EP0780579B1 - Radialgebläse, insbesondere für Heizungs-und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Radialgebläse, insbesondere für Heizungs-und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen Download PDF

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EP0780579B1 EP96119730A EP96119730A EP0780579B1 EP 0780579 B1 EP0780579 B1 EP 0780579B1 EP 96119730 A EP96119730 A EP 96119730A EP 96119730 A EP96119730 A EP 96119730A EP 0780579 B1 EP0780579 B1 EP 0780579B1
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electric motor
air
fan blades
support disc
radial blower
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Rainer Blumenberg
Heinrich Hillrichs
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    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F04D25/082—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation the unit having provision for cooling the motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
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    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5806—Cooling the drive system

Definitions

  • the invention relates to a radial fan, in particular for heating and air conditioning systems from Motor vehicles of the type specified in the preamble of claim 1.
  • the space available in a motor vehicle for the installation of a heating and ventilation device is generally very small and when the air is moving with a centrifugal fan should be set, in particular to achieve noiseless work, a Little space consuming design is achieved when the air from which the blower driving electric motor opposite side enters directly into the housing. The Cooling the engine is therefore a difficult problem.
  • DE 34 27 565 includes a radial fan driven by an electric motor a radial fan is already known, in which a support disk with the radial outer area Fan blades pointing axially from the motor are provided.
  • the support disk points Openings through which the cooling air heated by the electric motor for Suction side of the impeller gets mixed with the conveying air and into the spiral room is derived. Since the openings in the support plate short-circuit currents between Allow pressure and suction side and therefore tend to noise, this is Fan wheel less suitable for low-noise operation.
  • the invention has for its object a radial fan of the type mentioned to improve that the noise is reduced and adequate cooling of the Electric motor is achieved. This task is characterized by that in patent claim 1 Invention solved.
  • GB 20 67 665 A describes a radial fan with a closed one Carrier disc revealed.
  • the cooling air flow for the electric motor is from the main air flow branched in the radial fan housing and only flows when a pressure difference occurs on both sides of the air gap If this pressure difference is too small, none will achieved sufficient cooling of the electric motor
  • the radial fan according to the invention is characterized by a low-noise run, wherein but sufficient cooling of the electric motor is always guaranteed. Low-frequency roaring noises are largely avoided by short-circuit currents switched off between the pressure and suction side of the fan wheel, or at least reduced become.
  • the radial fan meets today's demands for air performance, engine cooling and Low noise.
  • the figure shows a radial fan, in particular for heating and air conditioning systems in motor vehicles with a fan wheel 3 driven by an electric motor 1 and one of these surrounding spiral housing 5.
  • a support disk 11 of the fan wheel 3 On the shaft end 7 of the electric motor 1 is over the hub 9 fastens a support disk 11 of the fan wheel 3, which on the outer circumference has a plurality of fan blades 13 evenly distributed. Through these fan blades 13 is air from a suction opening 15 in a cover plate 17 for a pot-shaped Housing part 21 of the housing 5 promoted in the spiral space 19 and from there to one outlet shown shown.
  • the fan wheel 3 is surrounded by the spiral-shaped housing part 21, which a dome-like recess 23 on the side opposite the air intake opening 15 has, in which at least one end 24 of the electric motor 1 is accommodated.
  • the support disk 11 is provided with a depression 25 opposite the dome-like depression 23 provided which is cup-shaped and for receiving the other end 27 of the Electric motor 1 is used.
  • the support disk 11 is axially pointing away from the electric motor 1 on the radial outer region first fan blades 13 and on the smooth, closed inner surface 29 with provided second fan blades 31 through which a cooling air flow for cooling the Electric motor 1 generating local pressure differences within the electric motor 1 surrounding air space 33 essentially circulating from the main air flow in the Spiral space 19 is branched off.
  • These second fan blades 31 are on the upper inner wheel 35 distributed on the inner surface 29 of the support plate 11.
  • the support disk 11 is integrally formed with the bearing hub 9 of the fan wheel 3, the bearing hub 9 connected to the drive shaft 7 of the electric motor 1 with one end 37 formed above the inner surface 29 in the bottom 39 of the support plate 11
  • These third fan blades 41 support the circulation of the Cooling air flow through the electric motor 1.
  • the branching of a cooling air flow to the electric motor from the main air flow in the Spiral space 19 is generated in that the closed housing part 21 at least one arranged from the spiral space 19 to the bottom 43 of the dome-like recess 23 Air supply duct 45 for supplying cooling air to the electric motor 1.
  • the cooling air flow from the spiral space 19 to the floor 43 runs in the direction of the arrow 47 and then passes in the direction of arrow 49 through the non-closed electric motor 1 to the Bottom 39 in the support plate 11, from where at least part of the heated cooling air flow finally in the direction of arrow 51 via the fan blades 31 and 41 in the spiral space 19 against the there is overpressure prevailing.
  • the through the electric motor 1 in the spiral room 19 then guided and heated cooling air is then with the cooling air in the spiral space 19th mixed.
  • the second fan blades 31 z. B triangular shapes on, of which a first leg 53 each parallel to the drive shaft 7 of the electric motor 1 and the other leg 55 perpendicular to the first leg 53 and in an extension the peripheral edge 57 of the support plate 11 are arranged aligned.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse, insbesondere fiir Heizungs- und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Der in einem Kraftfahrzeug verfügbare Raum fiir den Einbau einer Heiz- und Lüftungsvorrichtung ist allgemein sehr klein, und wenn die Luft mit einem Zentrifugalgebläse in Bewegung gesetzt werden soll, insbesondere um ein geräuschloses Arbeiten zu erzielen, wird eine wenig Raum beanspruchende Gestaltung erreicht,wenn die Luft von der dem das Gebläse antreibenden Elektromotor gegenüberliegenden Seite direkt in das Gehäuse eintritt. Die Kühlung des Motors stellt somit ein schwieriges Problem dar.
Durch die DE 34 27 565 ist ein durch einen Elektromotor angetriebenes Radialgebläse mit einem Radiallüfter schon bekannt, bei welchem eine Tragscheibe mit am radialen Außenbereich axial vom Motor wegweisende Gebläseflügel vorgesehen ist. Die Tragscheibe weist Durchbrechungen auf, durch welche die durch den Elektromotor erwärmte Kühlluft zur Saugseite des Gebläserades gelangt und mit der Förderluft vermischt und in den Spiralraum abgeleitet wird. Da die Durchbrechungen in der Tragscheibe Kurzschlußströme zwischen Druck- und Saugseite ermöglichen und daher zu Geräuschbildungen neigen, ist dieses Gebläserad für einen geräuscharmen Betrieb weniger geeeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radialgebläse der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Geräuschentwicklung verringert und eine ausreichende Kühlung des Elektromotors erzielt wird. Diese Aufgabe wird durch die im Patenanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.
Weiterhin wird durch die GB 20 67 665 A ein Radialgebläse mit einer geschlossenen Tragscheibe offenbart. Der Kühlluftstrom für den Elektromotor wird von dem Hauptluftstrom in dem Radialgebläsegehäuse abgezweigt und fließt nur, wenn ein Druckunterschied auf beiden Seiten des Luftspaltes besteht Wenn dieser Druckunterschied zu gering ist, wird keine ausreichende Kühlung des Elektromotors erzielt
Schließlich ist durch die EP 0 159 404 A1 ein Radialventilator bekannt, der durch eine konstruktive Ergänzung dazu verwendet werden kann, um unter Verzicht auf einen gesonderten Hilfsventilator mit eigenem Motorantrieb einen Hilfsluftstrom zur Beaufschlagung des Temperatursensors aus dem Innenraum des Kraftfahrzeuges anzusaugen. Dieser Stand der Technik gibt aber keine Hinweise für eine bessere Kühlung des Elektromotors.
Das erfindungsgemäße Radialgebläse zeichnet sich durch einen geräuscharmen Lauf aus, wobei aber auch eine ausreichende Kühlung des Elektromotors stets gewährleistet wird. Tieffrequente Dröhngeräusche werden weitgehend dadurch vermieden, daß Kurzschlußströme zwischen Druck- und Saugseite des Lüfterrades ausgeschaltet, zumindest aber reduziert werden.
Das Radialgebläse entspricht den heutigen Forderungen an Luftleistung, Motorkühlung und Geräuscharmut.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles gemäß der Figur näher beschrieben.
Die Figur zeigt ein Radialgebläse, insbesondere für Heizungs- und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen mit einem von einem Elektromotor 1 angetriebenen Lüfterrad 3 und einem dieses umgebenden, spiralförmigen Gehäuse 5. Auf dem Wellenende 7 des Elektromotors 1 ist über die Nabe 9 eine Tragscheibe 11 des Lüfterrades 3 befestigt, welches am äußeren Umfang gleichmäßig verteilt eine Vielzahl von Lüfterflügeln 13 aufweist. Durch diese Lüfterflügel 13 wird Luft von einer Ansaugöffnung 15 in einer Abdeckplatte 17 für ein topfförmiges Gehäuseteil 21 des Gehäuses 5 in den Spiralraum 19 gefördert und von dort zu einer nicht dargestellten Austrittsöffnung geleitet.
Das Lüfterrad 3 wird von dem spiralförmig ausgebildeten Gehäuseteil 21 umgeben, welches auf der der Luftansaugöffnung 15 gegenüberliegenden Seite eine domartige Vertiefung 23 aufweist, in welcher mindestens ein Ende 24 des Elektromotors 1 untergebracht ist. Die Tragscheibe 11 ist mit einer der domartigen Vertiefung 23 gegenüberliegenden Vertiefung 25 versehen, welche schalenförmig ausgebildet ist und zur Aufnahme des anderen Endes 27 des Elektromotors 1 dient.
Die Tragscheibe 11 ist mit am radialen Außenbereich axial vom Elektromotor 1 wegweisende erste Lüfterflügel 13 und auf der glattausgebildeten, geschlossenen Innenoberfläche 29 mit zweiten Lüfterflügeln 31 versehen, durch welche ein Kühlluftstrom zur Kühlung des Elektromotors 1 unter Erzeugung örtlicher Druckunterschiede innerhalb des den Elektromotor 1 umgebenden Luftraumes 33 im wesentlichen zirkulierend vom Haupftluftstrom in den Spiralraum 19 abgezweigt wird. Diese zweiten Lüfterflügel 31 sind an dem oberen Innenrad 35 auf der Innenoberfläche 29 der Tragscheibe 11 verteilt angeordnet.
Die Tragscheibe 11 ist mit der Lagernabe 9 des Lüfterrades 3 einstückig ausgebildet, wobei die mit der Antriebswelle 7 des Elektromotors 1 verbundene Lagernabe 9 mit einem Ende 37 gegenüber der Innenoberfläche 29 im Boden 39 der Tragscheibe 11 vorstehend ausgebildet Hierdurch wird ermöglicht, daß als dritte Lüfterflügel 41 ausgebildete Versteifungsrippen zwischen dem freien Ende 37 der Lagernabe 9 und der Innenoberfläche 29 der Tragscheibe 11 im Boden 39 angeordnet sind. Diese dritten Lüfterflügel 41 unterstützen die Zirkulation des Kühlluftstromes durch den Elektromotor 1.
Das Abzweigen eines Kühlluftstromes zum Elektromotor von dem Hauptluftstrom in dem Spiralraum 19 wird dadurch erzeugt, daß das geschlossene Gehäuseteil 21 mindestens einen von dem Spiralraum 19 bis zum Boden 43 der domartigen Vertiefung 23 angeordneten Luftzuführungskanal 45 zum Zuführen von Kühlluft zu dem Elektromotor 1 aufweist.
Der Kühlluftstrom aus dem Spiralraum 19 zu dem Boden 43 verläuft in Pfeilrichtung 47 und gelangt dann in Pfeilrichtung 49 durch den nicht geschlossenen Elektromotor 1 bis zu dem Boden 39 in der Tragscheibe 11, von wo zumindest ein Teil des erwärmten Kühlluftstromes schließlich in Pfeilrichtung 51 über die Lüfterflügel 31 und 41 in den Spiralraum 19 gegen den dort herrschenden Überdurck gedrückt wird. Die durch den Elektromotor 1 in den Spiralraum 19 geleitete und erwärmte Kühlluft wird hierbei dann mit der Kühlluft in dem Spiralraum 19 vermischt.
Andererseits wird auch innerhalb des Luftraumes 33 aufgrund von Druckunterschieden, welche durch die Lüfterflügel 31 und 41 erzeugt werden,eine Zirkulation von Kühlluftströmen erzeugt, welche sich mit eventuell vorgeheizter Frischluft durchmischen. Das Temperaturniveau der zirkulierenden Kühlluftströme stabilisiert sich durch das ständige Umwälzen mit teilweise Beigabe von Luft aus dem Hauptstrom über den Luftzuführungskanal 45 und andererseits durch Wärmeabgabe an die Wände der domartigen Vertiefung 23.
In vorteilhafter Ausgestaltung weisen die zweiten Lüfterflügel 31 z. B. dreieckförmige Formen auf, von denen je ein erster Schenkel 53 jeweils parallel zur Antriebswelle 7 des Elektromotors 1 und der andere Schenkel 55 senkrecht zu dem ersten Schenkel 53 und in Verlängerung zu dem umlaufenden Rand 57 der Tragscheibe 11 ausgerichtet angeordnet sind.

Claims (3)

  1. Radialgebläse, insbesondere für Heizungs- und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen mit einem durch einen Elektromotor angetriebenen Lüfterrad und einem dieses umgebenden, spiralförmigen Gehäuse, welches eine in einen Saugraum mündende Lufteinlaßöffnung und eine vom Innenraum des Gehäuses nach außen führende Luftauslaßöffnung besitzt, wobei das der Luftansaugöffnung gegenüberliegende geschlossene Gehäuseteil des Gehäuses eine domartige Vertiefung aufweist, in der mindestens ein Teil des Elektromotors untergebracht ist, und wobei dieser domartigen Vertiefung eine schalenförmig ausgebildete Vertiefung der Tragscheibe des Lüfterrades zur Aufnahme des anderen Teiles des Elektromotors gegenüberliegt, wobei die Tragscheibe am radialen Außenbereich axial vom Elektromotor wegweisende erste Lüfterflügel und auf der Innenoberfläche zweite Lüfterflügel aufweist, durch welche ein Kühlluftstrom zur Kühlung des Elektromotors unter Erzeugung örtlicher Druckunterschiede innerhalb des den Elektromotor unmittelbar umgebenden Luftraumes im wesentlichen zirkulierend vom Hauptluftstrom in dem Spiralraum abgezweigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Lüfterflügel (31) an dem oberen Innenrand (35) auf der Innenoberfläche (29) der Tragscheibe (11), welche glatt und geschlossen ausgebildet ist, verteilt angeordnet sind.
  2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Innenoberfläche (29) angeordneten zweiten Lüfterflügel (31) dreieckförmige Formen aufweisen, von denen je ein erster Schenkel (53) jeweils parallel zur Antriebswelle (7) des Elektromotors (1) und der andere Schenkel (55) senkrecht zu dem ersten Schenkel (53) und in Verlängerung zu dem umlaufenden Rand (57) der Tragscheibe ausgerichtet angeordnet sind.
  3. Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagernabe des Lüfterrades einstückig ausgebildet ist und mit einem Ende gegenüber der Innenoberfläche des Bodens der Tragscheibe vorsteht, und daß als dritte Lüfterflügel (41) ausgebildete Versteifungsrippen zwischen dem freien Ende (37) der Lagernabe (9) und der Innenoberfläche (29) der Tragscheibe (11) im Boden (39) angeordnet sind.
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