DE2602018A1

DE2602018A1 - Ummanteltes zentrifugalgeblaese

Info

Publication number: DE2602018A1
Application number: DE19762602018
Authority: DE
Inventors: Eric Fielding; Michael Pearcy
Original assignee: Colt International Ltd
Current assignee: Colt International Ltd
Priority date: 1975-01-23
Filing date: 1976-01-21
Publication date: 1976-07-29
Also published as: SE7600492L; FR2298712B3; FI760095A; ATA25276A; DK25276A; GB1532631A; NO760195L; NL7600280A; CH611390A5; FR2298712A1; AT344856B; BE837695A; LU74211A1; ZA76206B; AU1031876A

Description

PATENTANWÄLTE

9R Π ? Π 1R

DIPL.-ING. DP. VJR. DIPL-IN6. £ O U 4. U IO

VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 Osnabrück, 13 · _# Januar 1976

MOSERSTR ASSE 2Ο/24. L/Ri

COLT INTERNATIONAL LIMITED New Lane, Havant, Hampshire, England

Ummanteltes Zentrifugalgebläse

Zum Fördern gasförmiger Strömungsmedien in Kanälen, Schächten und dgl. werden in der Regel ummantelte Axialgebläse verwendet, wobei die Achse des Gebläserades in Richtung der Längsachse des Kanals verläuft und üblicherweise mit dieser zusammenfällt.

Bekanntlich hat ein Axialgebläse bei auf die Strömung des gasförmigen Mediums zum Gebläserad hin einwirkendem Widerstand eine geringe Leistung. Für einen Betrieb bei größtmöglichem Wirkungsgrad benötigt ein Axialgebläse daher einen freien Einlaß.

Ein Diagonalgebläse, d.h. ein Gebläse, bei dem die Radschaufeln entlang einer konischen Nabe ausgebildet sind und die Schaufeln dem vorbewegten gasförmigen Strömungsmedium sowohl axiale als auch radiale Bewegungskomponenten vermitteln, bewirkt eine bessere Strömung des gasförmigen Mediums durch einen langen Kanal als ein Axialgebläse; die anderen Faktoren sind jedoch sämtlich

609831/0297

gleich. Das Diagonalgebläse ist außerdem im Betrieb geräuschärmer.

Ein Diagonalgebläse läßt sich jedoch nicht ohne weiteres in einem Kanal unterbringen, da es zum Umschließen des Gebläserades ein divergierendes Außengehäuse erfordert. Für eine bestmögliche Leistung ist es ferner erforderlich,' daß das Diagonalgebläse in Verbindung mit stromabwärts angeordneten Richtschaufeln zum Geraderichten der Strömung und einem Diffusor verwendet wird.

Ein Axialgebläse kann direkt in einen Kanal mit kreisförmigem Querschnitt eingesetzt werden, oder das Gebläse kann, wenn aus preislichen Gründen ein Kanal mit rechteckigem Querschnitt verwendet wird, einfach in einer kreisförmigen öffnung einer Zwischenplatte umlaufen, welche die Leitung mit Ausnahme ihrer kreisförmigen öffnung sperrt.

Ein Zentrifugalgebläse zeigt bei der Strömung zum Gebläserad hin stromaufwärts entgegengesetztem Widerstand die besten Leistungen und ist im Betrieb ziemlich geräuscharm. Da das gasförmige Strömungsmedium in das Laufrad eines Zentrifugalgebläses in- Richtung der Drehachse des Laufrades eintreten und dieses radial nach außen gerichtet in bezug auf die Drehachse verlassen muß, ist jedoch ein Zentrifugalgebläserad nicht geeignet, in einer geraden Strecke eines Kanals untergebracht zu werden, durch die ein gasförmiges Medium dem Gebläserad in der gleichen Richtung zugeführt und von diesem abgeführt werden soll.

Dessen ungeachtet ist aufgrund der vorteilhaften Leistung und

609831/029 7

Wirkungsweise sowie der Geräuscharmut im Betrieb ein ummanteltes Zentrifugalgebläse zum Fördern eines gasförmigen Mediums durch Kanäle in einigen Anwendungsfällen wünschenswert, für die eine Zwangsbelüftung von Gebäuden ein Beispiel ist.

Hierzu ist nach der Erfindung ein ummanteltes Zentrifugalgebläse vorgesehen, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Drehachse des Gebläserades in einem spitzen Winkel zu zwei einander rechtwinklig schneidenden Ebenen entlang der Längsachse des Mantels verläuft, im Mantel ein Gehäuse angeordnet ist, das den Mantelkanal mit Ausnahme einer öffnung verschließt, die stromaufwärts des Gebläserades angeordnet ist und in dessen Einlaß ausmündet, und das Gebläserad von einem spiraligen Raum umgeben ist, der sich axial in Richtung der Längsachse des Mantels.zu einem stromabwärts gerichteten Austritt im Mantel auf der stromab gelegenen Seite des Gehäuses erstreckt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit dei Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispxel des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines ummantelten Zentrifugalgebläses nach der Erfindung, das als Gebläseeinheit für einen Einbau in eine auf einem Gebäudedach zu installie rende Zwangsbelüftungseinrichtung ausgebildet ist;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Gebläseeinheit nach Fig, I bei

' R0QB3 1 /02-97 ,, ,

abgenommener Oberwand des Gebläsemantels; und Fig» 3 eine Rückansicht der Gebläseeinheit nach den

Pig. I und 2.

In der Zeichnung ist der Gebläsemantel als Ganzes mit IO bezeichnet und besitzt einen rechteckigen, bei dem dargestellten Beispiel quadratischen Querschnitt mit vier ebenen, rechtwinklig zueinander angeordneten Seitenwänden 10a,1Ob,IQc und 1Od, von denen die Oberwand 10a in Fig.2 entfernt worden ist,

Die dargestellte Gebläse- bzw. Ventilatoreinheit ist für einen Einbau in Kanäle od.'dgl. mit entsprechendem rechteckigem bzw, quadratischem Querschnitt vorgesehen, die von einer wettergeschützten Lufteinlaßöffnung im Dach zu einem oder mehreren Luftauslässen im Inneren des Gebäudes führen. Ein solches Kanalsystem kann weitere Einheiten zur Luftbehandlung, z.B. einen Luftfilter und einen Lufterhitzer, enthalten.

Im Mantel 10 befindet sich ein Gehäuse 11, das eine glockenförmig aufgeweitete Eintrittsöffnung 12 in seiner stromaufwärts gelegenen Stirnfläche 11a für einen strömungsgünstigen Lufteintritt in den Einlaß 13 eines Zentrifugalgebläserades 14 aufweist, welches in dem Mantel 10 angeordnet ist, wobei das Gehäuse 11 den Mantelkanal bzw. -querschnitt mit Ausnahme der Eintrittsöffnung 12 absperrt. Die Fläche 11a erstreckt sich überwiegend in einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse 15 des Gebläserades lh steht, welche ihrerseits um einen Winkel von 30° zu der waagerechten Ebene durch die Längsachse des Mantels 10 in Fig, 1 und um

609831/0297

einen Winkel von gleichfalls 30° zu der senkrechten Ebene durch die Längsachse des Mantels 10 in Fig. 1 geneigt ist, wobei die . öffnung 12 in dem größeren Teil der Fläche 11a derart gebildet ist, daß sie mit ihrem Mittelpunkt von der Längsachse des Mantels 10 versetzt und in einem Eckbereich des Mantels angeordnet ist«

Das Gebläserad 14 ist für seinen Umlauf direkt auf der Antriebswelle eines Elektromotors 16 montiert, der seinerseits an der stromabwärts gelegenen Seite einer ebenen Wand 30 des Gehäuses stromabwärts dessen Fläche 11a angebracht ist.

Das Gehäuse 11 ist in zwei Teilen 35a,35b aus Polyurethanschaum geformt, wobei der Formkörper zu einem Teil einen spiraligen Raum 18 begrenzt, der das Gebläserad 14 zur Aufnahme der von diesem abgegebenen Luft umgibt. An seiner stromaufwärts gelegenen Seite ist der spiralige Raum 18 von einem mittleren Teil einer Wand 11b des Formkörpers begrenzt, die die öffnung 12 enthält. Der Raum l8 besitzt die Form einer modifizierten Spirale und erstreckt sich in axialer Richtung des Mantels 10 von der stromabwärts gelegenen Seite der Wand 11b zu einer Austrittsöffnung hin, die im Mantel 10 stromabwärts gerichtet ist» Die Austrittsöffnung 20 ist von der Mantelwand 10a und von den stromabwärts gelegenen Rändern gekrümmter Wandungen in Flächen 21 und 22 sowie von einer ebenen Wand lic des Formkörpers begrenzt, und der Raum 18 ist von einer spiralig geformten Wandfläche 24 des Formkörpers vervollständigt, die sich von einem weiteren Rand 25 der Wandfläche 21 zu einem Rand 26 erstreckt, der in der Ebene der

609831/0297

Wand 10a des Mantels zwischen der Wand 11b und der ebenen Wand liegt, die parallel zum größeren Teil der Wandfläche 11a verläuft

Der spiralige Raum 18 wirkt als Diffusor, wobei die vom Gebläserad mit einer Wxrbelstrombevregung um die Achse 15 in Richtung des Pfeils S in Fig. 1 abströmende Luft in dieser Richtung um die spiralig geformte Wand 2k in den zum Austritt 20 führenden Austrittskanal strömt. Der Durchström - querschnitt des spiraligen Raumes nimmt stromaufwärts des Randes 26 aufgrund der spiraligen Formgebung der Wand Zk fortschreitend zu. Stromabwärts des Randes 26 vergrößert sich der Durchströmquerschnitt des zum Austritt 20 des spiraligen Raumes führenden Austrittskanals in der üblichen Weise einer Spirale aufgrund der Formgebung der gekrümmten Wände 21 und 22 weiter. Es wird somit eine fortschreitende Diffusorwirkung in dem spiraligen Raum bis zum Austritt 20 erzeugt und gleichzeitig wird die Luft in der Weise abgelenkt, daß sie im wesentlichen in axialer Richtung durch den Mantelkanal strömt.

Zwar muß die in das Gebläse eintretende Luft ebenfalls ihre allgemeine Strömungsrichtung ändern, jedoch ist der Luftstrom in den Gebläseeinlaß durch den glockenförmigen Eintritt zu diesem geglättet, wobei zur weiteren Förderung dieses glatten, gleichförmigen Eintrittsstroms in das Gebläse die Eintrittsöffnung 12 eine asymmetrische Form in der Ebene des größeren Teils der Wandfläche 11a besitzt, indem sie in Richtung ihrer die Längsachse des Mantelkanals enthaltenden Radialebene derart langgestreckt verläuft, daß sie auf der Seite der Achse 15, die

609831/0297

der Längsachse des Mantelkanals benachbart ist, vergrößert ist, wie es die Fig. 1 und 2 deutlich veranschaulichen.

Für einen Zugang zum Motor 16 ist die Wand 10c mit einer abnehmbaren Platte 10c¹ versehen.

Der tote Raum stromabwärts der Wand 30 und stromaufwärts des Austritts 20, der ^: den Motor 16 enthält, ist von einer Gehäusewand 36 zur Bildung eines Motorgehäuses eingeschlossen. Auf diese Weise ist der Motor vor dem gasförmigen Mediumstrom im Mantelkanal geschützt und brennbare Strömungsmedien können nicht von am Motoranker auftretenden Funken entzündet werden,

Der Winkel von 30 , den die Achse 15 gegenüber der waagerechten und der senkrechten Ebene durch die Längsachse des Mantels 10 einnimmt, bestimmt sich bei dem dargestellten Beispiel durch die Größe des Gebläserades, die Länge des Motors und die Querschnittsabmessungen des Mantels. Im Idealfall beträgt der genannte Winkel 45,, jedoch ist jeder Winkel im Bereich zwischen 30° und 55° geeignet.

Die Formkörperteile 35a,35b besitzen einen massiven Querschnitt, mit Ausnahme der Querschnittsebenen durch den spiraligen Raum und das Motorgehäuse, und eine solche Außenform, daß sie gemeinsam den Querschnitt des Mantels 10 ausfüllen. Die Innenwandflächen des Formkörpers, die den spiraligen Raum 18 begrenzen, sind gegeneinander abgeglättet, um .so weit als möglich Turbu-

• 609831/0297

lenzen und Wirbelbildungen zu vermeiden. An seiner Oberseite ist der Raum 18 durch die Mantelwand 10a geschlossen.

609831 /0297

Claims

Patentansprüche:

Ummanteltes Zentrifugalgebläse, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (15) des Gebläserades (14) in einem spitzen Winkel zu zwei einander rechtwinklig schneidenden Ebenen entlang der Längsachse des Mantels (10) verläuft, im Mantel ein Gehäuse (11) angeordnet ist, das den Mantelkanal mit Ausnahme

einer öffnung (12) verschließt, die stromaufwärts des Gebläserades angeordnet ist und in dessen Einlaß (13) ausmündet, und das Gebläserad von einem spiraligen Raum (18) umgeben ist, der sich axial in Richtung der Längsachse des Mantels (10) zu einem stromabwärts gerichteten Austritt (20) im Mantel (10) auf der stromab gelegenen Seite des Gehäuses (11) erstreckt.
2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die Drehachse (15) des Gebläserades (14) mit den beiden einander rechtwinklig schneidenden Ebenen einschließt, etwa 30 bis 45° beträgt.
3. Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die Drehachse (15) des Gebläserades (14) mit den beiden einander rechtwinklig schneidenden Ebenen einschließt, 30° beträgt.
4. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) eine stromaufwärts gelegene Stirnfläche (Ha) aufweist, die zumindest mit ihrem überwiegenden Teil in einer senkrecht zur Drehachse (15) des Gebläse-

609831/0297

rades (14) stehenden Ebene angeordnet ist, und daß die Öffnung (Ii) in dem größeren Teil der Stirnfläche gebildet ist.
5. Gebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (12) einen glockenförmig erweiterten Eintritt bei asymmetrischer Gestalt in der Ebene' des größeren Teils der stromaußtfärts gelegenen Stirnfläche (lla) besitzt und in Richtung ihrer die Längsachse des Mantels (10) enthaltenden Radialebene derart langgestreckt ist, daß sie auf der der Längsachse des Mantels benachbarten Seite der Drehachse (15) des Gebläserades (I¹O vergrößert ist.
6. " Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (14) für seinen Umlauf direkt auf der Antriebswelle eines Elektromotors (16) angeordnet und der Motor an der stromabwärts gelegenen Seite einer ebenen Wand (30) des Gehäuses (11) befestigt ist.
7. Gebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (16) von einem Motorgehäuse stromaufwärts des Austritts (20) des spiraligen Raums (18) eingeschlossen ist, das zwischen dem Gebläsegehäuse (11), dem Mantel (10) und einer Motorgehäusewand (36) gebildet ist«
8. Gebläse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) einen rechteckigen Querschnitt aufweist, das Gebläsegehäuse (11) von einem Kunststoff-Formkörper (35a,35b) gebil-

609831 /0297 .

•4/1.

det ist und die ebene Wand (30) umfaßt und daß gekrümmte Wände (21,22,24) des spiraligen Raums (18) und der Austritt (20) zwischen dem Formkörper und einer Wand (10a) des Mantels (10) gebildet sind.

Leerseite