DE2448362A1 - Als klein- oder kleinstluefter ausgebildeter querstromluefter mit in den endscheibennahen randzonen erhoehter luftaustrittsgeschwindigkeit - Google Patents
Als klein- oder kleinstluefter ausgebildeter querstromluefter mit in den endscheibennahen randzonen erhoehter luftaustrittsgeschwindigkeitInfo
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Description
STANDARD ELEKTRIK LORENZ
AKTIENGESELLSCHAFT
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-
17.9.1974
Bö/K _/_
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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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ORIGINAL INSPECTED
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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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ORIGINAL INSPECTED
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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
"β" 2UP362
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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 (5)
- -ϊ- 24ΑΡ362B.Keller et al 7-2-6Patentansprüche;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.609817/0105ORIGINAL INSPECTED
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GB (1) | GB1522316A (de) |
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