EP1144870A2 - Blow device - Google Patents
Blow deviceInfo
- Publication number
- EP1144870A2 EP1144870A2 EP00902609A EP00902609A EP1144870A2 EP 1144870 A2 EP1144870 A2 EP 1144870A2 EP 00902609 A EP00902609 A EP 00902609A EP 00902609 A EP00902609 A EP 00902609A EP 1144870 A2 EP1144870 A2 EP 1144870A2
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- impeller
- housing
- blower device
- outflow channel
- blower
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
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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
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4226—Fan casings
-
- 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
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/663—Sound attenuation
- F04D29/664—Sound attenuation by means of sound absorbing material
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/0057—Pumps therefor
- A61M16/0066—Blowers or centrifugal pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
- F05B2250/10—Geometry two-dimensional
- F05B2250/15—Geometry two-dimensional spiral
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
- F05B2250/20—Geometry three-dimensional
- F05B2250/25—Geometry three-dimensional helical
Definitions
- the present invention relates to a fan device.
- the invention relates to a blower device for providing breathing air in a ventilation device, for example a CPAP ventilator.
- a housing with an inlet and an outlet channel and an impeller are usually provided.
- the fluid to be compressed or accelerated is sucked in via the inlet channel, compressed in the housing by the impeller driven by a drive device, and discharged via the outlet channel.
- the impeller is housed concentrically in a cylindrical housing.
- the outlet channel is formed by a tube section attached to an opening in the cylinder wall of the housing.
- the problem with the known blower devices is that the noise is relatively large. When using these devices with a low ambient noise level, the noises that occur are often perceived as unpleasant.
- the invention has for its object to provide a blower device, in particular for a CPAP device, which is characterized by low operating noise.
- a blower device with a housing, at least one impeller accommodated therein, a suction opening and an outflow channel, a flow path being defined in the housing in cooperation with the impeller, which flow path extends from a first axial level of the housing having the suction opening a step runs into the outflow channel.
- the impeller in the housing is axially offset from the outflow channel, the housing having a spirally extending wall, so that the fluid accelerated by the impeller flows over a tear-off step or edge.
- the stage which preferably acts as a stall stage, can be formed directly by the housing.
- the object specified at the outset is also achieved by a blower device with a housing, at least one impeller accommodated therein, and a drive device for driving the impeller, with a suction area in the housing located upstream of the impeller Intake flow path is defined which extends along a spiral winding path to an intake opening.
- the housing advantageously has a circumferential wall which follows a spiral path which widens radially in the direction of rotation of the impeller.
- the spiral path preferably corresponds essentially to a logarithmic spiral.
- the outflow channel follows a tangential continuation of the spiral path defined in an advantageous manner by the housing.
- the step projecting into the flow path preferably forms a flow separation edge.
- the step preferably has a height (H) which corresponds at least to the axial height of the impeller.
- the flow stopping stage preferably extends between the largest and smallest radius (r max , r min ) of the housing spiral in the running direction of the turbine wheel.
- the impeller is sunk in a recess and the outflow from the recess into the outflow channel via said overflow edge, which essentially runs at the axial height level of an adjacent peripheral edge of the impeller.
- the intake opening is advantageously arranged in a base device and the outflow channel is arranged on a side separated by the turbine wheel.
- a further reduction in running noise can be achieved in an advantageous manner by providing sound insulation means in and / or on the housing, for example in the form of layers of insulation material.
- the housing is designed as an integral part with integrally molded guide walls.
- the housing is preferably designed as a plastic injection molded part or aluminum die cast part.
- extreme smoothness is achieved in that the housing is formed from an elastomeric material, in particular silicone rubber. This advantageously suppresses both sound coupling and sound propagation. In this way, an elastic suspension of the drive device can advantageously be achieved become. This reduces the contribution of vibrations, bearing noise and magnetic effects due to unbalance to the entire running noise spectrum.
- the impeller is preferably accommodated in a recess, the axial depth (L) of which is greater than the axial depth (t) of the impeller, the recess being limited by a peripheral wall which widens radially in the direction of rotation of the impeller, and in one Transition area to the outflow channel, an outlet opening is provided, which is located at an axial level axially offset from the impeller.
- the term "blower device” is used here to represent the term “turbine” used in the priority application.
- the impeller used is preferably a radial or semi-radial impeller.
- the blades or the channels defined thereby are preferably curved backwards. In the embodiment as a radial impeller, this preferably has blade channel covers on both sides.
- the impeller is preferably made of a plastic material and coupled to a motor shaft via a snap-in engagement structure, possibly in connection with a press or clamp fit.
- the impeller can also be screwed to a flange section of the motor via a preferably large-area seat surface.
- blower device according to the invention is described below using a preferred embodiment in conjunction with the drawing. Show it:
- FIG. 1 is a perspective view of a housing of a blower device according to the invention (without cover and impeller); 2: a view of the blower device according to the invention with the housing cover removed;
- Fig. 5 a view of the impeller housing from below with a view of the
- Fig. 6 a plan view of a cover element for completing the
- the housing 2 of the blower device is shown as a spatial image.
- a suction opening 6 which opens into a suction channel (not visible in the figures) on the underside of the housing, through which the fluid to be compressed or accelerated is sucked in.
- the suction channel formed on the underside of the housing 2 is preferably closed by a cover (not shown) in the assembled state.
- At least one impeller 8 is provided in the interior of the housing 2 and is driven by a drive device, not shown.
- the drive device can be provided both inside and outside the housing 2.
- the impeller 8 has an outer diameter R and rotates around an axis of rotation 10, as shown in FIG. 2.
- the impeller 8 is provided in the housing in a lower, first axial section 12. In this first axial section, the impeller is surrounded by a peripheral wall, leaving an intermediate space.
- the housing 2 has an essentially spiral-shaped housing wall 14, which defines the lower, first axial section 12 on the one hand, and a second axial section 16 projecting somewhat beyond it on the other hand.
- the housing wall 14 of the housing 2 is preferably designed at least in sections in the form of a logarithmic spiral, the following equations applying:
- the factor k must be selected so that the correct or desired opening angle of the spiral is achieved. To do this, k must be selected from an interval between 0 and 1.
- the radius R of the impeller 8 is preferably at least 1 mm smaller than the minimum radius r m j n of the housing wall 14.
- the housing wall 14 opens with respect to the direction of rotation of the impeller 8 along the spiral up to a maximum radius r max . This means that the radial gap formed between the impeller 8 and the housing wall 14 in the impeller direction of rotation starting from minimum radius r min up to the maximum radius r max of the housing wall 14 increases.
- this tear-off step 20 with the height H defines the axial extent of the first, lowered axial section 12 and the second axial section 16.
- the height H of the tear-off step 20 preferably corresponds at least to the axial overall depth of the impeller.
- the flow tear-off stage 20 preferably has a tear-off edge 22. The fluid sucked in and accelerated by the impeller 8 flows along the housing wall 14 via the flow separation stage 20 into an outlet or outflow channel 24.
- the transition from the actual impeller chamber to the outflow channel 24 is essentially formed by the flow separation stage 20 and a continuation of the spiral outer housing wall 14. This means that the outflow channel 24 or its inlet mouth area is set higher than the impeller 8 by the height H of the demolition step 20.
- the outflow channel 24 preferably also has a wedge 26 located radially further inwards and an outflow connection 28 with an outlet opening 30.
- the outlet or outflow channel 24 can preferably also be covered by the cover (not shown) attached to the housing 2.
- the flow separation stage 20 viewed in the direction of rotation of the impeller 8, extends from the maximum radius r max to the minimum radius r min of the housing wall 14 and preferably has a separation edge 22.
- the flow stopping stage 20 can, however, also be even longer, ie for example be more curved or start further in the direction opposite to the direction of rotation 18 of the impeller 8.
- H for example with a height increasing in the direction of rotation 18 of the impeller 8.
- the housing 2 of the blower device according to the invention is preferably an integral component, such as a plastic injection molded part or an aluminum die cast part.
- the impeller 8 is preferably designed as a radial wheel, in particular with backward curved blades for accelerating and / or compressing fluids, which can be driven by a drive device, such as an electric motor.
- the drive device for the impeller can be provided both inside and outside the housing 2.
- the electric motor can be designed as a brushless motor and possibly sensors, for. B. Hall effect sensors for detecting the speed.
- Such a soundproofing means is preferably formed from a foam material or a soft material.
- the recess is delimited by a bottom surface 4, which has the suction opening 6 already mentioned in connection with FIG. 1.
- the impeller is arranged in the recess in such a way that it is located in an axial region defined between the bottom surface 4 and the axial height level of the tear-off edge 22.
- a through opening Z In an axial level axially spaced from the impeller there is a through opening Z, through which the conveyed gas can flow out into the outflow channel 24.
- the gas conveyed by the impeller overflows in order to get into the outflow channel 24, the step 20, or its top tear-off edge 22.
- the circumferential wall 16 recedes radially outward along a spiral path and in this case merges directly into a corresponding wall section of the outflow channel 24.
- a sloping wall 34 which also merges into a wall delimiting the outflow channel 24.
- the housing wall 14 is provided with latching devices 35, 36, via which corresponding complementary cover elements can be latched directly to the housing 2.
- the axial position of the impeller is determined here by stop elements 37, 38 against which a cover element, which will be explained in more detail below with reference to FIG. 6, strikes.
- the recess provided for receiving the impeller has almost three times the axial depth L as the impeller 8.
- the impeller 8 is designed here as a radial impeller and has a Large number of backward curved blade channels.
- the blade channels are preferably formed with a predetermined unequal division in order to prevent resonance phenomena even further.
- the inner peripheral wall of the recess can be roughened in order to further increase the sound absorption capacity of this wall. It is also possible to form a multiplicity of micro-projections, which likewise further improves the sound-absorbing behavior of the corresponding wall.
- FIG. 5 shows a preferred embodiment of the inflow area of the blower device.
- the inflow to the essentially centrally arranged suction opening 6 takes place along a likewise spiral-shaped suction path X, which is defined by walls formed integrally with the housing 2.
- the circumferential region of the intake opening 6 pointing toward the inflow side is rounded here, as a result of which a particularly low-noise inflow of the intake air is achieved directly into a central region of the impeller.
- the wall of the housing 2 delimiting the flow path X is additionally lined with a sound-absorbing foam material, thereby preventing the running noise of the blower device from spreading to the intake duct 39.
- the wall 40 directly adjacent to the suction opening 6 and delimiting the suction path X is designed so as to be chamfered so that it runs out in the direction of flow towards the base plate 4.
- FIG. 6 shows a cover element which can be brought into engagement with the latching device identified by reference number 35 in FIG. 4.
- This cover element 41 is provided with a reinforcement structure formed here by honeycomb-like webs, which on the one hand achieves a sufficiently rigid suspension of the drive device (not shown) and on the other hand suppresses vibrations of the cover element.
- the cover element 41 has a motor receiving opening 42, which is surrounded by a plurality of claw elements 43, which can enter into a recess provided on the motor side in a latching manner.
- the cover element has in the embodiment shown here, a radially projecting cover section 44, in which a ramp falling into the outflow channel 24 when the cover element 41 is mounted is defined. In its end immediately adjacent to the outflow section 24, the ramp 45 is designed such that it compensates for the protrusion indicated by the letter s in FIG. 4, so that there is also a substantially smooth inflow with respect to the upper side of the channel.
- Fig. 7 the flow path of the sucked in gas and conveyed via the impeller is shown again in a highly simplified manner. As can be seen, this flow path runs from the intake duct 39 along a spiral path through the intake opening 6 and overflows the rounded peripheral edge thereof. After passing through the suction opening 6, the flow path extends through the impeller 8 and is then deflected in the axial direction by the circumferential wall 16 or the step 22 and then runs over the tear-off edge 22. Behind the tear-off edge 22, the now under pressure flows Gas along the sloping wall 34 into the outflow channel 24. The inflow into the outflow channel section 24 is also supported by the ramp 45, which is also indicated here and slopes away.
- the impeller is located within the housing 2 in a first axial section a1, whereas the outflow of the conveyed gas into the outflow channel 24 takes place via an opening area which is located in a second axial section a2.
- a step 20 is formed in the first axial section a1, which prevents a direct radial outflow of the gas from the impeller 8 into the outflow channel 24.
- the impeller 8 is thus accommodated in a cup-like recess while leaving a sufficient circumferential gap, in which extensive extinguishing of the flow noises caused by the impeller 8 is achieved.
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Abstract
The invention relates to a blow device, for use notably in a ventilation device for delivering a breathing gas. The blow device provided for in the invention comprises an impeller which is driven via a drive unit and delivers a breathing gas to an outflow channel (24). On the way to said outflow channel the delivered gas flows over a flow breakaway step which together with a spirally expanding peripheral wall deflects the gas immediately as it flows out of the radial impeller. The invention also relates to a continuous positive airway pressure apparatus fitted with such a blow device.
Description
Gebläseeinrichtung Blower device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gebläseeinπchtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Gebläseeinπchtung zur Bereitstellung von Atemluft in einer Beatmungseinrichtung, beispielsweise einem CPAP-Beatmungsgerät.The present invention relates to a fan device. In particular, the invention relates to a blower device for providing breathing air in a ventilation device, for example a CPAP ventilator.
Bei bekannten Gebläseeinrichtungen ist üblicherweise ein Gehäuse mit einem Einlaß- und einem Auslaßkanal sowie ein Laufrad vorgesehen. Das zu verdichtende, bzw. zu beschleunigende Fluid wird über den Einlaßkanal angesaugt, durch das über eine Antriebseinrichtung angetriebene Laufrad im Gehäuse verdichtet und über den Auslaßkanal abgegeben. Das Laufrad ist hier konzentrisch in einem zylindrischen Gehäuse aufgenommen. Der Auslaßkanal ist durch einen an einer Öffnung in der Zylinderwand des Gehäuses angebrachten Rohrabschnitt gebildet.In known blower devices, a housing with an inlet and an outlet channel and an impeller are usually provided. The fluid to be compressed or accelerated is sucked in via the inlet channel, compressed in the housing by the impeller driven by a drive device, and discharged via the outlet channel. The impeller is housed concentrically in a cylindrical housing. The outlet channel is formed by a tube section attached to an opening in the cylinder wall of the housing.
Bei den bekannten Gebläseeinrichtungen besteht das Problem, einer relativ großen Geräuschentwicklung. Beim Einsatz dieser Geräte bei geringem Umgebungsgeräuschpegel, werden die auftretenden Geräusche oft als unangenehm empfunden.The problem with the known blower devices is that the noise is relatively large. When using these devices with a low ambient noise level, the noises that occur are often perceived as unpleasant.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gebläseeinrichtung insbesondere für ein CPAP-Gerät zu schaffen, die sich durch geringe Betriebsgeräusche auszeichnet.The invention has for its object to provide a blower device, in particular for a CPAP device, which is characterized by low operating noise.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gebläseeinrichtung mit einem Gehäuse, mindestens einem darin aufgenommenen Laufrad, einer Ansaugöffnung und einem Ausströmkanal, wobei in dem Gehäuse im Zusammenspiel mit dem Laufrad ein Strömungsweg definiert ist, der von einem ersten, die Ansaugöffnung aufweisenden Axialniveau des Gehäuses über eine Stufe in den Ausströmkanal verläuft.
Dadurch wird es auf vorteilhafte - insbesondere auch auf fertigungstechnisch günstig realisierbare Weise möglich den Anteil der Strömungsgeräusche erheblich zu reduzieren. Aufgrund der erreichten Verbesserung der Laufruhe kann in vorteilhafter Weise auf zusätzliche Schalldämmmittel verzichtet werden und hierbei eine äußerst kompakte Bauweise erreicht werden. Auch hinsichtlich der Herstellungskosten sind Vorteile gegeben.This object is achieved according to the invention by a blower device with a housing, at least one impeller accommodated therein, a suction opening and an outflow channel, a flow path being defined in the housing in cooperation with the impeller, which flow path extends from a first axial level of the housing having the suction opening a step runs into the outflow channel. As a result, it is possible in an advantageous manner - in particular also in a manner that is economically feasible in terms of production technology - to significantly reduce the proportion of flow noise. Due to the improvement in smoothness achieved, additional soundproofing means can advantageously be dispensed with and an extremely compact construction can be achieved. There are also advantages in terms of production costs.
In vorteilhafter Weise ist das Laufrad im Gehäuse gegenüber dem Ausströmkanal axial abgesetzt angeordnet, wobei das Gehäuse eine sich spiralförmig erstreckende Wandung aufweist, so daß das vom Laufrad beschleunigte Fluid über eine Abrißstufe bzw. -kante strömt. Die vorzugsweise als Strömungsabriss-Stufe wirksame Stufe kann unmittelbar durch das Gehäuse gebildet sein.Advantageously, the impeller in the housing is axially offset from the outflow channel, the housing having a spirally extending wall, so that the fluid accelerated by the impeller flows over a tear-off step or edge. The stage, which preferably acts as a stall stage, can be formed directly by the housing.
Alternativ hierzu oder auch in Kombination mit den angegebenen Maßnahmen wird die eingangs angegebene Aufgabe auch gelöst durch eine Gebläseeinrichtung mit einem Gehäuse, mindestens einem darin aufgenommenen Laufrad, und einer Antriebseinrichtung zum Antrieb des Laufrades, wobei in einem stromaufwärts des Laufrades liegenden Ansaugbereich in dem Gehäuse ein Ansaugströmungsweg festgelegt ist der sich entlang einer spiralartig gewundenen Bahn zu einer Ansaugöffnung hin erstreckt.As an alternative to this, or also in combination with the specified measures, the object specified at the outset is also achieved by a blower device with a housing, at least one impeller accommodated therein, and a drive device for driving the impeller, with a suction area in the housing located upstream of the impeller Intake flow path is defined which extends along a spiral winding path to an intake opening.
Hierdurch wird ebenfalls auf vorteilhafte Weise eine erhebliche Verminderung der Gebläsegeräusche erreicht.This also advantageously results in a significant reduction in fan noise.
In vorteilhafter Weise weist das Gehäuse eine Umfangswand auf, die in ihrem Verlauf einer sich in Drehrichtung des Laufrades radial erweiternden Spiralbahn folgt. Die Spiralbahn entspricht vorzugsweise im wesentlichen einer logarithmischen Spirale.The housing advantageously has a circumferential wall which follows a spiral path which widens radially in the direction of rotation of the impeller. The spiral path preferably corresponds essentially to a logarithmic spiral.
In besonders vorteilhafter Weise folgt der Ausströmkanal einer tangentialen Fortsetzung der in vorteilhafter Weise durch das Gehäuses definierten Spiralbahn.
Die in den Strömungsweg hineinragende Stufe bildet vorzugsweise eine Strömungsabrißkante. Die Stufe weist vorzugsweise eine Höhe (H) auf, die wenigstens der axialen Höhe des Laufrades entspricht.In a particularly advantageous manner, the outflow channel follows a tangential continuation of the spiral path defined in an advantageous manner by the housing. The step projecting into the flow path preferably forms a flow separation edge. The step preferably has a height (H) which corresponds at least to the axial height of the impeller.
Vorzugsweise erstreckt sich die Strömungs-Abrißstufe sich zwischen dem größten und kleinsten Radius (rmax, rmin) der Gehäusespirale in der Laufrichtung des Turbinenrades erstreckt.The flow stopping stage preferably extends between the largest and smallest radius (r max , r min ) of the housing spiral in the running direction of the turbine wheel.
Das Laufrad gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Ausnehmung versenkt angeordnet und die Abströmung aus der Ausnehmung in den Ausströmkanal über die genannte Überströmkante, die im wesentlichen auf dem axialen Höhenniveau einer benachbarten Umfangskante des Laufrades verläuft.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the impeller is sunk in a recess and the outflow from the recess into the outflow channel via said overflow edge, which essentially runs at the axial height level of an adjacent peripheral edge of the impeller.
In vorteilhafter Weise ist die Ansaugöffnung in einer Bodeneinrichtung und der Ausströmkanal an einer durch das Turbinenrad abgetrennten Seite angeordnet.The intake opening is advantageously arranged in a base device and the outflow channel is arranged on a side separated by the turbine wheel.
Eine nochmals weitere Verminderung der Laufgeräusche kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß im und/oder am Gehäuse Schalldämmmittel beispielsweise in Form von Dämmstofflagen vorgesehen sind.A further reduction in running noise can be achieved in an advantageous manner by providing sound insulation means in and / or on the housing, for example in the form of layers of insulation material.
Eine unter strukturmechanischen Gesichtspunkten besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß das Gehäuse als ein Integralteil mit einstückig eingeformten Leit-Wandungen ausgebildet ist. Das Gehäuse ist hierbei vorzugsweise als Kunststoff-Spritzgußteil oder Aluminium- Druckgußteil ausgebildet.An embodiment of the invention that is particularly advantageous from a structural mechanical point of view is given in that the housing is designed as an integral part with integrally molded guide walls. The housing is preferably designed as a plastic injection molded part or aluminum die cast part.
Eine extreme Laufruhe wird gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung dadurch erreicht, daß das Gehäuse aus einem Elastomeren Material insbesondere Silikonkautschuk gebildet ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sowohl die Schalleinkoppelung als auch die Schallausbreitung unterdrückt. In vorteilhafter Weise kann hierdurch eine elastische Aufhängung der Antriebseinrichtung erreicht
werden. Hierdurch wird der Beitrag unwuchtbedingter Schwingungen, Lagergeräuschen und magnetischer Effekte zu dem gesamten Laufgeräuschspektrum reduziert.According to a particular aspect of the invention, extreme smoothness is achieved in that the housing is formed from an elastomeric material, in particular silicone rubber. This advantageously suppresses both sound coupling and sound propagation. In this way, an elastic suspension of the drive device can advantageously be achieved become. This reduces the contribution of vibrations, bearing noise and magnetic effects due to unbalance to the entire running noise spectrum.
Das Laufrad ist vorzugsweise in einer Ausnehmung aufgenommen, deren axiale Tiefe (L) größer ist, als die axiale Tiefe (t) des Laufrades ist, wobei die Ausnehmung von einer Umfangswandung begrenzt ist, die sich in Laufrad- Drehrichtung radial erweitert, und in einem Übergangsbereich zum Ausströmkanal eine Austrittsöffnung vorgesehen ist, die sich auf einem von dem Laufrad axial versetzten Axialniveau befindet.The impeller is preferably accommodated in a recess, the axial depth (L) of which is greater than the axial depth (t) of the impeller, the recess being limited by a peripheral wall which widens radially in the direction of rotation of the impeller, and in one Transition area to the outflow channel, an outlet opening is provided, which is located at an axial level axially offset from the impeller.
Die Bezeichnung "Gebläseeinrichtung" wird hier stellvertretend für den in der Prioritätsanmeldung verwendeten Begriff "Turbine" verwendet. Bei dem verwendeten Laufrad handelt es sich vorzugsweise um ein Radial- oder Halbradial- Laufrad. Die Schaufeln bzw. die hierdurch definierten Kanäle sind vorzugsweise rückwärts gekrümmt. Bei der Ausführungsform als Radial-Laufrad weist dieses vorzugsweise beidseitge Schaufelkanalabdeckungen auf. Vorzugsweise ist das Laufrad aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und über eine Rast-Eingriffsstruktur ggf. in Verbindung mit einem Press- oder Klemmsitz mit einer Motorwelle gekoppelt. Alternativ hierzu kann das Laufrad auch über eine vorzugsweise großflächige Sitzfläche mit einem Flanschabschnitt des Motors verschraubt sein.The term "blower device" is used here to represent the term "turbine" used in the priority application. The impeller used is preferably a radial or semi-radial impeller. The blades or the channels defined thereby are preferably curved backwards. In the embodiment as a radial impeller, this preferably has blade channel covers on both sides. The impeller is preferably made of a plastic material and coupled to a motor shaft via a snap-in engagement structure, possibly in connection with a press or clamp fit. As an alternative to this, the impeller can also be screwed to a flange section of the motor via a preferably large-area seat surface.
Weitere, im Hinblick auf eine besonders hohe Laufruhe sowie auch unter fertigungs-, Werkzeug- und montagetechnischen Gesichtspunkten besonders vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Further developments which are particularly advantageous with regard to particularly quiet running and also from the point of view of production, tooling and assembly technology are specified in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Gebläseeinrichtung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The blower device according to the invention is described below using a preferred embodiment in conjunction with the drawing. Show it:
Fig. 1 : eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses einer erfindungsgemäßen Gebläseeinrichtung (ohne Deckel und Laufrad);
Fig. 2: eine Ansicht der erfindungsgemäßen Gebläseeinrichtung mit abgenommenem Gehäusedeckel;1 is a perspective view of a housing of a blower device according to the invention (without cover and impeller); 2: a view of the blower device according to the invention with the housing cover removed;
Fig. 3: eine vereinfachte Querschnittsdarstellung als Raumbild der erfindungsgemäßen Gebläseeinrichtung.3: a simplified cross-sectional representation as a spatial image of the blower device according to the invention.
Fig. 4: eine perspektivische Ansicht des Laufradgehäuses mit Blick auf einen unmittelbar hinter der Strömungs-Abrißkante sich erweiternden Abströmkanalabschnitt;4 shows a perspective view of the impeller housing with a view of an outflow channel section which widens immediately behind the flow separation edge;
Fig. 5: eine Ansicht des Laufradgehäuses von unten mit Blick auf denFig. 5: a view of the impeller housing from below with a view of the
Zuströmungskanalbereich;Inflow channel area;
Fig. 6: eine Draufsicht auf ein Deckelelement zum Abschluß desFig. 6: a plan view of a cover element for completing the
Überdruckbereiches mit integral eingeformten Halteklauen zur Befestigung eines Gebläsemotors;Overpressure area with integrally molded holding claws for fastening a blower motor;
Fig. 7: ein vereinfachte Axialanschnitt zur Erläuterung des Strömungsweges aus einem Ansaugbereich, über das Laufrad hin zu dem Ausströmkanal.7: a simplified axial section to explain the flow path from a suction area, via the impeller to the outflow channel.
In Fig. 1 ist das Gehäuse 2 der Gebläseeinrichtung als Raumbild dargestellt. In einem Bodenbereich 4 des Gehäuses 2 ist eine Ansaugöffnung 6 vorgesehen, die in einen in den Figuren nicht sichtbaren Ansaugkanal an der Gehäuseunterseite mündet, über den das zu verdichtende, bzw. zu beschleunigende Fluid angesaugt wird. Der an der Unterseite des Gehäuses 2 gebildete Ansaugkanal ist vorzugsweise durch einen (nicht dargestellten) Deckel im montierten Zustand abgeschlossen. Im Innenraum des Gehäuses 2 ist mindestens ein Laufrad 8 vorgesehen, das über ein nicht dargestellte Antriebseinrichtung angetrieben wird. Die Antriebseinrichtung kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gehäuses 2 vorgesehen sein. Das Laufrad 8 hat einen Außendurchmesser R und rotiert um
eine Rotationsachse 10, wie in Fig. 2 dargestellt. Das Laufrad 8 ist im Gehäuse in einem tiefergesetzten, ersten Axialabschnitt 12 vorgesehen. In diesem ersten Axialabschnitt ist das Laufrad unter Belassung eines Zwischenraumes von einer Umfangswandung umgeben. Das Gehäuse 2 weist eine im wesentlichen spiralförmige Gehäusewand 14 auf, die einerseits den tiefergesetzten, ersten Axialabschnitt 12 und andererseits einen etwas darüber hinaus ragenden zweiten Axialabschnitt 16 definiert. Die Gehäusewand 14 des Gehäuses 2 ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise in Form einer logarithmischen Spirale ausgebildet, wobei folgende Gleichungen gelten:In Fig. 1, the housing 2 of the blower device is shown as a spatial image. In a bottom area 4 of the housing 2 there is a suction opening 6 which opens into a suction channel (not visible in the figures) on the underside of the housing, through which the fluid to be compressed or accelerated is sucked in. The suction channel formed on the underside of the housing 2 is preferably closed by a cover (not shown) in the assembled state. At least one impeller 8 is provided in the interior of the housing 2 and is driven by a drive device, not shown. The drive device can be provided both inside and outside the housing 2. The impeller 8 has an outer diameter R and rotates around an axis of rotation 10, as shown in FIG. 2. The impeller 8 is provided in the housing in a lower, first axial section 12. In this first axial section, the impeller is surrounded by a peripheral wall, leaving an intermediate space. The housing 2 has an essentially spiral-shaped housing wall 14, which defines the lower, first axial section 12 on the one hand, and a second axial section 16 projecting somewhat beyond it on the other hand. The housing wall 14 of the housing 2 is preferably designed at least in sections in the form of a logarithmic spiral, the following equations applying:
r 1 = r I mm ■ • c Pmax m = cot (k • π/2)r 1 = r I mm ■ • c P max m = cot (k • π / 2)
r aktueller Radius l*min Startradius oder minimaler Radius m Öffnungsfaktor; und α aktueller Winkel für den Radius r.r current radius l * min start radius or minimum radius m opening factor; and α current angle for the radius r.
Der Faktor k ist so zu wählen, daß der richtige, bzw. gewünschte, Öffnungswinkel der Spirale erreicht wird. Dazu ist k aus einem Intervall zwischen 0 und 1 auszuwählen.The factor k must be selected so that the correct or desired opening angle of the spiral is achieved. To do this, k must be selected from an interval between 0 and 1.
Neben der bevorzugten logarithmischen Spirale für die Gehäusewand 14 des Gehäuses 2 können jedoch auch andere Spiralen, wie beispielsweise eine archimedische oder hyperbolische Spirale für die erfindungsgemäße Gebläseeinrichtung zu Anwendung kommen.In addition to the preferred logarithmic spiral for the housing wall 14 of the housing 2, however, other spirals, such as an Archimedean or hyperbolic spiral, can also be used for the blower device according to the invention.
Der Radius R des Laufrades 8 ist dabei vorzugsweise mindestens 1 mm kleiner als der minimale Radius rmjn der Gehäusewand 14. Die Gehäusewand 14 öffnet sich bezogen auf die Drehrichtung des Laufrades 8 entlang der Spirale bis zu einem maximalen Radius rmax. Dies bedeutet, daß der zwischen dem Laufrad 8 und der Gehäusewand 14 gebildete Radialspalt in Laufraddrehrichtung ausgehend vom
minimalen Radius rmin bis hin zum maximalen Radius rmax der Gehäusewand 14 zunimmt.The radius R of the impeller 8 is preferably at least 1 mm smaller than the minimum radius r m j n of the housing wall 14. The housing wall 14 opens with respect to the direction of rotation of the impeller 8 along the spiral up to a maximum radius r max . This means that the radial gap formed between the impeller 8 and the housing wall 14 in the impeller direction of rotation starting from minimum radius r min up to the maximum radius r max of the housing wall 14 increases.
Entgegen der durch einen Pfeil 18 gekennzeichneten Drehrichtung des Laufrades 8 zwischen dem minimalen Radius rmin und dem maximalen Radius rmax der Gehäusewand 14 ist eine Strömungs-Abrißstufe 20 vorgesehen. Diese Abrißstufe 20 mit der Höhe H definiert in der dargestellten Ausführungsform die Axialerstreckung des ersten, tiefergesetzten Axialabschnitts 12 und des zweiten Axialabschnittes 16. Die Höhe H der Abrißstufe 20 entspricht vorzugsweise wenigstens der axialen Bautiefe des Laufrades. Die Srömungs-Abrißstufe 20 weist vorzugsweise eine Abrißkante 22 auf. Das vom Laufrad 8 angesaugte und beschleunigte Fluid strömt entlang der Gehäusewand 14 über die Strömungs- Abrißstufe 20 in einen Auslaß- oder Ausströmkanal 24.Contrary to the direction of rotation of the impeller 8, which is indicated by an arrow 18, between the minimum radius r min and the maximum radius r max of the housing wall 14, a flow separation stage 20 is provided. In the embodiment shown, this tear-off step 20 with the height H defines the axial extent of the first, lowered axial section 12 and the second axial section 16. The height H of the tear-off step 20 preferably corresponds at least to the axial overall depth of the impeller. The flow tear-off stage 20 preferably has a tear-off edge 22. The fluid sucked in and accelerated by the impeller 8 flows along the housing wall 14 via the flow separation stage 20 into an outlet or outflow channel 24.
Der Übergang vom eigentlichen Laufradraum zum Ausströmkanal 24 ist im wesentlichen durch die Strömungs-Abrißstufe 20 und einer Fortführung der spiralförmig verlaufenden äußeren Gehäusewand 14 gebildet. Dies bedeutet, daß der Ausströmkanal 24, bzw. dessen Eintrittsmündungsbereich gegenüber dem Laufrad 8 um die Höhe H der Abrißstufe 20 höhergesetzt ist. Der Ausströmkanal 24 weist vorzugsweise ferner einen radial weiter innen gelegenen Keil 26 und einen Ausströmstutzen 28 mit einer Auslaßöffnung 30 auf. Der Auslaß-, bzw. Ausströmkanal 24 ist vorzugsweise ebenfalls durch den auf dem Gehäuse 2 angebrachten Deckel (nicht dargestellt) abdeckbar.The transition from the actual impeller chamber to the outflow channel 24 is essentially formed by the flow separation stage 20 and a continuation of the spiral outer housing wall 14. This means that the outflow channel 24 or its inlet mouth area is set higher than the impeller 8 by the height H of the demolition step 20. The outflow channel 24 preferably also has a wedge 26 located radially further inwards and an outflow connection 28 with an outlet opening 30. The outlet or outflow channel 24 can preferably also be covered by the cover (not shown) attached to the housing 2.
Wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, und vorstehend beschrieben, erstreckt sich die Strömungs-Abrißstufe 20 in Drehrichtung des Laufrades 8 gesehen, vom maximalen Radius rmax zum minimalen Radius rmin der Gehäusewand 14 und weist vorzugsweise eine Abrißkante 22 auf. Die Strömungs-Abrißstufe 20 kann jedoch auch noch länger sein, d.h. beispielsweise stärker gekrümmt sein oder weiter in Richtung entgegen der Drehrichtung 18 des Laufrades 8 beginnen. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Strömungs-Abrißstufe 20 mit veränderlicher Höhe H auszubilden, z.B. mit in Drehrichtung 18 des Laufrades 8 zunehmender Höhe. Für
die Ausbildung der Strömungs-Abrißstufe 20, bzw. der Abrißkante 22 ist es insbesondere vorteilhaft, daß sie eine ausreichende Länge hat, um Geräuschentwicklungen weitgehend zu vermeiden. Dies wird insbesondere dadurch bewirkt, daß das vom Laufrad 8 beschleunigte Fluid entlang des Gehäuses 14 strömt, bis es die Strömungs-Abrißstufe 20 erreicht und dort gezwungen wird, entsprechend der Pfeile 32 über die Stufe in den Ausströmkanal 24 zu strömen. Durch die Strömungs-Abrißstufe 20, insbesondere mit der Abrißkante 22, wird das beschleunigte Fluid umgeleitet, abgebremst und/oder verwirbelt, und auf überraschend wirkungsvolle Weise, werden Strömungsgeräusche der Turbine, insbesondere im oberen Frequenzbereich ("Pfeiftöne"), vermieden.As shown in FIGS. 1 to 3 and described above, the flow separation stage 20, viewed in the direction of rotation of the impeller 8, extends from the maximum radius r max to the minimum radius r min of the housing wall 14 and preferably has a separation edge 22. The flow stopping stage 20 can, however, also be even longer, ie for example be more curved or start further in the direction opposite to the direction of rotation 18 of the impeller 8. In addition, it is also possible to design the flow stopping stage 20 with a variable height H, for example with a height increasing in the direction of rotation 18 of the impeller 8. For the formation of the flow separation stage 20 or the separation edge 22, it is particularly advantageous that it has a sufficient length to largely avoid noise. This is caused in particular by the fact that the fluid accelerated by the impeller 8 flows along the housing 14 until it reaches the flow separation stage 20 and is forced there to flow into the outflow channel 24 via the stage in accordance with the arrows 32. The accelerated fluid is diverted, braked and / or swirled by the flow separation stage 20, in particular with the separation edge 22, and, in a surprisingly effective manner, flow noises from the turbine, in particular in the upper frequency range (“whistling tones”), are avoided.
Das Gehäuse 2 der erfindungsgemäßen Gebläseeinrichtung ist vorzugsweise ein Integralbauteil, wie beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgußteil oder ein Aluminium- Druckgußteil. Es sind jedoch auch abweichende Gehäusekonstruktionen für die erfindungsgemäße Gebläseeinrichtung möglich. Das Laufrad 8 ist vorzugsweise als Radialrad, insbesondere mit rückwärts gekrümmten Schaufeln ausgebildet zum Beschleunigen und/oder Verdichten von Fluiden, das über eine Antriebseinrichtung, wie beispielsweise einen Elektromotor antreibbar ist. Die Antriebseinrichtung für das Laufrad kann sowohl innerhalb wie auch außerhalb des Gehäuses 2 vorgesehen sein. Der Elektromotor kann als bürstenloser Motor ausgebildet sein und ggf. Sensoren, z. B. Hall-Effektsensoren zur Erfassung der Drehzahl aufweisen.The housing 2 of the blower device according to the invention is preferably an integral component, such as a plastic injection molded part or an aluminum die cast part. However, different housing constructions are also possible for the blower device according to the invention. The impeller 8 is preferably designed as a radial wheel, in particular with backward curved blades for accelerating and / or compressing fluids, which can be driven by a drive device, such as an electric motor. The drive device for the impeller can be provided both inside and outside the housing 2. The electric motor can be designed as a brushless motor and possibly sensors, for. B. Hall effect sensors for detecting the speed.
Um die Schallemission der erfindungsgemäßen Gebläseeinrichtung weiter zu reduzieren, ist es möglich, insbesondere am oder im Gehäuse 2 Schalldämmmittel vorzusehen. Ein derartiges Schalldämmmittel ist vorzugsweise aus einem Schaumstoffmaterial oder einem Weichstoffmaterial gebildet.In order to further reduce the noise emission of the blower device according to the invention, it is possible to provide 2 soundproofing means in particular on or in the housing. Such a soundproofing means is preferably formed from a foam material or a soft material.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform des Gebläsegehäuses ist zur Aufnahme des Laufrades (Fig. 3, Bezugszeichen 8) eine Ausnehmung
vorgesehen, die eine axiale Tiefe L aufweist, die größer ist, als die axiale Tiefe t des Laufrades 8.In the embodiment of the blower housing shown in FIG. 4, there is a recess for receiving the impeller (FIG. 3, reference number 8) provided which has an axial depth L which is greater than the axial depth t of the impeller 8.
Die Ausnehmung ist von einer Bodenfläche 4 begrenzt, welcher die bereits in Verbindung mit Fig. 1 angesprochene Ansaugöffnung 6 aufweist. Im zusammengebauten Zustand der Gebläseeinrichtung ist das Laufrad derart in der Ausnehmung angeordnet, daß sich dieses in einem zwischen der Bodenfläche 4 und dem axialen Höhenniveau der Abrißkante 22 definierten Axialbereich befindet. In einem von dem Laufrad axial beabstandeten Axialniveau befindet sich eine Durchgangsöffnung Z, über welche das geförderte Gas in den Ausströmkanal 24 abströmen kann.The recess is delimited by a bottom surface 4, which has the suction opening 6 already mentioned in connection with FIG. 1. In the assembled state of the blower device, the impeller is arranged in the recess in such a way that it is located in an axial region defined between the bottom surface 4 and the axial height level of the tear-off edge 22. In an axial level axially spaced from the impeller there is a through opening Z, through which the conveyed gas can flow out into the outflow channel 24.
Das durch das Laufrad geförderte Gas überströmt, um in den Ausströmkanal 24 zu gelangen, die Stufe 20, bzw. deren oberste Abrißkante 22. Hierdurch wird eine überraschend effektive Auslöschung der durch das Laufrad hervorgerufenen Strömungsgeräusche, bzw. eine Ausbreitung derselben in den Ausströmkanal 24 verhindert. Oberhalb der Abrißkante 22 weicht die Umfangswand 16 entlang einer Spiralbahn radial nach außen zurück und geht hierbei unmittelbar in einen entsprechenden Wandungsabschnitt des Ausströmkanales 24 über. Hinter der Strömungsabrißkante 22 befindet sich bei der hier dargestellten Ausführungsform eine schräg abfallende Wandung 34, die ebenfalls in eine den Ausströmkanal 24 begrenzende Wandung übergeht.The gas conveyed by the impeller overflows in order to get into the outflow channel 24, the step 20, or its top tear-off edge 22. This prevents the flow noise caused by the impeller from being surprisingly effectively extinguished or from spreading into the outflow channel 24 . Above the tear-off edge 22, the circumferential wall 16 recedes radially outward along a spiral path and in this case merges directly into a corresponding wall section of the outflow channel 24. In the embodiment shown here, behind the flow separation edge 22 there is a sloping wall 34 which also merges into a wall delimiting the outflow channel 24.
Die Gehäusewand 14 ist mit Verrastungseinrichtungen 35, 36 versehen, über welche entsprechend komplementäre Deckelelemente unmittelbar mit dem Gehäuse 2 verrastet werden können. Die Axialposition des Laufrades wird hierbei durch Anschlagelemente 37, 38 festgelegt, an welchen ein nachfolgend noch unter Bezugnahme auf Fig. 6 näher erläutertes Deckelelement anschlägt.The housing wall 14 is provided with latching devices 35, 36, via which corresponding complementary cover elements can be latched directly to the housing 2. The axial position of the impeller is determined here by stop elements 37, 38 against which a cover element, which will be explained in more detail below with reference to FIG. 6, strikes.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform weist die zur Aufnahme des Laufrades vorgesehene Ausnehmung nahezu die dreifache axiale Tiefe L auf, wie das Laufrad 8. Das Laufrad 8 ist hier als Radiallaufrad ausgebildet und weist eine
Vielzahl von rückwärts gekrümmten Schaufelkanälen auf. Die Schaufelkanäle sind vorzugsweise unter einer vorbestimmten Ungleich-Teilung ausgebildet, um Resonanzerscheinungen noch weiter vorzubeugen. Die Innenumfangswandung der Ausnehmung kann aufgerauht ausgebildet sein, um das Schallabsorptionsvermögen dieser Wandung noch weiter zu steigern. Es ist auch möglich, eine Vielzahl von Mikrovorsprüngen auszubilden, wodurch ebenfalls das Schallschluckverhalten der entsprechenden Wandung noch weiter verbessert wird.In the embodiment shown here, the recess provided for receiving the impeller has almost three times the axial depth L as the impeller 8. The impeller 8 is designed here as a radial impeller and has a Large number of backward curved blade channels. The blade channels are preferably formed with a predetermined unequal division in order to prevent resonance phenomena even further. The inner peripheral wall of the recess can be roughened in order to further increase the sound absorption capacity of this wall. It is also possible to form a multiplicity of micro-projections, which likewise further improves the sound-absorbing behavior of the corresponding wall.
In Fig. 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Zustrombereiches der Gebläseeinrichtung dargestellt. Die Zuströmung zu der hier im wesentlichen zentral angeordneten Ansaugöffnung 6 erfolgt entlang eines ebenfalls spiralartig gewundenen Ansaugweges X, der durch integral mit dem Gehäuse 2 ausgebildete Wandungen definiert ist. Die zur Zuströmseite hin weisende Umfangsbereich der Ansaugöffnung 6 ist hier gerundet ausgebildet, wodurch eine besonders geräuscharme Zuströmung der angesaugten Luft unmittelbar in einen Zentrumsbereich des Laufrades erreicht wird. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die den Strömungsweg X begrenzende Wandung des Gehäuses 2 zusätzlich mit einem schallabsorbierenden Schau mstoffmaterial ausgekleidet, wodurch eine Ausbreitung der Laufgeräusche der Gebläseeinrichtung zum Ansaugkanal 39 hin vermieden ist. Die unmittelbar der Ansaugöffnung 6 benachbarte, den Ansaugweg X begrenzende Wandung 40 ist derart abgeschrägt ausgebildet, daß diese in Strömungsrichtung zur Bodenplatte 4 hin ausläuft.5 shows a preferred embodiment of the inflow area of the blower device. The inflow to the essentially centrally arranged suction opening 6 takes place along a likewise spiral-shaped suction path X, which is defined by walls formed integrally with the housing 2. The circumferential region of the intake opening 6 pointing toward the inflow side is rounded here, as a result of which a particularly low-noise inflow of the intake air is achieved directly into a central region of the impeller. In the embodiment shown here, the wall of the housing 2 delimiting the flow path X is additionally lined with a sound-absorbing foam material, thereby preventing the running noise of the blower device from spreading to the intake duct 39. The wall 40 directly adjacent to the suction opening 6 and delimiting the suction path X is designed so as to be chamfered so that it runs out in the direction of flow towards the base plate 4.
In Fig. 6 ist ein Deckelelement dargestellt, das mit der in Fig. 4 durch das Bezugszeichen 35 gekennzeichneten Verrastungseinrichtung in Eingriff bringbar ist. Dieses Deckelement 41 ist mit einer hier durch wabenartige Stege ausgebildeten Verstärkungsstruktur versehen, wodurch zum einen eine hinreichend starre Aufhängung der Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) erreicht wird, und zum anderen Schwingungen des Deckelelementes unterdrückt werden. Das Deckelelement 41 weist eine Motoraufnahmeöffnung 42 auf, welche von einer Vielzahl Klauenelemente 43 umsäumt ist, die in eine motorseitig vorgesehene Ausnehmung in verrastender Weise eintreten können. Das Deckelelement weist
bei der hier dargestellten Ausführungsform einen radial auskragenden Deckelabschnitt 44 auf, in welchem eine beim montierten Deckelelement 41 in den Ausströmkanal 24 hinein abfallende Rampe definiert ist. In ihrem unmittelbar dem Ausströmabschnitt 24 benachbarten Ende ist die Rampe 45derart ausgebildet, daß diese den in Fig. 4 durch den Buchstaben s angedeuteten Überstand ausgleicht, so daß auch hinsichtlich der Kanaloberseite eine im wesentlichen glatte Zuströmung gegeben ist.FIG. 6 shows a cover element which can be brought into engagement with the latching device identified by reference number 35 in FIG. 4. This cover element 41 is provided with a reinforcement structure formed here by honeycomb-like webs, which on the one hand achieves a sufficiently rigid suspension of the drive device (not shown) and on the other hand suppresses vibrations of the cover element. The cover element 41 has a motor receiving opening 42, which is surrounded by a plurality of claw elements 43, which can enter into a recess provided on the motor side in a latching manner. The cover element has in the embodiment shown here, a radially projecting cover section 44, in which a ramp falling into the outflow channel 24 when the cover element 41 is mounted is defined. In its end immediately adjacent to the outflow section 24, the ramp 45 is designed such that it compensates for the protrusion indicated by the letter s in FIG. 4, so that there is also a substantially smooth inflow with respect to the upper side of the channel.
In Fig. 7 ist stark vereinfacht der Strömungsweg des angesaugten und über das Laufrad geförderten Gases nochmals dargestellt. Wie erkennbar, verläuft dieser Strömungsweg von dem Ansaugkanal 39 entlang einer Spiralbahn durch die Ansaugöffnung 6 hindurch unter Überströmung deren gerundeter Umfangskante. Nach Durchlauf durch die Ansaugöffnung 6 erstreckt sich der Strömungsweg durch das Laufrad 8 hindurch und wird dann durch die Umfangswandung 16, bzw. die Stufe 22 in axialer Richtung abgelenkt und verläuft anschließend über die Abrißkante 22. Hinter der Abrißkante 22 fließt das nunmehr unter Überdruck stehende Gas entlang der abfallenden Wandung 34 in den Abströmkanal 24 ab. Die Einströmung in den Abströmkanalabschnitt 24 wird auch durch die hier ebenfalls angedeutet schräg abfallende Rampe 45 unterstützt.In Fig. 7, the flow path of the sucked in gas and conveyed via the impeller is shown again in a highly simplified manner. As can be seen, this flow path runs from the intake duct 39 along a spiral path through the intake opening 6 and overflows the rounded peripheral edge thereof. After passing through the suction opening 6, the flow path extends through the impeller 8 and is then deflected in the axial direction by the circumferential wall 16 or the step 22 and then runs over the tear-off edge 22. Behind the tear-off edge 22, the now under pressure flows Gas along the sloping wall 34 into the outflow channel 24. The inflow into the outflow channel section 24 is also supported by the ramp 45, which is also indicated here and slopes away.
Wie aus der Darstellung gem. Fig. 7 deutlich hervorgeht, befindet sich das Laufrad innerhalb des Gehäuses 2 in einem ersten Axialabschnitt a1 , wogegen die Abströmung des geförderten Gases in den Abströmkanal 24 über einen Öffnungsbereich erfolgt, der sich in einem zweiten Axialabschnitt a2 befindet. In dem ersten Axialabschnitt a1 ist eine Stufe 20 ausgebildet, die eine unmittelbare radiale Abströmung des Gases aus dem Laufrad 8 in den Abströmkanal 24 verhindert. Das Laufrad 8 ist damit unter Belassung eines hinreichenden Umfangs- spaltes in einer tassenartigen Ausnehmung aufgenommen, in welcher eine weitgehende Auslöschung der durch das Laufrad 8 hervorgerufenen Strömungsgeräusche erreicht wird.
As shown in the illustration 7 clearly shows, the impeller is located within the housing 2 in a first axial section a1, whereas the outflow of the conveyed gas into the outflow channel 24 takes place via an opening area which is located in a second axial section a2. A step 20 is formed in the first axial section a1, which prevents a direct radial outflow of the gas from the impeller 8 into the outflow channel 24. The impeller 8 is thus accommodated in a cup-like recess while leaving a sufficient circumferential gap, in which extensive extinguishing of the flow noises caused by the impeller 8 is achieved.
Claims
1. Gebläseeinrichtung mit: einem Gehäuse (2), mindestens einem darin aufgenommenen Laufrad (8), einer Ansaugöffnung (6) und - einem Ausströmkanal (24), wobei in dem Gehäuse (2) im Zusammenspiel mit dem Laufrad (8) ein Strömungsweg definiert ist, der von einem ersten, die Ansaugöffnung (6) aufweisenden Axialniveau (12) des Gehäuses (2) über eine Stufe (20) in den Ausströmkanal (24) verläuft.1. Blower device with: a housing (2), at least one impeller (8) accommodated therein, a suction opening (6) and - an outflow channel (24), a flow path in the housing (2) in cooperation with the impeller (8) is defined, which extends from a first axial level (12) of the housing (2) with the suction opening (6) via a step (20) into the outflow channel (24).
2. Gebläseeinrichtung, nach Anspruch 1 , wobei das Gehäuse (2) eine Umfangswand (14) aufweist, die in ihrem Verlauf einer sich in Drehrichtung des Laufrades radial erweiternden Spiralbahn folgt.2. Blower device according to claim 1, wherein the housing (2) has a peripheral wall (14) which follows in its course a radially expanding in the direction of rotation of the impeller spiral path.
3. Gebläseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Umfangswand (14) in Radialrichtung entlang einer logarithmischen Spirale verläuft.3. Blower device according to claim 1 or 2, wherein the peripheral wall (14) extends in the radial direction along a logarithmic spiral.
4. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ausströmkanal (24) ein Fortsatz des spiralförmigen Gehäuses (2, 14) ist.4. Blower device according to one of claims 1 to 3, wherein the outflow channel (24) is an extension of the spiral housing (2, 14).
5. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Stufe (20) eine Strömungsabrißkante (22) aufweist.5. Blower device according to one of claims 1 to 4, wherein the step (20) has a flow separation edge (22).
6. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Stufe (20) eine Höhe (H) aufweist, die wenigstens der axialen Höhe des Laufrades entspricht.6. Blower device according to one of claims 1 to 5, wherein the step (20) has a height (H) which corresponds at least to the axial height of the impeller.
7. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Strömungs-Abrißstufe (20) sich zwischen dem größten und kleinsten Radius (rmaX, rmin) der Gehäusespirale (14) in der Laufrichtung (18) des Turbinenrades (8) erstreckt.7. Blower device according to one of claims 1 to 6, wherein the flow separation stage (20) is between the largest and smallest radius (r m a X , r min ) of the housing spiral (14) in the running direction (18) of the turbine wheel (8).
8. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (8) in einer Ausnehmung versenkt angeordnet ist und die Abströmung aus der Ausnehmung in den Ausströmkanal (24) über eine Überströmkante (K) erfolgt, die im wesentlichen auf dem axialen Höhenniveau der benachbarten Laufradumfangskante verläuft.8. Blower device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the impeller (8) is arranged sunk in a recess and the outflow from the recess into the outflow channel (24) via an overflow edge (K), which essentially on the axial level of the adjacent impeller peripheral edge.
9. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Strömungs-Abrißstufe (20) auf einem im wesentlichen konstanten axialen Höhenniveau (H) verläuft.9. Blower device according to one of claims 1 to 8, wherein the flow separation stage (20) extends at a substantially constant axial height level (H).
10. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ansaugöffnung (6) an einer ersten Gehäuseseite (4) und der Ausströmkanal (24) an einer durch das Turbinenrad (8) abgetrennten zweiten Seite des Gehäuses (2,14) ausgebildet ist.10. Blower device according to one of claims 1 to 9, wherein the suction opening (6) is formed on a first housing side (4) and the outflow channel (24) on a second side of the housing (2, 14) separated by the turbine wheel (8) .
11. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei im und/oder am Gehäuse (2, 14) Schalldämmmittel vorgesehen sind.11. Blower device according to one of claims 1 to 10, wherein in and / or on the housing (2, 14) soundproofing means are provided.
12. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei das Gehäuse (2, 14) ein integrales Bauteil ist.12. Blower device according to one of claims 1 to 1 1, wherein the housing (2, 14) is an integral component.
13. Gebläseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Gehäuse (2, 14) ein Kunststoff-Spritzgußteil oder Aluminium-Druckgußteil ist.13. Blower device according to one of claims 1 to 12, wherein the housing (2, 14) is a plastic injection molded part or aluminum die-cast part.
14. Gebläseeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Laufrad in einer Ausnehmung aufgenommen ist, deren axiale Tiefe (L) größer ist, als die axiale Tiefe (t) des Laufrades (8), wobei die Ausnehmung von einer Umfangswandung begrenzt ist, die sich in Laufrad-Drehrichtung radial erweitert, und in einem Übergangsbereich zum Ausströmkanal eine Austrittsöffnung vorgesehen ist, die sich auf einem von dem Laufrad (8) axial versetzten Axialniveau (a2) befindet.14. Blower device according to at least one of claims 1 to 13, wherein the impeller is received in a recess, the axial depth (L) is greater than the axial depth (t) of the impeller (8), the recess being delimited by a peripheral wall is, which widens radially in the direction of rotation of the impeller, and one in a transition region to the outflow channel Outlet opening is provided, which is located at an axial level (a2) axially offset from the impeller (8).
15. Gebläseeinrichtung insbesondere nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, mit: einem Gehäuse (2), mindestens einem darin aufgenommenen Laufrad (8), und einer Antriebseinrichtung zum Antrieb des Laufrades, wobei in einem stromaufwärts des Laufrades (8) liegenden Ansaugbereich in dem Gehäuse (2) ein Ansaugströmungsweg festgelegt ist der sich entlang einer spiralartig gewundenen Bahn zu einer Ansaugöffnung (6) hin erstreckt.15. Blower device in particular according to at least one of claims 1 to 14, with: a housing (2), at least one impeller (8) accommodated therein, and a drive device for driving the impeller, wherein in a suction area located upstream of the impeller (8) an intake flow path is defined in the housing (2) and extends along a spiral winding path to an intake opening (6).
16. Gebläseeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Gehäuse (2) eine topfartigen Druckkammereinrichtung und eine topfartige Saugkammereinrichtung definiert die über einen gemeinsame Bodeneinrichtung (4) aneinander angrenzen, und in der Bodeneinrichtung (4) eine Ansaugöffnung (6) ausgebildet ist über welche eine Gasströmung von der Saugkammereinrichtung in die Druckkammereinrichtung ermöglicht ist.16. Blower device according to at least one of claims 1 to 15, wherein the housing (2) defines a pot-like pressure chamber device and a pot-like suction chamber device which adjoin one another via a common bottom device (4), and a suction opening (6) is formed in the bottom device (4) is via which a gas flow from the suction chamber device into the pressure chamber device is made possible.
17. Gebläseeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der beiden Kammereinrichtungen jeweils ein Deckelelement vorgesehen ist.17. Blower device according to claim 16, characterized in that a cover element is provided for each of the two chamber devices.
18. Gebläseeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelelement der Saugkammereinrichtung auf seiner der Kammereinrichtung zugewandten Deckelinnenseite mit einer schallabsorbierenden Auskleidung versehen ist.18. Blower device according to claim 17, characterized in that the cover element of the suction chamber device is provided with a sound-absorbing lining on its cover inner side facing the chamber device.
19. Gebläseeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Saugkammereinrichtung ein sich in19. Blower device according to at least one of claims 1 to 18, characterized in that in the suction chamber device itself
Strömungsrichtung spiralartig zur Ansaugöffnung (6) einwärts gekrümmter Strömungsweg definiert ist, und daß in der Druckkammereinrichtung im Zusammenspiel mit dem Gehäuse (2) ein sich in Strömungsrichtung radial spiralartig aufweitender Strömungsweg definiert ist.Flow direction is defined spirally to the suction opening (6) inwardly curved flow path, and that in the pressure chamber device in Interaction with the housing (2) defines a flow path that widens radially in a spiral in the flow direction.
20. Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemgases unter Überdruck, mit einer Gebläseeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 1? 20. Device for supplying a breathing gas under positive pressure, with a blower device according to at least one of claims 1 - 1?
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