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Bezeichnung: Diagonalkleingebläse
DIAGONALKLEING3BLÄSE
Die Erfindung betrifft ein Diagonalkleingebläse, dessen Schaufelrad eine innere
und eine äußere, zur Schaufelradachse koaxiale, ringförmige Kanalwand aufweist,
welche Kanalwände mit einem zur Druckseite offenen Kegelwinkel von 30 bis 60 Grad
angeordnete Kegelmantelabschnitte sind, die einen sich in Strömungsrichtung erweiternden,
ringförmigen Schaufel'nal begrenzen, innerhalb dessen sich Schaufeln erstrecken,
die an beiden Kanalwänden befestigt sind und deren saugseitig0 Kanten mit spitzem
Anstellwinkel von 40 bis 80 Grad zur Gebläseachse geneigt sind, und zwar mit dem
jeweils radial äußeren Ende gegen die Saugseite vorspringend und mit einer ringförmigen,
unter Freilassen eines LuStsI,altes am saugseitigen lande der äußeren Kanalwand
mit abgerundetem Übergang anschließenden, feststehenden, die Saugseite von der Druckseite
trennenden Trennwand.
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Solche Kleingebläse werden Diagonalkleingebläse genannt, weil der
Schaufelkanal sich schräg zur axialen und schräg zur radialen Richtung erstreckt.
Solche Diagonalkleingebläse eignen sich besonders gut als Einbaugebläse mit engen
Einbauabmessungen.
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Bei einem aus der US-PS 3584964 vorbekannten Kleingebläse dieser Art
ragt die Trennwand trichterförmig in den saugseitigen Raum vor dem Schaufelrad.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Diagonalkleingebläse der eingangs
genannten Art mit möglichst geringer axialer Bauhöhe auszugestalten.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand mindestens
bis auf einen Achsabstand, der so groß ist wie der des druckseitigen Randes der
äußeren kana@wand, als im wesentlichen ebene Platte ausgebildet ist, die senkrecht
zur Schaufelradachse an der saugseitigen Stirnseite des Schaufelrades steht.
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Die Trennwand nach der Erfindung erfordert keinen zusätzlichen Platz
vor dem Schaufelrad. Die Trennwand führt zu einer Verbesserung der Gebläseleistung
und einer Verringerung der Gebläsegeräusche. Das kann man noch begünstigen, indem
der Luftspalt im wesentlichen radial nach außen gerichtet ist, und/oder indem der
den Luftspalt begrenzende, saugseitige Rand der äußeren Kanalwand abgerundet ist
mit einem Krümmungsradius, der mindestens so groß ist wie die kleinste lichte Weite
des Luftspaltes.
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Bewährt haben sich Abmessungen, wonach die kleinste lichte Weite des
Luftspaltes 1 bis 8 mm (Millimeter), vorzugsweise 2 bis 4 mm, oder 0,5 bis 4 % (Prozent)
des Laufraddurchmessers beträgt.
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Am Luftspalt steht die sich mit dem Schaufelrad drehende säure re
Kanalwand der feststehenden Trennwand gegenüber. Durch den Luftspalt wird eine Spaltströmung
in den Schaufelkanal gesaugt, die der Tendenz der geförderten Strömung, sich im
Randbereich von den Schaufeln abzulösen, entgegenwirkt. Da solche iablösungen Geräuschentwicklung
und Leistungsminderung zur Folie haben,. ist es vorteilhaft, im Sinne der zugrundeliegenden
Aufgabenstellung diese Ablösungen zu vermeiden.
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Man kann diese Spaltströmung stärker oder schwächer gestalten durch
entsprechende Bemessung und Anordnung des Toleranzspaltes beziehungsweise der diesen
begrenzenden Ränder und auf diese Weise die Wirkung dieser Spaltströmung entsprechend
den übrigen Charakteristika des Gebläses im Hinblick auf die zugrundeliegende Aufgabenstellung
optimieren. Eine solche Opt@-mierung kann man durch Probieren finden.
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In diesem Sinne günstige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
von Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Figur 1 bis 8 von je einem Ausführungsbeispiel
die rechte Hälfte im Querschnitt.
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Gemäß Figur 1 ist mit 1 der Außenläuferrotor eines eleXtrischen Außenläufermotors
bezeichnet, der gleichzeitig Nabe des allgemein mit 2 bezeichneten Schaufelrades
ist. Die Schaufelradachse, die mit der Motorachse zusammenfällt, ist mit 3 bezeichnet.
Außen auf den Notorrotor ist ein Ring 4 stramm aufgesteckt, der das Blechlamellenpaket
5 abdeckt und die innere Kanalwand 7 des Schaufelkanals 8 bildet, die fast mit einer
konischen Abschrägung 6 des Nabenkopfes fluchtet. An der inr,eren Kanalwand 7 sind
auf den Umfang verteilt sieben Schaufeln befestigt, von deren in der Zeichnung nur
die Schaufel S gestellt ist. Die Schaufeln sind profiliert und gekrümmt, was aus
der Projektionsdarstellung von Figur 1 nicht ersichtlich ist, und entlang ihrer
inneren Kante 10 an der inneren Kanalwand 7 befestigt. entlang der äußeren Kanten
11 der Schaufeln ist die ringförmige äußere Kanalwand 13 befestigt, die mit der
inneren Kanalwand 7 den Schaufelkanal 8 begrenzt, der ringförmig ist und sich in
der durch die Pfeile 142 15 angezeigten Strömungsrichtung kegelförmig erweitert,
so daß sich eine, wie eingangs beschrieben, diagonale Strömungsrichtung innerhalb
des Schaufelkanals ergibt. Die äußere Kanalwand 13 besteht vorzugsweise aus Kunststoff.
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In Verlängerung der inneren Kanalwand 7 ist eine feststehenae Leitwand
18 angeordnet, die die Strömung in radiale Ric}1tung umlenkt, wie durch den Pfeil
15 angedeutet. Der saugseitige Rand 19 der Außenwandung 13 ist nach außen umgebogen
unu unter Freilassen eines Luftspaltes 20 durch eine stumpf cjecenüberstehende,
feststehende, sich in einer Radialebene erstr-eckende Trennwand 21 fluchtend verlängert.
Durch den Luftspalt 2û wird eine erwünschte Spaltströmung gemäß Pfeil 22 angesaugt,
die in den Schaufelkanal 8 gelangt und unerwünschten Abloseerscheinungen, wie eingangs
dargelegt, entgegenwirkt.
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Die Prennwand 21 befindet sich im Höhenbereich der Sauqseitigen stirn@e@@e
17 des Schaufelrades 2. @@le erstreckt sich als ebene Platte cenlrecht zur Schaufelradachse
3 f).ber einen Achsabstand gemäß Doppelpfeil 16 hinaus, der so groß ist wie der
Achsabstand der äußeren Kanalwand 13 am druckseitigen Rand 12. Die saugseitigen
Kanten, zum Beispiel die saugseitige Kante 24, der Schaufeln sind im spitzen Anstellwinkel
23 zur Gebläseachse 3 geneigt, und zwar mit dem jeweils radial äußeren Ende gegen
die Saugseite vorspringend. Der Anstellwinkel 23 beträgt 630.
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Abänderungen mit anderem Anstellwinkel im Bereich von 40 bis 80° sind
möglich. Der Verlauf der Kante 24 bei einem Anstellwinkel von 400 ist durch die
strichpunktierte Linie 35 und der für einen Anstellwinkel von 800 durch die strichPunktierte
Linie 36 angezeigt. Bei den nachfolgend zu beschreibenden Ausführungsbeispielen
ist der Anstellwinkel etw@ genauso groß wie der Anstellwinkel 23 und es sind Abänderungen
in einem Anstellwinkelbereich von 40 bis 800, entsprechend den strichDunktierten
Linie 35, 36, auch bei diesen Ausführungsbeispielen möglich.
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Entsprechend den in Figur 1 eingezeichneten Strömungspfeilen sit der
Saugraum oben, also über der Trennwand 21 gelegen und der Druckraum unten, also
unterhalb des druckseitigen Randes 12 des Schaufelrades gelegen. In entsprechender
weise ist auch bei den nachfolgenden Figuren oben der saugraum und unten der Druckraum
gelegen.
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Das in Figur 2 dargestellte Ausführungs@eispiel unterscheidet sicn
von dem Ausführungsbeispiel n-jch Figur 1 nur G-lrck die Ausgestaltung des druckseitigen
Randes @5 der äußeren analwand 26 und des inneren Randes 28 der Trennwand 27, indem
dieser eine den Übergang zur äußeren Kanalwand 26 bildende Krümmung aufweist, die
gleichzeitig bewirkt, daß der Innenrand der Trennwand 27 versteift ist. Der Rand
25 ist gerade und der Luftspalt 29 liegt dicht an der Einmündung des Schaufelkanals
3S, so daß die dort gemäß Pfeil 31 zuströmende Spaltstromung besonders wirksam ist.
Der Luftspalt 29 erstreckt sich fast radial nach außen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 unterscheidet sich s .em Ausführungsbeispiel
nach Figur 2 lediglich durch die Tatsache, daß der innere Rand 40 der Trennwand
41 mit seiner Krümmung eine vorgesehene Krümmung des saugseitigen Randes 42 der
äußeren Kanalwand 43 überlappt, und zwar so, daß er den Rand 42 auf der der Schaufelradachse
48 zugekehrten Seite abdeckt.
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Luftspalt 45 wird dadurch etwas länger und die dort zuströmende Spaltströmung
findet bei gleicher lichten Weite 47 einen etwas größeren Widerstand, aber auch
eine etwas bessere Puhruulg als beim Ausf'ihrungsbeispiel nach Figur 2. Die kleinste
lichte Weite 47 beträgt 2 mm t 0,2, das ist etwa 1 % Ges grözte Laufraddurchmessers.
Abänderungen sind möglich im Bereich einer kleinsten lichten Weite 47 von 1 bis
8 mm, entsprechend 0,5 bis 4 % des größten Laufraddurchmessers. Der Rand 42 ist
auf seiner den Luftspalt 45 begrenzenden Seite mit einem Krummungsradius 46 abgerundet,
der mindestens so groß ist wie die kleinste lichte Weite 47 des Luftspaltes 45.
Im Beispiel ist der Radius 46 dreimal so groß wie die lichte Weite 47.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 unterscheidet sich von dem rßusführungsbeispiel
nach Figur 2 lediglich durch de Tatsache, daß die beiden Ränder 50 und 51, die den
Luftspalt 52 zwischen sich einschließen, nicht wie bei ricur 2 einander nau gegenüberstehen,
sondern etwas gegeneinander versett und zwar so, daß der Rand 50 der Trennwand 53
einwärts, also zum Schaufelkanal 54 hin, versetzt ist. Der Rand b der Trennwand
53 überragt den Rand 51 der äußeren Kanalwand auf der Seite der Schaufelradachse
55. Das ist aus Gründen der Fertigungstoleranz wünschenswert. Das Ausführungsbeispiel
nach Figur 2 mit exakt stumpf einander gegenüberstehencen dern ist zwar strömungstechnisch
günstiger, aber wegen unvermeidlicher Fertigungstoleranzen ist es für viele Anwendungsfälle
vorteilhafter, den Rand 5G, wie in Figur 4 vorgesehen.
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versetzt anzuordnen, damit man sicher ist, daß nicht, bedingt durch
Fertigungsfehler, der Rand 50 gegenüber dem Rand 51 rach außen versetzt ist. Ein
solcher unerwünschter Versatz nach außen würde zu einer ungünstigen Strömungsfuhrung
an cer dann.
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in den Schaufelkanal 54 ungeschützt vorstehenden kante des Randes
51 führen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 1 nur durch einen größeren Krümmungsradius des Randes 119 der äußeren
Kanalwand 113 und dadurch, daß die Trennwand 121 um den Abstand des Luftspaltes
120 vor dem saugseitigen Rand der äußeren Kanalwand 113 angeordnet ist. Während
bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 der Luftspalt 20 axial gerichtet ist, ist
der Luftspalt 120 radial gerichtet. Um die länge des Luftspaltes 120, die etwa die
Größte der lichten Weite des Luftspaltes hat, überlappt die Trennwand 121 den Rand
119. Während die Projektion der saugseitigen Schaufelkante 24 aus Figur 1 eine gerade
Linie ist, ist die entsprechende Projektion der saugseitigen Kante 124 nach Figur
5 eine gekrümmte Linie, bedingt durch eine andersartige Krümmung und Pr.ofilierung
des tchauBelblattes 109. Im übrigen ist das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 wie
das aus Figur 1 ausgeführt und einander entsprechende Teile sind, soweit nicht erwähnt,
mit der gleichen Bezugsziffer, vermehrt um 100, bezeichnet; das betrifft die Bezugsziffern
101 bis 107, 110, 114, 115 und 118.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 2 nur durch die Abrundungen 132, 133 der den Luftspalt 129 begrenzenden
Ränder 128 der Trennwand 127 und 125 der äußeren Kanalwand 126. Der Schaufelkanal
ist mit 130 bezeichnet und ein Strömungspfeil für die angesaugte Spaltströmung mit
131.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 7 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 3 nur durch die abgerundete Ausgestaltung des Randes 142 der äußeren
Kanalwand 143, durch die Materialstärke der Trennwand 141 und der äußeren tBanalwand
153 sowie durch die gerade geschnittene Stirnfläche 147 des Randes 140. Der Strömungskanal
ist mit 144 und der Lu£t spalt ist mit 145 bezeichnet.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 8 unterscheidet sich 1. von dem
Ausführungsbeispiel nach Figur 4 durch die geometrische Ausgestaltung des Randes
150, der Trennwand 1r93 und de ::in 151 sowie der Materialstärke der äußeren Kanalwand
156. Der Strömungskanal ist mit 154 und der Luftspalt mit 152 bezeichnet.
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Bei allen Ausführungsbeispielen ist die Trennwand mindestens bis auf
einen Achsabstand entsprechend dem Doppelpfeil 16 aus Figur 1 eine im wesentlichen
ebene Platte, die senkrecht zur Schaufelradachse an der saugseitigen Stirnseite
des Schaufelrades steht. Die Trennwand kann sich über diesen Mindestachsabstand
hinaus erstrecken und dort weiter eben sein oder eine andere Form haben. Sie kann
auch genau am Achsabstand enden; wie es bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4
und 8 der Fall ist.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 2, 4, 5, 6 und 8 ist der
Luftspalt im wesentlichen radial nach außen gerichtet.
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Die aus strömungstechnischen Gründen günstige Abrundung der Ränder
28, 40, 50, 119, 140, 150 dient bei den betreffenden Ausführungsbeispielen als wünschenswerte
Formversteifung.