EP2333348B1 - Radiallüftergehäuse - Google Patents

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EP2333348B1
EP2333348B1 EP10192128.6A EP10192128A EP2333348B1 EP 2333348 B1 EP2333348 B1 EP 2333348B1 EP 10192128 A EP10192128 A EP 10192128A EP 2333348 B1 EP2333348 B1 EP 2333348B1
Authority
EP
European Patent Office
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radial fan
air
fan
radial
housing device
Prior art date
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Not-in-force
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EP10192128.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2333348A2 (de
EP2333348A3 (de
Inventor
Matthias Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle Behr GmbH and Co KG filed Critical Mahle Behr GmbH and Co KG
Publication of EP2333348A2 publication Critical patent/EP2333348A2/de
Publication of EP2333348A3 publication Critical patent/EP2333348A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2333348B1 publication Critical patent/EP2333348B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4226Fan casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444Bladed diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663Sound attenuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/52Outlet

Definitions

  • the invention relates to a radial fan housing device having at least one radial fan receiving space and at least one Luftabtechnologieö réelle, wherein the at least one radial fan receiving space with the at least one Vietnameseabtechnologieö réelle forms a housing tongue.
  • the invention further relates to a radial fan with at least one radial fan.
  • the invention relates to a vehicle air conditioning system, in particular an automotive air conditioning system.
  • blowers or fans are known, which are also used in practice. Typical designs are, for example, axial fans or radial fans.
  • blowers or fans are used is the ventilation or air conditioning of substantially closed rooms, such as, for example, of building interiors or vehicle interiors.
  • substantially closed rooms such as, for example, of building interiors or vehicle interiors.
  • a particularly frequent field of use are interior spaces of motor vehicles.
  • Ventilation or air-conditioning of closed interiors generally requires a high level of comfort. With these comfort requirements, the lowest possible operating noise of the system is desired. For this reason, in the air conditioning of closed interiors mostly radial fans are used, since they have compared to axial fans usually a lower operating noise (even if axial fans, for example, in terms of size and / or the air flow rate radial fans are often superior).
  • a radial fan with integrated control unit in which the housing is in the form of a spiral housing containing a controlled by a control unit electric motor which drives a radial fan, which is intended to inject air into the volute, which in a predetermined range at least includes a baffle having a curvature.
  • the control unit is arranged such that it is at least partially integrated in the deflection wall.
  • a radial fan which has a spiral housing, which at least in the area the spiral inlet is formed metallic and in this region has on its inside parallel to the air flow extending cooling fins.
  • the control or regulating electronics receiving housing is in thermal connection with the part containing the cooling fins of the spiral housing.
  • the US 3,794,439 A discloses a radial fan housing device having a louver and a fan blade.
  • the louver is arranged opposite the fan tongue.
  • the object of the invention is therefore to propose an improved radial fan housing device in comparison with radial ventilator housing devices known in the prior art.
  • a radial fan housing device for this purpose, the at least one radial fan receiving space and at least one Luftab technologicalö réelle wherein the at least one radial fan receiving space with the at least one air discharge opening forms a housing tongue such that at least one air guiding device is arranged in the radial fan receiving space.
  • the inventors have discovered to their own surprise that such an arrangement of louvers in the actual radial fan receiving space can cause a significant noise reduction, with a noise reduction can occur especially in the low frequency range. In particular, usually with relatively small louvers large noise reduction effects can be achieved.
  • the guide elements are usually arranged in a region of the radial fan housing device, which is arranged between the actual, usually spirally formed housing wall of the radial fan receiving space and the area in which the radial fan is in the assembled state of the radial fan housing device.
  • the air guide elements can also be made particularly small, which among other things can also have particularly great advantages in terms of the efficiency of the finished radial fan.
  • louvers along the height extent of the radial fan housing device basically arranged at any location can be (as for example at mid-height of the radial fan housing device), so have first tests revealed that usually result in particularly large noise reductions, if at least one louver on the motor side and / or frame side is arranged. In other words, it is advantageous if at least one air guiding device is arranged in the region of the bottom or the cover of the radial fan housing device.
  • the radial fan housing device has a plurality of louvers, in particular two, three, four, five, six, seven, eight, nine or ten louvers. With such a number, a particularly good compromise between noise reduction, simple and inexpensive construction and the highest possible efficiency of the finished radial fan can be found in the rule. Moreover, it is particularly advantageous if an even number of air guiding devices is provided, which are particularly preferably arranged in pairs in the cover region or in the bottom region of the radial fan housing device.
  • the height of at least one louver only a part of the height of the radial fan receiving space and / or the Heilab technologicalö réelle makes, and in particular only a small part of the height of the radial fan receiving space and / or the Heilabtechnologyö réelle makes.
  • the radial fan housing device can be a particularly good compromise between the greatest possible noise reduction, relatively simple and inexpensive construction and maximum efficiency can be found.
  • the height of a spoiler can for example be between 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 7.5% or 10% and 2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40% and 50% respectively the height of the radial fan receiving space and / or the Heilab Technologyö réelle amount.
  • At least one air guiding device has a curvature at least in some areas, which curvature is bent inwards as seen in the air flow direction.
  • At least one air guiding device has a rectangular, triangular, quadrangular, trapezoidal, curved and / or wave-like shape as seen in the direction of air flow.
  • initial tests have shown that on the one hand such shapes can usually be achieved mechanically relatively easily and, on the other hand, a particularly high noise reduction can result.
  • a further preferred embodiment of the radial fan housing device can then result if at least one air guiding device is shaped thin-walled at least in regions and / or has a plastic material at least in regions.
  • Such a design may prove to be simple to manufacture (for example, the air On the other hand can be achieved with the proposed training usually a particularly low air resistance and thus a high efficiency of the resulting radial fan on the other hand can be made integral with the radial fan housing device or parts thereof, by a plastic injection molding.
  • a radial fan which has at least one radial fan, and which has at least one radial fan housing device with the structure described above.
  • a radial fan designed in this way has the properties and advantages already described in an analogous manner.
  • vehicle air conditioning system in particular an automotive air conditioning system, such that it has at least one radial fan with the structure described above and / or at least one radial fan housing device with the previously described construction.
  • vehicle air conditioning system motor vehicle air conditioning system
  • the resulting vehicle air conditioning system can then likewise have the properties and advantages already described in an analogous manner.
  • the vehicle (or motor vehicle) in which the vehicle air conditioning system (motor vehicle air conditioning system) is installed can in particular be a watercraft, a land vehicle (rail-bound / non-rail-bound), an aircraft or a spacecraft.
  • Fig. 1 is a possible embodiment of a radial fan 1 shown in a schematic plan view from above.
  • the radial fan 1 essentially consists of a housing 2, in the interior of which a housing wall 3 bounded by a receiving space 4, a fan 5 is arranged. Between the fan 5 and the housing wall 3, a gap, the so-called air gap 14, can be seen, which increases seen in the air flow direction L spiral.
  • the fan 5 consists of an annularly arranged plurality of Lüfterradlamellen (not shown in the figures.). On one side of the fan 5, this has a plate-like hub 6, in the middle of the drive shaft 7 of the fan 5 is provided.
  • the drive shaft 7 is - as is common practice - also connected in the present embodiment shown with an electric motor, which can put the fan 5 in the direction of arrow A in rotation.
  • the air flow L conveyed by the fan wheel 5 leaves the housing 2 via an air discharge opening 11, which opens into an air discharge duct 12.
  • the local wall of the Heilab technologicalkanals 12 forms together with the housing wall 3 of the receiving space 4, the so-called tongue (fan tongue) 13.
  • Fig. 1 how one Fig. 1 can be seen, seen in the air flow direction L downstream (corresponds to the direction of rotation A of the fan 5) in the presently illustrated embodiment, a total of four vanes 17 are shown. Since the guide elements 17 are arranged in pairs, namely on the cover 15 and on the bottom 16 of the housing 2 (see Fig. 2 ; at the in Fig. 1 View shown only the bottom 16 arranged vanes 17 can be seen), in the illustrated embodiment of the radial fan 1 a total of eight vanes 17 are provided.
  • the guide elements 17 each have a view in Luftströmungsnchtung inside, the fan 5 pointing towards curvature.
  • the guide elements 17 are only partially curved, are curved in a different direction, are not curved at all, and / or in each case only partially curved.
  • the arrangement of the guide elements 17 extends to an angular range ( starting from the top of the tongue 13) which is between 0 °, 5 °, 10 °, 15 ° or 20 ° and 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 ° or 60 °.
  • Fig. 2 shows a partial cross section through a region which is in Fig. 1 designated AA.
  • Fig. 2 is particularly easy to see how both a pair of guide elements 17 is arranged both at the bottom 16, and on the cover 15 of the housing 2.
  • the guide elements 17 in this case have a triangular height profile. Their height thus increases steadily and linearly, starting from the housing wall 3 in the direction of the fan wheel 5.
  • the height of the guide elements 17 is relatively small and varies in the illustrated embodiment between 3% in the region of the housing wall 3 and 10% in the area of the fan 5.
  • the guide elements 17 are formed on the cover 15 and the bottom 16 in the present embodiment, completely symmetrical to each other, it is also possible that they are asymmetrical, and in particular have a different height of the lid 15 and the bottom 16.
  • Fig. 3 shows a perspective view of essential parts of the radial fan 1.
  • Fig. 3 shows a perspective view of essential parts of the radial fan 1.
  • the guide elements 17 each extend essentially completely between the housing wall 3 and the fan wheel 5 (also in FIG Fig. 1 and Fig. 2 to recognize). As the air gap 14 becomes larger in a spiral, this means that the guide elements 17 become successively longer (the angle of attack relative to the air flow L always remains constant).
  • the height of the guide elements 17 both in the region of the housing wall 3, as well as in the region of the fan 5 each have the same height.
  • the guide elements 17 therefore have a different pitch.
  • the guide elements 17 have a different length and / or a different angle of attack relative to the air flow L.
  • Fig. 4 the effect of the guide elements 17 for the noise emission behavior of the radial fan 1 is shown.
  • the frequency plotted on a logarithmic scale while along the ordinate 20 in each case the frequency-dependent summation pressure level in dB (A) are plotted.
  • Fig. 4a shows the measured on the pressure side of the radial fan 1 (ie in the region of Lucasab technologicalkanals 12) noise spectrum while Fig. 4b on the suction side (ie in the region of the frame 10 measured) noise emission spectrum of the radial fan 1 shows.
  • the curves 21 and 22 show the noise emission behavior in the Fig.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Radiallüftergehäusevorrichtung, die zumindest einen Radiallüfteraufnahmeraum und zumindest eine Luftabführöffnung aufweist, wobei der zumindest eine Radiallüfteraufnahmeraum mit der zumindest einen Luftabführöffnung eine Gehäusezunge ausbildet. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Radiallüfter mit zumindest einem Radiallüfterrad. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Fahrzeugklimaanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeugklimaanlage.
  • Auf vielen Gebieten der Technik ist es erforderlich, einen Gasstrom - meist einen Luftstrom - gezielt zu erzeugen. Zu diesem Zweck werden Lüfter bzw. Gebläse verwendet. Diese setzen mechanische Energie, die beispielsweise von einem Elektromotor geliefert wird, in eine Gasströmung (in der Regel eine Luftströmung) um.
  • Grundsätzlich sind unterschiedliche Bauformen von Gebläsen bzw. Lüftern bekannt, die auch in der Praxis eingesetzt werden. Typische Bauformen sind beispielsweise Axiallüfter bzw. Radiallüfter.
  • Ein technisches Gebiet, bei dem Gebläse bzw. Lüfter zum Einsatz kommen, ist die Belüftung bzw. Klimatisierung von im Wesentlichen geschlossenen Räumen, wie beispielsweise von Gebäudeinnenräumen oder Fahrzeuginnenräumen. Ein besonders häufiges Einsatzgebiet sind dabei Innenräume von Kraftfahrzeugen.
  • Bei der Belüftung bzw. Klimatisierung von geschlossenen Innenräumen liegen in der Regel hohe Komfortanforderungen vor. Bei diesen Komfortanforderungen ist ein möglichst niedriges Betriebsgeräusch der Anlage erwünscht. Aus diesem Grund werden bei der Klimatisierung von geschlossenen Innenräumen meist Radiallüfter verwendet, da diese gegenüber Axiallüftern in der Regel ein niedrigeres Betriebsgeräusch aufweisen (auch wenn Axiallüfter beispielsweise hinsichtlich der Baugröße und/oder der Luftförderleistung Radiallüftern oftmals überlegen sind).
  • Obwohl Radiallüfter über die Jahre hinweg sukzessive verbessert wurden, erzeugen diese nach wie vor ein deutlich wahrnehmbares Betriebsgeräusch, insbesondere bei höheren Luftförderleistungen. Besonders problematisch sind dabei insbesondere niedrige Frequenzen, da diese von den Fahrzeuginsassen als besonders störend empfunden werden. Problematisch sind die entstehenden Betriebsgeräusche vor allem bei einem Umluftbetrieb bei Kraftfahrzeugklimaanlagen, da dann die Ansaugöffnung des Gebläses die Luft zu einem Großteil direkt aus dem Fahrzeuginnenraum ansaugt und dadurch Betriebsgeräusche der Kraftfahrzeugklimaanlage direkt in die Fahrgastzelle abgestrahlt werden können.
  • Um die entstehenden Betriebsgeräusche bei Radiallüftern zu vermindern wurden bereits unterschiedliche Maßnahmen vorgeschlagen. So wurde in DE 197 10 622 A1 beispielsweise ein Radialgebläse mit integrierter Steuereinheit vorgeschlagen, bei dem das Gehäuse in Form eines Spiralgehäuses ausgebildet ist, das einen durch eine Steuereinheit gesteuerten Elektromotor enthält, der ein Radiallüfterrad antreibt, das dazu bestimmt ist, Luft in das Spiralgehäuse einzublasen, das in einem vorbestimmten Bereich mindestens eine Umlenkwand enthält, die eine Krümmung aufweist. Dabei wird die Steuereinheit derart angeordnet, dass diese zumindest zum Teil in die Umlenkwand integriert ist. In EP 0 501 198 A1 wird ein Radialgebläse vorgeschlagen, das ein Spiralgehäuse aufweist, welches wenigstens im Bereich des Spiraleinlaufs metallisch ausgebildet ist und in diesem Bereich an seiner Innenseite parallel zum Luftstrom verlaufende Kühlrippen aufweist. Das die Steuer- oder Regelelektronik aufnehmende Gehäuse steht in wärmschlüssiger Verbindung mit dem die Kühlrippen enthaltenden Teil des Spiralgehäuses.
  • Andere Vorschläge zur Geräuschverringerung der bei Radiallüftergehäusen entstehenden Betriebsgeräusche bestehen in einer besonderen Gestaltung des Zungenbereichs. Derartige Radiallüftergehäuse sind beispielsweise in US 6,821,088 A1 oder DE 100 17 808 B4 beschrieben. Problematisch ist bei derartigen Ausgestaltungen, dass die dort verwendeten, speziell ausgebildeten Gehäusezungen in aller Regel für die Strömung einen Verdrängungskörper in der Spirale darstellen, sodass insbesondere bei großen Luftförderleistungen ein relativer schlechter Wirkungsgrad resultiert.
  • Die US 3 794 439 A offenbart eine Radiallüftergehäusevorrichtung mit einer Luftleiteinrichtung und einer Gebläsezunge. Die Luftleiteinrichtung ist gegenüber der Gebläsezunge angeordnet.
  • Es besteht somit nach wie vor ein Bedarf an geräuschreduzierten Radiallüftern, die insbesondere einen möglichst niedrigen Anteil an niederfrequenten Betriebsgeräuschen aufweisen.
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt somit darin, eine gegenüber im Stand der Technik bekannten Radiallüftergehäusevorrichtungen verbesserte Radiallüftergehäusevorrichtung vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Dazu wird vorgeschlagen, eine Radiallüftergehäusevorrichtung, die zumindest einen Radiallüfteraufnahmeraum und zumindest eine Luftabführöffnung aufweist, wobei der zumindest eine Radiallüfteraufnahmeraum mit der zumindest einen Luftabführöffnung eine Gehäusezunge ausbildet, derart auszubilden, dass zumindest eine Luftleiteinrichtung im Radiailüfteraufnahmeraum angeordnet ist. Die Erfinder haben zu ihrer eigenen Überraschung festgestellt, dass eine derartige Anordnung von Luftleiteinrichtungen im eigentlichen Radiallüfteraufnahmeraum eine erhebliche Geräuschminderung bewirken kann, wobei eine Geräuschminderung insbesondere im Niederfrequenzbereich auftreten kann. Insbesondere können üblicherweise auch mit relativ kleinen Luftleiteinrichtungen große Geräuschminderungseffekte erzielt werden. Gerade kleine Luftleiteinrichtungen können jedoch nicht nur besonders einfach und/oder kostengünstig hergestellt und/oder montiert werden, sondern stellen darüber hinaus auch in aller Regel einen nur relativ kleinen Luftwiderstand für die geförderte Luft dar, was sich vorteilhaft auf den Wirkungsgrad des vollständigen Radiallüfters auswirken kann. Die Leitelemente sind dabei in aller Regel in einem Bereich der Radiallüftergehäusevorrichtung angeordnet, der zwischen der eigentlichen, in aller Regel spiralförmig ausgebildeten Gehäusewandung des Radiallüfteraufnahmeraums und dem Bereich, in dem sich im fertig montierten Zustand der Radiallüftergehäusevorrichtung das Radiallüfterrad befindet, angeordnet.
  • Erfindungsgemäß ist es dabei, wenn zumindest eine Luftleiteinrichtung in Luftströmungsrichtung gesehen unmittelbar hinter der Gehäusezunge angeordnet ist. Erste Versuche haben ergeben, dass insbesondere in diesem Bereich eine besonders große Geräuschminderung erzielt werden kann. Darüber hinaus können speziell in diesem Bereich die Luftleitelemente auch besonders klein ausgebildet werden, was unter anderem auch besonders große Vorteile hinsichtlich des Wirkungsgrads des fertigen Radiallüfters haben kann.
  • Obwohl die Luftleiteinrichtungen entlang der Höhenerstreckung der Radiallüftergehäusevorrichtung grundsätzlich an einem beliebigen Ort angeordnet werden können (wie beispielsweise auf mittlerer Höhe der Radiallüftergehäusevorrichtung), so haben erste Versuche ergeben, dass sich üblicherweise besonders große Geräuschminderungen ergeben, wenn zumindest eine Luftleiteinrichtung motorseitig und/oder zargenseitig angeordnet ist. Mit anderen Worten ist es von Vorteil, wenn zumindest eine Luftleiteinrichtung im Bereich des Bodens bzw. des Deckels der Radiallüftergehäusevorrichtung angeordnet ist.
  • Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die Radiallüftergehäusevorrichtung eine Mehrzahl von Luftleiteinrichtungen aufweist, wie insbesondere zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Luftleiteinrichtungen. Mit einer derartigen Anzahl kann in der Regel ein besonders guter Kompromiss zwischen Geräuschminderung, einfachem und kostengünstigem Aufbau und möglichst hohen Wirkungsgrad des fertigen Radiallüfters gefunden werden. Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn eine geradzahlige Anzahl von Luftleiteinrichtungen vorgesehen wird, die besonders bevorzugt paarweise jeweils im Deckelbereich bzw. im Bodenbereich der Radiallüftergehäusevorrichtung angeordnet werden.
  • Weiterhin hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn bei der Radiallüftergehäusevorrichtung die Höhe zumindest einer Luftleiteinrichtung nur einen Teil der Höhe des Radiallüfteraufnahmeraums und/oder der Luftabführöffnung ausmacht, und insbesondere nur einen kleinen Teil der Höhe des Radiallüfteraufnahmeraums und/oder der Luftabführöffnung ausmacht. Auch durch eine derartige Ausgestaltung der Radiallüftergehäusevorrichtung lässt sich ein besonders guter Kompromiss zwischen größtmöglicher Geräuschminderung, relativ einfachem und kostengünstigem Aufbau und größtmöglichem Wirkungsgrad finden. Die Höhe einer Luftleiteinrichtung kann beispielsweise zwischen 0 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 %, 7,5 % bzw. 10 % und 2,5 %, 5 %, 7,5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 40 % bzw. 50 % der Höhe des Radiallüfteraufnahmeraums und/oder der Luftabführöffnung betragen.
  • Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn bei der Radiallüftergehäusevorrichtung zumindest eine Luftleiteinrichtung zumindest bereichsweise eine Krümmung aufweist, welche in Luftströmungsrichtung gesehen nach innen gebogen ist. Auch hier haben erste Versuche ergeben, dass sich durch eine derartige Ausgestaltung eine besonders gute Befüllung des Zwischenraums zwischen Radiallüfterrad und Gehäusewandung des Radiallüfteraufnahmeraums ergeben kann. Dies wiederum kann beispielsweise in einem besonders hohen Wirkungsgrad und einer besonders großen Geräuschminderung resultieren.
  • Vorteilhaft kann es darüber hinaus sein, wenn bei der Radiallüftergehäusevorrichtung zumindest eine Luftleiteinrichtung in Luftströmungsrichtung gesehen eine rechteckige, dreieckige, viereckige, trapezförmige, kurvenartige und/oder wellenartige Formgebung aufweist. Auch hier haben erste Versuche ergeben, dass sich derartige Formgebungen einerseits üblicherweise relativ einfach mechanisch realisieren lassen und andererseits eine besonders hohe Geräuschminderung resultieren kann.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Radiallüftergehäusevorrichtung kann sich dann ergeben, wenn zumindest eine Luftleiteinrichtung zumindest bereichsweise dünnwandig ausgeformt ist und/oder zumindest bereichsweise ein Kunststoffmaterial aufweist. Eine derartige Ausbildung kann sich als fertigungstechnisch einfach erweisen (beispielsweise kann die Luft leiteinrichtung, gegebenenfalls auch integral gemeinsam mit der Radiallüftergehäusevorrichtung oder Teilen davon, durch einen Kunststoffspritzgussvorgang gefertigt werden), andererseits lässt sich mit der vorgeschlagenen Ausbildung in der Regel ein besonders niedriger Luftwiderstand und damit ein hoher Wirkungsgrad des resultierenden Radiallüfters erzielen.
  • Weiterhin wird ein Radiallüfter vorgeschlagen, der zumindest ein Radiallüfterrad aufweist, und der zumindest eine Radiallüftergehäusevorrichtung mit dem vorab beschriebenen Aufbau aufweist Ein derart ausgebildeter Radiallüfter weist die bereits vorab beschriebenen Eigenschaften und Vorteile in analoger Weise auf.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, eine Fahrzeugklimaanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeugklimaanlage derart auszubilden, dass sie zumindest einen Radiallüfter mit dem vorab beschriebenen Aufbau und/oder zumindest eine Radiallüftergehäusevorrichtung mit dem vorab beschriebenen Aufbau aufweist. Die resultierende Fahrzeugklimaanlage kann dann ebenfalls die bereits vorab beschriebenen Eigenschaften und Vorteile in analoger Weise aufweisen. Bei dem Fahrzeug (bzw. Kraftfahrzeug), in das die Fahrzeugklimaanlage (Kraftfahrzeugklimaanlage) verbaut wird, kann es sich insbesondere um ein Wasserfahrzeug, ein Landfahrzeug (schienengebunden/nichtschienengebunden), ein Luftfahrzeug oder ein Raumfahrzeug handeln.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1:
    eine schematische Darstellung einer Radiallüfteranordnung in Draufsicht von oben;
    Fig. 2:
    einen schemafischen Querschnitt durch einen Teilbereich der in Fig. 1 dargestellten Radiallüfteranordnung;
    Fig. 3:
    das in Fig. 1 dargestellte Rsdiallüftergehäüse in perspektivischer Ansicht;
    Fig. 4:
    das Akustikspektrum unterschiedlicher Radiallüfteranordnungen.
  • In Fig. 1 ist in einer schematischen Draufsicht von oben ein mögliches Ausführungsbeispiel für einen Radiallüfter 1 dargestellt. Der Radiallüfter 1 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2, in dessen Inneren ein von einer Gehäusewand 3 begrenzter Aufnahmeraum 4 ein Lüfterrad 5 angeordnet ist. Zwischen dem Lüfterrad 5 und der Gehäusewand 3 ist ein Spalt, der so genannte Luftspalt 14, zu erkennen, der sich in Luftströmungsrichtung L gesehen spiralartig vergrößert. Das Lüfterrad 5 besteht dabei aus einer ringförmig angeordneten Vielzahl von Lüfterradlamellen (in den Fig. nicht näher dargestellt). An einer Seite des Lüfterrads 5 weist dieses eine tellerartige Nabe 6 auf, in deren Mitte die Antriebsachse 7 des Lüfterrads 5 vorgesehen ist. Die Antriebsachse 7 ist - wie allgemein üblich - auch im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Elektromotor verbunden, der das Lüfterrad 5 in die Pfeilrichtung A in Drehung versetzen kann. Auf der der Motorseite 8 (auf der sich der Motor mitsamt der Antriebsachse 7 befindet) entgegengesetzten Zargenseite 9 befindet sich die Zarge 10, über die die Luft K in den Radiallüfter 1 hinein strömt.
  • Die vom Lüfterrad 5 geförderte Luftströmung L verlässt das Gehäuse 2 über eine Luftabgabeöffnung 11, die in einen Luftabführkanal 12 mündet. An einer Seite des Luftabführkanals 12 bildet die dortige Wand des Luftabführkanals 12 zusammen mit der Gehäusewand 3 des Aufnahmeraums 4 die sogenannte Zunge (Gebläsezunge) 13 aus.
  • Wie man Fig. 1 entnehmen kann, sind in Luftströmungsrichtung L gesehen stromabwärts (entspricht der Drehrichtung A des Lüfterrads 5) im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt vier Leitelemente 17 dargestellt. Da die Leitelemente 17 jeweils paarweise angeordnet sind, nämlich am Deckel 15 sowie am Boden 16 des Gehäuses 2 (vergleiche Fig. 2; bei der in Fig. 1 dargestellten Ansicht sind nur die am Boden 16 angeordneten Leitelemente 17 zu sehen), sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel des Radiallüfters 1 insgesamt acht Leitelemente 17 vorgesehen. Die Leitelemente 17 weisen jeweils eine in Luftströmungsnchtung gesehen nach innen, zum Lüfterrad 5 hin weisende Krümmung auf. (Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Leitelemente 17 nur teilweise gekrümmt sind, in eine andere Richtung gekrümmt sind, überhaupt nicht gekrümmt sind, und/oder jeweils nur bereichsweise gekrümmt sind.) Bevorzugt erstreckt sich die Anordnung der Leitelemente 17 auf einen Winkelbereich (beginnend vom Scheitelbereich der Zunge 13 aus gemessen) der zwischen 0°, 5°, 10°, 15° bzw. 20° und 10°, 20°, 30°, 40°, 50° bzw. 60° liegt.
  • Die Formgebung der Leitelemente 17 längs der Höhenerstreckung des Radiallüfters 1 ist insbesondere in Fig. 2 gut zu erkennen. Fig. 2 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch einen Bereich, der in Fig. 1 mit A-A bezeichnet ist. In Fig. 2 ist besonders gut zu erkennen, wie sowohl am Boden 16, als auch am Deckel 15 des Gehäuses 2 jeweils ein Paar Leitelemente 17 angeordnet ist. Die Leitelemente 17 weisen dabei einen dreieckigen Höhenverlauf auf. Ihre Höhe nimmt also ausgehend von der Gehäusewand 3 in Richtung zum Lüfterrad 5 hin stetig und linear zu. Die Höhe der Leitelemente 17 ist relativ gering und variiert im dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen 3% im Bereich der Gehäusewand 3 und 10 % im Bereich des Lüfterrads 5. Obgleich die Leitelemente 17 am Deckel 15 und am Boden 16 im vorliegenden Ausführungsbeispiel vollständig symmetrisch zueinander ausgebildet sind, ist es auch möglich, dass diese asymmetrisch sind, und insbesondere eine unterschiedliche Höhe an Deckel 15 und am Boden 16 aufweisen.
  • In ersten Experimenten hat sich gezeigt, dass die Leitelemente 17 zu einer Entstehung von Sekundärwirbeln 18 führen, die in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Wie man Fig. 2 entnehmen kann, sind die durch die Leitelemente 17 erzeugten Sekundärwirbel 18 hinsichtlich ihrer Drehrichtung einander entgegengesetzt.
  • Die Lage, Anordnung und Ausrichtung, speziell der Leitelemente 17, ist zusätzlich in Fig. 3 dargestellt, die eine perspektivische Ansicht von wesentlichen Teilen des Radiallüfters 1 zeigt. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind lediglich die am Boden 16 angeordneten Leitelemente 17 dargestellt. Darüber hinaus ist vom Lüfterrad 5 lediglich die Nabe 6 zu sehen, da ansonsten die Luftförderlamellen des Lüfterrads 5 die Leitelemente 17 verdecken würden. Wie man erkennen kann, erstrecken sich die Leitelemente 17 jeweils im Wesentlichen vollständig zwischen Gehäusewand 3 und Lüfterrad 5 (auch in Fig. 1 und Fig. 2 zu erkennen). Da der Luftspalt 14 spiralartig größer wird bedeutet dies, dass die Leitelemente 17 sukzessive länger werden (wobei der Anstellwinkel gegenüber der Luftströmung L jeweils konstant bleibt). Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch die Höhe der Leitelemente 17 sowohl im Bereich der Gehäusewand 3, als auch im Bereich des Lüfterrads 5 jeweils gleich hoch. Die Leitelemente 17 weisen daher eine unterschiedliche Steigung auf. Selbstverständlich ist es ebenso möglich, das die Leitelemente 17 eine unterschiedliche Länge und/oder einen unterschiedlichen Anstellwinkel gegenüber der Luftströmung L aufweisen.
  • In Fig. 4 ist die Wirkung der Leitelemente 17 für das Geräuschemissionsverhalten des Radiallüfters 1 dargestellt. In den beiden Grafen der Fig. 4 ist dabei jeweils längs der Abszisse 19 die Frequenz mit logarithmischer Skala aufgetragen, während längs der Ordinate 20 jeweils die frequenzabhängigen Summendruckpegel in dB (A) aufgetragen sind. Fig. 4a zeigt dabei das auf der Druckseite des Radiallüfters 1 (also im Bereich des Luftabführkanals 12) gemessene Geräuschspektrum, während Fig. 4b das auf der Saugseite (also im Bereich der Zarge 10 gemessene) Geräuschemissionsspektrum des Radiallüfters 1 zeigt. Die Kurven 21 und 22 zeigen dabei das Geräuschemissionsverhalten des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Radiallüfters 1 mit Leitelementen 17, wohingegen die Grafen 23 und 24 das Geräuschemissionsverhalten eines Radiallüfters ohne Luftleitelemente zeigt. Dabei zeigen die Kurven 21 und 23 das Frequenzspektrum, wohingegen die Kurven 22 und 24 jeweils das akustische Spektrum der Terzen darstellt. Wie man erkennt, bewirken die Leitelemente 17 insbesondere im niederfrequenten Bereich eine Geräuschverringerung im Bereich von 3 bis 5 dB (A) pro Terz und mehr.
  • Bezugszeichenliste:
  • 1.
    Radiallüfter
    2.
    Gehäuse
    3.
    Gehäusewand
    4.
    Aufnahmeraum
    5.
    Lüfterrad
    6.
    Nabe
    7.
    Antriebsachse
    8.
    Motorseite
    9.
    Zargenseite
    10.
    Zarge
    11.
    Luftabgabeöffnung
    12.
    Luftabführkanal
    13.
    Zunge
    14.
    Luftspalt
    15.
    Deckel
    16.
    Boden
    17.
    Leitelemente
    18.
    Sekundärwirbel
    19.
    Abszisse
    20.
    Ordinate
    21.
    Frequenzspektrum (neuer Lüfter)
    22.
    Terz (neuer Lüfter)
    23.
    Frequenzspektrum (alter Lüfter)
    24.
    Terz (alter Lüfter)
    A
    Drehrichtung Lüfterrad
    K
    Luftströmung (saugseitig)
    L
    Luftströmung (druckseitig)

Claims (7)

  1. Radiallüftergehäusevorrichtung (2), aufweisend zumindest einen Radiallüfteraufnahmeraum (4) und zumindest eine Luftabführöffnung (11), wobei der zumindest eine Radiallüfteraufnahmeraum (4) mit der zumindest einen Luftabführöffnung (11) eine Gehäusezunge (13) ausbildet, wobei zumindest eine Luftleiteinrichtung (17) im Radiallüfteraufnahmeraum (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Luftleiteinrichtung (17) in Luftströmungsrichtung (L) gesehen unmittelbar hinter der Gehäusezunge (13) angeordnet ist und die zumindest eine Luftleiteinrichtung (17) zumindest bereichsweise eine Krümmung aufweist, welche in Luftströmungsrichtung (L) gesehen nach innen gebogen ist.
  2. Radiallüftergehäusevorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Luftleiteinrichtung (17) motorseitig (8) und/oder zargenseitig (9) angeordnet ist.
  3. Radiallüftergehäusevorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Luftleiteinrichtungen (17), insbesondere durch zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Luftleiteinrichtungen (17).
  4. Radiallüftergehäusevorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe zumindest einer Luftleiteinrichtung (17) nur einen Teil der Höhe des Radiallüfteraufnahmeraums (4) und/oder der Luftabführöffnung (11) ausmacht.
  5. Radiallüftergehäusevorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Luftleiteinrichtung (17) zumindest bereichsweise ein Kunststoffmaterial aufweist.
  6. Radiallüfter (1), aufweisend zumindest ein Radiallüfterrad (5), gekennzeichnet durch zumindest eine Radiallüftergehäusevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Fahrzeugklimaanlage, insbesondere Kraftfahrzeugklimaanlage, aufweisend zumindest einen Radiallüfter (1) nach Anspruch 6 und/oder zumindest eine Radiallüftergehäusevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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