DE102009023315A1 - Radiallüfter mit Spiralgehäuse - Google Patents

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Abstract

Radiallüfter mit einem Spiralgehäuse, in dem ein Lüfterrad aufgenommen ist, und einem Motor zum Antreiben des Lüfterrades, wobei das Spiralgehäuse eine Einströmöffnung, die an einer Seitenfläche des Spiralgehäuses im Bereich der Drehachse des Lüfterrades liegt, und einen Luftauslass zwischen einem Anfang der Spirale und einem Ende der Spirale des Spiralgehäuses aufweist, wobei der geometrische Schwerpunkt der Fläche der Einströmöffnung relativ zu der Drehachse des Lüfterrades in Richtung des Endes der Spirale des Spiralgehäuses verschoben ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Radiallüfter mit einem Spiralgehäuse gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Der gattungsgemäße Radiallüfter umfasst ein Lüfterrad, das in dem Spiralgehäuse aufgenommen ist, und einen Motor zum Antreiben des Lüfterrads. Eine Einströmöffnung liegt an einer Seitenfläche des Spiralgehäuses im Bereich der Drehachse des Lüfterrades und ein Luftauslass ist zwischen einem Anfang der Spirale und, einem Ende der Spirale des Spiralgehäuses angeordnet.
  • Ein solcher Radiallüfter ist beispielsweise aus der EP 0 805 276 B1 bekannt. Der in diesem Dokument beschriebene Lüfter dient unter anderem zum Kühlen des Motors, der den Lüfter antreibt. Zu diesem Zweck ist in das Spiralgehäuse eine Kühlleitung integriert, die einen kreisförmigen Kanal definiert, um einen Teil der angesaugten Luft durch den Motor zu führen. Dieser Kanal liegt der Luftansaugöffnung gegenüber.
  • Ein anderer gattungsgemäßer Radiallüfter ist beschrieben in der DE 10 2005 030 884 A1 . Diese Schrift befasst sich mit dem Einfluss der Geschwindigkeits- und Druckverteilung innerhalb des Spiralgehäuses auf die Leistung sowie auf die Geräuschentwicklung des Radiallüfters. Es wird vorgeschlagen, den Luftstrom teilweise umzulenken, um an dem Luftaustritt eine bessere Strömungsverteilung zu erreichen. Die Umlenkung des Luftstroms wird durch eine trichterförmig erweiterte Gestaltung der Ausströmöffnung erreicht.
  • Ein weiterer gattungsgemäßer Radiallüfter ist in der US 7,467,076 B2 beschrieben. Diese Schrift befasst sich mit der Wechselwirkung zwischen dem statischen Druck in dem Radiallüfter und der transportierten Luftmenge sowie mit der Geräuschentwicklung durch Rückströmung und Rezirkulation des Luftstroms in dem Radiallüfter. Das Dokument schlägt vor, die Luftströmung mit Hilfe einer ringförmigen Rippe zu beeinflussen, die konzentrisch zu der Lufteinströmöffnung innerhalb des Spiralgehäuses des Radiallüfters angeordnet ist und die Lufteinströmöffnung umgibt.
  • Im Stand der Technik befassen sich diese und andere Schriften mit dem Einfluss der Luftdruckverhältnisse innerhalb des Spiralgehäuses des Radiallüfters auf dessen Leistung sowie auf die Geräuschentwicklung. Durch Luftleiteinrichtungen oder eine Modifikation der Gehäu seform des Radiallüfters, z. B. gemäß der GB-A-1 102 091 , wurde versucht, die Strömungsverhältnisse in dem Radiallüfter zu optimieren.
  • Ein gattungsgemäßer Radiallüfter ist auch in 7 dieser Anmeldung zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus des Lüfters gezeigt. Der Radiallüfter umfasst ein Spiralgehäuse 10 mit einem ersten oder unteren Gehäuseteil 22 und einem zweiten oder oberen Gehäuseteil 24. Der zweite Gehäuseteil 24 liegt auf der Luftansaugseite des Radiallüfters, und der erste Gehäuseteil 22 umfasst die Grundplatte eines Elektromotors zum Antreiben des Lüfterrades.
  • Der Elektromotor 26 zum Antreiben des Lüfterrades 28 ist innerhalb des Radiallüfters angeordnet. Der Elektromotor 26 umfasst einen Stator 30, der in der Figur mit einem Blechpaket, Statorspulen und Nutisolationen dargestellt ist, und einen Rotor, der in das Lüfterrad 28 integriert und in der Figur nicht gezeigt ist. Der Stator 30 sitzt auf einem zylindrischen Absatz 32, der in der gezeigten Ausführung mit dem ersten Gehäuseteil 22 einteilig ausgebildet ist. Im Inneren des zylindrischen Absatzes 32 sind Lagersitze zur Aufnahme eines ersten und eines zweiten Lagers 34, 36 zur Lagerung der Motorwelle (in der Figur nicht gezeigt) ausgebildet. Eine Feder 38 dient zur Vorspannung des Innenrings des zweiten Lagers 36. An der dem ersten Gehäuseteil 22 zugewandten Stirnseite des Elektromotors 26 ist eine Ansteuerelektronik 40 angeordnet, die in der Figur durch eine Schaltungsplatte und Leistungstransistoren wiedergegeben ist. Das Lüfterrad 28 ist mit der Welle des Elektromotors über eine Nabe verbunden.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Radiallüfter anzugeben, der hinsichtlich seiner Luftleistung, seinem Wirkungsgrad und seiner Geräuschentwicklung optimiert ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Radiallüfter mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Radiallüfter umfasst ein Spiralgehäuse, in dem ein Lüfterrad aufgenommen ist, und einen Motor zum Antreiben des Lüfterrades. Das Spiralgehäuse hat eine Einstromöffnung an einer Seitenfläche im Bereich der Drehachse des Lüfterrads und einen Luftauslass zwischen einem Anfang der Spirale und einem Ende der Spirale des Spiralgehäuses. Die Erfindung unterscheidet sich von dem Stand der Technik durch eine Optimierung der Einströmgeometrie, die dadurch erreicht wird, dass der geometrische Schwerpunkt der Fläche der Einströmöffnung relativ zur Drehachse des Lüfterrades verschoben ist. Diese Verschiebung erfolgt erfindungsgemäß in einen Bereich hinein, der abgegrenzt wird durch die Gerade, die durch die Drehachse des Lüfterrads und den Anfang der Spirale geht, und der das Ende der Spirale enthält.
  • Bevorzugt erfolgt die Verschiebung in einen Bereich, der eingegrenzt ist einerseits durch die Verbindungslinie der Drehachse des Lüfterrades mit dem Ende der Spirale und andererseits durch die am Drehpunkt gespiegelte Verbindungslinie der Drehachse mit dem Anfang der Spirale. Der Drehpunkt ist dabei der Schnittpunkt der Drehachse mit der Ebene der Einströmöffung.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung wird der geometrische Schwerpunkt der Fläche der Einströmöffnung in einen Bereich verschoben, der einen Winkel von 90° in der der Luftströmung entgegengesetzten Richtung, ausgehend von der Verbindungslinie der Drehachse 18 des Lüfterrades mit dem Ende der Spirale des Spiralgehäuses überspannt.
  • In der weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der geometrische Schwerpunkt der Fläche der Einströmöffnung in einen Bereich verschoben, der einen Winkel von +/–45° zu beiden Seiten der Verbindungslinie der Drehachse des Lüfterrades mit dem Ende der Spirale des Spiralgehäuses überspannt..
  • Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat erkannt, dass das Einströmverhalten einer kreisrunden Einströmöffnung eines nach dem Stand der Technik konstruierten Radiallüfters mit einem strömungsleitenden Spiralgehäuse grundsätzlich nicht rotationssymmetrisch ist.
  • Dies bedeutet, dass die Luftmenge, die Luftgeschwindigkeit sowie der statische und der dynamische Druck bei jeder Winkelposition des durch die Einströmöffnung gebildeten Kreises unterschiedlich sind – anders als beispielsweise bei einem Axiallüfter oder einem Radiallüfter ohne Spiralgehäuse.
  • 1 zeigt beispielhaft das Geschwindigkeitsprofil im Bereich der Einströmöffnung des Radiallüfters gemäß dem Stand der Technik in Form von Höhenlinien, wobei die Z-Achse (also die Höhenlinien) der Strömungsgeschwindigkeit in m/s entspricht. Man kann erkennen, dass die Strömungsgeschwindigkeit entlang des Umfangs der Einströmöffnung um bis zu einem Faktor 2 variiert, wobei Ähnliches – mit anderer Verteilung – für die Luftstrommenge sowie den statischen und den dynamischen Druck gilt.
  • Die Erfindung basiert auf diesen Erkenntnissen des Erfinders hinsichtlich des nicht rotationssymmetrischen Einströmverhaltens eines Radiallüfters des Standes der Technik. Durch die erfindungsgemäße Verschiebung des geometrischen Schwerpunktes der Fläche der Einströmöffnung ist es möglich, die Einströmverhältnisse des Radiallüfters dahingehend zu optimieren, dass im Arbeitspunkt des Lüfters der Geräuschpegel gering ist, die Luftleistung maximal ist und/oder ein optimaler Wirkungsgrad des Radiallüfters in Bezug auf seine Leistungsaufnahme erzielt wird. Die Geometrie der Einströmöffnung wird so modifiziert, dass das ungleichmäßige Einströmverhalten weitgehend kompensiert werden kann. Die genaue Einströmgeometrie wird abhängig sein von der Gewichtung der Geräuschbildung des Lüfters, der Luftleistung und der Optimierung der Lüfterleistung in einem bestimmten Arbeitspunkt. Es hat sich gezeigt, dass eine zur Drehachse des Lüfterrads nicht rotationssymmetrische Einströmöffnung bei einem Radiallüfter mit nicht rotationssymmetrischem Auslass und speziell bei einem Lüfter mit spiralförmigem Gehäuse hinsichtlich all dieser Parameter zu einem besseren Ergebnis führen kann.
  • Erfindungsgemäß kann die Einströmöffnung gebildet werden durch eine kreisrunde Öffnung, deren Mittelpunkt relativ zur Drehachse des Lüfters verschoben und somit exzentrisch zu dem Lüfterrad ist. In einer alternativen Ausführung ist die Fläche der Einströmöffnung nicht kreisrund, sondern beispielsweise ein Oval oder eine Ellipse, deren Schwerpunkt relativ zur Drehachse des Lüfterrads verschoben ist.
  • In einer noch anderen Ausführung weist die Fläche der Einströmöffnung die Form eines Kreises mit einer Ausbuchtung in Richtung des Endes der Spirale und vorzugsweise einer Einschnürung in Richtung des Anfangs der Spirale auf. Diese Form kann vorzugsweise gebildet werden durch eine spiralförmige Einlassöffnung, die der Außenkontur des Gehäuses zwischen dem Anfang und dem Ende der Spirale im Wesentlichen folgt.
  • Die Verschiebung des geometrischen Schwerpunktes der Fläche der Einströmöffnung relativ zur Drehachse des Lüfterrads entspricht einer Strecke, die ungefähr gleich 1/20 bis 1/5, bevorzugt 1/15 bis 1/6, insbesondere 1/13 bis 1/10 des kleinsten Durchmessers der Fläche der Einströmöffnung entspricht.
  • Die Erfindung ist im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungen in Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht eines Radiallüfters gemäß dem Stand der Technik mit einer schematischen Wiedergabe der Luftströmungsverhältnisse im Bereich der Einströmöffnung des Radiallüfters;
  • 2 eine Seitenansicht eines Radiallüfters gemäß der Erfindung mit einer schematischen Wiedergabe der Luftströmungsverhältnisse im Bereich der Einströmöffnung des Radiallüfters;
  • 3a bis 3d ein Gehäuseteil eines Radiallüfters gemäß der Erfindung in Seitenansicht von außen, in Stirnansicht, in Seitenansicht von innen und in isometrischer Darstellung;
  • 4a bis 4d ein Gehäuseteil eines Radiallüfters gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung in Seitenansicht von außen, in Stirnansicht, in Seitenansicht von innen und in isometrischer Darstellung;
  • 5a bis 5d ein Gehäuseteil eines Radiallüfters gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung in Seitenansicht von außen, in Stirnansicht, in Seitenansicht von innen und in isometrischer Darstellung;
  • 6a bis 6d Seitenansichten von Radiallüftern des Standes der Technik zur Erläuterung des Verschiebungsbereichs des geometrischen Schwerpunktes der Einströmöffnung;
  • 7 eine Explosionsansicht eines vollständigen Radiallüfters gemäß dem Stand der Technik; und
  • 8 ein Diagramm von Druck und Wirkungsgrad eines Radiallüfters gemäß der Erfindung in Vergleich zu einem Radiallüfter gemäß dem Stand der Technik
  • 1, die bereits kurz beschrieben wurde, zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Radial-Lüfters gemäß dem Stand der Technik. Der Radiallüfter weist ein Spiralgehäuse 10 auf, dass sich von einem Anfang A einer Spirale bis zu einem Ende E der Spirale erstreckt. Zwischen dem Anfang A und dem Ende E der Spirale befindet sich ein stirnseitiger Luftauslass 12, der durch einen Auslassstutzen 14 eingegrenzt wird. Eine Einströmöffnung 16 ist an einer Seitenfläche des Spiralgehäuses 10 vorgesehen. Die Einströmöffnung 16 ist im Stand der Technik eine kreisrunde Öffnung, die zur Drehachse 18 eines Lüfterrads (nicht gezeigt) zentriert ist.
  • In 1 ist das Strömungsprofil im Bereich der Einströmöffnung 16 in Form von Höhenlinien dargestellt, wobei die Z-Komponente der Strömungsgeschwindigkeit in m/s entspricht. Es ist erkennbar, dass die Luftströmung nicht rotationssymmetrisch ist; es herrscht eine höhere Luftansauggeschwindigkeit in der Nähe des Luftauslasses, also im Bereich des Endes E der Spirale des Spiralgehäuses 10, wobei die Werte um einen Faktor 2 auseinander liegen. Während die konkrete Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit auch abhängig ist von dem jeweiligen Arbeitspunkt des Radiallüfters und somit der Punkt der maximalen und der minima len Ansauggeschwindigkeit für einen bestimmten Radiallüfter nicht statisch bestimmt werden kann, lassen sich gleichwohl gewissen Tendenzen bei den Luftgeschwindigkeits- und Druckverhältnissen beobachten. So ist, wie sich aus 1 ergibt, die Luftströmungsgeschwindigkeit in der Einströmöffnung 16 in der Nähe des Endes E der Spirale in der Regel am Größten und in der Nähe des Anfangs A der Spirale am Geringsten. Dies kann so weit führen, dass in dem Teil der Einstromöffnung, die dem Anfang A der Spirale zugewandt ist, bei bestimmten Arbeitspunkten sogar eine Rückströmung der Luft aus dem Radiallüfter hinaus erzeugt wird.
  • Bei hohen Ansauggeschwindigkeiten entstehen in der Nähe des Luftauslasses 12 unerwünschte Geräusche. Ferner entstehen durch die ungleiche Verteilung von Luftgeschwindigkeit und -druck, insbesondere durch eine mögliche Rückströmung in der Nähe des Anfangs A der Spirale, Leistungsverluste, die den Wirkungsgrad des Lüfters verringern. In den 1 und 2 ist zur Erläuterung der Erfindung nur das Profil der Luftströmungsgeschwindigkeit dargestellt. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass für die optimale Gestaltung der Einströmöffnung auch die statische und dynamische Druckverteilung und/oder die Luftmenge berücksichtigt werden können.
  • Erfindungsgemäß wird die Form der Einströmöffnung 16 an die Verhältnisse der Luftströmung angepasst. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines Radiallüfters gemäß der Erfindung mit einer solchen angepassten Einströmöffnung 16. Die verschiedenen Möglichkeiten der Gestaltung der Einströmöffnung sind unten mit weiteren Einzelheiten in Bezug auf die 3 bis 5 erläutert. Erfindungsgemäß wird die Einströmöffnung so modifiziert, dass der geometrische Schwerpunkt ihrer Fläche in einen Bereich Sa hinein verschoben ist, der abgegrenzt wird durch die Gerade, die durch die Drehachse 18 des Lüfterrads und den Anfangspunkt A der Spirale geht, und der den Endpunkt E der Spirale enthält. Dieser Bereich Sa ist in 6a schraffiert dargestellt und weiter unten nochmals im Einzelnen erläutert. Vorzugsweise wird der geometrische Schwerpunkt in Richtung des Endes E und weg von dem Anfang A der Spirale verschoben, wobei die Verschiebung größer als Null ist.
  • Durch diese Anpassung der Geometrie der Einströmöffnung können die Verhältnisse der Luftgeschwindigkeit weitgehend ausgeglichen werden, wie sich aus dem Höhenliniendiagramm der 2 ergibt. Bei der dort gezeigten Modifikation liegt die Luftgeschwindigkeit entlang des Umfangs der Einströmöffnung im Bereich von 4,12 m/s bis 5,94 m/s und ist somit deutlich gleichmäßiger als bei einer kreisrunden Einströmöffnung, die in 1 gezeigt ist. Ferner kann insgesamt die mittlere Luftgeschwindigkeit erhöht werden. Die genaue Formgebung der Einströmöffnung ist abhängig von dem Arbeitspunkt des Lüfters und der Wichtung der gewünschten Optimierung nach Geräuschbildung, Luftleistung und/oder Optimierung in einem bestimmten Arbeitspunkt.
  • Ein Spiralgehäuse 10 für einen Radiallüfter gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung ist in den 3a bis 3d dargestellt. Dieses Spiralgehäuse entspricht dem in 2 gezeigten Radiallüfter. Gleiche Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen wie in 2 bezeichnet. Der in den 3a bis 3d gezeigte Teil des Spiralgehäuses liegt auf der Luftansaugseite des Radiallüfters und hat eine Einströmöffnung 16, deren Geometrie so modifiziert ist, dass der geometrische Schwerpunkt s in Richtung des Endes E der Spirale des Spiralgehäuses 10 relativ zur Drehachse 18 des Lüfterrads verschoben ist. Dies wird in der gezeigten Ausführung dadurch erreicht, dass die Umfangslinie 20 der Einströmöffnung 16 im Wesentlichen der Außenkontur des Spiralgehäuses 10 folgt. Eine Umfangsspirale mit einem Anfangspunkt a und einem Endpunkte folgt entsprechend dem Anfang A der Spirale und dem Ende E der Spirale des Spiralgehäuses. Der Anfangspunkt a und der Endpunkte sind S-förmig verbunden. Dadurch entsteht eine Fläche der Einströmöffnung, die einem modifizierten Kreis entspricht, mit einer Ausbuchtung an seiner in Richtung des Endes E der Spirale weisenden Seite und einer Einschnürung an seiner in Richtung des Anfangs A der Spirale weisenden Seite. Wenn man die so erzeugte Form der Einströmöffnung 16 vergleicht mit einer kreisrunden Einströmöffnung eines herkömmlichen Radiallüfters, der in 1 gezeigt ist, erkennt man, dass die Öffnung in den Bereichen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit vergrößert und in den Bereichen mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit verringert wurde. Dadurch kann eine gleichmäßigere Verteilung der Luftströmungsgeschwindigkeit über der gesamten Fläche der Einströmöffnung 16 und insbesondere am Umfang der Einströmöffnung erreicht werden, wie in 2 gezeigt.
  • Eine alternative Ausführung des Spiralgehäuses 10 des erfindungsgemäßen Radiallüfters ist in den 4a bis 4d gezeigt. Die gleichen Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. In dieser Ausführung hat die Einströmöffnung 16 die Form eines Ovals, dessen Schwerpunkts gegenüber der Drehachse 18 des Lüfterrades in Richtung des Endes E der Spirale des Spiralgehäuses und von dem Anfang A der Spirale weg verschoben ist. Der geometrische Schwerpunkts liegt somit in dem in 6a mit S bezeichneten Bereich.
  • Eine weitere Ausführung des Spiralgehäuses für den erfindungsgemäßen Radiallüfter ist in den 5a bis 5d gezeigt. Gleiche Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. In dieser Ausführung hat die Einströmöffnung 16 eine kreisrunde Fläche, wobei das Zentrum z des Kreises gegenüber der Drehachse 18 des Lüfterrades um eine Strecke x in Richtung des Endes E der Spirale und weg von dem Anfang A der Spirale des Spiralgehäuses 10 verschoben ist. Damit liegt das Zentrum z der kreisrunden Einströmöffnung 16, und somit ihr geometrischer Schwerpunkt, in dem in 6a mit S bezeichneten Bereich.
  • Die Strecke der Verschiebung x beträgt in der gezeigten Ausführung ungefähr ein Zehntel des Durchmessers der Einströmöffnung 16. Die exakte Größe der Verschiebung sowie die letztendliche Formgebung der Einströmöffnung 16 sind jedoch abhängig von dem Arbeitspunkt des Radiallüfters und der gewünschten Optimierung, die ein Kompromiss zwischen der Reduzierung der Geräuschbildung, einer maximalen Luftstromrate und einem maximalen Wirkungsgrad sein kann. Eine Reduzierung von Geräuschbildung wird insbesondere dadurch erreicht, dass nicht der Volumenstrom insgesamt gesenkt, sondern dass die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit über der Fläche der Einströmöffnung 16 ausgeglichen wird.
  • Die Verschiebung des geometrischen Schwerpunktes der Fläche der Einströmöffnung 16 erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise in Richtung einen der Bereiche S, die in den 6a bis 6d schraffiert dargestellt sind. Erfindungsgemäß erfolgt die Verschiebung in einen Bereich Sa hinein, der abgegrenzt ist durch die Gerade, die durch die Drehachse 18 bzw. den Drehpunkt 19 des Lüfterrades und den Anfang A der Spirale geht, und der das Ende E der Spirale enthält. Dieser Bereich ist in 6a mit Sa bezeichnet. Der geometrische Schwerpunkt der Fläche der Einströmöffnung 16 ist vorzugsweise in Richtung des Endes E der Spirale und weg von dem Anfang A der Spirale des Spiralgehäuses verschoben. Eine Verschiebung des geometrischen Schwerpunkts der Fläche der Einströmöffnung in Richtung des Endes E der Spirale umfasst alle Verschiebungen, die wenigstens eine Komponente in diese Richtung haben, nicht jedoch eine Verschiebung von Null.
  • Ein bevorzugter Bereich Sb ist in 6b gezeigt. Er ist eingegrenzt durch einerseits die Verbindungslinie der Drehachse 18 des Lüfterrades mit dem Ende E der Spirale und andererseits durch die an der Drehachse 18 bzw. am Drehpunkt 19 gespiegelte Verbindungslinie der Drehachse des Lüfterrades mit dem Anfang A der Spirale. Der Drehpunkt 19 ist dabei der Schnittpunkt der Drehachse 18 mit der Ebene der Einströmöffung.
  • Ein besonders bevorzugter Bereich Sc ist in 6c gezeigt und überspannt einen Winkel von 90° in der der Luftströmung entgegengesetzten Richtung, ausgehend von der Verbindungslinie der Drehachse 18 des Lüfterrades mit dem Ende E der Spirale des Spiralgehäuses. Die Luftströmung ist in 6c durch Pfeile dargestellt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegt der geometrische Schwerpunkt der Fläche der Einströmöffnung 16 in einem Bereich Sd, der einen Winkelbereich von +/–45° zu beiden Seiten der Verbindungslinie der Drehachse 18 des Lüfterrades mit dem Ende E der Spirale des Spiralgehäuses überspannt, wie in 6d gezeigt.
  • 8 zeigt ein Diagramm von Messwerten und daran angepassten Kurven des Drucks 42 und des Wirkungsgrades 44 eines Radiallüfters gemäß der Erfindung im Vergleich zu einem Radiallüfter gemäß dem Stand der Technik, jeweils abhängig von einem vorgegebenen Gesamtvolumenstrom. Die gestrichelte Linie entspricht einem herkömmlichen Radiallüfter mit runder Öffnung, und die durchgezogene Linie entspricht einem erfindungsgemäßen Radiallüfter mit einer Einströmöffnung, wie sie in den 2 und 3a bis 3d dargestellt ist. Die Radiallüfter waren bis auf die Gestaltung der Einströmöffnung baugleich. Man kann erkennen, dass sich durch die Erfindung bei konstantem Volumenstrom ein höherer Druck und ein höherer Wirkungsgrad und somit eine höhere Luftleistung erzielen lässt. Gleichzeitig kann die Geräuschbildung reduziert werden, weil die Luftgeschwindigkeit gleichmäßiger über die Einstromöffnung verteilt wird.
  • 10
    Spiralgehäuse
    12
    Luftauslass
    14
    Auslassstutzen
    16
    Einströmöffnung
    18
    Drehachse
    19
    Drehpunkt
    20
    Umfangslinie
    22
    erster Gehäuseteil
    24
    zweiter Gehäuserteil
    26
    Elektromotor
    28
    Lüfterrad
    30
    Stator
    32
    Absatz
    34, 36
    Lager
    38
    Feder
    40
    Ansteuerelektronik
    42
    Druck
    44
    Wirkungsgrad
    A
    Anfang der Spirale des Spiralgehäuses
    E
    Ende der Spirale des Spiralgehäuses
    a
    Anfang der Spirale der Umfangslinie
    e
    Ende der Spirale der Umfangslinie
    Sa
    Bereich des Schwerpunkts
    Sb
    Bereich des Schwerpunkts
    Sc
    Bereich des Schwerpunkts
    Sd
    Bereich des Schwerpunkts
    s
    geometrischer Schwerpunkt
    z
    Zentrum des Kreises
    x
    Versatz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 0805276 B1 [0002]
    • - DE 102005030884 A1 [0003]
    • - US 7467076 B2 [0004]
    • - GB 1102091 A [0005]

Claims (10)

  1. Radiallüfter mit einem Spiralgehäuse (10), in dem ein Lüfterrad (28) aufgenommen ist, und einem Motor (26) zum Antreiben des Lüfterrades, wobei das Spiralgehäuse eine Einströmöffnung (16), die an einer Seitenfläche des Spiralgehäuses im Bereich der Drehachse (18) des Lüfterrades liegt, und einen Luftauslass (12) zwischen einem Anfang (A) der Spirale und einem Ende (E) der Spirale des Spiralgehäuses aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Schwerpunkt (s) der Fläche der Einströmöffnung (16) relativ zu der Drehachse (18) des Lüfterrades in einen Bereich (Sa) verschoben ist, der abgegrenzt ist durch die Gerade, die durch die Drehachse (18) des Lüfterrades und den Anfang (A) der Spirale geht, und der das Ende (E) der Spirale enthält.
  2. Radiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Schwerpunkt der Fläche in einen Bereich (Sb) verschoben ist, der eingegrenzt ist durch einerseits die Verbindungslinie der Drehachse (18) des Lüfterrades mit dem Ende (E) der Spirale und andererseits die am Drehpunkt (19) gespiegelte Verbindungslinie der Drehachse des Lüfterrades mit dem Anfang (A) der Spirale.
  3. Radiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Schwerpunkt der Fläche in einen Bereich (Sc) verschoben ist, der ausgehend von der Verbindungslinie der Drehachse (18) des Lüfterrades mit dem Ende (E) der Spirale des Spiralgehäuses einen Winkel von 90° in die der Luftströmung entgegengesetzte Richtung überspannt.
  4. Radiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Schwerpunkt der Fläche in einen Bereich (Sd) verschoben ist, der ausgehend von der Verbindungslinie der Drehachse (18) des Lüfterrades mit dem Ende E der Spirale des Spiralgehäuses einen Winkel von +/–45° überspannt.
  5. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Einströmöffnung (16) ein Kreis ist, dessen Mittelpunkt (z) relativ zu der Drehachse (18) des Lüfterrades (26) verschoben ist.
  6. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass die Fläche der Einströmöffnung (16) ein Oval oder eine Ellipse ist, dessen Schwerpunkt (s) relativ zu der Drehachse (18) des Lüfterrades (26) verschoben ist.
  7. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Einströmöffnung (16) die Form eines Kreises mit einer Ausbuchtung an seiner in Richtung des Endes (E) der Spirale weisenden Seite hat.
  8. Radiallüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Einströmöffnung (16) die Form eines Kreises mit einer Einschnürung an seiner in Richtung des Anfangs (A) der Spirale weisenden Seite hat.
  9. Radiallüfter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangslinie (20) der Einströmöffnung (16) im Wesentlichen der Außenkontur des Spiralgehäuses (10) folgt.
  10. Radiallüfter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der geometrische Schwerpunkt (s) der Fläche der Einströmöffnung relativ zu der Drehachse des Lüfterrades um eine Strecke (x) verschoben ist, die ungefähr 1/20 bis 1/5, bevorzugt 1/15 bis 1/6, insbesondere 1/13 bis 1/10 des kleinsten Durchmessers der Fläche der Einströmöffnung entspricht.
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