[发明专利]在转动叶片吸入侧上带有绊缘的轴流式通风装置或斜流式通风装置

说明书

技术领域

本发明涉及带有通风装置叶轮的轴流式通风机或斜流式通风机，该通风装置叶轮也被称为转动轮。

背景技术

在转动叶片的吸入侧上在运行中形成边界层。在通风机中，由通风机所产生的正的压力梯度作用到该边界层上，且由此的结果是边界层可分离。边界层的这样的分离的缺点是更高的阻力和升力损失(英文：stall，即失速)。由此不利地影响通风机的效率，并且其声发射增加。

为了防止流分离或者使流分离的开始朝相关的翼片的排出边的方向上移动，开发了所谓的紊流器。该概念意指用于迫使层流至紊流的转变的措施。紊流边界层相对层流边界层的优点在于其更高的动能，因此其可在没有分离的情况下克服更大的压力上升。但这种紊流器对于快速旋转的通风机而言没有意义，因为在快速旋转的通风机中流本来就是紊流。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种带有改善的特性的新型通风机。

该目的通过专利权利要求1的对象来实现。

为了改善在叶片表面上的流动情况，本发明使用在叶片表面上的不连续部(Diskontinuit?t)。不连续部在专业术语中例如被称为分流棱边(Abrisskante)、梯级部(Stufe)或“绊索(Stolperdraht)”。常规的绊索沿径向伸延且在通风机缓慢旋转时在转动叶片的流入边(进入边)附近引起层流至紊流的转变。已经显示出，在这样的绊索中，流取决于转动叶片的负荷在叶片轮廓的吸入侧处被分离。自该时刻起，轮廓由突然变厚的、未紧贴的且杂乱的流包围。对于毗邻的流而言，这具有与当转动叶片明显更厚时相同的效果。由此，通风机的叶片间通道被部分或完全封锁，并且所输送的容积流因此而减少。(“叶片间通道”理解成在相邻的两个转动叶片之间的通道)。

出于该原因，已优化轮廓的分离边的形状跟随在相关的叶片的排出边附近的分离区域的轮廓。由此为边界层在分离开始的部位处供应附加的能量。在梯级部之后形成由微型旋涡构成的再循环区，毗邻的流可在该再循环区上低摩擦地滑动。不同于在常规的分离边中的情况，相比通过常规形状的梯级部，该分离区或者关于相关的翼片的排出边更明显地移位，或者完全排除分离区。因此得出下面的优点：

· 大约6.3%的压力收益(通过CFD模拟确定)(CFD模拟意指通过数字流体力学的模拟)

· 降低在自由吹出的区域中的声功率，即降低通风装置噪声。

通过在相关的转动叶片的吸入侧上的轮廓已优化的分离边在沿着叶片表面(在吸入侧上)下游形成扩展的再循环区域。该再循环区域降低了处在其上的流体层的摩擦。由此可为边界层重新供应动能。其能量平衡转移到稳定的区域中，并且流分开移动到处在下游的区域中。这延长了转动叶片的有效区域，且因此将流相应其排出轮廓导引通过该转动叶片。因为此时对于通风机的整个工作范围而言近似最佳地流入该转动叶片，所以在设计点旁边的区域中降低由通风机发出的声功率。

分离边的形状在理想情况下匹配于在设计点中的分离区的轮廓，并且其描述了相对于分离区域的轮廓成通风机叶轮的直径D的大约1%至2%的间距DS的平行曲线。这是必要的，以便在不同于设计点的运行状态中达到有效性。因此，分离边通常具有伸展的S形的形状，其近似平行于相关的转动叶片的分离边伸延。

附图说明

本发明的其他的细节和有利的改进方案由在下面说明的且在附图中示出的、决不可理解为限制本发明的实施例以及从属权利要求得出。其中：

图1显示了轴流式通风装置的通风装置叶轮的一优选的实施方式的图示，其中，仅针对一个转动叶片示出了分离边和在其处出现的流，

图2显示了在常规的转动叶片(图2a)中和在改善的转动叶片(图2b)中的涡流形成的图示，

图3显示了转动叶片的优选的区域的图示，在该区域中优选布置有S形的分离边，

图4显示了显示出可获得的优点的图表，

图5显示了通风装置的分解图示，在其中在转动叶片的吸入侧上设置有相应的“绊索”，以及

图6a)至6d)显示了用于说明本发明的结构图。

具体实施方式

图1显示了用于轴流式通风机的转动轮(通风装置叶轮)30的主要部分，该轴流式通风机例如示例性地在图5中以分解图示进行了显示。

在该示例中，转动轮30具有特定轮廓的五个转动叶片(翼片)32，其与轮毂34相连接。转动轮30的旋转方向以36来表示、且在该示例中当从上方在箭头38的方向上观察转动轮30时顺时针移动。