DE2448362A1

DE2448362A1 - Als klein- oder kleinstluefter ausgebildeter querstromluefter mit in den endscheibennahen randzonen erhoehter luftaustrittsgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE2448362A1
Application number: DE19742448362
Authority: DE
Inventors: Walter Ing Grad Dasch; Reinhold Ing Gra Hopfensperger; Bruno Keller
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-10-10
Filing date: 1974-10-10
Publication date: 1976-04-22
Also published as: GB1522316A; DE2448362C2

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ
AKTIENGESELLSCHAFT

Stuttgart

B.Keller et al 7-2-6

Als Klein- oder Kleinstlüfter ausgebildeter Querstromlüfter mit in den endseheibennahen Randzonen erhöhter Luftaustrittsge schwindi gke i t

Die Erfindung betrifft einen als Klein- oder Kleinstlüfter ausgebildeten Querstromlüfter, bestehend aus einer Lüfterwalze mit parallel zur Drehachse verlaufenden Schaufelkanten, einem spiralförmig ausgebildeten, im'Bereich des Druckraumes aus der Spiralform in eine ebene, gewölbte oder abgestufte Fläche übergehenden Leitblech, einem ein- oder mehrteiligen Wirbelbildner und die Lüfterwalzenenden ganz oder teilweise umschliessenden Seitenteilen.

Derartige Querstromlüfter sind als Massenprodukte bekannt und werden in großer Zahl beispielsweise in Haushaltsgeräten, Heizlüftern, Klimgeräten, Konvektoren, Kopiereräten, Projektoren, Einschüben elektrischer und elektronischer Geräte und dgl. verwendet. Der große Anwendungsumfang läßt auch erkennen, daß sich derartige Lüfter in der Praxis auch bewährt haben.

Es hat sich allerdings herausgestellt, daß bei den bekannten, als Klein- oder Kleinstlüftern verwendeten Querstromlüftern im ' Preistrahlbetrieb oder bei geringer Drosselung des Lüfters die Luftaustrittsgeschwindigkeit in den endseheibennahen Randzonen im Verhältnis zu derjenigen in der inneren Lüfterzone stark abnimmt. Es kann sogar vorkommen, daß in den Bereichen, in denen die Seitenteile mit dem Leitblech zusammenstoßen, he-

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gative Luftaustrittsgeschwindigkeiten auftreten, d.h. im Druckstutzen eine Rückströmung auftritt. Das bedeutet aber, daß der Lüfter keine optimale Lieferziffer Ψ max erreicht.

(ΠΓ-05 1503 591)

Es ist bekannt/ daß diese Mangel durch eine entsprechende Ausgestaltung der Lufterwalzenendscheiben und/oder der Gehäuseseitenteile behoben werden können. Die bekannten Lösungen beruhen alle auf dem gleichen Prinzip, nämlich daß an den Lüfterwalzenenden die Gehäuseseitenteile und/oder die Lüfterwalzen-Endscheiben durchbrochen sind, um den Lüfterrandzonen mehr Luft zuzuführen. Diese bekannte Lösung ist jedoch nur für anwendungstechnische Sonderfälle brauchbar, weil trotz eines höheren (pmax im höheren Drosselbereich Druckverluste auftreten und ein derartiger Lüfter saugseitig nicht ohne besonderen baulichen Aufwand anzuschließen ist.

Wie bereits erwähnt, sind die Klein- und Kleinstlüfter nur als Massenprodukt wirtschaftlich herstellbar. Aus diesem Grund müssen sie, um eine Großserienfertigung zu gewährleisten, universell anwendbar konstruiert sein. Daneben sollen die für derartige Anwendungszwecke vorgesehenen Querstromlüfter bei minimaler Baugröße möglichst hohe Druckziffern (If) und Lieferziffern (ψ) besitzen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Querstromlüfter der vorstehend erwähnten Art derart weiterzuentwiokeln, daß in den endscheibennahen Randzonen die Luftaustrittsgeschwindigkeit vergleichmäßigt und eine Rückströmung vermieden ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den endscheibennahen Zonen auf der Leitblechinnenfläche mit Abreißkanten versehene Ablenkflächen bestimmter Breite angeordnet sind.

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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 enthalten und nachstehend anhand der Figuren 1 bis 11 erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 die Vorderansicht eines bekannten Querstromlüfters; Fig. 2 den Querschnitt des Querstromlüfters gemäß Pig. Ij

Fig. 3 das Geschwindigkeitsprofil des bekannten Lüfters im Bereich der beiden Randzonen;

Fig. k das Geschwindigkeitsprofil des bekannten Lüfters im Zentrum des Druckstutzens;

Fig. 5 die Vorderansicht des erfindungsgemäßen Querstromlüfters;

Fig. 6 den Querschnitt des Querstromlüfters gemäß Fig. 5;

Fig. 7 das Geschwindigkeitsprofil des neuen Lüfters im Bereich der beiden Randzonen;

Fig. 8 das Geschwindigkeitsprofil des neuen Lüfters im Zentrum des Druckstutzens;

Fig. 9 die Vorderansicht einer anderen Ausführungsform des neuen Querstromlüfters;

Fig. Io den Querschnitt des Querstromlüfters gemäß Fig. 9 und

Fig. 11 die Leistungskennlinien des Querstromlüfters gemäß den Figuren 9 und Io.

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Aus den Figuren 1 und 2 ist der Aufbau eines bekannten Querstromlüfters ersichtlich, der eine im Gehäuse drehbar angeordnete und von einem Motor angetriebene Lüfterwalze 1 besitzt. Das-Gehäuse selbst besteht aus einem im wesentlichen spiralförmigen Leitblech 3, einem ein- oder mehrteiligen Wirbelbildner 4 und den beiden Seitenteilen 5* die mit topfartigen, die Lüfterwalzenenden 2 ganz oder teilweise umschließenden Vertiefungen 6 versehen sein können.

Um sich ein Bild von der Qualität eines Querstromlüfters zu verschaffen, ist es erforderlich, das Geschwindigkeitsprofil des ausströmenden Luft an der Druckstutzenaustrittsfläche 17 zu betrachten und zwar sowohl in den Randzonen 7 als auch in der Druckstutzenmitte Io (Fig. l).

Bei einer Untersuchung des bekannten Querstromlüfters stellt sich heraus, daß - wie aus Fig. 3 ersichtlich - daß das Geschwindigkeitsprofil in den Randzonen 7 auf das Leitblech 3 zu stark abfällt und sogar in den negativen Bereich überwechselt, welches eine Rückströmung in den Druckstutzen 8 hinein anzeigt. Hierfür verantwortlich ist - wie in Fig. 2 angedeutet - eine Ablösung der Luftströmung in der Zone 11 des Leitbleches. In bestimmten Betriebszuständen des bekannten Querstromlüfters können sich diese Störungen des erwünschten Geschwindigkeitsprofil von den Randzonen bis zur Druckstutzenmitte hin ausweiten, welches dazu führt, daß erhebliche Teile der Druckstutzenaustrittsfläche für die Luftförderung ausfallen. Im vorliegenden Fall ist dieser Extremfall jedoch nicht angenommen, wie die in Fig. 4 gezeigte Geschwindigkeitsverteilung in der Druckstutzenmitte Io verdeutlicht.

Wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich, sind die vorstehend geschilderten Nachteile bei dem neuen Querstromlüfter dadurch

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beseitigt, daß in den endscheibennahen Randzonen 7 auf der Leitblechinnenfläche mit Abreißkanten IJ versehene Ablenkflächen 12 bestimmter Breite angeordnet sind. Die an den

Seitenteilen J5 beginnenden Ablenkflächen 12 besitzen die Fxg.5iFig.Sr

Breite 1/ welche vorteilhafterweise 10 bis 40 % des Lüfterwalzendurchmessers (D) betragen soll. Als Höhe h (Fig.10) der Ablenkfläche hat sich ein Wert von J bis 6 % des Lüfterwalzendurchmessers als zweckmäßig erwiesen. Die vom Luftstrom angeblasene Ablenkfläche sollte etwa einen Winkel (O^ in Fig. 10) von JO bis 90° mit dem Leitblech einschließen. Wie breits erwähnt, sollte die höchste, in den Druckraum hineinragende Erhöhung der Ablenkfläche 12 als Abreißkante IJ wirken und daher möglichst scharfkantig ausgebildet sein.

Die günstigste Lage der Ablenkfläche 12 mit Abreißkante d.h. der Abstand t zwischen der parallel zur Druckstutzen austrittsfläche 17 durch die Lüfterwalzenachse gezogene Linie 9 und der Vorderkante der Ablenkfläche hängt von der im Lüftermittelteil vorhandene Geometrie des Leitbleches J5 und der Lage und Form des Wirbelbildners 4 ab. In Ausführungsbeispielen haben sich Werte für t, welche JO bis 80 % der Lüfterwalzendurchmessers D betrugen, als zweckmäßig erwiesen. Die Ablenkflächen können als Wulst, Rippe, Sicke, aufgesetzter Winkel oder aus dem Leitblech ausgestanzter und hochgebogener Lappen verwirklicht sein.

Die Wirkung der vorstehend beschriebenen, am neuen Querstrom lüfter verwirklichten Maßnahmen ist aus Fig. 7 ersichtlich. Im Gegensatz zu Fig. 3 besitzt der neue Querstromlüfter in den endscheibennahen Randzonen 7 nunmehr ein gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil über die gesamte Druckstutzenhöhe, welches sich von dem Geschwindigkeitsprofil in der Druckstut zenraitte (Fig. 8) kaum mehr unterscheidet.

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ORiGlMAL INSPECTED

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Die Erfindung ist bisher im Zusammenhang mit einem Querstromlüfter beschrieben worden, dessen Leitblechkontur auf den Druckstutzen 8 zu eben oder stetig gewölbt verläuft. Die Erfindung ist jedoch mit Vorteil auch auf solche Querstromlüfter anwendbar - wie das Ausführungsbeispiel der Figuren 9 und Io zeigt -, deren Leitblech,'in der Nähe des Druckstutzenendes bereits mit einer sich über die gesamte Druckstutzenlänge erstreckenden Ablenkfläche mit Abreißkante versehen ist.

Wie aus den Figuren 9 und Io ersichtlich, ist bei der dort gezeigten Ausführungsform der Querstromlüfters das Leitblechende nahezu auf der gesamten Druckstutzenlänge mit der stufenartigen Ablenkfläche l4 mit Abreißkante 15 versehen. Lediglich an den Randzonen ¹J verläuft die Leitblechkontur weiter innen und geht stetig in die Abreißkante 15 über. Die nur in den Randzonen vorgesehenen zusätzlichen Ablenkflächen gemäß Erfindung sind bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 9 und Io dadurch verwirklicht, daß die Ablenkflächen 12 mit den Abreißkanten 13 als Lappen aus der Ranzonenkontur gestanzt und in Schrägstellung aufgebogen sind.

In dem aus Fig. 11 ersichtlichen Diagramm ist Kennlinie a die Leistungskennlinie if = f(P) für die Ausführungsform gemäß Fig. 9 und lo, die Kennlinie b die Leistungskennlinie des gleichen Querstromlüfters, jedoch ohne die neuen Maßnahmen zur Beeinflussung der Randzone. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel konnte die Lieferziffer ψ max des Lüfters ohne Abfall der Druckziffer 'Li max um 13 % gesteigert werden.

S Patentansprüche

Z Bl. Zeichnungen, 11 Fig.

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ORlGJNAL IMSFSCTED

Claims

-ϊ- 24ΑΡ362

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Patentansprüche;

Als Klein- oder Kleinstlüfter ausgebildeter Querstromlüfter, bestehend aus einer Lüfterwalze mit parallel
zur Drehachse verlaufenden Schaufelkanten, einem spiralförmig ausgebildeten, im Bereich des Druckraumes aus der Spiralform in eine ebene, gewölbte oder abgestufte Fläche übergehenden Leitblech, einem ein oder mehrteiligen Wirbelbildner und die Lüfterwalzenenden ganz oder teilweise umschließenden Seitenteilen, dadurch gekennzeichnet,
daß in den endseheibennahen Randzonen (7) auf der Leitblechinnenfläche mit Abreißkanten (15) versehene Ablenkflächen (12) bestimmter Breite angeordnet sind.
2. Querstromlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkflächen eine Länge von 10 bis 40 % des Lüfterwalzendurchmessers besitzen.
3. Querstromlüfter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Ablenkflächen 3 bis 6 %
des Lüfterwalzendurchmessers beträgt.
4. Querstromlüfter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen einer parallel zur Druckstutzenaustrittsfläche (17) durch die Lüfterwalzenachse gezogene Linie (9) und dem Anfang der Ablenkflächen 30 bis 80 % des Lüfterwalzendurchmessers beträgt.
5. Querstromlüfter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkflächen in einem Winkel von 30 bis 90° zum Leitblech geneigt angeordnet sind.

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