DE4141590C2 - Gebläse zum Fördern gasförmiger Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Gebläse der im Oberbegriff des Anspru­ ches 1 angegebenen Art. Diese Gebläse berücksichtigen die Zunahme der Fördermenge in Umlaufsrichtung des Rads durch ein Gehäuse mit einem spiralförmig in Umfangsrichtung ansteigenden Außenumfang. In Richtung auf einen Auslaßtrichter nimmt das Gehäuse bei diesen Gebläsen in radialer Richtung zu. Es handelt sich um Gebläse mit einem Spiralgehäuse.

Bei dem bekannten Gebläse dieser Art (US-PS 3 093 299) besaß das Spiral­ gehäuse zwei zueinander parallele Seitenwände, zwischen denen eine spiral­ förmige Umfangswand angeordnet war. Dieses bekannte Spiralgehäuse hatte eine konstante Gehäuseseite und abgesehen von der spiralförmigen Umfangsfläche die Form einer Trommel. Die eine Seitenwand dieser Trom­ mel besaß die Einlaßöffnung. Dieser folgte im Trommelinneren zunächst eine profilierte Strömungshilfe, der sich dann eine mit einem Axialpro­ fil versehene Einlaßplatte des Laufrads anschloß. Dann erst folgte im Trom­ melinneren das Laufrad mit seinem eine Radialströmung erzeugenden Schau­ feln. Der zur Förderung der gasförmigen Medien dienende Bereich des Laufrads nahm nur einen kleinen Axialbereich im Inneren der Trommel ein und auch die Auslaßöffnung des Auslauftrichters war durch die Trommel­ breite zwischen den beiden Seitenwänden des Spiralgehäuses bestimmt. Um eine Luftzirkulation im Trommelinneren auszuschließen und vor allem den Geräuschpegel beim Betrieb des Gebläses herabzusetzen, verwendete man dabei eine aus einem Kegelstumpf-Segment bestehende Gehäusezunge. Das Segment war an der inneren Einmündung des Auslaßtrichters angeordnet und seine Kegelachse erstreckte sich parallel zur Trommelachse. Der Basis­ kreis des Kegelstumpfs befand sich an der mit der Einlaßöffnung versehenen Seitenplatte der Trommel, während der Kopfkreis des Kegelstumpfs an der gegenüberliegenden Gehäuseseitenwand lag. Die kegelstumpfförmige Gehäusezunge überquerte schräg die Auslaßöffnung des Auslauftrichters. Diese bekannte Gehäusezunge besaß, ergänzend zu dem Kegelstumpf- Segment, noch eine in Auslaßrichtung rückgefaltete U-Profilleiste, die an der endseitigen schrägen Mantellinie des Kegelstumpf-Segments befestigt war. Diese schräg verlaufende Gehäusezunge lag im Axialbereich des Lauf­ rads in beträchtlichem Abstand zum Laufrad-Umfang. Die Herstellung die­ ser Gehäusezunge und ihre Montage im Spiralgehäuse war umständlich. Mit diesem bekannten Gebläse konnten zwar die Laufgeräusche gemindert werden, doch war der Wirkungsgrad unbefriedigend.

Bei Gebläsen anderer Art (DE-OS 40 00 072) ist es bekannt, ein Gehäuse mit zylindrischem Umriß zu verwenden, der den Umfang des Laufrads allseitig einschloß. Mindestens eine der Radscheiben des Laufrads endete in radialem Abstand vom Zylinderumriß und erzeugte so einen seitlichen ringförmigen Durchbruch im Rad für eine axiale Umlenkung des geförderten Mediums. Neben diesem ringförmigen Durchbruch besaß das zylindrische Gehäuse einen seitlichen Kanal zur Aufnahme der axial aus dem Laufrad tretenden Fördermenge. Dieser Kanal befand sich in seitlicher Anordnung neben dem Laufrad innerhalb der Zylinderwand, wobei sich die Querschnitts­ fläche dieses seitlichen Kanals in Richtung auf den Auslaßstutzen axial verbreiterte. Auch bei dem Gebläse dieser Art war der Wirkungsgrad verbes­ serungswürdig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preiswert herzustellendes Gebläse mit einem Spiralgehäuse gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, was durch Veränderung der geometrischen Verhältnisse in Bezug auf die Gehäusezunge den Wirkungsgrad verbessert. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Weil die Gehäusezunge den Spiralverlauf vom Außenumfang des Spiralgehäu­ ses fortsetzt, kann sie einen beträchtlichen Umfangsbereich des Laufrads überdecken, der von der inneren Einmündung des Auslaßtrichters sich bis zum oberen Scheitelbereich des Radumfangs erstrecken kann. An der dort befindlichen Einlaufstelle des Laufrads liegt ein minimaler Abstand zwischen dem freien Ende der Gehäusezunge und dem Radumfang vor, ohne daß unangenehme Laufgeräusche entstehen. Die Peripherie des Laufrads ist von einem besonderen Sammelquerschnitt umrundet, der ein rechteckförmiges Profil aufweist. Dieser Sammelquerschnitt erzeugt nämlich einen Kanal, der sich, beginnend an der Einlaufstelle der Gehäusezunge bis zur Auslaßöff­ nung des Auslauftrichters sowohl in radialer als auch in axialer Richtung erweitert. Die radiale Erweiterung des Umfangskanals entsteht durch die Spiralform der Umfangswand des Spiralgehäusesund erstreckt sich nur über die zur Anordnung des Laufrads erforderliche Axialzone. Die axiale Erweiterung des Umfangskanals wird dadurch erreicht, daß wenigstens die eine Seitenwand des Spiralgehäuses in dieser Umfangszone sich keilför­ mig von der Einlaufstelle bis zur Auslaßöffnung des Trichters verbreitert. Das Gebläse nach der Erfindung erzeugt überraschend hohe Wirkungsgrade von ca. 95%. Die Förderleistung des Gebläses ist so effektiv, daß Motoren mit geringerer Antriebsleistung für das Laufrad genügen.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht auf die Motorseite des Gebläses nach der Erfindung mit einem teilweise aufgebrochenen Schnitt und

Fig. 2, im Halbschnitt, die Seitenansicht dieses Gebläses, wobei die Schnittführung längs der strichpunktierten Linie II-II von Fig. 1 verdeutlicht ist.

Das Gebläse umfaßt ein Spiralgehäuse 10 mit einer Einlaßöffnung 11 und einer Auslaßöffnung 12. Im Inneren des Spiralgehäuses 10 ist ein Laufrad 13 angeordnet, das von einem Elektromotor 15 über einen Motorwellen­ stumpf 14 angetrieben wird. Das Laufrad 13 weist in radialer Richtung durchströmte Schaufeln 16 auf, die sich vom Querschnitt der Einlaßöffnung 11 bis zum Außenumfang des Laufrads 13 erstrecken. Die Einlaßöffnung 11 befindet sich in einem Rohrstutzen an einer planen Stirnwand, die vor der Radscheibe des Laufrads 13 liegt. Im Anschluß an die Einlaßöffnung 11 ist eine Strömungshilfe 17 im Rohrstutzen angeordnet, durch welche die aerodynamische Einströmung eines gasförmigen Mediums in den Zentral­ bereich des Laufrads 13 verbessert wird.

Das zu fördernde gasförmige Medium ist beispielsweise Luft. Beim angetrie­ benen Laufrad nehmen die Schaufeln 16 die Luft mit und schleudern sie radial nach außen. Dadurch entsteht im zentralen Saugraum 18 des Laufrads ein Unterdruck. Dadurch wird über die Einlaßöffnung 11 Luft nachgesaugt. Das Laufrad 13 ist an seinem Außenumfang mit einem einen Sammelquer­ schnitt bestimmenden Kanal eines Spiralgehäuses 10 umrundet. Die den Umfang radial verlassende Luft wird vom Spiralgehäuse 10 aufgenommen. Das Spiralgehäuse 10 setzt sich mit einem tangential angeordneten Auslaß­ trichter 19 fort. Die im Spiralgehäuse 10 aufgenommene Luft wird durch eine Auslaßöffnung 12 des Auslaßtrichters 13 gefördert.

Das Spiralgehäuse 10 wird durch einen spiralförmig verlaufenden Außenum­ fang 20 bestimmt. Diese Umfangsfläche 20 beginnt an einer inneren Einmün­ dung 21 des Auslauftrichters 19 und setzt sich, entgegen der Drehrichtung des Laufrads 13, in einer Gehäusezunge 22 fort. Der Spiralverlauf der Zunge endet an einer Einlaufstelle 25 des Laufrads 13. Die Einlaufstelle 25 kann mit zurückgesetzt werden und sich bis zum Scheitelbereich des Laufrads 13 erstrecken. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades vom Gebläse endet die Gehäusezunge 22 an der Einlaufstelle 25 knapp über dem Außen­ umfang des Rads 13. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Auslaßtrichter 19 nicht nur im Umfangsbereich des Laufrads, sondern ragt auch in die eine seitliche Randzone hinein. Deshalb hat die Gehäuse­ zunge 22 folgende, aus Fig. 1 und 2 ersichtliche Form.

Die Gehäusezunge 22 besteht in jedem Fall aus einem peripheren Zungenteil 23, welcher oberhalb des Außenumfangs des Laufrads 13 angeordnet ist.

Dieser periphere Zungenteil 23 geht aber im dargestellten Ausführungsbei­ spiel in einen seitlichen Zungenteil 24 über, der in einer radialen Ebene, parallel zur seitlichen Radscheibe des Laufrads 13 sich befindet. Der seitli­ che Zungenteil 24 ist in geringem Abstand zum Laufrad 13 angeordnet. Beide Zungenteile 23, 24 bestimmen die Einlaufstelle des Laufrads 13 am freien Ende der Gehäusezunge 22 und umgreifen den äußeren Bereich des Laufrads 13 mit geringem Spiel. Der seitliche Zungenteil 24 erstreckt sich, ausgehend von der Einlaufstelle 25, bis zur Unterseite der Auslaßöff­ nung 12 vom Auslaßtrichter 19. Wie gestrichelt in Fig. 1 angedeutet, kann eine untere Begrenzung den Auslaßtrichter 19 vom peripheren Zungen­ teil 23 bis zur Auslaßöffnung 12 durchsetzen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die dem Elektromotor 15 zugekehrte Stirnseite des Spiralgehäuses 10 plan ausgebildet und erstreckt sich auch in die unmittelbare Nachbarschaft des Laufrads 13 vor einem Motorflansch. Diese Planseite setzt sich auch in dem den Sammelquerschnitt bestimmenden spiralförmigen Ringraum fort. Die gegenüberliegende Seite des Spiralgehäuses 16 verläuft aber, ausgehend von der Einlaufstelle 25, am freien Ende der Gehäusezunge 22 geneigt bis sie nach etwas mehr als einer einmaligen Umrundung des Laufrads 13 die breiteste Stelle des Sammelquerschnitts erreicht. Diese kann die Auslaßöffnung 12 vom Auslaß­ trichter 19 bestimmen. Diese Neigung erzeugt eine axiale Verbreiterung des Ringraums und erstreckt sich bis zur Auslaßöffnung 12. Diese Verhältnis­ se lassen sich insbesondere aus Fig. 2 entnehmen. Die Auslaßöffnung 12 weist einen Flansch 26 auf, an den ein Kanal für die Weiterführung der aus dem Gebläse ausströmenden Luft angeschlossen werden kann.

Entgegen der Darstellung von Fig. 2 könnte der den Sammelquerschnitt bestimmende spiralförmige Ringraum beidseitig symmetrisch zur Anordnungs­ ebene des Laufrads 13 im Spiralgehäuse 10 liegen, statt, wie in Fig. 2, einseitig, unsymmetrisch. In diesem abgewandelten Fall verlaufen zweckmäßi­ gerweise beide Seitenwände des spiralförmigen Sammelquerschnitts vom Spiralgehäuse 10 geneigt, und zwar wieder, ausgehend von der durch die Gehäusezunge 22 bestimmten Einlaufstelle 25 bis zur Auslaßöffnung 12. Der spiralförmige Ringraum verbreitert sich somit, ausgehend von der Einlaufstelle 25, nicht nur radial, durch den Spiralverlauf, sondern auch axial durch die Neigung der Seitenwände. Wählt man dabei eine der Fig. 2 entsprechende Anordnung, so erhält die Gehäusezunge 22 auf beiden Randzonen des Laufrads 13 zwei seitliche Zungenteile 24. Die Einlaufstelle 25 des Laufrads 13 an der Gehäusezunge 22 umschließt vollständig mit geringem Spiel die Radperipherie.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Gehäusezunge 22 und des zu ihr gehörenden spiral förmigen Ringraums verhindert weitgehend das erneute Eindringen von bereits geförderter Luft in den Einzugsbereich des Sammel­ querschnitts vom Spiralgehäuse 10. Deswegen ist der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Gebläses wesentlich höher als bei herkömmlichen Gebläsen.

Claims (4)

1. Gebläse zum Fördern gasförmiger Medien, das ein motorisch angetrie­ benes Laufrad (13) mit eine Radialströmung erzeugenden Schaufeln (16) aufweist, das Laufrad (13) auf der Saugseite, konzentrisch zur Einlaßöffnung (11) eines Gehäuses (10) angeordnet ist, das Gehäuse einen spiralförmig in Umfangsrichtung ansteigenden Außenumfang (20) aufweist, der von der inneren Einmündung (21) eines Auslaßtrich­ ters (19) ausgeht und ein Spiralgehäuse (10) erzeugt, und im Spiralge­ häuse (10) eine Gehäusezunge (22) angeordnet ist, die von der inneren Einmündung (21) des Auslaßtrichters (19) ausgeht und das Laufrad (13) bereichsweise peripher entgegen der Drehrichtung des Laufrads (13) übergreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusezunge (22) den Spiralverlauf vom Außenumfang (20) des Spiralgehäuses (10) fortsetzt, sich über das Laufrad (13) bis zu dessen Einlaufstelle (25) erstreckt und dort den Umfang des Laufrads (13) mit geringem Spiel umgreift, wobei das Spiralgehäuse (10) einen die Peripherie des Laufrads (13) umrundenden, sich spiralförmig erwei­ ternden, rechteckförmigen Sammelquerschnitt aufweist, der von der Einlaufstelle (25) ausgeht, mindestens einseitig geneigt verläuft und sich stetig bis zur Auslaßöffnung (12) des Auslauftrichters (19) axial verbreitert.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusezun­ ge (22) aus einem spiralförmigen peripheren Zungenteil (23) besteht, der in wenigstens einen sich parallel zur Seitenebene des Laufrads (13) erstreckenden seitlichen Zungenteil (24) übergeht, und der seitliche Zungenteil (24) in geringem Abstand zum Laufrad (13) angeordnet ist.

3. Gebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Zungenteil (24) von der Einlaufstelle (25) des Spiralgehäuses (10) ausgeht und sich bis zur Unterseite der Auslaßöffnung (12) vom Auslaß­ trichter (19) erstreckt.

4. Gebläse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (13) in der mittleren Radialebene des Spiralgehäuses (10) angeordnet ist, dessen beide Seitenwandungen zur Querschnittserweiterung des Spiralgehäuses (10) in Bezug auf die Radialebene geneigt verlaufen.