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Die
Erfindung betrifft ein Gebläse, insbesondere für
die Frisch- und/oder Umluftansaugung einer Fahrzeugklimaanlage,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei
herkömmlichen Gebläsen mit einer Ansaugung von
Frisch- und/oder Umluft wird die Luft oft in radialer Richtung,
d. h. senkrecht zur Drehachse des Gebläsemotors, angesaugt.
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Die
DE 1 428 085 A1 offenbart
ein Trommelläufer-Gebläse mit einem Gehäuse,
welches im Wesentlichen einseitig offen ist und von dort her Luft
ansaugt. Das Laufrad läuft bereichsweise frei, d. h. ohne
eine Abdeckung. Hierbei ist eine äußere Leitfläche
vorgesehen, welche etwa die Hälfte des Laufradumfangs umfasst.
Die Luftansaugung erfolgt über den offenen Bereich des
Gebläses sowohl in radialer als auch axialer Richtung.
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Ferner
ist aus der
DE 198
47 158 A1 eine Gebläseanordnung für die
Frisch- und/oder Umluftansaugung einer Fahrzeugklimaanlage bekannt, wobei
diese Gebläseanordnung jeweils getrennte Laufräder
für Frisch- und Umluft sowohl auf der Fahrer- als auch
auf der Beifahrerseite aufweist.
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Ein
derartiges Gebläse lässt noch Wünsche offen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Gebläse zur
Verfügung zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch ein Gebläse mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Die
Erfindung betrifft ein Gebläse, insbesondere für
die Frisch- und/oder Umluftansaugung für eine Fahrzeugklimaanlage,
mit einem Gebläsegehäuse, einem Laufrad mit einer
Drehachse und einem das Laufrad antreibenden Gebläsemotor,
wobei das Gebläsegehäuse mindestens eine Ansaugöffnung
für einen Ansaugkanal und eine Austrittsöffnung
für einen Austrittskanal aufweist. Hierbei ist die Flächennormale
auf die Ansaugöffnung des Ansaugkanals windschief bezüglich
der Drehachse des Laufrades und die Ansaugöffnung in einer
in Richtung der Drehachse des Laufrads versetzten Ebene zur Austrittsöffnung
angeordnet. Das seitliche Anströmen der Luft bewirkt einen
Vordrall und verbessert so die Zuströmung zum Laufrad bzw.
zur Laufradbeschaufelung. Geschwindigkeitsspitzen beim Umströmen
des Zargenrandes durch starke Umlenkung können vermieden
werden, wodurch sich eine Geräuschreduzierung ergibt.
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Bevorzugt
ist die Flächennormale auf die Ansaugöffnung parallel
zu einer Ebene angeordnet, in welcher die Drehachse des Laufrads
liegt, wobei die Mittellängsachse des Ansaugkanals insbesondere etwa
tangential zur vorzugsweise kreisrunden Eintrittsöffnung
zum Laufrad angeordnet ist. Durch ein tangentiales Anströmen
bildet sich ein Wirbel aus, welcher sich durch die Eintrittsöffnung
in Richtung Laufrad erstreckt, wodurch sich eine verbesserte Anströmung
zum Laufrad ergibt und Strömungsgeräusche verringert
werden können.
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Eine
Ebene, in welcher eine Ansaugöffnung liegt, schließt
bevorzugt die Drehachse des Laufrades mit ein. Alternativ oder im
Falle mehrerer Ansaugöffnungen, ist eine solche Ebene,
in der eine Ansaugöffnung liegt bevorzugt auch parallel
versetzt zur Drehachse des Laufrades ausgebildet.
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Insbesondere
bevorzugt weist der Ansaugkanal in einer Ebene, die sich senkrecht
zur Drehachse des Laufrades erstreckt, eine Breite auf, welche maximal
der Breite der Eintrittsöffnung oder für den Fall
einer kreisrunden Öffnung dem Durchmesser der Eintrittsöffnung
zum Laufrad entspricht.
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Der
Gebläsemotor ist bevorzugt auf der entgegengesetzten Seite
des Laufrads in Bezug auf den oder die Ansaugkanäle angeordnet.
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Besonders
bevorzugt sind zwei Ansaugkanäle, insbesondere ein Frischluft-
und ein Umluftkanal, vorgesehen, so dass eine Ansaugung aus zwei Richtungen
realisiert werden kann.
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Die
Flächennormalen der Ansaugöffnungen sind vorteilhafterweise
in einem Winkel von 0° bis 90° zueinander angeordnet.
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Bevorzugt
sind die Ansaugöffnungen auf einander gegenüberliegenden
Seiten der Drehachse des Laufrades angeordnet und verlaufen insbesondere
in einer Ebene.
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Zweckmäßigerweise
sind die Ansaugkanäle in einem Zuströmgehäuse
ausgebildet, wobei das Zuströmgehäuse bevorzugt
in axialer Richtung der Drehachse des Laufrads an das Gebläsegehäuse anschließt.
Insbesondere sind das Zuströmgehäuse und das Gebläsegehäuse
als separate Bauteile ausgebildet sind, wobei das Zuströmgehäuse
einen Aufsatz oder Vorbau zum Gebläsegehäuse darstellt.
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Die
Ansaugkanäle sind bevorzugt gleichmäßig über
den Umfang einer Eintrittsöffnung zum Laufrad angeordnet.
Im Falle von zwei Ansaugkanälen liegen dieselben einander
diagonal gegenüber, wobei die Mittellängsachsen
der beiden Ansaugkanäle gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform parallel und beabstandet zueinander angeordnet
sind. Hierbei ist auch eine parallele Anordnung der Ansaugkanäle
zueinander möglich.
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Ein
derartiges Gebläse wird vorzugsweise in einer Fahrzeug-Klimaanlage
verwendet, jedoch kann das Gebläse auch beispielsweise
für ein reines Heizungs- oder Belüftungssystem
eines Fahrzeugs verwendet werden. Ebenso kann das Gebläse
auch in der chemischen Industrie zur Förderung von Gasen oder
in der Raumlufttechnik verwendet werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf ein Gebläse gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel,
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2 einen
Schnitt entlang Linie A-A von 1, und
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3 eine
schematische Ansicht des Gebläses entsprechend
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2 samt
angedeuteter Frisch- und Umluftansaugung und nachfolgend angeordneter
Klimaanlage.
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4 eine
Draufsicht auf ein Gebläse gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel,
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5 einen
Schnitt entlang Linie A-A von 4, und
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Ein
Gebläse 1 einer Fahrzeugklimaanlage 2 weist
ein in einem Gebläsegehäuse 3 angeordnetes Laufrad 4 sowie
einen Gebläsemotor 5 auf. Das Gebläse 1 saugt über
Klappen (nicht dargestellt) geregelt Luft aus der Umgebung (Frischluft) über
einen Frischluftkanal 6a und Luft aus dem Fahrzeuginnenraum
(Umluft) über einen Umluftkanal 6b an. Auf die beiden
Luftkanäle wird im Folgenden auch als Ansaugluftkanäle
Bezug genommen.
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Die
Ansaugluftkanäle 6a, 6b sind in einem Zuströmgehäuse 22 ausgebildet,
das als Aufsatz mit dem Gebläsegehäuse 3 verbunden
ist. In der Trennebene zwischen dem Zuströmgehäuse 22 und
Gebläsegehäuse 3 befindet sich die eigentliche
Eintrittsöffnung 23 des Gebläses.
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Die über
die beiden Luftkanäle 6a, 6b angesaugte
Luft gelangt nach Durchströmen des Gebläses 1 über
einen Austrittsluftkanal 7 direkt in den folgenden Bereich
des Klimaanlagengehäuses 8, in welchem ein Filter 9,
ein Verdampfer 10 und ein Heizkörper 11 angeordnet
sind. Die Regelung der Temperatur erfolgt auf herkömmliche
Weise mittels Temperaturmischklappen 12, welche den kalten,
vom Verdampfer 10 kommenden Luftstrom auf den Heizkörper 11 und
Bypässe 13 verteilen. Die dadurch unterschiedliche
temperierten Teilluftströme werden im nachfolgend angeordneten
Mischraum 14 vermischt und über klappengeregelte
Auslassöffnungen und Luftkanäle 15 den
verschiedenen Bereichen des Fahrzeuginnenraums zugeführt.
Die Ausgestaltung der Klimaanlage 2 kann abweichend vom
Ausführungsbeispiel auf beliebige herkömmliche
Weise vorgesehen sein.
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Für
die Beschreibung des Gebläses 1 wird im Folgenden
auf die 1 und 2 Bezug
genommen, wobei zur besseren Ersichtlichkeit in der Zeichnung die
Figuren durch gestrichelt dargestellte Schwerelinien miteinander
verbunden sind. Die Strömungsverläufe der Luft
sind an den Ein- und Aus triften von 2 und am
Eintritt des Frischluftkanals 6a von 1 durch
Pfeile verdeutlicht.
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Wie
aus 1 ersichtlich, weist das Gebläsegehäuse
drei Stufen auf, wobei in der obersten Stufe, dem Zuströmgehäuse 22,
der Frisch- und der Umluftkanal 6a, 6b einmünden
und die Luftströmung etwas umgelenkt wird. In der zweiten,
mittleren Stufe ist das eigentliche Spiralgehäuse des Gebläses 1 samt
Laufrad 4 sowie der Austritt (Austrittsluftkanal 7) angeordnet.
Unterhalb hiervon ist in der dritten Stufe der Gebläsemotor 5 angeordnet.
Hierbei ist, wie aus 2 deutlich ersichtlich, sowohl
der Frisch- als auch der Umluftkanal 6a, 6b seitlich
versetzt bezüglich der Drehachse des Laufrades 4 und
etwas oberhalb desselben angeordnet, wobei die beiden Ansaugluftkanäle 6 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel in ihrer Anordnung punktsymmetrisch zueinander
bezüglich der Drehachse des Laufrades 4 angeordnet
sind, d. h. sie sind an diagonal zueinander angeordneten Seiten
oberhalb des Laufrades 4 angeordnet. Die Anströmung
erfolgt hierbei im Mittel senkrecht zur radialen Richtung, wobei
die Mitte der Luftkanäle 6 deutlich bezüglich
des Laufrades 4 nach außen versetzt ist. Vorliegend
ist auch die dem Laufrad 4 am Nächsten kommende
Wand leicht nach außen versetzt.
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Der
Eintritt der zu fördernden Luft in die entsprechenden Ansaugkanäle 6a, 6b erfolgt
durch die zugeordneten Ansaugöffnungen 20a, 20b,
wobei vorliegend die Flächennormalen auf diese Ansaugöffnungen 20a, 20b parallel
zueinander und senkrecht zur Laufradachse angeordnet sind. In 2 sind
diese Flächennormalen als strichpunktierte Linien dargestellt
und senkrecht zur jeweiligen Ansaugöffnung 20a, 20b und
durch den Flächenmittelpunkt derselben verlaufend. In dem
gezeigten ersten Ausführungsbeispiel liegen die Ansaugöffnungen
in einer gemeinsamen Ebene, in der auch die Achse des Laufrads 4 liegt.
Die Flächennormale durch die Austrittöffnung 21 ist
im Wesentlichen senkrecht zu den Flächennormalen der Ansaugöffnungen 20a, 20b, sowie
zur Achse des Laufrades 4.
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Die
Summe des Querschnitts der Ansaugöffnungen 20a, 20b welche
in einer Ebene E (siehe 2) liegen, entspricht gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel annährend der
Querschnittsfläche des Laufrads in der entsprechenden Ebene
E, in welcher auch die Drehachse liegt, bzw. im Wesentlichen dem
Querschnitt der Eintrittsöffnung 23. Die beiden
Ansaugluftkanäle 6 führen spiralförmig
die angesaugte Luft zum Laufrad 4, wobei sie über
die oben angeordnete kreisförmige Eintrittsöffnung 23 – auch
als Zargenöffnung bezeichnet – aus den Ansaugluftkanälen 6a, 6b zum
Laufrad 4 gelangt.
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Durch
die spiralförmige Ausgestaltung der Ansaugluftkanäle 6a, 6b wird
ein Vordrall erzeugt, welcher – überlagert mit
einer relativ kleinen Linearkomponente – durch die Zargenöffnung
hinweg weitergeführt wird, und die Zuströmung
zur Laufradbeschaufelung verbessert. Hierbei bewegt sich die Luft also
nicht direkt auf die Zargenöffnung 23 zu, sondern
strömt – in Bezug auf die Mitte des Ansaugluftkanals 6 gesehen – tangential
hierzu an, wobei insgesamt jeweils eine windschiefe Anordnung von
Drehachse des Laufrades 4 (Mitte der Zargenöffnung)
und der Flächennormalen auf die Ansaugöffnung 21a, 21b eines
Ansaugkanals 6 vorliegt. Durch eine derartige Ausgestaltung
ergibt sich eine wirbelartige Drehbewegung in die Zargenöffnung
hinein.
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An
Stelle einer parallelen Anordnung der Ansaugluftkanäle
in einer Ebene ist auch eine Anordnung in verschiedenen Ebenen oder
eine ungleichmäßige Verteilung der Ansaugluftkanäle
möglich.
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Beim
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Luftgebläse
vorgesehen, jedoch ist eine entsprechende Ausgestaltung auch für
andere Fluide, wie bspw. Gase oder Wasser, anwendbar und zudem nicht
notwendigerweise auf Klimaanlagen beschränkt.
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In
einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Gebläses 1 einer
Fahrzeugklimaanlage 2 ist, wie in den 4 und 5 dargestellt,
eine alternative Anordnung der Ansaugöffnungen 20a, 20b zueinander dargestellt.
Die Bezugszeichen entsprechen sofern sie funktional gleichwirkende
Bauteile betreffen, den Bezugszeichen die bereits für das
erste Ausführungsbeispiel Verwendung fanden.
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Wie
auch im ersten Ausführungsbeispiel, weist das Gebläsegehäuse
drei Stufen auf, wobei in der obersten Stufe, dem Zuströmgehäuse 22,
der Frisch- und der Umluftkanal 6a, 6b einmünden
und die Luftströmung etwas umgelenkt wird. Im Unterschied
zum ersten Ausführungsbeispiel sind die Ansaugöffnungen 20a, 20b nicht
mehr in einer gemeinsamen, sondern in einem Winkel von etwa 80° zueinander
geneigt. Ebenso gilt dies selbstverständlich auch für
die entsprechenden Flächennormalen, die in 5 wiederum
als strichpunktierte Linien dargestellt sind. Die auf der linken
Seite ausgebildete Ansaugöffnung 20a liegt im
Gegensatz zur Ansaugöffnung 20b auf der rechten
Seite in einer Ebene, die versetzt zur Drehachse angeordnet ist.
Die Drehachse des Laufrads 4 ist zu dieser Ebene allerdings ebenfalls
parallel.
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Beliebige
andere Winkel der Ansaugkanäle und damit auch der Ansauföffnungen
zueinander sind möglich, jedoch sollten hierbei kurz vor
der Eintrittsöffnung zum Laufrad keine wesentlichen Richtungsumlenkungen
o. ä. vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1428085
A1 [0003]
- - DE 19847158 A1 [0004]