EP1703139B1

EP1703139B1 - Radialgebläse

Info

Publication number: EP1703139B1
Application number: EP06004223A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Tungl; Roland Keber
Original assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Current assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: EP1703139A1; US8257034B2; DE502006008789D1; US20060204382A1; ATE497109T1; DE202005004180U1; ES2360580T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse mit einem ein Seitenteil und ein topfartiges Gehäuseteil aufweisenden Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Lüfterrad, mit sich radial erstreckenden Schaufeln.
Derartige Vorrichtungen zum Fördern von gasförmigen Medien werden in der Regel eingesetzt in Vorrichtungen, die einen großen Strömungswiderstand besitzen. Es kann sich dabei um keramische Flächenbrenner handeln, die in der neuesten Entwicklung in Gaskesseln verwendet werden. Derartige Gasheizkessel weisen einen Strömungswiderstand in der Größenordnung von 200 Paskal und mehr auf. Zur Überwindung des großen Strömungswiderstands ist man bestrebt, möglichst steile Druckvolumen-Stromkennlinien bei einem Radialgebläse zu erzeugen.
Radialgebläse der genannten Gattung sind im Stand der Technik bekannt. So ist in der EP 0 410 271 A2 eine Vorrichtung zum Fördern eines gasförmigen Mediums bekannt, bei dem das Gehäuseteil eine Halterung für den Elektromotor aufweist und das Seitenteil mit einer Einlassöffnung für den Zustrom der Gebläseluft versehen ist.
Die Druckschrift US 2004/0062646 A1 , die als nächstliegenden Stand der Technik angesehen wird, offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radialgebläse anzugeben, das bei möglichst gleicher Leistung besonders raumsparend, kostengünstig und einfach herzustellen ist.
Die Aufgabe wird bei einem Gebläse der genannten Gattung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht daher vor, ein Radialgebläse mit einem ein Seitenteil und ein topfartiges Gehäuseteil aufweisendes Gehäuse zu schaffen, mit einem darin angeordneten Lüfterrad, einem am Seitenteil angeordneten Elektromotor und mit einem von Gehäuseteil und Seitenteil gebildeten Druckraum, der mit dem Lüfterrad-Raum zwischen den Schaufeln im Querschnitt eine Düse nach Art einer Venturi-Düse bildet, wobei das Verhältnis größte Schaufelhöhe (H) / größter Durchmesser (D) der Spirale im Wesentlichen zwischen H/D = 0,08 und H/D = 0,3 beträgt. Durch die besondere Gestaltung der Druckraumgeometrie und der Auslegung der Schaufeln des Lüfterrads im Verhältnis zum Durchmesser der Spirale des Druckraums, werden die gewünschten Leistungen in hervorragender Weise erreicht. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis H/D = 0,1, besonders bevorzugt beträgt jedoch das Verhältnis H/D = 0,12. Dies entspricht bei einer konstruktiven Ausgestaltung einem größten Durchmesser von ca. 145,3 mm bei einer Schaufelhöhe von 18 mm.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Gehäuseteil und/oder im Seitenteil Ausformungen ausgebildet sind, durch die sich der spiralenförmige Druckraum kontinuierlich dreidimensional erweitert.
Vorzugsweise ist die Ausformung im Gehäuseteil größer als im Seitenteil. Durch die Wahl der Gehäusegestalt und die Anordnung der größeren Ausformung im Gehäuseteil ergibt sich die Möglichkeit, auf der dem Motor abgewandten Seite des GebläseGehäuses in gewünschter Weise Ausformungen anzubringen, ohne dass eine räumliche Einschränkung gegeben wäre.
Günstigerweise wird das Verhältnis Höhe/Durchmesser des Gehäuses zwischen 1:7 und 1:9 gewählt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verhältnis Höhe/Durchmesser des Gehäuses 1:8 beträgt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einer Drehzahl von n = 5250 ein Luftvolumenstrom von 11 L/s geliefert wird. Dabei ergibt sich eine Luftleistungskennzahl von pa = 1050 (Druck), der bei einer Drehzahl von 5250 und dem genannten Luftvolumenstrom von 11 L/s eine Wellenleistung von ca. 21 W erfordert. Dies ist im Vergleich zum Stand der Technik ein sehr niedriger Wert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass die Ebene des Anschlusses am Ausblaskanal des Gehäuses in einem Winkel α≤90° zur Ausblasrichtung (Pfeil A) steht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Winkel zwischen 90° und 83° liegt, wobei besonders bevorzugt α = 86,4° beträgt.
Eine günstige Ausführungsform kann vorsehen, dass der Ausblaskanal am Gehäuseteil ausgebildet ist.
Von besonderem Vorteil ist, dass das Gehäuse eine in den Druckraum hinein ragende Zunge aufweist. Dabei ist es günstig, dass die Zunge am Gehäuseteil in Form einer Rampe ausgebildet ist, die auf der Seitenwand des Gehäuseteils in Strömungsrichtung ansteigt. Durch die Anbringung einer Zunge wird der Druckraum im Ausblasbereich gegen das Lüfterrad abgeschirmt, so dass Druckverluste reduziert werden können.
Bei einer anderen Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, dass die Zunge am Seitenteil in Form einer Rampe ausgebildet ist und in Strömungsrichtung zum Gehäuseteil hin ansteigt. Durch die Ausbildung der Zunge als Rampe kann der Spalt zwischen Lüfterrad und Seitenwand des Gehäuseteils verringert werden, ohne dass es zu einem Ansteigen des Geräuschpegels kommt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gebläses kann vorgesehen sein, ein Lüfterrad mit einer Nabe und einer vorderen Deckscheibe zu verwenden, wobei dann die Schaufeln des Lüfterrads lediglich an der Nabe und der Deckscheibe gehalten sind. Eine rückwärtige Trägerscheibe kann entfallen. Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Herstellung des Lüfterrads und somit des Radialgebläses insgesamt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht eines Radialgebläses,
Fig. 2: eine Forderansicht auf das Radialgebläse mit Motor und Anschlussflansch,
Fig. 3: eine schematische Darstellung mit Druckraum, und
Fig. 4: eine schematische Darstellung der Zuordung Lüfterrad-Raum - Druckraum im Schnitt.

In Fig. 1 ist ein Radialgebläse in Seitenansicht dargestellt, das ein Gehäuse 4 aufweist, in dem ein Lüfterrad 5 aufgenommen ist. Das Gehäuse 4 besteht aus einem Seitenteil 2 und einem topfartigen Gehäuseteil 3. An dem Seitenteil 2 ist ein Elektromotor 7 schwingungsgedämpft gehalten, der über seine Motorwelle das Lüfterrad 5 antreibt. Das Gehäuse weist einen, in Verbindung mit Fig. 3 näher beschriebenen Druckraum 8 auf. Das Lüfterrad 5 bildet zusammen mit dem Druckraum 8, wie ebenfalls in Fig. 3 näher erläutert, eine idealisierte Venturi-Düse, wobei der engste Querschnitt dieser Venturi-Düse im Übergang zwischen Lüfterrad und Gehäuse liegt.
Im Gehäuseteil 3 und/oder im Seitenteil 2 sind Ausformungen 19 ausgebildet, durch die sich der spiralenförmige Druckraum 8 kontinuierlich dreidimensional erweitert.
Die Ausformung 19 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Gehäuseteil 3 größer als im Seitenteil 2.
In Fig. 2 ist eine Forderansicht des Radialgebläses dargestellt. Das Gebläse einen Ausblaskanal 13 und eine Ansaugöffnung 20 auf. Wie in der Ansaugöffnung zu erkennen ist, handelt es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um ein Lüfterrad mit rückwärts gekrümmten Schaufeln. Am freien Ende des Ausblaskänals 13 ist ein Anschluss 12 in Form eines Flansches 12 vorgesehen. Die Ebene 11 des Anschlusses 12 bildet im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der theoretischen Ausblasrichtung - Pfeil A - einen Winkel α ≤ 90°. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel α = 86,4°. Durch diese Anordnung wird der austretende Luftstrom noch weiter druckvermindernd geführt, da durch die winkelmäßige Anordnung zwischen Kanalfortsetzung und Ausblaskanal die Spiralkontur des Gebläses fortgesetzt wird. Hiermit geht gleichzeitig eine Druckerhöhung einher. In der zeichnerischen Darstellung laufen die theoretische Ausblasrichtung - Pfeil A - und die Seitenwand 16 des Kanals - durch zwei Parallelstriche gekennzeichnet - parallel zueinander. Ebenso - verlaufen die senkrechte Mittelachse des Gebläses und die Ebene 11 parallel zueinander.
In Fig. 3 ist schematisch das Gebläse-Gehäuse 4 dargestellt, in dem das Lüfterrad 5 eingesetzt ist. Der spiralförmige Druckraum wird im Bereich des Ausblaskanals 13 durch die Zunge 14 gegen das Lüfterrad 5 abgeschirmt. In dieser Darstellung ist mit β = 3,6° der Komplementärwinkel zu dem Winkel α eingezeichnet.
Erfindungsgemäß beträgt das Verhältnis H (größte Schaufelhöhe) zu D (Durchmesser der Spirale) im dargestellten Ausführungsbeispiel 0,12. Es hat sich während Testserien herausgestellt, dass Abweichungen von diesem Verhältnis noch brauchbare Ergebnisse liefern, jedoch ist der Wert 0,12 bei einem Spiraldurchmesser von 145,3 mm und einer geforderten Volumenstromkennzahl von 11 I/s das optimale Maß. Diese Leistung wird erreicht bei einer Drehzahl von 5250 U/min und einer Wellenleistung von 21 W.
In Fig. 4 ist schematisch das Venturi-Düsen-Prinzip wiedergegeben, wobei der Bereich 9 als Lüfterrad-Raum zusätzlich zur Drehzahl des Lüfterrads durch die konstruktive Gestaltung, eine weitere Beschleunigung des Luftstroms bewirkt, wohingegen der Druckraum 8 die Druckerhöhung und Beruhigung des Luftstroms herbeiführt.
Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist, wie schematisch in Fig. 4 wiedergegeben, das Lüfterrad 5 mit einer Nabe 17 versehen, wobei die Schaufeln 6 an der Nabe 17 und an einer Deckscheibe 18 gehalten sind. Es versteht sich, dass entsprechend gewünschter Leistungsanforderungen auch andere Lüfterräder Verwendung finden können.

Bezugszeichenliste:

1: Radialgebläse
2: Seitenteil
3: topfartiges Gehäuseteil
4: Gehäuse
5: Lüfterrad
6: Schaufeln
7: Elektromotor
8: Druckraum
9: Lüfterrad-Raum
10: Düse
11: Ebene des Anschlusses 12
12: Anschluss
13: Ausblaskanal
Pfeil A: Ausblasrichtung
14: Zunge
15: Rampe
16: Seitenwand des Gehäuseteils 3
17: Nabe
18: Deckscheibe

Claims

Radialgebläse (1) mit einem ein Seitenteil (2) und ein topfartiges Gehäuseteil (3) aufweisenden Gehäuse (4), einem darin angeordnetem Lüfterrad (5) mit sich radial erstreckenden Schaufeln (6), einem am Seitenteil angeordneten Elektromotor (7) und mit einem von Gehäuseteil und Seitenteil gebildeten Druckraum (8), dadurch gekennzeichnet dass der Druckraum mit dem Lüfterrad-Raum zwischen den Schaufeln (6) im Querschnitt eine Düse (8') nach Art einer Venturi-Düse bildet, und das Verhältnis größte Schaufelhöhe (H)/größter Durchmesser (D) der Spirale im wesentlichen zwischen H/D = 0,08 und H/D = 0,3 beträgt.
Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis größte Schaufelhöhe (H)/größter Durchmesser (D) der Spirale vorzugsweise im wesentlichen H/D = 0,1, besonders bevorzugt H/D = 0,12 beträgt.
Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseteil (3) und/oder im Seitenteil (2) Ausformungen (19) ausgebildet sind, durch die sich der spiralenförmige Druckraum (8) kontinuierlich dreidimensional erweitert.
Radialgebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (19) im Gehäuseteil (3) größer ist als im Seitenteil (2).
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Höhe/Durchmesser des Gehäuses (4) zwischen 1:7 und 1:9 beträgt
Radialgebläse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Höhe/Durchmesser des Gehäuses (4) im wesentlichen 1:8 beträgt.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Drehzahl von ca. n=5250 ein Luftvolumenstrom von ca. 11 l/s geliefert wird.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleistungskennzahlen l/s= 11 (Volumenstrom) und Pa=1050 (Druck) bei einer Drehzahl n=5250 und einer Wellenleistung von ca. 21 W erzielt werden.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (11) des Anschlusses (12) am Ausblaskanal (13) des Gehäuses (4) in einem Winkel α ≤ 90° zur Ausblasrichtung (Pfeil A) steht.
Radialgebläse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene des Anschlusses (12) am Ausblaskanal (13) des Gehäuses (4) in einem Winkel 90° > α ≥ 83°, vorzugsweise α = 86,4° zur Ausblasrichtung (Pfeil A) steht.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausblaskanal (13) am Gehäuseteil (3) ausgebildet ist.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) eine in den Druckraum (8) hinein ragende Zunge (14) aufweist.
Radialgebläse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (14) am Gehäuseteil (3) in Form einer Rampe (15) ausgebildet ist, die auf der Seitenwand (16) des Gehäuseteils (3) in Strömungsrichtung ansteigt.
Radialgebläse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (14) am Seitenteil (2) in Form einer Rampe (15) ausgebildet ist und in Strömungsrichtung zum Gehäuseteil (3) hin ansteigt.
Radialgebläse nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (5) eine Nabe (17) und mindestens eine Deckscheibe (18) aufweist.
Radialgebläse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Deckscheibe (18) an dem Lüfterrad (5) vorhanden ist, und die Schaufeln (8) nur an der Nabe (17) und an der einzigen Deckscheibe (8) gehalten sind.