[发明专利]叶轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶轮，特别是一种用于汽车取暖和空调装置的转鼓形转子-离心鼓风机的塑料叶轮。

背景技术

用于在汽车取暖装置或空调装置中输送空气的转鼓形转子-离心鼓风机，在运行时应使它的转速经常处于一个尽可能低的水平。在这种情况下，与之后的热交换器之间的进气比应尽可能有利，同时，通常很狭窄的现有安装空间应得到尽可能灵活地利用。但由于总的条件，在这里一般使用沿轴向加宽的螺旋形外壳和具有在叶片流道中静态增压的叶轮。在这里，叶片向后弯曲，在径向上带有端部或者略微向前弯曲，叶型没有或有轻微变化。在这里，流体在叶片流道中分离，并且一直到叶片流道的终端都保持分离。受这种叶片的限制，按照正常运行点和叶片的类型，转速需要达到高甚至很高的水平。出于声响的原因，在汽车取暖装置或汽车空调装置中通常不使用向后弯曲的叶片。

可使转速降到一个较低水平的离心鼓风机具有向前弯曲的叶片，并且在明显很低的转速下达到具有可比水平的正常运行点。在前弯曲的叶片上，流体被强烈折流和加速。这种动能在具有理想设计和平行壁的螺旋形外壳中被延迟，并转化成静压。在叶片流道的进口会出现流体分离，在叶片流道的终端流体又再度紧贴。沿轴向加宽的螺旋形外壳有利于热交换器的加载，并且在径向上变窄，但是在所述的具有前弯曲叶片的鼓风机中通常并不令人满意，因为它会导致效率的损失。

为了使例如用于在汽车取暖装置或汽车空调装置中输送空气的转鼓形转子-离心鼓风机，在尽可能低的转速下也能运行，人们发明了具有前弯曲叶片的转鼓形转子-离心鼓风机。其中，叶片的叶型没有或轻微变化。叶片通常是实心注射而成(见图5的左部，在图中显示了在常用的、叶型未变化的叶轮中流体在叶片流道中的流动，其中，在叶片的非工作面可以看到涡流的形成)。

在EP 1384894 A2中公开了一种叶片形式，在这种叶片形式上，试图通过第二组叶片在叶片工作面也称压力侧(Druckseite)和非工作面也称吸入侧(Saugseite)之间形成间隙，从而达到无分离的叶片流道穿流。但是这样会导致在叶片工作面和非工作面之间交换的能量出现大量损失，并导致间隙损失。

发明内容

本发明的任务是提供一种改善的叶轮，从而使叶片流道中尽可能不出现流体分离。

这个目的通过具有下述特征的叶轮实现。

本发明规定了一种叶轮，特别是一种用于汽车取暖和空调装置的转鼓形转子-离心鼓风机的塑料叶轮，它具有多个叶片，其中，在两个叶片之间的叶片流道在进气端优选为收敛状，在出气端优选为发散状，并且叶片叶型为不规则的。叶轮的收敛-发散形设计以及不规则的叶片叶型使得叶片流道中的流体出于基本上不分离的状态。在这里，通过叶片叶型在收敛区域的明显凸起和足够的厚度，使得流体在相应的流道部分中加速并沿叶轮的旋转方向无分离地折流。在紧接着的、几乎是笔直的发散的流道部分中，流体被基本上是无分离地延迟，在这一过程中静压上升。通过相应的设计、特别是一体式的叶片，在叶片工作面和非工作面之间的能量交换不会出现损失。

在流道的进气端为收敛的、出气端为发散的设计中，叶片长度比优选为0.1到0.9，更加优选为0.15到0.7，最好为0.2到0.6。其中，在叶片流道的收敛部分中，流道的缩小优选为0.030到0.2，更加优选为0.04到0.07，最好为0.05到0.06。在叶片流道的发散部分中，流道的扩大优选为0.05到0.17，更加优选为0.09到0.15，最好为0.1到0.14。

叶轮的叶片叶型优选为不规则的。作为叶型不规则的叶片，叶型厚度与叶型总长度之比大于0.15，特别是大于0.2。在这里，工作面的进口角优选为30°到90°，特别优选为35°到80°，而非工作面的进口角优选为25°到70°，特别优选为30°到60°；工作面的出口角优选为90°到175°，特别优选为100°到165°，而非工作面的出口角优选为90°到170°，特别优选为100°到165°。为了使流体流动达到最优而且没有分离以及达到最佳效率和低噪音的运行状态，特别优选的是各角度处于之前所给出的范围的中间位置，即在中间值+/-10°的范围。

叶片优选地由一种起支承作用的、优选为实心的结构形成，在其之上至少局部地将软组分(Weichkomponente)注射成型，或者至少局部地将软组分注射到其内。在这里，起支承作用的结构优选为第一塑料，其具有足够的强度，软组分为更软的第二塑料。第二塑料优选为发泡塑料。这种设计使得叶轮的制造过程中基本上不出现翘曲和收缩。