DE3541787A1 - Geblaese mit einem im wesentlichen quaderfoermigen gehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebläse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist bei solchen vielfach bekannten Gebläsen für den Fach­ mann selbstverständlich, daß ein solches Gebläse mit einem sogenannten Radiallaufrad ausgestattet ist, d. h., daß die Luft im Laufrad selbst von der Ansaugrichtung um 90° in die Ausblasrichtung umgelenkt wird. Bei solchen Gebläsen wird im allgemeinen ein höherer Druckgewinn erzielt als bei Verwendung von sogenannten Axiallüftern.

Auch in der Elektronikindustrie oder in der datenverarbeitenden Industrie ist es üblich, solche Gebläse häufig in Verbindung mit größeren Gehäusekästen zur Belüftung der geräteseitigen Elektronik zu verwenden. Zunehmend wird dabei die Forderung nach Geräuscharmut gestellt, insbeson­ dere im Bereich solcher Kleinventilatoren mit Laufraddurch­ messern von etwa unter 200 mm. In der Praxis ist es so, daß man eher Zugeständnisse beim Druck oder beim Volumen pro Zeit macht, während an das Geräusch sehr strenge Forderungen gestellt werden. Dies hat zur Folge, daß häufig solche gattungsgemäßen Gebläse auch aus Geräuschgründen vorwiegend mit einer geringeren reduzierten Drehzahl betrieben werden.

So ist die ständige Forderung "Geräuschminimierung" ein her­ vorragender Aspekt in der Entwicklung solcher gattungsgemäßer Gebläse.

Im Sinne dieser Aufgabe stellte sich überraschend heraus, daß ein nach dem Merkmal des Anspruches 1 gebautes Gebläse außer­ ordentlich leise ist. So hat sich überraschend ergeben, daß ein nach dem Stand der Technik ausgeführtes Gebläse mit einer Quaderabmessung von etwa 130×130×40 mm, das mit einem klassischen Radiallaufrad versehen war, im Geräusch durch be­ sondere Maßnahmen auf 44 dba reduziert wurde, während das er­ findungsgemäße Gebläse gleicher Abmessung ausgestattet mit den Mitteln des Anspruches 1, diesen Wert auf 38 dba absenkte. Selbstverständlich sind dabei immer vergleichbare Druck- und Volumenleistungen vorhanden. Man arbeitet also in diesen Be­ triebsfällen mit relativ kleinem Druck und mäßigem Volumen, also bei der Druckvolumenkennlinie vor allem im mittle­ ren Bereich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und der im folgenden vorgenommenen Beschreibung eines Aus­ führungsbeispieles zu entnehmen.

Vermutlich ist die vorteilhafte Wirkung nicht nur bei einem solchen Kleingebläse wie hier im folgenden beschrieben zu er­ warten, sondern auch grundsätzlich bei größerer Bauweise. Aber überraschenderweise hat sich mindestens bei dieser Klein­ heit die erfinderische Kombination im Sinne einer Geräusch­ minimierung als sehr effektiv erwiesen.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel. Dabei sieht man in Fig. 1 in Draufsicht die Lufteintrittsebene 7, in Fig. 2 die Ansicht gemäß den Pfeilen II in den Fig. 1 und 2, also die Austrittsöffnung, und in Fig. 3 eine Draufsicht auf die ge­ schlossene zweite Hauptfläche oder Rückwand des Gehäuses 6.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen zentralen Antriebsmotor 8, der vorteilhafterweise als sogenannter Außenläufermotor ausge­ bildet ist. Er trägt hier fünf Axialschaufeln 9, die um etwa 45° schräg gestellt und leicht gekrümmt sind. Wenn der Motor ein Außenläufer ist, dann ist vorteilhafterweise das Laufrad ein einstückiges Kunststoffteil mit einer topfförmigen Nabe, die über den Motor gestülpt ist und einstückig mit ihm sind Kunststoff-Flügel 9 angespritzt. Der innerhalb der Laufradnabe 8 befindliche Antriebsmotor ist von der geschlossenen Boden­ platte 6 her über Schraubelemente 25, 26 durch seinen Stator gehaltert. Der Innenstator, der sich im Inneren der Lauf­ radnabe 8 befindet, ist über den Flanschteil 28 gehaltert und über diese Halterung wird das ganze Laufrad mit Rotor ebenfalls drehbar gelagert gehalten. Die Blasrichtung ist durch die Pfeile W gekennzeichnet. Die Lufteintrittsebene 7 schließt mit dem Gehäuse ab. In dieser Ebene liegt auch der Kopf der Laufradnabe und die eintrittseitigen Schaufelkanten 21. Eintrittseitig ist die Einlaufrundung 12.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Luftführungskanal um die Schaufeln 9 herum ein Zylinder mit dem Durchmeser 27. Er beträgt bei einem erfolgreichen Ausführungsbeispiel 115 mm. Der Laufraddurch­ messer 24, der dazu gehört, hat etwa 112 bis 113 mm. Das be­ deutet, daß radial außen zwischen den Schaufeln und der umge­ benen Wand ein Luftspalt von 1 mm besteht. Das ist einmal von der Strömungsqualität her noch vertretbar und vom Fertigungs­ aufwand her ebenfalls. Je kleiner dieser Spalt ist, um so besser ist die Strömung, aber um so teurer die Fertigung.

Die Wände 2, 3, 4 sind also Seitenflächen, die geschlossen sind, während die Seitenfläche 5 offen ist. Durch die Seiten­ fläche 5 strömt die Luft im Bereich der axialen Höhe 32 frei aus. In diesem unteren Bereich 32 ist nur der Stator mit dem Flansch 28, das Halterungselement 29 zentral im Bereich des Motors vorgesehen. Im praktischen Ausführungsbeispiel beträgt das Maß der axialen Teilhöhe 32 17 mm während das obere axiale Teilmaß 31 22 mm ausmacht. Die Ausblasöffnung in der Ebene der Seitenfläche 5 beginnt also im Bereich der ausblasseitigen Schaufelkanten 19, wie die Draufsicht auf die Seitenfläche 5 in Fig. 2 zeigt. In Fig. 2 ist also ein Teilschnitt darge­ stellt. Die obere Fläche, die im Teilschnitt den Wandring 39 mit der einlaufseitigen und auslaufseitigen Rundung 12, 13 mit einem Krümmungsradius von etwa 5 mm im Ausführungsbeispiel zeigt, umgibt die Schaufeln (auf dem ganzen Umfang selbstver­ ständlich) und auf der Ausblasseite, nämlich der Seitenfläche 5, ist knapp die Hälfte dieser Seitenfläche frei als Auslaß. Die geschlossenen Innenwandflächen 2, 3, 4 sind von der Strömungsrundung 27 mit dem Durchmesser 27 um einen gewissen Betrag zurückgesetzt, so daß die Strömung sich nach Verlassen des Laufrades in axialer Richtung zunächst noch in einen etwas größeren Querschnitt entfalten kann. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Eckbereiche zwischen den rechtwinkeligen Innenflächen der Wände 2, 3 und 4 von der Mitte der Wand 3 bis zur Mitte der Wand 2 und zur Mitte der Wand 4 so ausgerundet verlaufen, daß der Abstand zwischen dieser Innenwandfläche der ebenen Wand 2, 3 und 4 zum Zylinder mit dem Durchmesser 27 etwa gleich gehal­ ten wird, d. h., die Wand ist von Mitte zu Mitte ausgerundet kreisförmig, wobei das Kreiszentrum die Rotationsachse ist.

Die volle axiale Laufradabmessung ist also axial gesehen hin­ ter dem geschlossenen Bereich der Seitenfläche 5 mit der Höhe 31 (22 mm).

Im Sinne der Geräuschminimierung nach der Erfindung kann man wohl allgemein gebräuchliche Axiallaufräder, die axial kompakt sind, in dieser Weise in ein Gehäuse einsetzen, das der Er­ findung entspricht. Man hat dann immer ein relativ günstiges Verhältnis von zwar kleinem, aber doch noch recht nützlichem Druckvolumen und Geräuschwerten.

Es sei darauf hingewiesen, daß solche gattungsgemäßen Gebläse in allen Außenabmessungen standardisiert sind, also Maximal­ abmessungen aufweisen und innerhalb dieser Abmessung ein Opti­ mum an Geräusch und nötiger Leistung bzw. Druck erzielt werden muß. Dadurch, daß die Halterung in der in Fig. 2 gezeigten ein­ fachen Weise dadurch möglich ist, daß das Axiallaufrad mit ei­ nem praktisch über die Elemente 28, 29, 25, 26 verlängerten Stator direkt an die geschlossene zweite Hauptfläche montiert werden kann, ist die Umrüstung sogar für gattungsge­ mäße Gebläsegehäuse, welche an sich für ein Radiallaufrad vorgesehen sind, noch möglich.

Die Zeichnung zeigt das Ausführungsbeispiel im Maßstab 2 : 1 zur natürlichen Größe.

Claims (10)

1. Gebläse mit einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse und einem zentralen, von einem Elektromotor getriebenen Laufrad, wobei die zu einer ersten Hauptfläche des Ge­ häuses senkrechte Rotationsachse des Laufrades parallel zur Einströmrichtung ist, so daß diese erste Hauptfläche die Lufteintrittsebene darstellt, und wobei die Strömung innerhalb des Gehäuses um 90° umgelenkt wird und an min­ destens einer, um 90° zu dieser ersten Hauptfläche senk­ rechten Seitenfläche das Gehäuse verläßt, so daß eine der Lufteintrittsebene gegenüberliegende zweite Hauptfläche als geschlossene Wand ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (8, 9) ein sogenanntes Axiallaufrad ist, dessen luftaustrittseitige Schaufelkanten (19) von der zweiten geschlossenen Hauptfläche (6) beabstandet sind.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufraddurchmesser (20) etwa um 20% kleiner als die Quader­ abmessung (22) senkrecht zur Laufradachse ist.

3. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand der beiden Hauptflächen (6, 7) etwa 1/3 des Laufraddurchmessers beträgt.

4. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad mit seinen eintrittseitigen Schaufelkanten (21) sich im Bereich der Lufteintrittsebene (7) befindet.

5. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die austrittseitigen Laufradschaufel­ kanten (19) des Axiallaufrades etwa in der Mitte der axialen Höhe (23) des Gebläses (1) liegen.

6. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Lufteintrittsschaufel­ kanten und vorzugsweise auch im Bereich der Austritts­ schaufelkanten des Axiallaufrades das Gehäuse radial un­ mittelbar außerhalb des Laufrades eine Einlaufrundung (12) und eine Auslaufrundung (13) aufweist, so daß die Luft nach Verlassen des Axiallaufrades zunächst einen vergrößerten Strömungsquerschnitt vorfindet.

7. Gebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vergrößerte Strömungsquerschnitt (nach Verlassen der Auslaufrundung) durch einen um etwa mindestens 10% größeren Durchmesser, über dem ganzen Umfang gebildet, hervorgerufen wird.

8. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad mit seinen Schaufeln sich mindestens über die halbe axiale Höhe des Gebläses er­ streckt.

9. Gebläse nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Laufrad mit seinen Schaufeln die Hälfte bis zwei Drittel der axialen Gebläsehöhe einnimmt und dem­ entsprechend die Ausblasöffnung ein Halb bis ein Drittel der axialen Gebläsehöhe beträgt.

10. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gebläse mit Unterspannung zur Drehzahl­ verminderung betrieben wird.