DE19811877C2 - Radiallüfter - Google Patents
RadiallüfterInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/422—Discharge tongues
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4226—Fan casings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Radiallüfter mit hoher spezifischer Leistung, insbesondere
mit einem Trommelläufer und einem Gehäuse, in dem ein sich erweiternder
Druckraum sich spiralförmig zu einer Ausströmöffnung erstreckt, und
mit einer an den Seitenwänden des Gehäuses jeweils einen Kehlradius aufweisenden Ge
häusezunge zur Trennung von Druckraumanfang und Druckraumende.
Radiallüfter der genannten Gattung werden insbesondere in der Bürotechnik, Haushalt
technik und Heiztechnik als sogen. Kleinventilatoren eingesetzt und besitzen naturgemäß
eine relativ hohe Leistungsdichte, d. h. die erbrachte Luftleistung ist im Verhältnis zu den
Abmessungen relativ hoch. Dies gilt insbesondere für Radiallüfter, die in dem genannten
Einsatzgebiet, und hier insbesondere in der Heiztechnik, nur sehr geringe Abmessungen
besitzen dürfen, da andere Bauteile den Einbauraum eines derartigen Kleinventilators be
grenzen. Aus diesem Grund werden die Gebläse mit sogen. Trommelläufern als Laufräder
ausgestattet, die einen sehr hohen Energieumsatz ermöglichen, d. h. zu einer hohen Luft
leistung führen.
Da, wie angeführt, in der Regel der Platzbedarf vorgegeben ist, ergeben sich insbesondere
bei derartigen Aufgabengebieten die folgenden Rahmenbedingungen:
- 1. Es ist eine möglichst hohe Luftleistungs-Kennlinie (Druck-Volumenstrom- Kennlinie) zu erzeugen;
- 2. im geforderten Betriebspunkt soll eine derartige Konstruktion wenig Geräusch ab strahlen;
- 3. der geforderte Betriebspunkt ist mit einer möglichst geringen Aufnahmeleistung zu erreichen und beizubehalten.
In der Regel werden hierzu die Trommelläufer mit einem im Verhältnis zu den Außenab
messungen des Gebläses relativ großen Durchmesser benutzt. Dies führt jedoch im Ver
hältnis zu einem sehr kleinen Druckraum d. h. dem Raum zwischen dem Rad-Außenum
fang und der Gehäuse-Innenseite. Da derartige Ventilatoren zumeist mit preiswerten
zweipoligen Asynchronmotoren betrieben werden, deren Drehzahl entsprechend begrenzt
ist, wird durch die Größe des Laufraddurchmessers eine relativ hohe Umfangsgeschwin
digkeit erreicht, die auch für einen hohen Energieumsatz erforderlich ist. Da jedoch der
Druckraum wegen des Platzmangels relativ klein gehalten ist, wird das
"Schluckvermögen" der Gehäusespirale sehr schnell erreicht.
Aus diesem Grund stellen die geringen Abmessungen des Raumes für den Radiallüfter
einen internen Widerstand dar mit der Folge, daß
- - der große Raddurchmesser nur unzureichend ausgenutzt werden kann,
- - der Wirkungsgrad nicht ausgeschöpft wird und die Geräuschemissionen höher werden.
Vom strömungstechnischen Standpunkt wird das Optimum bei den vorgegebenen Gehäu
seabmessungen durch einen kleineren Raddurchmesser erzielt, wodurch auf der anderen
Seite die geforderten spezifischen Leistungen jedoch nicht erzielt werden können. Aus
gerätetechnischen Gründen und unter anderem auch aus Platzgründen ist oft eine kreis
förmige Austrittsöffnung erforderlich.
Derartige Gehäuse werden überwiegend, insbesondere wenn sie als Abgasgebläse
(Hotsider) in Heizgeräten verwendet werden, aus Aluminium oder Stahlblech geformt
bzw. tiefgezogen. Die beiden Gehäusehälften werden über eine Bördelung miteinander
verbunden, wobei der Bördelrand auf der Außenseite des Gehäuses sitzt. Aus Kosten
gründen wird bei solchen Gebläsen, die mit einer runden Austrittsöffnung ausgestattet
sind, die Trennebene in die Symmetrieebene gelegt.
Aus der DE 43 13 617 C1 ist ein Spiralgehäuse eines Radialgebläses bekannt, bei dem eine
Gehäusezunge weit in den Gebläseinnenraum hinein ragt und so den Zungenbereich in
Fortsetzung der Spirallinie verlängert. Die Zungenkante ist von einer Gebläsewand zur
anderen mit einer Krümmung versehen und führt infolge ihrer Verlängerung zu einer dü
senartigen Verengung der Austrittsöffnung.
Durch die Verlängerung und Verengung des Austrittsquerschnitts kommt es zu uner
wünschten Strömungs-/Querschnittsprofilen, weshalb Leistungsverluste und insbesondere
Resonanzerscheinungen zu erwarten sind.
Aus der US 4 884 946 ist ein Lüftergehäuse mit zylindrischer Umfangsfläche und im
Querschnitt kreisförmiger Ausströmöffnung bekannt. Die Gehäusezunge ist mit einem
Radius abgerundet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radiallüfter der genannten Gattung so
zu verbessern, daß seine Luftleistung erhöht wird.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Gehäusezunge über zumindest einen Teil der
Breite des Gehäuses mit einer durchgehenden Krümmung ausgebildet ist.
Durch diese Maßnahme wird erzielt, daß zum einen die Geräuschabstrahlung reduziert wird
und zum anderen, daß die scharfe Trennung zwischen Druckraumende und Druckrauman
fang unterbleibt, wodurch das gasförmige Fördermedium im oberen Teil des Luftaustritts
an der Zunge nicht mehr so scharf umgelenkt und so die negative Auswirkung einer sol
chen scharfen Umlenkung auf den Wirkungsgrad vermieden wird.
Dadurch, daß der qualitative Verlauf der Krümmung der Gehäusezunge der Kontur der
Ausströmöffnung entspricht, ist ein optimaler Austritt des Druckluftstroms gewährleistet.
Da sich der Zungenradius über den Verlauf der Krümmung im wesentlichen stetig verän
dert, kann eine gezielte Reduzierung der Geräuschabstrahlung erzielt werden. Der Zun
genradius wird vorteilhafterweise an der Stelle am größten, an der die größte Beaufschla
gung mit Luft erfolgt. In manchen Fällen ist dies die Mitte der Gehäusebreite, meist je
doch die Motorseite des Trommelläufers.
Bei einer Ausführungsvariante ist der Zungenradius über den Verlauf der Krümmung
gleich. Günstig kann sein, daß der Abstand zwischen dem Außendurchmesser des Trom
melläufers und der Gehäusezunge entlang der Krümmung über die Gehäusebreite gleich
ist. Durch die Festlegung eines relativ geringen Abstands kann eine gute Trennung zwi
schen Druckraumanfang und Druckraumende erreicht werden, die vergleichbar wirkungs
voll ist wie bei einer geraden Gehäusezunge.
Eine besondere Ausbildung sieht vor, daß ein Teil des Fördermediums im Bereich der
Gehäusezunge wieder in den Druckraumanfang geführt wird. Dies kann durch Variation
des kürzesten Abstands zwischen dem Außendurchmesser des Trommelläufers und dem
Gehäuse erzielt werden, wobei der kürzeste Abstand im Bereich der Krümmung liegen
kann, er kann jedoch auch in Laufrichtung nach den Bereich der Krümmung gelegt wer
den, so daß ein keilförmiger Raum zwischen der Zunge und der Stelle des kürzesten Ab
stands gebildet wird. Auch durch diese Maßnahme wird die Geräuschbildung erheblich
reduziert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbei
spiele näher erläutert.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine CAD-Darstellung eines Radiallüfters aus dem Stand der Technik;
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Radiallüfter in gleicher Darstellung wie in Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Radiallüfter.
Fig. 1 zeigt in schematischer CAD-Darstellung das Gehäuse 3 eines Radiallüfters mit ei
ner im wesentlichen kreisrunden Ausströmöffnung 5. Der Übergang zwischen der Aus
strömöffnung und dem Gehäuseinnenraum zur Saugseite hin wird durch eine Gehäuse
zunge 6 gebildet. In der bekannten Ausführungsform ist diese Gehäusezunge im wesentli
chen eine gerade Barriere zwischen Druckraumende 4", d. h. dem Raum im Gehäuse 3 vor
der Ausströmöffnung 5 und den Druckraumanfang 4'. Die Gehäusezunge 6 geht an ihren
Rändern mit einen Kehlradius in die jeweilige Seitenwand über.
In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Radiallüfters dargestellt. Der Ra
diallüfter weist ein Gehäuse 3 auf, in dem ein Trommelläufer 2 aufgenommen ist. Das
Gehäuse bildet um den Trommelläufer herum einen sich erweiternden Druckraum 4, der
sich im wesentlichen spiralförmig zur Ausströmöffnung 5 erstreckt. Der Druckraum 4 ist
defintionsgemäß in einen Druckraumende 4" und einen Druckraumanfang 4' aufgeteilt,
wobei das Druckraumende 4" der Bereich ist, der anschließend in die Ausströmöffnung 5
übergeht. In Laufrichtung des Trommelläufers ist das Druckraumende 4" vom Druckrau
manfang 4' durch eine Gehäusezunge 6 getrennt.
Diese Gehäusezunge 6 erstreckt sich bei der dargestellten erfindungsgemäßen Ausbildung
in einer der Ausströmöffnung angepaßten Krümmung über die gesamte Breite B des Gehäuses
3. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Krümmung auch
einen anderen Verlauf haben, wobei es jeweils vorteilhaft ist, wenn die Krümmung der
Öffnung des Ausströmkanals entspricht.
Die Zunge ist üblicherweise an ihrem dem Druckraum zugewandten Rand mit einem
Zungenradius 8 versehen, der bei Radiallüftern der beschriebenen Gattung, die einen Rad-
Durchmesser in einer Größenordnung von ca. 100-150 mm aufweisen, in einer Größen
ordnung zwischen ca. 5 mm und 8 mm liegt. Bei dem dargestellten Beispiel der Erfindung
ist die Zunge derart gestaltet, daß sich der Radius von der Symmetrieebene zu beiden
Seiten stetig verringert, wobei der Radius im Mittenbereich vorzugsweise größer als 10 mm
bis 15 mm ist und das Maß von 5 mm lediglich in den Randbereichen verwirklicht ist
und sogar noch erheblich kleiner sein kann.
Bei besonderen Ausführungsformen kann es jedoch vorgesehen sein, daß der Zungenradi
us 8 über den gesamten Verlauf der Krümmung gleich ist oder an der Stelle der größten
Beaufschlagung mit Luft das größte Maß besitzen kann.
Ein weiteres Kriterium für die Leistungsfähigkeit eines Radiallüfters ist der Abstand zwi
schen dem Trommelläufer und der Gehäusezunge. Bei der Erfindung kann es vorgesehen
sein, daß dieser Abstand über die Gehäusebreite im wesentlichen gleich ist. Dies erfordert
eine entsprechend topographische Gestaltung der Gehäuse-Innenwand.
Entsprechend den Anforderungen kann der kürzeste Abstand im Bereich der Krümmung
liegen, er kann jedoch auch in Laufrichtung nach dem Bereich der Krümmung 7 der Ge
häusezunge gelegen sein. Dabei ist ein keilförmiger Raum 10 zwischen der Gehäusezunge
und der Stelle des kürzesten Abstands ausgebildet (vgl. Fig. 3). Der Keilwinkel α kann
dabei je nach Anforderung variieren.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann durch die Variation der oben be
schriebenen Merkmale erreicht werden, daß ein Teil des Fördermediums im Bereich der
Gehäusezunge 6 wieder dem Druckraumanfang 4' zugeführt wird. Dabei wird die Tren
nung von Druckraumende 4" und Druckraumanfang 4' beispielsweise lediglich in den
Randzonen des Gebläses verwirklicht, so daß eine undefinierte Rückströmung vermieden
wird. Im mittleren axialen Bereich ist ein sanfter Übergang vom Druckraumende in den
Druckraumanfang vorgesehen, so daß zum einen die Luftleistung und der Wirkungsgrad
erhöht und zum anderen die Geräuschabstrahlung reduziert werden.
Claims (6)
1. Radiallüfter mit hoher spezifischer Leistung, insbeson
dere mit einem Trommelläufer (2) und einem Gehäuse (3),
in dem um den Trommelläufer (2) herum ein sich erwei
ternder Druckraum (4) sich spi
ralförmig zu einer Ausströmöffnung (5) mit gekrümmter
Kontur erstreckt, und mit einer an den Seitenwänden des
Gehäuses jeweils einen Kehlradius aufweisenden Gehäuse
zunge (6) zur Trennung von Druckraumanfang (4') und
Druckraumende (4"), die über zumindest einen Teil der
Breite (B) des Gehäuses (3) mit einer durchgehenden
Krümmung (7) ausgebildet ist, deren Verlauf der Kontur
der Ausströmöffnung (5) angepaßt ist, wobei die Gehäu
sezunge (6) über den Verlauf der Krümmung (7) einen sich
im wesentlichen stetig verändernden Zungenradius (8) be
sitzt.
2. Radiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zungenradius (8) im Mittenbereich der Gehäuse
breite am größten ist.
3. Radiallüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Au
ßendurchmesser des Trommelläufers (2) und der Gehäuse
zunge (6) entlang der Krümmung (7) über die Gehäusebrei
te (B) im wesentlichen gleich ist.
4. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der kürzeste Abstand zwischen dem
Außendurchmesser des Trommelläufers (2) und dem Gehäuse
(3) im Bereich der Krümmung (7) liegt.
5. Radiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der kürzeste Abstand zwischen dem
Außendurchmesser des Trommelläufers (2) und dem Gehäuse
(3) in Laufrichtung nach dem Bereich der Krümmung (7)
der Gehäusezunge liegt und daß ein keilförmiger Raum
(10) zwischen der Zunge und der Stelle des kürzesten Ab
stands ausgebildet ist.
6. Radiallüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Fördermediums
im Bereich der Gehäusezunge (6) wieder dem Saugraum
zugeführt wird.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19861061A DE19861061C2 (de) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Radiallüfter |
ES99105557T ES2221254T3 (es) | 1998-03-18 | 1999-03-18 | Ventilador radial. |
DE59909622T DE59909622D1 (de) | 1998-03-18 | 1999-03-18 | Radiallüfter |
EP19990105557 EP0943808B1 (de) | 1998-03-18 | 1999-03-18 | Radiallüfter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19861061A DE19861061C2 (de) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Radiallüfter |
Publications (2)
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DE19811877A1 DE19811877A1 (de) | 1999-09-23 |
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Family
ID=7893280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998111877 Expired - Lifetime DE19811877C2 (de) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Radiallüfter |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19811877C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007055507A1 (de) | 2007-11-21 | 2009-06-04 | Georg Emanuel Koppenwallner | Schräglippenspirale |
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---|---|---|---|---|
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CN110513331A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-29 | 浙江理工大学 | 一种低噪蜗壳及离心通风机 |
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---|---|---|---|---|
US4884946A (en) * | 1987-05-04 | 1989-12-05 | Belanger, Inc. | Blower housing construction |
DE4313617C1 (de) * | 1993-04-26 | 1994-05-11 | Kreis Truma Geraetebau | Radialgebläse |
-
1998
- 1998-03-18 DE DE1998111877 patent/DE19811877C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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Legal Events
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