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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lüftervorrichtung und eine Freiluftbaugruppe
für Klimaanlagen.
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Stand der
Technik
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Eine
Freiluftbaugruppe für
eine Klimaanlage ist zum Beispiel (siehe auch
JP 03 267600 A ), wie in den
1 bis
3 gezeigt,
derart aufgebaut, dass eine Lüftervorrichtung
3,
die zusammengesetzt ist aus einem Propellergebläse
4, das mehrere
(z.B. drei) Blätter
13,
13,
13 aufweist,
die an dem äußeren Umfang
einer Nabe
14 ausgebildet sind, die als Drehpunkt wirkt,
einem Trichter
5, der an einer radial äußeren Seite des Propellergebläses
4 angeordnet
ist, um einen Ansaugbereich X und einen Abblasbereich Y abzutrennen,
und einem Lüftergitter
6,
das auf der Abblasseite des Propellergebläses
4 angeordnet ist, stromabwärts von
einem Wärmetauscher
2 in
einem Gehäuse
1 angeordnet
ist. Das Innere des Gehäuses
1 ist
durch eine Trennplatte
7 in eine Wärmetauscherkammer
8 und
eine Maschinenkammer
9 getrennt. In der Wärmetauscherkammer
8 sind
ein Wärmetauscher
2,
der einen L-förmigen
Querschnitt aufweist, der Luftansaugöffnungen
10,
10,
die auf der Rückseite
und auf einer seitlichen Seite des Gehäuses
1 ausgebildet
sind, gegenüberliegt,
und eine Lüftervorrichtung
3 stromabwärts von
dem Wärmetauscher
2 angeordnet,
wohingegen in der Maschinenkammer
9 ein Kompressor
11 angeordnet
ist. Das Bezugszeichen
12 bezeichnet einen Gebläsemotor.
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Anders
als die oben aufgebaute Freiluftbaugruppe für eine Klimaanlage, können Anlagen
wie Ventilationsgebläse
und Luftreiniger auch die gleichartig aufgebaute Lüftervorrichtung 3 anwenden
(das heißt,
eine Lüftervorrichtung,
die aus einem Propellergebläse 4,
einem Trichter 5, der an der Außenseite des Propellergebläses 4 angeordnet
ist, um einen Ansaugbereich und einen Abblasbereich abzutrennen,
und einem Lüftergitter 6,
das an der Abblasseite des Propellergebläses angeordnet ist, zusammengesetzt
ist).
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Im
Fall der oben aufgebauten Lüftervorrichtung 3,
wie in 4 gezeigt, diente der typische Aufbau dazu, Luft
von der Vorderseite und von dem äußeren Umfangsabschnitt
des Propellergebläses 4 anzusaugen,
wobei eine Höhe
H1, das heißt die Höhe eines Abschnitts des Trichters 5,
die von einem äußeren Umfangsabschnitt
P eines Blattes 13 des Propellergebläses 4 überlappt
wird, H1/H0 = 0,25
bis 0,40 ist, wenn sie als Verhältnis
zu einer achsengerichteten Höhe
H0 des äußeren Umfangsabschnitts
P des Blattes 13 ausgedrückt wird.
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Wenn
das Propellergebläse 4,
wie in den 5 und 6 gezeigt,
betrieben wird, wird die Druckdifferenz zwischen einer Überdruckoberfläche 13a und
einer Unterdruckoberfläche 13b des
Blattes 13 groß,
wodurch als Konsequenz auf dem äußeren Umfangsabschnitt,
der nicht von dem Trichter 5 umgeben ist, ein Flügelspitzenwirbel
E an dem äußeren Umfangsabschnitt
(das heißt
der Flügelspitze)
P des Blattes 13 durch einen Ableitstrom W von der Überdruckoberfläche 13a zur
Unterdruckoberfläche 13b erzeugt
wird. Der Flügelspitzenwirbel
E wächst,
wie in 7 gezeigt, in Richtung der Abstromseite an, bewegt
sich zwischen die Blätter 13, 13, 13 und
kollidiert mit dem Lüftergitter 6 an
der Abblasseite, wobei eine Luftstromturbolenz e um die Blätter 6a, 6a ...,
die das Lüftergitter 6 ausbilden,
erzeugt wird, welches eine der Geräusch-emittierenden Quellen
des Lüftergitters 6 bildet.
Das Bezugszeichen 6b bezeichnet eine Tragrippe 6b zum
Tragen der Blätter 6a, 6a .... Es
wird angemerkt, dass die Luftströme,
die durch Strichpunktlinien in 7 bezeichnet
sind, in einer Position auftreten, die symmetrisch zu der Position der
Luftströme
ist, die durch durchgezogene Linien dargestellt sind (das heißt, einer
Position gegenüber dem
Zentrum der Rotation), obwohl sie in demselben Querschnittsabschnitt
zur Vereinfachung der Beschreibung gezeigt sind.
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Zur
Verbesserung des aerodynamischen Verhaltens des Propellergebläses 4 weisen
einige Gebläse
ein Blatt 13 auf, das eine dicke Tragflächenform aufweist, wie es für Tragflügel typisch
ist. Im Falle eines Propellergebläses, das solch ein dickes tragflächenförmiges Blatt 13 aufweist,
erzielt ein Einzelgebläse
(in dem Zustand ohne Gehäuse,
das das Gebläse
umgibt, und Lüftergitter
an der Abblasseite) eine bemerkenswerte Verbesserung des Lüfterverhaltens
und eine Reduzierung der Geräusche
verglichen mit einem Propellergebläse, das ein Blatt 13' mit einer dünnen Plattenform
aufweist, dessen Dicke ungefähr
konstant (z.B. 3 mm) ist, wie in 8B gezeigt.
Genauer, im Falle des dünnen
plattenförmigen Blattes 13', wie in 8B gezeigt,
tritt die Luftstromturbolenz e' aufgrund
der Trennung sogar auf der Blattoberfläche auf, und die Luftstromturbolenz
e' ist auch an einem
Hinterkantenabschnitt B groß,
während
im Falle des dicken tragflächenförmigen Blattes 13,
wie in 8A gezeigt, die Trennung auf
der Blattoberfläche
eingeschränkt
ist, und die Luftstromturbolenz e aufgrund der Trennung nur an dem
Hinterkantenabschnitt B auftritt, wodurch eine Verbesserung des
Lüfterverhaltens
und eine Reduzierung der Geräusche
erzielt wird.
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Jedoch
im Falle des Propellergebläses 4, das
das oben beschriebene dicke tragflächenförmige Blatt 13 aufweist,
wird die Druckdifferenz zwischen der Überdruckoberfläche 13a und
der Unterdruckoberfläche 13b des
Blattes 13 größer als
die in dem Falle des Gebläses,
das das dünne
plattenförmige Blatt 13' aufweist, so
dass mit der Höhe
des Trichters 5, die in einem Bereich von H1/H0 = 0,25 bis 0,40 wie oben beschrieben festgelegt
ist, ein Flügelspitzenwirbel
E, der an dem äußeren Umfangsabschnitt
(das heißt
der Flügelspitze)
P des Blattes 13 auftritt und wächst, größer wird als der in dem Falle
des Gebläses,
das ein dünnes
plattenförmiges
Blatt 13' aufweist.
Im Ergebnis werden die Geräusche,
die von dem Lüftergitter 6 durch
die Kollision des Flügelspitzenwirbels
E und des Lüftergitters 6 an
der Abblasseite des Lüftergebläses erzeugt
werden, stärker
als jene in dem Fall des Gebläses,
das das dünne
plattenförmige
Blatt 13' aufweist.
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Obwohl
ein dickeres Tragflächenblatt
eine bemerkenswerte Verbesserung des Lüfterverhaltens und eine Reduzierung
der Geräusche
in einem Einzelgebläse
ermöglicht,
lässt das
Gebläse,
das in dem in eine Lüftervorrichtung
eingebauten Zustand verwendet wird, stärkere Geräusche in dem Lüftergitter zu.
In den letzten Jahren führte
die Modifikation der Blattform zur Reduzierung der Geräusche des
Gebläses
selbst, und somit sind in der Lüftervorrichtung die
Geräusche,
die in dem Lüftergitter
erzeugt werden, gravierender als die Geräusche des Propellergebläses. Folglich
ist die Reduzierung der Geräusche,
die durch das Lüftergitter
erzeugt werden, ein Hauptziel in der Entwicklung der Lüftervorrichtung.
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Offenbarung
der Erfindung
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Angesichts
der obigen Beschreibung ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
die Erzeugung und das Anwachsen eines Flügelspitzenwirbels an einem äußeren Umfangsabschnitt
des Blattes zu beschränken,
der nicht von einem Trichter zur Reduzierung der Geräusche (das
heißt
der Betriebsgeräusche)
umgeben ist, die durch Kollision des Flügelspitzenwirbels und eines
Lüftergitters
an der Abblasseite eines Propellergebläses entstehen.
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Um
das obige Ziel zu erreichen, ist eine Lüftervorrichtung vorgesehen,
die umfasst: ein Propellergebläse 4,
das mehrere Blätter 13, 13 ...
in einer dicken Tragflächenform
aufweist wie es typisch ist für Tragflächenflügel, die
an einem äußeren Umfang
einer Nabe 14 ausgebildet sind, die als Drehpunkt wirkt;
einen Trichter 5, der an einer radial äußeren Seite des Propellergebläses 4 angeordnet
ist, um einen Ansaugbereich X und einen Abblasbereich Y abzutrennen;
und ein Lüftergitter 6,
das auf einer Abblasseite des Propellergebläses 4 angeordnet ist,
wobei
der Trichter 5 gebildet ist durch einen ansaugseitigen
Kreisbogenabschnitt 5a, der auf einer Ansaugseite angeordnet
ist, einen abblasseitigen Kreisbogen 5b, der auf einer
Abblasseite angeordnet ist, und einen zylindrischen Abschnitt 5c,
der zwischen dem abblasseitigen Kreisbogen 5b und dem ansaugseitigen
Kreisbogenabschnitt 5a angeordnet ist, ein Verhältnis von
H1/H0 in einem Bereich
von H1/H0 = 0,40
bis 0,65 festgelegt ist, wobei H1 eine Höhe eines Abschnitts
einer achsengerichteten Höhe
des Trichters 5 bezeichnet, der von einem Abschnitt P des äußeren Umfangs
jedes Blattes 13 überlappt
ist, während
H0 eine achsengerichtete Höhe des Abschnitts P
jedes Blattes 13 bezeichnet.
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Die
obige Struktur ermöglicht
ist, das Anwachsen eines Abflussstromes (das heißt eines Flügelspitzenwirbels E) von der Überdruckoberfläche 13a zu
der Unterdruckoberfläche 13b des
Blattes 13 in einem Teil des äußeren Umfangsabschnitts P des Blattes 13 zu
beschränken,
der nicht von dem Trichter 5 umgeben ist, während ein
Ansaugstrom von dem äußeren Umfangsbereich
P des Blattes 13 beibehalten wird. Dies ermöglicht es,
die Geräusche,
die durch das Lüftergitter 6 durch
die Kollision des Flügelspitzenwirbels
E mit dem Lüftergitter 6 an
der Abblasseite erzeugt werden, zu reduzieren, was in einen bemerkenswerten
Beitrag zur Senkung der Betriebsgeräusche resultiert. Es wird angemerkt,
dass im Falle von H1/H0 < 0,40 der Wachstumsbereich
des Flügelspitzenwirbels
E (das heißt
eines Teils des äußeren Umfangsbereichs
P des Blattes 3, das nicht von dem Trichter 5 umgeben
ist) zu groß wird,
wodurch Interferenzgeräusche
durch den Flügelspitzenwirbel
E und das Lüftergitter 6 stark
werden, wohingegen im Fall von H1/H0 > 0,65
ein Bereich auf der Ansaugseite des Gebläses zu klein wird, und eine
erhöhte
Strömungsgeschwindigkeit
die Geräusche
auf der Ansaugseite verstärkt.
Wegen der obigen Gründe ist
das Verhältnis
von H1/H0 vorzugsweise
in einem Bereich von H1/H0 =
0,40 bis 0,65 festgelegt. Es wird angemerkt, dass die Messung von
Lüftergeräuschen der
vorliegenden Erfindung (das heißt
die Lüftervorrichtung,
die ein Propellergebläse
umfasst, das mehrere dicke tragflächenförmige Blätter aufweist, wie es typisch
ist für
Tragflächenflügel), bei
denen ein Wert von H1/H0 variiert
wird, ein Ergebnis bereitstellt, das in der 13 durch
eine durchgezogene Linie dargestellt ist. Dieses Ergebnis zeigt
auch an, dass das Verhältnis
von H1/H0 vorzugsweise
in dem Bereich von H1/H0 =
0,40 bis 0,65 festgelegt ist. Es wird angemerkt, dass eine gepunktete
Linie in 13 das Messergebnis der Lüftergeräusche zum
Vergleich mit der vorliegenden Erfindung darstellt, die von einer Lüftervorrichtung
erzeugt werden, die ein Propellergebläse umfasst, das mehrere dünne plattenförmige Blätter aufweist.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird der zylindrische Abschnitt 5c des Trichters 5 von
einem äußeren Umfangsabschnitt
P jedes Blattes 13 überlappt,
und ein Verhältnis
von H2/H0 wird in
einem Bereich von H2/H0 =
0,25 bis 0,50 festgelegt, wobei H2 eine
achsengerichtete Höhe
des zylindrischen Abschnitts 5c bezeichnet. Daher ermöglicht es
der zylindrische Abschnitt 5c des Trichters 5,
das Anwachsen eines Ablaufstroms (das heißt eines Flügelspitzenwirbels E) von der Überdruckoberfläche 13a zu
der Unterdruckoberfläche 13b des Blattes 13 zu
beschränken.
Wenn die achsengerichtete Höhe
H2 des zylindrischen Abschnitts 5c zu
klein ist im Vergleich mit der achsengerichteten Höhe H0 des äußeren Umfangsabschnitts
P des Blattes 13 (das heißt im Falle von H2/H0 < 0,25),
wird ein Wachstumsbereich des Flügelspitzenwirbels
E (das heißt einem
Teil des äußeren Umfangsabschnitts
P des Blattes 3, das nicht von dem zylindrischen Abschnitt 5c des
Trichters umgeben ist) zu groß,
wodurch ein Effekt des zylindrischen Abschnitts 5c zur
Einschränkung
des Anwachsens des Flügelspitzenwirbels
E unzulänglich
wird, wodurch die Interferenzgeräusche des
Flügelspitzenwirbels
E und des Lüftergitters 6 ansteigen.
Wenn die achsengerichtete Höhe
H2 des zylindrischen Abschnitts 5c zu
groß ist
im Vergleich mit der achsengerichteten Höhe H0 des äußeren Umfangsabschnitts
P des Blattes 13 (das heißt Falle von H2/H0 > 0,50),
werden die Krümmungsradien
der Kreisbogenabschnitte 5a, 5b auf der Ansaugseite und
der Abblasseite zu klein, wodurch die Luft beim gleichmäßigen Ein-
und Ausströmen
gestört
wird, was Turbulenzen und ansteigende Geräusche verursacht. Wegen der
obigen Gründe
wird das Verhältnis von
H2/H0 vorzugsweise
in dem Bereich von H2/H0 = 0,25
bis 0,50 festgelegt. Es wird angemerkt, dass die Messung der Lüftergeräusche der
vorliegenden Erfindung (das heißt
der Lüftervorrichtung,
die ein Propellergebläse
umfasst, das mehrere dicke tragflächenförmige Blätter aufweist, wie es typisch
ist für Tragflächenflügel) mit
einem Wert von H2/H0,
der variiert wird, ein Ergebnis bereitstellt, das in der 14 gezeigt
ist. Dieses Ergebnis zeigt auch an, dass das Verhältnis von
H2/H0 vorzugsweise
in dem Bereich von H2/H0 =
0,25 bis 0,50 festgelegt ist.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist eine Anfangsposition eines Kreisbogens
des abblasseitigen Kreisbogenabschnitts 5b in dem Trichter 5 ungefähr identisch
mit einer Position eines Hinterkantenabschnitts B jedes Blattes 13. Daher
ist eine Hinterkante B des Blattes 3 weg von dem Lüftergitter 6 von
einer Größe, die äquivalent dem
Radius des abblasseitigen Kreisbogenabschnitts 5b des Trichters 5 ist,
so dass die Abblasgeschwindigkeit reduziert ist und ein Luftstrom
W, der von der Hinterkante B des Blattes 3 geblasen wird, gleichmäßig nach
außen
verteilt wird ohne von dem abblasseitigen Kreisbogenabschnitt 5b des
Trichters 5 getrennt zu sein, wodurch die Reduzierung der Geschwindigkeit
ohne die Verursachung von Turbulenzen ermöglicht wird, bis der Luftstrom
das Lüftergitter 6 erreicht,
wodurch eine Reduzierung der Interferenzgeräusche mit dem Lüftergitter 6 umgesetzt
wird.
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Es
ist auch eine Freiluftbaugruppe für Klimaanlagen vorgesehen,
die die Lüftervorrichtung 3 und einen
Wärmetauscher 2 umfasst,
der an der Ansaugseite der Lüftervorrichtung 3 angeordnet
ist. Diese Freiluftbaugruppe für
Klimaanlagen kann die Betriebsgeräusche reduzieren.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht von vorn, die eine allgemeine Freiluftbaugruppe für Klimaanlagen
zeigt;
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2 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der 1;
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3 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III der 1;
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4 ist
eine Querschnittsansicht, die ein konventionelles Propellergebläse zeigt,
das mit einem Trichter ausgestattet ist;
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5 ist
eine vergrößerte Perspektivansicht, die
einen wesentlichen Teil eines konventionellen Propellergebläses zeigt,
das mit einem Trichter ausgestattet ist, zur Erläuterung des Entstehungszustands
eines Flügelspitzenwirbels;
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Propellergebläse zur Erläuterung eines Entstehungszustands
eines Flügelspitzenwirbels
zeigt;
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6 ist
eine vergrößerte unvollständige Querschnittsansicht,
die einen Interferenzzustand eines Luftstroms zeigt, der von einem
konventionellen Propellergebläse,
das mit einem Trichter und einem Lüftergitter ausgestattet ist,
abgeblasen wird;
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8A ist
eine schematische Ansicht, die einen Zustand eines Luftstroms zeigt,
der um einen Tragflächenflügel strömt, während 8B eine
schematische Ansicht ist, die einen Zustand eines Luftstroms zeigt,
der um einen dünnen
Plattenflügel strömt;
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9A ist
eine Querschnittsansicht, die einen Tragflächenflügel zeigt, während 9B bis 9D Querschnittsansichten
sind, die drei Arten von Tragflächenflügeln zeigen,
die eine spezielle Form aufweisen;
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10 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Propellergebläse zeigt, das mit einem Trichter
ausgestattet ist zur Verwendung in einer Lüftervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die einen wesentlichen Teil eines Propellergebläses zeigt, das mit einem Trichter
ausgestattet ist zur Verwendung in einer Lüftervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Erläuterung eines Entstehungszustands
eines Flügelspitzenwirbels;
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12 ist
eine vergrößerte unvollständige Querschnittsansicht,
die einen Interferenzzustand eines Luftstroms zeigt, der von einem
der Gebläse und einem
Lüftergitter
in einer Freiluftbaugruppe für
Klimaanlagen abgeblasen wird, die eine Lüftervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet;
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13 ist
eine charakteristische Kurve, die Veränderungen der Lüftergeräusche durch
H1/H0 zeigt im Falle
eines Propellergebläses,
das mit einem Trichter ausgestattet ist zur Verwendung in einer
Lüftervorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung (Ausführungsform),
und in dem Falle eines Propellergebläses, das mit einem Trichter
ausgestattet ist, der ein dünnes
plattenförmiges
Blatt aufweist (konventionelles Beispiel);
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14 ist
eine charakteristische Kurve, die Veränderungen der Lüftergeräusche durch
H2/H0 zeigt im Falle
eines Propellergebläses,
das mit einem Trichter ausgestattet ist zur Verwendung in einer
Lüftervorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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15 ist
eine Ansicht, die einen Einzeltest eines Propellergebläses zeigt,
das mit einem Trichter ausgestattet ist zur Verwendung in einer
Lüftervorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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16 ist
eine charakteristische Kurve, die Veränderungen der Lüftergeräusche durch
H3/H0 in einem Einzeltest
eines Propellergebläses
zeigt, das mit einem Trichter ausgestattet ist zur Verwendung in einer
Lüftervorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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17A bis 17D sind
schematische Ansichten, die modifizierte Beispiele zeigen, bei denen das
positionelle Verhältnis
zwischen einem Blatt eines Propellergebläses und einem Trichter gewechselt
wird; und
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18 ist
eine charakteristische Kurve, die Veränderungen in den Lüftergeräuschen durch
H1/H0 zeigt im Falle
eines Propellergebläses,
das mit einem in 17A gezeigten Trichter (Vergleichsbeispiel) ausgestattet
ist und im Falle eines Propellergebläses, das mit einem in 17D gezeigten Trichter (Ausführungsform) ausgestattet ist.
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Die beste
Art zur Ausführung
der Erfindung
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Im
Folgenden werden die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen
beschrieben.
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Die
Lüftervorrichtung 3,
die zur Verwendung in einer Freiluftbaugruppe für Klimaanlagen, die in den 1 bis 3 gezeigt
sind, vorgesehen ist, wie die Vorrichtung, die in dem Abschnitt
zum Stand der Technik beschrieben ist, sind zusammengesetzt aus einem
Propellergebläse 4,
das mehrere (z.B. drei) Blätter 13, 13, 13 aufweist,
die an dem Außenumfang einer
zylinderförmigen
Nabe 14 ausgebildet sind, die als Drehpunkt wirkt, einem
Trichter 5, der außerhalb des
Propellergebläses 4 angeordnet
ist, um einen Ansaugbereich X und einen Abblasbereich Y zu trennen,
und einem Lüftergitter 6,
das an der Abblasseite des Propellergebläses 4 angeordnet ist.
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Die
Freiluftbaugruppe für
Klimaanlagen ist derart aufgebaut, dass der Innenraum eines hexaederförmigen Gehäuses 1 in
eine Wärmetauscherkammer 8 und
eine Maschinenkammer 9 durch eine Trennplatte 7 getrennt
ist. In der Wärmetauscherkammer 8 sind
angeordnet ein Wärmetauscher 2,
der einen L-förmigen
Querschnitt aufweist, der Luftansaugöffnungen 10, 10 gegenüberliegt,
die auf der Rückseite
und einer seitlichen Seite des Gehäuses 1 ausgebildet
sind, und eine Lüftervorrichtung 3,
die abstromseitig von den Wärmetauscher 2 angeordnet ist,
wohingegen in der Maschinenkammer 9 ein Kompressor 11 angeordnet
ist. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Gebläsemotor.
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Jedes
Blatt 13, jene die die Form eines in 8A gezeigten
Tragflächenflügels aufweisen,
wird verwendet, aber ähnlich
geformte Tragflächenflügel, die
eine spezielle Form aufweisen, sind auch verwendbar.
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Die
Tragflächenflügel, die
eine spezielle Form aufweisen, schließen jene ein, die in den 9B bis 9D gezeigt
sind. Der Tragflächenflügel, der
eine spezielle Form aufweist, die in 9B gezeigt
ist, ist in der Form einer Tragfläche, die einen verdickten Abschnitt
in der Vorderkante F aufweist, und dessen Flügeldicke deutlich von dem verdickten Abschnitt
reduziert ist und dann schrittweise in Richtung der Hinterkante
B abnimmt. Der Tragflächenflügel, der
eine spezielle Form aufweist, die in 9C gezeigt
ist, ist in der Form einer Tragfläche, die in der Vorderkante
F einen Kreisbogenabschnitt aufweist und dessen Flügeldicke
schrittweise in Richtung der Hinterkante B abnimmt. Der Tragflächenflügel, der eine
spezielle Form aufweist, die in 9D gezeigt ist,
ist in der Form einer Tragfläche,
die eine Vorderkante F aufweist, die die Form eines Kreisbogens aufweist
und dessen Flügeldicke
einmalig in Richtung der Hinterkante B vergrößert ist, dann deutlich reduziert
ist und schrittweise in Richtung der Hinterkante B reduziert ist.
Diese Tragflächenflügel, die eine
spezielle Form aufweisen, haben dasselbe Vermögen wie der Tragflächenflügel.
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In
der vorliegenden Ausführungsform,
wie in 10 gezeigt, ist der Trichter
zusammengesetzt aus einem ansaugseitigen Kreisbogenabschnitt 5a, der
auf einer Ansaugseite angeordnet ist, einen abblasseitigen Kreisbogen 5b,
der auf einer Abblasseite angeordnet ist, und einem zylindrischen
Abschnitt 5c, der zwischen dem abblasseitigen Kreisbogenabschnitt 5b und
dem ansaugseitigen Kreisbogenabschnitt 5a angeordnet ist,
und die Hinterkante B des Propellergebläses 4 ist in der Position
angeordnet, die dem Außenrand
des zylindrischen Abschnitts 5c des Trichters 5 entspricht
(in anderen Worten, eine Anfangsposition des Kreisbogens des abblasseitigen Kreisbogenabschnitts 5b in
dem Trichter 5 ist ungefähr identisch mit der Position
der Hinterkante B des Blattes 13).
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Auch
in der Lüftervorrichtung 3 ist
ein Verhältnis
von H1/H0 = 0,40
bis 0,65 festgelegt, wobei H1 eine Höhe eines
Abschnitts einer achsengerichteten Höhe des Trichters 5 bezeichnet,
die von einem äußeren Umfangsabschnitt
P des Blattes 13 überlappt ist,
während
H0 eine achsengerichtete Höhe des äußeren Umfangsabschnitts
P des Blattes 13 bezeichnet.
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Wie
in den 11 und 12 gezeigt
ist, ermöglicht
die obige Festlegung die Beschränkung
des Anwachsens eines Ablaufstroms (das heißt eines Flügelspitzenwirbels E) von der Überdruckoberfläche 13a zu
der Unterdruckoberfläche 13b des
Blattes 13 in einem Teil des äußeren Umfangsabschnitts P des Blattes 13,
die nicht von dem Trichter 5 umgeben ist, wobei ein Ansaugstrom
von dem äußeren Umfangsabschnitt
P des Blattes 13 beibehalten wird. Ein Vergleich mit dem
Fall der 5 und 7 beweist, dass
der Flügelspitzenwirbel
E verringert ist. Dementsprechend können die Geräusche, die
von dem Lüftergitter 6 durch
Kollision des Flügelspitzenwirbels E
mit dem Lüftergitter 6 auf
der Abblasseite erzeugt werden, reduziert werden, was in der Bildung
eines bemerkenswerten Beitrags zur Abnahme der Betriebsgeräusche resultiert.
Es wird angemerkt, dass in dem Fall von H1/H0 < 0,40
der Wachstumsbereich des Flügelspitzenwirbels
E (das heißt
eines Teils des äußeren Umfangsabschnitts
P des Blattes 3, das nicht von dem Trichter 5 umgeben
ist) zu groß wird, was
die Interferenzgeräusche
des Flügelspitzenwirbels
E und des Lüftergitters 6 verstärkt, wohingegen im
Fall von H1/H0 > 0,65 ein Bereich auf
der Ansaugseite des Gebläses
zu klein wird, und eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit
die Geräusche
auf der Ansaugseite verstärkt.
Wegen der obigen Gründe wird
das Verhältnis
von H1/H0 vorzugsweise
in dem Bereich von H1/H0 =
0,40 bis 0,65 festgelegt.
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Es
wird angemerkt, dass die Messung der Lüftergeräusche der vorliegenden Erfindung
(das heißt
der Lüftervorrichtung,
die ein Propellergebläse umfasst,
das mehrere dicke tragflächenförmige Blätter aufweist
wie es typisch ist für
Tragflächenflügel) mit
einem Wert von H1/H0,
der variiert wird, ein Ergebnis bereitstellt, das in 13 durch
eine durchgezogene Linie dargestellt ist. Dieses Ergebnis zeigt ebenfalls
an, dass das Verhältnis
von H1/H0 vorzugsweise
in dem Bereich von H1/H0 =
0,40 bis 0,65 festgelegt ist. Es wird angemerkt, dass die gepunktete
Linie in 13 ein Messergebnis der Lüftergeräusche im
Vergleich mit der vorliegenden Erfindung darstellt, die von einer
Lüftervorrichtung
erzeugt wurden, die ein Propellergebläse umfasst, das mehrere dünne plattenförmige Blätter aufweist.
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Des
Weiteren wird in der Lüftervorrichtung 3, wie
in 10 gezeigt, der zylindrische Abschnitt 5c des
Trichters 5 von dem äußeren Umfangsabschnitt P
jedes Blattes 13 überlappt,
und ein Verhältnis
von H2/H0 ist in
einem Bereich von H2/H0 =
0,25 bis 0,50 festgelegt, wobei H2 eine
achsengerichtete Höhe
des zylindrischen Abschnitts 5c bezeichnet.
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Die
obigen Festlegungen ermöglichen
es, das Anwachsen eines Ablaufstroms (das heißt eines Flügelspitzenwirbels E) von der Überdruckoberfläche 13a zu
der Unterdruckoberfläche 13b des
Blattes 13 durch die Anwesenheit des zylindrischen Abschnitts 5c des
Trichters 5 zu beschränken.
Wenn die achsengerichtete Höhe
H2 zu klein ist im Vergleich mit der achsengerichteten
Höhe H0 des äußeren Umfangsabschnitts
P des Blattes 13 (das heißt im Falle von H2/H0 < 0,25)
wird ein Wachstumsbereich des Flügelspitzenwirbels
E (das heißt
ein Teil des äußeren Umfangsabschnitts
P des Blattes 3, der nicht von dem zylindrischen Abschnitt 5c des
Trichters umgeben ist) zu groß,
wodurch die Auswirkung des zylindrischen Abschnitts 5c zur
Beschränkung
des Wachstums des Flügelspitzenwirbels
E unzureichend wird, wodurch die Interferenzgeräusche von dem Flügelspitzenwirbel
E und dem Lüftergitter 6 ansteigen. Wenn
die achsengerichtete Höhe
H2 des zylindrischen Abschnitts 5c zu
groß ist
im Vergleich zu der achsengerichteten Höhe H0 des äußeren Umfangsabschnitts
P des Blattes 13 (das heißt im Falle von H2/H0 > 0,50)
wird ein Bereich auf der Ansaugseite des Gebläses zu klein, und eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit
erhöht
die Geräusche
auf der Ansaugseite. Wegen der obigen Gründe wird das Verhältnis von
H2/H0 vorzugsweise
in dem Bereich von H2/H0 =
0,25 bis 0,50 festgelegt.
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Es
wird angemerkt, dass die Messung der Lüftergeräusche der vorliegenden Erfindung
(das heißt
die Lüftervorrichtung,
die ein Propellergebläse umfasst,
das mehrere dicke tragflächenförmige Blätter aufweist
wie es typisch für
Tragflächenflügel ist) mit
einem Wert von H2/H0,
der variiert wird, ein Ergebnis bereitstellt, das in 14 dargestellt
ist. Dieses Ergebnis zeigt ebenfalls an, dass das Verhältnis von H2/H0 vorzugsweise
in dem Bereich von H2/H0 =
0,25 bis 0,50 festgelegt ist.
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Das
Propellergebläse 4,
das mit einem Trichter ausgestattet ist zur Verwendung in der Lüftervorrichtung 3 als
vorliegende Erfindung, wurde einem Einzeltest unter dem folgenden
Ablauf unterzogen.
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Genauer
gesagt, wie in 15 gezeigt, wurde ein Gebläsemotor 12 auf
einer Haltebasis 15 befestigt, um das Propellergebläse 4,
das mit einem Trichter ausgestattet ist, in eine spezielle Position
zu setzen, und ein hochempfindliches Richtmikrofon 16 wurde
auf die Ansaugseite des Propellergebläses 4 zur Aufnahme
der Betriebsgeräusche
beim Betrieb des Propellergebläses 4 gesetzt.
Dann wurde der Test mit einem Wert von H3,
einer Höhe
des Trichters 5 und einen Wert von H0 ausgeführt, wobei
die achsengerichtete Höhe
des Blattes 13 verändert
wurde, und ein Ergebnis, das in 16 gezeigt
ist, wurde erhalten.
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Gemäß dem Ergebnis
können
im Fall eines Einzelgebläses
die Lüftergeräusche reduziert
werden durch Senken der Höhe
H3 des Trichters 5 zur Verengung
eines Bereichs des Blattes 13, der von dem Trichter 5 umgeben
ist (das heißt
um H3/H0 zu senken)
und durch Erhöhen
der Ansaugmenge durch das Blatt 13 von dem äußeren Umfang.
Das Absenken der Höhe
H3 des Trichters 5 vergrößert einen
Bereich, in dem ein Flügelspitzenwirbel
auftritt, und entwickelt und vergrößert örtlich die Turbulenzen in dem äußeren Umfangsbereich
des Blattes 13, so dass angenommen wird, dass die Lüftergeräusche ansteigen,
obwohl in Wirklichkeit die Lüftergeräusche sinken,
wie in 16 gezeigt ist. Dies kommt daher, dass
i) es keinen Anstieg der Lüftergeräusche aufgrund
der Interferenzgeräusche
durch einen Flügelspitzenwirbel
und einem Lüftergitter
gibt ohne die Anwesenheit des Lüftergitters
an der Abblasseite, und ii) die Reduzierung der Höhe eines
Trichters einen äußeren Umfangsbereich
des Blattes vergrößert, was
eine Reduzierung und einen Ausgleich der Ansauggeschwindigkeit bewirkt,
was in einem Anstieg des Geräuschreduzierungeffekts
resultiert.
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Wie
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist es jedoch mit der Anwesenheit eines Lüftergitters auf der Abblasseite,
einer geringeren Höhe
eines Trichters nicht notwendigerweise besser, und daher gibt es
eine optimale Position wie oben beschrieben.
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Außerdem ist
in der vorliegenden Ausführungsform
eine Anfangsposition des Kreisbogens des abblasseitigen Kreisbogenabschnitts 5b in
dem Trichter 5 ungefähr
identisch mit einer Position der Hinterkante B jedes Blattes 13 festgelegt.
Dementsprechend ist eine Hinterkante B des Blattes 3 weg von
dem Lüftergitter 6 von
einer Größe, die äquivalent
dem Radius des abblasseitigen Kreisbogenabschnitts 5b des
Trichters 5 ist, so dass die Abblasgeschwindigkeit reduziert
ist und ein Luftstrom W, der von der Hinterkante B des Blattes 3 geblasen
wird, gleichmäßig nach
außen
verteilt wird ohne von dem abblasseitigen Kreisbogenabschnitt 5b des
Trichters 5 getrennt zu sein, wodurch die Reduzierung der
Geschwindigkeit ohne die Verursachung von Turbulenzen ermöglicht wird,
bis der Luftstrom das Lüftergitter 6 erreicht,
wodurch eine Reduzierung der Interferenzgeräusche mit dem Lüftergitter 6 umgesetzt
wird.
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Zum
Beispiel, wie in 17A gezeigt, wird, wenn der
abblasseitige Kreisbogenabschnitt des Trichters 5 entfernt
ist, der Abblasluftstrom W ein schneller erhöhter Strom, um eine Turbulenz
e zu erzeugen. Wenn der abblasseitige Kreisbogenabschnitt des Trichters 5 entfernt
ist und das Lüftergitter 6 näher an die
Hinterkante B des Blattes 13 gesetzt ist, wie in 17B gezeigt, werden die Interferenzgeräusche durch
den Abblasluftstrom W und das Lüftergitter 6 stark.
Wenn ein abgeschrägt
erweiterter Abschnitt 5d stromaufwärts zu der Hinterkante B des Blattes 3 auf
der Abblasseite des Trichters 5 ausgebildet ist, wie in 17C gezeigt, wird eine Turbulenz e in einem Zwischenraum
zwischen dem äußeren Umfang
des Blattes 13 und dem abgeschrägt erweiterten Abschnitt 5d erzeugt,
die die Interferenzgeräusche
mit dem Lüftergitter 6 erhöht. Wegen
der obigen Gründe
ist eine Anfangsposition des Kreisbogens des abblasseitigen Kreisbogenabschnitts 5b in
dem Trichter 5 vorzugsweise nahezu identisch mit einer Position
der Hinterkante B jedes Blattes 13 festgelegt.
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Wie
in 17A gezeigt, wurden die Lüftergeräusche im Falle, wo der abblasseitige
Kreisbogenabschnitt des Trichters 5 entfernt ist (im nachfolgenden
als Referenzbeispiel betrachtet) und in dem Falle, wo eine Anfangsposition
des Kreisbogens des abblasseitigen Kreisbogenabschnitts 5b in
dem Trichter 5 nahezu identisch mit einer Position der
Hinterkante B jedes Blattes 13 festgelegt ist (im nachfolgenden
als vorliegendes Ausführungsbeispiel
betrachtet) gemessen, wobei ein Wert von H1/H0 variiert wurde, und ein Ergebnis erhalten
wurde, das in 18 gezeigt ist. Dies zeigt auch,
dass die Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform zu der Reduzierung
der Geräusche
beiträgt.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung wird in einer Lüftervorrichtung angewendet,
die die Reduzierung der Betriebsgeräusche durch Einschränkung der
Erzeugung eines Flügelspitzenwirbels
eines Propellergebläses
ermöglicht,
und in einer Freiluftbaugruppe für
Klimaanlagen, die selbige verwenden.