TW202106982A - 風扇裝置 - Google Patents

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約翰尼斯 安裘茲
丹尼爾 舒茲
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Abstract

本發明是關於一種具有至少一個徑向風扇(12)的風扇裝置，其具有風扇殼體(13)，在該風扇殼體(13)中配置有繞旋轉軸旋轉驅動的轉子(14)，其中該風扇殼體(13)具有導向壁(18)，該導向壁(18)在該轉子(14)的圓周方向(17)繞該風扇殼體(13)延伸，並裝備有限制出風口(19a-d)的複數個拱形壁區段，其中該等出風口(19a-d)之每一者被分配在導向壁(18)的拱形壁區段，其中該風扇殼體(13)包含配置有抽氣口(21)的前蓋板(20b)和佈置在前蓋板(20b)相對於流動方向下游的後蓋板(20a)，以及繞該導向壁(18)的周圍配置外殼(35)的框狀周圍壁(36)，該框狀周圍壁(36)在其後側(37)具有設在該後蓋板(20a)前方用做為出口的後框架開口(38a)，以及在其前側(39)具有前框架開口(38b)，該風扇殼體(13)的前蓋板(20b)同時形成圍繞該導向壁(18)突出的外殼(35)前端壁，藉此該風扇殼體(13)在前框架開口(38b)的區域中，藉由固定手段使其前側被固定在該外殼(35)的框狀周圍壁(36)。

Description

風扇裝置
本發明是關於一種具有至少一個徑向風扇的風扇裝置，其具有風扇殼體，在該風扇殼體中配置有繞旋轉軸旋轉驅動的轉子，其中該風扇殼體具有導向壁，該導向壁在轉子的圓周方向繞該風扇殼體延伸，並配備有限制出風口的複數個拱形壁區段，其中該等出風口之每一者被分配在導向壁的拱形壁區段，其中該風扇殼體包含配置有抽氣口的前蓋板和佈置在前蓋板相對於流動方向下游的後蓋板，以及繞該導向壁的周圍配置外殼的框狀周圍壁，該框狀周圍壁在其後側具有設在該後蓋板前方並用做為出口的後框架開口，以及在其前側具有前框架開口。
徑向風扇原則上可分為兩類：一組是由帶有螺旋殼體的徑向風扇組成，另一組則是自由運轉的徑向風扇。
第一組徑向風扇的螺旋殼體有兩個任務。其收集從轉子流出的氣體並將其引導至共同出口，透過流動方向上穩定橫截面擴張(擴散效應)將部分速度能量(動態壓力)轉換成壓力能量(靜態壓力)。在自由運轉的徑向風扇的情況，轉子中的氣體在徑向方向上偏轉並且於轉子的葉片出口直徑流出。為提高靜態效率已知使用擴散器，其中轉子的頂盤與底盤具有突出葉片出口流量計之外的外邊緣區域。
例如從DE 10 2015 226 575 A1中已知一種如開頭所述類型的風扇裝置。該風扇裝置具有風扇殼體，其中轉子是繞旋轉軸被旋轉驅動。該風扇殼體具有導向壁，其在轉子的圓周方向螺旋式地繞轉子延伸。該導向壁具有螺旋形建構的導向壁區段，其等以下述方式分別轉化成自身的出風口，即風扇殼體具有複數個分佈配置在轉子圓周方向的出風口。該專利文件還公開了一種用下述方式設置在例如空調箱或空調管等空調殼體中的徑向風扇，即在該等出風口與空調殼體至少一個所分配到的空調殼體壁之間形成流出區域。
本發明的目的在於提供一種如開頭所述類型的風扇裝置，其構造簡單並僅需要幾個組件，因此可便宜製造。此外，自由運轉徑向風扇的優點將與典型殼體式風扇的運作方式結合。
本發明的目的透過具有獨立請求項1特徵的風扇裝置來達成。本發明的進一步發展是表現在附屬項中。
本發明風扇裝置的特徵在於，風扇殼體的前蓋板同時形成繞導向壁突出的外殼前端壁，藉此該風扇殼體在前框架開口的區域中，藉由固定手段使其前側被固定至外殼的框狀周圍壁。
本發明風扇裝置僅需少量的組件，特別是因為風扇殼體的前蓋板同時形成了外殼的前端壁。風扇殼體亦可透過該前蓋板，使其前側以法蘭連接至該外殼的框狀周圍壁。這種單元的組裝是簡單並且可相對快速地進行，因此便宜。
風扇裝置是一種具有螺旋形空氣引導裝置的直接驅動式徑向風扇。本發明風扇裝置適合例如做為所謂的「過濾風扇單元」而在無塵室中使用。
在本發明的改進方案中，前框架開口和後框架開口具有基本上尺寸相同的開口截面。因此可以將外殼的框狀周圍壁建構成在端面側沒有端壁的純粹框架部件。
將外殼前端壁所形成的前蓋板以特別優選方式使其圍繞突出超過前框架開口的開口截面，並透過固定手段被固定在框架狀或框狀周圍壁的前端邊緣。該框狀周圍壁亦可作為一種法蘭連接手段，其安裝並固定有前蓋板。固定手段優選是一種螺栓固定手段，特別是一側在該前蓋板且另一側在周圍壁端部邊緣的固定螺栓與其所屬的固定孔。
但也有另一種可能，即前蓋板具有輪廓面，其小於前框架開口的開口截面，並在框狀周圍壁的內側形成特別環繞的裝置腹板，其是之後用於固定前蓋板。
在本發明的改進方案中，外殼的框狀周圍壁具有矩形、特別是方形截面。但原則上也可以將框狀周圍壁建構成圓柱體。
在本發明的改進方案中，框狀周圍壁是由複數個彼此藉由連接手段相互連接的周圍壁元件所組成。優選是使用螺栓連接裝置來作為連接手段，特別是在周圍壁元件所形成相互對應的固定孔與固定螺栓。然而，亦可思及的是該框狀周圍壁是一體式的組件。
在本發明的改進方案中，由外殼前端壁所形成風扇殼體的前蓋板具有大於風扇殼體之後蓋板的輪廓面，其中後蓋板的輪廓面是小於前框架開口的截面，使得該徑向風扇及其風扇殼體能以可一體處理的構件組的方式預先將該後蓋板***至經由該框狀周圍壁側邊形成的接納區域中。在本發明中，輪廓面應被理解為是透過所使用的組件外形、尤其是由蓋板所覆蓋的平面。
在本發明的改進方案中，前蓋板具有至少一個把手。因此作為能一體處理構件組所形成的風扇殼體，能以簡單方式被運送並設置在接納區域中。有利的是形成四個配置在前蓋板之各個轉角的把手。
在本發明的改進方案中，導向壁是利用導向壁固定手段，使其一邊固定在前蓋板且另一邊固定在後蓋板。有利的是將導向壁固定手段建構成螺栓固定手段，其具有在該導向壁所形成的固定孔、一邊在前蓋板與另一邊在後蓋板的對應固定孔以及所屬固定螺栓。
在本發明的改進方案中，導向壁是由導向壁元件所構成，該導向壁元件是由複數個拱形的壁區段所形成並建構為個別組件。
在特別優選的方式，導向壁元件分別具有拱形彎曲的基部，以及在基部縱向邊緣彼此對向配置並且分別在蓋板平面中延伸的腹板型固定區段，其是用於固定至所分配到的蓋板。優選的是導向壁元件的基部配置成相對於轉子的出口截面，使得徑向排出的氣體被螺旋式的引導至所分配到的出風口。
以特別優選的方式，分別在導向壁元件基部的前端部與相鄰導向壁元件的後端部形成用於出風口用的側向邊界。出風口用的上與下邊界則形成後與前蓋板。
導向壁元件基部的前端部可具有相對於該基部其他部分彎曲的端部區段。
在本發明的改進方案中，分配至前蓋板的腹板型固定區段是直接或是間接透過中間固定板而固定在前蓋板的內側，該中間固定板是在一側固定有固定區段，而另一側固定在前蓋板的內側。
可能的是，至少兩個、特別是四個出風口是直徑上相對於轉子的旋轉軸彼此相對。
在特別優選的方式中，出風口分別具有開口表面，其以角度、特別是小於90度的角度，對準前蓋板所分配的側邊緣。
以特別優選的方式，在框狀周圍壁後側邊的區域中形成用於固定過濾元件的固定件接口。
在本發明的改進方案中，過濾元件是固定在固定件的接口。
圖1至8顯示了本發明風扇裝置11的優選實施例。這種風扇裝置適用於空調和通風技術，其中這裡特別值得一提的是在無塵室技術的使用領域。不僅在半導體製程還有製藥技術中，都必須要保護生產過程不受到顆粒或氣懸膠體等形式的汙染。為此設計了無塵室，以確保每立方米氣體中不超過一定的顆粒數量。通常這種無塵室的設計方式是在無塵室的網格型天花板佈置有大量所謂的「過濾風扇單元」，並藉此能產生所謂的「層流」，即熱氣體以層流流動的形式從該過濾風扇單元流出，其與湍流相反，層流避免了顆粒的渦流。
本發明的風扇裝置11特別適用於這種無塵室，因此可以在無塵室中作為過濾風扇單元使用。然而，本發明的風扇裝置11當然亦可在空調和通風技術中的其他領域使用。
但是，以下將以過濾風扇單元的形式說明該風扇裝置。
該風扇裝置11的重要構件是具有風扇殼體13的徑向風扇12，在該風扇殼體13中配置有繞旋轉軸驅動的轉子14。
該轉子14具有由複數個葉片16所組成葉片環15，該等葉片16例如可以相對行進方向由內向外傾斜，特別是形成拱形彎曲或形成直線。
如特別在圖5至8中顯示，該風扇殼體13具有導向壁18，該導向壁18在該轉子14的圓周方向17繞該風扇殼體13延伸，並配備有限制出風口19a-d的複數個拱形壁區段，其中每個出風口19a-d被分配在該導向壁18的拱形壁區段。該風扇殼體13還具有後蓋板20a和裝備有抽氣口21的前蓋板20b。
尤其共同參考圖7和8的顯示，該導向壁18是由複數個導向壁元件22a-d所構成，該導向壁元件22a-d是由複數個拱形壁區段所形成並建構成為個別組件。
這樣的導向壁元件22a-d是例如在圖7中顯示。該導向壁元件22a-d分別具有拱形彎曲的基部23以及配置在該基部23縱向邊緣24中彼此對向配置且分別在該蓋板20a、20b的平面中延伸的腹板型固定區段25a、25b，該腹板型固定區段25a、25b是用於固定至所分配到的蓋板20a、20b。該等導向壁元件22a、22b有利的是彎曲的板件，特別是金屬板件。該等腹板型固定區段25a、25b可一體式地與基部23連接，並且可透過彎曲原本平坦的基部區段而形成。此外，該等導向壁元件22a、22b的曲面亦可通過彎折發生。
在所示的實施例中，該固定區段25a、25b分別具有兩個截面區域，其中第一長端延伸的截面區域26包含兩個導向壁固定孔27，其與在該後蓋板20a的對應固定孔28相互作用，其中穿過該導向壁固定孔27與該對應固定孔28並且在該前蓋板20a突出的固定螺栓(未顯示)確保了所使用的導向壁元件22a-d被固定在該後蓋板20a。該固定區段25a、25b分別具有另一個第二截面區域29，與該第一長端延伸的截面區域26相反的是該第二截面區域29例如具有單個導向壁固定孔27。該第二截面區域29與該後蓋板20a的連接是以與該第一截面區域26連接的相同方式進行。分配至該前蓋板20b的另一個固定區段25b是以與該第一固定區段25a相同的方式構造，並具有相對較長延伸的第一截面區域26，在該第一截面區域26有兩個導向壁固定孔27，以及另一個具有例如單個固定孔27的第二截面區域29。
如特別在圖7中顯示，每個導向壁元件22a-d在該基部23的前端部30具有相對於該基部23其他部分是彎曲的端部區段31。與該前端部30相對的後端部32是沒有這種端部區段31並且平坦延伸。
如特別在圖6和8中顯示，該風扇殼體13在所示的實施例中具有四個出風口19a-d，其分別配置在該風扇殼體13的轉角。如特別在圖8中顯示，分別在該導向壁元件22a-d基部23的前端部30與該相鄰導向壁元件的後端部32形成用於出風口19a-d的側向邊界。出風口19a-d用的上與下邊界是透過該前與後蓋板20a、20b所形成。因此在所示的實施例中形成四個部分螺旋，其收集從該轉子14徑向環繞氣體的一部分並引導至所分配的出風口19a-d。在所示的實施例中，每個出風口的開口表面33有矩形形狀。
如特別在圖5和8中顯示，該前蓋板20b有大於該後蓋板20a的輪廓面，其還導致了下述優點。
除具有其風扇殼體13與轉子14的徑向風扇12外，風扇裝置11的另一個基本組件是外殼35，其佈置成環繞該導向壁18。該外殼35有框狀周圍壁36，在其後側37有設在該後蓋板20a的前面並用做為流出口的後框架開口38a，以及在其前側39具有前框架開口38b。
如特別在圖4中顯示，在實施例中該框狀周圍壁36有矩形截面。在所示的實施例中，該前與後框架開口38a、38b具有基本相同尺寸的開口截面。
在所示的實施例中，該框狀周圍壁36是由複數個彼此藉由連接手段相互連接的周圍壁元件40a-d所組成。在實施例中亦設有四個周圍壁元件40a-d，其具有相同長度並在其接面透過連接手段互相固定，該連接手段包括連接開口與所屬的固定螺栓。
本發明的重點在於，該前蓋板20b同時形成圍繞該導向壁18突出的外殼35前端壁，藉此該風扇殼體13在前框架開口38b的區域中，後側式地透過固定手段41而被固定在該外殼35的框狀周圍壁36。
該前端壁所形成風扇殼體13的前蓋板20b具有大於該後蓋板20a的輪廓面，其中該後蓋板20a的輪廓面是小於該前框架開口38b的截面，使得該風扇殼體13能以可一體處理的構件組的方式預先將該後蓋板20a***至經由該框狀周圍壁36側邊形成的接納區域42中。
如特別在圖1或2中顯示，固定孔43作為固定手段設置在該前蓋板20b，其在該前蓋板20b的邊緣區域中，特別是沿著該前蓋板20b周圍以規律的間隔配置。在該前蓋板20b的固定孔43與周圍壁元件40a-40d上部邊緣的固定孔對準，並透過固定螺栓44將該前蓋板20b以簡單方式螺固至該框狀周圍壁36的上部邊緣。
為了能以簡單方式操作該徑向風扇12組件，在該前蓋板20b的上側有把手44。在實施例中，配置有四個分配至該前蓋板20b各個轉角的把手44。
如特別在圖6中顯示，與形成該外殼35之後端面的前蓋板20b相反，該後蓋板20a具有非矩形、特別是不規則形狀的輪廓面，該輪廓面與該導向壁元件22a-d拱形彎曲的基部23形狀相匹配。
如在圖6中進一步顯示，在該後蓋板20a上形成加強區域45，其確保減小由轉子14所引起的震動。有利的是該加強區域45是在該後蓋板20a中心的圓形材料增厚。
該後蓋板20a還具有特別是圓形的通口46，透過該通口46可以與轉子有電性接觸。如特別在圖6中顯示，用於控制轉子14的控制裝置48是位在外殼、特別是在由前端板所形成的前蓋板上，其中透過經由該通孔開口46在控制裝置48與轉子14之間所引入的電纜進行接觸。
如特別在圖1和2中顯示，設置具有特別是圓形網格49的抽氣口21。藉此防止吸入可能會損害轉子的部件。
如先前已提及，該出風口19a-d形成開口表面33，其以角度、特別是小於90度的角度，對準該前蓋板20b所分配的側邊緣。如特別在圖6中顯示，該後蓋板20a亦是相對於該前蓋板20b扭曲的配置。該開口表面33的傾斜佈置確保了在逕向風扇組件的安裝狀態下，每個出風口19a-d在該導向壁元件22a-d的外表面與該周圍壁元件40a-d的內表面之間形成楔形排氣空間50。在此，在各個出風口19a-d的開口表面33至所分配周圍壁元件40a-d的轉角之間的距離是最大。
如已提及的是，風扇裝置可以在無塵室中用作為過濾風扇單元。對此，該框狀周圍壁後側邊的區域中形成用於固定過濾元件的固定件接口52。如特別在圖3中顯示，這樣的氣體過濾器固定在該固定件接口52。在這種情況下，該氣體過濾器是該後框架開口在流動方向的下游。
如已提及的是，能以簡單的方式透過操縱把手44而將該可一體處理的徑向風扇構件組附接至在該框狀周圍壁36的上邊緣，並與該周圍壁元件40連接。在此，轉子以該後蓋板20a伸入容納空間42中。
在驅動時，氣體透過該抽氣口21被軸向吸入並到達轉子14，其在此處被徑向偏轉並在該葉片環15的外徑上被徑向排出。然後，被徑向排出氣體到達排氣區域並且透過該導向壁元件引導至該等出風口19a-d排出，隨後到達該楔形排氣空間50。爾後，該排出的氣體在該周圍壁36的內側被偏轉，然後到達設有上述過濾元件51的流出口。該氣體經由過濾器被排出風扇裝置11。
11:風扇裝置 12:徑向風扇 13:風扇殼體 14:轉子 15:葉片環 16:葉片 17:圓周方向 18:導向壁 19a:出風口 19b:出風口 19c:出風口 19d:出風口 20a:後蓋板 20b:前蓋板 21:抽氣口 22a:導向壁元件 22b:導向壁元件 22c:導向壁元件 22d:導向壁元件 23:基部 24:縱向邊緣 25a:固定區段 25b:固定區段 26:第一截面區域 27:導向壁固定孔 28:固定孔 29:第二截面區域 30:前端部 31:端部區段 32:後端部 33:開口表面 35:外殼 36:框狀周圍壁 37:後側 38a:後框架開口 38b:前框架開口 39:前側 40a:周圍壁元件 40b:周圍壁元件 40c:周圍壁元件 40d:周圍壁元件 41:固定手段 42:接納區域 43:固定孔 44:把手 45:加強區域 46:通口 48:控制裝置 49:網格 50:排氣空間 51:過濾元件 52:固定件接口
本發明的優選實施例是表現在圖式中並且如下述進一步說明。在圖式中顯示。 [圖1]本發明風扇裝置之優選實施例的立體圖。 [圖2]圖2係風扇裝置的俯視圖。 [圖3]沿圖2中線III-III所截取之圖2風扇裝置的截面。 [圖4]本發明風扇裝置的框狀周圍壁之立體圖。 [圖5]具風扇外殼形式且可一體處理的構件組的立體示意圖。 [圖6]圖1本發明風扇裝置的立體圖，其中沒有前端壁，並示出風扇殼體。 [圖7]導向壁元件的立體圖。 [圖8]風扇裝置的局部截面立體圖，其示出風扇外殼的導向壁區段。
11:風扇裝置
20b:前蓋板
21:抽氣口
28:固定孔
35:外殼
36:框狀周圍壁
40b:周圍壁元件
40c:周圍壁元件
41:固定手段
43:固定孔
44:把手
49:網格

Claims (17)

  1. 一種具有至少一個徑向風扇(12)的風扇裝置，其具有風扇殼體(13)，在該風扇殼體(13)中配置有繞旋轉軸旋轉驅動的轉子(14)，其中該風扇殼體(13)具有導向壁(18)，該導向壁(18)在該轉子(14)的圓周方向(17)繞該風扇殼體(13)延伸，並配備有限制出風口(19a-d)的複數個拱形壁區段，其中該等出風口(19a-d)之每一者被分配在該導向壁(18)的拱形壁區段，其中該風扇殼體(13)包含配置有抽氣口(21)的前蓋板(20b)和佈置在該前蓋板(20b)相對於流動方向下游的後蓋板(20a)，以及繞該導向壁(18)的周圍配置外殼(35)的框狀周圍壁(36)，該框狀周圍壁(36)在其後側(37) 具有設在該後蓋板(20a)前方用做為流出口的後框架開口(38a)，以及在其前側(39)具有前框架開口(38b)， 其特徵在於，該風扇殼體(13)的該前蓋板(20b)同時形成圍繞該導向壁(18)突出之該外殼(35)的前端壁，藉此該風扇殼體(13)在該前框架開口(38b)的區域中，藉由固定手段使其前側被固定在該外殼(35)的該框狀周圍壁(36)。
  2. 如請求項1的風扇裝置，其中，該前與後框架開口(38a、38b)具有基本上尺寸相同的開口截面。
  3. 如請求項1或2之風扇裝置，其中，該前蓋板(20b)圍繞突出超過該前框架開口(38b)，並且透過該固定手段(41)被固定在該框狀周圍壁(36)的前端邊緣。
  4. 如請求項1至3中任一項之風扇裝置，其中，該外殼(35)的該框狀周圍壁(36)具有矩形、特別是方形的截面。
  5. 如請求項1至4中任一項之風扇裝置，其中，該框狀周圍壁(36)是由複數個彼此藉由連接手段相互連接的周圍壁元件(40)所組成。
  6. 如請求項1至5中任一項之風扇裝置，其中，由該外殼(35)前端壁所形成該風扇殼體(13)的該前蓋板(20b)具有大於該風扇殼體(13)之該後蓋板(20a)的輪廓面，其中該後蓋板(20a)的輪廓面小於該前框架開口(38b)的截面，使得該徑向風扇(12)及該風扇殼體(13)能以一體處理構件組的方式預先將該後蓋板(20a)***至經由該框狀周圍壁(36)側邊所形成的接納區域(42)中。
  7. 如請求項1至6中任一項之風扇裝置，其中，該前蓋板(20b)具有至少一個把手(44)，特別是四個分配至該前蓋板(20b)之各個轉角的該把手(44)。
  8. 如請求項1至7中任一項之風扇裝置，其中，該導向壁(18)是利用導向壁固定手段，使其一邊固定在該前蓋板(20b)且另一邊固定在該後蓋板(20a)。
  9. 如請求項1至8中任一項之風扇裝置，其中，該導向壁(18)是由導向壁元件(22a-d)所構成，該導向壁元件(22a-d)是由複數個拱形壁區段所形成並建構成為個別組件。
  10. 如請求項9之風扇裝置，其中，該導向壁元件(22a-b)分別具有拱形彎曲的基部(23)，以及配置在該基部(23)縱向邊緣(24)中彼此對向配置且分別在該等蓋板平面中延伸的腹板型固定區段(25a、25b)，其是用於固定至所分配到的蓋板(20a、20b)。
  11. 如請求項10之風扇裝置，其中，分別在該導向壁元件(22a-d)基部(23)的前端部(30)與該相鄰導向壁元件(22a-d)後端部(32)形成該出風口(19a-d)用的側向邊界。
  12. 如請求項11之風扇裝置，其中，該導向壁元件(22a-d)基部(23)的前端部(30)具有相對於該基部(23)其他部分是彎曲的端部區段(31)。
  13. 如請求項1至12中任一項之風扇裝置，其中，分配至該前蓋板(20b)的腹板型固定區段(25a、25b)是直接或間接透過中間固定板而固定在該前蓋板(20b)的內側，該中間固定板是在一側固定有固定區段(25a、25b)，而另一側固定在該前蓋板(20b)的內側。
  14. 如請求項1至13中任一項之風扇裝置，其中，至少兩個、特別是四個出風口(19a-d)是直徑上相對於該轉子(14)的旋轉軸彼此相對。
  15. 如請求項1至14中任一項之風扇裝置，其中，該出風口(19a-d)分別具有開口表面(33)，其以角度、特別是小於90度的角度，對準該前蓋板(20b)所分配的側邊緣。
  16. 如請求項1至15中任一項之風扇裝置，其中，在框狀周圍壁後側邊的區域中形成用於固定過濾元件的固定件接口(52)。
  17. 如請求項16之風扇裝置，其中，過濾元件(51)是固定在該固定件接口(52)。
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