CN204783851U - 导流栅及风机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种导流栅及风机，其中该导流栅具有围绕中轴线的栅格结构，该栅格结构包括在圆周方向上间隔分布的径向格栏以及在径向上间隔分布的同轴周向格栏和外圈，其中该导流栅的进风侧延伸为平面并平行于该导流栅的径向平面。因此在轴向上需要较少的空间，同时至少维持相同的效率，并至少不会增加噪音排放。此外，将具有相应导流栅的风机改进为紧凑的结构单元。

Description

导流栅及风机
技术领域
本实用新型涉及一种安装在风机的吸气区域的、设计为进口导向栅的导流栅。
背景技术
由现有技术已知，进口导向栅具有多种实施方案和替代方案，特别是为拱形或球冠形。相应的公开文献例如专利申请DE102014116047A、EP2778432A1或DE1052624B。
由上述专利申请和现有技术已知的导流栅或整流器在实际应用中起到了很好的作用，然而由于其在轴向上的拱形结构，需要一定的安装空间以达到最佳运转状态。因此，在狭窄的安装情况下，拱形则并不总是有利。
实用新型内容
因此本实用新型的任务在于提供一种导流栅，其相对于由现有技术已知的解决方案在轴向上需要较少的空间，同时至少维持相同的效率，并至少不会增加噪音排放。本实用新型的任务还在于，将具有相应导流栅的风机改进为紧凑的结构单元。
本实用新型提供一种导流栅，其安装在风机的吸气区域并且设计为进口导向栅，其中所述导流栅具有围绕中轴线的栅格结构，所述栅格结构包括在圆周方向上间隔分布的径向格栏以及在径向上间隔分布的同轴周向格栏和外圈，所述导流栅的进风侧延伸为平面并平行于所述导流栅的径向平面。
优选地，所述导流栅设计为平面，并且其最大外径D3与轴向高度H之间的比D3/H确定在6～25的范围内。
优选地，所述导流栅设计为在中心区域围绕所述中轴线具有一个中心开口，所述中心开口在所述进风侧的中心直径为D1，其中所述中心直径与所述导流栅的最大外径D3之间的比确定为D3/D1＝1.5～6.0。
优选地，在径向上所见的第一同轴周向格栏从进风侧向出风侧延伸，且所述延伸相对于所述中轴线向径向的外侧倾斜成角度α。
优选地，在径向上所见的第二同轴周向格栏从进风侧向出风侧延伸，且所述延伸相对于所述中轴线向径向的内侧倾斜成角度β。
优选地，在径向上所见的所述第一同轴周向格栏的虚拟延长线和所述第二同轴周向格栏的虚拟延长线上，在与所述进风侧的距离为L处形成交点，所述交点决定了在径向上相对于所述中轴线间隔的交点间直径D4。
优选地，所述交点间直径D4与所述导流栅的出风侧的外径D3之间的比D4/D3确定在0.01～0.8的范围内。
优选地，所述交点间直径D4与所述交点和所述进风侧之间的所述距离L的比D4/L确定在0～1.6的范围内。
优选地，所述导流栅的轴向高度H与所述交点和所述进风侧之间的所述距离L的比H/L确定在0.01～0.5的范围内。
优选地，在径向上所见的第一同轴周向格栏和第二同轴周向格栏分别具有平行于所述中轴线的轴向延伸高度H1、H2，所述轴向延伸高度与所述导流栅的轴向高度H的比例确定为H1<H2<H。
优选地，在径向上所见的第一同轴周向格栏和第二同轴周向格栏设计为向所述中轴线方向凸出的拱形。
优选地，所述径向格栏分别以≤20°的圆周角δ相互间隔分布。
优选地，在所述进风侧的轴向俯视图中，在各个间隔分布的所述径向格栏之间以及在径向上所见的第一同轴周向格栏和第二同轴周向格栏之间形成具有第一对角线延伸长度L1的栅格，并且在各个间隔分布的所述径向格栏之间以及在径向上所见的第二同轴周向格栏和所述外圈之间分别形成具有第二对角线延伸长度L2的栅格，其中长度比确定为L1<L2。
优选地，在所述出风侧的轴向俯视图中，在各个间隔分布的所述径向格之间以及在径向上所见的第一同轴周向格栏和第二同轴周向格栏之间形成具有第一对角线延伸长度L3的栅格，并且在各个间隔分布的所述径向格栏之间以及在径向上所见的第二同轴周向格栏和所述外圈之间分别形成具有第二对角线延伸长度L4的栅格，其中长度比确定为L3<L4。
本实用新型提供一种风机，具有动力装置和前述的导流栅，其特征在于，所述动力装置在轴向上至少部分伸入所述导流栅的区域，并且，在所述动力装置的径向外缘与围绕所述中轴线在所述导流栅的中心区域形成的中心开口的出风侧的中心直径D2之间的径向间距SPm与所述进风侧的中心直径D1之间的比确定为SPm/D1≤0.15。
所述任务通过根据各个独立的技术方案的特征组合得以实现。
根据本实用新型提供一种安装在风机的吸气区域的、设计为进口导向栅的导流栅，该导流栅具有围绕中轴线的栅格结构，该栅格结构包括在圆周方向上间隔分布的径向格栏以及在径向上间隔分布的同轴周向格栏和外圈。在该导流栅中，进风侧延伸为平面并平行于该导流栅的径向平面。这种平面的延伸在狭窄的安装情况下也能在导流栅的进风侧上实现吸气区域的湍流的最小化。
为了进一步减少所需的轴向上的安装空间，在本实用新型的一个实施方案中设置为，导流栅设计为平面，并且其最大外径D3(净跨，lichteWeite)与其轴向总高度H之间的比确定在6～25的范围内，优选为10～15。在上述数值范围内的平面的几何形状使得导流栅在风机上的结构高度减小，并有利于形成紧凑的总体结构。
在一个有利的替代方案中设置为，在导流栅的中心区域，围绕该导流栅的中轴线设计一个进风侧的中心直径为D1的中心开口，其中该中心直径D1与导流栅的最大外径D3(净跨)之间的比确定在1.5～6.0的范围内，优选为2.0～2.5。第一周向格栏围起该中心开口的径向的外侧，该中心开口提供了将相连的风机的组件设置在导流栅的区域内的可能性，由此，例如转子罩便能在轴向上延伸至导流栅内，从而使风机连同导流栅的轴向结构高度最小化。
在本实用新型的另一扩展方案中设置为，在径向向外的方向上所见的第一同轴周向格栏从进风侧向出风侧延伸，且该延伸相对于中轴线向径向的外侧倾斜成角度α。在一个有利的实施方案中，在径向向外的方向上所见的第二同轴周向格栏从进风侧向出风侧延伸，且该延伸相对于中轴线向径向的内侧倾斜成角度β。
在径向向外的方向上所见的第一和第二同轴周向格栏在其轴向的端点的虚拟延长线上，在与进风侧的距离为L处相交，该交点决定了在径向上相对于中轴线间隔的交点间直径D4，也就是说，这两条周向格栏这样指向对方，即，其各自端点的连接线的虚拟延长线在与导流栅轴向间隔的平面上相交。相互指向的周向格栏在相距中轴线的预定的径向距离内产生了对于风机效率和噪音形成有利的气流。
在本实用新型的一个同样有利的扩展方案中，导流栅的特征在于，交点间直径D4与导流栅的出风侧的外径D3之间的比确定在0.01～0.8的范围内。根据本实用新型的另一有利的比例，即交点间直径D4与交点的轴向距离L之间的比确定在0～1.6的范围内。另外根据本实用新型，在一个替代方案中，导流栅的轴向高度H与交点的轴向距离L之间的比确定在0.01～0.5的范围内。根据本实用新型所述的比例保证了由风机吸入的空气在到达和经过平面导流栅时，相对于拱形的实施方案，不会产生更高的噪音。
在根据本实用新型所述的导流栅中，在一个有利的实施方案中还设置为，在径向上所见的第一和第二同轴周向格栏分别具有平行于中轴线的轴向延伸高度H1、H2，它们与轴向高度H的比例确定为H1<H2<H。径向格栏的轴向延伸高度沿着各自的径向长度从第一周向格栏向外圈升高。
在径向上所见的第一和第二同轴周向格栏优选设计为向中轴线方向凸出的拱形。周向格栏的这一形状在此对于在轴向上的气流产生了直接积极的影响。
另外在流体力学上有利的是，导流栅具有多个径向格栏，且这些径向格栏以0°～20°，优选为15°的圆周角δ相互间隔分布。径向格栏的数量是影响导流栅的效率和使用导流栅所产生的噪音的因素。
在本实用新型的一个有利的替代方案中，导流栅的栅格结构具有这样的几何形状，即，在进风侧的轴向俯视图中，在各个间隔分布的径向格栏之间以及在径向上所见的第一和第二同轴周向格栏之间形成具有第一对角线延伸长度L1的栅格，并且在各个间隔分布的径向格栏之间以及在径向上所见的第二同轴周向格栏和外圈之间分别形成具有第二对角线延伸长度L2的栅格，其中两个对角线延伸长度的比例确定为L1<L2。
关于出风侧，根据本实用新型有利的是，在轴向俯视图中，在各个间隔分布的径向格栏之间以及在径向上所见的第一和第二同轴周向格栏之间形成具有第一对角线延伸长度L3的栅格，并且在各个间隔分布的径向格栏之间以及在径向上所见的第二同轴周向格栏和外圈之间分别形成具有第二对角线延伸长度L4的栅格，其中两个对角线延伸长度的比例确定为L3<L4。根据本实用新型所述的这种栅格几何形状实现了在轴向的外部区域的气流的增加。
本实用新型还包括具有动力装置和前述导流栅的风机，其特征在于，动力装置在轴向上至少部分伸入导流栅的区域，以保证紧凑的构造方式。
另外，在一个扩展方案中设置为，在动力装置的径向外缘与中心开口的出风侧的中心直径D2之间具有径向间距SPm，该径向间距与进风侧的中心直径D1的比例确定为小于或等于0.15的值。
附图说明
本实用新型的其它有利改进方案在从属技术方案中得到说明，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示出了导流栅的进风侧的俯视图；
图2示出了图1中的导流栅的一半的侧截面视图；
图3示出了导流栅的进风侧的俯视图；
图4示出了导流栅的出风侧的俯视图；
图5示出了导流栅在风机上的安装情况的侧面视图；
图6示出了根据本实用新型所述的导流栅的特征曲线对比。
具体实施方式
图1示出了导流栅1的进风侧的俯视图。导流栅1设计为例如在图5中所示的安装在风机50的吸气区域的进口导向栅。导流栅1围绕中轴线ML具有栅格结构，包括在圆周方向上间隔分布的径向格栏2，以及在径向上间隔分布且同轴设置的周向格栏3、4和外圈5。在中心区域，围绕中轴线ML设置由内侧的周向格栏3围起的中心开口6。
图2示出了图1中的导流栅的一半的侧截面视图。在图2中位于上方的导流栅1的进风侧设计为平面并平行于其径向平面延伸，其中导流栅1的所有组件，即外圈5、径向格栏2和周向格栏3、4止于进风侧的径向平面。外圈5构成径向和轴向的终端，其中，过渡部分由预定的拱形R确定，在实施例中R＝10mm。径向格栏2在进风侧沿直径D6延伸，在出风侧几乎延伸至外圈5，该外圈在该区域由直径D3确定。周向格栏3、4在径向上，在进风侧沿着直径D1、D5延伸，在出风侧沿着直径D2、D7延伸。在轴向上，周向格栏3、4从进风侧向出风侧方向延伸为向中轴线方向凸出的拱形，其中径向内侧的周向格栏3具有朝向出风侧拱起的拱形，周向格栏4具有朝向进风侧拱起的拱形。周向格栏3还从进风侧向出风侧延伸，并相对于中轴线成径向向外的角度α＝18°倾斜。另一位于径向外侧的周向格栏4从进风侧向出风侧方向延伸，并相对于中轴线成径向向内的角度β＝-12°倾斜，由此周向格栏3、4的虚拟延长线在距进风侧的距离为L处构成交点7。该交点7与中轴线ML在径向上相隔，并以交点间直径D4在圆周方向上延伸。最内侧的周向格栏3的轴向延伸高度H1小于第二周向格栏4的轴向延伸高度H2，该第二周向格栏4的轴向延伸高度H2又小于导流栅1的轴向高度H，该轴向高度在所示的实施方案中由外圈5确定。径向格栏2设计为，其轴向延伸高度从最内侧的周向格栏3开始，在径向上向外至外圈5逐渐增加。
在图1和图2所示的导流栅1中，最大外径D3与轴向高度H之间的比为12.14。进风侧的中心直径D1与最大外径D3之间的比为2.19。交点间直径D4与出风侧的外径D3之间的比定为0.74。交点间直径D4与交点距进风侧的距离L之间的比为1.55。轴向高度H与交点距进风侧的距离L之间的比为0.47。
图3和图4分别示出了图1～2中的导流栅1的进风侧和出风侧的俯视图。径向格栏2分别以圆周角δ＝15°间隔分布，因此在所示的实施例中设置有24个径向格栏2。由径向格栏2和周向格栏3、4确定的栅格分别具有对角线，该对角线确定为，位于径向更外侧的栅格不论在进风侧还是在出风侧都较大。因此在进风侧比例为L1<L2，在出风侧比例为L3<L4。
图5示出了图1中的导流栅1在风机50上的安装情况的侧面视图。风机50包括具有直径为DM的转子罩51的发动机。转子罩51在轴向上伸入导流栅1的中心开口6中，而在径向上则在转子罩51的径向外缘和中心开口的出风侧的中心直径D2(对应内侧的周向格栏3的出风侧的直径)之间设置有径向间距SPm。该径向间距与进风侧的中心直径D1(对应内侧的周向格栏3的进风侧的直径)之间的比为0.13。
图6示出了分别使用进风盒、根据本实用新型所述的导流栅1的特征曲线对比，其中图1～4中的导流栅的特征曲线标记为200。与之相对，未使用导流栅的特征曲线标记为100，使用由现有技术已知的导流栅的特征曲线标记为300。根据本实用新型所述的导流栅1对以dBA为单位记录的噪音降低的积极影响特别表现在流量系数(Phi)为0.04～0.1时。全压差在高流量系数的情况下特别有利。
本实用新型关于其实施方式并不限于上述优选实施例。确切地说，可以设想由所示解决方案以及基本上不同类型的实施方式使用的多种变形方案。例如周向格栏的数量并不局限于2个，相反能够任意设置多个扩展的周向格栏。

Claims (15)

1.一种导流栅，其安装在风机的吸气区域并且设计为进口导向栅，其中所述导流栅具有围绕中轴线(ML)的栅格结构，所述栅格结构包括在圆周方向上间隔分布的径向格栏(2)以及在径向上间隔分布的同轴周向格栏和外圈(5)，其特征在于，所述导流栅(1)的进风侧延伸为平面并平行于所述导流栅(1)的径向平面。
2.根据权利要求1所述的导流栅，其特征在于，所述导流栅设计为平面，并且其最大外径D3与轴向高度H之间的比D3/H确定在6～25的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的导流栅，其特征在于，所述导流栅设计为在中心区域围绕所述中轴线具有一个中心开口(6)，所述中心开口在所述进风侧的中心直径为D1，其中所述中心直径与所述导流栅(1)的最大外径D3之间的比确定为D3/D1＝1.5～6.0。
4.根据权利要求1或2所述的导流栅，其特征在于，在径向上所见的第一同轴周向格栏从进风侧向出风侧延伸，且所述延伸相对于所述中轴线向径向的外侧倾斜成角度α。
5.根据权利要求4所述的导流栅，其特征在于，在径向上所见的第二同轴周向格栏从进风侧向出风侧延伸，且所述延伸相对于所述中轴线向径向的内侧倾斜成角度β。
6.根据权利要求5所述的导流栅，其特征在于，在径向上所见的所述第一同轴周向格栏(3)的虚拟延长线和所述第二同轴周向格栏(4)的虚拟延长线上，在与所述进风侧的距离为L处形成交点(7)，所述交点决定了在径向上相对于所述中轴线(ML)间隔的交点间直径D4。
7.根据权利要求6所述的导流栅，其特征在于，所述交点间直径D4与所述导流栅(1)的出风侧的外径D3之间的比D4/D3确定在0.01～0.8的范围内。
8.根据权利要求6所述的导流栅，其特征在于，所述交点间直径D4与所述交点(7)和所述进风侧之间的所述距离L的比D4/L确定在0～1.6的范围内。
9.根据前述权利要求6所述的导流栅，其特征在于，所述导流栅(1)的轴向高度H与所述交点(7)和所述进风侧之间的所述距离L的比H/L确定在0.01～0.5的范围内。
10.根据权利要求1或2所述的导流栅，其特征在于，在径向上所见的第一同轴周向格栏(3)和第二同轴周向格栏(4)分别具有平行于所述中轴线(ML)的轴向延伸高度H1、H2，所述轴向延伸高度与所述导流栅(1)的轴向高度H的比例确定为H1<H2<H。
11.根据权利要求1或2所述的导流栅，其特征在于，在径向上所见的第一同轴周向格栏(3)和第二同轴周向格栏(4)设计为向所述中轴线(ML)方向凸出的拱形。
12.根据权利要求1或2所述的导流栅，其特征在于，所述径向格栏(2)分别以≤20°的圆周角δ相互间隔分布。
13.根据权利要求1或2所述的导流栅，其特征在于，在所述进风侧的轴向俯视图中，在各个间隔分布的所述径向格栏(2)之间以及在径向上所见的第一同轴周向格栏(3)和第二同轴周向格栏(4)之间形成具有第一对角线延伸长度L1的栅格，并且在各个间隔分布的所述径向格栏(2)之间以及在径向上所见的第二同轴周向格栏(4)和所述外圈(5)之间分别形成具有第二对角线延伸长度L2的栅格，其中长度比确定为L1<L2。
14.根据权利要求1或2所述的导流栅，其特征在于，在出风侧的轴向俯视图中，在各个间隔分布的所述径向格栏(2)之间以及在径向上所见的第一同轴周向格栏(3)和第二同轴周向格栏(4)之间形成具有第一对角线延伸长度L3的栅格，并且在各个间隔分布的所述径向格栏(2)之间以及在径向上所见的第二同轴周向格栏(4)和所述外圈(5)之间分别形成具有第二对角线延伸长度L4的栅格，其中长度比确定为L3<L4。
15.一种风机，具有动力装置和根据前述权利要求任一项所述的导流栅，其特征在于，所述动力装置在轴向上至少部分伸入所述导流栅(1)的区域，并且，在所述动力装置的径向外缘与围绕所述中轴线(ML)在所述导流栅(1)的中心区域形成的中心开口(6)的出风侧的中心直径D2之间的径向间距SPm与所述进风侧的中心直径D1之间的比确定为SPm/D1≤0.15。
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