DE19638847C5

DE19638847C5 - Seitenkanalgebläse, insbesondere für die Verbrennungsluftzuführung bei einem Standheizgerät eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19638847C5
Application number: DE19638847A
Authority: DE
Inventors: Monika Sigle; Dirk Brenner; Tobias Knies; Wolfgang Pfister
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1996-09-21
Filing date: 1996-09-21
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2016-09-22
Also published as: DE19638847A1; DE19638847C2

Abstract

Seitenkanalgebläse (1), insbesondere für die Verbrennungsluftzuführung bei einem Standheizgerät (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gebläsekörperteil (3) in einem Axialanschluß an ein Flügelrad (4), wobei der Gebläsekörperteil (3) einen Eintrittskanal (5) mit Eintrittsöffnung und einen Austrittskanal (6) mit Austrittsöffnung und an der Axialanschlußseite (7) des Flügelrades einen den Eintrittskanal und den Austrittskanal über die Ein-/Austrittsöffnungen verbindenden gebogenen Seitenkanal (8) und einen eine sichelförmige Abdeckung (10) aufweisenden Unterbrecher (9) besitzt, die zusammen den 360°-Umfang der Axialanschlußseite (7) bilden, und die Ein-/Austrittsöffnungen im Radialbereich des Flügelrades (4) liegen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine sichelförmige Abdeckung (10) als separates Bauteil vorgesehen ist, wobei die Sichelbasis die Seitenkanalbreite (b) überdeckt und bei einer Austrittsöffnung die stromaufwärts gelegene Sichelspitze (30) eines sichelförmigen Rands der Abdeckung (10) am radial inneren Umfangsrand (31) des Seitenkanals (8) bzw. bei einer Eintrittsöffnung die stromabwärts gelegene Sichelspitze (30) eines sichelförmigen Rands der Abdeckung (10) am radial äußeren Umfangsrand (32) des Seitenkanals...

Description

Die Erfindung betrifft ein Seitenkanalgebläse, insbesondere für die Verbrennungsluftzuführung bei einem Standheizgerät eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gebläsekörperteil in einem Axialanschluß an ein Flügelrad, wobei der Gebläsekörperteil einen Eintrittskanal mit Eintrittsöffnung und einen Austrittskanal mit Austrittsöffnung und an der Axialanschlußseite des Flügelrades einen den Eintrittskanal und den Austrittskanal über die Ein-/Austrittsöffnungen verbindenden gebogenen Seitenkanal und einen eine sichelförmige Abdeckung aufweisenden Unterbrecher besitzt, die zusammen den 360°-Umfang der Axialanschlußseite bilden, und die Ein-/Austrittsöffnungen im Radialbereich des Flügelrades liegen.
Aus DE 42 30 014 C1 ist ein Seitenkanalgebläse bekannt. Der Unterbrecher besitzt Störeinrichtungen in Form von Materialausnehmungen, z. b. kerbenförmige Ausnehmungen, welche die Geräuschentwicklung beim Betrieb des Gebläses reduzieren. Von Nachteil ist die schwierige und kostenaufwendige Fertigung des Gebläsekörpers. Komplexe, räumlich diffizile Durchströmungskanäle und Störeinrichtungen lassen sich nur begrenzt durch Guß oder mechanische Oberflächenbearbeitung verwirklichen. Mithin sind eine Strömungsoptimierung und Geräuschoptimierung bzw. -minimierung nur begrenzt mir vertretbarem Aufwand möglich.
Bekannt ist ferner aus EP 03 32 078 A1 ein Seitenkanalgebläse der eingangs genannten Art mit einer sichelförmigen Abdeckung im Bereich der Austrittsöffnung. Hierbei ist die Sichelspitze der Abdeckung radial außen stromaufwärts bezüglich des Seitenkanals gelegen, woraus sich der Geräuschpegel eines Ringkanalgebläses vermindern läßt.
Die EP 0 383 238 A2 offenbart ein Seitenkanalgebläse mit einem durch einen Unterbrecherbereich unterbrochenen ringartigen Strömungskanal für das zu fördernde Medium. Im Bereich einer Eintrittsöffnung weist der Unterbrecher eine im Wesentlichen geradlinig vom radial inneren Endbereich des Kanals zum radial äußeren Endbereich des Kanals sich erstreckende Kante auf, wobei das radial äußere Ende dieser Kante bezüglich des radial inneren Endes etwas stromabwärts liegt. Im Austrittsbereich des ringartigen Kanals ist der Unterbrecher durch eine abgewinkelte, aus zwei geradlinig sich erstreckenden Abschnitten zusammengesetzte Kante begrenzt, wobei hier das radial innere Ende der abgewinkelten Kante bezüglich des radial äußeren Endes etwas stromaufwärts versetzt liegt.
Die JP-A-56-165795 zeigt ein Seitenkanalgebläse mit einem durch einen Unterbrecher unterbrochenen ringartigen Kanal. Im Bereich einer Eintrittsöffnung ist der Unterbrecher durch eine V-förmige Kante begrenzt, deren V-Scheitel näherungsweise in der radialen Mitte des ringartigen Kanals liegt. Im Austrittsbereich ist der Unterbrecher durch eine geradlinig vom radial inneren Endbereich zum radial äußeren Endbereich sich erstreckende Kante begrenzt, wobei das radial innere Ende dieser Kante bezüglich des radial äußeren Endes etwas stromaufwärts versetzt liegt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Seitenkanalgebläses der eingangs genannten Art, welches mit Hilfe einfacher Mittel verbessert ist und eine geringe räuschbelastung, gute Strömungsverhältnisse und insbesondere einen optimierten Förderwirkungsgrad besitzt.
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Unteransprüche
Wesen der Erfindung ist, daß zumindest eine sichelförmige Abdeckung als separates Bauteil vorgesehen ist, wobei die Sichelbasis die Seitenkanalbreite überdeckt und bei einer Austrittsöffnung die stromaufwärts gelegene Sichelspitze am radial inneren Umfangsrand des Seitenkanals bzw. bei einer Eintrittsöffnung die stromabwärts gelegene Sichelspitze am radial äußeren Umfangsrand des Seitenkanals liegt.
Dadurch ergeben sich sehr gute geräuscharme Durchströmungsverhältnisse eines Seitenkanalgebläses bei sehr gutem Gebläseförderwirkungsgrad.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer Flügelradrotation des Gebläses sich an radial äußerer Stelle des Seitenkanals eine höhere Luftdichte als an radial innerer Stelle des Kanals einstellt. Befindet sich am Gebläseaustritt bei einer sichelförmige Abdeckung, welche grundsätzlich schon die Geräuschemission verringert und die Durchströmungsverhältnisse verbessert, erfindungsgemäß deren stromaufwärts im Seitenkanal gelegene Sichelspitze radial innen, tritt eine Verbesserung der Durchströmungsverhältnisse und eine Verminderung der Geräusche des Gebläses ein, da der Austrittsquerschnitt des Seitenkanals an der Stelle der größten Luftdichte – radial außen – sehr groß ist und gleichwohl eine durch die Sichel begünstigte Ableitung der Gebläseluft durch den Austrittskanal erfolgt.
Aufgrund der Erkenntnis der vorgenannten Luftdichteverhältnisse kann erfindungsgemäß auch eine saugseitige sichelförmige Abdeckung allein oder zusammen mit einer vorgenannten druckseitigen Abdeckung so angeordnet werden, daß der Ansaugquerschnitt des Seitenkanalgebläses möglichst groß ist und im Bereich der geringen Luftdichte, d. h. radial innen gelegen ist, während im Bereich der Eintrittsöffnung die sichelförmige Abdeckung mit ihrer Sichelspitze stromabwärts bezüglich des Seitenkanals radial außen im Bereich der dort relativ größeren Luftdichte liegt, um die angesaugte Luft optimal in den Seitenkanal einzulenken.
Zwar kennt man nach dem Stand der Technik bereits Abdeckungen, beispielsweise gemäß DE-A 25 31 740 in Nierenform mit einer Spitze in der Seitenkanalmitte, oder gemäß der vorerwähnten EP 03 32 078 A1 in Sichelform mit einer Spitze radial außen am Gebläseaustritt. Die bekannten Ausführungen berücksichtigen jedoch nicht vorgenannte Luftdichteverhältnisse und besitzen demzufolge einen nicht optimalen Gebläseförderwirkungsgrad und auch nicht optimale geräuscharme Durchströmungsverhältnisse.
Schließlich sei zum allgemeinen Stand der Technik DE 39 06 852 A1 erwähnt. Das dortige Seitenkanalgebläse ist jedoch anders konfiguriert und weist einen seitlichen Wulst im Bereich der Austrittsöffnung bzw. dem Auslaßbereich auf. Der Wulst schafft komplett anders geartete Strömungsverhältnisse, die mit denjenigen nach der Erfindung nicht zu vergleichen sind. Diesen komplett anders gearteten Strömungsverhältnissen trägt auch die dortige Abdeckung Rechnung, welche radial außen exakt tangential in den Außenumfang des Flügelrads übergeht. Von einer erfindungsgemäßen Sichelform einer Abdeckung kann nicht die Rede sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sichelspitze in Draufsicht abgerundet ausgebildet, was weitere Strömungsvorteile bringt.
Weiter ist bei dem erfindungsgemäßen Seitenkanalgebläse, daß der sichelförmige Rand der Abdeckung Spiralform besitzt, dergestalt, daß sich bei einer druckseitigen sichelförmigen Abdeckung auf der Gebläseaustrittsseite die stromaufwärts gelegene Sichel bzw. bei einer saugseitigen sichelförmigen Abdeckung auf der Gebläseeintrittsseite die stromabwärts gelegene Sichel sich stetig verjüngt.
Die Abdeckung ist zweckmäßigerweise mit dem Rand des Unterbrechers und/oder dem Rand des Seitenkanals über Befestigungsmittel befestigt, insbesondere durch Senkschrauben, Bolzen oder Nieten.
Alternativ kann auch eine Klebeverbindung vorgesehen sein.
Die Strömungsverhältnisse werden weiter verbessert, wenn der sichelförmige Rand der Abdeckung in Dickenrichtung verjüngt ausgebildet, d. h. eine verjüngte Luftströmungskante vorgesehen ist.
Die Abdeckung kann ein Kunststoff oder Metallteil, insbesondere aus Aluminium, sein.
Auch kann zumindest eine der beiden den Seitenkanal mit dem Eintrittskanal und dem Austrittskanal verbindenden Öffnungen im Bereich der Axialanschlußseite mit zumindest einer Einkerbung versehen sein, welche insbesondere eine V-förmigen Querschnitt besitzt.
Bevorzugt befinden sich Einkerbungen im Öffnungsbereich auf der Saugseite des Gebläses.
Die Abdeckung kann bezüglich der Axialan schlußseite bzw. -fläche des Flügelrades um die Dicke der Abdeckung tiefer angeordnet sein, wobei nach einer Montage die Dicke der Abdeckung die Tiefe gerade ausfüllt und ein bündiger Abschluß der Abdeckung zur Axialanschlußseite des Flügelrades gegeben ist, und dadurch auf einen zusätzlichen Planschliff der Abdeckung im Bereich des Flügelrades verzichtet werden kann.
Eine fertigungsgünstige Anordnung ergibt sich, wenn die Abdeckung eine Platte ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
1 ein Standheizgerät eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen perspektivischen Ansicht, mir einem Seitenkanalgebläse zur Zuführung von Verbrennungsluft zu einem Brenner mir Wärmetauscher,
2 das Seitenkanalgebläse nach 1 in einer schematischen Explosionsdarstellung, mit einem zentralen Gebläsekörperteil,
3 den Gebläsekörperteil nach 2 in vergrößter perspektivischer Ansicht,
4 den Gebläsekörperteil nach 3 in schematischer Draufsicht, und
5 einen Gebläsekörperteil ähnlich 3 in schematischer Draufsicht mit zusätzlicher Darstellung einer saugseitigen sichelförmigen Abdeckung sowie einer Luftdichte-Skizzierung.
Gemäß 1 ist bei einem Standheizgerät 2 oder Zuheizer eines Kraftfahrzeugs ein Seitenkanalgebläse 1 vorgesehen, welches an einen Brenner 20 mit Wärmetauscher angeschlossen ist und den Brenner 20 im Betrieb mit Verbrennungsluft versorgt.
Das Seitenkanalgebläse 1 weist neben einer oberen und einer unteren Verkleidung 22, 23 ein Flügelrad 4 und einen Gebläsekörperteil 3 in einem Axialanschluß an das Flügelrad 4 auf, wie dies insbesondere der auseinandergezogenen Darstellung nach 2 zu entnehmen ist.
Der hier interessierende Gebläsekörperteil 3 ist in größerer Einzelheit in 3 gezeigt.
Der Gebläsekörperteil ist zweistückig ausgebildet. Er besitzt einen Grundgebläsekörperteil in Gußbauweise und als separates Bauteil eine plattige Abdeckung 10 aus Aluminium, wie nachfolgend noch beschrieben wird.
Der Grundgebläsekörperteil umfaßt einen Eintrittskanal 5 für die Zuleitung von Verbrennungsluft von der Atmosphäre und einen Austrittskanal 6 für die Ableitung der beschleunigten Verbrennungsluft zur Brennkammer des Brennen 20.
An der Axialanschlußseite 7 des Flügelrades 4 besitzt der Gebläsekörperteil 3 einen den Eintrittskanal 5 mit dem Austrittskanal 6 verbindenden gebogenen Seitenkanal 8 in Halbtorusform, in welchem im Betrieb die Verbrennungsluft durch das durch einen Elektromotor 21 angetriebene Flügelrad 4 beschleunigt wird.
Der Seitenkanal 8 erstreckt sich auf der Axialan- 5 schlußseite 7 über einen Bogen von ca. 270°. Der Rest der Axialanschlußseite 7 ist im wesentlichen ein Unterbrecher 9, welcher integrierter Bestandteil des gußgeformten Grundgebläsekörperteils ist.
Auf der Saugseite des Gebläses besitzt der Unter- 6 brecher 9 im Bereich der den Eintrittskanal 5 mit dem Seitenkanal 8 verbindenden Eintrittsöffnung V-förmige Einkerbungen 26.
Die Abdeckung 10 gemäß 3 ist auf der Druckseite des Gebläses im Bereich der Austrittsöffnung als sepa- 6 mies Bauteil vorgesehen, welche den Seitenkanal 8 mit dem Austrittskanal 6 verbindet. Die Abdeckung ist über Senkschrauben 11 am Unterbrecher 9 und über eine Senk schraube 12 am inneren Umfangsrand 31 des Seitenkanals 8 befestigt.
Wie insbesondere der 4 zu entnehmen ist, besitzt die Abdeckung nach 3 im wesentlichen Sichelform, wobei die Sichelbasis die Seitenkanalbreite b im Bereich des Unterbrechens 9 überdeckt und die vom Unterbrecher 9 abgewandte Sichelspitze 30 bezüglich des Seitenkanals 8 stromaufwärts gelegen und am radial inneren Umfangsrand 31 des Seitenkanals 8 vorgesehen ist.
Die Sichelspitze 30 ist in Draufsicht strömungsgünstig abgerundet.
Der dem Unterbrecher 9 abgewandte zwischen dem inneren und äußeren Umfangsrand 31, 32 des Seitenkanals 8 gelegene sichelförmige Rand 16 der Abdeckung 10 ist ein bogenförmiger Abschnitt mit einem konstantes Radius r und ist – bezogen auf die Dicke der Abdeckung – stromaufwärts verjüngt ausgebildet, so daß der Rand 16 insgesamt eine strömungsgünstige verjüngte Luftströmungskante darstellt. Insofern, als hier ein konstanter Radis r vorhanden ist, entspricht diese Ausgestaltungsform nicht den Prinzipien der Erfindung.
Das in 5 schematisch gezeigte Ausführungsbeispiel umfaßt sowohl eine druckseitige sichelförmige Abdeckung ähnlich 4 als auch eine integrierte saugseitige Abdeckung in Form einer einzigen Abdeckplatte, welche den Unterbrecher 9 überdeckt.
Die druckseitige Abdeckung besitzt einen konvexen sichelförmigen Rand 16, wie vorstehend im Zusammenhang mit den 3 und 4 beschrieben.
Die saugseitige Abdeckung im Bereich der zwischen dem Eintrittskanal 5 und dem Seitenkanal 8 gelegenen Eintrittsöffnung umfaßt hingegen einen konkaven sichelförmigen Rand 16, dessen bezüglich des Seitenkanals 8 stromabwärts gelegene Sichelspitze 30 am radial äußeren Umfangsrand 32 des Seitenkanals angeordnet ist.
Vorgenannte Sichelkonfigurationen ergeben sich aufgrund der Erkenntnis, daß im Betrieb eines Seitenkanalgebläses 1 bei Rotation eines Flügelrades 4 mit Einzelflügeln 35 gemäß 5 an radial innerer Stelle A des Seitenkanals 8 sich eine geringere Luftdichte als an radial äußerer Stelle B einstellt.

Claims

Seitenkanalgebläse (1), insbesondere für die Verbrennungsluftzuführung bei einem Standheizgerät (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gebläsekörperteil (3) in einem Axialanschluß an ein Flügelrad (4), wobei der Gebläsekörperteil (3) einen Eintrittskanal (5) mit Eintrittsöffnung und einen Austrittskanal (6) mit Austrittsöffnung und an der Axialanschlußseite (7) des Flügelrades einen den Eintrittskanal und den Austrittskanal über die Ein-/Austrittsöffnungen verbindenden gebogenen Seitenkanal (8) und einen eine sichelförmige Abdeckung (10) aufweisenden Unterbrecher (9) besitzt, die zusammen den 360°-Umfang der Axialanschlußseite (7) bilden, und die Ein-/Austrittsöffnungen im Radialbereich des Flügelrades (4) liegen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine sichelförmige Abdeckung (10) als separates Bauteil vorgesehen ist, wobei die Sichelbasis die Seitenkanalbreite (b) überdeckt und bei einer Austrittsöffnung die stromaufwärts gelegene Sichelspitze (30) eines sichelförmigen Rands der Abdeckung (10) am radial inneren Umfangsrand (31) des Seitenkanals (8) bzw. bei einer Eintrittsöffnung die stromabwärts gelegene Sichelspitze (30) eines sichelförmigen Rands der Abdeckung (10) am radial äußeren Umfangsrand (32) des Seitenkanals (8) liegt, wobei der sichelförmige Rand (16) der Abdeckung (10) Spiralform besitzt und bei der Austrittsöfnung die Sichel sich zu ihrem Strom aufwärts gelegenen Ende Stetig verjüngt bzw. bei der Eintrittsöffnung die Sichel sixh zu ihrem stromabwärts gelegenen Ende stetig verjüngt.
Seitenkanalgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichelspitze (30) in Draufsicht abgerundet ausgebildet ist.
Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (10) mit dem Rand des Unterbrechen (9) und/oder dem Rand des Seitenkanals (8) über Befestigungsmittel befestigt ist.
Seitenkanalgebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel Senkschrauben (11, 12), Bolzen oder Nieten sind.
Seitenkanalgebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel Klebemittel sind.
Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sichelförmige Rand (16) in Dickenrichtung der Abdeckung (10) verjüngt ausgebildet, d. h. eine verjüngte Luftströmungskante ist.
Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (10) ein Kunststoff oder Metallteil, insbesondere aus Aluminium, ist.
Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der beiden den Seitenkanal (8) mit dem Eintrittskanal (5) und dem Austrittskanal (6) verbindenden Öffnungen im Bereich der Axialanschlußseite (7) mit zumindest einer Einkerbung (26) versehen ist.
Seitenkanalgebläse nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbung(en) (26) dem Eintrittskanal (5) bzw. der Saugseite des Gebläses zugeordnet ist/sind.
Seitenkanalgebläse nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen (26) einen V-förmigen Querschnitt besitzen.
Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (10) bezüglich der Axialanschlußseite (7) bzw. -fläche des Flügelrades (6) um die Dicke der Abdeckung tiefer angeordnet ist, d. h. die Oberseite der Abdeckung (10) bündig mit der Axialanschlußseite (7) verläuft.
Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (10) eine Platte ist.