EP0166158A1

EP0166158A1 - Querstromlüfter

Info

Publication number: EP0166158A1
Application number: EP85105934A
Authority: EP
Inventors: Reinhold Hopfensperger; Klaus Täschner
Original assignee: Alcatel SEL AG; Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1984-05-16
Filing date: 1985-05-14
Publication date: 1986-01-02
Also published as: US4712976A; JPH0448959B2; JPS60256594A; DE3418160A1; EP0166158B1; DE3568613D1

Abstract

Bei einem Querstromlüfter ist der Wirbelbildner nahe seiner größten Annäherung an den Umfang der Lüfterwalze saugseitig mit sich wenigstens über die Hälfte seiner Länge erstreckendem scharfkantigen Störkörper versehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen QuerstromLüfter, bestehend aus einer LüfterwaLze mit parallel zur Drehachse verLaufenden Schaufelkanten, einem die LüfterwaLze teilweise umfassenden LeitbLech, einem Wirbelbildner und den die Lüfterwalzenenden ganz oder teilweise umschließenden Seitenteilen.
Derartige Querstromlüfter sind als in Großserien gefertigte Massenprodukte bekannt, welche in großer ZahL in Haushaltsgeräten, Heizlüftern, Klimageräten, Konvektoren, Kopiergeräten, Projektoren, Einschüben elektrischer und elektronischer Geräte und dergleichen verwendet werden. Sie besitzen einen einfach aufgebauten Wirbelbildner, der folgende drei Funktionen zu erfüllen hat:

1. AusbiLdung einer kontinuierlichen Wirbelströmung,
2. StabiLisierung der Lage des Wirbelzentrums,
3. LeiteLement für die Zuund Abströmung des Lüfters.

Das stabile BetriebsverhaLten des QuerstromLüfters bei den geforderten Leistungs- und Geräuschwerten setzt sowohl eine stabile Lage des Wirbelzentrums als auch mögtienst verlustarme Ansaug- und Ausblasströmung voraus. Eine wesentliche RoLLe bei der R.Hopfensperger-K.Täschner 11-4
ErfüLLung dieser Voraussetzungen kann dabei die Leitwirkung der Wirbelbildnerwandungen spieLen. Ursache dafür ist, daß bei geringer bis mittlerer DrosseLung des Querstromlüfters das Wirbelzentrum sehr nahe am Uirbelbildner Liegt, wodurch auf der Saugseite des Wirbelbildners hohe Geschwindigkeiten des Strömungsmediums entstehen.
Dabei kann der QuerstromLüfter einen sirenenartigen Ton erzeugen, der aus dem üblichen Rauschen deutlich hervortritt. Dieser sirenenartige Ton ist unter dem Namen "SchaufeL-Frequenz-Spitze" den FachLeuten bekannt; die Höhe dieses Tones kann nach der FormeL:

berechnet werden, wobei n die AnzahL der Umdrehungen der LüfterwaLze pro Minute und z die AnzahL der SchaufeLn der LüfterwaLze ist.
Verantwortlich für diesen sirenenartigen Ton sind die am Wirbelbildner vorbeilaufenden SchaufeLn der LüfterwaLze, welche an dieser SteLLe auf einem kleinen DrehwinkeL eine Wechselbeaufschlagung in folgender Weise erfahren.

a) die Strömungsrichtung erfährt eine Drehung von fast 1₈₀0
b) der üoergang vom Druckraum zum Saugraum, d.h. eine erhebliche Druckdifferenz.

Es sind aucn schon Vorschläge für die Reduzierung bzw. R.Hopfensperger-K.Täschner 11-4
Verhinderung des sirenenartigen Tons gemacht worden, welche jedoch entweder bei besonders Langen QuerstromLüftern nicht mehr die erwünschte Wirkung aufweisen oder bei kurzen QuerstromLüftern eine Verminderung der tuft-Leistung bewirken.
Der Erfindung Liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, welche den sirenenartigen Ton bei einem bei geringen bis mittleren Gegendrücken betriebenen Querstromlüfter vermindern oder vollständig in der Weise verhindern, daß sich am stabilen BetriebsverhaLten und der LuftLeistung keine Veränderungen ergeben. Die neue Lösung soll darüberhinaus bei jeder Baulänge des QuerstromLüfters wirksam sein.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wirbelbildner nahe seiner größten Annäherung an den Umfang der LüftewrwaLze saugseitig mit einem sich wenigstens über die HäLfte seiner Länge erstreckenden scharfkantigen Störkörper versehen ist.
VorteiLhafte AusgestaLtungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 enthalten, welche nachstehend anhand der Figuren 1 bis 6 erläutert sind. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer DarsteLLung den vorderen TeiL eines Querstromlüfters,
Fig. 2 den Querschnitt eines QuerstromLüfters,
Fig. 3 den StrömungsverLauf in einem QuerstromLüfter im Bereich des Wirbelbildners, R.Hopfensperger-K.Täschner 11-4
Fig. 4 eine Ausführungsform des Störkörpers,
Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Störkörpers und
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des Störkörpers.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht ein QuerstromLüfter aus dem LeitbLech 1, den SeitenteiLen 2, der LüfterwaLze 3 und dem Wirbelbildner 4. Wenn die Lüfterwalze 3 von einem nicht gezeigten Motor in Richtung des PfeiLes 5 in Drehung versetzt wird, dann wird Luft aus dem Raum oberhalb des Wirbelbildners angesaugt und aus dem Druckraum unterhalb des Wirbelbildners 4 in Richtung des PfeiLes 6 ausgebLasen.
Aus dem Querschnitt des QuerstromLüfters gemäß Fig. 2 ist besonders das LeitbLech 1 deutlich zu erkennen. Die LüfterwaLze soLL den Durchmesser D besitzen.
Anhand von Fig. 3 ist die Erfindung und deren Wirkungsweise verdeutlicht. Die in Richtung des PfeiLes 5 in Drehung versetzte LüfterwaLze 4 bewirkt in dem Raum C oberhalb des WirbeLbiLdners 3 eine Ansaugströmung. In der LüfterwaLze 3 ist die Wirbelströmung 7 mit dem WirbeLzentrum 8 vorhanden und unterhalb des Wirbelbildners 4 ist in dem Raum A die Strömung auf der Druckseite. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, durchqueren die SchaufeLn auf ihrem Weg vom Raum A zum Raum C den Raum B, in dem eine stark turbulente Strömung herrscht. Diese stark turbulente Strömung hat ihre Ursache in dem Störkörper 9 auf dem Wirbelbildner 4. Sie hat zur FoLge, daß die SchaufeL nicht abrupt aus der Druckin die Saugzone gelangt, sondern da3 der übergang allmählich erfolgt. Im Raum B kann R.Hopfensperger-K.Täschner 11-4
ein gewisser DruckausgLeich zwischen A und C erfolgen. Die stark turbulente Strömung im Raum B entsteht an einer scharfen Kante des Störkör- pers 9, an welcher die Strömung abzureißen beginnt.
Bei dem Störkörper 9 kann es sich um einen aus dem Wirbelbildner 4 herausgeprägten Steg handeln, der sich kontinuierLich oder in Abschnitten über die gesamte Länge des Wirbelbildners 4 erstreckt. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß der Störkörper 9 die gleiche Länge wie der Wirbelbildner besitzt, jedoch soLLte er wenigstens die halbe Länge des Wirbelbildners besitzen.
AnsteLLe der Herausprägung kann der Störkörper auch aufgesetzt sein.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen drei verschiedene Ausführungsformen des Störkörpers 9. Bei dem AusführungsbeispieL gemäß Fig. 4 ist der Störkörper 9 ein Steg, der in Richtung der Drehrichtung der LüfterwaLze (Pfeil 5) geneigt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist der Steg entgegen der Drehrichtung der LüfterwaLze geneigt und bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 steht der Steg im rechten WinkeL zur Wirbelbildneroberfläche. Der Abstand a zwischen den Enden der Stege und der Wirbelbildneroberfläche soLLte das 0,01 bis 0,08-fache des LüfterwaLzendurchmessers D betragen.
Durch Vergleichsmessungen an Ausführungsbeispielen, bei R.Hopfensperger-K.Täschner 11-4
denen die LüfterwaLze 20 SchaufeLn besaß und mit Drehzahlen von 1800 bis 2000 Umdrehungen pro Minute betrieben wurde, ist festgesteLLt worden, daß bei dem QuerstromLüfter, dessen Wirbelbildner den Störkörper aufwies, die Frequenzspitzen bei 600 bis 700 Hz sehr stark reduziert waren.

Claims

1. Querstromlüfter, bestehend aus einer LüfterwaLze mit parallel zur Drehachse verlaufenden SchaufeLkanten, einem die LüfterwaLze teilweise umfassenden LeitbLech, einem Wirbelbildner und den die LüfterwaLzenenden ganz oder teilweise umschließenden SeitenteiLen. dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbildner (4) nahe seiner größten Annäherung an den Umfang der LüfterwaLze (3) saugseitig mit einem sich wenigstens über die Hälfte seiner Länge erstreckenden scharfkantigen Störkörper (9) versehen ist.

2. Querstromlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Störkörper aus einem senkrecht auf der OberfLäche des Wirbelbildners stehenden Steg besteht.

3. Querstromlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Störkörper aus einem entgegengesetzt zur Walzendrehrichtung geneigten Steg auf der Oberfläche des wirbelbildners besteht.

R.Hopfensperger-K.Täschner 11-4

4. QuerstromLüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Störkörper aus einem in Walzendrehrichtung geneigten Steg auf der Oberfläche des Wirbelbildners besteht.

5. QuerstromLüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Störkörperende und der Oberfläche des Wirbelbildners das 0,01 bis 0,08-fache des Walzendurchmessers (D) beträgt.