DE2644907A1

DE2644907A1 - Radialgeblaese mit waermeaustauscher

Info

Publication number: DE2644907A1
Application number: DE19762644907
Authority: DE
Inventors: Akira Kawase; Sadao Mimori; Susumu Miyazaki; Masao Takeuchi; Yoshio Tsuji
Original assignee: Hitachi Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1975-10-06
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1977-04-14
Also published as: FR2327497B1; FR2327497A1; JPS5249549U; GB1572243A; JPS5520977Y2

Description

LEINWEBER & ZIMMERMANN

44HU7

λ PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. H. Leinweber Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky

Rosental 7, 8000 München 2

2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2603989 Telex 528191 lepatd Telegr.-Adr. Leinpat München

der, 5. Oktober 1976

Unser Zeichen

Z/Seg/Sd/76-5d-WG

Tokyo Gas Co., Ltd., Tokyo / Japan

Hitachi Seisakusho Co., Ltd., Tokyo / Japan

Radialgebläse mit Wärmeaustauscher

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse mit einem flachen Gehäuse mit einer Lufteinlaßöffnung und einer Luftauslaßöffnung und mindestens einem an einer der Öffnungen angeordneten Wärmeaustauscher sowie einem Luftleitblech innerhalb des Gehäuses für die Zuführung der Luft von der Lufteinlaßöffnung zum Laufrad des Gebläses.

Ein derartiges Radialgebläse zum Heizen oder Kühlen von Räumen ist bekannt und ist in den beiliegenden Figuren bis 4 veranschaulicht, wobei die Fig. 1 und 2 Vorderansichten des bekannten Gebläses und die Fig. 3 und 4 Schnitte durch das bekannte Gebläse zeigen.

In den Fig. 1 und 3 befindet sich der Wärmeaustauscher stromabwärts vom Laufrad 1, während in den Fig. 2 und 4 sich der Wärmeaustauscher 3 stromaufwärts vom Laufrad 1 befindet. In beiden Fällen erstreckt der Wärmeaustauscher parallel

ORIGINAL INSPECTED

zur Achse des Laufrades 1, um eine möglichst große Querschnittsfläche des Luftabzugs durch den Wärmeaustauscher zu erzielen und damit die Druckverluste gering zu halten. Die Achse des Laufrades verläuft hierbei längs zur Breite des Gehäuses 4. ' Dabei ist die Tiefe des Gehäuses notwendigerweise durch den Durchmesser des Leitbleches 2 für das Laufrad 1 bestimmt. Zum Beispiel ist es für ein Heißluftgebläse dieser Art schwierig., bei Verwendung von Warmwasser, das eine Wärme von 1500 bis 2000 Kcal abgeben soll, die Tiefe des Gehäuses 4 kleiner als 120 mm zu halten. Da jedoch eine derartige Anordnung in einem Wohnraum untergebracht werden soll, ist es wünschenswert, die Tiefe des Gebläses bzw. des Gehäuses so klein wie möglich zu halten, so daß der Wohnraum möglichst gut genutzt werden kann. Gleichzeitig erleichtert ein schmäs Heißluftgebläse die Innendekoration des Wohnraums.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Heißluftgebläse der eingangs genannten Art möglichst schmal, d.h. mit geringer Tiefe, auszubilden.

Außerdem soll das Heißluftgebläse möglichst geräuscharm arbeiten, um die Wohnatmosphäre nicht zu stören.

Ferner soll das Heißluftgebläse außer zum Heizen auch noch zum Kühlen dienen, wobei sowohl beim Heizen als auch beim Kühlen das Gerät zwangsweise oder auf natürlichem Wege ventilieren soll.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Laufrad mit seiner Achse längs zur Tiefe des Gehäuses angeordnet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unterasprüchen angegeben.

- 3 7Q9815/0371

i Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen und anhand

der beiliegenden Fig. 5 bis 9 näher erläutert. In den genannten Fig. zeigt:

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Radialgebläses gemäß der Erfindung,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie A-A' der Fig. 5*

Fig. 7 eine graphische Darstellung zum Vergleich der Druckverluste von unterschiedlichen Radialgebläsen,

Fig. 8 eine der Schnittdarstellung in Fig. 6 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei der Wärmeaustauscher in der Luftauslaßöffnung von dem Wärmeausiaischer in der Lufteinlaßöffnung durch eine Trennwand getrennt ist, und

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei auf jeder Seite des Umfangs des Gehäuses ein Wärmeaustauscher angeordnet ist, die in Serie geschaltet sind.

Das erfindungsgemäße Radialgebläse zum Heizen oder Kühlen von Räumen durch erzwungene Ventilation kann sehr schmal ausgebildet werden, hat einen äußerst geringen Geräuschpegel und ist für verschiedene Anwendungen geeignet.

Im folgenden wird nun Bezug auf die Fig. 5 und 6 genommen. Das Radialgebläse befindet sich innerhalb eines Gehäuses 6, das eine vordere Gehäusewand 6a und eine hintere Gehäusewand. 6b aufweist. Das Laufrad 1, dessen Achse 1" längs zur Tiefe \ des Gehäuses 3 verläuft, ist mittig an der hinteren Gehäusewand j 6b angeordnet. Im Laufrad 1 des Gebläses ist ein sehr dünner > Motor 1* vorgesehen, dessen Achse mit der laifradachse zusammen-; fällt. Das Radialgebläse saugt die Luft axial an und gibt sie in radialer Richtung ab.

- 4 -709815/0371

Im Gehäuse ist ein Luftleitblech 2 vorgesehen, wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, das einen Einlaß- und einen Auslaßkanal bestimmt. Die Lufteinlaßöffnung 11a und die Luftauslaßöffnung 11b sind am Umfang des Gehäuses vorge- ' ; sehen und werden durch die Umfangskanten der vorderen und der hinteren Gehäusewand gebildet. Das Luftleitblech 2 trennt dabei die Lufteinlaßöffnung .von der Luftauslaßöffnung, wobei letztere 5/4 des Umfangs einnimmt. Mit den Pfeilen 8a ist der Weg der einströmenden Luft und mit den Pfeilen 8b der Weg der ausströmenden Luft gekennzeichnet. Zwischen den Gehäusewänden erstrecken sich um den Umfang der Wärmeaustauscher 5a für die Einlaßöffnung und der Wärmeaustauscher 5b für die Auslaßöffnung, wobei beide Wärmeaustauscher als eine einzige Einheit anzusehen sind. Durch die Wärmeausiaischer strömt Warmwasser von einem nicht gezeigten Boiler. Die Wärmeaustaischer 5a und 5b weisen Kühlrippen auf und stehen im Kontakt mit der vorderen Gehäusewand 6a und der hinteren Gehäusewand 6b.

In einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) stehen die Wärmeaustauscher jedoch nur in Kontakt mit der vorderen Gehäusewand 6a.

In der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform sind die Wärmeaustauscher 5a und 5b durch Trennwände 9 voneinander getrennt, an denen das Luftleitblech 2 befestigt ist.

In Fig. 9 ist eine weitere Auiührungsform gezeigt, in der in der Einlaßöffnung drei einzelne Wärmeaustauscher 5a¹, 5a", 5a¹" vorgesehen sind, sowie in der Auslaßöffnung ein einzelner Wärmeausiaiseher 5b. Die baulich voneinander getrennten Wärmeaustauscher sind über ein Verbindungsrohr 10 mitein- j ander verbunden. ^;

Statt warmwasserdurchströmte Wärmeaustauscher zu ver- : wenden, können auch elektrisch beheizbare Wärmeaustauscher ' Anwendung finden.

709815/0371

Es ist von großem Vorteil, daß bei den gezeigten Gebläsen sowohl die einströmende als auch die ausströmende Luft erwärmt ; wird.

Der Druckverlust AP im Abzugskanal kann wie folgt ■. angegeben werden:

_{aP f} 1 8v²
^ΔΡ = ^f· "He- "2g"

f ist der Reibungskoeffizient, 1 die Länge des Abzugskanals,Jl das spezifische Gewicht der Luft, g die Erdbeschleunigung und ν die Geschwindigkeit der Luftströmung und de der Durchmesser des Abzugskanals.

Wie zu sehen, ist der Druckverlust proportional zu 1 und dem Quadrat der Geschwindigkeit.

Dabei muß beim Stand der Technik, gemäß dem der Wärmeaustauscher entweder an der Einlaßöffnung oder der Auslaßöffnung angeordnet ist, die für eine bestimmte Wärmeabgabe erforderliche Luftkontaktfläche des Wärmeausiaischers durch Vergrößern der Länge 1 des Abzugskanals hergestellt werden, wenn von einer Vergrößerung der Höhe und der Breite sowie der Tiefe des Gehäuses abgesehen werden soll. Stattdessen kann aber auch der gewünschte Wärmeaustausch durch Erhöhung der Luftgeschwindigkeit hergestellt werden. In beiden Fällen jedoch erhöht sich der Druckverlust, so daß eine größere Antriebskraft für das Gebläse erforderlich wird, und damit ein größerer Motor. Die Erhöhung der Geschwindigkeit hat außerdem zur Folge, daß der Geräuschpegel stark ansteigt.

Erfindungsgemäß ist jedoch ein Wärmeaustauscher sowohl ■ in der Lufteinlaßöffnung als auch in der Luftauslaßöffnung innerhalb des Gehäuses 6 vorgesehen, so daß die Länge des Abzugskanals kleingehalten werden kann. Gleichzeitig ist, wie ; in Fig. 6 beispielsweise gezeigt ist, die Einlaßöffnung größer als die Auslaßöffnung, wodurch die Geschwindigkeit der Luft in der Einlaßöffnung kleiner als in der Auslaßöffnung ist. - 6 -

709815/0371

Beim erfindungsgemäßen Gegenstand wird daher der durch den ; Wärmeaustauscher 5a und den Wärmeaustauscher 5b hervorgerufene ; Druckverlust vermindert. !

Damit kann die Leistung des Gebläses (Motor) kleiner j als beim Stand der Technik ausgelegt werden, bei welchem ein Wärmeaustauscher entweder an der Lufteinlaßöffnung oder an der Luftauslaßöffnung vorgesehen ist.

In Fig. 7 sind die experimentellen Ergebnisse darge- ⁽ stellt, die mit einem Gebläse erhalten wurden, dessen Höhe, Breite, Tiefe und abgegebene Wärmemenge jeweils 500 mm, 600 mm, 50 mm und 1500 bis 2000 Kcaüi betragen. Die Wärmeaustauscher sind hierbei mit Rippen versehen. Die Kurve A zeigt die Druckverluste für ein Gebläse, an dessen Einlaßöffnung und an dessen Auslaßöffnung jeweils ein Wärmeaustauscher vorgesehen ist, während die Kurve B die Druckverluste bei einem Gebläse zeigt, das nur an der Auslaßöffnung mit einem Wärmeaustauscher versehen ist. Die Kurve C zeigt die Druckvefuste eines in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Gebläses, dessen Tiefe größer als 120 mm ist.

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß aufgrund zweier im Gebläse vorgesehener Wärmeaustauscher 5a und 5b gemäß der Erfindung der Druckverlust vermindert werden kann, wodurch sich die Höhe, die Breite und insbesondere die Tiefe bis auf die Hälfte der beim Stand der Technik benötigten Abmessungen drücken lässt.

Da ferner erfindungsgemäß das Laufrad mit seiner Achse längs Vertiefung des Gehäuses 6 angeordnet ist, kann der Außendurchmesser des Laufrads vergrößert werden, ohne daß dadurch zwangsläufig die Tiefe des Gehäuses vergrößert werden muß. Diese Anordnung des Laufrads gestattet eine bessere Ausnutzung des · Innenraums des Gehäuses 6.

- 7 709815/0371

Die FöArmenge des Gebläses 1 hängt von der Drehzahl, der Flügelbreite sowie der Flügellänge ab. Bei gegebener Fördermenge und bei gegebenem Förderdruck kann daher die axiale Länge des Laufrades verMßinert werden, wenn der Außendurchmesser des Laufrades größer gemacht wird. Dies hat jedoch beim Gegenstand der Erfindung nicht zur Folge, daß die Gehäuseabmessungen, insbesondere die Tiefe des Gehäuses, vergrößert werden müssen.

Da der Motor des Gebläses sich innerhalb des Laufrades befindet, hat seine Längsausdehnung keinen Einfluß auf die Tiefe des Gehäuses.

Falls die vordere Gehäusewand 6a und die hintere Gehäusewand 6b aus einer Metallplatte bestehen, können sie die Wärme von den Wärmeaustauschern absorbieren, so daß eine bessere Wärmeabgabe erzielt wird. Gleichzeitig kann dann bei gestopptem Motor die Wärme durch Strahlung sowie durch Konvektion abgegeben werden, was insbesondere für die lachtseit sehr angenehm ist.

108815/0371

Claims

Patentansprüche:

Radialgebläse mit einem flachen Gehäuse mit einer Lufteinlaßöffnung und einer Luftauslaßöffnung und mindestens einem an einer der Öffnungen angeordneten Wärmeaustauscher sowie einem Luftleitblech in dem Gehäuse für die Zuführung der Luft von der Lufteinlaßöffnung zum Laufrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (1") des Laufrads (1) längs zur Tiefe des Gehäuses (6) angeordnet ist.
2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßöffnung (11a) und die Luftauslaßöffnung (11b) am Umfang des Gehäuses vorgesehen sind.
3. Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lufteinlaßöffnung und die Luftauslaßöffnung um den gesamten Gehäuseumfang erstrecken.
4. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Lufteinlaßöffnung als auch in der Luftauslaßöffnung Wärmeaustauscher (5a, 5b) angeordnet sind.
5. Radialgebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Wärmeaustauscher für die Lufteinlaßöffnung und die Luftauslaßöffnung vorgesehen ist.
6. Radialgebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher in der Lufteinlaßöffnung von dem Wärmeaustauscher in der Luftauslaßöffnung baulich getrennt ist, wobei die Wärmeaustauscher über ein Verbindungsrohr (10) miteinander verbunden sind.
7. Radialgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscher in direktem Kontakt mit der vorderen und der hinteren Gehäusewand 6a, 6b stehen.

70.9815/0371

ORIGINAL INSPECTED

-SL-
8. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscher nur mit der vorderen Gehäusewand (6a) in direktem Kontakt stehen.
9. Radialgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher mit Flügeln versehene Röhren beim Warmwasser aufweist.

7-09815/0371