EP0132780B1 - Transverse flow fan with increased exit flow velocity in the region of the side walls - Google Patents
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- EP0132780B1 EP0132780B1 EP84108482A EP84108482A EP0132780B1 EP 0132780 B1 EP0132780 B1 EP 0132780B1 EP 84108482 A EP84108482 A EP 84108482A EP 84108482 A EP84108482 A EP 84108482A EP 0132780 B1 EP0132780 B1 EP 0132780B1
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/02—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
- F04D17/04—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal of transverse-flow type
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- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
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Definitions
- the invention relates to a cross-flow fan designed as a small or very small fan, consisting of a fan roller with blade edges that run parallel to the axis of rotation, a spiral-shaped baffle plate that converts from the spiral shape into a flat, curved or stepped surface in the area of the pressure chamber, a one-part or multi-part vortex generator and the fan valve ends completely or partially enclosing side parts.
- Cross-flow fans whose fan roller has a diameter of 40-60 mm, for example, are referred to as small or very small fans.
- Such cross-flow fans are known as mass products and are used in large numbers, for example, in household appliances, fan heaters, air conditioners, convectors, copiers, projectors, plug-in units for electrical and electronic devices and the like. The wide range of applications also shows that such fans have proven themselves in practice.
- the invention is therefore based on the object to improve the known cross-flow fan in such a way that a new measure, either alone or in conjunction with others, improves the flow of the marginal zone and at the same time either completely prevents the whistle of the cross-flow fan or at least strongly attenuates it without additional noise occurs in other operating areas of the fan.
- the cross-flow fan has a housing consisting of the side parts 1, the guide plate 2 and the vortex former 3, in which the fan roller 4 is rotatably mounted and is driven in the direction of arrow 5 during operation.
- side parts, baffle and vortex form an approximately rectangular air outlet opening from which the air in the direction of arrow 6 should be conveyed as evenly as possible.
- the side parts are provided with the tabs 7 according to the invention.
- the tabs 7 have been produced by punching them out on three sides from the side parts and, for example, by bending them inwards at right angles to the side to which they are still connected to the side part.
- Such an embodiment of the invention has the additional advantage that the injector effect causes a slight increase in the amount of air that is passed through. This effect only occurs if the opening 8 is below the Tab is located.
- FIG. 2 shows six different embodiments of the tab 7.
- the tab according to FIG. 2a has a flat shape.
- the tabs according to FIGS. 2b and 2c have a kinked shape, the kink either pointing upwards or downwards.
- 2d and 2e show a curved shape of the tab, the curvature can also be directed either upwards or downwards.
- 2f shows a further embodiment of the tab, which can be provided in all embodiments, namely the rounding 9 at the end of the tab 7 facing the fan roller.
- the tab 7 illustrates the position and arrangement of the tab 7 in the side part 1.
- the length of the tab is denoted by x and the distance of the tab base from the guide plate by y.
- the tab 7 can either be arranged at a right angle to the side part 1 or - as illustrated in FIG. 3 by the dashed layers - deviate from it by up to ⁇ 45 degrees.
- Characteristic curve 11 shows that in the cross-flow fan according to the invention, especially in free jet operation or small to medium throttling, the maximum sound pressure level is very much lower than the known cross-flow fan.
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Description
Die Erfindung betrifft einen als Klein- oder Kleinstlüfter ausgebildeten Querstromlüfter, bestehend aus einer Lüfterwalze mit parallel zur Drehachse verlaufenden Schaufelkanten, einem spiralförmig ausgebildeten, im Bereich des Druckraumes aus der Spiralform in eine ebene, gewölbte oder abgestufte Fläche übergehenden Leitblech, einem einoder mehrteiligen Wirbelbildner und die Lüftervalzenenden ganz oder teilweise umschließenden Seitenteilen.The invention relates to a cross-flow fan designed as a small or very small fan, consisting of a fan roller with blade edges that run parallel to the axis of rotation, a spiral-shaped baffle plate that converts from the spiral shape into a flat, curved or stepped surface in the area of the pressure chamber, a one-part or multi-part vortex generator and the fan valve ends completely or partially enclosing side parts.
Als Klein- oder Kleinstlüfter werden solche Querstromlüfter bezeichnet, deren Lüfterwalze beispielsweise einen Durchmesser von 40 - 60 mm aufweist.Cross-flow fans whose fan roller has a diameter of 40-60 mm, for example, are referred to as small or very small fans.
Derartige Querstromlüfter sind als Massenprodukte bekannt und werden in großer Zahl beispielsweise in Haushaltsgeräten, Heizlüftern, Klimageräten, Konvektoren, Kopiergeräten, Projektoren, Einschüben elektrischer und elektronischer Geräte und dgl. verwendet. Der große Anwendungsumfang läßt auch erkennen, daß sich derartige Lüfter in der Praxis bewährt haben.Such cross-flow fans are known as mass products and are used in large numbers, for example, in household appliances, fan heaters, air conditioners, convectors, copiers, projectors, plug-in units for electrical and electronic devices and the like. The wide range of applications also shows that such fans have proven themselves in practice.
Es hat sich allerdings herausgestellt, daß bei den bekannten, als Klein- oder Kleinstlüftern verwendeten Querstromlüftern im Freistrahlbetrieb oder bei geringer Drosselung des Lüfters die Luftaustrittsgeschwindigkeit in den endscheibennahen Randzonen im Verhältnis zu derjenigen in der inneren Lüfterzone stark abnimmt. Es kann sogar vorkommen, daß in den Bereichen, in denen die Seitenteile mit dem Leitblech zusammenstoßen, negative . Luftaustrittsgeschwindigkeiten auftreten, d.h. im Druckstutzen eine Rückströmung auftritt. Das bedeutet aber, daß der Lüfter keine optimale Lieferziffer y max erreicht.It has been found, however, that in the known cross-flow fans used as small or very small fans in free jet mode or with little throttling of the fan, the air outlet speed in the peripheral zone near the end disk decreases sharply in relation to that in the inner fan zone. It can even happen that in the areas where the side parts collide with the baffle, negative. Air outlet speeds occur, i.e. A backflow occurs in the pressure port. However, this means that the fan does not reach an optimal delivery figure y max.
Es ist bekannt (DE-OS 15 03 591), daß diese Mängel durch eine entsprechende Ausgestaltung der Lüfterwalzenendscheiben und/oder der Gehäuseseitenteile behoben werden können. Die bekannten Lösungen beruhen alle auf dem gleichen Prinzip, nämlich, daß an den Lüfterwalzenenden die Gehäuseseitenteile und/oder die Lüfterwalzen-Endscheiben durchbrochen sind, um den Lüfterrandzonen mehr Luft zuzuführen. Diese bekannte Lösung ist jedoch nur für anwendungstechnische Sonderfälle brauchbar, weil trotz eines höheren y max im höheren Drosselbereich Druckverluste auftreten können, deren Höhe von der Gebläsegeometrie sowie dem Ort und der Gestalt der Öffnungen abhängt. Außerdem stellt sich je nach Betriebspunkt eine höhere Geräuschabstrahlung (Rauschpegel) ein.It is known (DE-OS 15 03 591) that these deficiencies can be remedied by appropriate design of the fan roller end disks and / or the housing side parts. The known solutions are all based on the same principle, namely that the housing side parts and / or the fan roller end plates are broken through at the fan roller ends in order to supply more air to the fan edge zones. However, this known solution can only be used for special applications, because despite a higher y max, pressure losses can occur in the higher throttle range, the height of which depends on the fan geometry and the location and shape of the openings. Depending on the operating point, there is also a higher level of noise radiation (noise level).
Bei einer anderen bekannten Lösung (DE-PS 24 48 362) ist die Rückströmung in den endscheibennahen Randzonen dadurch vermieden, daß in den endscheibennahen Randzonen auf der Leitblechinnenfläche mit Abreißkanten versehene Ablenkflächen bestimmter Breite angeordnet sind.In another known solution (DE-PS 24 48 362), the backflow in the edge zones near the end plate is avoided by arranging deflecting surfaces of certain width provided with tear-off edges in the edge zones near the end plate.
Diese bekannte Lösung hat in den meisten Anwendungsfallen bereits eine wesentliche Verbesserung gebracht. In anderen Anwendungsfällen kann auch diese bekannte Maßnahme nicht verhindern, daß der weitaus größte Teil der Randzonenströmung aus dem Druckraum wieder in die Lüfterwalze zurückgesaugt wird und dabei außerdem - je nach Geometrie des Querstromlüfters - einen mehr oder minder starken Pfeifton erzeugt. Diese Erscheinung tritt vorwiegend bei geringem Gegendruck, d.h. bei geringer Drosselung des Querstromlüfters, und bei Querstromlüftern mit hoher spezifischer Leistung auf.This known solution has already brought about a significant improvement in most applications. In other applications, even this known measure cannot prevent the vast majority of the edge zone flow from being sucked back into the fan roller from the pressure chamber and, moreover, depending on the geometry of the cross-flow fan, producing a more or less strong whistling sound. This phenomenon occurs mainly with low back pressure, i.e. with low throttling of the cross-flow fan, and with cross-flow fans with high specific power.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den bekannten Querstromlüfter in der Weise zu verbessern, daß eine neue Maßnahme entweder allein oder in Verbindung mit anderen die Randzonenströmung verbessert und gleichzeitig das Pfeifen des Querstromlüfters entweder ganz verhindert oder wenigstens stark dämpft, ohne daß ein zusätzliches Geräusch in anderen Betriebsbereichen des Lüfters auftritt.The invention is therefore based on the object to improve the known cross-flow fan in such a way that a new measure, either alone or in conjunction with others, improves the flow of the marginal zone and at the same time either completely prevents the whistle of the cross-flow fan or at least strongly attenuates it without additional noise occurs in other operating areas of the fan.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Seitenteile nahe der Luftaustrittsöffnung des Querstromlüfters mit in den Druckraum hineinragenden Laschen versehen sind.This object is achieved in that the side parts near the air outlet opening of the cross-flow fan are provided with tabs projecting into the pressure chamber.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 enthalten. Diese ist nachstehend anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 den Ausschnitt aus einem perspektivisch dargestellten Querstromlüfter,
- Fig. 2 verschiedene Ausführungsformen der Lasche,
- Fig. 3 die Lage der Lasche und
- Fig. 4 Diagramme, welche den bewerteten Schalldruckpegel bei verschiedenen Betriebspunkten bei einem bekannten und bei dem neuen Querstromlüfter wiedergeben.
- 1 shows the detail of a cross-flow fan shown in perspective,
- 2 different embodiments of the tab,
- Fig. 3 shows the location of the tab and
- Fig. 4 diagrams which represent the evaluated sound pressure level at various operating points in a known and in the new cross-flow fan.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besitzt der Querstromlüfter ein aus den Seitenteilen 1, dem Leitblech 2 und dem Wirbelbildner 3 bestehendes Gehäuse, in dem die Lüfterwalze 4 drehbar gelagert ist und beim Betrieb in Richtung des Pfeiles 5 angetrieben wird. Am vorderen Ende bilden Seitenteile, Leitblech und Wirbelbildner eine etwa rechteckige Luftaustrittsöffnung, aus welcher die Luft in Richtung des Pfeiles 6 möglichst gleichmäßig gefördert werden soll. Um dies zu gewährleisten oder zu unterstützen, sind die Seitenteile erfindungsgemäß mit den Laschen 7 versehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Laschen 7 dadurch erzeugt worden, daß sie an drei Seiten aus den Seitenteilen herausgestanzt und um die Seite, mit der sie noch mit dem Seitenteil verbunden sind, beispielsweise rechtwinklig nach innen gebogen worden sind.As can be seen from FIG. 1, the cross-flow fan has a housing consisting of the
Eine solche Ausgestaltung der Erfindung besitzt noch den zusätzlichen Vorteil, daß mit Hilfe der Injektorwirkung eine geringfügige Vergrößerung der durchgesetzten Luftmenge bewirkt wird. Diese Wirkung tritt aber nur dann ein, wenn sich die Öffnung 8 unterhalb der Lasche befindet.Such an embodiment of the invention has the additional advantage that the injector effect causes a slight increase in the amount of air that is passed through. This effect only occurs if the
Die Fig. 2 zeigt sechs verschiedene Ausführungsformen der Lasche 7. Die Lasche gemäß Fig. 2a besitzt eine ebene Gestalt. Demgegenüber weisen die Laschen gemäß Fig. 2b und 2c eine geknickte Gestalt auf, wobei der Knick entweder nach oben oder nach unten gerichtet ist. Fig. 2d und 2e zeigen eine gekrümmte Gestalt der Lasche, wobei die Krümmung auch entweder nach oben oder nach unten gerichtet sein kann. Fig. 2f zeigt eine weitere Ausgestaltung der Lasche, welche bei allen Ausführungsformen vorgesehen sein kann, nämlich die Rundung 9 an dem der Lüfterwalze zugewandten Ende der Lasche 7.FIG. 2 shows six different embodiments of the tab 7. The tab according to FIG. 2a has a flat shape. In contrast, the tabs according to FIGS. 2b and 2c have a kinked shape, the kink either pointing upwards or downwards. 2d and 2e show a curved shape of the tab, the curvature can also be directed either upwards or downwards. 2f shows a further embodiment of the tab, which can be provided in all embodiments, namely the rounding 9 at the end of the tab 7 facing the fan roller.
Fig. 3 verdeutlicht die Lage und Anordnung der Lasche 7 im Seitenteil 1. Die Länge der Lasche ist mit x und der Abstand des Laschenfußpunktes vom Leitblech mit y bezeichnet. Die Lasche 7 kann entweder im rechten Winkel zum Seitenteil 1 angeordnet sein oder auch - wie in Fig. 3 durch die strichlierten Lagen verdeutlicht - um bis zu ± 45 Winkelgrade davon abweichen.3 illustrates the position and arrangement of the tab 7 in the
In Fig. 4 sind Diagramme aufgezeigt, welche den maximalen Schalldruckpegel L max in Abhängigkeit vom Betriebspunkt bei einem Querstromlüfter (Kennlinie 10)4 shows diagrams which show the maximum sound pressure level L max as a function of the operating point for a cross-flow fan (characteristic curve 10)
und bei einem Querstromlüfter mit den erfindungsgemäßen Laschen 7 (Kennlinie 11) zeigen. Kennlinie 11 läßt erkennen, daß beim erfindungsgemäßen Querstromlüfter insbesondere bei Freistrahlbetrieb oder kleiner bis mittlerer Drosselung der maximale Schalldruckpegel gegenüber dem bekannten Querstromlüfter sehr viel geringer ist.and show in a cross-flow fan with the tabs 7 according to the invention (characteristic curve 11). Characteristic curve 11 shows that in the cross-flow fan according to the invention, especially in free jet operation or small to medium throttling, the maximum sound pressure level is very much lower than the known cross-flow fan.
- 1 Seitenteil1 side part
- 2 Leitblech2 baffle
- 3 Wirbelbildner3 vortex formers
- 4 Lüfterwalze4 fan roller
- 5 Pfeil5 arrow
- 6 Pfeil6 arrow
- 7 Lasche7 tab
- 8 Öffnung8 opening
- 9 Rundung9 rounding
- 10)10)
- 11) Kennlinie11) Characteristic curve
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