DE3016438A1

DE3016438A1 - Querstromluefter

Info

Publication number: DE3016438A1
Application number: DE19803016438
Authority: DE
Inventors: Reinhold 8311 Dietelskirchen Hopfensperger
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Motoren Ventilatoren Landshut GmbH
Priority date: 1980-04-29
Filing date: 1980-04-29
Publication date: 1981-11-05
Also published as: CA1171044A; FR2481378B1; US4494908A; IT1194047B; DK188281A; AU545623B2; NL8101963A; DE3016438C2; JPS56162297A; YU43230B; CH653747A5; JPS6138358B2; DD158660A5; YU111281A; FR2481378A1; GB2074650A; ES267231U; GB2074650B; SE8102570L; ES267231Y

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

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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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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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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

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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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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.

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- in *

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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 D_L 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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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

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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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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 * D_T 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 * D_L 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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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

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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

STANDARD ELEKTRIK LORENZ
AKTIENGESELLSCHAFT
STUTTGART

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Patentansprüche

Querstromlüfter, 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 als

ZT/P3-BÖ/B1

17-04.80 " ./.

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Gerade 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.

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3. Querstromlüfter nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

die 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, daß

die Gehäuseseitenteile (9) mit öffnungen (12) versehene Taschen (10) besitzen.

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6. 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.

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BAD ORIGINAL

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9· 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.

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12.· 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.

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16. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 15_S

dadurch 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 * D_L beträgt.

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