐵21。通過這些磁鐵21和在外側設置在殼體上的霍爾傳感器能夠確定翼形葉輪5的轉數。在所示的實施方案中，環8的內徑Di對應排氣區段4的排氣直徑Da，從而形成齊平于殼體的過渡。在該實施例中，翼形葉輪葉片7的各個軸向長度L是排氣直徑Da的0.125倍。

圖3以截面視圖詳細示出了翼形葉輪5和排氣區段4之間的固定和相互作用。在排氣區段4中，在內側設置有環繞的槽6，該槽的沿翼形葉輪5的旋轉軸的長度足夠大，以便完全接納翼形葉輪5。在槽6中設置有凹陷，支撐環11的榫39形狀配合地嵌入該凹陷，且翼形葉輪5由此固定在殼體的排氣區段4上。在環繞翼形葉輪葉片7的環8和殼體的排氣區段4中的槽6的內壁之間設置有環繞的槽隙S，該槽隙是排氣直徑Da的0.01倍。翼形葉輪5相對于排氣口27退后地安裝在排氣區段4內，因而在流動方向上看，殼體中的具有圓形橫截面的氣流區段緊接翼形葉輪5之后并連接法蘭44。