EP0242248B1 - Radiallüfter, insbesondere für die Klimaanlage eines Fahrzeugs - Google Patents

Radiallüfter, insbesondere für die Klimaanlage eines Fahrzeugs Download PDF

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EP0242248B1
EP0242248B1 EP87400555A EP87400555A EP0242248B1 EP 0242248 B1 EP0242248 B1 EP 0242248B1 EP 87400555 A EP87400555 A EP 87400555A EP 87400555 A EP87400555 A EP 87400555A EP 0242248 B1 EP0242248 B1 EP 0242248B1
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bowl
edge
vanes
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circle
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Jean-Claude Vera
Maurice Bertot
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ECIA Equipements et Composants pour lIndustrie Automobile SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • F04D29/282—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers the leading edge of each vane being substantially parallel to the rotation axis

Definitions

  • the present invention relates to a radial fan, intended in particular for air conditioning of a motor vehicle.
  • a radial fan comprising a scroll casing in which a ventilation propeller is arranged connected to drive means.
  • the propeller comprises a series of blades each having an outer rim and an inner rim and extending approximately parallel to the axis of rotation of this propeller, from a bowl connecting these to the means of drive, towards an edge of an air intake, defining with the bowl a space for a fluid vein.
  • the drive means are constituted by bipolar electric motors making it possible to drive the ventilation propeller at a relatively high speed of rotation so as to compensate for this low efficiency while keeping the same size.
  • These bipolar motors have a relatively large axial length, which means that in order to limit the total size of the fan, the use of very domed impeller bowls. This results in a further drop in the efficiency of the assembly.
  • the object of the invention is therefore to solve the problems mentioned above.
  • the subject of the invention is a radial fan intended in particular for the air conditioning of a motor vehicle, of the type indicated in the preamble to the main claim and the features of which are set out in particular in the characterizing part thereof.
  • a radial fan of the prior art comprises a casing 1 in volute in which is arranged a ventilation propeller 2 connected to drive means 3 constituted by an electric motor, for example bipolar,
  • the propeller 2 comprises a series of blades 4 each having an outer rim and an inner rim and extending approximately parallel to the axis of rotation of the propeller, from a bowl 5 connecting these to the drive means 3 , towards a rim 6 of an air inlet 7, delimiting with the bowl a space for a fluid stream.
  • this fan has a certain number of drawbacks due in particular to the size of the electric motor which requires the use of a very domed bowl and therefore reduces the useful height of the blades.
  • a radial fan according to the invention also comprises a scroll casing 10 in which is arranged a ventilation propeller 11 molded and connected to drive means 12 which are constituted by an electric motor with four blades, the axial length of which is less than its diameter.
  • the motor 12 can be fixed to the housing 10 by means of projecting parts 12a on either side of this motor.
  • the propeller also includes a number of blades 13 each having an outer rim 13a delimiting a circle of diameter D and an inner rim 13Q delimiting a circle of diameter d.
  • These blades extend roughly parallel to the axis of rotation XX of the ventilation propeller, from a bowl 14 connecting these blades to the electric motor, towards a flange 15 of an air inlet 16, delimiting with the bowl a space for a fluid vein.
  • the facing surfaces of the bowl and of the edge of the air inlet, at least up to the inner edges of the blades, are formed by rotation around said axis of rotation, of sections of parallel curves and more particularly, in the example shown, of arcs of concentric circles.
  • the height H of the blades is less than or equal to D / 2 with D representing the diameter of the circle delimited by the outer edges of the blades.
  • the center O of the circles C1 and C2 whose arcs delimit the parts opposite the bowl 14 and the rim 15 of the air intake, is located at the point of intersection of a straight line YY passing through the outer rim of a dawn and the perpendicular bisector ZZ of a line segment extending between the point of intersection A of said line YY with a plane defined by the base of the bowl 14 and a point B located on the axis of rotation XX of the propeller, at a height between 0.5 and 0.6 times the height H of the blades, from said plane.
  • the top of the bowl advantageously has a flat 17.
  • the height of the top of the bowl, and therefore for example of this flat, is between 0.28 and 0.47 times the height H of the blades from the plane defined by the base of the bowl.
  • a stiffening ring 18 comprising an outer rim and an inner rim is provided at the free end of the blades. As shown in this Fig.3, this stiffening ring can be arranged above the blades. However, and as shown in Fig.4, this stiffening ring can also be embedded between the blades.
  • the outer rim of this ridification ring delimits a circle of diameter D
  • its inner rim delimits a circle of diameter da ⁇ (D + d) / 2 with D: diameter of the delimited circle by the outer edges of the blades; and d: diameter of the circle delimited by the inner edges of the blades.
  • the circle C2 an arc of which delimits the part of the rim 15 of the air inlet facing the bowl, can pass through several points of this stiffening ring.
  • this circle can pass through a point Da of the edge of the outer rim of the stiffening ring 18, opposite the base of the bowl.
  • this circle can also pass through a point Db of the edge of the inner rim of the stiffening ring, opposite the base of the bowl.
  • this circle can also pass through a point De of the edge of the inner rim of the stiffening ring, opposite the rim 15 of the air inlet.
  • the arc of a circle C1 defining the part of the bowl opposite the corresponding part of the rim of the air inlet can extend from the top of the bowl to the outer edges 13a of the blades 13.
  • the arc of a circle C1 defining this part of a bowl 19 opposite the corresponding part of the rim of the air inlet extends from the top of the bowl up to the inner edges 20a of vanes 20 and the bowl 19 has a peripheral portion 19a approximately parallel to the plane defined by the base of the bowl and on which the vanes 20 are fixed.
  • stiffening ring advantageously has a rectangular section and a thickness determined in a manner known per se and which can vary for example from 1 to 3 mm depending on the size of the propeller.
  • the facing surfaces of the bowl and the rim of the air inlet can be generated by rotation around said axis of rotation, other shapes of sections of curves provided that these are parallel so as to delimit a fluid vein of constant section around the axis of rotation of the propeller.
  • the clearances between the ventilation propeller and the walls of the housing are reduced to the current operating clearances so as to take into account any geometric defects of the ventilation propeller, of the housing itself, and deviations due to the accumulation of manufacturing tolerances.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Claims (17)

1. Radiallüfter, insbesondere zur Klimatisierung von Kraftfahrzeugen, mit einem schneckenförmigen Gehäuse (10), in dem ein mit einer Antriebsvorrichtung verbundenes Lüfter-Laufrad (11) angeordnet ist, welches eine Reihe von Laufradschaufeln (13; 20) enthält, die jeweils einen radial äußeren Rand (12a) und einen radial inneren Rand (13b; 20a) aufweisen und sich im wesentlichen parallel zur Drehachse (X-X) des Laufrades von einer Schale (14; 19), durch die sie mit der Antriebsvorrichtung (12) verbunden sind, zu einem Rand (15) eines Lufteinlasses (16) im Gehäuse erstrecken, welcher mit der Schale einen Raum für eine Fluidströmung begrenzt, wobei die äußeren Ränder der Laufradschaufeln auf einem Kreis mit dem Durchmesser D und die inneren Ränder auf einem Kreis mit dem Durchmesser d liegen, die Schale (14) sowie der Rand (15) des Lufteinlasses im Gehäuse, zumindest bis zu den inneren Rändern der Laufradschaufeln, jeweils eine spezielle Oberfläche aufweisen, und diese Oberflächen einander gegenüberliegen und durch Rotation von Kurvenabschnitten um die besagte Drehachse (X-X) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuren dieser Flächen in einer meridionalen, durch die Drehachse (X-X) verlaufenden Ebene parallele Kurven sind.
2. Radiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenabschnitte durch konzentrische Kreisbögen gebildet werden.
3. Lüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) der Laufradschaufein (13) kleiner oder gleich D/2 ist.
4. Lüfter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der Kreise (C1, C2), deren Bögen die einander gegenüberliegenden Teile der Schale (14) und des Randes (15) des Lufteinlasses begrenzen, im Schnittpunkt (O) einer durch den äußeren Rand (13a) einer Laufradschaufel gehenden Geraden (Y-Y) und der Mittelsenkrechten (Z-Z) eines Geradenabschnittes liegt, welcher sich zwischen dem Schnittpunkt (A) der erwähnten Geraden (Y-Y) mit einer durch die Basis der Schale definierten Ebene und einem auf der Drehachse (X-X) des Lüfterlaufrades liegenden Punkt (B) erstreckt, dessen Höhe über der erwähnten Ebene zwischen dem 0,5- und dem 0,6fachen der Höhe der Laufradschaufeln liegt.
5. Lüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der Schale (14) eine Abflachung (17) aufweist.
6. Lüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Spitze der Schale zwischen dem 0,28- und dem 0,47fachen der Höhe der Laufradschaufeln, gerechnet von der durch die Basis der Schale gehenden Ebene, beträgt.
7. Lüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kreisbogen (C1), der den Teil der Schale begrenzt, der dem entsprechenden Teil des Randes (15) des Lufteinlasses gegenüberliegt, sich von der Spitze der Schale bis zu den äußeren Rändern (13a) der Laufradschaufeln (13) erstreckt.
8. Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kreisbogen (C1), der den dem entsprechenden Teil des Randes (15) des Lufteinlasses gegenüberliegenden Teil der Schale begrenzt, sich von der Spitze der Schale bis zu den inneren Rändern (20a) der Laufradschaufein (20) erstreckt und daß die Schale (19) einen Umfangsteil (19a) aufweist, der im wesentlichen parallel zu der durch die Basis der Schale definierten Ebene verläuft und an dem die Laufradschaufeln (20) angebracht sind.
9. Lüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Versteifungsring (18), der einen äußeren und einen inneren Rand aufweist, am freien Ende der Laufradschaufeln (13) vorgesehen ist.
10. Lüfter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteifungsring oberhalb der Laufradschaufeln angeordnet ist.
11. Lüfter gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteifungsring zwischen die Laufradschaufeln eingelassen ist.
12. Lüfter nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrand des Versteifungsringes einen Kreis mit dem Durchmesser da abgrenzt, wobei da (D + d)/2 bedeutet
13. Lüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbogen (C2), der den der Schale gegenüberliegenden Teil des Randes (15) des Lufteinlasses begrenzt, durch einen Punkt (Da) auf der Kante des äußeren Randes des Versteifungsringes (18) gegenüber der Basis der Schale verläuft.
14. Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbogen (C2), der den der Schale gegenüberliegenden Teil des Randes (15) des Lufteinlasses begrenzt, durch einen Punkt (Db) auf der Kante des Innenrandes des Versteifungsringes gegenüber der Basis der Schale verläuft.
15. Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbogen (C2), der den der Schale gegenüberliegenden Teil des Randes (15) des Lufteinlasses begrenzt, durch einen Punkt (Dc) der Kante des Innenrandes des Versteifungsringes gegenüber dem Rand des Lufteinlasses liegt
16. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Basis der Schale (14) parallelen Innenwände des Gehäuses (10) jeweils einen Teil mit ungefähr ab dem äußeren Rand der Laufradschaufeln (13) fortlaufend abnehmender Dicke aufweisen.
17. Lüfter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (12) durch einen Vierpol-Elektromotor gebildet ist, dessen axiale Länge kleiner ist als sein Durchmesser.
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