[发明专利]具有椭圆形涡旋壁的横向风扇

说明书

横向风扇也称为横流和切向风扇。由于它们具有串流性能以及由于在整个热交换器的长度延伸而与板片热交换器有适当关系，所以可用于调节空气。在一个横向风扇中，入口和出口名义上大致成直角，但0至180°也是可能的。叶轮与一前曲的离心式风扇轮相似，只是其两端部是封闭的。气流垂直于整个风扇的叶轮轴线(二维流)，并且径向向内进入上游侧的叶片中，穿过叶轮内部，然后径向向外再次流过叶片。该气流特征是由于一偏心涡流的形成而决定的，该涡流平行于转子轴线并且与转子以相同方向转动。

气流会发生两个阶段的作用，即气流先穿过吸气(上游)叶片，然后穿过排气叶片。气流穿过叶轮时发生收缩而在排气叶片处形成高速流(第二阶段)。该气流离开叶轮并且当它在涡流周围转过和挤压时再次收缩。这些作用的结合使横向风扇获得高压系数。一个涡流壁将入口与出口分开并且起到稳定涡流的作用。由于在涡流区域中仅存在再循环气流，所以没有产生有用功。涡流的主要影响是能量消散。然而风扇的稳定性对涡流壁的间隙很敏感。这一参数必须非常小心地控制，因为必须在稳定、高性能与由叶轮和涡流壁的相互作用产生的噪音之间取得折衷。

一涡流壁具有一面朝叶轮的椭圆形表面，而非传统的圆形表面。对于涡流壁和叶轮之间的给定间隙而言，与同样放置的圆形表面相比，一个椭圆形表面将具有一种改进的气流性能或减少噪音的作用。基本上，间隙或间隔越小，风扇越稳定而噪音就越大。气流增强或噪音减小取决于椭圆形表面的方向。如果椭圆形表面的长轴处于与涡流壁对应的直线上，曲面就较窄并且气流性能增强，而如果椭圆表面的长轴线是在与涡流壁垂直的线上时，曲面就较宽并且由于与穿过叶片的共同作用而使噪音减小。另外，可保持圆形曲面的声音或气流标准，而通过改变叶轮和椭圆形涡流壁之间的间隙提高其它因素。

本发明的一个目的在于改进横向风扇的性能。

本发明的另一个目的在于改进一横向风扇的噪音参数。

这些目的和其它目的在下文中更为明了，并都可由本发明实现。

基本上，叶轮和涡流壁的边缘共同作用以形成一渐缩放间隙，即壁形成一椭圆曲面，叶轮形成一圆曲面。

图1是一现有技术的横向风扇的截面图，示出了贯穿其中的流体通道；

图2是本发明的涡流壁的截面图；

图3是一种变形的涡流壁的截面图；以及

图4是第二种变形的涡流壁的截面图。

在图1中，标号10总的表示一种已有技术的横向风扇。风扇10包括一叶轮或转子12、一涡流壁16和后壁20。后壁20弯曲形入口部分20-1和涡流壁16的弯曲末端16-1与叶轮12共同作用以形成风扇10的吸气侧S，并将其与排气侧D分开。涡流壁16和后壁20的排出部形成一角度β。圆形弯曲末端16-1和圆柱形叶轮12共同作用在吸气和排气侧之间形成一渐缩放气流通道。因为末端16-1和叶轮12都是圆形的，它们存在面对的三维圆柱面，并且在相对渐缩放部分的喉颈部和末端16-1的最小圆形部分的两个方向上是对称的。

当如图所示的叶轮12逆时针方向转动时，空气的流动通道由箭头示出。将可注意到一个箭头V形成一封闭的气流通道或部分由涡流壁16确定的涡流。涡流V的存在使从叶轮12排出的空气在涡流V和后壁20之间被压缩，如图1中所示，并保持高速度。涡流V的下游，当气流向风扇出口移动时气流很快地在扩张段22膨胀。这种膨胀过程是由于涡流V而增强，因为没有涡流，气流就会离开扩散部分22的壁。