DE2713340A1 - Ventilatorvorrichtung - Google Patents
VentilatorvorrichtungInfo
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Description
KARL H. WAGNER 8000 München 22
GEWÜRZMÜHLSRASSE 5 POSTFACH 246
2713340 25> März 1977
77-Y-2153
TEIZO SAKAI, Minami-ku, Osaka, Japan
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilatorvorrichtung der Scirocco-Bauart mit saugender und ausstoßender Ventilatorwirkung.
Allgemein bezieht sich die Erfindung auf eine Ventilatorvorrichtung und insbesondere auf eine saugende und
ausstoßende Ventilatorvorrichtung der Scirocco-Bauart, bei welcher das Ausstoßen und Ansaugen beträchtlicher Luftvolumina
gleichzeitig mittels eines Zentrifugalventilators erfolgt, wobei die Strömungen von Saugluft und Ausstoßluft beide von
Zentrifugalströmungen in Axialströmungen umgewandelt werden
und die Möglichkeit des Mischens der Ausstoßluft und der Saugluft vollständig eliminiert ist. Zum Ventilieren oder Belüften
von Räumen sind zahlreiche Bauarten von Ventilatoren bekannt. Diese Ventilatoren, die nur aus Axialgebläsen bestehen, sind
jedoch nicht zufriedenstellend. Ferner wird bei diesen Ventilatoren
Luft durch Umkehr der Drehrichtung der Gebläse angesaugt, was den Wirkungsgrad der Ventilatoren vermindert. Wenn
ferner nur ein derartiger Ventilator zum Belüften eines geschlossenen
Raumes verwendet wird, in dem fortlaufend ein störender Geruch erzeugt wird, so wird am Anfang der erzeugte
störende Geruch abgeführt oder ausgestoßen; mit vergehender Zeit nimmt jedoch der Luftdruck im Raum allmählich ab, und demgemäß
wird auch der Wirkungsgrad des Ventilators beim Ausstoßen oder Entfernen des störenden Geruchs allmählich vermindert,
so daß schließlich der Raum mit dem störenden Geruch angefüllt ist und im Raum befindliche Personen Schwierigkeiten
beim Atmen bekommen. Axialgebläse, bei denen das
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Ansaugen und Ausstoßen von Luft gleichzeitig ausgeführt wird,
sind bekannt. Derartige Gebläse wurden jedoch nicht praktisch verwendet, da ihr Wirkungsgrad verhältnismär ig gering ist
und sie Ausstoßluft mit Ansaugluft mischen.
Unter diesen Umständen hat nach zahlreichen Versuchen und langwierigen Untersuchungen der Anmelder eine ansaugende und
ausstoßende ventilierende Gebläsevorrichtung vorgeschlagen,
bei der das Ansaugen von Luft und das Ausstoßen von Luft gleichzeitig durch ein Gebläse der Plattenbauart ausgeführt wird, wodurch
einige der beschriebenen Nachteile eliminiert werd en.
Dieses Gebläse der Plattenbauart hat jedoch gewisse innevohnende
Nachteile. Ein solcher Nachteil besteht darin, daß die Größe der Gebläsevorrichtung, verglichen mit dem durch die Gebläsevorrichtung
zu verarbeitenden Luftvolumen, relativ groß ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Ventilationswirkungsgrad
dieses Gebläses verhältnismäßig klein ist, da ein relativ großes Volumen an Ausstoßluft mit der Ansaugluft gemischt
wird, und zwar infolge der Tatsache, daß Zwischenräume zwischen dem Umfang des Gebläserades und den Kanten der rechteck! gen
öffnung der Teilungsplatte, innerhalb welcher das Gebläserad befestigt ist, nicht vollständig abgedichtet werden können.
Die Erfindung schlägt auch vor, eine Gebläsevorrichtung der Scirocco-Bauart vorzusehen, die folgendes umfaßt: ein rechteckiges
Gehäuse, ein zylindrisches Gebläserad, drehbar gelagert innerhalb des Gehäuses, und zwar mit seiner Achse senkrecht zur
Mittelachse des Gehäuses, und zwei Unterteilungsplatten, die sich in einer gemeinsamen Horizontalebene erstrecken, welche
durch die Mittelachse des Gehäuses verläuft, wobei die inneren Endkanten der Platten dicht benachbart zum Umfang des Gebläserads
liegen. Die Gebläsevorrichtung dieser Bauart ist verhältnismäßig kompakt, kann leicht hergestellt werden und kann relativ
große Luftvolumina verarbeiten, wobei ferner der Betriebswirkungsgrad der Gebläsevorrichtung verbessert wird durch Verminderung
des Mischens der Ausstoßluft und der Ansaugluft. Bei
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dieser bekannten Gebläsevorrichtung der Scirocco-Bauart wird jedoch das Mischen von Ausstoßluft und Ansaugluft
nicht vollständig eliminiert, und daher ist der Wirkungsgrad dieser Vorrichtung nicht zufriedenstellend.
Die vorliegende Erfindung hat sich demgemäß zum Ziel gesetzt, eine ventilierende Ansaug- und Ausstoß-Gebläsevorrichtung
der Scirocco-Bauart vorzusehen, die in effektiver Weise die oben beschriebenen Nachteile eliminiert und die
vollständig das Mischen von Ausstoßluft und Ansaugluft verhindert, wodurch der Betriebswirkungsgrad der Gebläsevorrichtung
beträchtlich erhöht wird.
Erfindungsgemäß umfaßt eine ventilierende Saug- und Ausstoß-Gebläsevorrichtung
der Scirocco-Bauart folgendes: ein Gehäuse von zylindrischer Form; eine horizontale Unterteilungsplatte,
angeordnet innerhalb des Gehäuses und sich in einer Horizontalebene erstreckend, die durch eine Mittelachse des Gehäuses
verläuft und eine rechteckige Öffnung darin ausgebildet besitzt; ein zylindrisches Gebläserad der Scirocco-Bauart drehbar
in der öffnung der Platte gelagert, und zwar koaxial bezüglich des Gehäuses, wobei das Gebläserad eine mittige vertikale
Unterteilungsscheibe besitzt, einen ersten zylindrischen Gebläseradabschnitt zum Ausstoßen von Luft, angeordnet auf einer
Seite der Scheibe und einen zweiten zylindrischen Gebläseabschnitt zum Ansaugen von Luft angeordnet auf der anderen
Seite der Scheibe; eine erste halbzylindrische Haube, angeordnet zum Umgeben der unteren Hälfte des ersten zylindrischen Gebläseradabschnitts,
eine zweite halbzylindrische Haube, angeordnet zum Umgeben der oberen Hailte des zweiten zylindrischen
Gebläseradabschnitts, Seitenkanten und innere Endkanten der Hauben sind dabei mit Kantenteilen der öffnung der Unterteilungsplatte
verbunden und äußere halbzylindrische Endkantenteile der Hauben stehen mit einer äußeren Umfangskante der Unterteilungsscheibe
direkt oder über das Medium eines Antireibungsmaterials,
wie beispielsweise Nylon, in Verbindung; und Führungsmittel zur Umwandlung von Zentrifugalströmungen, erzeugt
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durch Gebläseradabschnitte, in Axialströmungen, wodurch Ausstoßluft
vollständig von Ansaugluft getrennt ist, und dauer das Mischen der Ausstoßluft und der Ansaugluft vollständig
eliminiert ist, wodurch infolgedessen der Betriebswirkumsgrad der Gebläsevorrichtung beträchtlich verbessert wird
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung e geben sich insbesondere aus den Ansprüchen sov/ie aus der B ·.-Schreibung
von Ausführungsbeispielen'anhand der Zeichnur*;
in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße ve itilierende
ansaugende und ausstoßende Gebläsevorric itung der Scirocco-Bauart;
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie X2-X2 in Fig. 1 Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie X3-X3 in Fig. 1■
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Gebläsevorrichtung der Scirocco-Bauart mit einem rechteckigen
Gehäuse;
Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie X5-X5 in Fig. 4
Zur Erleichterung des Verständnirses der vorliegenden Er Tindung
sei zunächst kurz unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und die oben bereits erwähnte Gebläsevorrichtung der Scirocco-Bauart
mit einem rechteckigen Gehäuse beschrieben, wie s-.e in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 12941/1976 beschrieben
ist. Sodann wird auf die Fig. 1 bis 3 zur Beschreibu \g der
vorliegenden Erfindung eingegangen.
Die Fig. 4 und 5 zeigen also eine Gebläsevorrichtung der Scirocco-Bauart mit einem rechteckigen Gehäuse 1 und ein ^m zylindrischen
Gebläserad 4 der Scirocco-Bauart, wobei das Gebläserad drehbai" innerhalb des Gehäuses gelagert ist, und zwar durch
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drehbare Lagerung beider Enden einer Welle 5 des Gebläserads in Gehäusewänden 1c mittels Kugellager 8, die an den
Gehäusewänden befestigt sind, wobei die Welle 5 des Gebläserades senkrecht zu einer Mittelachse des Gehäuses in einer
Horizontalebene angeordnet ist, und der Außenumfang 4" des Gebläserades benachbart zu einer oberen Wand 1a und einer
Bodenwand 1b des Gehäuses liegt. Das Gebläserad 4 umfaßt eine innere Umfangshülse 3 koaxial zur Welle 5, eine Vielzahl von
Gebläseschaufeln 4' der Scirocco-Bauart sich von der Hülse 3
nach außen erstreckend und angeordnet mit gleichen Abständen längs des Umfangs der Hülse, und wobei schließlich Endplatten
4a vorgesehen sind. Innerhalb des Gehäuses ist nach vorn und hinten gegenüber dem Gebläserad eine longitudinale Horizontal-Unterteilungsplatte
2 im wesentlichen zwischen den oberen und unteren Gehäusewänden 1a und 1b angeordnet, wobei die entsprechenden
Enden 2' (die am nächsten zum Gebläserad liegen) der Unterteilungsplatte 2 benachbart zum Außenumfang 4" des Gebläserades
4 liegen. Auf diese Weise ist das Gehäuse 1 in vier Kammern durch die Unterteilungsplatten unterteilt; d.h., wie in
Fig. 4 gezeigt, es gibt zwei obere Ausstoßkammern A und A1 und
zwei untere Ansaugkammern B und B1. Ferner sind die oberen und
unteren Wänden 1a, 1b mit Stufen 11 bzw. 1" ausgestattet, und
zwar unmittelbar oberhalb und unterhalb der Gebläsewelle i>.
Bei dieser bekannten Gebläsevorrichtung sind zur Verhinderung des Mische1 s von Ausstoßluft (die von der Kammer A zur Kammer A1,
wie durch den Pfeil C angedeutet, läuft) und der Ansaugluft (die von der Kammer B zur Kammer B1, wie durch den Pfeil D angedeutet,
läuft) die Abstände E zwischen den Enden 2' der Unterteilungsplatten
und dem Außenumfang 4" des Gebläserades soweit als möglich reduziert, und ferner bestehen die Unterteilungsglieder 6 aus Material mit niedriger Reibung, wie beispielsweise
e:ner Nylonplatte, befestigt an den Enden 21 der Unterteilungsplatten
derart, daß diese Glieder 6 reibungsmäßig mit dem Umfang 4" des Gebläserades in Berührung stehen.
Trotz dieser Bemühungen kann jedoch bei dieser bekannten Gebläsevorrichtung
das Vermischen nicht vollständig eliminiert
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werden, und daher ergab sich eine teilweise Mischung von Ausstoßluft
und Ansaugluft.
Die vorliegende Erfindung eliminiert derartige Nachteile vollständig.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 weist eine erfindungsgemäße ventilierende Ansaug- und Ausstoß-Gebläsevorrichtung der Scirocco-Bauart
ein Gehäuse 10 von zylindrischer Form auf, η welchem eine longitudinale horizontale Unterteilungsplatte
20, die sich in einer Horizontalebene erstreckt, die durch die Achse des Gehäuses verläuft, befestigt ist. Die Unterteilungsplatte
20 besitzt eine rechteckige Öffnung 20' symmetrisch darin ausgebildet bezüglich der Achse des Gehäuses. Ein zylindrisches
Gebläserad 40 ist drehbar innerhalb der Öffnung 20* gelagert und koaxial zum Gehäuse angeordnet. Das Gebläserad
40 umfaßt eine Mittelwelle 50 und ferner erfindungsgemäß eine mittige (zentrale) vertikale Unterteilungsscheibe 40a, die fest
auf der Welle befestigt ist, und von deren beiden Seiten aus eine Vielzahl von Scirocco-Gebläseschaufeln 40' bzw. 40" in
Axialrichtung vorsteht. Diese Gebläseschaufeln 40', 4O" sind
durch Endringplatten 40b bzw. 40c verstärkt. Auf diese Weise ist erfindungsgemäß das Gebläserad 40 in zwei zylindrische Gebläseabschnitte
41 und 42 unterteilt, die durch die Unterteilungsscheibe 40a, die Schaufeln 40', den Endring 40b bzw. die
Scheibe 40a, die Schaufel 40" und den Endring 40c gebildet sind,
Benachbart zur Ringplatte 40b ist eine obere halbkreisförmige
Ringwand 11 mit einem Innendurchmesser gleich oder etwas kleiner als der Außendurchmesser des Endrings 40b auf der Innenwand
des Gehäuses befestigt. In ähnlicher Weise ist benachbart zur Ringplatte 40c eine untere halbkreisförmige Ringwand 13 mit einem
Innendurchmesser gleich oder etwas kleiner als der Außendurchmesser des Rings 40c ebenfalls auf der Innenwand des Gehäuses
befestigt. Diese Ringwände 11, 13 besitzen Führungen 12, 14 mit sphärischen (kugelförmigen) inneren Führungsoberflächen
zum Umwandeln von Zentrifugalströmungen, erzeugt durch die entsprechenden Gebläseradabschnitte 41, 42, in Axialströmungen.
Ferner umgibt eine obere halbzylindrische Haube 4 3 eine halbzylindrische obere Hälfte des Gekläseradabschnitts 42, und in
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ähnlicher Weise umgibt eine untere halbzylindrische Haube 44 eine halbzylindrische untere Hälfte des Gebläseabschnitts
41. Innenkanten 43a, 43b und 44a, 44b der Hauben 43, 44 sind mit Querkanten und Längskanten der Rechtecköffnung 20' der
Unterteilungsplatte 20 verbunden. Die äußeren halbkreisförmigen Endkanten 43c, 44c der Hauben 43, 44 stehen stets in
leichter Berührung mit der Außenumfangskante der Mittelunterteilungsscheibe
40a des Gebläserads 40 direkt oder über Antireibungsmaterial 60, wie beispielsweise Nylon. Auf diese Weise
ist das Gehäuse 10 in zwei vollständig getrennte Durchlässe (der obere ist für Ausstoßluft und der untere ist für Ai saugluft)
unterteilt, und zwar durch die horizontale Unteiteilungsplatte
20, die Vertikal-Unterteilungsscheibe 40a und die Hauben 43, 44, wodurch das Mischen von Ausstoßluft und Ansaugluft vollständig
verhindert wird. Ferner sind gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung Ansaugwirkungsgrad und Ausstoßwirkungsgrad
für die Gebläsevorrichtung in signifikanter Weise erhöht, da sämtliche Gebläseschaufeln 40' des zylindrischen Gebläseradabschnitts
41 zum Ausstoßen von Luft und sämtliche Gebläseschaufeln 40" des zylindrischen Gebläseradabschnitts 42 zum Ansaugen
von Luft verwendet werden können (es sei bemerkt, daß im Gegensatz dazu beim bekannten Gebläse der Scirocco-Bauart
nur die Schaufeln der oberen Halide des Gebläserades für das
Ausstoßen und nur die Schaufeln der unteren Hälfte des Gebläserades für das Ansaugen verwendet werden.)
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Gebläsevorrichtung geschieht
wie folgt: Luft, die aus einem (nicht gezeigten) zu ventilierenden Raum ausgestoßen werden soll, wird in eine Kammer A
übertragen, von wo aus die Luft durch den Gebläseradabschnitt 41 ausgestoßen und als Zentrifugalströmung abgegeben wird. Diese
Zentrifugalströmung wird durch die erfindungsgemäße Führung 12 in eine Axialströmung umgewandelt und zur Kammer A1 geschickt
und sodann an die Atmosphäre abgegeben. In ähnlicher Weise wird frische Luft aus der Atmosphäre erfindungsgemäß ±n
eine Kammer B übertragen, von wo aus die Luft durch den Gebläseabschnitt 42 angesaugt und als Zentrifugalströmung frei-
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gegeben wird. Diese Zentrifugalströmung wird ebenfalls in eine Axialsfrömung durch die erfindungsgemäße Führung 14 umgewandelt
und in den Raum durch eine Kammer B1 geschickt. Während des Betriebs des Gebläses ist die auszustoßende Luft
vollständig von der einzuziehenden Luft getrennt, und zwar durch die Unterteilungsplatte 20, die zentrale Unterteilungsscheibe 40a und die Hauben 4 3 und 44, wobei auf diese Weise
die Mischung von Ausstoßluft und Ansaugluft vollständig eliminiert wird, was wiederum den hohen Betriebswirkungsgrad der
erfindungsgemäßen Gebläsevorrichtung zur Folge hat. Der Wirkungsgrad
der erfindungsgemäßen Gebläsevorrichtung wird (:erner
durch die Tatsache erhöht, daß sowohl das Ausstoßen als auch das Ansaugen durch die ganzen zylindrischen Gebläseradabschnitte
42 bzw. 41 ausgeführt wird.
Dem Fachmann sind Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels gegeben.
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Claims (7)
1.) Gebläsevorrichtung der Seicocco-Bauar zum Zwecke
ies Ventilierens, d.h. des Ansaunens und Ausstoßens,
gekennzeichnet durch ein Gehäuse von zyli)-drischer Form, eine innerhalb des Gehäuses gefestigte Urterteilungsplatte
(20), die sich in einer Hori :ontalebene trstreckt,
welche durch eine Mittelachse des Gehäuses ver:auft
und darxnnen ausgebildet eine rechteckige öcfnung besitit,
ein zylindrisches Gebläserad (4O) dor Sciro,co-Bauart, c rehbar
gelagert innerhalb der öffnung der Unterteilungspia te
koaxial bezüglich des zylindrischen Gehäuses, wobei das Gebläserad eine mittige vertikale iJnterteilungsscheibe (4( a) ,
einen ersten zylindrischen Gebläseradabschnitt zum Auss* oßen von Luft, angeordnet auf einer Seite der Scheibe, und e nen
zweiten zylindrischen Gebläseradabschnitt zum Ansaugen von Luft angeordnet auf der anderen Seite der Scheibe aufwe st,
wobei ferner erste Haubenmittel vorgesehen sind, um zu erhindern, daß der erste Gebläseradabschnitt die Ansauglu t
berührt, wobei schließlich zweite Haubenmit-el vorgesehen
sind, um zu verhindern, daß der zweite Gebläseradabschn tt die Ausstoßluft berührt.
2. Gebläsevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Haubenmittel eira halbzylindrische Taube
(4 3, 44) aufweisen, und zwar angeordnet zum Zwecke des ' mgebens
einer unteren oder einer oberen Hälfte des ersten zylin<_ rischen
Gebläseradabschnitts, und wobei die zweiten Haubenmitte eine halbzylindrische Haube aufweisen, und- zwar angeordnet ζ m
Zwecke des Umgebens einer oberen oder einer unteren Hai te des
zweiten zylindrischen Gebläseradabschnitts, wobei schließlich Seitenkanten und innere Endkanten der Hauben mit Kanten eilen
der öffnung der Unterteilungsplatte verbunden sind, und lußere
halbzylindrische Endkantenteilen der Hauben stets in Be; ührung
mit einer äußeren Umfangskante der Unterteilungsscheibe des Gebläserads sind.
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ORIGINAL INSPECTED
3. Gebläsevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Führungsmittel aufweist, um die
durch die Gebläseabschnitte erzeugten Zentrifugalströmungen in Axialströmungen umzuwandeln.
4. Gebläsevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Führungsmittel vorgesehen sind, um die
Zentrifugalströmungen, erzeugt durch die Gebläseabschnitte in Axialströmungen umzuwandeln.
5. Gebläsevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren halbzylindrischen Endkantenteile
der Hauben stets in Berührung mit der äußeren Umfangskante der Unterteilungsscheibe stehen, und zwar über Antireibungsmaterial,
angeordnet auf der Umfangskante der Scheibe oder auf den Endkantenteilen der Hauben.
6. Gebläsevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren halbzylindrischen Endkantenteile
der Hauben stets in Berührung mit der äußeren Umfangskante der Unterteilungsscheibe stehen, und zwar über Antireibungsmaterial,
angeordnet auf der Umfangskante der Scheibe oder auf den Endkantenteilen der Hauben.
7. Gebläsevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine sich in Längsrichtung erstreckende horizontale Unterteilungsplatte (20),
eine rechteckige öffnung (20*) darinnen, eine mittig angeordnete
vertikale Untt,teilungsscheibe (40a), von deren beiden Seiten
aus sich eine Vielzahl von Scirocco-Lüfterschaufeln (Axiallüfterschaufeln) (40·, 40") in Axialrichtung erstreckt, Endringplatten (40b, 40c) für die Schaufeln (40·, 40"), eine obere halbkreisförmige
Ringwand (11) mit einem Innendurchmesser gleich oder etwas kleiner als ein Außendurchmesser des Endrings, befestigt
an der Innenwand des Gehäuses, benachbart zur Ringplatte (40c) eine untere halbkreisförmige Ringwand (13) mit einem Innendurch-
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messer gleich oder etwas kleiner als ein Außendurchmesser des Rings (4Oc), befestigt an der Innenwand des Gehäuses,
eine obere halbkreisförmige Haube (4 3) zur Umgebung einer
halbzylindrischen oberen Hälfte eines Gebläseradabschnit!.
(42), eine untere halbkreisförmige Haube (44) zur Umgebung einer halbzylindrischen unteren Hälfte eines Gebläseradabschnitts
(41), mit Querkanten und Längskanten der Rechtecköffnung (20') verbundene Innenkanten (43a, 43b) und (<-4a,
44b) der Hauben (43, 44), und äußere·halbkreisförmige Emikanten
(43c, 44c) der Hauben (43, 44) in leichter Berührung mit der Außenumfangskante der Mittel-Unterteilungsscheibo
(40a) direkt oder mittels eines Antireibungsmaterials (60), wie beispielsweise Nylon.
709843/0645 ORIGINAL INSPECTED
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