DE3016438C2

DE3016438C2 - Querstromlüfter

Info

Publication number: DE3016438C2
Application number: DE3016438A
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: 1985-12-19
Also published as: DK188281A; SE449898B; CA1171044A; AU545623B2; IT8121429A0; CH653747A5; AU6990281A; GB2074650B; JPS6138358B2; FR2481378B1; IT1194047B; DE3016438A1; BE888610A; YU111281A; YU43230B; ES267231U; US4494908A; NL8101963A; JPS56162297A; FR2481378A1

Description

a) die Trennwand (3) ist in der Weise ausgebildet, daß sie sich zunächst diffusionsartig ausgehend von der Rundung (4) erweitert, dann konfusorartig verengt und zuletzt bis zum Austrittsquer- schnitt wieder diffusioiisartig erweitert, wobei dieser Teil der Trennwand (3) mit dem geraden Teil des Leitelementes einen Winkel (a) zwischen 20° und 40° einschließt und eine solche Lage aufweist, daß der druckseitige Austrittsquerschnitt des Querstromlüfters etwa 55—/55% des si agsei%jn Eintrittsquerschnitts beträgt,

b) die druckseitige AuBenfc -:te des Leitelementes (2) ist mit einer sich nahezu über die gesamte Lüfterbreite erstreckenden Stufe (S) versehen,

c) der Abstand C (F i g. 1) zwischen Lüfterwalzenumfang und Leitelement (2) beträgt etwa 0,2 bis 0,4 χ D^Lüfterwalzendurchmesser),

d) die Gehäuseseitenteile (9) besitzen mit öffnungen (12) versehene Taschen (10) und sind auch außerhalb des Taschenbereiches mit öffnungen (13) versehen,

e) die Lüfterwalzenstirnflächen sind mit öffnungen (17) versehen, «5

f) der Abstand (23) zwischen dem Lüfterwalztnumfang und dem Leitelement (2) am Ort (A) dessen größter Annäherung an die Lüfterwalze beträgt etwa 0,08 bis 0,12 χ Dl.

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2. Querstroinlüfter nach Anspruch 1, 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 öff- nungsquerschnitt von etwa 4—5% der Lüfterwalzenstirnfläche aufweisen.

3. Querstromlüfter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (13) außerhalb des Taschenbereiches in einem zusammen· hängenden, etwa 30" des II. Quadranten und etwa 45° des HI. Quadranten beanspruchenden Winkelabschnitt angeordnet sind und insgesamt einen Öffnungsquerschnitt von etwa 3% der Lüfterwalzenstirnfläche aufweisen.

4. Querstromlüfter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt der öffnungen (17) in einer Lüfterwalzen stirnfläche etwa 73% dieser Stirnfläche beträgt, dessen größerer Teil innerhalb und dessen klemerer TeU außerhalb einer Kreisfläche (19) (D»0,5x D/J angeordnet ist

5. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseseitenteile (9) oberhalb der Trennwand (3) mit Leitwänden (f.5) versehen sind.

6. Querstromlüfter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände mit öffnungen (20) versehen sind.

7. Querstromlüfter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lüfterwalze (1) abgewandten Kante (16) der Leitwände (15) einen Mindestabstand (H) von 0,2 κ D_L zum Lüfterwalzenumfang aufweist

8. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen der Tasche (i0) und dem Gehäuseseitentei! (9) abgerundet ausgebildet ist

9. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (21) zwischen dem Lüfterwalzenumfang und der achsparallelen Tascheninnenfläche etwa 3,015 bis 0,05 χ Dl beträgt

10. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (22) zwischen dem Lüfterwalzenumfang und der Rundung (4) der Trennwand (3) etwa 0,07 bis 0,11 χ D_L beträgt

Die Erfindung betrifft einen Querstromlüfter, bestehend aus einem an Gehäuseseitenteilen befestigten, den Druckraum umfassenden Lsitelercint, einer Trennwand zwischen Saug- und Druckraum und einer in den Gehäuseseitenteilen drehbar gelagerten LDfterwalze mit in etwa parallel zur Drehachse verlaufenden Schaufelkanten, bei dem sich das Leitelement, - ausgehend von einer Linie der größten Annäherung an dem Umfang der Lüfterwalze — zunächst mit sich vorzugsweise stetig vergrößerndem Abstand vom Umfang der Lüfterwalze entfernt und nach neunzig oder mehr Winkelgraden im wesentlichen als Gerade weiterläuft und das der Lüfterwalze zugewandte Ende der Trennwand eine Rundung aufweist

Ein solcher Querstromlüfter ist bekannt (DE-OS 14 610). Dieser bekannte Querstromlüfter ist derart gestaltet, daß seine Anpassungsfähigkeit an verschiedene Leitungsquerschnitte verbessert und er gleichzeitig geräuscharm ist

Es ist weiter ein Querstromlüfter bekannt (DE-PS 28 071), der einen stabilen und geräuscharmen Lauf besitzt 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 Luftleistung und Geräuschabstrahlung genügt. Im Zuge der Anstrengung zur Verbesserung der Um-

weltbedingungen und dem Zwang zur größeren Wirtschaftlichkeit, insbesondere beim Energieverbrauch, fordert die Geräte bauende Industrie für die Zukunft Querstromlüfter, die einerseits eine gute, gegenüber den bekannten Querstromlüftern verbesserte Luftleistungskennlinie besitzen und damit eine kompakte Bauweise der Geräte gestatten, die aber andererseits auch extrem geräuscharm im Betrieb 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 Querstromlüfters 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.

Es ist auch ein Querstromlüfter bekannt (DE-OS 24 48 362), dessen Leitblechende nahezu auf der gesamten Druckstutzenlänge mit einer stufenanigen Abienkfläche mit Abreißkante versehen ist

Bei einem anderen bekannten Querstromlüfter (DE-GM 70 09 000) sind zur Unterdrückung der durch die Schaufeln der Lüfterwalze verursachten Pfeiftöne in den den Endscheiben der Lüfterwalze benachbarten Teilen des Lüftergehäuses und in den Endscheiben selbst öffnungen vorgesehen, durch welche das Innere der Lüfterwalzenenden bei Betrieb des Quentromlüfters von außen belüftet wird.

Im Zusammenhang mit einem anderen bekannten Querstromlüfter (DE-AS 12 77 505) ist vorgeschlagen worden, zur Verminderung des Geräusches die Abstände zwischen der Walzenoberfläche und sowohl dem Leitelement als auch der Trennwand derart zu gestalten, daß sie mindestens dem Opfachen und höchstens dem 3s 3fachen der radialen Schaufelerstreckung entsprechen.

Die der Erfindung zugrundeliegende 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 Aufhau besitzt Ein stabiles Betriebsverhalten wird dabei als selbstverständlich unterstellt

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination folgender, teilweise von anderen Querstromlüftern bekannten Merkmalen:.

a) die Trennwand ist in der Weise ausgebildet, daß sie sich zunächst diffusorartig ausgehend von der Rundung erweitert, dann konfusorartig verengt und zuletzt bis zum Austrittsquerschnitt wieder diffusorartig erweitert, wobei dieser Teil der Trennwand mit dem geraden Teil des Leitelementes einen Winkel zwischen 20° und 40° einschließt und eine solche Lage aufweist, daß der druckscitige Austrittsquerschnitt des Querstromlüfters etwa 55-65% des saugseitigen Eintf ittsquerschnitts beträgt,

b) die druckseitige Außenkante des Leitelementes ist mit einer sich nahezu über die gesamte Lüfterbreite erstreckenden Stufe versehen,

c) der Abstand C(PIgA) zwischen Lüfterwalzenumfang und Leitelemente beträgt etwa 0,2 bis 0,4 χ Dt(LüfterwaVzendurchniesser),

d) die Gehäuseseitenteile besitzen mit öffnungen versehene Taschen und sind auch außerhalb des Taschenbereiches ml· öffnungen versehen.

e) die Lüfterwalzenstirnflächen sind mit Öffnungen versehen,

f) der Abstand zwischen dem Lüfterwalzenumfang und dem Leitelement am Ort (A), dessen größte Annäherung an die Lüfterwalze beträgt etwa 0,08 bis 0,12 χ D/,

Durch diese Maßnahmen ergibt sich bei dem neuen Querstromlüfter gegenüber dem aus der DE-PS 14 28 071 bekannten Querstromlüfter bei gleicher Lüfterwalzendrehzahl eine größere Luftleistung und eine geringere Geräuschentwicklung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 enthalten und nachstehend anhand der F i g. 1 bis 8 erläutert Es zeigt F i g. 1 das Profil des neuen Querstromlüfters, F i g. 2 die Draufsicht auf ein Gehäuseseilenteil,

F i g. 3 einen Schnitt durch das GehäuseseitenteiJ gemäß F i g. 2 entlang der Linie AB,

F i g. 4 den Querschnitt des neuen Qaerstromlüfters,

F i g. 5 die Draufsicht auf eine Stirnseite der Lüfterwalze,

F i g. 6 die Druck-Volumen-Kennlinie des neuen Querstromlüfters bei konstanter Lüfterwalzendrehzahl im Vergleich zur entsprechenden Kennlinie des bekannten Lüfters,

F i g. 7 den maximalen Terzpegel bei verschiedenen Betriebspunkten für den neuen und bekannten Querstromlüfter und

Fig.8 den bewerteten Schalldruckpegel bei verschiedenen Betriebspunkten für den neuen und bekannten Querstromlüfter.

In F i g. 1 ist das Profil des neuen Querstromlüfters verdeutlicht, der aus der Lüfterwalze 1, dem Leiteleirtent 2 und der Trennwand 3 zwischen Saug- und Druckraum besteht Das Leite'lement 2 besitzt zwischen den Punkten A (geringster Abstand zwischen Lsitelement und Lüfterwalze) und B über einen Winkel y'a.90" einen spiralförmigen Verlauf und geht dann in eine Gerad»· über. Sollte das Leitelement 2 in seinem spiralförmigen Bereich geringfügig von einer exakten Spirale abweichen, so hat dies keine erheblichen Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften des Querstromlüfters. Das gleiche gilt für den geraden Teil des Leitelementes. Die Größe des Abstandes C zwischen Lüfterwalze 1 und Leitelement 2 dagegen ist von erheblicher Bedeutung für den erfindungsgemäßen Querstromlüfter. Die Abstände zwischen dem Lüfterwalzenumfang und der Rundung 4 bzw. dem Leitelement 2 bis 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 al; Rundung 4 ausgebildet Das untere Ende der Rundung 4 verläuft als sich stetig vom geraden Teil des Leitelementes 2 entfernende Gerade 5 weiter. Daran anschließend besitzt die Trennwand einen geraden Abschnitt 6, eier zum geraden Teil des Leitelementes 2 hin geneigt ist. Der letzte Abschnitt 7 der Trennwand 3 ist gleichfalls gerade und besitzt wieder einen sich stetig vom geraden Teil, des LeiteJemintes 2 entfernenden Verlauf, wobei er mit dem geraden Teil des Leitelementes 2 den Winkel «=20° -40° einschließt. Bei dem gezeigten Ausfühf ungsbeispiel 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 er-

folgen, so daß dieser mittlere Bereich mehr eine wellenförmige Gestalt besitzt Das druckseitige Ende des Leitelementes 2 ist mit der sich nahezu über die gesamte Lüfterbreite erstreckenden Stufe 8 versehen. Die Stufe 8 kann sich beispielsweise über ¹Ii der Lüfterbreite ersirecken, wobei sie im Bereich der Seitenteile nicht vorhanden ist.

F i g. 2 zeigt ein Gehäuseseitenteil 9, das in dem Bereich, in dem die Lüfterwalze in ihr drehbar gelagert ist, zu einer Tasche 10 erweitert ist (F i g. 3). Die Kante 14 am Übergang zwischen Tasche 10 und Gehäuseseitenteil 9 ist abgerundet Bei dem in den F i g. 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 QuerstromlCfter ist — wie in F i g. 2 gezeigt — das Gchäuseseiientei! 9 mit weiteren öffnungen 12 und 13 versehen, welche sowohl im Bereich der Tasche 10 als auch außerhalb derselben vorgesehen sind. In F i g. 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 F i g. 2 die Tasche 10 in die Quadranten I bis IV unterteilt und die senkrechte Trennlinie zwischen den Quadranten als 0-Linie gewählt worden. Aus F i g. 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°.

F i g. 4 verdeutlicht zwei weitere Besonderheiten des neuen Querstromlüfters. Die« ist einmal die Leitwand 15, welche Bestandteil des Geh«! usesei ten teils 9 ist und oberhalb der Trennwand 3 liegt Ihre schräg verlaufende Außenkante 16 besitzt einen Mindestabstand H-QJ χ D/ zur Lüfterwalze; sie kann mit öffnungen 20 versehen sein. Bei eingesetzter Lüfterwalze 1 verbleibt zwischen deren Umfang und der achsparailelen Tascheninnenfläche ein Spalt 21, der zwischen 0,015 bis 0,05 χ Dl betragen solL Bei einem Walzendurchmesser Di=65 mm hat der Spalt 21 eine Größe von 1 bis 3,5 mm.

F i g. 5 zeigt die Anordnung und die Verteilung der Öffnungen 17 in den Stirnflächen 18 der Lüfterwalze 1. Wie aus F i g. 5 ersichtlich befindet sich der größere Teil des öffnungsquerschnittes (ca. 60—70%) innerhalb des Kreises 19 mit dem Durchmesser D=0,5 χ Dl. Die restlichen 30—40% des öffnungsquerschnittes liegen außerhalb des Kreises 19, jedoch innerhalb eines Kreises mitD=0,75xZ\.

F i g. 6 zeigt die Druck-Volumen-Kennlinie des neuen Querstromlüfters (QLN) im Vergleich ?u 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 Querstromlüfter bei gleicher Lüfterwalzendrehzahl in etwa den gleichen maximalen Druck, aber eine wesentlich größere Luftmenge liefert

Die F i g. 7 und 8 verdeutlichen das Geräuschverhalten des neuen Querstromlüfters im Verhältnis zum be- kannten Querstromlüfter. Die Kennwerte zeigen eine deutliche Verminderung der Geräuschabstrahlung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1 Querstromlüfter, bestehend aus einem an Gehäuseseitenteilen befestigten, den Druckraum um- fassenden Leitelement, einer Trennwand zwischen Saug- und Druckraum und einer in den Gehäuseseitenteilen drehbar gelagerten Lüfterwalze mit in etwa parallel zur Drehachse verlaufende Schaufelkanten bei dem sich das Leitelement ausgehend von to einer Linie der größten Annäherung an dem Umfang der Lüfterwalze - zunächst mit sich vorzugsweise stetig vergrößerndem Abstand vom Umfang der Lüfterwalze entfernt und nach neuzig oder mehr Winkelgraden im wesentlichen als Gerade weiter- is läuft und das der Lüfterwalze zugewandte Ende der Trennwand eine Rundung aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, teilweise von anderen Querstromlüftern bekannten Merkmafca: ^M