具有壳体的离心式鼓风机的制作方法

本实用新型涉及一种离心式鼓风机，其输送的体积流量能够更好地得以确定。

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，在这种应用中高度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，特别是具有叶片向后弯曲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入口喷嘴中提取静压。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，并借助胶管线接通压力传感器。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平方关系，由此，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，提供一种离心式鼓风机，其实际输送的体积流量能够在小体积流量的情况下，特别是也在低于最大体积流量的10％的范围内，以尽可能低的误差确定。

这种任务通过根据以下特征组合得以实现。

根据本实用新型建议一种具有壳体的离心式鼓风机，在其中设置有能够马达驱动的风机叶轮，该风机叶轮在运转中产生空气体积流量。壳体具有排气区段，在该排气区段内设置有翼形叶轮，该翼形叶轮具有在圆周方向上相间隔的多个翼形叶轮叶片，通过这些翼形叶轮叶片，翼形叶轮能够由风机叶轮产生的空气体积流量驱动。翼形叶轮被动地位于排气区段内，并且只在马达主动驱动的风机叶轮产生空气体积流量时转动。翼形叶轮叶片的斜度或曲率能够适应各离心式鼓风机的不同的体积流量。翼形叶轮的旋转和转数可以被检测并作为信号交付进一步的计算。信号处理通过控制器进行。在排气区段内的翼形叶轮灵敏性高，从而既能在低空气体积流量，又能在高空气体积流量的情况下确定翼形叶轮的相应的低转数或高转数。在此，翼形叶轮的转数与空气体积流量基本成线性关系，并且根据本实用新型形成用于确定空气体积流量的参考数值。

翼形叶轮通过具备整流功能也积极影响排气区段内的气流，并减少噪音生成。离心式鼓风机的效率不会由于应用翼形叶轮而降低。

在一个有利的变形实施方案中设置为，翼形叶轮完全覆盖排气区段的排气横截面。其结果是，由风机叶轮产生的全部空气体积流量通过翼形叶轮输送。这对于小空气体积流量时的准确性产生额外的积极影响。排气区段的排气横截面以及翼形叶轮在一个有利的设计方案中为圆形。

在一个扩展方案中，翼形叶轮具有在径向外侧环绕翼形叶轮叶片的环，该环在圆周方向上，沿着多个翼形叶轮叶片的各个径向端延伸。该环绕的环形成了翼形叶轮叶片的限定的外周边缘，空气体积流量沿着该外周边缘在内部通过翼形叶轮流动。在此，在一个有利的实施方案中设置为，环的内径Di相对于排气区段的排气直径Da具有预定的尺寸比例，因此适用0.9*Da≤Di≤1.1*Da，进一步优选0.95*Da≤Di≤1.05*Da。

在离心式鼓风机的一个实施例中，排气区段具有至少一个在内侧环绕的槽，翼形叶轮径向地延伸入该槽中。特别是设置为，环在槽的内部延伸。在一个有利的解决方案中，环的内面齐平于邻接槽的排气区段的内壁。

在离心式鼓风机的一个变形方案中，在翼形叶轮和壳体之间设置有环绕的槽隙S。该槽隙S相比于排气直径具有预定的大小，因此适用0.0025*Da≤S≤0.05*Da，进一步优选0.005*Da≤S≤0.025*Da。绝对地看，优选的槽隙尺寸在0.3mm至6mm的范围内，进一步优选在0.6mm和3mm之间。能够通过设置相应大小的槽隙而积极影响离心式鼓风机的噪音生成。

为了连接翼形叶轮叶片，翼形叶轮在轴向中央具有有利地通过滚动轴承，优选通过球轴承安置的轮毂。该轮毂确定轮毂直径N，为了改善流动特性，该轮毂直径相比于排气直径Da具有预定的大小，因此适用0.05*Da≤N≤0.3*Da，进一步优选0.1*Da≤N≤0.2*Da。此外，在一个实施方案中，在流体技术方面有利的是，翼形叶轮的轮毂设计为，在至少一个轴向上，特别是在排气方向上成圆锥形向旋转轴延伸。

关于离心式鼓风机的翼形叶轮叶片，在一个实施方案中设置为，该翼形叶轮叶片的轴向长度L相比于排气直径Da确定在一个范围内，因此适用0.05*Da≤L≤0.3*Da，进一步优选0.1*Da≤L≤0.2*Da。

为了将翼形叶轮固定在离心式鼓风机的排气区段，翼形叶轮具有在轴向上与翼形叶轮叶片相间隔设置的支撑环，该支撑环嵌入壳体的排气区段中。在一个实施例中，支撑环包括至少一个支撑条，其中优选朝向轴向的中心放射状地设置多个支撑条。在轴向的中心处设置有轴接纳部，在该轴接纳部内部接纳有对应翼形叶轮的旋转的、具有翼形叶轮叶片的区段的轴。轮毂的轴承在轴向上邻接轴接纳部。在一个有利的实施方案中，支撑条的数量不等于，特别是小于翼形叶轮叶片的数量。在一个扩展方案中，支撑环的至少一个支撑条具有支撑翼剖面，该支撑翼剖面的平面的流入前缘在流动方向上垂直于或基本上垂直于旋转轴。

关于支撑环在排气区段上的固定，优选设置为，支撑环在翼形叶轮的安装状态下形状配合地嵌入排气区段的槽中。离心式鼓风机的壳体优选设计为多件式，并特别是在排气区段处以径向截面分离，因此，翼形叶轮的支撑环能够插入第一壳体半部，并能够通过安装第二壳体半部固定在位置上。通过支撑环上的径向突出的固定销和壳体上的相应的孔能够保持并达到预定的固定位置。

为了确定翼形叶轮的转数，在一个变形方案中，该翼形叶轮具有用于确定翼形叶轮叶片的旋转速度的装置。这种装置可以例如通过整合在翼形叶轮叶片上或在环绕翼形叶轮叶片的环中的一个或多个磁铁提供，这些磁铁的运动通过霍尔传感器检测。在一个变形实施方案中，霍尔传感器在翼形叶轮叶片的高度上，在外侧设置在离心式鼓风机的排气区段处的壳体上。信号检测由此在空间上与气流分离且不会影响气流。

在一个扩展方案中，离心式鼓风机的特征在于，在翼形叶轮上设置有温度传感器和/或湿度传感器，该传感器检测空气体积流量的温度和/或湿度。通过温度和湿度的值，除空气体积流量之外，也可直接确定空气质量流量。

本实用新型的离心式鼓风机，其实际输送的体积流量能够在小体积流量的情况下，特别是也在低于最大体积流量的10％的范围内，以尽可能低的误差确定。

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示出了离心式鼓风机的分解示意图；

图2示出了图1中的离心式鼓风机的翼形叶轮的侧截面视图；

图3示出了图1中的离心式鼓风机的部分截面视图。

具体实施方式

在所有视图中，相同的标号标记相同的部件。图1以分解示意图示出了离心式鼓风机1，其具有包括下壳体部分2和上壳体部分3的螺旋形的壳体，该壳体具有在圆周方向上向着排气口27扩大的压缩腔15。下壳体部分2具有轴向的吸气口16。两个壳体部分2、3包括多个在外侧在圆周方向上相间隔地从径向内部向径向外部延伸的加强筋26。两个壳体部分2、3通过固定件17，例如夹具或锁钩可拆卸地相互连接。虽然没有明确示出，在壳体内设置有通过电动马达驱动的风机叶轮，该风机叶轮在运转中从吸气口16向排气口27产生空气体积流量。

壳体包括直线延伸的排气区段4，该排气区段具有在外侧设置其上的固定法兰44。排气区段4的排气横截面为圆形。排气区段4具有环绕的凹陷或槽6，在图2中详细示出的翼形叶轮5插入并固定在该槽中。

图2以侧截面视图示出了仅由风机叶轮产生的空气体积流量驱动的翼形叶轮5。该翼形叶轮具有八个在圆周方向上相间隔，并相对于旋转轴倾斜的翼形叶轮叶片7，该翼形叶轮叶片在径向上向外延伸，直至排气区段4的排气横截面被完全覆盖。通过在轴向上与翼形叶轮叶片7相间隔设置的支撑环10，翼形叶轮5固定地嵌入壳体的排气区段4的槽6中。为此，在支撑环10上一体式地设置有在径向上凸出的榫39。在安装在壳体上的状态下，翼形叶轮5通过该支撑环，由两个壳体部分2、3位置固定地保持在排气区段4内。支撑环10还包括五个向旋转轴延伸的支撑条11，该支撑条与轴接纳部18相连接。支撑条11设计有支撑翼剖面，该支撑翼剖面的纵向延伸在流动方向上，且该支撑翼剖面的平面的流入前缘31在流动方向上基本上垂直于旋转轴。通过两个球轴承19安置的轴20沿着旋转轴，从轴接纳部18向翼形叶轮叶片7的轮毂9的接纳部延伸。轮毂9设计为多件式，并具有加置的、圆锥形延伸的区段49，该区段的自由的轴向端指向流动方向。轴20延伸至加置的区段49内。翼形叶轮5的轮毂直径N是在图3中标明的排气直径Da的0.15倍。

翼形叶轮叶片7的各个径向端通过环绕的环8连接，在该环内部设置有相对的磁铁21。通过这些磁铁21和在外侧设置在壳体上的霍尔传感器能够确定翼形叶轮5的转数。在所示的实施方案中，环8的内径Di对应排气区段4的排气直径Da，从而形成齐平于壳体的过渡。在该实施例中，翼形叶轮叶片7的各个轴向长度L是排气直径Da的0.125倍。

图3以截面视图详细示出了翼形叶轮5和排气区段4之间的固定和相互作用。在排气区段4中，在内侧设置有环绕的槽6，该槽的沿翼形叶轮5的旋转轴的长度足够大，以便完全接纳翼形叶轮5。在槽6中设置有凹陷，支撑环11的榫39形状配合地嵌入该凹陷，且翼形叶轮5由此固定在壳体的排气区段4上。在环绕翼形叶轮叶片7的环8和壳体的排气区段4中的槽6的内壁之间设置有环绕的槽隙S，该槽隙是排气直径Da的0.01倍。翼形叶轮5相对于排气口27退后地安装在排气区段4内，因而在流动方向上看，壳体中的具有圆形横截面的气流区段紧接翼形叶轮5之后并连接法兰44。