DE2622969C3 - Gehäuse für ein Radialgebläse - Google Patents

Description

Yt

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Radialgebläse der im Oberbegriff des Anspruch 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-OS 23 54 126 ist ein Radialgebläse bekannt, bei dem eine Schalldämpfung dadurch erreicht werden soll, daß das Laufrad von einem Schalldämpfer nach Art eines Leitrades oder Leitrings umgeben wird. Dabei werden die: Deckwand und die Rückwand der leitradartigen Konstruktion sowie deren »Schaufeln« '^Γ> durch schallschluckendes Material gebildet. Bei der leitringartigen Konstruktion fehlen die Schaufeln. Eine befriedigende Schialldämpfung läßt sich dadurch jedoch nicht erreichen, da bei der leitringartigen Konstruktion in Strömungsrichtung verlaufende Schallwellen kaum w gedämpft werden; solche Schallwellen werden zwar bei der leitradartigen Konstruktion teilweise erfaßt, es entstehen jedoch durch die dicke, schaufelartige Konstruktion des .'Schalldämpfers Stoß- und Strömungsverluste. Hierdurch werden einerseits neue Geräusch- v> quellen gebildet, andererseits ergibt sich ein schlechter Wirkungsgrad. Durch das Ausblasen am gesamten Umfang hat das bekannte Radialgebläse außerdem nur relativ begrenzte Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise als Dachventilator, Und schließlich ist die Herstellung 6" des leitradartigen Schalldämpfers vergleichsweise aufwendig und kostspielig,

Weiterhin ist äUs der DEOS 22 53 309 ein Radialgebläse bekannt, bei dem das Läufrad zur Bildung eines leitringartigen Strömungskanals einfach außermittig in es ein quadratisches öehäüse gesetzt ist- Die dadurch mögliche Verringerung dcf Herstellungskosten muß jedoch durch einün unbefriedigendem Wirkungsgrad erkauft werden; außerdem ist keine Schalldämpfung vorgesehen.

Weiterhin ist ein Gehäuse für ein Radialgebläse bekannt, bei dem der Zwischenraum zwischen den Frontplatten zum Zwecke der Geräuschdämpfung mit schallabsorbierendem Material ausgefüllt ist (US- PS 21 60 666; US-PS 25 57 201).

Dadurch soll einmal speziell nur das Geräusch an der Zunge gedämpft werden (US-PS 21 60 666), oder aber die schalldämpfende Konstruktion wird nicht näher beschrieben (US-PS 25 57 201). Insbesondere die Dichte des verwendeten Materials wird nicht erwähnt.

Weiterhin ist aus der US-PS 33 12 389 ein Radialgebläse mit einem im radialen Abstand von der Umfangsfläche einer Füllung unter Belastung eines Spiralringraums angeordneten, schwingungsfähigen Lochblech bekannt. Ein solches Lochblech muß jedoch in einem aufwendigen Arbeitsgang hergestellt werden, so daß die Verwendung von nicht-perforierten Blechen angestrebt wird.

Weiterbin ist aus der US-PS 35 40 547 ein Radialgebläse bekannt, bei dem der Spiralringraum zwischen Lochblech und Füllung mit einem schalldämmenden Material ausgefüllt ist, während die den Spiralringraum umgebende Umfangsfläche nach außen konvex gekrümmt ist Dabei warden jedoch mehrere Schichten mit unterschiedlichen Materialdichten verwendet, so daß sich ein äußerst komplizierter und in seiner Herstellung sehr kostspieliger Aufbau ergibt.

Schließlich ist aus der DE-OS 15 03610 noch ein Gehäuse für ein Radialgebläse der angegebenen Gattung bekannt, bei dem das Laufrad mit dem gegebenenfalls angeflanschten Elektromotor federnd in dem Gehäuse montiert ist, um die Amplitude der durch die Lagerung auf die Gehäusewände übertragenen Schwingungen zu verringern. Die durch die Schaufeln des Gebläserades und die Beschleunigung der Luft innerhalb des Gehäuses erzeugten Schallwellen werden durch das die Luftströmung begrenzende Medium absorbiert. Die dort vorgeschlagenen technischen Maßnahmen führen jedoch nicht zu befriedigenden Ergebnissen, da insbesondere die Herstellung des Gehäuses für den angestrebten Dämpfungsgrad zu kostspielig wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für ein Radialgebläse der angegebenen Gattung zu schaffen, das sowohl von der Konstruktion und dem dafür erforderlichen Material her einfach und damit preisgünstig ist und dennoch eine ausgezeichnete sowohl saugseitige als auch druckseitige Dämpfung des Gebläsegeräusches erreicht.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere auf folgender Funktionsweise: Zunächst werden die Stirnwände des Gehäuses wie auch der Kunststoff Schaumkörper zwischen den Stirnwänden in der Weise aus einem Material mit jeweils relativ hohem spezifischen Gewicht ausgebildet) daß das Verhältnis der Masse des Gehäuses zur Masse des Laufrades größer als 2,5 ist. Hierdurch werden ctvvaige Resonanz' möglichkeiten Und damit die Gefahr einer Schalldrückerhöhung im Gebläse bzw. Gehäuse ausgeschaltet. Außerdem werden die Schallwellen noch Von dem Kunststöff-Schaurriköfpef absorbiert, so daß etwaige, durch Reflexionen in schmalen Bandbcrcichen zur« Druekstutzefi gelangende Schallfrequenzen durch die

gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehenen Resonatoren absorbiert werden können.

Dadurch ergibt sich ein Radialgebläse mit sehr gutem Wirkungsgrad und hoher Schalldämpfung, das universell eingesetzt werden kann und nicht auf die Verwendung speziell ausgebildeter Laufräder beschränkt ist Beispielsweise können die Schaufeln des Laufrades sowohl nach vorne als auch nach hinten gekrümmt sein. Das Gebläse bläst nur an einer Stelle des Gehäuseumfangs aus, so daß es an ein Kanalsystem •angeschlossen werden kann. Dies ist insbesondere für den Einsatz bei Klimaanlagen von Gebäuden wesentlich. Aufgrund der verwendeten Konstruktion und der einfachen Werkstoffe läßt sich das Gehäuse sehr preisgünstig herstellen, nämlich als einbaubereites Fertigteil. Dadurch vereinfacht sich auch die Montage des Gehäuses.

Da, wie erwähnt, aufgrund der beanspruchten Ausgestaltung des Gehäuses mit den schweren Stirnwänden und dem Massenverhältnis 2,5 :! von Gehäuse/ Laufrad im wesentlichen nur noch schmaäandige Frequenzen durch Reflexionen zum Druckstutzen gelangen, werden λ/4-Resonatoren verwendet, um die dort in schmalen Frequenzbereichen auftretende und üblicherweise reflektierte Schallenergie in Wärmeenergie umzuwandeln. Dadurch lassen sich die Schallwellen im niedrigen Frequenzbereich von etwa 250 Hz, die sich insbesondere bei einem Ventilator sehr stark störend bemerkbar machen, beseitigen, so daß der Schallpegel am Ausgang relativ niedrig ist. «1

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die einfachste Ausführungsform des Gebläses in einer laufradachsnormalen J5 Ebene(Ebene I-I der Fig. 2);

F i g. 2 einen Schnitt durch das Gebläse der F i g. 1 in der Ebene H-II der Fig. I;

F i g. 3 eine,) der F i g. 1 entsprechenden Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Gebläses; -in

F i g. 4 einen der F i g. 2 entsprechenden Schnitt durch das Gebläse der F i g. 3;

F i g. 5 einen den F i g. 1 und 3 entsprechenden Schnitt durch eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgv-mäßen Gebläses; ·γ.

F i g. 6 einen den F i g. 2 und 4 entsprechenden Schnitt durch das Gebläse der F i g. 5;

Fig. 7 einen den Fig. 1, 3 und 6 entsprechenden Schnitt durch eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gebläses; und

Fig. 8 eii.en den Fig. 1, 4 und 6 entsprechenden Schnitt durch das Gebläse der F i g. 7.

Bei der einfachsten Ausführungsform des neuen Gebläses, wie sie in K i g. 1 und 2 dargestellt ist, sind zwei aufrecht stehende Platten U aus einem schweren, v> billigen Werkstoff, vorliegend Beton, etwa parallel zueinander und etwa im Abstand einer Laufradbreite voneinander angeordnet. Zwischen den Platten 11 ist ein Körper 12 aus schallschluckenden; Material, hier aus mit Polyurethanschaum gebundenen Blähtonkugeln 6<> angeordnet. Der Körper 12 ist zwischen den Platten 11 eingespannt, beispielsweise mittels Zugankern lic oder mittels entsprechender Maschinenelemente, Der Körper 12 ist zwischen den Platten 11 vorzugsweise lagefixiert, wobei die Fixierung der Lage des Körpers 12 v> vorliegend dadurch bewif 's i·ist» daß in die Innenseite der Platten 11 der Form des Körpers 12 genau entsprechende Ausnehmungen eingearbeitet sind, welche von Randkanten 11a an der Innenseite und Ui> an der Außenseite der Ausnehmung begrenzt sind. In diesen Ausnehmungen liegen also jeweils die Stirnseiten des schallschluckenden Körpers IZ

Wenigstens in einer der Platten 11 befindet sich eine Aussparung 13 für das Laufrad 16. Ist das Gebläse und .damit auch das Laufrad 16 für doppelseitige Ansaugung ausgebildet, so befindet sich in jeder Platte 11 eine derartige Aussparung 13, wie in Fig. 2 dargestellt. Durch diese Aussparung 13 kann das Laufrad 16 auch zum Zweck der Montage geschoben werden, worauf es dann in geeigneter Weise durch entsprechende Pratzen od. dgl. an den Platten 11 bzw. deren Außenseite befestigt und gelagert werden kann.

Wie aus den F i g. 1 und 2 deutlich hervorgeht, ist das Laufrad 16 so angeordnet, daß zwischen seinem Umfang und der spiralförmig gebogenen Umfangsfläche 14a an der Innenseite des Körpers 12 ein Leitraum 14 frei gelassen ist. An der Wurzel seino- spiralförmigen Verlaufes ist dieser Leitraum 14 durch eine Nase 15 begrenzt, welche an dem Körper 12 ausgebildet ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schaufeln des Laufrades 16 in Bezug auf die Drehricbtung des Laufrades nach rückwärts gekrümmt. Die neue Konstruktion des Gebläsegehäuses erlaubt aber auch die Verwendung von Laufrädern mit nach vorne gekrümmten Schaufeln.

Durch die Konstruktion ergibt sich eine sowohl saugseitige als auch druckseitige Dämpfung der Gebläsegeräusche. Wegen der dadurch möglichen Variationsbreite der Drehzahlen läßt sich die ansonsten notwendige Laufradvielfalt verringern. Die einfache Konstruktion des Gehäuses ermöglicht es sogar, das Gehäuse nachträglich bei bereits installierten Gebläsen einzubauen, ohne besondere Kosten. Es sind Materialkombinationen möglich, welche die gute Schalldämmung mit ebenso guter Wärmedämmung bei schwerer Entflammbarkeit verbinden. Demgemäß kann das erfindungsgemäße Gebläse auch für die Förderung heiß :r Gase Anwendung finden. Ebenso kann das neue Gebläse in Fassadenwände eingebaut werden.

In den Figuren nicht dargestellt ist der das Laufrad antreibende Elektromotor, der bevorzugt an den Platten 11 befestigt wird. An den Platten 11 — bei einseitiger Ansaugung in der keine Aussparung 13 aufweisenden Platte 11 — werden vorzugsweise auch die Lager befestigt bzw. angeordnet.

Das Gebläse kann ohne weiteres erst am Verwendungsort montiert werden.

Bei der abgeänderten Ausführungsform des neuen Gebläses, wie es in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist, ist die Schalldämpfung weiter verbessert durch ein Blech 37, welches über die Abstandsbreite zwischen den Platten 11 in radiaipm Abstand vor der Umfangsfläuhe 14a der Füllung bzw. des Körpers 12 angeordnet ist. Zwischen dem Blech 37 und der Umfangsfläche 14a des Körpers 12 bleibt dabei ein Spiralringraum 37a von im wesentlichen gleich bleibender Tiefe frei. Der Spiralringraum 37a ist hohl.

Das Blech 37, welches nicht durchbrochen ist, ist bei der dargestellten Ausführungsform zwischen dem Körper 12 und zwischen den Kanten 11a, weiche die Ausnehmung an den Innenseiten der Platten 11 begrenzen, lagefixieii. Zu diesem Zweck sind an dem Körper 12 Stege 376 vorgesehen, weiche das Blech 37 zwischen den Kanten 11a und ihrer eigenen Innenfläche einklemmen.

Das Blech selbst ist dünn und schwingfähig, wodurch

ein weiterer Schalldämpfungseffekt erzielt wird* Die Schwingungen werden in den höhlen Spifälririgfaum 37a eingeleitet und von dem Körper 12 absorbiert.

Ist die Anlagefläche des Bleches 37 gegen die Kanten 11a auch noch — beispielsweise durch einen geeigneten Dichtungsring — abgedichtet, danil eignet sich diese Ausführungsform sehr gut für das Fördern von nebelhaltigen odör mit Feuchtigkeit beladenen Gase. Wenn sich irgendwelche Feuchtigkeit in dem Gebläse abscheidet, so sammelt sich diese am tiefsten Punkt des Bleches 37. An dieser Stelle kann dann, wie in den F i g. 3 und 4 dargestellt, ein Ablaufrohr 37c vorgesehen sein, durch welches die Flüssigkeit ohne weiteres abläuft. In den Schaumstoff-Verbundkörper 12 selbst kann die Flüssigkeit nicht hineingelangen, da die Verbindungsstellen des Bleches 37a mit den Platten 11 bei 11a abgedichtet sind. Auch die Abscheidung von korrodierenden Flüssigkeiten bietet somit für die Auswahl des Materials für den Körper 12 kein Problem.

Die F i g. 5 und 6 zeigen eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäBen Gebläses. Anstelle eines nicht durchbrochenen Bleches ist ein Lochblech 57 vorgesehen. Der Spiralringraum zwischen dem Lochblech 57 und der Umfangsfläche 14a der Füllung 12 ist mit einem schalldämmenden Material 58 gefüllt, im vorliegenden Fall mit Steinwolle. Bei dieser Ausführungsform fehlen Stege entsprechend den Stegen 376 der Ausführungsform der F i g. 3 und 4, da das Lochblech 57 durch die Steinwolleschicht 58, welche gegen die Umfangsfläche 14a der Füllung 12 anliegt, gegen die Kanten 11a gedrückt und so festgelegt wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform nimmt die Gesamtfläche der Löcher des Lochbleches einen Anteil von wenigstens 20% der Fläche des gesamten Bleches 57 ein.

Ferner ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Verhältnis der Masse der beiden Platten 11 zur Masse des Laurfrades 16 größer als 2,5. Dabei wurde berücksichtigt, daß das Gewicht der Füllung 12 zusammen mit dem Blech bzw. Lochblech gegenüber

UCIU VJCWIVIIt LlCI I laUCII 11 pi Orvf.ldt.il *bl UUbIIIUd^t

werden kann. Auf diese Weise gelangt man mit der Eigenfrequenz außerhalb der Resonanzfrequenz.

Eine weiter abgeänderte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebläses zeigen die F i g. 7 und 8. Um jegliche Reflexionen von Schallwellen zum Druckstutzen des Gebläses hin auszuschalten, können an dem besonders interessierenden linken oberen Quadranten des spiralförmigen Leitraumes λ/4-Resonatoren 79 in die Füllung 12 eingebettet sein, derart, daß sie durch die Steinwolleschicht 58 hindurchgehend dicht unterhalb dem Lochblech 57 enden.
" Zusätzlich kann, wie dies in F i g. 7 dargestellt ist, der von der Füllung 12 bzw. dem Lochblech 57 freigelassene Hohlraum außer dem Leitraum 14 und dem Raum zur Aufnahme des Laufrades 16 zusätzlich einen Abschnitt des austrittseitigen Druckkanals umfassen. Dies bedeutet, daß die Platten 71 in der Seitenansicht rechteckig ausgebildet sind. Die Füllung 12 erstreckt sich dann ebenfalls bis in diesen Bereich.

Der sich an den Mündungsquerschnitt des Leitraumes 14 anschließende Druckkanalabschnitt 80 weist eine die Spirale des Leitraumes 14 in verengendem Sinn abknickende Kröpfung 80a auf. Nach der Kröpfung 80a verläuft der Druckkanalabschnitt 80 wieder horizontal in F i g. 7. Dieser Verlauf des in das Gebläse integrierten Druckkanalabschnittes 80 ermöglicht es, im Bereich der Kröpfung SOa Resonatoren 81, eingebettet in die Füllung 12, vorzusehen. Auch bei diesen Resonatoren 81 im Bereich der Kröpfung 80a dieses Dfuckkarialab/ Schnittes handelt es sich um λ/4-Resonatoren, Zusätzlich kann in der Kröpfung 80a dieses Druckkanalabschnittes S 80 noch ein Schalldämpfer 82 in dem freien Känalquerschriilf vorgesehen sein.

Für die Herstellung des erfindurigsgemäßen Gebläses sind zwei grundsätzliche Arbeitsweisen vorgesehen.
Die erste, bei den einfacheren Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 vorgesehene Arbeitsweise besteht darin, daß man in einer separaten Form zunächst den die Füllung 12 zwischen den Platten 11 bildenden Polyurethan-Blähton-Körper gießt. Nach der Herstellung dieses Körpers spannt man diesen zwischen den Platten 11 mit Hilfe von geeigneten Maschinenelementen, beispielsweise den Zugankern 1 leein. Danach wird das Laufrad 16 mit seinen Einströmdüsen eingebaut und gegebenenfalls der Antriebsmotor (nicht dargestellt) an einer der Platten 11 angeflanscht.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 ist die Arbeitsweise wie eben beschrieben, mit dem Unterschied, daß der Schaumstoff-Blähton-Körper 12 beim Guß auch die Stege 37f> erhält. Vor dem Einspannen des Körpers 12 zwischen den Platten 11 wird das spiralförmig gebogene Blech in den Körper 12 eingelegt. Das Blech 37 liegt dabei fest gegen die Stege 376 an und wird nach dem Anlegen der Platten 11 gegen die Seitenflächen des Körpers 12 von den Kanten 11a erfaßt und gehalten.

Eine andere grundlegende Arbeitsweise ist bei der Ausführungsform der Fig. 5 und 7 möglich. Hier wird zunächst am Umfang des spiralförmig gebogenen Lochbleches 57 die Schicht 58 aus Steinwolle befestigt. Danach wird das spiralförmig gebogene Lochblech 57 mit der daran befestigten Schicht 58 zwischen den Platten 11 lagefixiert eingespannt Die Lagefixierung wird erreicht durch die Anlage des Lochbleches 57 gegen die Kanten 11a. Bei dem Biegen kann man dem Lochblech 57 eine etwas engere Spiralform erteilen.

d. h. eine Spiralform mit kleinerem Durchmesser als es

IUi acincil TCiiaui in ciiigcuautciu ^udtauu Tutgt~dCut.ii ist. Dann legt sich das Lochblech 57 infolge der elastischen Rückstellkräfte von selbst gegen die Kanten Ha an.

Nach dem Einlegen des Lochbleches 57 mit der Schicht 58 aus Steinwolle zwischen die Platten 11 werden die Platten Hin geeigneter Weise, beispielsweise wiederum durch Zuganker oder Distanzstangen mit Gewindeenden in dem durch die Breite des Bleches 57

so vorgegebenen Abstand zueinander fixiert Sodann füllt man den Zwischenraum zwischen den Platten 11 und dem Außenumfang der Steinwolleschicht 58 mit Blähtonkugeln. Natürlich muß man diesen Zwischenraum an seinem offenen Außenumfang durch eine entsprechende Schalung verschließen. Man kann das Verschließen auch dadurch bewirken, daß man um das Gehäuse herum einen äußeren Blechmantel anbringt Dieser Blechmantel kann bei dem nachfolgenden Ausschäumungsvorgang als verlorene Form dienen. Bei dem Ausschäumen spritzt man die flüssige Ausgangsverbindung für den Schaumstoff in diesen mit Blähtonkugeln gefüllten Zwischenraum ein und läßt die Füllung nach dem Ausschäumen aushärten. Das Einspritzen kann durch eine oder mehrere kleine Öffnungen in dem Blechmantel erfolgen. Nach dem Aushärten ist das Gehäuse fertig, und man kann das Laufrad 16 einbauen und ggf. den Antriebsmotor (nicht dargestellt) an einer der Platten 11 anflanschen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gehäuse für ein Radialgebläse mit zwei etwa iaufradachsnormal und im Abstand einer Laufradbreite voneinander angeordneten, Laufrad und gegebenenfalls Antriebsmotor lagernden Stirnwänden, von denen wenigstens eine eine Aussparung für das Laufrad aufweist, und mit einem den Zwischenraum zwischen den Stirnwänden ausfüllenden, den Leitraum am Umfang mittels einer spiralförmigen Wandung umgebenden Körper aus geschäumtem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwände von je einer Platte (11,71) aus einem billigen Werkstoff mit hohem spezifischen Gewicht, wie Beton, gebildet werden und der Kunststoffschaumkörper (12) von dem Schaumstoff gebundene Blähtonkugeln enthält, derart, daß das Verhältnis der Masse des Gehäuses zur Masse des Laufrades (16) größer als 2,^ ist

2. Gehäuse nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kunststoffschaumkörper (12) wenigstens in dem dem Beginn des spiralförmigen Leitraumes bezüglich der Laufradachse etwa diametral gegenüberliegenden Bereich λ/4-Resonatoren eingebettet sind, derart, daß ihre Schachtöffnungen η am Umfang des Leitraumes liegen.

3. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dessen austrittsseitiger Kanalabschniti: (80) eine Kröpfung (SOa) aufweist, die in einem eve Spirale des Leitraumes verengenden Sinn abknickt und in deren Bereich λ/4-Resonatoren (82) eingebettet sind, deren Schachtöffnungen in den Druckkanalabschnitt (80) münden