EP3058230A1 - Laufrad für eine insbesondere als seitenkanalgebläse ausgebildete seitenkanal-strömungsmaschine - Google Patents

Laufrad für eine insbesondere als seitenkanalgebläse ausgebildete seitenkanal-strömungsmaschine

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EP3058230A1
EP3058230A1 EP14783643.1A EP14783643A EP3058230A1 EP 3058230 A1 EP3058230 A1 EP 3058230A1 EP 14783643 A EP14783643 A EP 14783643A EP 3058230 A1 EP3058230 A1 EP 3058230A1
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EP
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impeller
region
outlet
blades
side channel
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Withdrawn
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EP14783643.1A
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English (en)
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Inventor
Peter Köppler
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Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Publication date
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D23/00—Other rotary non-positive-displacement pumps
    • F04D23/008—Regenerative pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/188—Rotors specially for regenerative pumps
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/002—Regenerative pumps

Definitions

  • the invention relates to an impeller for a side channel turbomachine designed in particular as a side channel blower, which has impeller vanes with limited impeller blades in at least one of its end faces, the impeller vanes having a plan view of the end face of the impeller
  • Impeller each having a radially inner inlet region and a radially outer outlet region and the impeller blades in the inlet region and the outlet region are each inclined differently.
  • the invention is based on the problem of designing an impeller of the type mentioned above so that it allows a high efficiency of the side-channel flow machine and is particularly easy to manufacture.
  • the impeller blades are divided into different sections.
  • Each of these sections has an easily manageable shape.
  • Such forms can be inexpensively made of plastic by injection molding by means of easy to demoulding tools.
  • these sections can be manufactured for the respective function in the inlet region and in the outlet region for the highest possible efficiency.
  • the impeller according to the invention enables the generation of a particularly high efficiency of the side channel flow machine at a low production cost.
  • the staggered portions of the impeller vanes and their inclined transition region could extend to the bottom of the vane chambers.
  • a flow along the bottom of the vane chamber is free of turbulence when the end of the impeller blades remote from the end face has a continuous circular arc.
  • the impeller blades have different angles to the orthogonal of the end face of the impeller in the inlet area and in the outlet area.
  • the turbomachine equipped with the impeller contributes, according to another advantageous development of the invention, when the inlet area is more inclined in the direction of rotation of the impeller than the outlet area.
  • the impeller can be particularly easily demolded according to another advantageous embodiment of the invention, if the Impeller blades in the inlet area and in the outlet area are each designed flat or almost flat.
  • the edge of the running ⁇ paddle blades adjacent to the front side has the same wall thickness over the entire length.
  • the impeller blades could, for example, be inclined in the circumferential direction of the impeller as in the prior art. To further simplify the manufacture of the impeller, however, it contributes according to another advantageous embodiment of the invention, if adjacent to the front edge of the impeller ⁇ blades in the inlet region and in the outlet region points to the center of the impeller.
  • the invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in Fig.l schematically a side channel flow machine for
  • Fig.2a greatly enlarged a vane chamber of the impeller
  • FIG. 2. "
  • FIG. 1 shows schematically a driven by an electric motor 1 side channel flow machine 2 for the extraction of gases from a fuel tank 3.
  • the turbomachine 2 has a front of a housing wall 4 rotatably mounted, and mounted on a shaft 5 of the electric motor 1 impeller 6.
  • Die Gezzaus ⁇ Wall 4 has an inlet channel 7 and an outlet channel 8. To simplify the drawing, the inlet channel 7 and the outlet channel 8 are shown rotated in the plane of the drawing.
  • a part-annular channel 9 is arranged in the housing wall 4.
  • the part-annular channel 9 extends from the inlet channel 7 to the outlet channel 8.
  • the impeller 6 has a ring of blade chambers 10 opposite the partially annular channel 9. The blade chambers 10 are explained in more detail with reference to FIG.
  • the intake passage 7 is connected to an activated carbon filter 11 disposed on the fuel tank 3.
  • an activated carbon filter 11 disposed on the fuel tank 3.
  • gases can be sucked from the side channel Strö ⁇ tion machine 2.
  • the side channel Strömungs- machine 2 and the activated carbon filter 11 may also be arranged such that the gases are blown out of the activated carbon filter 11.
  • the activated carbon filter 11 is part of a venting device 12 of the fuel tank 3.
  • Figure 2 shows an enlarged portion of the rim blade chambers 10 having portion 4 of the impeller 4 of Figure 1.
  • the blade chambers 10 are bounded by impeller blades 13.
  • FIG. 2a shows one of the blade chambers 10 with two impeller blades 13.
  • the impeller blades 13 each have an edge 14 terminating with the end face of the impeller 4 with a radially inner inlet region 15 and a radially outer outlet region 16.
  • the inlet region 15 and the outlet region 16 are arranged offset to one another and connected to each other via an inclined transition region 17.
  • the adjacent edge 14 on the front side in the form of a tangent hyperbolic function.
  • the side facing away from the front End of the edge 14 has a continuous circular arc 18.
  • the impeller blades 13 in the inlet region 15 and in the outlet region 16 are differently inclined to the direction of rotation of the impeller 4.
  • FIG. 2 shows that the edge 14 of the impeller blades 13 adjoining the front side with the inlet regions 15 and the outlet regions 16 into the center of the impeller 4 ways.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Ein Laufrad (4) für eine Seitenkanal-Strömungsmaschine (2) hat Laufradschaufeln, bei denen der Einlassbereich (15) zum Auslassbereich (16) versetzt ist. Der Einlassbereich (15) ist mit dem Auslassbereich (16) über einen geneigten Übergangsbereich (17) verbunden. Das Laufrad ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad der Seitenkanal-Strömungsmaschine (2) und lässt sich besonders kostengünstig fertigen.

Description

Beschreibung
Laufrad für eine insbesondere als Seitenkanalgebläse ausge¬ bildete Seitenkanal-Strömungsmaschine
Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine insbesondere als Seitenkanalgebläse ausgebildete Seitenkanal-Strömungsmaschine, welches in zumindest einer seiner Stirnseiten einen Kranz Schaufelkammern begrenzte Laufradschaufeln hat, wobei die Laufradschaufeln in einer Draufsicht auf die Stirnseite des
Laufrades jeweils einen radial inneren Einlassbereich und einen radial äußeren Auslassbereich aufweisen und die Laufradschaufeln im Einlassbereich und im Auslassbereich jeweils unterschiedlich geneigt sind.
Seitenkanal-Strömungsmaschinen werden insbesondere in Kraftfahrzeugen zum Fördern von Kraftstoff oder zur Absaugung von Gasen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Bei dem für ein Seitenkanalgebläse bekannten Laufrad sind die Lauf- radschaufeln gekrümmt und in Drehrichtung geneigt. Ebenso sind räumlich gekrümmte Laufradschaufeln aus der Praxis bekannt. Die Formgebung der Laufradschaufeln trägt maßgeblich zu dem mit der Seitenkanal-Strömungsmaschine erreichten Wirkungsgrad bei. Nachteilig bei den bekannten Laufrädern ist jedoch, dass sich räumlich gekrümmte Laufradschaufeln nur sehr schwierig fertigen lassen. Dieser Nachteil ist jedoch insbesondere bei Bauteilen für Kraftfahrzeuge besonders schwerwiegend, weil in Großserien¬ fertigung der Wunsch nach besonders einfacher Fertigungstechnik besteht .
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Laufrad der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass es einen hohen Wirkungsgrad der Seitenkanal-Strömungsmaschine ermöglicht und besonders einfach zu fertigen ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die an die Stirnseite des Laufrades angrenzende Kanten der Laufrad- schaufeln im Einlassbereich und im Auslassbereich zueinander versetzte Abschnitte haben und dass der Einlassbereich und der Auslassbereich über einen geneigten Übergangsbereich miteinander verbunden sind.
Durch diese Gestaltung werden die Laufradschaufeln in unterschiedliche Abschnitte unterteilt. Diese Abschnitte weisen jeweils für sich eine einfach zu fertigende Form auf. Solche Formen lassen sich kostengünstig aus Kunststoff im Spritz- gussverfahren mittels einfach zu entformender Werkzeuge schaffen. Weiterhin können diese Abschnitte für die jeweilige Funktion im Einlassbereich und im Auslassbereich für einen möglichst hohen Wirkungsgrad gefertigt sein. Damit ermöglicht das erfindungsgemäße Laufrad die Erzeugung eines besonders hohen Wirkungsgrades der Seitenkanal-Strömungsmaschine bei einem bei geringem Fertigungsaufwand.
Die zueinander versetzten Abschnitte der Laufradschaufeln und deren geneigter Übergangsbereich könnten sich bis zu dem Grund der Schaufelkammern erstrecken. Eine Strömung entlang des Grundes der Schaufelkammer gestaltet sich jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verwirbelungsfrei , wenn das der Stirnseite abgewandte Ende der Laufradschaufeln einen kontinuierlichen Kreisbogen aufweist. Durch diese Ges- taltung haben die Laufradschaufeln im Einlassbereich und im Auslassbereich unterschiedliche Winkel zur Orthogonalen der Stirnseite des Laufrades.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades der mit dem Laufrad ausge- statteten Strömungsmaschine trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der Einlassbereich in Drehrichtung des Laufrades stärker geneigt ist als der Auslassbereich. Das Laufrad lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach entformen, wenn die Laufradschaufeln im Einlassbereich und im Auslassbereich jeweils eben oder nahezu eben gestaltet sind.
Nahezu eben gestaltete Einlass- und Auslassbereiche lassen sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mathematisch einfach festlegen, wenn die an die Stirnseite des Laufrades angrenzende Kante der Laufradschaufeln die Form einer Tangens-hyperbolicus Funktion beschreibt. Dies trägt zur weiteren Verringerung der Fertigungskosten des Laufrades bei.
Zur weiteren Vereinfachung der Fertigung des Laufrades trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die an die Stirnseite angrenzende Kante der Lauf¬ radschaufeln über die gesamte Länge die gleiche Wandstärke aufweist .
Die Laufradschaufeln könnten beispielsweise wie beim Stand der Technik in Umfangsrichtung des Laufrades geneigt sein. Zur weiteren Vereinfachung der Fertigung des Laufrades trägt es jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn an die Stirnseite angrenzende Kante der Laufrad¬ schaufeln im Einlassbereich und im Auslassbereich auf das Zentrum des Laufrades weist. Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in Fig.l schematisch eine Seitenkanal-Strömungsmaschine zur
Absaugung von Gasen einer Entlüftung,
Fig.2 perspektivisch einen Teilbereich eines Laufrades der
Seitenkanal-Strömungsmaschine aus Figur 1,
Fig.2a stark vergrößert eine Schaufelkammer des Laufrades aus
Figur 2. „
Figur 1 zeigt schematisch eine von einem Elektromotor 1 angetriebene Seitenkanal-Strömungsmaschine 2 zur Absaugung von Gasen aus einem KraftStoffbehälter 3. Die Strömungsmaschine 2 hat ein vor einer Gehäusewand 4 drehbar angeordnetes, und auf einer Welle 5 des Elektromotors 1 befestigtes Laufrad 6. Die Gehäuse¬ wand 4 weist einen Einlasskanal 7 und einen Auslasskanal 8 auf. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind der Einlasskanal 7 und der Auslasskanal 8 in die Zeichenebene gedreht dargestellt. In der Gehäusewand 4 ist ein teilringförmiger Kanal 9 angeordnet. Der teilringförmige Kanal 9 erstreckt sich von dem Einlasskanal 7 bis zu dem Auslasskanal 8. Das Laufrad 6 hat dem teilringförmigen Kanal 9 gegenüberstehend einen Kranz Schaufelkammern 10. Die Schaufelkammern 10 werden zu Figur 2 näher erläutert. Der Einlasskanal 7 ist mit einem an dem Kraftstoffbehälter 3 angeordneten Aktivkohlefilter 11 verbunden. Hierdurch können im Aktivkohlefilter 11 angesammelte Gase von der Seitenkanal-Strö¬ mungsmaschine 2 abgesaugt werden. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform können die Seitenkanal-Strömungs- maschine 2 und der Aktivkohlefilter 11 auch derart angeordnet werden, dass die Gase aus dem Aktivkohlefilter 11 ausgeblasen werden. Der Aktivkohlefilter 11 ist Teil einer Entlüftungseinrichtung 12 des Kraftstoffbehälters 3. Figur 2 zeigt vergrößert einen den Kranz Schaufelkammern 10 aufweisenden Teilbereich des Laufrades 4 aus Figur 1. Hierbei ist zu erkennen, dass die Schaufelkammern 10 von Laufradschaufeln 13 begrenzt sind. Figur 2a zeigt zur Verdeutlichung stark vergrößert eine der Schaufelkammern 10 mit zwei Laufradschaufeln 13. Die Laufradschaufeln 13 haben jeweils eine mit der Stirnseite des Laufrades 4 abschließende Kante 14 mit einem radial inneren Einlassbereich 15 und einem radial äußeren Auslassbereich 16. Der Einlassbereich 15 und der Auslassbereich 16 sind zueinander versetzt angeordnet und über einen geneigten Übergangsbereich 17 miteinander verbunden. In einer Draufsicht auf das Laufrad 6 weist die an die Stirnseite angrenzende Kante 14 die Form einer Tangens-hyperbolicus Funktion auf. Die der Stirnseite abgewandte Ende der Kante 14 weist einen kontinuierlichen Kreisbogen 18 auf. Hierdurch sind die Laufradschaufeln 13 im Einlassbereich 15 und im Auslassbereich 16 unterschiedlich stark geneigt zur Drehrichtung des Laufrades 4. Weiterhin zeigt Figur 2, dass die an die Stirnseite angrenzende Kante 14 der Laufradschaufeln 13 mit den Einlassbereichen 15 und den Auslassbereichen 16 in das Zentrum des Laufrades 4 weisen.

Claims

Patentansprüche
1. Laufrad (4) für eine insbesondere als Seitenkanalgebläse ausgebildete Seitenkanal-Strömungsmaschine (2) , welches in zumindest einer seiner Stirnseiten einen Kranz Schaufelkammern (10) begrenzte Laufradschaufeln (13) hat, wobei die Laufradschaufeln (13) in einer Draufsicht auf die Stirnseite des Laufrades (4) jeweils einen radial inneren Einlassbereich (15) und einen radial äußeren Auslassbereich (16) aufweisen und die Laufradschaufeln (13) jeweils im Einlassbereich (15) und im Auslassbereich (16) unterschiedlich geneigt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die an die Stirnseite des Laufrades (4) angrenzende Kanten (14) der Laufradschaufeln (13) im Einlassbereich (15) und im Auslassbereich (16) jeweils zueinander versetzte Abschnitte haben und dass der Ein¬ lassbereich (15) und der Auslassbereich (16) über einen geneigten Übergangsbereich (17) miteinander verbunden sind .
2. Laufrad nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das der Stirnseite abgewandte Ende der Laufradschaufeln (13) einen kontinuierlichen Kreisbogen (18) aufweist.
3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Einlassbereich (15) in Drehrichtung des Laufrades (4) stärker geneigt ist als der Auslassbereich (16).
4. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Laufradschaufeln (13) im Einlassbereich (15) und im Auslassbereich (16) jeweils eben oder nahezu eben gestaltet sind.
5. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die an die Stirnseite des Laufrades (4) angrenzende Kante (14) der Laufradschaufeln (13) die Form einer Tangens-hyperbolicus Funktion be¬ schreibt .
Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die an die Stirnseite angrenzende Kante (14) der Laufradschaufeln (13) über die gesamte Länge die gleiche Wandstärke aufweist.
Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an die Stirnseite an¬ grenzende Kante (14) der Laufradschaufeln (13) im Einlassbereich (15) und im Auslassbereich (16) auf das Zentrum des Laufrades (4) weist.
EP14783643.1A 2013-10-14 2014-10-13 Laufrad für eine insbesondere als seitenkanalgebläse ausgebildete seitenkanal-strömungsmaschine Withdrawn EP3058230A1 (de)

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