-
Die Erfindung betrifft eine Lüftervorrichtung, insbesondere für eine Dunstabzugshaube,
mit einem an einem Trägerteil befestigten Motor zum Antreiben eines Lüfterrades, wobei
das Trägerteil in einem Anströmbereich des Lüfterrades ein Gitter aufweist, das von
mehreren Stegen gebildet ist.
-
Aus der DE 42 27 901 A1 ist eine Lüfteranordnung, insbesondere für die Kühlung von
Kraftfahrzeugmotoren, bekannt. Die Lüfteranordnung umfasst einen Kühllüfter mit
Radiallaufrädern, der mit einem axial gerichteten Einlaufstutzen und einer vorderseitigen
Deckscheibe des Laufrades versehen ist. Im Einlaufbereich und innerhalb der
Eintrittsöffnung des Radiallaufrades ist ein Leitring mit einem Umlenkwinkel von etwa 90°
angeordnet, dessen vordere Eintrittsebene etwa mit der Ebene der Deckscheibe des
Laufrades abschließt oder vor dieser liegt. Die rückwärtige Ebene des Leitringes ist im
vorderen Bereich der axialen Erstreckung des Schaufelkranzes angeordnet, wodurch sich
eine deutlich geringere axiale Bautiefe ohne eine wesentliche Beeinträchtigung der
Laufeigenschaften des Kühllüfters ergibt.
-
In der DE 197 53 373 A1 ist ein Axiallüfter-Gehäuse beschrieben, welches insbesondere
für Kühlungszwecke bei EMV-abgeschirmten Geräten, bestehend aus einem eine
Luftdurchlaßöffnung aufweisenden Aufnahmeteil für einen Axiallüfter und einem die
Luftdurchlaßöffnung überdeckenden, metallischen Abschirmgitter besteht. Das
Abschirmgitter ist nach Art eines Luft-Leitrades mit schaufelartigen, sich über eine
bestimmte Luftführungslänge erstreckenden, im wesentlichen etwa radial angeordneten
Leitstegen ausgebildet. Die Leitstege sind in mindestens zwei konzentrischen Kreisreihen
verteilt angeordnet, wobei die Anzahl der Leitstege in der äußeren Kreisreihe größer ist
als in der benachbarten inneren Kreisreihe. Des weiteren ist es vorgesehen, dass ein
Umfangswinkelabstand der Leitstege an der jeweils inneren Anbindung ausgehend von
der innersten Kreisreihe bis hin zur äußersten Kreisreihe abnimmt. Zusätzlich soll ein
Neigungswinkel, d. h. eine Winkelneigung der Leitstege zur Radialen, sowie ein
Leitwinkel, d. h. eine Winkelneigung zur Axialen von der innersten Kreisreihe bis hin zur
äußersten Kreisreihe abnehmen.
-
Aus der Schrägstellung jedes Leitsteges ergibt sich, dass jeder Leitsteg eine der
Einströmseite zugekehrte Oberseite und eine der Ausströmseite zugekehrte Unterseite
aufweist. Für eine gute Luftführung entlang der Leitstege ist es vorgesehen, die
Oberseiten jeweils von der Einströmseite zur Ausströmseite hin konvex insbesondere
kreisbogenförmig mit einem Krümmungsradius R gekrümmt auszubilden. Dieser
Krümmungsradius ist jeweils derart gewählt, dass eine im Bereich der Einströmseite
angelegte Tangente im wesentlichen dem jeweiligen Leitwinkel entspricht, während eine
an der gegenüberliegenden Ausströmseite an die Oberseite angelegte Tangente im
wesentlichen der Axialrichtung entspricht. Die Unterseite jedes Leitsteges soll bevorzugt
im wesentlichen eben ausgebildet sein, wobei es jedoch auch vorgesehen sein kann,
dass die Unterseite ebenfalls mit einer konkaven oder konvexen Krümmung versehen ist.
-
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass ein Einströmbereich und ein Ausströmbereich gekoppelt
sind, was zu nicht beherrschbaren Strömungszuständen führt, die in bestimmten
Betriebszuständen zu hohen Strömungswiderständen sowie zu einer hohen
Geräuschentwicklung führen.
-
In der US 5,951,245 ist eine Anordnung eines Zentrifugalgebläses offenbart, bei der die
Gebläseanordnung einen von einem Elektromotor angetriebenen Zentrifugalventilator und
eine stationäre Einrichtung zum gezielten Verwirbeln einer bestimmten
Luftvolumenmenge aufweist, wenn die Luft in die Zentrifugalgebläseanordnung eintritt.
Die Einrichtung ist axial in Bezug auf die Rotationsachse der Ventilationseinrichtung
angeordnet und ist derart befestigt, dass sie in Bezug auf den Ventilator keine Bewegung
ausführt. Die Ventilatoreinheit und die stationäre Einrichtung ist von einem Gehäuse
umgeben, wobei die stationäre Einrichtung einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein
kann.
-
Die Zentrifugalgebläseanordnung weist jedoch den Nachteil auf, dass die stationäre
Einrichtung konstruktiv sehr aufwendig ausgestaltet ist und aufgrund der durch die
stationäre Einrichtung bewirkten Verwirbelung der Luft nur ein geringer Wirkungsgrad des
Zentrifugalventilators erreicht wird.
-
Aus der US 867,596 ist eine Ventilator- und Diffusorvorrichtung bekannt, welche eine
erste Reihe konisch ausgebildeter Schaufeln bzw. Leitbleche aufweist, die konzentrisch
und beabstandet voneinander angeordnet sind. Des weiteren ist eine zweite Serie von
Schaufeln bzw. Leitflächen vorgesehen, die zylindrisch ausgebildet sind. Die beiden
Reihen der Leitbleche sind jeweils fest miteinander verbunden, wobei deren axialer
Abstand zueinander über eine Schraubspindel veränderbar ist.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lüftervorrichtung insbesondere für
Dunstabzugshauben zu schaffen, welche im Betrieb eine geringe Geräuschentwicklung
aufweist, eine hohe Luftfördermenge bei geringer Leistungsaufnahme erreicht und nur
einen geringen Bauraum benötigt.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Lüftervorrichtung gemäß den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst.
-
Dadurch, dass die Wände der Öffnungen im Trägerteil in Strömungsrichtung derart
gekrümmt sind, dass die Luft über die Öffnungen stoßfrei einströmen und/oder zum
Lüfterrad stoßfrei überströmen kann oder dass die Luft vom Lüfterrad stoßfrei zu den
Öffnungen überströmen und/oder aus den Öffnungen ausströmen kann, wird die
angesaugte oder ausgeblasene Luft sanfter umgelenkt und der Strömungswiderstand der
Öffnungen im Trägerteil wesentlich verringert. Durch die Verringerung des
Strömungswiderstandes der erfindungsgemäßen Lüftervorrichtung wird im Betrieb
insbesondere einer Dunstabzugshaube ein geringeres Betriebsgeräusch erzeugt und der
Luftdurchsatz einer mit der erfindungsgemäßen Lüftervorrichtung versehenen
Dunstabzugshaube wird in vorteilhafter Weise erhöht.
-
Darüber hinaus ist von Vorteil, dass das Lüfterrad am Trägerteil gelagert ist, welches in
einem Anströmbereich des Lüfterrades die Öffnungen aufweist. Durch diese konstruktive
Maßnahme wird die Bauteilanzahl der Lüftervorrichtung reduziert und eine kompakte, eine
nur einen geringen Bauraum aufweisende Baueinheit gebildet. Dies ist insbesondere
dann von Vorteil, wenn eine Dunstabzugshaube relativ flach ausgeführt werden soll.
-
Dadurch, dass die Öffnungen durch ein Gitter gebildet werden, das durch die Wände
aufweisende dünnwandige Stege ausgebildet wird, wobei die Stege im Querschnitt derart
gekrümmt sind, dass einströmende Luft dem Lüfterrad räumlich vorgerichtet und stoßfrei
zugeführt wird oder dass vom Lüfterrad abströmende Luft den Öffnungen räumlich
vorgerichtet und stoßfrei zugeführt wird, kann der Strömungswiderstand der
Lüftervorrichtung verringert werden.
-
Weiterhin sind die gekrümmt ausgebildeten Stege mechanisch sehr steif, so dass die
Stege sehr dünnwandig ausbildet werden können. Wodurch einerseits der
Strömungswiderstand herabsetzt werden kann und andererseits die durch das Lüfterrad
eingeleiteten Kräfte besser übertragen werden können.
-
Darüber hinaus ist von Vorteil, dass ein Motor, bevorzugt ein Elektromotor, am Trägerteil
angeordnet ist und dass das Lüfterrad auf einer Abtriebswelle des Motors befestigt ist
Durch diese konstruktive Maßnahme wird die Bauteilanzahl der Lüftervorrichtung weiter
reduziert und eine kompakte, eine nur einen geringen Bauraum aufweisende Baueinheit
gebildet. Weiterhin ist es möglich durch die gekrümmte und damit steife Ausbildung der
Stege auch die durch den Motor eingeleiteten Kräfte aufzunehmen, wobei die Stege
dünnwandig und damit strömungsgünstig ausgebildet werden können.
-
Eine besonders effektive Geräuschminimierung sowie eine Erhöhung der Lüfterleistung
wird dadurch erreicht, dass die Krümmung der Stege in Querschnittsrichtung bzw. die
Krümmung der Wände der Öffnungen derart vorgesehen ist, dass im wesentlichen in
axialer Richtung auf das Lüfterrad zu angesaugte Luft in Drehrichtung des Lüfterrades
umgelenkt wird, so dass diese von den Schaufeln des Lüfterrades auf einfache Art und
Weise zu einem Ausströmbereich des Lüfterrades bei minimalen Strömungswiderständen
geführt wird.
-
Um die von dem Lüfterrad angesaugte Luft räumlich bzw. dreidimensional vorgerichtet
dem Lüfterrad zuzuführen, sind die Wände der Öffnungen bzw. die Stege des Gitters in
Querschnittsrichtung konvex oder konkav gebildet, so dass zunächst senkrecht auf das
Lüfterrad zuströmende Luft mit zunehmendem Strömungsweg in dem Gitter langsam und
stetig in eine wenigstens annähernd radiale Richtung des Lüfterrades, und zwar in
Drehrichtung des Lüfterrades umgelenkt wird.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Lüftervorrichtung ist es vorgesehen,
die Wände der Öffnungen bzw. die Stege in Querschnittsrichtung parabelförmig
auszugestalten, so dass in das Gitter einströmende Luft zunächst nur leicht umgelenkt
wird und mit zunehmendem Strömungsweg in dem Gitter verstärkt in Drehrichtung des
Lüfterrades umgelenkt wird. Damit wird in vorteilhafter Weise eine sehr harmonische, mit
geringeren Strömungsenergieverlusten behaftete Umlenkung erreicht, welche zusätzlich
eine Geräuschentwicklung reduziert und den Leistungsbedarf der Lüftervorrichtung bei
gleicher Luftfördermenge reduziert.
-
Eine weitere konstruktive Maßnahme zur harmonischen und geräuscharmen
Strömungsführung von durch das Lüfterrad angesaugter Luft stellt eine weitere
vorteilhafte Ausführungsform der Lüftervorrichtung dar, bei der ein Abschnitt der Wände
der Öffnungen bzw. ein Teil der Stege des Gitters wenigstens annähernd als ein
Hyperboloid ausgebildet sind. Damit bilden diese Stege bzw. Kreisstege sogenannte
partielle bzw. radiale Einströmdüsen für die angesaugte Luft aus, wobei die Kreisstege
über ihren gesamten Umfang eine gleichbleibende Strömungsführung gewährleisten.
-
Eine weitere Verbesserung der Strömungsführung der von dem Lüfterrad angesaugten
Luft ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Lüftervorrichtung gegeben, bei
der das Gitter durch zusätzliche Radialstege versehen ist, die ebenfalls in
Querschnittsrichtung derart gekrümmt ausgeführt sind, dass die angesaugte Luft in
Drehrichtung des Lüfterrades bei Durchströmen des Gitters umgelenkt wird und dem
Lüfterrad in Verbindung mit den Kreisstegen dreidimensional optimal vorgerichtet
zugeführt sind.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Lüftervorrichtung kann es vorgesehen
sein, dass das Lüfterrad von einem Luftleitkörper umgeben ist, an welchem das Trägerteil
in Einbaulage befestigt ist. Der Luftleitkörper ist in einem Abströmbereich des Lüfterrades
mit einer separaten Ausströmöffnung je nach Strömungsrichtung Einströmöffnung
versehen, über welche die Luft des Lüfterrades gezielt führbar ist. Damit wird in
vorteilhafter Weise erreicht, dass der Anströmbereich des Lüfterrades bzw. der
Lüftervorrichtung durch die von dem Lüfterrad abgeführte Luft an den Abströmbereich des
Lüfterrades nicht beeinträchtigt wird, wodurch insbesondere Turbulenzen, Verwirbelungen
der angesaugten Luft auf einfache Art und Weise vermieden werden und ein
Leistungsbedarf der Lüftervorrichtung reduziert wird.
-
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem
anhand der Zeichnung näher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
-
Fig. 1 eine Lüftervorrichtung insbesondere für eine Dunstabzugshaube in einem stark
schematisierten Querschnitt;
-
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Trägerteil der Lüftervorrichtung gemäß Fig. 1; und
-
Fig. 3 eine Detailansicht eines Radialsteges im Querschnitt entlang der Linie III-III aus
Fig. 2.
-
In der Fig. 1 ist eine bevorzugte, in einer nicht näher dargestellten Dunstabzugshaube
verwendbare Lüftervorrichtung 1 in einem schematisierten Längsschnitt dargestellt,
welche einen an einem Trägerteil 2 befestigten Motor 3, bevorzugt einen Elektromotor
zum Antreiben eines Lüfterrades 4 aufweist. Das Trägerteil 2 weist in einem
Anströmbereich des Lüfterrades 4 ein Gitter 5 auf, das von mehreren Stegen 6 gebildet
ist. Durch das Gitter 5 werden eine Vielzahl von Öffnungen 17 definiert, die Wände 18 zur
Leitung der Luft aufweisen. Die Wände 18 bzw. die Stege 6 sind in Querschnittsrichtung
derart gekrümmt, dass über die Öffnungen 17 des Gitters 5 einströmende Luft dem
Lüfterrad 4 dreidimensional und stoßfrei vorgerichtet zugeführt wird.
-
Der Motor 3 ist mit einem Gehäuse 7 versehen, welches über eine
Befestigungseinrichtung 8, die vorliegend als zwei Verschraubungen ausgeführt sind, an
dem Trägerteil 2 befestigt ist. Im Bereich der Befestigungseinrichtung 8 sind zwei
elektrische Kontaktmodule 14 zum Anschließen des Motors 3 an einer Stromquelle
vorgesehen. Auf der dem Gitter 5 abgewandten Seite ragt aus dem Gehäuse 7 des
Motors 3 eine Antriebswelle 9, welche fest mit dem Lüfterrad 4 verbunden ist und über die
der Drehantrieb des Lüfterrades 4 durch den Motor 3 erfolgt. Beim Lüfterrad 4 handelt es
sich um ein Radiallüfterrad, bei dem eine Vielzahl von sich parallel zur Antriebswelle 9
erstreckende Schaufeln 12 auf einem Kreis angeordnet sind.
-
Das Trägerteil 2 weist im Bereich des Gitters 5 einen kreisförmigen, ebenen mittleren Teil
10 und einen wenigstens annähernd kegelstumpfartigen äußeren Bereich 11 auf, der sich
an den mittleren Teil 10 anschließt. Durch den kegelstumpfartigen äußeren Bereich 11des Trägerteiles 2 wird zusätzlich der Strömungswiderstand bzw. ein Druckabfall beim
Ansaugen von Luft durch das Lüfterrad 4 im äußeren Bereich 11 des Trägerteiles 2
minimiert, da die im äußeren Bereich 11 des Trägerteiles 2 angesaugte Luft direkt in
Richtung des Lüfterrades 4 strömt und von den gekrümmten Stegen 6 in radialer Richtung
auf das Lüfterrad 4 bzw. dessen Schaufeln 12 zugeführt wird.
-
Die Stege 6 des Gitters 5 sind in Querschnittsrichtung konvex bzw. konkav ausgebildet,
so dass angesaugte Luft an den Stegen 6 von einer im mittleren Teil 10 im wesentlichen
senkrechten und im äußeren Bereich 11 vornehmlich radialen Anströmung auf das Gitter
5 zu in eine radiale Strömungsrichtung zu dem Lüfterrad 4 umgelenkt wird (siehe Pfeile
19). Durch die Befestigung bzw. Anordnung des Motors 3 im Anströmbereich des
Lüfterrades 4 und in das Lüfterrad 4 eingetaucht, wird der für die Umlenkung der
angesaugten Luft benötigte axiale Bauraum optimal genutzt, so dass die Lüftervorrichtung
1 in axialer Richtung kompakt baut. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist die
Integration von Luftleitfunktionen in das Trägerteil 2.
-
In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Trägerteil 2 der Lüftervorrichtung 1 dargestellt. Das
Gitter 5 ist zusätzlich zu den als Kreisstegen ausgebildeten Stegen 6 durch sogenannte
Radialstege 13 netzartig ausgeführt. Der mittlere Bereich 10 des Trägerteil, an dem der
Motor befestigt ist, hat Lüftungsschlitze 16 zur Kühlung des Motors. Der äußerste Bereich
15 des Gitters 5 ist trichterförmig gekrümmt, so dass in Zusammenwirken mit den
Kreisstegen 6 und den Radialstege 13 die Luft strömungsgünstig zum Lüfterrad geführt
wird, wie dies durch die Pfeile 19 in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.
-
Die Radialstege 13 des Trägerteiles 2 sind ebenfalls, wie in Fig. 3 dargestellt, in
Querschnittsrichtung derart gekrümmt ausgebildet, dass von dem Lüfterrad 4 angesaugte
Luft in Drehrichtung des Lüfterrades 4 umgelenkt und dem Lüfterrad 4 zur Reduzierung
eines Strömungswiderstandes zugeführt wird. Damit wird angesaugte Luft von den
Kreisstegen 6, dem äußersten Bereich 15 und den Radialstegen 13 dreidimensional
vorgerichtet in Drehrichtung des Lüfterrades 4 umgelenkt (Pfeil 19), womit ein
Strömungswiderstand auf einfache Art und Weise minimiert wird.
-
Durch die gekrümmte Ausführung der Kreisstege 6, des äußersten Bereichs 15 und der
Radialstege 13 des Trägerteiles 2 wird darüber hinaus eine erhöhte Steifigkeit des
Trägerteiles 2 insgesamt erreicht, wodurch eine Verringerung der Wandstärke des
Trägerteiles 2 vorgesehen werden kann, die wiederum zu einer kostensenkenden
Materialersparnis sowie zu einer Verringerung des Gewichtes des Trägerteiles 2 und zu
einer Verringerung des Strömungswiderstands des Trägerteils 2 führt.
-
Alternativ zur vorstehend dargestellten Ausführung kann die Krümmung der Stege 6, 13
bzw. der Wände 18 der Stege 6, 13 für eine zu den Pfeilen 19 entgegengesetzte
Strömungsrichtung ausgelegt werden, wobei die gleichen Vorteile wie vorstehend
dargestellt, erzielt werden können.
-
Anstatt den Motor 3 am Trägerteil 2 zu befestigen und das Lüfterrad 4 an der
Antriebswelle 9 des Motors 3 zu befestigen, kann auch nur die Welle des Lüfterrads 4 im
Trägerteil 2 gelagert werden, wobei das Lüfterrad 4 dann beispielsweise über einen
externen Motor und über einen Riementrieb antreibbar ist.