EP0692076B1

EP0692076B1 - Radial impeller

Info

Publication number: EP0692076B1
Application number: EP95906325A
Authority: EP
Inventors: Mathias Varnhorst; Cathleen BÖHME; Gerhard Ullrich; Peter Pszola
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 1994-02-03
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1998-07-01
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: AU1455795A; LV12170B; SK280010B6; DE4403224A1; JP3490089B2; WO1995021330A1; SK120495A3; ES2118556T3; NO953829D0; FI954669A0; ATE167917T1; CZ285753B6; SI0692076T1; PL310814A1; CZ242395A3; CN1076447C; JPH08508806A; DE59502674D1; LV12170A; DK0692076T3

Abstract

The invention relates to a radial impeller (1), preferably on an electric motor (10), especially an electric vacuum cleaner motor, with an impeller disc (8) on which are fitted preferably curved blades (2) with an outer curve (3) and an inner curve (4). Through apertures (6) are provided in the impeller disc (8). To reduce noise, the invention proposes that the through apertures (6) allocated to a blade (2) be formed on the outer curve (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläserad vorzugsweise an einem Elektromotor, insbesondere an einem Staubsauger-Elektromotor, mit einer Gebläseradscheibe, auf welcher vorzugsweise gekrümmt verlaufende, eine Krümmungsinnenseite und eine Krümmgsaußenseite aufweisende Schaufeln ausgebildet sind, wobei in der Gebläseradscheibe Durchgangsöffnungen ausgebildet sind.The invention preferably relates to a radial impeller on an electric motor, in particular on a vacuum cleaner electric motor, with an impeller disc on which preferably curved, one inside of the curvature and blades having a curved outside are formed, being in the impeller disk Through openings are formed.

Ein derartiges Radialgebläserad ist bspw. aus der DE-OS 25 50 481 bekannt. Bei dem bekannten Radialgebläserad soll vermittels der nahe dem Zentrum ausgebildeten Öffnungen eine Verbesserung des Liefergrades des Radialgebläses erreicht werden. Weiter ist auch auf die DE-PS24 18 826 hinzuweisen. Hier sind gleichfalls nahe dem Zentrum des Radialgebläses Durchgangsöffnungen in der Gebläseradscheibe ausgebildet. Auch bei diesem bekannten Radialgebläserad wird vermittels der Öffnungen eine Leistungssteigerung angestrebt. Schließlich ist zum Stand der Technik noch auf die DE-A1 41 41 359 hinzuweisen. Bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Radialgebläserad sind radial innen, zugeordnet einem Fußbereich einzelner Schaufeln jeweils eine Durchgangsöffnung ausgebildet. Hier wird mittels dieser Durchgangsöffnungen eine Rücksaugung in den Ansaugbereich angestrebt. Such a radial impeller is for example from DE-OS 25 50 481 known. In the well-known radial impeller by means of the openings formed near the center an improvement in the delivery rate of the radial fan can be achieved. Next is also on the DE-PS24 18 826 to point out. Here are also close to the center of the radial fan through openings in the impeller disc educated. Even with this well-known Radial impeller becomes a through the openings Striving to improve performance. Finally, for State of the art still refer to DE-A1 41 41 359. In the radial impeller known from this publication are radially inside, assigned to a foot area individual blades each have a through opening. Here is through these openings aspiration back into the suction area.

Ein besonderes Problem bei derartigen Radialgebläserädern, insbesondere solchen, die in Haushaltsmaschinen wie etwa einen Staubsauger eingebaut sind, ist dadurch gegeben, daß aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten eine deutliche Geräuschentwicklung zu verzeichnen ist. Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, hier eine Abhilfe zu schaffen.A particular problem with such radial impellers, especially those used in household machines how a vacuum cleaner is installed, is this given that due to the high flow rates there is a clear development of noise is. The object of the invention is here one To remedy the situation.

Diese Aufgabe ist beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, daß die Durchgangsöffnungen zugeordnet zu einer Schaufel auf deren Krümmungsaußenseite ausgebildet sind. Allgemein gefaßt sind die Durchgangsöffnungen auf der Druckseite einer Schaufel ausgebildet. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch Ausbildung einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen, über eine Radiuslinie, gegebenenfalls auch eine gekrümmt verlaufende Linie zwischen Mittelpunkt und Umfang des Radialgebläserades, nämlich dann, wenn sie an ein Schaufelrad weiter angepaßt ist und dort insbesondere auf der Druckseite verläuft, eine merkliche Schallreduzierung erreichen läßt. Diese Schallreduzierung ist mit keinerlei Vergrößerung der Baumaße des Radialgebläses oder mit aufwendigen Maßnahmen an dem Radialgebläserad verbunden. Sie kann in praktisch jede vorhandene Gebläsekonstruktion integriert werden. Es hat sich eine deutliche Reduzierung des Schalldruckpegels bei verschiedenen Versuchen gezeigt. Durch die Anzahl und Anordnung der Öffnungen kann auch eine Optimierung hinsichtlich der Drehzahl, und der individuellen Konstruktion eines Radialgebläserades erreicht werden. Bei einem üblichen Radialgebläserad für einen Elektromotor eines Staubsaugers hat sich bspw . eine deutliche Schallreduzierung im Bereich von 200 bis 350 Umdrehungen pro/min ergeben. Insgesamt wird diese Wirkung darauf zurückgeführt, daß aufgrund der genannten Durchgangsöffnungen die Druckschwankungen an der Zunge, d.h. dem radialäußersten Bereich des Gebläserades bzw. der Gebläseradscheibe, reduziert werden können. Es kommt zu einem gleichmäßigeren Geschwindigkeitsprofil an der Zunge des Gebläserades. Erfindungsgemäß ist es nicht von Bedeutung, daß die Öffnungen zentrumsnah ausgebildet sind. Vielmehr ist wesentlich, daß die Durchgangsöffnungen nahe den Schaufeln, im Druckbereich der Schaufeln, nämlich auf der Krümmungsaußenseite ausgebildet sind. Insbesondere ist auch von Bedeutung, daß einer Schaufel eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen zugeordnet sind. Diese Mehrzahl der Durchgangsöffnungen verteilt sich vorzugsweise über im wesentlichen die gesamte sich in Richtung einer Radialen erstreckenden Länge eines Schaufelrades. Von weiterer Bedeutung ist im Gesamtzusammenhang auch die Querschnittsfläche, welche durch die Durchgangsöffnungen in bezug auf eine - gegebenenfalls projizierte - Grundfläche der Gebläseradscheibe eingenommen wird. Diese von den Durchgangsöffnungen eingenommene Fläche liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 10 % der genannten Fläche der Schaufelradscheibe. Weiter vorzugsweise liegt die Fläche im Bereich von 0,1 bis 5 %. Die angesprochene projizierte Fläche ist insbesondere bei Radialgebläserädern von Bedeutung, bei welchen die Gebläseradscheibe keinen ebenen, sondern einen gekrümmten Verlauf aufweist. Hinsichtlich einer einzelnen Öffnung kann weiter bevorzugt vorgesehen sein, daß eine Öffnungsachse dieser Öffnung in einen spitzen Winkel zu einer Erstreckungsfläche der Gebläseradscheibe verläuft. Hierdurch wird eine gewisse Verlängerung der Erstreckung der Durchgangsöffnung selbst in der Wandung der Gebläseradscheibe erreicht. Weiter kann auch hierdurch ein gezieltes Ansaugverhalten erreicht sein. Auch ist es bevorzugt, daß eine Durchgangsöffnung einen sich vergrößernden Querschnitt aufweist. Bspw. kann die Durchgangsöffnung trichterförmig ausgebildet sein. Im einzelnen ist es vorteilhaft, den größeren Querschnitt einer solchen Durchgangsöffnung schaufelseitig auszubilden. Das Aussehen der Grundfläche der Durchgangsöffnung an sich ist geeigneterweise kreisrund. Es können aber auch eckige und ovale Grundflächen ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, sich an den Fertigungsmöglichkeiten zu orientieren.This object is achieved with the subject matter of claim 1, it is based on the fact that the through openings assigned to a blade on the outside of the curve are trained. They are general Through openings on the pressure side of a bucket educated. Surprisingly, it has been shown that by forming a plurality of through openings, over a radius line, possibly also a curved one running line between the center and circumference of the Radial impeller, namely when attached to a paddle wheel is further adapted and there in particular on the Pressure side runs, a noticeable noise reduction can be achieved. This noise reduction is by no means Enlargement of the dimensions of the radial fan or with complex measures connected to the radial impeller. It can be used in practically any existing fan design to get integrated. There has been a significant reduction the sound pressure level in various tests shown. By the number and arrangement of the openings can also optimize for speed, and the individual construction of a radial impeller can be achieved. With a conventional radial impeller For an electric motor of a vacuum cleaner, for example . a significant noise reduction in the range of 200 up to 350 revolutions per minute. Overall will this effect attributed to the fact that due to the mentioned through openings the pressure fluctuations the tongue, i.e. the radially outermost area of the impeller or the impeller wheel can be reduced. There is a more even speed profile on the tongue of the impeller. According to the invention it is not important that the openings are close to the center are trained. Rather, it is essential that the Through openings near the blades, in the pressure area of the blades, namely formed on the outside of the curve are. It is particularly important that one blade has a plurality of through openings assigned. This majority of the through openings preferably spreads over essentially the entire extending towards a radial Length of a paddle wheel. Of further importance is the Overall context, the cross-sectional area, which through the through openings with respect to a - if necessary projected - base area of the impeller disc is taken. This from the through openings occupied area is preferably in the range of 0.01 to 10% of the specified area of the impeller disk. More preferably, the area is in the range of 0.1 to 5%. The addressed projected area is especially important for radial impellers which the impeller disc is not flat, but has a curved course. Regarding one individual opening can further preferably be provided that an opening axis of this opening is pointed Angle to an area of the fan wheel runs. This will extend the Extension of the through opening even in the wall the impeller disc is reached. This can also continue a targeted suction behavior has been achieved. Also it is preferred that a through opening is one has enlarged cross-section. E.g. can the through opening be funnel-shaped. In detail it is advantageous to use the larger cross section to form such a passage opening on the blade side. The appearance of the base of the through opening suitably is circular. But it can also be square and oval bases. In this It is also advantageous to look at the context Orientate manufacturing opportunities.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1: eine Rückansicht eines Gebläserades;
Fig. 2: eine Seitenansicht des Gebläserades gemäß Fig. 1;
Fig. 3: eine Vorderansicht des Gebläserades gemäß Fig. 1;
Fig. 4: eine perspektivische Ansicht des Gebläserades gemäß der Fig. 1 bis 3;
Fig. 5: ein Gebläserad gemäß den Fig. 1 bis 4, eingebaut in einen (teilweise dargestellten) Staubsauger.

The invention is further explained below with reference to the accompanying drawing, which, however, only represents an exemplary embodiment. Here shows:

Fig. 1: a rear view of an impeller;
Fig. 2: a side view of the impeller shown in FIG. 1;
Fig. 3: a front view of the impeller shown in FIG. 1;
Fig. 4: a perspective view of the impeller according to Figures 1 to 3.
Fig. 5: a fan wheel according to FIGS. 1 to 4, installed in a (partially shown) vacuum cleaner.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Gebläserad 1 mit Schaufeln 2, die in ihrer radialen Erstreckung gekrümmt verlaufen. Die Schaufeln 2 besitzen eine Krümmungsaußenseite 3 und eine Krümmungsinnenseite 4. Auf der Krümmungsaußenseite 3 sind nahe bzw. angrenzend an eine Fußlinie 5 einer Schaufel 2 eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 6 ausgebildet. Die Durchgangsöffnungen 6 folgen der Krümmung des Schaufelrades. Es ist auch ersichtlich, daß die Durchgangsöffnungen 6 erst mit einem gewissen radialen Abstand a zu einer Drehachse A (vgl. auch hierzu Fig. 2) des Schaufelrades 1 beginnen. Der Abstand a beträgt beim Ausführungsbeispiel etwa die Hälfte eines Radius R des Gebläserades. Vorzugsweise liegt der Abstand a im Bereich von 1/4 bis 2/3 des Radius R.Is shown and described initially with reference to Fig. 1 is an impeller 1 with blades 2, which in their radial extension are curved. The blades 2 have an outside curvature 3 and an inside curvature 4. On the outside of the curve 3 are near or adjacent to a base line 5 of a blade 2 a A plurality of through openings 6 are formed. The Through openings 6 follow the curvature of the impeller. It can also be seen that the through openings 6 only with a certain radial distance a an axis of rotation A (see also FIG. 2) of the impeller 1 begin. The distance a is in the embodiment about half of a radius R of the impeller. The distance a is preferably in the range of 1/4 up to 2/3 of the radius R.

wie sich insbesondere aber auch aus der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 4 ergibt, handelt es sich bei dem dargestellten Gebläserad 1 um ein solches mit einer mittigen Nabe 7, die etwa kegelartig sich bis zu der Gebläseradscheibe 8 erweitert. Bei dieser Ausführungsform sind die radialinnersten Durchgangsöffnungen 6 im Bereich einer Fußlinie 9 der Nabe 7 ausgebildet.how in particular but also from the perspective 4 results, it is the illustrated impeller 1 to such with a central hub 7, which is approximately conical up to the Blower wheel disc 8 expanded. In this embodiment are the radially innermost through openings 6 in Area of a base line 9 of the hub 7 is formed.

Im einzelnen sind bei den dargestellten Ausführungsformen auf der Krümmungsaußenseite einer jeden Schaufel 2 vier Durchgangsöffnungen 6 ausgebildet.In detail are in the illustrated embodiments on the outside of the curvature of each blade 2 four through openings 6 are formed.

Gleiche Verhältnisse sind auch der Darstellung gemäß Fig. 3 zu entnehmen.The same relationships are also shown Fig. 3 can be seen.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 5 ist der Einbau eines solchen Radialgebläserades 1 in einen Staubsauger, der nur ausschnittsweise dargestellt ist, wiedergegeben. Insbesondere ist in dem Staubsauger ein - in weiterer Einzelheit nicht dargestellter - Elektromotor 10 angeordnet. Der Elektromotor 10 treibt über eine Welle 10' das Radialgebläserad 1. Mittels des Gebläserades 1 wird Luft in Richtung des Pfeiles P angesaugt und durch radiale Verteilung in Richtung des Pfeiles P1 abgelenkt. Die staubbeladene Saugluft wird weiter in einen dem Elektromotor 10 nachgeschalteten Staubbeutel geführt, was im einzelnen nicht dargestellt ist.5 is the installation of a such radial impeller 1 in a vacuum cleaner, the is only shown in sections. In particular, there is one in the vacuum cleaner - another one Detail, not shown - arranged electric motor 10. The electric motor 10 drives via a shaft 10 ' the radial impeller 1. By means of the impeller 1 Air sucked in the direction of arrow P and through radial Distribution deflected in the direction of arrow P1. The Dust-laden suction air is fed into the electric motor 10 downstream dust bags, which in individual is not shown.

Claims

Radial fan wheel (1) preferably on an electric motor (10), in particular on a vacuum cleaner electric motor, with a fan wheel disc (8) on which are formed preferably curved blades (2) constructed with an outside of curvature (3) and an inside of curvature (4), through-openings (6) being formed in the fan wheel disc (8), characterised in that near one blade (2), on a radius line adapted to the blade (2) , on the outside of curvature (3) thereof are formed a plurality of the through-openings (6).
Radial fan wheel according to claim 1, characterised in that the through-openings (6) are distributed essentially over the whole length of a bladed wheel (2), wherein however preferably a radially inner length region of the bladed wheel (2) is not provided with through-openings (6).
Radial fan wheel according to one or more of the preceding claims, characterised in that approximately 0.01 to 10%, preferably 0.1 to 5% of a projected area of the fan wheel disc (8) is occupied by the through-openings (6).
Radial fan wheel according to one or more of the preceding claims, characterised in that an opening axis extends at an acute angle to an area of extent of the fan wheel disc (8).
Radial fan wheel according to one or more of the preceding claims, characterised in that a through-opening (6) with an increasing cross-section is formed.
Radial fan wheel according to one or more of the preceding claims, characterised in that the larger cross-section of a through-opening (6) is formed on the blade side.