DE19918085A1 - Gebläse mit einem Spiralgehäuse - Google Patents

Abstract

Der drehbar gelagerte Rotor des Gebläses, insbesondere eines Gebläses für die Förderung von Prozeßluft oder Kühlluft in einem Haushaltwäschetrockner, hat am Umfang verteilte Schaufeln und eine konzentrische Ansaugöffnung, die von einer mit den Schaufeln einseitig verbundenen Deckscheibe derart umgeben ist, daß die Strömung im zentralen Raumsektor des Rotors von der Ansaugöffnung kommend in einem Bogen von annähernd 90 DEG durch die Schaufeln hindurch umgelenkt wird. DOLLAR A Zur Verbesserung des Gebläsewirkungsgrades und Verminderung der vom Gebläse erzeugten Geräusche bildet die der Deckscheibe zugewandte Seite jeder Schaufel eine mehrfach gekrümmte Linie, die wenigstens annähernd senkrecht auf der Außenseite der Schaufel steht und sich von dort nach außen krümmt, um in der Nähe der Ansaugöffnung einen zur Schaufel hin offenen Bogen zu bilden, und mit Abstand zur Ansaugöffnung etwa in deren Höhe endet, wo sie kontinuierlich in die Innenseite der Schaufel übergeht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebläse mit einem in einem Spiralgehäuse drehbar gela­ gerten Rotor mit am Umfang verteilten Schaufeln und einer konzentrischen Ansau­ göffnung, die von einer mit den Schaufeln einseitig verbundenen Deckscheibe derart umgeben ist, daß die Strömung im zentralen Raumsektor des Rotors von der An­ saugöffnung kommend in einem Bogen von annähernd 90° durch die Schaufeln hin­ durch umgelenkt wird, insbesondere Gebläse dieser Art für die Förderung von Pro­ zeßluft oder Kühlluft in einem Haushaltwäschetrockner.

Ein derartiges Gebläse ist aus DE 31 37 554 A1 bekannt. Darin übernimmt ein zen­ traler Durchtritt der Deckscheibe das aus der mit dem Durchtritt nahezu kongruenten Ansaugöffnung einer Einlaufdüse einströmende Gas. Die Deckscheibe ist dabei im Bereich ihres Durchtritts ebenfalls düsenförmig zur Ansaugöffnung hin ausgeformt. Damit soll eine möglichst gleichmäßige Strömung erreicht werden. Da aber die Strömungswege im Innenbereich der Umlenkung kürzer sind als im Außenbereich und außerdem das am düsenförmig ausgeformten Durchtritt der Deckscheibe ent­ langstreichende Gas einer Reibung unterliegt, entstehen insbesondere an der dü­ senförmigen Innenseite der Deckscheibe Wirbel. Solche Wirbel verhindern eine ab­ lösungsfreie Strömung und setzen den Wirkungsgrad des Gebläses stark herab. Au­ ßerdem sorgen diese Wirbel für zusätzliche Geräuschbildung im Gebläse, die bei einem Einsatz wie dem in Haushaltswäschetrocknern als besonders störend empfun­ den werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gebläse der eingangs genannten Art hin­ sichtlich ihres Wirkungsgrades zu verbessern und gleichzeitig ihre Betriebsgeräu­ sche zu vermindern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die der Deckscheibe zu­ gewandte Seite jeder Schaufel eine mehrfach gekrümmte Linie bildet, die wenig­ stens annähernd senkrecht auf der Außenseite der Schaufel steht und sich von dort nach außen krümmt, um in der Nähe der Ansaugöffnung einen zur Schaufel hin of­ fenen Bogen zu bilden, und mit Abstand zur Ansaugöffnung etwa in deren Höhe en­ det.

Die angegebene Formung der der Deckscheibe zugewandten Schaufelseiten führt zu einer ringwalzenförmigen Toroidströmung im Innenraumsektor der Bögen der Schaufelseiten. Diese Toroidströmung lenkt die Hauptströmung mit minimaler Rei­ bung ablösearm im Bogen von annähernd 90° von der Ansaugöffnung durch die Schaufeln nach außen. Dadurch erhöht sich der Gebläsewirkungsgrad. Die Förder­ leistung des Gebläses nimmt bei gegebener Antriebsleistung zu. Gleichzeitig ver­ mindert sich das Betriebsgeräusch des Gebläses.

Die Außenkrümmung der Schaufelseite als Kreisbogen unterstützt vorteilhafterweise die Bildung einer vorstehend beschriebenen Toroidströmung.

Wenn gemäß einer vorteilhaften Fortbildung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Gebläses die an die Außenkrümmung der Schaufelseite anschließende, auf die Außenseite der Schaufel zulaufende Gegenkrümmung ein nach außen offener Kreisbogen ist, wird eine Rückströmung von der Außenseite des Gebläserades her an der Deckscheibe vorbei durch den Schlitz zwischen Deckscheibe und Ansaugöff­ nung gefördert. Diese Rückströmung vermischt sich mit der Hauptströmung im Be­ reich der Ansaugöffnung und fördert die Wirbelbildung, die schließlich die Toroid­ strömung initiiert.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausbildung des erfindungsgemäßen Gebläses erwiesen, bei der die Außenkrümmung einen angenäherten Halbkreis bildet und kontinuierlich in die Gegenkrümmung übergeht, die einen angenäherten Viertelkreis bildet und wenigsten annähernd senkrecht auf der Linie der Außenseite der Schaufel steht. Dabei haben sich die erwünschten Strömungen wie oben beschrieben am be­ sten eingestellt. Hierbei kann es außerdem hilfreich sein, wenn der Radius der Au­ ßenkrümmung mit dem Radius der Gegenkrümmung übereinstimmt.

Vorteilhafterweise ist das Profil der Deckscheibe der Krümmung der Schaufelseiten angepaßt. Wenn dann noch der der Außenkrümmung der Deckscheibe benachbarte Abschnitt der Wandung des Spiralgehäuses zu ihr einen eine Rückströmung zulas­ senden Abstand und ein angenähert gleiches Profil hat wie die Außenkrümmung der Deckscheibe, kann die Rückströmung ungehindert fließen.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Fortbildung des erfindungsgemäßen Geblä­ ses vermindert sich der Abstand der Wandung zur Deckscheibe in Richtung von der Schaufel-Außenseite auf die Ansaugöffnung und hat er am Schlitz zwischen der An­ saugöffnung und dem zentralen Durchtritt der Deckscheibe die geringste Abmes­ sung. Dann gelingt es nämlich, der Rückströmung im Bereich der Ansaugöffnung eine so hohe Geschwindigkeit zu vermitteln, daß sie die langsamer zufließende Hauptströmung im Vermischungsbereich nach innen mitreißt und zusammen mit ihr zur Toroidströmung verwirbelt.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung nachstehend erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gebläse entlang einer durch die Achse 1 des Rotors 2 verlaufenden Ebene. An der Bodenscheibe 3 ist der Rotor 2 über die Welle 4 im Gehäuse des Gebläses gelagert und zugleich durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben. Der Rotor wird im wesentlichen durch eine Schar von am Umfang gleichmäßig verteilten Schaufeln 5 gebildet, die zwischen der Bodenscheibe 3 und einer ansaugseitigen Deckscheibe 6 eingespannt sind. Schließlich ist der Rotor 2 bis auf eine Ansaugöffnung 7 durch ein Spiralgehäu­ se 8 umgeben, dessen spiralige Form hier nicht erkennbar und für die vorliegende Erfindung auch nicht bedeutend ist.

Die Schaufelblätter 5 haben eine von einem Rechteck in der Weise abweichende Form, daß die zur Deckscheibe 6 gewandten Seiten 51 einen Abschnitt 52 (Außen­ krümmung), der wenigstens nahezu kreisbogenförmig ausgebeult ist, und einen weiteren Abschnitt 53 (Gegenkrümmung) aufweisen, der ebenfalls wenigstens nahe­ zu kreisbogenförmig einwärts gebogen ist und schließlich angenähert rechtwinklig auf der Außenseite 54 des Schaufelblattes 5 steht.

Im Bereich der Außenkrümmung 52 bildet sich nun auf der Innenseite 51 der Deck­ scheibe 6, deren Profil im dargestellten Beispiel der Form der Schaufelblattseiten 51 angepaßt ist, eine ring- und walzenförmige - eine sogenannte toroidale - Strö­ mung 9 aus, die dafür sorgt, daß die Hauptströmung 10 annähernd ablösungsfrei stetig um den Innenumfang der Deckscheibe 6 gelenkt wird. Dabei gleitet die Haupt­ strömung 10 nahezu reibungslos über die Toroidströmung 9 hinweg, so daß sich der Wirkungsgrad der Luftdruckerzeugung erheblich verbessert. Außerdem bildet die Toroidströmung 9 eine Dämpfung gegenüber eventuell entstehenden Geräuschen. Andererseits verhindert die Toroidströmung bereits unkontrollierte Wirbelbildung und die Entstehung von Geräuschen aus solchen Wirbeln.

Die Bildung der Toroidströmung 9 wird durch eine Rückströmung 11 außerordentlich gefördert, die sich außerhalb des Rotors 2 von der Hauptströmung ablöst und zwi­ schen der Deckscheibe 6 und der ansaugseitigen Gehäusewandung 12 zum Rand­ bereich 71 der Ansaugöffnung 7 strömt.

Zur Unterstützung dieser Funktion sind mehrere Maßnahmen getroffen worden:
Einerseits vermindert sich der Abstand zwischen der Gehäusewandung 12 und der Deckscheibe 6 ausgehend von der Außenseite 54 des Schaufelblat­ tes 5 bis hin zum ringförmigen Schlitz 72 zwischen dem Innenrand 71 der An­ saugöffnung 7 und dem Innenrand 61 der Deckscheibe 6. Die dadurch er­ zeugte Düsenform des Schlitzes 72 beschleunigt die Ausströmung des Rück­ stroms 11.

Außerdem ist die Öffnung des Schlitzes 72 auf den Rotor 2 und in dieselbe Richtung gerichtet wie der Hauptstrom 10, so daß die Rückströmung 11 wi­ derstandsfrei durch die Hauptströmung 10 mitgerissen wird.

Ferner wird der Innenrand 61 der Außenkrümmung 52 von der Schaufelblatt- Innenseite 55 etwas überragt, damit die Hauptströmung 10 und die Rückströ­ mung 11 gemeinsam vom Sog der rotierenden Schaufelblätter 5 besser erfaßt werden.

Der Radius 62 und die Bogenhöhe (hier gleich dem Radius 62) der Außen­ krümmung 52 sind so gewählt, daß die Toroidströmung 9 einen einigermaßen kreisförmigen Querschnitt aufweist; Deformationen vom Kreisquerschnitt wür­ den wieder die Strömung behindernde und Geräusche bildende Wirbel erzeu­ gen.

Gleichzeitig fördert die Gegenkrümmung 53 mit ihrem ungefähr gleich großen Radius 63 gemeinsam mit dem erweiterten Raumquerschnitt zwischen der Deckscheibe 6 und der Gehäusewandung 12 das Ablösen der Rückströ­ mung 11 aus dem Hauptstrom 10.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Bei­ spielsweise können das Spiralgehäuse und der Rotor grundsätzlich anders geformt sein. Wesentlich für die Lösung der Aufgabenstellung ist die aufeinander abge­ stimmte Gestaltung des Gehäuses (Ansaugöffnung 7, Innenrand 71, Gehäusewan­ dung 12), der Schaufeln 5 und der Deckscheibe 6. Aber auch hier sind in Abhängig­ keit von den Größenverhältnissen (Durchmesser der Deckscheibe 6, des Spiralge­ häuses 8, des Rotors 2 sowie die Breite der letzteren) Abweichungen von den Radi­ en 62 und 63 sowie den Krümmungen der Gehäusewandung 12 und auch von der Bogenhöhe der Außenkrümmung 52 sowie den gegenseitigen Positionen der Innen­ ränder 71 und 61 im Rahmen der Erfindung möglich.

Claims (8)

1. Gebläse mit einem in einem Spiralgehäuse drehbar gelagerten Rotor mit am Umfang verteilten Schaufeln und einer konzentrischen Ansaugöffnung, die von einer mit den Schaufeln einseitig verbundenen Deckscheibe derart umge­ ben ist, daß die Strömung im zentralen Raumsektor des Rotors von der An­ saugöffnung kommend in einem Bogen von annähernd 90° durch die Schau­ feln hindurch umgelenkt wird, insbesondere Gebläse dieser Art für die Förde­ rung von Prozeßluft oder Kühlluft in einem Haushaltwäschetrockner, dadurch gekennzeichnet, daß die der Deckscheibe zugewandte Seite jeder Schaufel eine mehrfach gekrümmte Linie bildet, die wenigstens annähernd senkrecht auf der Außenseite der Schaufel steht und sich von dort nach außen krümmt, um in der Nähe der Ansaugöffnung einen zur Schaufel hin offenen Bogen zu bilden, und mit Abstand zur Ansaugöffnung etwa in deren Höhe endet.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkrüm­ mung der Schaufelseite ein Kreisbogen ist.

3. Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Außenkrümmung der Schaufelseite anschließende, auf die Außenseite der Schaufel zulaufende Gegenkrümmung ein nach außen offener Kreisbogen ist.

4. Gebläse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen­ krümmung einen angenäherten Halbkreis bildet und kontinuierlich in die Ge­ genkrümmung übergeht, die einen angenäherten Viertelkreis bildet und we­ nigsten annähernd senkrecht auf der Linie der Außenseite der Schaufel steht.

5. Gebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Au­ ßenkrümmung mit dem Radius der Gegenkrümmung übereinstimmt.

6. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Deckscheibe der Krümmung der Schaufelseiten angepaßt ist.

7. Gebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der der Außen­ krümmung der Deckscheibe benachbarte Abschnitt der Wandung des Spiral­ gehäuses zu ihr einen eine Rückströmung zulassenden Abstand und ein an­ genähert gleiches Profil hat wie die Außenkrümmung der Deckscheibe.

8. Gebläse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Wandung zur Deckscheibe sich in Richtung von der Schaufel-Außenseite auf die Ansaugöffnung vermindert und am Schlitz zwischen der Ansaugöffnung und dem zentralen Durchtritt der Deckscheibe die geringste Abmessung hat.