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Gebläse, insbesondere Tangentialgebläse Die Erfindung betrifft ein
Gebläse, insbesondere Tangentialgebläse, dessen L.ilfterrad oder L.tifterwalze in
einem als Diffusor ausgebildeten Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuseteil, das den
Saugraum vom Druckraum trennt, besteht üblicherweise aus einer Blechwand, die geradlinig
auf den Umfang des Ltifterrades oder der Lüfterwalze zu verläuft und hier mit einer
Kante endet, die im Verhältnis zu dem Lüfterrad oder der Lüfterwalze ein Spiel aufweist,
dessen Breite zunächst von der Genauigkeit der Lagerung und des Umfanges des Lüfterrades
(der Lüfterwalze) bestimmt wird.
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Ein Tangentialgebläse stellt häufig ein langgestrecktes Gebilde dar.
Die Länge der als Lüfterrad funktionierenden Lüfterwalze beträgt dann ein Vielfaches
von deren Durchmesser. Schon das Lagerspiel bedingt einen gewissen Sicherheitsabstand
zwischen Lüfterwalze und Diffusorwand. Hierzu kommen noch die bei der Fertigung
der
Lüfterwalze selbst erforderlichen Toleranzen. und die Berücksichtib
gung von Temperatureinwirkungen. Das für die Sicherstellung eines- ungestörten Betriebes
erforderliche Spiel nimmt unter diesen Umständen die Ausdehnung eines Spaltes an.
Ein derart weites Spiel bedeutet aber, daß zwischen Saugraum und Druckraum ein erheblicher
Druckausgleich stattfindet, wodurch der Wirkungsgrad beeinträchtigt wird. Das Spiel
begünstigt gleichzeitig die Entstehung akustischer Schwingungen, teils durch Druckstöße,
die sich um die Kante der Diffusorwand bilden, teils, indem diese Kante selber schwingt..
Die akustische Situation kann mit den Verhältnissen an einer Orgelpfeife verglichen
werden. Je enger der Spalt ist, desto höher sind die Frequenzen der insbesondere
im Saugraum entstehenden Töne und Geräusche, die je nach Spaltbreite, Drehzahl und
Strömungsgeschwindigkeit Pfeiftöne verschiedener Frequenzen erregen.
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Je weiter man den Spalt gestaltet - über das fertigungstechnisch Notwendige
hinaus - desto niedriger wird die Frequenz der sich bildenden Töne. Andererseits
fährt ein breiter Spalt dazu, daß der Wirkungsgrad an beiden Seiten eines schmalen
Bereiches steil abfällt und so Drehzahländerungen zur Folge hat, die in anderer
Weise unangenehme Geräusche erzeugen.
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.Bei kleinen Gebläsen, die im Haushalt und zur Zimmerlüftung verwendet
werden, ist der Wirkungsgrad an sich nicht sehr wichtig, sondern die Lüftergeräusche
stehen hier im Vordergrund. Der Wirkungsgrad muß nur über den gesamten Arbeitsbereich
etwa gleichbleibend
- oder noch besser - mit steigendem Luftdurchsatz
ansteigen.
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Es ist von großer Bedeutung, die Leistungskurve im Arbeitsbereich
möglichst horizontal oder zumindest schwach abfallend zu gestalten. Die Bestrebungen
der Konstrukteure solcher kleiner Gebläse gingen bisher fast ausschließlich darauf
hinaus, die Geräuschbildung zu beschränken. Nach einem bekannten Vorschlag wird
das Spiel zwischen Diffusorkante und Umfang der Lüfterwalze sehr breit gestaltet
und derart ausgebildet, daß dieser Spalt sich in Drehrichtung der I üfterwalze verengt.
Die breite Spaltöffnung, die sich nach dem Diffusorraum hin öffnet, dient zur Unterdrückung
hochfrequenter Geräusche, während der sich verengende Kanal, der vom Diffusorraum
weg nach dein Saugraum hin eine erhebliche Tiefe besitzt, den Druckausgleich zwischen
Diffusorraum und Saugraum möglichst hemmen soll. Die Kante der Diffusorwand ist
erfindungsgemäß vom Luftstrom abgewendet und dadurch in ihren Schwingungseigenschaften
gehemmt worden.
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Diese Maßnahme wirkt tatsä: hlich geräuschdämpfend, gibt aber nur
in einem schmalen Bereich die erforderliche Stabilität. An beiden Seiten des schmalen
Bereiches fällt der Wirkungsgrad stark, ab, so daß die Drehzahl sich bei gleichbleibendem
Widerstand ändert. Trotz des erweiterten Spalts entstehen in diesen Randgebieten
Pfeiftöne, die zwar niederer Frequenz sind, jedoch trotzdem sehr störend
wirken können. Bei zusätzli -her Vergrößerung des Spalts kann man zwar den
stabilen Bereich noch etwas erweitern, muß aber unverhältnismäßig viel an Wirkungsgrad
einbüßen. Vorrichtungen nach dem bekannten erwähnten Vorschlag sind somit weit davon
entfernt, einen etwa gleichbleibenden Wirkungsgrad über einen breiten Arbeitsbereich
hinweg zu gewährleisten.
Ein anderer bekannter Vorschlag bezieht
sich auf die Ausbildung des Spiels zwischen Diffusorkante und Umfang der Lüfterwalze
als ein Kanal, in welchem ein aerodynamisch geformter Regelkörper einstellbar angeordnet
ist. Der Regelkörper kann entweder automatisch als eine Funktion des Druckes oder
des Durchsatzes oder aber von Hand eingestellt werden. Durch diese Erfindung erreicht
man eine sehr gute Relation zwischen Druck und Luftdurchsatz. Jedoch-entstehen auch
hier insbesondere am Rand des optimalen A rbeitsbereiches Pfeiftöne an der Schneide
der Diffusorwand und im Kanal. Bei bestimmten Betriebszuständen und entsprechenden
Einstellungen des Regelkörpers wirkt der Regelkörper selbst als Tongeber.
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Bei dem augenblicklichen Stand der Technik ist es noch nicht gelungen,
ein Tangentialgebläse von Geräuscherscheinungen in der Form unangenehmer Pfeiftöne
zu befreien. Die bisher vorgeschlagenen Mittel - Verbreiterung des Lüfterspiels
und Ausformung dieses Spiels als regelbarer Kanal - sind nur als Notbehelfe zu bezeichnen;
da sie auf Kosten des Wirkungsgrades lediglich die hohen Töne abdämpfen, ohne jedoch
die an der Kante der Diffusorwand entstehenden Schwingungstöne beeinflussen zu können.
Einer Lösung des Problems durch Bekämpfung dessen Ursa.-he kommt der oben zuerst
genannte Vorschlag am nächsten, indem die Diffusorwand in die Drehrichtung der Lüfterwalze
abgeknickt und somit die schwingende Schneide in den Saugraum hinein verlegt wird.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, wirkliche Dämpfungseinrichtungen
in das Lüftersystem einzubauen und somit den Übelstand der Geräuschbildung in dessen
Entstehungsbereichen zu bekämpfen. Zu diesem Zweck weist in einem erfindungsgemäßen
Gebläse die
auf die Lcifterwalze zeigende Diffusorwand gegen den
Umfang der Lüfterwalze zu ein aus elastisch-plastischem Material, z. B. Gummi, bestehendes
Endstück auf. Die Zunge dieses elastisch-plastischen Endstücks ist vorzugsweise
beutelartig ausgebildet. An der Diffusorwand können zweckmäßig weitere elastisch-plastische
Dämpfungs-und Abweiskörper angeordnet sein. Das Endstück kann in einer weiteren
Ausführungsform gabelförmig gebildet sein. Schließlich können die Hohlräume der
elastisch-plastischen Dämpfungs- und Abweiskörper mit einer plastischen oder flüssigen
Füllmasse gefüllt sein.
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In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
Es zeigen: Fig. 1 ein Tangentialgebläse mit Lüfterwalze und Diffusor, schematisch
und im Schnitt, Fig. 2 das Endstück einer Diffusorwand mit elastischplastischer
Zunge und Fig. 3 das Endstück einer Diffusorwand mit gabelförmigen elastisch-plastischen
Zungen.
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Die Laufwalze 1 ist zwischen den Diffusorwänden 2,3 angebracht.
Nach dem Umfang der Laufwalze 1 hin weist die Diffusorwand 3 ein Endstück 4 auf,
das aus Gummi oder einem sonstigen elastischen Material besteht. Luftschwingungen,
die im Spiel 5 zwischen dem Endstück und der Lüfterwalze 1 entstehen, werden entsprechende
Verformungen des elastisch-plastischen Endstücks 4 und insbesondere
dessen
Zunge 6 auslösen, die wiederum das Enstehen kurzwelliger Schwingungen unterdrücken
und eine Periodizität der langwelligen Schwingungen verhindern.
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Die Zunge 6 des Endstücks 4 kann verschiedene Formen aufweisen. Fig.
2 zeigt die Diffusorwand 3 mit einem gegen die Drehrichtung der Laufwalze
sich erstreckenden Knick 7. Das abgebogene Endstück 8 ist mit einer Zunge 9 versehen,
deren Querschnitt etwa birnenförmig ist und die aus Gummi oder einem sonstigen elastischen
Material besteht. Es ergibt sich hieraus eine Hemmung der im Spiel 5 entstehenden
Luftschwingungen, die bei entsprechender Dimensionierung der Zunge 9 und bei richtiger
Wahl des elastischen Materials geräuschdämpfend wirkt.
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Diese erfindungsgemäße Ausführung der Zunge 9 hat eine weitere Wirkung,
indem. die Zunge 9 bei ansteigendem Luftdurchsatz so verformt wird, wie es die gebrochene
Linie auf Fig. 2 zeigt, d. h. sie wird an derjenigen Seite verflacht, die sich gegen
den Diffusorraum hin wendet. Gleichzeitig wird sie in das Spiel 5 hineingedrückt,
wo sie den Durchgang verengt. Ohne daß hochfrequente Geräusche entstehen können,
erhöht sich somit der Wirkungsgrad des Gebläses, und zwar umso mehr, je größer der
Luftdurchsatz ist.
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Fi . 3 zeigt'eine Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 1. indem
das EndstEick 4 mit der Zunge 6 in zwei Endstücke 4, 4' und zwei Zungen 6P6' aufgeteilt
wird. Hiermit wird eint weitere Geräuschdämpfung erreicht. Wie gezeigt, können die
Endstücke 4.4' in bezug auf Längen und sonstige Dimensionen verschieden sein.
Der
Erfindungsgedanke, nämlich die zweckdienliche Anordnung elastisch-plastisch verförmbarer
Körper an solchen Stellen des Gebläses, wo Geräuschbildung und Wirbelbildung günstig
beeinflußt werden können, findet gegebenenfalls auch auf andere Bereiche als die
hier beschriebenen Anwendung. Beispielsweise ist es denkbar, einen elastisch-plastisch
verformbaren Körper 10 etwa in der Gestalt eines Zylinders oder einer Zunge an eine
geeignete Stelle der Diffusorwand 3 (Fig. 1), oder an den Knick ? (Fig. 2)
anzubringen.
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Die verschiedenen Zungen 6, 9 und sonstigen Dämpfungskörper 10
können mit elastischem oder flüssigem Dämpfungs- und Füllmaterial aufgefüllt
werden. Bei der Auswahl dieses Füllmaterials ist es möglich, die Verformungs- und
Dämpfungseigenschaften der Körper der vorliegenden Aufgabe genau anzupassen.