EP0486539B1 - Gebläse mit einem elektromotor - Google Patents

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EP0486539B1
EP0486539B1 EP19900911759 EP90911759A EP0486539B1 EP 0486539 B1 EP0486539 B1 EP 0486539B1 EP 19900911759 EP19900911759 EP 19900911759 EP 90911759 A EP90911759 A EP 90911759A EP 0486539 B1 EP0486539 B1 EP 0486539B1
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EP
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vanes
wheel
impeller
vane
circumference
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EP19900911759
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Konrad Bisser
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Metrax GmbH
Original Assignee
Metrax GmbH
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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
    • F04D17/164—Multi-stage fans, e.g. for vacuum cleaners
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L5/00—Structural features of suction cleaners
    • A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
    • A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a blower with an electric motor and at least one impeller on the motor shaft, which is arranged in front of the electric motor in a housing cap with a central suction opening and feeds the sucked-in air through the engine compartment through outlet openings,
  • the impeller consists of an impeller disk that is rotationally fixed is connected to the motor shaft and, on the side facing the suction side, carries vanes which are evenly distributed over the circumference, in which the vanes on the suction side are closed with a wing washer which is flush with the outer periphery of the impeller disk and the inner ends of the vanes and a central one Has recess which corresponds in cross section essentially to the suction opening of the housing cap.
  • a blower of this type is known from DE-A 14 03 032.
  • the operation is associated with high running noises, especially when a large delivery rate is desired.
  • vanes are concavely recessed on the end faces facing the circumference of the impeller, that the parabolic recesses of the vanes run into the peripheral edges of the impeller disk and the vane ring disk and that the vanes are concave on the leading side and are correspondingly convex on the trailing side.
  • This configuration of the wing cutouts alone reduces the noise even with a high delivery rate.
  • two impellers are arranged on the motor shaft, which are located on both sides of an annular stator connected to the housing cap, which is led to the motor shaft down to an annular gap, the circumference of which is at a distance from the housing cap and that is constructed essentially like an impeller.
  • the impeller facing the suction opening acts as a suction impeller and the impeller facing the electric motor acts as a pressure impeller.
  • the idler leads the air sucked in by the suction wheel to the central inlet of the pressure wheel.
  • the structure of the stator is preferably such that the stator is composed of two ring disks, between which vanes are arranged, as in the case of the impeller, and that the vanes of the stator are concavely recessed on both end faces.
  • the axial fan has the electric motor 10, which is closed on the outlet side with the outlet connection 35.
  • the motor bearing 13 is screwed, which is used to support the motor shaft.
  • the two-part housing cap 15, 16 is connected, which form chambers for the impellers 18 and 24 of the two-stage axial fan.
  • the housing cap 16 has the suction opening centrally the two-part housing cap 15, 16 connected to form the chambers for the impellers 18 and 24 of the two-stage axial fan.
  • the housing cap 16 has the suction opening 17 centrally.
  • the engine compartment 32 is connected to the chambers 30 and 31 of the housing cap 15, 16 via the engine mount 13, since the central bearing part of the engine mount 13 is connected to the annular fastening part of the engine mount 13 only via radial webs 14.
  • the impeller consists of the impeller disk 19, which is pushed onto the motor shaft 11 with the bore 34 and is fixed thereon in a rotationally fixed manner with the spacer bushings 12.
  • Leaf-shaped, somewhat curved blades 21, 21 'and 21''with one longitudinal edge are firmly attached to the impeller disk 19.
  • the concave side of the vanes faces the leading side and the convex side of the vanes faces the trailing side of the impeller 18.
  • the impeller 18 facing the suction side is closed with the impeller 20.
  • the vane washer 20 is fixedly connected to the other longitudinal edge of the vanes 21, 21 'and 21''and is flush on the circumferential side and with its central recess 33 flush with the vane wheel disk 19 and the inner ends of the vanes 21, 21' and 21 ''.
  • the end faces of the blades facing the circumference of the impeller 18 are provided with cutouts 22, 22 'and 22''which form concave edges.
  • the cutouts 22, 22 ′ and 22 ′′ are symmetrical toward a central plane between the impeller disk 19 and the washer disk 20 and run into the peripheral edges of the impeller disk 19 and the washer disk 20.
  • the cutouts 22, 22 'and 22'' are preferably parabolic.
  • the central recess 33 of the wing washer 20 is approximately adapted to the size of the central suction opening 17 of the housing cap 15, 16.
  • the construction of the impeller 24 serving as a pressure wheel is identical to the construction of the impeller 18, as the impeller disk 25, the vane ring disk 26 and the vanes 27 with the cutouts 28 show.
  • the stator 23 is arranged, which is fastened to the housing cap 15, 16 and only leaves the small annular gap 29 exposed to the motor shaft 11.
  • the air sucked in via the suction opening 17 leaves the impeller 18 on the circumferential side and is sucked back by the impeller 24 via the stator 23 from the circumferential region into the central region of the chamber 30. From there, the air passes the impeller 24 and is pressed into the engine compartment 32 via the engine mount 13 until the air finally leaves the engine compartment 32 via the outlet connection 35.
  • the stator 23 is constructed from two impeller washers and vanes similar to the impellers 18 and 24.
  • the wings can also have concave cutouts on the end faces.
  • the following values were measured: power consumption 800W, delivery rate 600 liters per minute at a pressure of 150 mbar, speed 25,000 rpm and noise level 62 to 64 dB (A). This results in an average noise reduction of approx. 8 dB (A) compared to comparable devices with other impellers.
  • the blower can be designed both as an axial blower and as a bypass blower.

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gebläse mit einem Elektromotor (10) und mindestens einem Flügelrad (18, 24) auf der Motorwelle (11) das vor dem Elektromotor (10) in einer Gehäusekappe (16) mit zentrischer Ansaugöffnung (17) angeordnet ist und die angesaugte Luft über den Motorraum (32) hinweg Austrittsöffnungen zuführt. Eine grosse Födermenge und reduziertes Geräusch werden dadurch erhalten, dass das Flügelrad (18, 24) aus einer Flügelradscheibe (19, 25) besteht, die drehfest mit der Motorwelle (11) verbunden ist und auf der der Ansaugseite zugekehrten Seite gleichmässig über den Umfang verteilte Flügel (22, 22', 22') trägt, dass die Flügel der Ansaugseite zugekehrt mit einer Flügelringscheibe (20, 26) abgeschlossen sind, die mit dem Aussenumfang der Flügelradscheibe und den inneren Enden der Flügel (22, 22', 22') bündig abschliesst und eine zentrische Ausnehmung (33) aufweist, die im Querschnitt im wesentlichen der Ansaugöffnung (17) der Gehäusekappe (16) entspricht, und dass die Flügel (22, 22', 22') an den dem Umfang des Flügelrades zugekehrten Stirnseiten konkav ausgespart sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gebläse mit einem Elektromotor und mindestens einem Flügelrad auf der Motorwelle, das vor dem Elektromotor in einer Gehäusekappe mit zentrischer Ansaugöffnung angeordnet ist und die angesaugte Luft über den Motorraum hinweg Austrittsöffnungen zuleitet, bei dem das Flügelrad aus einer Flügelradscheibe besteht, die drehfest mit der Motorwelle verbunden ist und auf der der Ansaugseite zugekehrten Siete gleichmäßig über den Umfang verteilte Flügel trägt, bei dem die Flügel der Ansaugseite zugekehrt mit einer Flügelringscheibe abgeschlossen sind, die mit dem Außenumfang der Flügelradscheibe und den inneren Enden der Flügel bündig abschließt und eine zentrische Ausnehmung aufweist, die im Querschnitt im wesentlichen der Ansaugöffnung der Gehäusekappe entspricht.
  • Ein Gebläse dieser Art ist durch die DE-A 14 03 032 bekannt. Bei diesen bekannten Gebläsen ist der Betrieb mit hohen Laufgeräuschen verbunden, insbesondere dann, wenn eine große Fördermenge gewünscht wird.
  • Es sind daher schon viele Versuche unternommen worden, dies durch besondere Ausgestaltung des Flügelrades oder der Flügelräder zu erreichen, wobei insbesondere die Form und Stellung der Flügel auf der Nabe als Parameter benutzt werden, wie z.B. die DE-AS 23 27 125 zeigt. Je komplizierter die Form der Flügel ist, desto teurer ist die Herstellung der Flügel und desto mehr gehen die Toleranzen in die Werte für die Fördermenge und das Geräusch ein, so daß bei einer Serienfertigung mit größeren Streuungen dieser Werte zu rechnen ist.
  • Wie die NL-A 70 15 615 zeigt, hat man schon versucht, die Laufgeräusche durch konkave Aussparungen an den umfangsseitigen Enden der Flügel eines Flügelrades zu reduzieren.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gebläse der eingangs erwähnten Art im Bezug auf große Fördermenge und kleine Laufgeräusche durch die Ausgestaltung der Flügelaussparungen zu optimieren.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Flügel an den dem Umfang des Flügelrades zugekehrten Stirnseiten konkav ausgespart sind, daß die parabelförmig ausgestalteten Aussparungen der Flügel in die Umfangskanten der Flügelradscheibe und der Flügelringscheibe auslaufen und daß die Flügel auf der vorlaufenden Seite konkav und auf der nachlaufenden Seite entsprechend konvex ausgebildet sind.
  • Allein durch diese Ausgestaltung der Flügelaussparungen wird selbst bei hoher Fördermenge noch eine Reduzierung des Geräusches erreicht.
  • Um die Förderleistung zu steigern, ist vorgesehen, daß auf der Motorwelle zwei Flügelräder angeordnet sind, die zu beiden Seiten eines mit der Gehäusekappe verbundenen, ringförmigen Leitrades liegen, das zur Motorwelle hin bis auf einen Ringspalt herangeführt ist, dessen Umfang im Abstand zur Gehäusekappe steht und das im wesentlichen wie ein Flügelrad aufgebaut ist.
  • Das der Ansaugöffnung zugekehrte Flügelrad wirkt als Saugrad und das dem Elektromotor zugekehrte Flügelrad als Druckrad. Das Leitrad führt die vom Saugrad angesaugte Luft dem zentrischen Eingang des Druckrades zu.
  • Der Aufbau des Leitrades ist vorzugsweise so, daß das Leitrad aus zwei Ringscheiben zusammengesetzt ist, zwischen denen Flügel, wie beim Flügelrad angeordnet sind, und daß die Flügel des Leitrades an beiden Stirnseiten konkav ausgespart sind.
  • Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    in teilweise geschnittener Seitenansicht ein Axialgebläse mit zwei Flügelrädern und einem Leitrad,
    Fig. 2
    die Ansicht auf die Ansaugseite des Flügelrades und
    Fig. 3
    eine Ansicht des Flügelrades senkrecht zu seiner Drehachse.
  • Das Axialgebläse weist, wie Fig. 1 erkennen läßt, den Elektromotor 10 auf, der auf der Abgangsseite mit dem Austrittsstutzen 35 abgeschlossen ist. Auf der Ansaugseite des Elektromotors 10 ist das Motorlager 13 angeschraubt, das zur Lagerung der Motorwelle dient. Mit dem Motorlager 13 ist die zweiteilige Gehäusekappe 15, 16 verbunden, die Kammern für die Flügelräder 18 und 24 des zweistufigen Axialgebläses bilden. Die Gehäusekappe 16 weist zentrisch die Ansaugöffnung die zweiteilige Gehäusekappe 15, 16 verbunden, die Kammern für die Flügelräder 18 und 24 des zweistufigen Axialgebläses bilden. Die Gehäusekappe 16 weist zentrisch die Ansaugöffnung 17 auf. Der Motorraum 32 steht über das Motorlager 13 mit den Kammern 30 und 31 der Gehäusekappe 15, 16 in Verbindung, da der zentrische Lagerteil des Motorlagers 13 nur über radiale Stege 14 mit dem ringförmigen Befestigungsteil des Motorlagers 13 verbunden ist.
  • Wie die Fig. 2 und 3 am Beispiel des Flügelrades 18 zeigen, besteht das Flügelrad aus der Flügelradscheibe 19, die mit der Bohrung 34 auf die Motorwelle 11 aufgeschoben und mit den Abstandsbuchsen 12 drehfest darauf festgelegt ist. An der Flügelradscheibe 19 sind blattförmige, etwas gebogene Flügel 21, 21' und 21'' mit der einen Längskante fest angebracht. Dabei ist die konkave Seite der Flügel der vorlaufenden Seite und die konvexe Seite der Flügel der nachlaufenden Seite des Flügelrades 18 zugekehrt. Der Ansaugseite zugekehrt ist das Flügelrad 18 mit der Flügelringscheibe 20 abgeschlossen. Die Flügelringscheibe 20 ist mit der anderen Längskante der Flügel 21, 21' und 21'' fest verbunden und schließt umfangsseitig und mit seiner zentrischen Ausnehmung 33 bündig mit der Flügelradscheibe 19 und den inneren Enden der Flügel 21, 21' und 21'' ab. Die dem Umfang des Flügelrades 18 zugekehrten Stirnseiten der Flügel sind mit Aussparungen 22, 22' und 22'' versehen, die konkave Kanten bilden. Die Aussparungen 22, 22' und 22'' sind zu einer Mittelebene zwischen der Flügelradscheibe 19 und der Flügelringscheibe 20 hin symmetrisch und laufen in die Umfangskanten der Flügelradscheibe 19 und der Flügelringscheibe 20 aus. Die Aussparungen 22, 22' und 22'' werden vorzugsweise parabelförmig gestaltet. Die zentrische Ausnehmung 33 der Flügelringscheibe 20 ist in etwa an die Größe der zentrischen Ansaugöffnung 17 der Gehäusekappe 15, 16 angepaßt.
  • Der Aufbau des als Druckrad dienenden Flügelrades 24 ist dem Aufbau des Flügelrades 18 identisch, wie die Flügelradscheibe 25, die Flügelringscheibe 26 und die Flügel 27 mit den Aussparungen 28 zeigen.
  • Zwischen den beiden Flügelrädern 18 und 24 ist das Leitrad 23 angeordnet, das an der Gehäusekappe 15, 16 befestigt ist und zur Motorwelle 11 hin nur den kleinen Ringspalt 29 freiläßt. Die über die Ansaugöffnung 17 angesaugte Luft verläßt das Flügelrad 18 umfangsseitig und wird vom Flügelrad 24 über das Leitrad 23 hinweg vom Umfangsbereich wieder in den zentrischen Bereich der Kammer 30 gesaugt. Von dort passiert die Luft das Flügelrad 24 und wird über das Motorlager 13 in den Motorraum 32 gedrückt, bis die Luft schließlich den Motorraum 32 über den Austrittsstutzen 35 verläßt.
  • Das Leitrad 23 ist aus zwei Flügelringscheiben und Flügeln ähnlich der Flügelräder 18 und 24 aufgebaut. Die Flügel können dabei an den Stirnseiten ebenfalls konkave Aussparungen aufweisen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel wurden folgende Werte gemessen: Leistungsaufnahme 800W, Fördermenge 600 Liter pro Minute bei einem Druck von 150 mbar, Drehzahl 25.000 U/min und Geräuschpegel 62 bis 64 dB(A). Dies ergibt eine durchschnittliche Geräuschreduzierung gegenüber vergleichbaren Geräten mit anderen Flügelrädern von ca. 8 dB(A).
  • Das Gebläse kann sowohl als Axialgebläse als auch als Bypass-Gebläse ausgebildet sein.

Claims (3)

  1. Gebläse mit einem Elektromotor (10) und mindestens einem Flügelrad (18 bzw. 24) auf der Motorwelle (11), das vor dem Elektromotor (10) in einer Gehäusekappe (15,16) mit zentrischer Ansaugöffnung (17) angeordnet ist und die angesaugte Luft über den Motorraum (32) hinweg Austrittsöffnungen zuleitet, bei dem das Flügelrad (18 bzw. 24) aus einer Flügelradscheibe (19 bzw. 25) besteht, die drehfest mit der Motorwelle (11) verbunden ist und auf der der Ansaugseite zugekehrten Seite gleichmäßig über den Umfang verteilte Flügel (21 bzw. 27) trägt, bei dem die Flügel (21 bzw. 27) der Ansaugseite zugekehrt mit einer Flügelringscheibe (20 bzw. 26) abgeschlossen sind, die mit dem Außenumfang der Flügelradscheibe (19 bzw. 25) und den inneren Enden der Flügel (21 bzw. 27) bündig abschließt und eine zentrische Ausnehmung (33) aufweist, die im Querschnitt im wesentlichen der Ansaugöffnung (17) der Gehäusekappe (15,16) entspricht, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Flügel (21 bzw. 27) an den dem Umfang des Flügelrades (18 bzw. 24) zugekehrten Stirnseiten konkav ausgespart sind,
    daß die parabelförmig ausgestalteten Aussparungen (22,22', 22'' bzw. 28) der Flügel (21 bzw. 27) in die Umfangskanten der Flügelradscheibe (19 bzw. 25) und der Flügelringscheibe (20 bzw. 26) auslaufen und
    daß die Flügel (21 bzw. 27) auf der vorlaufenden Seite konkav und auf der nachlaufenden Seite entsprechend konvex ausgebildet sind.
  2. Gebläse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß auf der Motorwelle (11) zwei Flügelräder (18,24) angeordnet sind, die zu beiden Seiten eines mit der Gehäusekappe (15,16) verbundenen, ringförmigen Leitrades (23) liegen, das zur Motorwelle (11) hin bis auf einen Ringspalt (29) herangeführt ist, dessen Umfang im Abstand zur Gehäusekappe (15,16) steht und das im wesentlichen wie ein Flügelrad (18 bzw. 24) aufgebaut ist.
  3. Gebläse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Leitrad (23) aus zwei Ringscheiben zusammengesetzt ist, zwischen denen Flügel, wie beim Flügelrad (18 bzw. 24) angeordnet sind, und
    daß die Flügel des Leitrades (23) an beiden Stirnseiten konkav ausgespart sind.
EP19900911759 1989-08-10 1990-08-04 Gebläse mit einem elektromotor Expired - Lifetime EP0486539B1 (de)

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WO1991002163A1 (de) 1991-02-21
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