DE2448362C2

DE2448362C2 - Als Klein- oder Kleinstlüfter ausgebildeter Querstromlüfter mit in den endscheibennahen Randzonen erhöhter Luftaustrittsgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE2448362C2
Application number: DE19742448362
Authority: DE
Inventors: Walter 8300 Landshut Dasch; Reinhold 8315 Geisenhausen Hopfensperger; Bruno 8300 Landshut 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: 1983-01-20
Also published as: GB1522316A; DE2448362A1

Description

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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 abgestuft 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, Klimageräten, Konvektoren, Kopiergeräten, Projektoren, Einschüben elektri- scher und elektronischer Geräte und dgl. verwendet. Der große Anwendungsumfang läßt auch erkennen, daß sich derartige Lüfter in der Praxis bewährt haben.

Es hat sich allerdings herausgestellt, daß bei den bekannten, als Klein- oder Kleinstlüftern verwendeten Querstromlüftern im Freistrahlbetrieb oder bei geringer Drosselung des Lüfters die Luftaustrittsgeschwindigkeit in den endscheibennahen 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, negative Luftaustrittsgeschwindigkeiten auftreten, d. h. im Druckstutzen eine Rückströmung auftritt. Das bedeutet aber, daß der Lüfter keine optimale Lieferziffer tpmax erreicht.

Es ist bekannt (DE-OS 15 03 591), daß diese Mängel durch eine entsprechende Ausgestaltung der Lüfterwalzenendscheiben und/oder der Gehäuseseitenteile beho ben 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 für anwendungstechnische Sonderfäl- !e brauchbar, weil trotz eines höheren tpmax im höheren Drosselbereich Druckverluste auftreten und ein derartiger Lüfter saugseitig nicht ohne besonderen baulichen Aufwand anzuschließen ist

Es ist ein anderer Querstromlüfter bekannt (DE-OS 17 28 353), bei dem der vorstehend erwähnte Nachteil dadurch vermieden ist daß die endscheibennahen Randzonen nicht genutzt werden oder zusammen mit einem weiteren Lüfterrad genutzt werden. Diese bekannten Querstromlüfter sind jedoch aufwendig und nicht überall einsetzbar.

Außerdem ist es bekannt (US-PS 21 09 742), zur Beseitigung von Geräuschen im Diffusoraustritt eines Radialgebläses eine Abreißfläche auf der Innenfläche des Spiralgehäuses anzuordnen.

Desweiieren ist es bekannt (Lehrbuch Schiichiing/ Truckenbrodt »Aerodynamik des Flugzeuges« Erster Band, Springer-Verlag 1959, Seiten 242 und 243, daß es durch Turbulentmachen wandnaher Strömungen gelingt, eine Ablösung dieser Strömung zu vermeiden und den Verlauf der Strömung in einem gewünschten Sinne zu steuern.

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

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Querstromlüfter der vorstehend erwähnten Art derart weiterzuentwickeln. daß in den endscheibennahen Randzonen die Luftausvi'tsgeschwindigkeit 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.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 enthalten. Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 11 erläutert. Es zeigt

F i g. I die Vorderansicht eines bekannten Querstromlüfters:

F i g. 2 den Querschnitt des Querstromlüfters gemäß F i g. 1;

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

Fig.4 das Geschwindigkeitsprofil des bekannten Lüfters im Zentrum des Druckstutzens;

F i g. 5 die Vorderansicht des erfindungsgemäßen Querstromlüfters;

F i g. 6 den Querschnitt des Querstromlüfters gemäß

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

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

F i g. 9 die Vorderansicht einer anderen Ausführungsform des neuen Querstromlüfters;

F i g. IO den Querschnitt des Querstromlüfters gemäß

F i g. 9 und

F i g. 11 die Leistungskennlinien des Querstromlüfters gemäß den F i g. 9 und 10.

Aus den Fig. 1 und 2 ist der Aufbau eines bekannten Querstromlüfters ersichtlich, der eine im Gehäuse drehbar angeordnete und von einem Motor angetriebene Lüfterwalzf 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 Vertiefung 6 versehen sein können.

Um sich ein Bild von der Qualität eines Querstromlüfters zu verschaffen, ist es erforderlich, das Geschwindigkeitsprofil der ausströmenden Luft an der Druckstutzenaustrittsfläche 17 zu betrachten und zwar sowohl in den Randzonen 7 als auch in dar Druckstutzenmitte 10

Bei einer Untersuchung des bekannten Querstromlüfters stellt sich heraus, daß — wie aus F i g. 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 Rü'. kströmung in den Druckstutzen 8 hinein anzeigt Hierfür verantwortlich ist — wie in F i g. 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 F i g. 4 gezeigte Geschwindigkeitsverteilung in der Druckstutzenmitte 10 verdeutlicht.

Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, sind die vorstehend geschilderten Nachteile bei dem neuen Querstromlüfter dadurch beseitigt, daß in den endscheibennahen Randzonen 7 auf der Leitblechinnenfläche mit Abreißkan«sn 13 versehene Ablenkflächen 12 bestimmter Breite angeordnet sind. Die an den Seitenteilen 5 beginnenden Ablenkflächen 12 besitzen die Breite 1. F i g. 5. F i g. 9 welche vorteilhafterweise 10 bis 40% des Lüfterwalzendurchmessers (D) betragen soll. Als Höhe h(F i g. 10) der Ablenkflächen hat sich ein Wert von 3 br 6% de-> Lüfterwalzendu-chmessers als zweckmäßig erwiesen. Die vom Luftstrom angeblasene Ablenkfläche sollte etwa einen Winkel (<x in Fig. 10) von 30 bis 90" mit dem Leitblech einschließen. Wie bereits erwähnt, sollte die r."chste, in den Druckraum hineinragende Erhöhung der Ablenkfläche 12 als Abreißkante 1Λ wirken und daher möglichst scharfkantig ausgebildet sein.

Die günstigste Lage der Ablenkfläche 12 mn Abreißkante t3, d. h. der Abstand ι zwischen der parallel zur Druckstutzenaustrittsfläche 17 durch üie l.ufterwalzenachse gezogene Linie 9 und der Vorderkante der Ablenkfläche hängt son der im Lüftcrrnitteltcil vorhandene Geometrie des Leitbleches 3 und der Lage und ι Form de^ Wirbelbildners 4 ab. In Ausftihrungsbeispielen haben »,ich Werte für /. welche JO bis 80% der

Lüfterwalzendurdhmessers D betrugen, als zweckmäßig erwiesen. Die Ablenkflächen können als Wulst Rippe, Sicke, aufgesetzter Winkel oder aus den> Leitblech ausgestanzter und hochgebogener Lappen verwirklicht sein.

Die Wirkung der vorstehend beschriebenen, am neuen Querstromlüfter verwirklichten Maßnahmen ist aus F i g. 7 ersichtlich. Im Gegesatz zu F i g. 3 besitzt der neue Querstromlüfter in den endscheibennahen Randzonen 7 nunmehr ein gleichmäßiges Geschvindigkeitsprofil über die gesamte Druckstutzenhöhe, welches sich von dem Geschwindigkeitsprofil in der Druckstutzenmitte (F i g. 8) kaum mehr unterscheidet

Die Erfindung ist bisher im Zusammenhang mit einem

is Querstromlüfter beschrieben worden, dessen Leitblechkontur auf den Druckstutzen 8 zu eben oder gewölbt verläuft Die Erfindung ist jedoch mit Vorteil auch auf solche Querstromlüfter anwendbar — «ie das Ausführungsbeispiel der F i g. 9 und 10 zeigt —, deren Leitblech in der Nähe des Druckstutzenendes bereits mit einer sich über die gesamte Druckstutzenläng' erstreckenden Ablenkfläche mit Abreißkante versehen te.

Wie aus den F i g. 9 und 10 ersichtlich, ist bei der dort gezeigten Ausführungsform der Querstromlüfters das Leitblechende nahezu auf der gesamten Druckstutzenlänge mit der stufenartigen Ablenkfläche 14 mit Abreißkante 15 versehen. Lediglich an den Randzonen 7 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 Fig.9 und 10 dadurch verwirklicht, daß die Ablenkflächen 12 mit den Abreißkanten 13 als Lappen aus der Randzonenkontur gestanzt und in Schrägstellung

J5 aufgebogen sind.

In dem aus Fig. 11 ersichtlichen Diagramm ist Kennlinie a die Leistungskennlinie Ψ = /Γ,φ) für die Ausführungsform gemäß F i g. 9 und 10, die Kennlinie b die Leistungskennlinie des gleichen Querstromlüftrrs.

jedoch ohne die neuen Maßnahmen zur Beeinflussung der Randzone. Bei dem gezeigten Auführungsbeispiel konnte die Lieferziffer ymax des Lüfters ohne Abfall der Druckziffer Ψ max um 13% gesteigert werden.

₄_ Verwendete Bezugszeichen

1	Lüfterwalze
2	Walzenenden
3	Leitblech
4	Wirbelbildner
5	Seitenteile
6	topfartige Vertiefungen in den Seitenteilen
7	Randzonen
8	Druckstutzen
9	Linie
10	DrucKsrutzenmitte
11	Zone
12	Ablenkflächen
13	Abreißkanten
14	Mittlere Ablenkfläche
15	Mittlere Abreißka-te
16	Randzonen kontur
17	Druckstulzenaustriltsfläche

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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 ι ο teilweise umschließenden Seitenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß in den endscheibennahen Randzonen (7) auf der Leitblechinnenfläche mit Abreißkanten (13) versehene Ablenkflächen (12) bestimmter Breite angeordnet sind. ι f.

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 gexennzeichnet, daß die Höhe der Ablenkflächen 3 bis 6% des Lüfterwalzendurchrncsscrs 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 Winl ^l von 30 bis 90° zum Leitblech geneigt angeordnet sind.