CN110959075B - 风扇和用于风扇的入口引导格栅 - Google Patents

Abstract

公开了一种风扇(径向风扇或轴向风扇)，该风扇包括叶轮和位于叶轮上游、优选地位于入口喷嘴的入口区域上游的流路中的入口引导装置，所述入口引导装置采用具有肋和/或引导叶片的入口引导格栅的形式，这些肋和/或引导叶片布置和设计成形成基本上无旋流的入流并且可以周向地改变流动。

Description

风扇和用于风扇的入口引导格栅

本发明涉及一种风扇，其可以是径向风扇或轴向风扇。该风扇包括叶轮，该叶轮在流路中具有位于叶轮前方、优选地位于入口喷嘴的入口区域前方的预引导装置。

例如从WO 03/054395 A1中已知这种具有流入侧预引导装置的风扇。在那里提供的预引导装置主要用于流量均衡，尤其还用于降低噪音。已知的预引导装置沿叶轮的旋转方向形成预旋流。重要的是，任何声学上的改进通常伴随着空气流动和效率方面的损失。

实际上还已知用于改善效率和/或空气流动的所谓的预引导轮。然而，这些预引导轮在声学上造成不利影响，并且它们在设计方面以及在相应的风扇产品中的安装方面是复杂的。它们通常不安装在入口喷嘴的前方，因此与风扇相比，它们没有较大的流动表面。因此，在这些预引导轮的区域中的空气速度相对较高，这具体地引起声学上的缺点。

现在，本发明提出要解决的问题是设计和改造具有预引导装置的风扇，使得空气流动和/或效率以改善的、相同的或仅稍差的声学值来增强。由于预引导格栅使入流均衡，因此可以减少因不均匀的入流而在风扇处产生的音调噪声。预引导格栅应当以经济有效的方式制造并易于安装。

此外，应当创建与竞争产品区分开的风扇。同样，应当提出对应的预引导格栅，径向风扇或轴向风扇配备有预引导格栅可以满足上述要求。

根据本发明的一个方面，提供了一种风扇，所述风扇具有叶轮和位于叶轮前方的空气流动的流路中的预引导装置，其中，所述预引导装置设计为具有幅材的预引导格栅，所述幅材布置和成形为，使得对于无旋流的入流，沿周向方向产生流动影响，其中，所述幅材布置和成形为使得通过在所述圆周方向上的流动偏转而逆着所述叶轮的旋转方向形成预旋流。在这种类型的风扇中，预引导装置设计为具有条幅(Stegen)的预引导格栅，这些幅材布置并且成形为,使得对于基本上无旋流的入流，沿周向方向产生流动影响。应从最广泛的意义上理解术语“幅材”。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于上述风扇的预引导格栅。

有利地，幅材布置并成形为，使得通过沿周向方向的流动偏转而形成逆着叶轮的旋转方向的预旋流。与没有预引导格栅的相同风扇相比，逆着叶轮的旋转方向的预旋流具有增加空气流动和/或提升效率的效果。声学上的缺点很小，因为流入侧的空气引导装置处于流速较低的区域。由于预引导格栅使入流均衡，因此可以减少因不均匀的入流而在风扇处产生的音调噪声。

在一种有利的实施例中，预引导格栅的径向延伸的幅材是引导叶片，但它们偏离精确的径向定向和/或本身是倾斜、弯曲、旋转或扭转的。引导叶片的横截面可具有机翼的形状。这些引导叶片可通过横向幅材连结在一起以形成格栅。鉴于这种格栅状结构，形成了前述的预旋流，这具有增加空气流动和/或增加效率的效果，在声学方面具有益处或仅有轻微的不足。

可以设想特别容易制造的实施例。当径向幅材具有恒定的壁厚和/或笔直或水平延伸和/或它们的构架表面精确地沿轴向方向进行定向时，情况尤其如此。有利的是，可以在没有滑动件的情况下将预引导格栅从注塑模具上剥离。

还可以设想的是，将预引导格栅构造成类似于非结构化格栅，例如蜂窝状格栅，只要它设计成形成预旋流即可。

根据前述说明的预引导格栅包括许多小幅材，这些幅材在距叶轮相对较大的距离处进行布置、即根据预引导装置的设计和布置来进行布置。具体地，预引导格栅位于入口喷嘴的前方的流动路径中。以这种方式，在风扇叶轮的入口区域中，流经

表面可以显著大于流经横截面积。因此，在预引导格栅的区域中空气速度低，这在产生噪音和流体损失方面具有有利的影响。在这种情况下，所谓的尾低压与叶轮叶片的相互作用的影响很小。与整流器类似，尤其是在流入条件受到干扰的情况下、无论如何引起该情况，预引导格栅都确保一定的流量均衡，并因此改善音调噪声。

最终，根据本发明形成具有一种整流器的预旋流。空气流动和效率的增强与在扰动的流入条件下的至少较小的声学损失或改善相结合，这是由于空气引导装置在预引导格栅的意义上的特殊设计的缘故。

预引导格栅的形状或轮廓取决于风扇是径向风扇还是轴向风扇。具体地，在径向风扇的情况下，预引导格栅以罩的方式起作用是有利的。如果风扇是轴向风扇，则预引导格栅能够以环形圈的方式起作用，并且环形圈可以在中间由功能元件封闭。具体地，可以提供与预引导格栅相邻或固定在预引导格栅中的、成一体的或分开的流罩。然后有利地在内部区域(毂区域)中的轮廓上引导流动。

预引导格栅可由塑料制成为单件或多件。其优选地通过注塑模制制成。有利地，其具有例如允许将预引导格栅紧固至喷嘴板上的特征。

可以设想预引导格栅具有防护栅格的功能。

风扇可用于任何给定的通风布局中，例如在壳体、空调、空气调节或通风壁等中使用。具体地，可以设想，无论涉及哪种特定的风扇类型，热交换器都优选地布置在抽吸侧。

根据本发明的预引导格栅包括上述风扇的关于预引导格栅的特征。可在具体的风扇上对其进行改装，即在改装过程中。还可以进行替换。

在叶片的安装角可调节的轴流风扇的情况下，与没有预引导栅板相比，通过使用预引导栅板能够以较低的安装角实现所需的空气流动。以这种方式，以相当高的效率实现了所需的空气流动。

现在，存在以有利的方式实施和修改本发明的教导的各种可能性。以下将借助附图来参考以下对本发明的优选示例性实施例的解释。结合借助附图对本发明的优选实施例的解释，还解释了本发明教导的一般优选的实施例和变型。附图示出：

图1根据本发明的预引导格栅的示例性实施例的立体图，

图2图1所示的预引导格栅的正视图，

图3图1和2所示的预引导格栅在垂直于纵向轴线的平面中的剖视图，

图4根据本发明的预引导格栅的另一种示例性实施例的示意图，其中在毂处具有导流件，

图5图4所示的预引导格栅的侧视图，

图6图4和5所示的预引导格栅的正视图，

图7图4至6所示的预引导格栅在垂直于纵向轴线的平面中的剖视图，

图8从图4至7所示的预引导格栅在垂直于纵向轴线的平面中的剖视图，

图9具有图1至3中的一个的根据本发明的预引导格栅的径向风扇沿着纵向轴线的横截面的示意图，

图10具有根据图4至8中的一个所示的预引导格栅的轴向风扇沿着纵向轴线的横截面的示意图，

图11根据图10的具有预引导格栅的风扇，该风扇具有轴向布置的抽吸侧热交换器，

图12根据图10的具有预引导格栅的风扇的另一种变型，该风扇具有径向布置的抽吸侧热交换器，

图13图9的对象的示意图，其中仅预引导格栅示出为剖开的，并绘制了附加的释义，

图14未形成任何预旋流的预引导格栅的示例性实施例的立体图，

图15图14所示的预引导格栅的正视图，

图16图14和15所示的预引导格栅在正交于纵向轴线的平面中的剖视图，

图17形成预旋流的预引导格栅的示例性实施例的立体图，该预引导格栅的径向幅材沿径向方向倾斜，但不弯曲，

图18图17所示的预引导格栅的正视图，

图19产生预旋流的预引导格栅的示例性实施例的立体图，该预引导格栅的径向幅材是弯曲的，但沿轴向方向看却是直的，以及

图20图19所示的预引导格栅的正视图。

图1以立体图示出了根据本发明的预引导格栅1，该预引导格栅特别适合于图1中未示出的径向风扇。预引导格栅1有利地布置在入口喷嘴的入口区域的前方。它包括径向幅材2，径向幅材2通过横向幅材3连结在一起以形成一种罩。通过将预引导格栅1布置在风扇的入口喷嘴的入口区域的前方，逆着风扇叶轮的旋转方向形成了预旋流。

图9以沿着纵向轴线的横截面的示意图示出了根据图1的根据本发明的预引导格栅1的应用，其结合了具有径向叶轮12的径向风扇6，径向叶轮12仅在图9中被提出。在安装状态下的布置应当理解为例如通风机壁、空调壁等的元件。

在图9中，图1所示的预引导格栅1以剖视图表示为具有集成在喷嘴板10中的入口喷嘴9以及具有径向叶轮12的径向风扇6。在运行中，径向风扇6因径向叶轮12的旋转而通过预引导格栅1，然后通过入口喷嘴9吸入空气。在径向风扇6的径向叶轮12中，能量通过其旋转运动传递至空气，从而驱动流动，然后再从风扇出口处的径向叶轮12中出来。在进入预引导格栅1的入口的前方，空气沿相对于风扇轴线的周向方向具有很小的速度分量或没有速度分量，特别是在时间和空间上平均在预引导格栅的流入区域上。在这一点上，人们说的是平均而言，基本上没有旋流的入流，这通常存在于风扇应用中。通过流过预引导格栅1，减少了许多在风扇的安装情况下出现的流入速度的时间和/或空间波动。以这种方式，可以减少径向风扇6的运行期间噪音和振动的形成。空气速度的时间和空间波动的减小是由相对较窄的空气通道导致的，该空气通道由格栅幅材限定，并由此空气在空气通道中引导。为了具有狭窄的空气通道，需要相对大量的幅材，尤其是径向幅材2或横向幅材3，这些幅材又限定了相对大量的空气通道。因此，在示例性实施例中，30个径向幅材2形成为分布在周缘上。大约形成91个空气通道。为了减小空气阻力，幅材的构造优选地为薄的。幅材2、3的典型壁厚为0.5毫米至3毫米，但是该厚度必须考虑到预引导格栅1的制造可行性和强度。此外，幅材2、3沿流动方向看具有一定的高度，以便有效地减小空气速度的波动。流动方向的典型高度为8毫米至30毫米。

图9清楚地显示出，预引导格栅位于入口喷嘴的前方的流路中，并由此位于流动横截面变窄的前方。在预引导格栅的区域中的总流动横截面显著大于入口喷嘴9中的最窄的流动横截面。有利地，预引导格栅的总流动横截面比入口喷嘴中最窄的流动横截面大至少两倍。以这种方式，在预引导格栅的区域中的空气速度相对较低，这对于在预引导格栅处的低噪声和低压力损失是有利的。具体地，如在示例性实施例中那样，当使用预引导格栅来产生预旋流时，这是有利的。

图13示出了与图9类似的设计，其中在剖视图中示出了仅径向风扇6的径向叶轮12以及仅预引导格栅1。预引导格栅1以其构架表面11示意性地表示，即没有制造目的所需的壁厚。这些构架表面11对应于具有壁厚的幅材2、3的中心表面。此外，示意性地在预引导格栅前方的流路中的位置处示出了风速矢量v1。在经过预引导格栅之后，空气可具有不同的速度v2。

图13还示出了可用于描述本发明的坐标系。每次原点都是风扇轴与喷嘴板10的平面的假想交点。示出了具有坐标(x，y，z)的笛卡尔坐标系，其中z轴位于扇形轴线上。此外，还显示了具有坐标

的球面坐标系，该坐标系借助任何给定的点P进行解释。r描述距原点的距离，

描述投影到将P连结至原点的x-y平面上的径向线和正x轴之间的角度，并且Θ描述此径向线与z轴之间的角度。这样的球坐标系的定义是众所周知的。现在，在任何给定的点处，都可以指示与r、

或Θ的变化相对应的方向(每次保持其它两个坐标不变)。r方向称为径向，

方向是周向方向(对应于绕z轴或扇形轴的旋转方向)，而Θ方向则是极向。三维矢量、例如速度或表面法线现在能够以三个分量的形式表示，每个分量代表矢量沿径向、周向和极向的投影。

因此可以在球坐标

中表示输入流v1。此处，v1和分量v1r、

和v1Θ通常取决于位置和时间。对于平均(在空间和/或时间上)基本上无旋流的入流v1，至少在空间或时间平均值上，在预引导格栅1前方的周向分量v1为零或非常小。流入速度v1的分量

乘以局部轴向距离，是围绕扇形轴线的旋流的量度，入流在预引导格栅前方。简化的平均模型入流v1在整个入流区域中仅沿径向方向具有一个分量(r分量)，即

其中v1r取决于位置。

根据图1、9、13的预引导格栅1在流过的空气中形成预旋流。即，在通过预引导格栅1之后的空气速度v2在径向风扇6的径向叶轮12的入口的前方在空间和时间平均上具有围绕风扇轴线的显著的旋流。因此，在预引导格栅之后的速度

的周向分量(

分量)

在时间和空间平均值上明显不同于0。

的符号描述了预旋流的旋转方向。这通常可以与风扇的旋转方向相同或相反。有利地，对于风扇的空气流动，其与风扇的旋转方向相反。如在空间和时间平均值中所见，例如，在流过预引导格栅11之后，分量

的大小可能比空气总速度v2的大小大5％以上，然后，在进入径向叶轮12之前，空气绕风扇轴具有明显的旋流。

对于预引导格栅1的构架表面11，图13示例性地示出了在一点处的表面法线n，该表面法线还可以用径向、周向和极向分量

表示。为了进一步讨论，假定所有表面法线矢量都归一化为长度1。

借助于构架表面11的法线矢量n，可以对预引导格栅在流过格栅时是否平均地向基本上无旋流的入流v1提供预旋流、即是否沿周向方向产生显著的速度分量

做出陈述。

为此，首先在局部处理(考虑在给定预引导格栅位置处的表面元件)中说明了两个条件。首先，构架表面11必须相对于流入方向呈迎角，即，其法线矢量n绝不与局部入流方向v1正交，如所描述的那样，可以通过简化的方式将v1建模为

对于这样的入流，当法线矢量的径向分量nr的绝对大小明显不同于零时，有利地满足条件|nr|>0.1。换言之，构架表面的法线矢量必须具有显著的径向分量。第二个条件是必须沿周向方向发生流动偏斜、即必须沿周向方向产生反作用力，这等于法向矢量n沿周向方向的分量

该分量的绝对值显著地大于0，有利地

换言之，法向矢量必须具有指向周向方向的显著的分量。为了使构架表面部段产生预旋流，必须同时满足上述两个条件。对于特定的构架表面部段，乘积

的值越高，所形成的预旋流通常也就越高。这还意味着可以利用预引导格栅的几何形状来控制预旋流的强度。乘积

的符号表示在所描述的无旋流的入流中产生的周向分量

即预旋流的旋转方向(正号表示预旋流沿坐标

的正方向的旋转方向)。

局部处理必须进一步扩张至整体处理，其中要综合考虑所有构架表面的所有表面元件。为了在时间和空间上平均地产生期望的预旋流，通常对于所有构架表面的一部分具有法向矢量就足够了，对于该法向矢量，乘积

的绝对值大于0，即，还可能有一部分构架表面的

然而，就旋流的空间平均而言、即如果在不同骨架表面部段处产生的旋流部分由于它们的符号不同而全部抵消，那么两个构架表面部段的效果可能相互抵消。为了在流过预引导格栅1之后在空间和时间上平均地具有显著的预旋流，即，为了具有显着的平均周向速度

(带符号的)乘积

的表面平均值

必须在整个预引导格栅的构架表面11上明显不同于零。当表面平均值

的绝对值大于0.01、有利地大于0.05时尤其如此。在这种处理中，考虑了在预引导格栅的不同点处平均抵消的相反预旋流产生的影响，即，当不同的预产生旋流的区域平均地抵消时，表面平均值

也变为零或接近零。

图2以正视图示出了图1所示的预引导格栅1。该视图表明，径向幅材2和横向幅材3均相对于纵向轴线至少略微旋转或倾斜或翘起。横向幅材3的法向矢量在整个周向分量上为零，即，在示例性实施例中，横向幅材3对旋流的产生没有影响，因为乘积

为零。另一方面，径向幅材2有助于形成预旋流。对应的法向矢量具有绝对值大于0.95的周向分量，因为径向幅材2主要沿周向方向进行定向，然而，由于其明显可识别的曲率，它们还具有如图13所示沿球形径向方向的分量，其在径向幅材2上的绝对值大小平均约为0.07。因此，径向幅材的表面平均值

约为0.07，并且整个预引导格栅的表面平均值

约为0.05。该预引导格栅产生非常低的预旋流，为此，在流过预引导格栅之后，周向速度的绝对值平均为总速度绝对值的大约10％。即使这样，如果预旋流的旋转方向与叶轮的旋转方向相反，则使用这种预引导格栅还可以显著增加空气流动和效率。具有低预旋流的预引导格栅的特征在于，在风扇叶轮处产生的声音特别低。此外，低预旋流所具有的优点是：设计成用于无预旋流的风扇最适合于这种预旋流格栅。

通常，与相同的风扇叶轮的无旋流运行相比，与风扇叶轮的旋转方向相反的预旋流意味着空气流动的增强。

图3中的剖视图清楚地示出了径向幅材2没有精确地径向延伸，使得沿表面方向产生了流动偏转，因为表面法线没有精确地沿周向方向进行定向，而是替代地还具有径向分量。对于所有径向幅材2，预旋流产生指向相同的旋转方向，因为乘积

始终具有相同的符号。此外，可以看出，径向幅材2是弯曲的。这使得沿周向方向的流动损失能够特别小。在外侧径向地，在流入区域内，局部法向矢量的径向分量nr仍接近于零，即此处的构架表面仍大致平行于入流、即没有迎角，使得冲击损失最小化。仅由于幅材的曲率，法向矢量的分量nr绝对值变大，然后这导致沿周向方向的流动偏转。预旋流产生表面的弯曲构型是有利的，但是其可能比幅材2、3的非弯曲构型更难以制造。由于弯曲构型的缘故，幅材还可视为引导叶片。

如开始时已经提到的，在现有技术中存在具有预引导格栅的风扇，但是这些风扇不产生任何预旋流。从空气动力学来说，此类预引导格栅是流动路径中的障碍。因此，当提供这种预引导格栅时，空气流动和效率降低。相反，根据本发明的预引导格栅产生了预旋流，从而显著增加了空气流动。效率同样可以至少略微提高。

虽然具有传统的预引导格栅的风扇的设计明显降低了叶片序列频率的前三个谐波，但是在根据本发明的预引导格栅的情况下的这种改进带来了附加的空气动力学改进。

图14－16示出了不产生任何预旋流的预引导格栅1。这种预引导格栅可以减小入流中的空间和时间波动，并因此减小风扇处产生的噪音。在该预引导栅格中，对于所有构架表面，乘积

等于零，即，具体地表面平均值

也等于零。如在图15和图16中可以很好地看到的，径向幅材2的法向矢量在任何地方都没有径向分量nr，因此它们对于入流没有迎角。周向幅材3的法向矢量在任何地方都不具有周向分量

因此沿周向方向不产生反作用力矩，并因此沿周向方向没有流动偏转。在图15中可以清楚地看到，径向幅材2精确地沿轴向进行定向，这极大地促进了在注塑模制模具中的脱模。

图17－18示出了预引导格栅1，该预引导格栅在空间和时间上平均地产生预旋流，但是不具有任何弯曲的幅材。在图18中可以看出，径向幅材2的构架表面的法向矢量沿径向方向nr的分量不等于零，并且沿周向方向

的分量不等于零。同时，径向幅材2轴向地进行定向(图18)，这有利于容易从注塑模制模具上剥离。

图19－20示出了预引导格栅1，该预引导格栅在空间和时间上平均地产生预旋流并具有弯曲的径向幅材2。在图20中可以看出，径向幅材2的构架表面的法向矢量沿径向方向nr的分量不等于零，并且沿周向方向

的分量不等于零。对于相同的预旋流产生，径向幅材2的弯曲构型使得有可能使在预引导格栅1处的流动损失最小化。尽管径向幅材2具有曲率，但径向幅材轴向地进行定向(图20)，这又有利于容易从注塑模制模具上剥离。径向幅材2从预引导格栅的外径到预引导格栅的内径不连续。这不是必需的。还可以设想预引导格栅1的完全自由的构型，类似于未结构化的格栅。横向幅材3也不需要连续。这不会改变为预旋流产生描述的标准。

在这一点上，应当注意的是，根据本发明的预引导格栅1可以优选地通过注射成型而由塑料制成单件或多件。径向幅材2与横向幅材3的相交点可能难以从模具上剥离，特别是由于径向幅材2的弯曲或倾斜的缘故。对于在模具中没有滑动件的脱模，可能需要提供局部材料填充或回填。只要预引导格栅不具有任何承重功能，由多件或多部段制成的零件也可能很有吸引力。另一方面，如果假定预引导格栅具有承重功能，则单件的、稳定的预引导格栅构型是优选的。当预引导格栅1还应执行防护格栅的功能时，这也是适用的。

为了将其例如固定到入口喷嘴9或喷嘴板10上，可在预引导格栅1上提供最多样化的装置。

预导向格栅1还可设计成使得它同时执行防护格栅的功能。

图4以立体图示出了根据本发明的用于轴向风扇的预引导格栅1的另一种示例性实施例，该轴向风扇在图4中未示出。

图5以后侧视图示出了图4所示的预引导格栅1。

图6以正视图示出了图4和5所示的预引导格栅1。

图7以沿着纵向轴线的剖视图示出了图4至6的预引导格栅1，并且图8以沿着横向于纵向轴线的平面中的剖视图示出了预导向格栅。

在图4至8中所示的预引导格栅1的示例性实施例中，重要的是，气流也在毂轮毂5的内壁上的风扇的毂区域中被引导。如图10、11和12的视图所示，在预引导格栅1或预引导装置的毂处的流动引导通过轮廓大致经过叶轮毂。毂轮毂5可与预引导格栅1形成为单件，或者可形成单独的部分。

利用此处实现的技术，可以有效地产生明显更强的预旋流。因此，利用这种预引导格栅可以实质上增加空气流动，而没有效率上的任何损失。实际上，相反，效率甚至可以略微提高。

仿真显示，具有14°交错角的轴向风扇的空气流动可以提高到具有24°交错角的风扇的水平，并且在效率方面保持中立。以19°的交错角度将同一个风扇提升至同一水平是可能的，并且这适度地提高了效率。此外，已经确定在处于抽吸侧的热交换器处实现了更好的速度分布。结果，根据本发明，即由于在抽吸侧更好的速度分布的缘故，预引导格栅有利于应用。

轴向风扇7的轴向叶轮13的叶片14的交错角是可调节的。对于使用具有预旋流产生的预引导格栅1，这种可能性是非常有利的。对于固定的交错角，示例性实施例中的预引导格栅1通过产生与风扇叶轮13的旋转方向相反的预旋流来增加空气流动。如果使用预引导格栅来调节交错角，使得再次获得与没有预引导格栅时相同的空气流动，则能够以这种方式比以前大大提高效率来实现这种气流。因此，不具有预引导格栅的轴向风扇可以利用具有预引导格栅和改变的交错角的轴向风扇代替，以相同的转速实现相同的空气流动，但同时提高了效率。因此，不必使用更大的马达。

在图7的表示中，毂轮廓的趋势显而易见。在那里设置的流罩4可以制成为单独的部件，其紧固于预引导格栅1本身。在该示例性实施例中，在整个风扇的组装状态下，入口喷嘴9将稍微平行于毂轮廓5延伸。因此，请参考图10、11和12。

图8以正视图示出了在横向于纵向轴线的横截面中的、根据本发明的预引导格栅。倾斜的径向幅材2表明，此处沿周向方向发生了空气流动的大的流动偏转。气流偏转有利地与风扇叶轮的旋转方向相反地发生，其未在图8中示出。至于构架表面的法向矢量，可以看到径向分量nr和周向分量

都相对较大(对于径向幅材2，两个分量在图8中的图平面处的大小均大于0.3，即，乘积

的绝对值大于0.09，这是非常大的值并且意味着强力的偏转)。在该预引导格栅中，沿周向方向实现了强力的流动偏转；在时间和空间平均值上，进入风扇之前的周向速度的绝对值与总速度的绝对值之比大于0.3。在示例中如此产生的预旋流的旋转方向与运行中的风扇叶轮的旋转方向相反。强力的预旋流显著地增加了风扇的空气流动；与不具有预旋流的风扇运行相比，它可能会增加50％以上。

在图8中可以看出，示例性实施例中的径向幅材3没有恒定的厚度，而是具有类似于机翼的横截面轮廓。这种构造使得可以进一步减少流过格栅时的流动损失，并且可以改善空气声学特性。然而，塑料注塑成型的制造更加困难。

图10示出了根据本发明的预引导格栅1，该预引导格栅结合了具有轴向叶轮13的轴向风扇7，这也仅在此处被提出。可以清楚地看到，流动也在中心区域被引导。毂处的流动引导通过轮廓线而穿过叶轮毂。流罩4和毂轮廓5是容易辨认的。由预引导格栅产生的预旋流的旋转方向有利地与轴向叶轮13的旋转方向相反，以便增加空气流动。

图11和图12分别示出了具有轴向叶轮13的风扇7，该风扇具有根据图10所示的根据本发明的预引导格栅1，每种预引导格栅均具有布置在抽吸侧处的热交换器8。根据本发明的预引导格栅1确保了在抽吸侧热交换器8处的空气流动的更好的速度分布。具体地，通过流过预引导格栅1，减小了入流速度的空间和时间波动，这导致了风扇处的音调噪声的减小。同时，通过预引导格栅1的预旋流产生而增强了空气流动。

图11示出了其形状呈矩形的热交换器8，风扇通过该热交换器平行于轴向方向抽吸空气。在流过热交换器8之后，入流中会出现空间和时间上的不规则性(波动)。这些波动通过预引导格栅减少。

图12示出了热交换器8，风扇通过该热交换器平行于轴向方向抽吸空气。这在入流中产生特别强烈的空间和时间不规则性(波动)，而这种不规则性又因为预引导格栅而减少。以这种方式，减少了风扇处的音调噪声。

通常，所描述的各种预引导格栅可以与各种风扇(轴向风扇、径向风扇)结合使用。

对于本发明而言，重要的是预引导格栅在径向叶轮或轴向叶轮的入口之前产生预旋流的能力，即流的周向分量。如所描述的，该属性可以追溯到构架表面的某些几何特性或者这些表面的预引导格栅的法向矢量分布。预引导格栅的精确设计可能会极为不同。例如，不必实现由径向幅材和周向幅材制成的构型；替代地，可以设想类似于非结构化格栅或蜂窝状结构的构型。在这种情况下，格栅的构架表面的法向矢量的标准也是如此。

关于根据本发明的装置的另外的有利构型，请参考说明书的总体部分以及所附权利要求，以避免重复。

最后，明确指出，根据本发明的装置的上述示例性实施例仅用于解释要求保护的教导，而不是将其限制于示例性实施例。

附图标记列表

1 预引导格栅(预引导装置)

2 径向幅材

3 横向幅材、周向幅材

4 流罩

5 毂轮毂

6 径向风扇

7 轴向风扇

8 热交换器

9 入口喷嘴

10 喷嘴板

11 幅材的构架表面

12 径向叶轮

13 轴向叶轮

14 轴向叶片

Claims (27)

1.一种风扇，所述风扇具有叶轮和位于所述叶轮的抽吸侧上的空气流动的流路中的预引导装置，其中，所述预引导装置设计为具有幅材的预引导格栅，所述幅材布置和成形为，使得对于无旋流的入流，沿周向方向产生流动影响，其中，空气在所述预引导格栅处的总通过面积比位于所述叶轮的所述抽吸侧上的入口喷嘴中的最小通过面积大至少两倍。

2.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，所述幅材布置和成形为使得通过所述无旋流的入流的流动偏转而逆着所述叶轮的旋转方向形成预旋流。

3.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，所述的幅材中的至少一些径向延伸，包括径向幅材。

4.如权利要求3所述的风扇，其特征在于，所述预引导格栅的所述径向幅材包括弯曲的引导叶片，其中，所述径向幅材通过横向幅材互连至所述预引导格栅。

5.如权利要求1至3中任一项所述的风扇，其特征在于，所述预引导格栅为罩状设计。

6.如权利要求1至3中的任一项所述的风扇，其特征在于，所述预引导格栅形成为环形圈状。

7.如权利要求6所述的风扇，其特征在于，还包括流罩，所述流罩毗邻所述预引导格栅，其中所述流罩在轮毂所在的所述风扇的内部区域内的内部轮廓上引导所述空气流动。

8.如权利要求1至3中任一项所述的风扇，其特征在于，所述预引导格栅在所述风扇的整个外周上具有至少25个径向幅材。

9.如权利要求1至3中任一项所述的风扇，其特征在于，所述预引导格栅形成有至少50个相对狭窄的空气通道。

10.如权利要求1至3中任一项所述的风扇，其特征在于，所述预引导格栅布置所述风扇的入口喷嘴的入口区域的前侧中。

11.如权利要求1至3中任一项所述的风扇，其特征在于，所述预引导格栅由塑料制成为单件或多件。

12.如权利要求11所述的风扇，其特征在于，所述预引导格栅设计成使得用于所述预引导格栅的注塑模具不需要滑动件。

13.如权利要求11所述的风扇，其特征在于，所述预引导格栅由塑料通过注塑模制成为单件或多件。

14.如权利要求1至3中任一项所述的风扇，其特征在于，热交换器布置在抽吸侧处。

15.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，所述幅材偏离精确的径向定向并且/或者本身相对于所述风扇的纵向轴线是倾斜、弯曲、旋转或扭转的。

16.一种用于风扇的预引导格栅，所述预引导格栅包括幅材，所述幅材布置和成形为，使得对于无旋流的入流，沿周向方向产生流动影响，

其中，空气在所述预引导格栅处的总通过面积比位于叶轮的抽吸侧上的入口喷嘴中的最小通过面积大至少两倍。

17.如权利要求16所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述幅材布置和成形为使得通过所述无旋流的入流的流动偏转而逆着所述叶轮的旋转方向形成预旋流。

18.如权利要求16所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述的幅材中的至少一些径向延伸，包括径向幅材。

19.如权利要求18所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述预引导格栅的所述径向幅材包括弯曲的引导叶片，其中，所述径向幅材通过横向幅材互连至所述预引导格栅。

20.如权利要求16至18中任一项所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述预引导格栅为罩状设计。

21.如权利要求16至18中的任一项所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述预引导格栅形成为环形圈状。

22.如权利要求16至18中任一项所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述预引导格栅在所述风扇的整个外周上具有至少25个径向幅材。

23.如权利要求16至18中任一项所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述预引导格栅形成有至少50个相对狭窄的空气通道。

24.如权利要求16至18中任一项所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述预引导格栅布置所述风扇的入口喷嘴的入口区域的前侧中。

25.如权利要求24所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述预引导格栅设计成使得用于所述预引导格栅的注塑模具不需要滑动件。

26.如权利要求24所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述预引导格栅由塑料通过注塑模制成为单件或多件。

27.如权利要求16所述的用于风扇的预引导格栅，其特征在于，所述幅材偏离精确的径向定向并且/或者本身相对于所述风扇的纵向轴线是倾斜、弯曲、旋转或扭转的。

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