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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gebläse und im spezielleren auf einen zentrifugalen Gebläseventilator.
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In einer Ventilatormaschine kleiner Größe, wie z. B. ein rucksackartiger Leistungszerstäuber für eine Chemikalie in Puder- oder Flüssigkeitsform durch Luftfluss (Luftstrom), welcher von einem Gebläse ausgeströmt wird, oder eines rucksackartigen Gebläses zum Blasen gefallener Blätter oder Schmutz durch Luftstrom, welcher von einem Gebläse ausgeströmt wird, hat das Gebläse einen Ventilator, der in einem Ventilatorgehäuse angeordnet ist. Der Ventilator umfasst eine Basisplatte und eine Vielzahl von Schaufeln, die auf der Basis in einer radialen Struktur angeordnet sind, um eine Vielzahl von Luftkanäle zwischen den Paaren von nebeneinander liegenden Schaufeln entsprechend zu definieren. Bei Rotation des Ventilators wird die Luft von einer mittigen Nabe angesaugt und wird zu einer spiralförmigen Kammer, die durch das Ventilatorgehäuse definiert ist, durch die Luftkanäle abgegeben.
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Im allgemeinen erzeugt der Ventilator im Betrieb Lärm, welcher offensiv für das Ohr des Bedieners ist. Folglich ist es wünschenswert, solch einen Lärm zu minimieren.
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Aus
DE 44 03 224 A1 ist ein Radialgebläserad bekannt, das eine Gebläseradscheibe aufweist, auf der gekrümmt verlaufende, mit einer Krümmungsaußenseite und einer Krümmungsinnenseite ausgebildeten Schaufeln ausgebildet sind, wobei in der Gebläsescheibe Durchgangsöffnungen ausgebildet sind. Die Durchgangsöffnungen sind zugeordnet zu einer Schaufel auf deren Krümmungsaußenseite ausgebildet, um die Laufgeräusche zu minimieren.
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Im Hinblick auf den Stand der Technik ist es daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen zentrifugalen Gebläseventilator vorzusehen, welcher in der Lage ist, den Lärm in einem Bereich der Betriebsdrehzahl ohne die Herabsetzung der Gebläseleistung zu reduzieren.
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Um die Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist ein zentrifugaler Gebläseventilator mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgesehen.
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Dies macht es möglich, die Lärmverminderung ohne Abschwächung des Luftdruckes in dem Bereich stromaufwärts des Luftdurchzuges oder in dem Bereich des Luftzustromes, oder ohne die Herabsetzung der Gebläseleistungen, zu erreichen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, hat das durchgehende Loch, welches am weitesten stromabwärts des Luftdurchzuges angeordnet ist, einen Innendurchmesser größer als der Innendurchmesser des durchgehenden Loches, welches stromaufwärts von dem am weitesten stromabwarts liegenden durchgehenden Loch angeordnet ist. Dies macht es möglich, das Auftreten einer Resonanzschwingung zu unterdrücken, um die Lärmverminderung zu erleichtern.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Draufsicht des zentrifugalen Gebläseventilators entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Bodenansicht des zentrifugalen Gebläseventilators in 1.
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3 ist eine erweiterte Schnittdarstellung, die entlang der Linie III-III in 1 gemacht wurde.
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4 ist eine Grafik, die ein Vergleichsergebnis des Lärmpegels zeigt.
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5 ist eine Grafik, die ein Vergleichsergebnis der Ventilatoreffizienz zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun eine Ausführungsform des zentrifugalen Gebläseventilators entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der zentrifugale Gebläseventilator der vorliegenden Erfindung kann z. B. in einer Gebläsemaschine kleiner Grösse verwendet werden, wie z. B. einem rucksackartigen Stromapplikator oder einem rucksackartigen Gebläsereiniger.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist der zentrifugale Gebläseventilator 2 entsprechend dieser Ausführungsform eine Ausführung mit radialem Fluss, in welchem jede der Ventilatorschaufeln 4 sich kurvenförmig in eine Richtung entgegengesetzt der Rotationsrichtung (Rotationsrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil R in 1 dargestellt) des Ventilators 2 erstrecken, oder in einer Rotation im Uhrzeigersinn in der oberen Draufsicht. Der Ventilator 2 umfasst eine Basisplatte 6, und die Vielzahl von Ventilatorschaufeln 4 sind jede aufrecht auf der Basisplatte 6 ausgebildet. Die Basisplatte 6 und die Ventilatorschaufeln 4 sind ganzheitlich unter Verwendung von Kunstharz gepresst. Wie in den 2 und 3 gezeigt, hat der Ventilator eine Bodenoberfläche, die mit verstärkenden Rippen 13 ausgebildet ist, um die Verbiegung oder Deformation der Basisplatte 6 zu verhindern.
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Die Basisplatte 6 hat eine mittigen Nabe 8, um an einer Rotorwelle oder einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) befestigt zu sein. Wie in 3 gezeigt, ist die obere Oberfläche 6a der Basisplatte 6 als eine geneigte Oberfläche ausgebildet, die sich abwärts in radialer auswärtiger Richtung von der Nabe 8, die die grösste Höhe hat, erstreckt. In einem zentrifugalen Gebläseventilator zur Verwendung in einem rucksackartigen Stromapplikator oder einem rucksackartigen Gebläsereiniger, hat die Basisplatte typischerweise einen Durchmesser von ungefähr 150 bis 300 mm.
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Die Ventilatorschaufeln 4 sind an der oberen Oberfläche der Basisplatte 6 ausgebildet, um sich radial auswärts von der Peripherie der Nabe 8 in einem radialen Muster zu erstrecken. Das heißt, die Ventilatorschaufeln 4 sind indem radialen auswärtigen Bereich der Basisplatte 6 in Bezug auf die mittigen Nabe 8 angeordnet. Eine Vielzahl von Luftkanälen P sind entsprechend definiert, zwischen den Paaren von nebeneinander liegenden Ventilatorschaufeln 4, um es der Luft zu erlauben, radial auswärts von der Nabe 8 zu fließen. Jeder der Luftkanäle P hat eine sektorähnliche Form, welche sich in Richtung des Abschnittes stromabwärts der Durchzüge ausdehnt.
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Wie in 1 gezeigt, hat ein Abschnitt 6a der Basisplatte 6, der als die Bodenwand 12 von jedem der sektorförmigen Luftkanäle P dient, eine Vielzahl von durchgehenden Löchern 10, wobei jede die Bodenwand 12 in axialer Richtung der Rotorwelle durchdringt. Entsprechend einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung, sind die Vielzahl von durchgehenden Löchern 10 nur in dem Bereich von ungefähr der halben Länge des Bereiches stromabwärts der Bodenwand 12 (stromabwärts angeordnet wie der Luftstrom durch die Luftkanäle P fließt) ausgebildet. In anderen Worten, sind die Vielzahl der durchgehenden Löcher 10 vorzugsweise nur in einem Bereich von ungefähr einem Drittel des Radius (1/2·D) der Basisplatte 6 ausgebildet, welche stromabwärts des Luftstroms, der durch die Luftzüge P fließt, angeordnet ist. Vorzugsweise ist jedes der durchgehenden Löcher 10 ausgebildet, um einen Innendurchmesser in dem Bereich von ungefähr 4 bis 6 mm zu haben.
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Jedes der durchgehenden Löcher 10 hat im Querschnitt eine kreisförmige Form. Die durchgehenden Löcher 10 in der Bodenwand 12 sind in dem Bereich stromabwärts des Luftstromes mit einer größeren Anzahl pro Bereich ausgebildet als die durchgehenden Löcher, die in der Bodenwand 12 stromaufwärts des Luftstroms angeordnet sind. Vorzugsweise hat das durchgehende Loch 10a, welches am weitesten stromabwärts des Luftdurchzugs P angeordnet ist, einen Innendurchmesser da größer als der Innendurchmesser db des durchgehenden Loches 10b, welches stromaufwärts von dem am weitesten stromabwärts liegenden durchgehenden Loch 10a angeordnet ist.
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Beispiel
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Ein Kunststoffventilator mit der unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Struktur entsprechend den folgenden spezifischen Dimensionen wurde vorbereitet, und einem experimentellen Versuch entsprechend den Japanischen Industriestandards (JIS) unterzogen.
- (1) JIS B 8330 ”Prüfungsverfahren und Prüfungsablauf für Gebläse”
Prüfungsvorrichtung Gebläse unter Verwendung einer Düsenplatte
(HIS 5.1 Prüfungsvorrichtung 1a)
Drehzahl 5000 bis 7000 U/min
Raumtemperatur während der Messung 12°C
- (2) JIS B 8346 ”Gebläse- und Kompressormessverfahren des Lärmpegels”
Ventilatorbeispiel (entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung)
Aufbau des Ventilators | Durchmesser (D) des Ventilators | 240 mm |
| Dicke (T) der Basisplatte | 3 mm |
| Anzahl der Ventilatorschaufeln | 20 |
| Dicke (t) der Ventilatorschaufeln | 3 mm |
| Länge (L) der Ventilatorschaufeln | 80 mm |
| durchgehendes Loch | |
| | Anzahl (in entsprechenden Linien, die in Richtung der Richtung stromaufwärts angeordnet sind) |
| | 3,2,2,1 (insgesamt 8) |
| Querschnitts form | kreisförmige Form |
| Innendurchmesser | da (in der weitesten Stromabwärtslinie) | 6 mm |
| | db (in den verbleibenden drei Stromaufwärtslinien) | 5 mm |
Aufbau des Ventilators Vergleichsbeispiel 1 | Durchmesser (D) des Ventilators | 240 mm |
| Dicke (T) der Basisplatte | 3 mm |
| Dicke (t) der Ventilatorschaufeln | 3 mm |
| Länge (L) der Ventilatorschaufeln | 60 mm |
| Anzahl der Ventilatorschaufeln | 20 |
| Loch im Boden | |
| | Anzahl (in entsprechenden Linien, die in Richtung der Richtung stromaufwärts angeordnet sind) |
| | 3,2,2,1 (insgesamt 8) |
| Querschnitts form | kreisförmige Form |
| Innendurchmesser | da (in der weitesten Stromabwärtslinie) | 6 mm |
| | db (in den verbleibenden drei Stromaufwärtslinien) | 5 mm |
| Tiefe 3 mm | | |
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Dieses Loch wurde angefertigt, um die Befestigung eines Klebebandes auf der Bodenoberfläche des Ventilators in dem erfinderischen Beispiel, um die Böden der durchgehenden Löcher zu schließen. Aufbau des Ventilators (herkömmlicher Ventilator ohne Loch) Vergleichsbeispiel 2
| Durchmesser (D) des Ventilators | 240 mm |
| Dicke (T) der Basisplatte | 3 mm |
| Dicke (t) der Ventilatorschaufeln | 3 mm |
| Länge (L) der Ventilatorschaufeln | 80 mm |
| Anzahl der Ventilatorschaufeln | 20 |
| Loch | keines |
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Die Prüfungsergebnisse des Ventilatorbeispiels und der vergleichbaren Beispiele 1 und 2 sind in den 4 und 5 gezeigt.
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4 zeigt das Vergleichsergebnis des Lärmpegels. Wie in 4 gesehen, über den gesamten Bedienungsdrehungs-Geschwindigkeitsbereich von 5000 bis 7000 U/min, hat das Ventilatorbeispiel einen niedrigeren Lärmpegel als diese, der Vergleichsbeispiele 1 und 2. Im Speziellen ist ein größer Unterschied in dem Bereich von 6.000 bis 7.000 U/min gezeigt.
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5 zeigt das Vergleichsergebnis der Ventilatoreffizienz, die durch die folgende Formel berechnet wird: Ventilatoreffizienz = (Ventilatorgesamtdruck·Luftmenge·1,2)/Wellen-Ausgangsleistung.
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Die Messwerte der Ventilatorleistung wie in 5 gezeigt, können über dem gesamten Bedienungsrotationsgeschwindigkeitsbereich von 5.000 bis 7.000 U/min erhalten werden. Verglichen mit den Vergleichsbeispielen 1 und 2, wurde keine Verminderung in der Ventilatoreffizienz in dem Ventilatorbeispiel beobachtet.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform begrenzt, sondern es können verschiedene Modifikationen ohne Abweichung von dem Sinn und Zweck der vorliegenden Erfindung, gemacht werden, bekannt gemacht in den anhängenden Ansprüchen. Es ist verständlich dass solche Modifikationen auch innerhalb dem Zweck der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind.
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Zum Beispiel, während die durchgehenden Löcher 10 vorzugsweise nur in dem Bereich von ungefähr der halben Länge der Bodenwand 12 der Basisplatte 6 ausgebildet sind, die stromabwärts des Luftstroms angeordnet ist, der durch die Luftkanäle P fließt, sind sie nicht notwendigerweise über den gesamten obigen Bereich ausgebildet, sondern nur in dem Ende stromabwärts des Luftdurchzuges P.
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Weiterhin, um eine gesteigerte Ventilatoreffizienz zu liefern, kann eine krapfenförmige Seitenplatte auf dem Ventilator 4 vorgesehen sein. In diesem Fall können die durchgehenden Löcher in der Basisplatte 6 ausgebildet sein, um den gesamten Lärmreduzierungseffekt zu erhalten.
