鼓风机、特别是用于汽车供暖装置的燃烧空气鼓风机

摘要

本发明涉及一种鼓风机、特别是用于汽车供暖装置的燃烧空气鼓风机，该鼓风机包括：在鼓风机壳体(12)中构成的、环状围绕旋转轴线(A)延伸的并且在第一轴向侧(14)敞开的输送通道(20)；围绕旋转轴线(A)可旋转的输送轮(16)，该输送轮具有环状围绕旋转轴线(A)延伸的并且在第一轴向侧(14)与输送通道(20)重叠的输送区域(22)；用于驱动输送轮(16)的驱动电机(28)，该驱动电机具有定子(30)和相对于定子(30)可旋转的转子(32)，其中，所述转子(32)和定子(30)相对于鼓风机壳体(12)设置在第一轴向侧(14)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种鼓风机、特别是用于汽车供暖装置的燃烧空气鼓 风机，该鼓风机包括在鼓风机壳体中构成的、环状围绕旋转轴线延伸 的并且在第一轴向侧敞开的输送通道、围绕旋转轴线可旋转的输送轮 和用于驱动输送轮的驱动电机，所述输送轮具有环状围绕旋转轴线延 伸的并在第一轴向侧与输送通道重叠的输送区域，所述驱动电机具有 定子和相对于定子可旋转的转子。

背景技术

燃烧空气鼓风机一般也被称为侧通道鼓风机，例如安装在车辆区 域中，以便把在停车采暖装置或加热器中所需要的燃烧空气供给到燃 烧室中。由DE 102008047909A1例如已知一种燃烧空气鼓风机，在 该燃烧空气鼓风机中输送轮设置在基本上板状构成的鼓风机壳体的一 个轴向侧上以及用于驱动输送轮的驱动电机设置在鼓风机壳体的背离 输送轮的另一轴向侧上。驱动电机的驱动轴用于将驱动电机与输送轮 耦联，该驱动轴沿轴向穿过鼓风机壳体并且在其自由端部支承涡轮状 构成的输送轮，该输送轮遮盖鼓风机壳体中的输送通道。但在这里沿 轴向方向纵长延伸的鼓风机构造形式是有缺点的。

发明内容

与此相对，本发明的目的在于，提供一种鼓风机、特别是用于汽 车供暖装置的燃烧空气鼓风机，其具有比较紧凑的尺寸。

按照本发明，通过一种鼓风机、特别是用于汽车供暖装置的燃烧 空气鼓风机来达到该目的，所述鼓风机包括在鼓风机壳体中构成的、 环状围绕旋转轴线延伸的并且在第一轴向侧敞开的输送通道、围绕旋 转轴线可旋转的输送轮和用于驱动输送轮的驱动电机，所述输送轮具 有环状围绕旋转轴线延伸的并在第一轴向侧与输送通道重叠的输送区 域，所述驱动电机具有定子和相对于定子可旋转的转子；所述鼓风机 的特征在于，所述转子和定子相对于鼓风机壳体设置在第一轴向侧。

按照本发明，所述转子和定子不是如在已知的燃烧空气鼓风机中 那样设置在鼓风机壳体的背离输送轮的轴向侧上，而是相对于壳体设 置在第一轴向侧，这允许借助驱动电机直接驱动输送轮。此外这种布 置方式使得能够更好地充分利用已有的结构空间或者能够提供尺寸较 紧凑的汽车供暖装置，因为也就是说驱动电机可以直接地设置在输送 轮处或者间接地设置在输送轮的旁边，并且因而可以避免长的力传递 路程和鼓风机相应的轴向延长。

在此例如可这样达到鼓风机的特别紧凑的结构形式，即，定子和 输送轮支承在鼓风机壳体上并且定子沿轴向设置在鼓风机壳体与输送 轮之间，因为沿轴向在鼓风机壳体和输送轮之间以及例如从输送通道 径向向内的迄今未被利用的空间可以用来布置电机。

对此可选择地也可能把输送轮沿轴向设置在鼓风机壳体与定子之 间，特别是当设有单独的定子支承套罩用于支 撑定子和输送轮时，该定子支承套罩在径向外部沿轴向跨越输送轮并 且支承在鼓风机壳体上。按照这种构造形式，定子和由此还有整个驱 动电机不是如前述那样设置在鼓风机壳体与输送轮之间，而是设置在 输送轮的背离鼓风机壳体的轴向侧上，这同样能够实现鼓风机的很紧 凑的结构形式。

为了支撑定子和/或输送轮可以规定，鼓风机壳体或定子支承套罩 包括沿径向向内延伸的、基本上盘状或板状构成的支承区域，支承输 送轮的支承轴支承在该支承区域的径向内部的端部区域上。当然，在 上下文中术语“盘状”或“板状”不是要表示“支承区域实际上由封 闭的盘或板构成”，而只是要表示“支承区域是由刚性材料构成的面状 的构件(或者面状的区域)”。但该构件或区域还可以是任意设计的， 例如由沿周向彼此间隔开设置的多个臂构成，这些臂相对于旋转轴线 从支承区域的径向内部的端部区域出发呈星形地沿径向向外延伸，以 便这样例如能够实现穿过支承区域的空气循环，以便这样例如能够实 现或者支持驱动电机的或后面还要描述的电机控制单元的冷却。但是 可选择地也可以设想，板状的支承区域例如由电机控制单元的相应加 强的电路板(Platine)构成，或者板状的支承区域由电机控制单元和 支承元件的组合构成。

作为用于可旋转地支承所述支承轴的措施可以规定，在支承区域 的径向内部的端部区域上设有支承套筒并且该支承轴在必要时在其间 设置分开的轴承情况下可旋转地支承在该支承套筒中。作为用于支撑 定子的措施可以例如规定，定子支承在支承套筒的外周面上或/和支承 在支承区域的朝向输送轮的端面上。但是与此相关地要指出，当然定 子也可以在其间设置分开的环形或环段形的定子支承元件情况下支承 在支承区域的端面上或/和支承在支承套筒的外周面上，所述定子支承 元件至少部分地同轴地包围支承套筒。但是也可以规定，至少一个环 形或环段形的定子支承元件与支承套筒的外周面沿径向间隔开距离并 且仅仅支承在支承区域上。

对此可选择地，在支承区域的径向内部的端部区域上设有支承套 筒并且支承轴可旋转地支承在支承套筒中，当然也可能的是，输送轮 可旋转地支承在支承轴上，在这种情况下支承轴可以刚性地与板状的 支承区域连接，尽管不应排除支承轴可旋转地不仅支承在支承区域上 而且支撑在输送轮上。

关于输送轮的构造例如可以规定，输送轮从输送区域径向向内具 有用于支撑所述支承轴的支承轴支承区域，该支承轴支承区域相对于 输送区域抗旋转地被支撑并且基本沿径向延伸，其中，支承轴支承区 域如所述的那样可以用于可旋转地支承或抗旋转地支撑所述支承轴。

此外可以规定，所述转子同轴地包围支承轴，尽管自然不应排除 例如在采用相应确定尺寸的空心轴作为支承轴情况下该支承轴同轴地 包围转子。

根据鼓风机的使用目的和应用场合可以规定，转子构成为内转子 并且支撑在支承轴的外周上或/和支撑在输送轮的在定子侧的端面上， 或者可选择地，转子构成为外转子并且支撑在输送轮的内周面上或/ 和支撑在输送轮的在定子侧的端面上。在上下文中术语“外转子”表 示这样的电动机，在该电动机中，静止的定子设置在径向内部并且被 运动的转子包围，该定子通常包括多个绕组，该转子通常包括多个永 久磁铁；反之，在“内转子”中永久磁铁设置在径向内部并且被定子 的绕组包围。

内转子的应用领域通常为要求特别高功率级的地方，因为内转子 达到较高的转速和因此理想地作为快速旋转的输送轮的驱动装置。但 与之相比，外转子的缺点为，它不能达到如内转子那样高的转速，但 是与内转子相比具有这样的优点：改善的冷却(除了它可以产生较高 的转矩--这对于快速旋转的鼓风机而言具有次要的意义——之外)， 这特别是在例如采用对过热反应敏感的钕磁铁时可以是有益的，因为 钕磁铁通过其径向布置在定子外部和鼓风机空气输送区域附近而可以 得到较好的冷却并且因此不会过热和保持功率恒定。

此外可以规定，在支承区域的背离输送轮的轴向侧设置有电机控 制单元。这种布置尤其是在支承区域如上所述由多个例如沿周向彼此 间隔开的臂状的径向向外延伸的支承元件(这些支承元件确保支承区 域良好的透空气性)构成时能够实现，电机控制单元、尤其是其功率 构件通过空气流动可以得以冷却，该空气流动通过转子或/和输送轮的 旋转产生。

为了在背离支承元件的轴向侧上覆盖电机控制单元，可以设有覆 盖元件，它例如也可以用作鼓风机壳体的壳体盖。为了能够在支承套 筒以悬伸/浮动(freitragend)方式较远地超过支承元件朝向输送轮延 伸的情况下实现支承套筒的稳定支承，该覆盖元件也可以用作支承套 筒的附加支撑件，也就是说，在支承套筒在径向内部穿过电机控制单 元而支撑在覆盖元件上的时候。但是附加地或可选择地也可以规定， 支承套筒支撑在电机控制单元上。

本发明还涉及一种汽车供暖装置，该汽车供暖装置包括燃烧器区 域和按上述权利要求之一所述的鼓风机，该鼓风机用于将燃烧空气输 送到燃烧器区域的燃烧室中。

附图说明

以下参考附图详细地描述本发明。在附图中：

图1示出按照本发明的鼓风机的纵剖面图；

图2示出按照本发明的鼓风机的第一种可选择的构造形式的纵剖 面图；

图3示出按照本发明的鼓风机的第二种可选择的构造形式的纵剖 面图；和

图4示出按照本发明的鼓风机的第三种可选择的构造形式的纵剖 面图。

具体实施方式

图1以简化的纵剖面图示出鼓风机10，它一般也被称为燃烧空气 鼓风机或侧通道鼓风机。该鼓风机10包括一个鼓风机壳体12和在其 第一轴向侧14上包括一个围绕旋转轴线A可旋转的输送轮16，作为 两个基本的部件。

鼓风机壳体12构成为基本上盘状或板状的并且具有一与旋转轴 线A近似垂直地定向的环形的输送通道壳体区域18，该输送通道壳体 区域在其第一轴向侧14构成有一环面状或环状围绕旋转轴线A延伸 的并朝向第一轴向侧14敞开的输送通道20。该输送通道20与在图1 中未进一步描绘的燃烧空气入口连接，通过该燃烧空气入口，待输送 的燃烧空气到达输送通道20中。在设置于鼓风机10的第一轴向侧14 并且在其敞开的轴向侧14遮盖输送通道20的输送轮16的输送作用 下，燃烧空气在周向上沿着输送通道20进行输送并且在未示出的断路 器区域处经由在鼓风机壳体12的下部区域内构成的燃烧空气出口24 离开该输送通道。为了获得这种输送作用，围绕旋转轴线A可旋转的 输送轮16具有一环面状或环状围绕旋转轴线A延伸的、在第一轴向 侧14与输送通道20重叠的并且在朝向输送通道20的轴向侧敞开的输 送区域22，该输送区域由基本上环面状或环状构成的壳罩26构成， 在该壳罩中沿周向相继地设有多个未进一步示出的输送叶片。

输送轮16被驱动电机28驱动以围绕旋转轴线A旋转。驱动电机 28包括一定子30和一转子32，该转子在图1所示的实施例中构成为 内转子并且设置在定子30径向内部。如可清楚地看到的那样，定子 30和输送轮16支承在鼓风机壳体12上并且设置为，使得定子30沿 轴向设置在鼓风机壳体12与输送轮16之间。为了支撑定子30和输送 轮16，鼓风机壳体12包括一基本上盘状或板状的支承区域34，在该 支承区域的径向内部的端部区域设有支承套筒36，该支承套筒具有容 纳在其中的轴承36a，该轴承用来可旋转地支承一支承轴38，该支承 轴支承输送轮16。

在支承套筒36的径向外部，支承区域34配设有环形或环段形的 定子支承元件40，该定子支承元件至少部分地同轴地包围支承套筒 36。定子支承元件40从支承区域34出发朝向输送轮16延伸一段预定 的轴向距离并且在其朝向输送轮16的端面42上支承定子30，其中， 在本实施例中定子支承元件40的轴向延伸长度这样调整，使得定子的 在鼓风机壳体侧的轴向端部44基本上与转子32的在鼓风机壳体侧的 轴向端部46对齐。

此外，鼓风机壳体12在径向外部的区域内与鼓风机壳体盖47连 接，该鼓风机壳体盖从鼓风机壳体12出发在径向外部跨越输送轮16 并且在背离鼓风机壳体12的轴向侧覆盖输送轮16，以在鼓风机10运 行期间避免压力损失。

如在图1中看到的那样，输送轮16从输送区域22径向向内具有 一相对于输送区域22抗旋转地支撑的并且基本沿径向延伸的轴承支 承区域48，用于抗旋转地支撑支承轴38。该轴承支承区域48可以与 输送区域22一体地构成，例如由铸铝或塑料构成，或者可以如图1 所示由分开的罐形金属元件构成，包括一个基本沿径向延伸的底部50 和一个与底部50的径向外侧的端部连接的并沿轴向方向朝向鼓风机 壳体12延伸的、基本上圆柱形或环形构成的周壁52。

尽管在图1中未示出，但不言而喻的是，输送轮16以其全部整体 的组成部件(但除了转子32和支承轴38之外)可以例如以压铸方法 由铝或合成树脂材料制成。

如在图1中看到的那样，转子32构成为内转子，这对于达到高的 输送轮16转速是需要的，以及该转子同轴地包围支承轴38并且支撑 在支承轴38的外周上和在输送轮16的或轴承支承区域48底部50的 在定子侧的端面54上。例如通过粘接可实现转子32相对于输送轮16 和支承轴38的抗旋转的支撑，但在此也可以与对于输送轮16所采用 的材料相关地想到其他固定可能性，如例如用合成树脂对转子32进行 环绕注塑。但此外也可能的是，例如通过螺纹连接、通过压配合或者 键槽连接来相对于支承轴支承区域48或/和支承轴38固定转子32。此 外还可能的是，支承轴支承区域48和支承轴38由金属构成，并且输 送区域22由塑料/合成树脂构成并围绕轴承支承区域48的径向外侧端 部注射/成型。

为了控制驱动电机28，设有一电机控制单元56，该电机控制单元 设置在支承区域34的背离输送轮16的一侧并且例如贴靠在定子支承 元件40上和固定在该定子支承元件上。电机控制单元56经由至少一 个接头58与定子30连接，该接头沿轴向穿过支承区域34或/和定子 支承元件40。此外，电机控制单元56具有至少一个功率构件60以及 至少一个传感器62，该传感器例如用来检测转子32的位置或/和转速。 为了控制电机驱动单元56，该电机驱动单元在两个轴向方向上具有连 接元件46，这些连接元件用来与未示出的配合连接元件连接。

为了保护电机控制单元56，设有覆盖元件66，该覆盖元件在背离 支承元件34的轴向侧并且必要时在径向外部覆盖电机控制单元56。 但除了覆盖元件66作为电机控制单元56的保护元件的这一功能之外， 在本结构形式中，该覆盖元件也具有附加地支撑支承套筒36的功能， 也就是说该支承套筒从支承区域34出发、在径向内部穿过电机控制单 元56并且在其与输送轮16沿轴向间隔开的端部支撑在覆盖元件66 上。但附加地也可以规定，电机控制单元56在相应稳定的构造中也用 来支撑支承套筒36。

尽管在图1中看不到，但支承区域34在需要时具有多个开口，这 些开口允许冷却空气的循环，例如在鼓风机10运行期间从外部吸取的 冷却空气的循环或者通过转子32的旋转产生的空气流的循环，以便这 样例如冷却电机控制单元56、定子30或/和转子32。

在图2中示出鼓风机10的按本发明的另一种构造形式。与上述部 件在结构或功能上对应的部件用相同的附图标记表示。

如通过对比图1和图2能够容易看到的那样，在它们之间存在的 主要区别是，在图1所示的构造形式中转子32构成为内转子并且定子 30同轴地包围转子32；相反在图2所示的构造形式中转子32构成为 外转子并且同轴地包围定子30。在这种情况下，不是如在图1所示的 构造形式中那样旋转轴28的外周面、而是沿轴向朝向支承区域34延 长地构成的周壁52的内周面用来在径向相对于输送轮16支撑转子 32，其中，如图1中所示，转子32沿轴向附加地支撑在轴承支承区域 48的底部50的在定子侧的端面54上。

此外，图2的构造形式与图1的构造形式的主要区别在于，支承 套筒36沿轴向朝向输送轮16延长并且伸展直至轴承支承区域48的底 部50附近。支承套筒36的这种轴向延长的意义在于，支承套筒36 在第二种构造形式中不仅用来支承所述支承轴38、而且用来支撑定子 30，该定子以及还有定子支承元件40贴靠在支承套筒36的外周面68 上并且由此得以支撑。

在图3中示出鼓风机10的按本发明的另一种构造形式。与上述部 件在结构或功能上对应的部件用相同的附图标记表示。

该构造形式与图1和图2所示的构造形式的主要区别在于，定子 30不再沿轴向设置在鼓风机壳体12与输送轮16之间，而是现在输送 轮16沿轴向设置在鼓风机壳体12与定子30之间。为此目的，在鼓风 机壳体12上支承有定子支承套罩70，该定子支承套罩在径向外部沿 轴向跨越输送轮16并且用来支撑定子30和输送轮16。

定子支承套罩70包括一间距保持成型件72和一基本上盘状或板 状构成的支承区域34，所述间距保持成型件72沿轴向从鼓风机壳体 12延伸出来并且在径向外部跨越输送轮16，所述支承区域与间距保持 成型件72的与鼓风机壳体12沿轴向间隔开的端部连接，其中，在其 轴向内部的端部区域上，对应于图1的构造形式，支承有一个支承套 筒36，在该支承套筒中可旋转地支承输送轮16的一个支承轴38。

与图1构造形式的另一个主要的区别在于，在图3中所示的输送 轮16在其背离鼓风机壳体12的侧面(背侧)设有(如图1中)构成 为内转子的转子32和支承轴38，其中，在这种情况下输送区域22的 和罐形轴承支承区域48的相应的开口指向彼此相反的轴向方向。

为了避免在鼓风机10运行期间的压力损失，鼓风机壳体12从输 送通道20径向向内具有一个径向向内延伸的、基本上板状的壁元件 54。但该壁元件54在需要时也可以设计为对于空气流是可透过的，特 别是在轴承支承区域48的底部50也构成有相应开口的时候，以便按 照这种方式能够不仅实现驱动电机28的各部件、即定子30和转子32 的冷却，而且实现电机控制单元56的冷却。

在直接比较图1和图3的构造形式时表明，图3的定子30和转子 32虽然类似于图1的构造形式设置，但是图3的用于容纳驱动电机28 的轴向安装空间明显较短并且因此特别是适合用于容纳轴向结构非常 短的驱动电机28，但是这并不应排除也可以采用轴向较长的驱动电机 28。

在图4中示出鼓风机10的按照本发明的另一种构造形式。与上述 部件在结构或功能上对应的部件用相同的附图标记表示。

如已经在图3所示的构造形式中那样，在图4所示的构造形式中 输送轮16也沿轴向设置在鼓风机壳体12与定子30之间，其中，为了 支撑定子30和输送轮16，设有一个支承在鼓风机壳体12上的定子支 承套罩70，该定子支承套罩在径向外部沿轴向跨越输送轮16与转子 32，该转子按照图2构成为外转子，并且该定子支承套罩按照类似于 图2构造形式的方式和方法借助其支承区域34来支撑定子30和输送 轮16。此外，图4的构造形式也允许采用轴向构造非常短的驱动电机 28，但这不应排除也可以采用轴向较长的驱动电机28。

与上述构造形式不同，按照该实施形式还在支承轴38的径向对置 的各侧上设置接头58。但是不言而喻的是，在迄今所描述的所有构造 形式中，不仅在覆盖元件66中而且在支承区域34或定子支承套罩70 中都可以设置其他的或另外的用于连接插头的连接可能性。

此外不言而喻的是，在图1至图4中描述的支承区域34不必与鼓 风机壳体12、输送通道壳体区域18或定子支承套罩70成整体地构成， 而是也可以构成为与它们分开的元件，其中此外可以规定，不仅与鼓 风机壳体12、而且与定子支承套罩70可以采用相同的支承区域34， 由此可以减少对于构建不同的鼓风机10所需要的零部件数量。