DE3016438A1 - Querstromluefter - Google Patents
QuerstromluefterInfo
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- DE3016438A1 DE3016438A1 DE19803016438 DE3016438A DE3016438A1 DE 3016438 A1 DE3016438 A1 DE 3016438A1 DE 19803016438 DE19803016438 DE 19803016438 DE 3016438 A DE3016438 A DE 3016438A DE 3016438 A1 DE3016438 A1 DE 3016438A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/02—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
- F04D17/04—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal of transverse-flow type
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Description
R.Hopfensperger -5
Querstromlüfter
Die Erfindung betrifft einen Querstromlüfter, bestehend aus einem an Gehäuseseitenteilen befestigten, den Druckraum
umfassenden Leitelement, einer Trennwand zwischen Saug- urid Druckraum und einer in den Gehäuseseitenteilen
drehbar gelagerten Lüfterwalze mit in etwa parallel zur Drehachse verlaufenden Schaufelkanten.
Ein solcher Querstromlüfter ist bekannt (DE-AS 25 ^5 036).
Bei diesem bekannten Querstromlüfter sollte ein Gebläse geschaffen werden, das unter Hintanstellungdes ausschließlichen
Druckgewinnes wesentlich geräuscharmer läuft als die bekannten Gebläse vergleichbarer Art.
Zu diesem Zweck besitzt dieser bekannte Querstromlüfter
eine aufwendig gestalteten Trennwand mit zusätzlichen Leitwänden und porösen Wänden. Derart aufwendige Maßnahmen
verteuern das Produkt nicht unerheblich und sind daher
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BAD ORiQINAL
- 9 R.Hopfensperger -5 ·
für die Großsereienfertigung ungeeignet; außerdem ist es fraglich, ob dieser bekannte Querstromlüfter
seine geräuschinindernde Eigenschaften im Langzeitbetrieb beibehält, weil die Gefahr besteht, daß dieser
Vorteil durch Verschmutzung und damit Verstopfung der Poren nach einiger Zeit verloren geht.
Es sind weiterhin Querstromgebläse bekannt (DE-PS ih 28 ,071)
die einen stabilen und geräuscharmen Lauf besitzen. Bei diesem bekannten Querstromlüfter wird mit Hilfe einer
spiralförmigen Gestaltung des Leitelementes und mit entsprechend großem Umschlingungswinkel desselben eine
stabile Luftleistungskennlinie erzielt, und er besitzt ein relativ niedriges Geräusch.
Dieser bekannte Querstromlüfter, der seit über einem
Jahrzehnt bisher in sehr großen Stückzahlen gebaut worden ist, und weiter gebaut wird, hat in der Vergangenheit allen
Anforderungen hinsichtlich Luftleisturgund Geräuschabstrahlung
genügt.
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- ίο. -
R.Hopfensperger -5
Im Zuge der Anstrengungen zur Verbesserung der Umweltbedingungen
und dem Zwang zur größeren Wirtschaftlichkeit, insbesondere -beim Energieverbrauchs fordert die
Geräte bauende Industrie für die .Zukunft Querstromlüfter,
die einerseits eine gute, gegenüber den bekannten Querstromlüffcern
verbesserte Luftleistungskennlinie besitzen und damit eine kompakte Bauweise der Geräte gestatten,
die aber andererseits auch extrem.geräuscharm im Be- , trieb sind. ■ " :
Diese Forderungen werden derzeit, insbesondere im Hinblick auf die geringe Geräuschentwicklung, von keinem bekannten
Querstromlüfter erfüllt. Der bisher erzielte geringe Erfolg bei der Verminderung der GeräuschabstraHlung eines
Querstromlüfter zeigt, daß bisher ein QuerStromlüfter
mit verminderter Geräuschabstrahlung nur mit größerem Aufwand
zu verwirklichen war. Die Fertigung von großen Stückzahlen erfordert aber einen einfachen Aufbau des
Querstromlüfters.
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R.HopFensperger· -5
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Querstromlüfter zu schaffen, dessen
Außenabmessungen die Außenabmessungen des in sehr großen Stückzahlen gebauten, bekannten Querstromlüfters nicht
überschreiten, der extrem geräuscharm arbeitet, der eine bessere Luftleistung erbringt und der einen einfachen,
für die Großserienfertigung geeigneten Aufbau besitzt. Ein stabiles Betriebsverhalten wird dabei als selbstverständlich
unterstellt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich das Leitelement - ausgehend von einer Linie der
größten Annäherung an dem Umfang der Lüfterwalze - zunächst mit sich vorzugsweise stetig vergrößernden Abstand
vom Umfang der Lüfterwalze entfernt und nach neunzig oder mehr Winkelg^raden im Wesentlichen als Gerade
weiterläuft, daß die Trennwand.in der Weise ausgebildet
ist, daß ihr der Lüfterwalze zugewandtes Ende eine dung bildet, .daß ihr der'
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ORIGINAL
-.12 -
R.Hopfensperger -5
Lüfterwalze abgewandtes Ende mit dem im Wesentlichen
geraden Teil des Leitelementes einen Winkel (α) zwischen 20° und 40° einschließt und dieses Ende eine solche Lage
besitzt, daß der druckseitige Austrittsquerschnitt etwa 55-65$ des saugseitigen Eintrittsquerschnittes beträgt.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich, bei dem neuen Quer·*·
stromlüfter gegenüber dem aus der DE-PS 14 28 071 bekannten
Querstromlüfter bei gleicher LÜfterwalzendrehzal
eine größere Luftl'eiBtung und eine geringere Geräuschentwicklung.
Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 17 enthalten und nachstehend anhand
der Figuren 1 bis 8 erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Profil des neuen Querstromlüfters, Fig. 2 die Draufsicht auf ein Gehauseseitenteil,
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- 13 R.Hopfensperger -5
Pig. 3 einen Schnitt durch das Gehäuseseitenteil gemäß Fig. 2 entlang der Linie AB,
Fig. H den Querschnitt des neuen Querstromlüfters
Fig. 5 die Draufsicht auf eine Stirnseite der Lüfterwalze j
Fig. 6 die Druck-Volumen-Kennlinie des neuen Querstromlüfters
bei konstanter Lüfterwalzendreh-*. zahl im Vergleich zur entsprechenden Kennlinie
des bekannten Lüfters,
Fig. 7 den maximalen Terzpegel bei verschiedenen Betriebspunkten für den neuen und bekannten
Querstromlüfter
und
Fig. 7 den bewerteten Schalldruckpegel bei verschiedenen Betriebspunkten für den neuen und bekannten Querstromlüfter.
und
Fig. 7 den bewerteten Schalldruckpegel bei verschiedenen Betriebspunkten für den neuen und bekannten Querstromlüfter.
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- in *
R.Hopfensperger --5
In Pig. 1 ist das Profil des neuen ■■Querstromlüfters verdeutlicht,
der aus der Lüfterwalze i, dem Leitelement 2
und der Trennwand 3 zwischen Saug- und Druckraum besteht. Das Leltelement 2 besitzt zwischen den Punkten A (geringster
Abstand zwischen Leitelement und Lüfterwalze) und B über einen Winkel γ >
90° einen spiralförmigen Verlauf und geht dann in eine Gerade über. Sollte das Leitelement
2 in seinem spiralförmigen Bereich geringfügig von einer exakten Spirale abweichen, so Jhat dies keine erheblichen
Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften des <?uer stromlüfter a, Das gleiche gilt für den geraden
Teil des Leitelementes. Die Größe des Abstande.s C zwischen Lüfterwalze 1 und Leitelement 2 dagegen ist von
erheblicher Bedeutung für den erfindungsgemäßen Querstromlüfter. Die Abstände zwischen der Lüfterwalzenumfang und
der Rundung 4 bzw. dem Leitelement 2 bei A sind mit 22 bzw. 23 bezeichnet. Der Lüfterwalzendurchmesser ist mit
DL bezeichnet. . '
Die Trennwand 3 ist stufenförmig ausgebildet, und zwar ist das der Lüfterwalze am nächsten liegende Ende der
Trennwand als Rundung 4 ausgebildet» Das untere.Ende
der Rundung k verläuft, als sich stetig vom geraden Teil
des Leitelementes 2 .
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- 15 R.Hopfensperger -5
entfernende Gerade 5 weiter. Daran anschließend besitzt
die Trennwand einen geraden Abschnitt 6 der zum geraden Teil des Leitelementes 2 hin geneigt ist. Der letzte'
Abschnitt 7 der Trennwand 3 ißt gleichfalls gerade und besitzt wieder einen sich stetig vom geraden Teil des
Leitelementes 2 entfernenden Verlauf, wobei er mit dem geraden Teil des Leitelementes 2 den Winkel α = 20° - 4O°
einschließt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der mittlere, stufenförmig ausgebildete Teil der Trennwand
3 derart gestaltet, daß die Richtungsänderung im Bereich der Stufe ziemlich abrupt erfolgt. Die Richtungsänderung
im Stufenbereich kann aber auch wesentlich sanfter erfolgen, so daß dieser mittlere Bereich mehr eine
wellenförmige Gestalt besitzt. Das druckseitige Ende des Leitelementes 2 ist mit der sich nahezu über die
gesamte Lüfterlänge erstreckenden Stufe 8 versehen. Die Stufe 8 kann sich beispielsweise über 2/3 der Lüfterlänge'
erstrecken, wobei sie im Bereich der Seitenteile nicht vorhanden ist.
Fig. 2 zeigt ein Gehäuseseitenteil 9, das in dem Bereich,
in dem die Lüfterwalze in ihr drehbar gelagert ist, zu einer Tasche 10 erweitert ist (Fig. 3). Die Kante 1*1
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INSPECTED
- 16 R.Hüpfensperger· -5
am übergang zwischen Tasche 10 und Gehäuseseitenteil 9
ist abgerundet. Bei dem in den Fig.- 2 und 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel ist das Gehäuseseitenteil 9 im Bereich des Lüfterwalzenlagers mit der Lageröffnung
11 versehen, in welche - wie an sich bekannt - das elastische Lüfterwalzenlager eingeknöpft wird.
Bei dem neuen Querstromlüfter ist - wie in Fig. 2 gezeigt das
Gehäuseseitenteil 9 mit weiteren öffnungen 12 und 13 versehen, welche sowohl im Bereich der Tasche 10 als auch
außerhalb derselben vorgesehen sind. In Fig'. 2 sind die öffnungen innerhalb der Tasche 10 mit 12 und die öffnungen
außerhalb mit 13 bezeichnet. Um die Lage der öffnungen 12 und 13 zu verdeutlichen, ist in Fig. 2 die Tasche 10 in
die Quadranten I bis IV unterteilt und die senkrechte Trennlinie zwischen den Quadranten als O-Linie gewählt worden.
Aus Fig. 2 wird sodann deutlich, daß sich die öffnungen 12
von -90° bis +75°, d.h. über ca 165° erstrecken. Die
öffnungen 13 jedoch erstrecken sich von -30° bis + 45°, d.h. über ca. 75°.
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- 17 R.Hopfensperger -5
Fig. H verdeutlicht zwei weitere Besonderheiten des neuen
Querstromlüfters. Dies ist einmal die Leitwand 15, welche
Bestandteil des Gehäuseseitenteils 9 ist und oberhalb der Trennwand 3 liegt. Ihre schräg verlaufende Außenkante 16
besitzt einen Mindestabstand H = 0,2 * DT zur Lüfterwalze;
sie kann mit öffnungen 20 versehen sein. Bei eingesetzter Lüfterwalze 1 verbleibt zwischen deren Umfang und der
achsparallelen Tascheninnenflache ein Spalt 21, der
zwischen 0,015 bis 0,05 * DL betragen soll. Bei einem
Walzendurchmesser D, = 6? mm hat der Spalt 21 eine Größe
von 1 bis 3,5 mm.
Fig. 5 zeigt die Anordnung und die Verteilung der öffnungen
17 in den Stirnflächen 18 der Lüfterwälze 1. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, befindet sich der größere Teil
des Öffnungsquerschnittes ' (ca. 60-70?!) innerhalb des Kreises 19 mit dem Durchmesser D » 0,5 χ Dj. . Die restlichen
30-^40% des Öffnungsquerschnittes liegen außerhalb
des Kreises 19» jedoch innerhalb eines Kreises mit D ». 0, 75 x D
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-5
Fig. 6 zeigt die Druck-Volumen-Kentilinie des neuen
Querstromlüfters (QLN) im Vergleich zu der entsprechenden
Kennlinie des aus der DE-PS 14 28 071 bekannten Querstromlüfters
(QLD), aufgenommen bei konstanter Drehzahl der Lüfterwalze. Fig. 6 macht deutlich, daß der neue
Querstroralüfter bei gleicher Lüfterwalzendrehzahl in etwa
den gleichen maximalen Druck, aber eine wesentlich größere Luftmenge liefert.
Die Fig. 7 und 8 verdeutlichen das Geräuschverhalten
des neuen Querstromlüfters im Verhältnis zum bekannten
Querstromlüfter. Die Kennwerte zeigen eine deutliche
Verminderung der Geräuschabstrahlung.
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RAD ORIGfNAL
Bezut^szeichen y/i J U 1 O 4
R·Hopfensperger -5
1 Liifterwalze
2 Leitelement
3 Trennwand '4 Rundung
5 Gerade
6 grradrr Abschnitt
7 letzter Abschnitt
8 Stufe
9 Gehäuseseitenteil
10 Tasche
11 Lägeröffnung 12
Öffnungen 13
l'l Kante ■ ■
15 Leitwand
16 Außenkante
17 Öffnung
18 Stirnfläche
19 Kreis
20 Öffnung
21 Spall zwischen LUfterwalze-TanchenJnnenkante
22 Abstand /,wischon LUfterwalze 1 und iiutidung Ί
23 Ahf-.l.ntid y.viixchcn Lüfterwalzo 1 und A
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COPY;
RAH ORIGINAL
Leerseite
Claims (1)
- STANDARD ELEKTRIK LORENZ
AKTIENGESELLSCHAFT
STUTTGARTR.Hopfensperger -5PatentansprücheQuerstromlüfter, bestehend aus einem an Gehäuseseitenteilen befestigten, den Druckraum umfassenden Leitelement, einer Trennwand zwischen Saug- und Druckraum und einer in den Gehäuseseitenteilen drehbar gelagerten Lüfterwalze mit in etwa parallel zur Drehachse verlaufenden Schaufelkanten, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Leitelement (2) - ausgehend von einer Linie der größten Annäherung an dem Umfang der Lüfterwalze (1)· zunächst mit sich vorzugsweise stetig vergrößerndem Abstand vom Umfang der Lüfterwalze entfernt und nach neunzig oder mehr Winkelg..raden im Wesentlichen alsZT/P3-BÖ/B117-04.80 " ./.130045/0183R.Hopfensperger -5Gerade weiterläuft, daß die Trennwand (3). in der Weise ausgebildet ist, daß ihr der Lüfterwalze zugewandtes ■ Ende eine Rundung (4) bildet, daß ihr der Lüfterwalze abgewandtes Ende mit dem im wesentlichen geraden Teil des Leitelementes einen Winkel (a) zwischen 20° und iJ0° einschließt und dieses Ende eine solche Lage besitzt, daß der druckseitige Austrittsquerschnitt etwa • 55-65% des saugseitigen Eintrittsquerschnittes beträgt.2. QuerStromlüfter nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (3) in der Weise stufenförmig ausgebildet ist, daß sie wenigstens zwei Richtungsänderungen aufweist.130045/0183R.Hopfensperger -53. Querstromlüfter nach den Ansprüchen 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daßdie druckseitige Außenkante des Leitelementes (2) mit einer sich nahezu über die gesamte Lüfterlänge erstreckenden Stufe (8) versehen ist.k. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 oder 3»dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand C (Fig. 1) zwischen Lilffcerwalzeumfang und • Leitelement (2) etwa 0,2 bis 0,*J χ D^ (Lüfterwalzendurchmesser) beträgt.5. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daßdie Gehäuseseitenteile (9) mit öffnungen (12) versehene Taschen (10) besitzen.130045/0183_ 4 R.Hopfensperger -56. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5,dadurch gekennzeichnet , daß die Gehäuseseitenteile (9) außerhalb des Taschenbereichs mit öffnungen (13) versehen sind.7· Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (12) innerhalb des Taschenbereichs in einem Winkelabschnitt von etwa 165° im II. und III. Quadranten der Gehäuseseitenteile (9) angeordnet sind und insgesamt einen Öffnungsquerschnitt vpn etwa k-S% der Lüfterwalzenstirnfläche aufweisen.8. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7»dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (13) außerhalb des Taschenbereiches in einem zusammenhängenden, etwa 30° des II. Quadranten und etwa '4 5° des III. Quadranten beanspruchenden Winkelabschnitt angeordnet sind und inageaamt einen öffnungaquerschriitt von etwa 3% der Lüfterwalzenstirnfläche aufweisen.130045/0183BAD ORIGINAL- 5 R.Hopfensperger -59· Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8,dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterwalzenstirnflächen mit öffnungen (17) versehen sind.10. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9,dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt der öffnungen (17) in einer Lüfterwalzenstirnfläche etwa 7,5% dieser Stirnfläche beträgt, dessen größerer Teil innerhalb und dessen kleinerer Teil außerhalb einer Kreisfläche (19)(D 0,5 * D1-) angeordnet ist.11. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseseitenteile (9) oberhalb der Trennwand (3) mit Leitwänden (15) versehen sind.130045/0183- 6 R.Hopfensperger -512.· Querstromlüfter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände mit öffnungen (20) versehen sind.13. Querstromlüfter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch. gekennzeichnet , daß die der Lüfterwalze (1) abgewandte. Kante (16) der Leitwände (15) einen Mindestabstand (H) von 0,2 * D^ zum Lufterwalzenumfang aufweist.14. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 13,dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen der Tasche (10) und dem Gehäuseseitenteil (9) abgerundet ausgebildet.ist.15· Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 14,dadurch gekennzeichnet, . daß der Abstand (21) zwischen dem Lufterwalzenumfang und der ach3parallelen. Tascheninnenfläche etwa 0,015 bis 0,05 χ Ο. beträgt.130045/0183-- 7 R.Hopfensperger· -516. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 15Sdadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (22) zwischen dem Lüfterwalzenumfang und der Rundung (4) der Trennwand (J) ötwa 0,07 biß 0,11 χ D^ beträgt.17. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2· bis 16,dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (23) zwischen dem Lüfterwalzenumfang und dem Leitelement (2) am Ort (A) dessen größter Annäherung an die Lüfterwalze etwa 0,08 bis 0,12 * DL beträgt.130045/0183
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