DE102019121448A1

DE102019121448A1 - Radialgebläse für einen Dunstabzug

Info

Publication number: DE102019121448A1
Application number: DE102019121448.3A
Authority: DE
Inventors: Oliver Haaf; Reinhard Strohmeier; Daniel GEBERT
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2021-02-11
Also published as: EP3772592A1; CN211474516U

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse (1) für einen Dunstabzug mit einem spiralförmigen Gebläsegehäuse (2) mit einer axialen Ansaugöffnung (3) und einer Ausblasöffnung (4), einem in dem Gebläsegehäuse (2) angeordneten Radiallaufrad (5) mit in einem Schaufelkranz angeordneten Laufradschaufeln (6), wobei das Radiallaufrad (5) einen der axialen Ansaugöffnung (3) zugeordneten axialen Ansaug (7) und einen radialen Ausblas (8) am radialen Ende der Laufradschaufeln (6) aufweist, wobei der Ansaug (7) in seiner Axialebene eine Ansaugquerschnittsfläche A und der Ausblas (8) eine umfängliche Mantelfläche M bestimmen und ein Verhältnis der Ansaugquerschnittsfläche A zur Mantelfläche M festgelegt ist, dass gilt: 0,75≤A/M≤1,0.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse für einen Dunstabzug mit einem spiralförmigen Gebläsegehäuse.
Für Dunstabzüge und Dunstabzugshauben kommen im Stand der Technik hauptsächlich Trommelläufergebläse und rückwärtsgekrümmte Radialventilatoren zum Einsatz. Diese weisen jedoch einen vergleichsweise großen axialen Bauraumbedarf auf.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein axial kompaktes Gebläse zum Einsatz bei einem Dunstabzug oder einer Dunstabzugshaube bereit zu stellen, das strömungstechnisch derart verbessert ist, dass die Geräuschentwicklung minimiert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Radialgebläse ausgeführt für einen Dunstabzug vorgeschlagen, dasein spiralförmiges Gebläsegehäuse mit einer axialen Ansaugöffnung und einer radialen Ausblasöffnung sowie ein in dem Gebläsegehäuse angeordnetes Radiallaufrad mit in einem Schaufelkranz angeordneten Laufradschaufeln aufweist. Das Radiallaufrad weist einen der axialen Ansaugöffnung zugeordneten axialen Ansaug und einen radialen Ausblas am radialen Ende der Laufradschaufeln auf. Dabei bestimmen der Ansaug in seiner Axialebene eine Ansaugquerschnittsfläche A und der Ausblas eine umfängliche Mantelfläche M, wobei ein Verhältn is der Ansaugquerschnittsfläche zur Mantelfläche festgelegt ist, dass gilt: 0,75≤A/M≤1,0, weiter bevorzugt 0,8≤A/M≤0,9.
Die geometrische spezielle Auswahl und Festlegung des Verhältnisses der AnsaugquerschnittsflächeA des Ansaug und umfänglichen Mantelfläche M des Ausblas führt dazu, dass die angesaugte Strömung innerhalb des Radiallaufrads von dessen Ansaug, durch die Strömungskanäle zwischen den Laufradschaufeln bis zum Ausblas kaum verzögert wird und sich somit das akustische Verhalten deutlich verbessert. Durch das spezielle Verhältnis ist das Geschwindigkeitsprofil der Strömung am Ausblas des Radiallaufrads sehr gleichmäßig. Zudem werden geräuscherzeugende Ablösungen der Strömung im Schaufelkanal zwischen den einzelnen Laufradschaufeln verhindert. Beim Einsatz in spiralförmigen Gebläsegehäusen kann das erfindungsgemäße Verhältnis zudem dazu beitragen, dass das Zusammenwirken von dem Radiallaufrad und der Spiralzunge des Gebläsegehäuses derart verbessert wird, dass die an der Spiralzunge erzeugten Drehtöne reduziert werden.
Das Radialgebläse weist für eine verbesserte Effizienz vorzugsweise rückwärts gekrümmte Laufradschaufeln auf, d.h. die Laufradschaufeln erstrecken sich bogenförmig entgegen der Drehrichtung. Durch das spezielle Verhältnis der Ansaugquerschnittsfläche zur Mantelfläche können rückwärts gekrümmte Laufradschaufeln verwendet werden, obwohl dies eigentlich hinsichtlich der Erzeugung von Drehtönen nachteilig ist.
In einer strömungstechnisch vorteilhaften Weiterbildung ist das Radialgebläse derart ausgebildet, dass das spiralförmige Gebläsegehäuse eine in Umfangsrichtung weisende Austrittsöffnung mit einer maximalen Austrittsöffnungsquerschnittsfläche S aufweist, wobei ein Verhältnis einer Ansaugöffnungsquerschnittsfläche Q der Ansaugöffnung des Gebläsegehäuses zur Austrittsöffnungsquerschnittsfläche S festgelegt ist, dass gilt: 1,2≤Q/S≤1,7. Weiter bevorzugt gilt 1,4≤Q/S≤1,5. Die spezielle geometrische Anpassung begünstigt das Strömungsverhalten und trägt dazu bei, die Erzeugung von Drehtönen zu reduzieren.
Ein weiterer vorteilhafter Aspekt des Radialgebläses ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesserverhältnis eines maximalen Durchmessers AD des Ansaug des Radiallaufrads zu einem maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas des Radiallaufrads festgelegt ist, dass gilt: 0,65≤AD/DD≤0,75, weiter bevorzugt gilt 0,68≤AD/DD≤0,72. Es wurde herausgefunden, dass das speziell ausgewählte Verhältnis besonders vorteilhaft zur Lösung der Aufgabe beiträgt.
Zudem wird die Aufgabe noch besser durch ein Radialgebläse gelöst, bei dem eine axiale Austrittsbreite AB am Ausblas des Radiallaufrads im Verhältnis zu dem maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas des Radiallaufrads festgelegt ist, dass gilt: 0,1≤ABlDD≤0,15, weiter bevorzugt gilt 0,12≤AB/DD≤0,13.
Ferner ist in einer strömungstechnisch günstigen Ausführungsvariante des Radialgebläses vorgesehen, dass das spiralförmige Gebläsegehäuseseine axiale Höhe H und ein mittleres Rechtecksmaß B/L seiner Außenkontur aufweist, wobei ein Verhältnis der axialen Höhe H zum mittleren Rechtecksmaß B/L festgelegt ist, dass gilt 0,15≤H/(B/L)^½≤0,25, weiter bevorzugt gilt 0,17≤5H/(B/L)^½≤0,2.
Das Radialgebläse ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Radiallaufrad eine den Ansaug bestimmende Deckscheibe aufweist, welche die Laufradschaufeln zumindest abschnittsweise überstreckt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Deckscheibe eine axiale Scheibenhöhe DS und die Ansaugöffnung des Gebläsegehäuses einen axialen Zylinderabschnitt mit einer axialen Zylinderhöhe DZ aufweist, wobei ein Verhältnis der Differenz aus der axialen Scheibenhöhe DS und der Zylinderhöhe DZ zu einem/dem maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas des Radiallaufrads festgelegt ist, dass gilt: 0,05≤(DS-DZ)/DD≤0,07, weiter bevorzugt 0,055≤(DS-DZ)/DD≤0,065.
Die Austrittsöffnung des spiralförmigen Gebläsegehäuses weist vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt mit insbesondere abgerundeten Ecken auf.
Zudem ist das Radialgebläse vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das spiralförmige Gebläsegehäuse einen sich in Umfangsrichtung über mehr als 180°, insbesondere mehr als 270° vergrößernden Druckraum bildet. Vorzugsweise vergrößert sich der Druckraum in Radialrichtung zur Bildung der Spiralform von der Spiralzunge bis zur Austrittsöffnung. Auch eine Vergrößerung des Druckraums in Axialrichtung kann vorgesehen werden. Vorzugsweise ist die axiale Höhe des spiralförmigen Gebläsegehäuses jedoch konstant.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Radialgebläses;
2 das Radialgebläse aus 1 in der Seitenansicht;
3 das Radialgebläse aus 1 in der axialen Draufsicht;
2 das Radialgebläse aus 1 in einer Schnittansicht.

Die 1-4 zeigen beispielhaft ein Ausführungsbeispiel des Radialgebläses 1 ausgeführt für einen Dunstabzug mit den vorteilhaften geometrischen Verhältnissen.
Das Radialgebläse 1 umfasst das spiralförmige Gebläsegehäuse 2 mit der axialen Ansaugöffnung 3 und der am Ende der Spirale ausgebildeten Ausblasöffnung 4. Das Gebläsegehäuse 2 ist aus zwei Axialteilen gebildet. Im Gebläsegehäuse 2 ist der Motor 20 mit einem Motordurchmesser MD im Ansaugbereich und das über den Motor 20 antreibbare Radiallaufrad 5 positioniert. Das Radiallaufrad 5 umfasst eine Bodenscheibe 9 und eine Deckscheibe 12 mit einer Vielzahl von dazwischen verlaufenden, in einem Schaufelkranz angeordneten rückwärts gekrümmten Laufradschaufeln 6. Auf der der Ansaugöffnung 3 zugeordneten axialen Seite bestimmt das Radiallaufrad 5 den axialen Ansaug 7 und am radialen Außenrand bzw. Außenmantel den radialen Ausblas 8 am radialen Ende der Laufradschaufeln 6. Die Ansaugöffnung 3 ist an einer axial eingezogenen Einlaufdüse des Gebläsegehäuses2 ausgebildet.
Der Ansaug 7 des Radiallaufrads 5 bestimmt in der Axialebene am Eintritt in das Radiallaufrad 5 seine Ansaugquerschnittsfläche A, welche in der gezeigten Ausführung durch den Ansaugdurchmesser AD bestimmt wird als A=TT·(AD/2)². Der Ausblas 8 bestimmt die umfängliche Mantelfläche M als Zylindermantelfläche, welche sich über den maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas 8 und die axiale Austrittsbreite AB des Radiallaufrads 5 berechnet als M=AB·π·DD. Das Verhältnis der Ansaugquerschnittsfläche A zur Mantelfläche M ist im gezeigten Ausführungsbeispiel 0,85.
Bezugnehmen auf 3 bestimmt das Gebläsegehäuse 2 in der axialen Draufsicht eine maximale Länge L und eine maximale Breite B. Die axiale maximale Höhe H ist in 2 erkennbar. Das Verhältnis H/(B/L)^1/2 der axialen Höhe H zum mittleren Rechtecksmaß B/L ist in der gezeigten Ausführung 0,18. Die Spirale des Gebläsegehäuses 2 vergrößert sich ausschließlich in radialer Richtung ausgehend von der Spiralzunge 44 und über alle vier Quadranten, d.h. über mehr als 270°.
Weiterhin bezugnehmend auf 2 ist die in Umfangsrichtung weisende Austrittsöffnung 4 des spiralförmigen Gebläsegehäuses2 von der Austrittseite gezeigt und weist eine Breite X und eine Höhe Y auf, welche die maximale Austrittsöffnungsquerschnittsfläche S=X·Y abzüglich der gerundeten Ecken bestimmen. Die Austrittsöffnungsquerschnittsfläche S ist ins Verhältnis zur Ansaugöffnungsquerschnittsfläche Q der Ansaugöffnung 3 des Gebläsegehäuses 2 gesetzt, wobei die Ansaugöffnungsquerschnittsfläche Q bestimmt wird durch Q= π·(QD/2)², wie in den 1 und 4 gezeigt. Dieses Verhältnis Q/S liegt in der gezeigten Ausführung bei einem Wert von 1,4. Das Durchmesserverhältnis AD/DD des maximalen Durchmessers AD des Ansaug 7 des Radiallaufrads 5 zu dem maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas 8 des Radiallaufrads 5 liegt bei einem Wert von 0,7.
Ferner ist die axiale Austrittsbreite AB am Ausblas 8 des Radiallaufrads 5 im Verhältnis zu dem maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas 8 des Radiallaufrads 5 auf den Wert AB/DD=0,12 festgelegt.
Bezugnehmend auf 4 ist gezeigt, dass die Deckscheibe 12 des Radiallaufrads 5 eine axiale Scheibenhöhe DS aufweist. Diese ist bezüglich ihrer Größe ins Verhältnis zur Ansaugöffnung 3 des Gebläsegehäuses 2 gesetzt, die den axialen Zylinderabschnitt mit einer axialen Zylinderhöhe DZ bestimmt. Dabei ist das Verhältnis der Differenz aus axialen Scheibenhöhe DS und der Zylinderhöhe DZ zu dem maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas 8 des Radiallaufrads 5 so festgelegt, dass (DS-DZ)/DD=0,6.
Das Ausführungsbeispiel gemäß der 1 - 4 ist bezüglich der genannten Verhältnisse im Rahmen der vorstehend beschriebenen und in den nachfolgenden Ansprüche definierten Bereiche anpassbar.

Claims

Radialgebläse (1) für einen Dunstabzug mit einem spiralförmigen Gebläsegehäuse (2) mit einer axialen Ansaugöffnung (3) und einer Ausblasöffnung (4), einem in dem Gebläsegehäuse (2) angeordneten Radiallaufrad (5) mit in einem Schaufelkranz angeordneten Laufradschaufeln (6), wobei das Radiallaufrad (5) einen der axialen Ansaugöffnung (3) zugeordneten axialen Ansaug (7) und einen radialen Ausblas (8) am radialen Ende der Laufradschaufeln (6) aufweist, wobei der Ansaug (7) in seiner Axialebene eine Ansaugquerschnittsfläche A und der Ausblas (8) eine umfängliche Mantelfläche M bestimmen und ein Verhältnis der AnsaugquerschnittsflächeA zur Mantelfläche M festgelegt ist, dassgilt: 0,75≤A/M≤1,0.
Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gilt 0,8≤A/M≤0,9.
Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dassdie Laufradschaufeln (6) rückwärts gekrümmt ausgeführt sind.
Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung weisende Austrittsöffnung (4) des spiralförmigen Gebläsegehäuses (2) eine maximale Austrittsöffnungsquerschnittsfläche S aufweist, wobei ein Verhältnis einer Ansaugöffnungsquerschnittsfläche Q der Ansaugöffnung (3) des Gebläsegehäuses (2) zur Austrittsöffnungsquerschnittsfläche S festgelegt ist, dass gilt: 1,2≤Q/S≤1,7.
Radialgebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass gilt 1,4≤Q/S≤1,5.
Radialgebläse nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassein Durchmesserverhältnis eines maximalen Durchmessers AD des Ansaug (7) des Radiallaufrads (5) zu einem maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas (8) des Radiallaufrads (5) festgelegt ist, dass gilt: 0,65≤AD/DD≤0,75.
Radialgebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass gilt 0,68≤5AD/DD≤0,72.
Radialgebläse nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Austrittsbreite AB am Ausblas (8) des Radiallaufrads (5) im Verhältnis zu einem/dem maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas (8) des Radiallaufrads (5) festgelegt ist, dass gilt: 0,1≤AB/DD≤0, 15
Radialgebläse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dassgilt 0,12≤AB/DD≤0, 13.
Radialgebläse nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das spiralförmige Gebläsegehäuses (2) eine axiale Höhe H und ein mittleres Rechtecksmaß B/L seiner Außenkontur aufweist, wobei ein Verhältnis der axialen Höhe H zum mittleren Rechtecksmaß B/L festgelegt ist, dass gilt 0,15≤5H/(B/L)^1/2≤0,25,
Radialgebläse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass gilt 0,17≤H/(B/L)^1/2≤0,2.
Radialgebläse nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallaufrad (5) eine den Ansaug (7) bestimmende Deckscheibe aufweist, welche die Laufradschaufeln (6) zumindest abschnittsweise überstreckt.
Radialgebläse nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe eine axiale Scheibenhöhe DS und die Ansaugöffnung (3) des Gebläsegehäuses (2) einen axialen Zylinderabschnitt mit einer axialen Zylinderhöhe DZ aufweist, wobei ein Verhältnis der Differenz aus axialen Scheibenhöhe DS und der Zylinderhöhe DZ zu einem/dem maximalen Austrittsdurchmesser DD am Ausblas (8) des Radiallaufrads (5) festgelegt ist, dass gilt: 0,05≤(DS-DZ)/DD≤0,07, insbesondere 0,055≤(DS-DZ)/DD≤0,065.
Radialgebläse nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung des spiralförmigen Gebläsegehäuses (2) einen rechteckigen Querschnitt mit insbesondere abgerundeten Ecken aufweist.
Radialgebläse nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das spiralförmige Gebläsegehäuses (2) einen sich in Umfangsrichtung über mehr als 180°, insbesondere mehr als 270° vergrößernden Druckraum bildet.