Heizlüfter Die Erfindung betrifft einen Heizlüfter zum Be lüften und/oder Beheizen von Räumen, zum Trocknen von Gegenständen, der einen durch einen Elektro motor angetriebenen Trommelläufer mit vorwärts gekrümmten Schaufeln und im Förderstrom ange ordnete Heizleiter besitzt.
Für als Kleingeräte ausgebildete ortsbewegliche Luftstrahlerzeuger wurden bisher ausschliesslich Axial gebläse verwendet. Typische Geräte dieser Art sind die sogenannten Heizlüfter. Die bekannten Geräte weisen jedoch eine Anzahl von Nachteilen auf. So ist die aus tretende Luft, wie bei jedem mit einem Propeller aus gerüsteten Gerät, stark turbulent und drallbehaftet. Die hohe Strahlturbulenz führt zu einer starken Vermi schung mit der unmittelbar den Propeller umgebenden Raumluft. Hierdurch nimmt die Strahltemperatur sehr schnell ab.
Auch wird die Zirkulationsströmung infolge ihrer Zugluftwirkung als unangenehm empfunden, da sie kühlt, statt zu erwärmen. Ein weiterer Nachteil liegt in dem geringen Strahlimpuls, wodurch die Reich weite des Strahles sehr klein ist. Weiterhin benötigt man kostspielige Heizleiter mit extrem grossen Ober flächen, da die spezielle Wärmebelastung bei den kleinen Luftgeschwindigkeiten nur gering sein kann. Ein sehr grosser Nachteil ist weiter die unangenehme Geräuschentwicklung der bekannten Propellerlüfter, bei denen die für die Lautstärke ausschlaggebende Umfangsgeschwindigkeit etwa zehnmal so gross ist wie die Austrittsgeschwindigkeit.
Schliesslich benötigen die bekannten Heizlüfter relativ starke Motoren, da die Wirkungsgrade der Axiallüfter in dem für Kleingeräte zur Diskussion stehenden Bereich der Reynold-Zahlen (kleiner 8 . 104), ausserordentlich schlecht sind. Die aufgeführten Nachteile, insbesondere die Verursachung von Zugerscheinungen und die hohe Geräuschbildung, treten nicht nur bei Heizlüftern, sondern ebenso bei Konvektoren, Klimageräten, Tischlüftern, Decken lüftern und Luftduschen auf.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass zwei zur Drehachse des Trommelläufers parallele Leitwandungen vorgesehen sind, von denen jede an ihrer der Peripherie des Trommelläufers am nächsten gelegene Stelle einen Mindestabstand von dieser Peripherie einhält, der dem 0,5- bis 3fachen der Schaufelerstreckung in radialer Richtung entspricht, und dass diese Leitwandungen zusammen mit parallel zur Drehachse des Trommelläufers senkrechten Ge- häuseendwandungen den Austrittskanal sowie das Gebläsegehäuse bilden, an dem der Motor befestigt ist, der den Läufer antreibt.
Die Luftgeschwindigkeiten in einem solchen Strahl erzeuger sind in bestimmten Bereichen grösser als die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers. Hierdurch kann bei Elektrowärmegeräten einerseits ein Heizleiter mit nur geringer Oberfläche und mit geringer Grösse, also auch mit geringem Preis, Verwendung finden. Auch an dere Wärmetauscher können kleiner als in bekannten vergleichbaren Geräten ausgebildet werden.
Ein weiterer Vorteil der Gebläse liegt in den extrem kleinen Abmessungen. Aus diesem Grund eignen sie sich besonders für kleine Handgeräte, wie Luftduschen, bei denen darüber hinaus die Geräuscharmut von grosser Bedeutung ist. Auf Grund der kleinen Dreh geschwindigkeit und der erfindungsgemässen Gehäuse ausbildung ist das Geräusch so gering, dass die Geräte oft praktisch nicht hörbar sind. Die hohe Druckziffer dieser Gebläse erlaubt auch die Vorschaltung von Trocken- oder Nassfiltern bei Raumluftgeräten.
Da das Geschwindigkeitsprofil der Strömung in erster Näherung dem Geschwindigkeitsprofil in einem Potentialwirbel entspricht, ist es zweckmässig, die Heizelemente so anzuordnen, dass der entscheidende Teil der Wärme durch die schnellen wirbelkernnahen Stromröhren abgeführt wird.
Anhand der Figuren soll die Erfindung beispiels weise näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Luftstrahlerzeuger nach der Erfindung senkrecht zu der Drehachse des Trommelläufers.
Die Fig. 2 bis 10 stellen verschiedene Heizgeräte für unterschiedliche Zwecke unter Verwendung erfindungs gemäss ausgebildeter Trommelläufer dar.
In den Figuren sind fast durchwegs schematische Schnittansichten dargestellt. Die Schnitte liegen mit Ausnahme von Fig. 2, 6 und 9 in Ebenen, in denen einzelne Stromlinien verlaufen. In den Schnitten wird schematisch der Strömungsverlauf des Durchsatz mediums angedeutet. Die Linien entsprechen dabei etwa den Isotachen, d. h. den Linien gleicher Strö mungsgeschwindigkeit.
In Fig.l ist im Querschnitt ein zylindrischer Trommelläufer 1 dargestellt, der in einem Gehäuse 2 drehbar gelagert ist. Der zylindrische Trommelläufer 1 weist zwei geschlossene Stirnflächen auf. Zwischen den geschlossenen Stirnflächen des Trommelläufers 1 erstrecken sich die Schaufeln 3, deren Innenkanten und Aussenkanten auf der Innen- bzw. Aussenfläche 7 bzw. 8 eines gedachten, zur Drehachse 0 konzentrischenHohl- zylinders liegen. Die Schaufeln 3 selbst sind in Dreh richtung des Schaufelrades vorwärts gekrümmt.
Wenn ein Schaufelzylinder der dargestellten Art ohne irgendwelche äusseren Leitflächen oder Leit- körper in Drehung versetzt wird, bildet sich bei einer bestimmten Wahl der Schaufelparameter ein Wirbel feld aus, dessen Unterdruckzentrum nahe an der Peripherie 8 des Trommelläufers liegt und das mit dem Trommelläufer 1 umläuft und dessen Lage nicht stabil ist. Die Lage des Wirbelfeldes wird mittels eines sich über nur einen kleinen Umfangsbereich 8 des Schaufel gitters erstreckenden und die Saugseite S von der Druckseite P trennenden Leitkörpers 10 stabilisiert.
Der Leitkörper 10 ist dabei so angeordnet, dass zwi schen der Peripherie 8 des Schaufelgitters 1 und der dieser Peripherie gegenüber angeordneten Wandung 11 des Leitkörpers 10 ein Kanal gebildet wird, durch den ein Teil der druckseitigen Strömung ausserhalb des Schaufelgitters in dasselbe zurückströmen kann und damit einen Teil der Wirbelkernströmung im Wirbel kerngebiet V bildet. Erfindungsgemäss beträgt der Abstand der Wandung 11 von der Peripherie 8 des Schaufelgitters das 0,5- bis 3fache der Schaufelabmes sung in radialer Richtung. Der Kanal kann, in Dreh richtung 5 des Schaufelgitters gesehen, sowohl konver gieren als auch parallel ausgebildet sein, als auch diver gieren.
Die wesentliche Funktion des Kanals besteht darin, dass durch den im Inneren des Schaufelgitters sich ausbildenden Unterdruck ein Teil der druckseiti- gen Strömung in den Läufer zurückgeführt wird und dadurch einen Wirbelkern bildet, der die Saugseite von der Druckseite trennt. Die Abdichtung von Saug- und Druckseite erfolgt deshalb nicht wie bei bekannten Querstromgebläsen durch feste Leitwände, sondern durch das Durchsatzmedium selbst.
Dem Leitkörper 10 gegenüber ist eine Leitwand 9 angeordnet, die zusammen mit der Wandung 12 des Leitkörpers 10 einen druckseitigen Austrittskanal bildet. Die Ausbildung des druckseitigen Austritts kanals kann entsprechend der Verwendungsart des Gebläses oder der Pumpe verändert werden.
Durch die Wandung 9 und den Leitkörper 10 wird ein Eintrittsbereich<I>S</I> und ein Austrittsbereich<I>P</I> bestimmt, die sich zusammen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Zentriwinkel von etwa 330 erstrecken. Der Eintrittsbereich S erstreckt sich in den Radialebenen dabei um einen Zentriwinkel u von etwa 180 ; dieser Zentriwinkel ist also grösser als der Zentriwinkel ss, über den sich der Austrittsbereich erstreckt.
Die Wandung 11 des Leitkörpers 10 er streckt sich nur über einen Umfangsbereich von etwa 20 bis 40 , so dass ein kleines Wirbelkerngebiet V zwischen der Ein- und Ausströmung der wirbelkern- nahen Stromröhren erhalten wird und damit der für die Durchsatzströmung zur Verfügung stehende Raum gross ist. Die Wandung 9 besitzt an jeder Stelle einen Abstand von der Peripherie 8 des Schaufelgitters 1. An der Stelle 13 ist der Abstand der Wandung 9 von der Peripherie 8 des Schaufelgitters am kleinsten. Erfindungsgemäss beträgt dieser Abstand das 0,5- bis 3fache der Schaufelabmessung in radialer Richtung. Der Abstand nimmt stetig in Strömungsrichtung zu.
In den Fig. 2 und 3 ist ein einfacher Heizlüfter mit einem erfindungsgemässen Gebläse dargestellt. Fig.2 zeigt diesen Heizlüfter von vorne, während Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 111-11I in Fig. 2 zeigt. Der sich in Richtung des Pfeiles 5 drehende Trommelläufer 1 saugt einen Luftstrom durch den mit Schlitzen und Öffnungen versehenen Wandteil 22 des Gehäuses 23. Der Wandteil 29 des Gehäuses ist geschlossen und ent spricht der Leitwand a in Fig. 1.
Desgleichen entspricht der aus den Wandteilen 21 und 20 bestehende Leit- körper dem in Fig. 1 dargestellten Leitkörper 10. Die Wandungsteile 20, 21, 22 und 29 des Gehäuses er strecken sich längs dem zylindrischen Trommelläufer 1 und sind mit Gehäusestirnwänden 24 und 24a fest verbunden. Der Läufer 1, dessen Schaufeln 3 an Stirnwandungen 6 und 6a befestigt sind, ist mit Achs stummeln in den Stirnwandungen 24 und 24u des Gehäuses drehbar gelagert.
Der Trommelläufer wird vorzugsweise über eine kardanische Anlenkung von dem Motor 28 direkt angetrieben (Fig.6). Wie in Fig. 3 dargestellt ist, befindet sich in dem Austritts diffusor des Gebläses, der durch die Wandungsteile 21 und 29 sowie die Stirnwandungen 24 und 24a gebildet wird, ein Heizelement 25, das beweglich an dem Ende einer Bimetallspirale 26 angeordnet ist.
Wenn das Heizelement sich in der durch die gestrichel ten Linien in dem Austrittskanal dargestellten Stellung befindet, deckt es die Diffusorwandung 21 ab, wodurch ein Austrittskanal mit parallelen Wandungen, die von dem Heizelement 25 und der Gehäusewandung 29 gebildet werden, entsteht. In dieser Stellung wird die Luft nicht erwärmt und tritt als Parallelstrahl mit grosser Reichweite aus dem Austrittskanal aus. Dabei bildet sich infolge der erfindungsgemässen Anordnung der Gehäusewandungen bei richtiger Wahl der Schau felparameter, wie in Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben wurde, im Inneren des Schaufelgitters eine Wirbelströmung aus, die nahezu der einer Potential wirbelströmung entspricht.
Wird nun das Heizelement eingeschaltet und in die dargestellte Stellung gebracht, so wird die Wirbelströmung im Inneren des Schaufel gitters 1 gestört, wobei die schnellen Stromröhren abge lenkt und verlangsamt werden und die Luftförderung abnimmt. Hierdurch wird die für den Heizbetrieb er forderliche hohe Luftaufwärmung erzielt, während gleichzeitig die Geschwindigkeit des divergierend aus tretenden Strahls mit zunehmendem Abstand vom Heizgerät stark abnimmt. Die Bimetallspirale 26 sorgt dafür, dass das Heizelement 25 ausreichend durch den Luftstrom abgekühlt wird.
Wird nämlich das Heiz- element zu heiss, dann verdreht die Bimetallspirale das Heizelement in der Richtung des Uhrzeigersinns, so dass der Förderstrom wieder zunimmt und die Kühlung des Heizelementes zunimmt. Damit wird eine automa tische Regulierung der Wärmeübertragung von dem Heizelement an die durchströmende Luft bewirkt.
Die Verschiebung des Heizelementes aus der mit gestrichelten Linien dargestellten Stellung in die Heiz- stellung kann einerseits dadurch erfolgen, dass das Heiz- element selbst von einer Stellung in die andere gleich zeitig mit dem Einschalten des Stromes verschwenkt wird, es kann aber auch dadurch erfolgen, dass, wenn der Heizstrom eingeschaltet wird, die Bi-Metallspirale das Heizelement selbsttätig durch die Einwirkung der Wärme in die dargestellte Stellung entgegen dem Uhr zeigersinn verdreht.
Wird der Strom wieder ausge schaltet, stellt sich das Heizelement selbsttätig im Sinne des Uhrzeigers in die gestrichelt dargestellte Stellung zurück. Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Gerät kann auch mit einem unbeweglich angeordneten elektrischen Heizregister ausgerüstet sein, das an den Stirnwänden 24 und 24a des Gehäuses fest angeordnet ist.
In Fig. 4 ist ebenfalls ein Lüfter für Warm- und Kaltluft im Querschnitt dargestellt, bei dem die sich parallel zur Drehachse des Schaufelgitters 1 erstrecken den Wandungsteile 42 und 49 zwischen zwei stirn- seitigen Gehäusewandungen 44 fest angeordnet sind, von denen nur eine zu sehen ist. Der Wandungsteil 42 ist dabei wie der Wandungsteil 32 in Fig. 3 geschlitzt oder perforiert ausgebildet. Durch diesen Wandungs- teil 42 wird die Luft in das Gebläse eingesaugt.
An der Innenseite des Wandungsteiles 42, der das Gehäuse 43 mit Ausnahme des Austrittskanals 46 an den Seiten abschliesst, ist ein Filtertuch oder eine Filterschicht 47 angeordnet, die die durch das Gebläse geförderte Luft reinigt. Im Austrittskanal sind elektrische Heiz- spiralen 45 angeordnet, durch die die Luft erwärmt werden kann. Das Gebläse selbst ist entsprechend den erläuterten Prinzipien konstruiert. In Fig.5 ist eine Klimaanlage im Querschnitt dargestellt, die zum Beheizen eines Raumes dient, wo bei ein erfindungsgemässes Schaufelgitter 1 die Luft durch einen Luftaustrittskanal 51 in den Raum fördert.
Die Luft kann aus einem durch ein Filter 52 abgeschlossenen Raum sowie aus einem Ansaugkanal 53, der mit einer Frischluftversorgung, beispielsweise mit dem Freien, verbunden ist, angesaugt werden. Die Vermischung der Raumluft mit der Frischluft, die durch den Kanal 53 angesaugt wird, kann mittels einer Klappe 54 nach Belieben geregelt werden. Im Aus trittskanal des Rotors sind Heizrohre 55 angeordnet, die von parallel zur Zeichenebene sich erstreckenden Rippen 56 umgeben sind. Die Luft, die zwischen den Rippen 56 in den Raum strömt, wird von Leitwandun- gen 57 geführt, die Austrittsdiffusoren bilden.
Die Leitwandungen, welche die Stabilisierung und die Führung der Strömung bewirken und von denen lediglich der Leitkörper 50 dargestellt ist, sind ent sprechend den Prinzipien, wie sie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurden, ausgebildet.
In den Fig. 6 bis 10 sind drei transportable Geräte zum Erzeugen eines Heissluftstrahles dargestellt. Die in den Fig. 6 und 7 im Längsschnitt und im Querschnitt längs den angezeigten Schnittlinien dargestellte Vor richtung ist eine Heissluftdusche. In dem Griff 60 dieser Heissluftdusche befindet sich der Motor 63 für den Antrieb des Trommelläufers 1, der sich in einem mit dem Griff 60 fest verbundenen Gehäuse 61 befindet. Der Rotor ist mit einem Achsstummel in der äusseren Stirnwandung 62 des Gehäuses drehbar gelagert.
Mit dem anderen Ende ist der Rotor auf einem Mitnehmer 64, der sich auf der Motorwelle befindet, kardanisch angelenkt, so dass sich eine unterschiedliche Fluchtung der Drehachse des Rotors 1 und der Antriebswelle des Motors 64 nicht auswirken kann. Wie in Fig. 7 dar gestellt ist, besitzt das Gehäuse an der Saugseite einen unterbrochenen Wandungsteil 68, durch den die Luft einströmt, wogegen die Wandungsteile 65 und 69, die den Austrittskanal begrenzen, dicht sind.
Die Ausbildung des Gehäuses ist wiederum so, dass sich die im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläuterte Zirkulationsströmung im Inneren des Schaufelgitters ausbilden kann. Der verlängerte Austrittskanal des Gehäuses ist in Einzeldüsen 68 unterteilt, die sich un mittelbar an den die Lage des Wirbelfeldes stabilisie renden Leitkörper 67 anschliessen, so dass die schnellen Stromröhren MFdirekt in diese Düsen einstrahlen. Die Düsen konvergieren gegen ihr vorderes Ende zu, wo durch eine Strahlwirkung erreicht wird. In dem Aus trittskanal des Gehäuses ist vor der Stelle, an der dieser sich in einzelne Düsen 68 aufteilt, eine Heizwicklung 66 angeordnet, über die der von dem Gebläse geförderte Luftstrahl hinweggeführt wird.
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform einer Heissluftdusche dargestellt. Ein Griff 80 trägt das Gebläsegehäuse, das den Rotor 81 umgibt und das einen verlängerten Austrittskanal 82 besitzt, in dem die Heizelemente 84 angeordnet sind. Vorzugsweise ist das Gehäuse 82 gegenüber dem Griffteil 80 verschwenkbar angeordnet. Vor den Heizleitern 84 ist im Austritts kanal 87 ein drehbares Blech 88 angeordnet, das um die Achse 89 verschwenkt werden kann: Dieses Blech 88 dient dazu, den Turbulenzgrad der aus dem Austritts kanal 87 austretenden Strömung zu erhöhen.
Das Gehäuse 82 ist wiederum so ausgebildet, dass sich ein die Lage des Wirbelfeldes im Inneren des Schaufel gitters stabilisierender Leitkörper 83' und eine diesem Leitkörper gegenüber angeordnete Leitwand 86 ergibt.
In den Fig. 9 und 10 ist im Längs- und Querschnitt längs den mit römischen Zahlen angezeigten Schnitt linien eine weitere Form einer erfindungsgemässen Heissluftdusche dargestellt. Das Gehäuse 91, das eine kurze, zylindrische Form besitzt, die sich an der Stelle des Auslasskanals 98 etwas erweitert, ist auf einem langgestre@kten Griff 90 befestigt, in welchem sich der Antriebsmotor 92 für den Läufer befindet. Der Motor 92 und der Läufer 1 sind koaxial zu dem Griff ange ordnet. Der Läufer besteht aus einer Kreisscheibe 94, auf welcher der Achsstummel, der vom Motor ange trieben wird, befestigt ist. Auf dieser Kreisscheibe sind die Schaufeln 93 fest angeordnet.
Die andere stirn- seitige Begrenzung des Zirkulationsraumes erfolgt durch eine, mit dem Gehäuse fest verbundene dichte Wand 99, an deren dem Rotor zugekehrten Seite Träger 95 angeordnet sind, die in den Zirkulationsraum in der dargestellten Weise hineinragen. An diesen Trägern 95 sind Heizspiralen 97 befestigt. Die seitlichen Gehäuse wandteile sind wiederum so ausgebildet, dass sie den das Wirbelfeld stabilisierenden Leitkörper 100 sowie die diesem Leitkörper gegenüber angeordnete Leit- wand 100a bilden. Der andere Seitenteil 96 des zylindrischen Gehäuseteiles ist durchbrochen ausge bildet, so dass durch diesen Teil die Luft angesaugt werden kann.
Fan heater The invention relates to a fan heater for ventilating and / or heating rooms, for drying objects, which has a drum rotor driven by an electric motor with forward curved blades and heat conductors arranged in the flow.
For portable air jet generators designed as small devices, only axial fans have been used so far. Typical devices of this type are the so-called fan heaters. However, the known devices suffer from a number of disadvantages. As with any device equipped with a propeller, the air that escapes is highly turbulent and swirled. The high jet turbulence leads to strong mixing with the room air immediately surrounding the propeller. As a result, the jet temperature decreases very quickly.
The circulation flow is also perceived as unpleasant due to its draft effect, since it cools instead of warming. Another disadvantage is the low beam impulse, which means that the range of the beam is very small. You also need expensive heating conductors with extremely large surfaces, as the special heat load can only be low at the low air speeds. Another very major disadvantage is the unpleasant noise development of the known propeller fans, in which the peripheral speed, which is decisive for the volume, is about ten times as great as the exit speed.
Finally, the known fan heaters require relatively powerful motors, since the efficiency of the axial fans in the Reynold number range (less than 8.104), which is under discussion for small devices, is extremely poor. The disadvantages listed, in particular the cause of drafts and the high level of noise, occur not only with fan heaters, but also with convectors, air conditioners, table fans, ceiling fans and air showers.
According to the invention, these disadvantages are eliminated in that two guide walls parallel to the axis of rotation of the drum rotor are provided, each of which at its point closest to the periphery of the drum rotor maintains a minimum distance from this periphery of 0.5 to 3 times the radial extension of the blades Direction corresponds, and that these guide walls, together with the housing end walls perpendicular to the axis of rotation of the drum rotor, form the outlet channel and the fan housing to which the motor that drives the rotor is attached.
The air speeds in such a jet generator are in certain areas greater than the circumferential speed of the rotor. As a result, in electrical heating devices, on the one hand, a heating conductor with only a small surface and with a small size, that is to say also with a low price, can be used. Other heat exchangers can also be made smaller than in known, comparable devices.
Another advantage of the blower is the extremely small dimensions. For this reason, they are particularly suitable for small hand-held devices, such as air showers, for which low noise levels are also of great importance. Due to the low speed of rotation and the inventive housing design, the noise is so low that the devices are often practically inaudible. The high pressure factor of these fans also allows dry or wet filters to be connected upstream in room air devices.
Since the velocity profile of the flow corresponds in a first approximation to the velocity profile in a potential vortex, it is advisable to arrange the heating elements so that the decisive part of the heat is dissipated through the fast flow tubes near the vortex core.
Using the figures, the invention will be explained in more detail, for example.
Fig. 1 shows a schematic cross section through an air jet generator according to the invention perpendicular to the axis of rotation of the drum rotor.
2 to 10 show different heating devices for different purposes using fiction according to trained drum rotor.
In the figures, schematic sectional views are shown almost entirely. With the exception of FIGS. 2, 6 and 9, the sections are in planes in which individual streamlines run. The flow profile of the throughput medium is indicated schematically in the sections. The lines correspond roughly to the isotachians, i.e. H. the lines of equal flow velocity.
In Fig.l a cylindrical drum rotor 1 is shown in cross section, which is rotatably mounted in a housing 2. The cylindrical rotor 1 has two closed end faces. The blades 3 extend between the closed end faces of the drum rotor 1, the inner edges and outer edges of which lie on the inner and outer surfaces 7 and 8 of an imaginary hollow cylinder concentric to the axis of rotation 0. The blades 3 themselves are curved forward in the direction of rotation of the paddle wheel.
If a vane cylinder of the type shown is set in rotation without any external guide surfaces or guide bodies, a vortex field is formed with a certain selection of the vane parameters, the vacuum center of which is close to the periphery 8 of the drum rotor and which rotates with the drum rotor 1 and whose position is not stable. The position of the vortex field is stabilized by means of a guide body 10 which extends over only a small circumferential area 8 of the blade grid and separates the suction side S from the pressure side P.
The guide body 10 is arranged so that between the periphery 8 of the blade grid 1 and the wall 11 of the guide body 10 arranged opposite this periphery, a channel is formed through which part of the pressure-side flow outside the blade grid can flow back into the same and thus a Part of the vortex core flow in the vortex core area V forms. According to the invention, the distance between the wall 11 and the periphery 8 of the blade grid is 0.5 to 3 times the blade dimension in the radial direction. The channel can, seen in the direction of rotation 5 of the blade grille, both converge and also be designed in parallel, as well as diver.
The main function of the channel is that part of the pressure-side flow is returned to the rotor due to the negative pressure that forms inside the blade grille, thereby forming a vortex core that separates the suction side from the pressure side. The suction and pressure sides are therefore not sealed by fixed guide walls, as is the case with known cross-flow fans, but by the throughput medium itself.
A guide wall 9 is arranged opposite the guide body 10, which together with the wall 12 of the guide body 10 forms an outlet channel on the pressure side. The formation of the outlet channel on the pressure side can be changed according to the type of use of the fan or the pump.
An entry area <I> S </I> and an exit area <I> P </I> are determined by the wall 9 and the guide body 10, which together extend over a central angle of approximately 330 in the illustrated embodiment. The entry area S extends in the radial planes by a central angle u of approximately 180; this central angle is therefore greater than the central angle ss over which the exit area extends.
The wall 11 of the guide body 10 extends only over a circumferential area of around 20 to 40, so that a small vortex core area V is obtained between the inflow and outflow of the flow tubes near the vortex core and the space available for the throughput flow is large . The wall 9 is at a distance from the periphery 8 of the blade grid 1 at every point. At the point 13, the distance between the wall 9 and the periphery 8 of the blade grid is smallest. According to the invention, this distance is 0.5 to 3 times the blade dimension in the radial direction. The distance increases steadily in the direction of flow.
A simple fan heater with a fan according to the invention is shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows this fan heater from the front, while FIG. 3 shows a section along the line 111-11I in FIG. The drum rotor 1 rotating in the direction of the arrow 5 sucks an air stream through the wall part 22 of the housing 23, which is provided with slots and openings. The wall part 29 of the housing is closed and corresponds to the guide wall a in FIG. 1.
Likewise, the guide body consisting of the wall parts 21 and 20 corresponds to the guide body 10 shown in FIG. 1. The wall parts 20, 21, 22 and 29 of the housing extend along the cylindrical rotor 1 and are firmly connected to the housing end walls 24 and 24a . The rotor 1, the blades 3 of which are attached to the end walls 6 and 6a, is rotatably mounted with stub axles in the end walls 24 and 24u of the housing.
The drum rotor is preferably driven directly by the motor 28 via a cardanic linkage (FIG. 6). As shown in Fig. 3, in the outlet diffuser of the fan, which is formed by the wall parts 21 and 29 and the end walls 24 and 24a, there is a heating element 25 which is movably arranged at the end of a bimetal spiral 26.
When the heating element is in the position shown by the dashed lines in the outlet channel, it covers the diffuser wall 21, whereby an outlet channel with parallel walls formed by the heating element 25 and the housing wall 29 is formed. In this position, the air is not heated and emerges from the outlet duct as a parallel jet with a long range. As a result of the arrangement of the housing walls according to the invention, if the blade parameters are correctly selected, as described in connection with FIG. 1, a vortex flow is formed in the interior of the blade grid which almost corresponds to that of a potential vortex flow.
If the heating element is now switched on and brought into the position shown, the eddy flow inside the blade grille 1 is disturbed, the fast flow tubes deflecting and slowing down and the air flow decreases. As a result, the high level of air warming required for heating is achieved, while at the same time the speed of the diverging jet that emerges from the heater decreases sharply with increasing distance from the heater. The bimetal spiral 26 ensures that the heating element 25 is sufficiently cooled by the air flow.
If the heating element becomes too hot, the bimetallic spiral turns the heating element in the clockwise direction, so that the flow rate increases again and the cooling of the heating element increases. This automatically regulates the heat transfer from the heating element to the air flowing through it.
The shifting of the heating element from the position shown with dashed lines to the heating position can take place on the one hand by pivoting the heating element itself from one position to the other at the same time as the power is switched on, but it can also be done by that, when the heating current is switched on, the bi-metal spiral automatically rotates the heating element through the action of the heat in the position shown in the counterclockwise direction.
If the power is switched off again, the heating element automatically returns to the position shown in dashed lines in the clockwise direction. The device shown in FIGS. 2 and 3 can also be equipped with an immovably arranged electrical heating register which is fixedly arranged on the end walls 24 and 24a of the housing.
4 also shows a fan for warm and cold air in cross section, in which the wall parts 42 and 49 extending parallel to the axis of rotation of the blade grille 1 are fixedly arranged between two end-face housing walls 44, only one of which can be seen is. The wall part 42 is, like the wall part 32 in FIG. 3, slotted or perforated. The air is sucked into the fan through this wall part 42.
On the inside of the wall part 42, which closes the housing 43 with the exception of the outlet channel 46 on the sides, a filter cloth or a filter layer 47 is arranged that cleans the air conveyed by the fan. Electrical heating coils 45 are arranged in the outlet channel, by means of which the air can be heated. The fan itself is designed according to the principles explained. In FIG. 5, an air conditioning system is shown in cross section, which is used to heat a room, where in a blade grille 1 according to the invention, the air is conveyed through an air outlet duct 51 into the room.
The air can be drawn in from a space closed off by a filter 52 and from an intake duct 53 which is connected to a fresh air supply, for example to the outdoors. The mixing of the room air with the fresh air that is sucked in through the channel 53 can be regulated as desired by means of a flap 54. In the outlet channel of the rotor heating pipes 55 are arranged, which are surrounded by ribs 56 extending parallel to the plane of the drawing. The air that flows into the space between the ribs 56 is guided by guide walls 57 which form outlet diffusers.
The guide walls, which stabilize and guide the flow and of which only the guide body 50 is shown, are designed according to the principles as described in connection with FIG. 1.
6 to 10 show three portable devices for generating a hot air jet. The device shown in FIGS. 6 and 7 in longitudinal section and in cross section along the indicated cutting lines is a hot air shower. The motor 63 for driving the drum rotor 1 is located in the handle 60 of this hot air shower and is located in a housing 61 which is firmly connected to the handle 60. The rotor is rotatably supported by an axle stub in the outer end wall 62 of the housing.
The other end of the rotor is articulated in a cardanic manner on a driver 64, which is located on the motor shaft, so that a different alignment of the axis of rotation of the rotor 1 and the drive shaft of the motor 64 cannot have any effect. As is shown in Fig. 7, the housing has on the suction side an interrupted wall part 68 through which the air flows in, whereas the wall parts 65 and 69, which delimit the outlet channel, are tight.
The design of the housing is again such that the circulation flow explained in connection with FIG. 1 can develop in the interior of the blade grille. The extended outlet channel of the housing is subdivided into individual nozzles 68, which directly adjoin the guide body 67 which stabilizes the position of the vortex field, so that the fast flow tubes MF directly radiate into these nozzles. The nozzles converge towards their front end, where a jet effect is achieved. In the outlet channel from the housing, a heating coil 66 is arranged in front of the point at which it divides into individual nozzles 68, over which the air jet conveyed by the fan is guided.
Another embodiment of a hot air shower is shown in FIG. A handle 80 carries the fan housing which surrounds the rotor 81 and which has an elongated outlet duct 82 in which the heating elements 84 are arranged. The housing 82 is preferably arranged to be pivotable with respect to the handle part 80. In front of the heating conductors 84, a rotatable plate 88 is arranged in the outlet channel 87, which plate can be pivoted about the axis 89: This plate 88 is used to increase the degree of turbulence of the exiting from the outlet channel 87 flow.
The housing 82 is in turn designed in such a way that a guide body 83 'stabilizing the position of the vortex field in the interior of the blade grid and a guide wall 86 arranged opposite this guide body results.
In FIGS. 9 and 10, a further form of a hot air shower according to the invention is shown in longitudinal and cross section along the sectional lines indicated by Roman numerals. The housing 91, which has a short, cylindrical shape which widens slightly at the location of the outlet duct 98, is attached to a long stretched handle 90 in which the drive motor 92 for the runner is located. The motor 92 and the rotor 1 are coaxial with the handle is arranged. The rotor consists of a circular disk 94 on which the stub axle, which is driven by the engine, is attached. The blades 93 are fixedly arranged on this circular disk.
The other end-side delimitation of the circulation space is provided by a tight wall 99 firmly connected to the housing, on whose side facing the rotor supports 95 are arranged which protrude into the circulation space in the manner shown. Heating coils 97 are attached to these carriers 95. The lateral housing wall parts are in turn designed in such a way that they form the guide body 100 stabilizing the vortex field and the guide wall 100a arranged opposite this guide body. The other side part 96 of the cylindrical housing part is perforated, so that the air can be sucked in through this part.