WO1991002163A1 - Gebläse mit einem elektromotor - Google Patents

Gebläse mit einem elektromotor Download PDF

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WO1991002163A1
WO1991002163A1 PCT/DE1990/000603 DE9000603W WO9102163A1 WO 1991002163 A1 WO1991002163 A1 WO 1991002163A1 DE 9000603 W DE9000603 W DE 9000603W WO 9102163 A1 WO9102163 A1 WO 9102163A1
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housing cap
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Konrad Bisser
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Metronic Electronic Gmbh
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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
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/164—Multi-stage fans, e.g. for vacuum cleaners
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L5/00—Structural features of suction cleaners
    • A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
    • A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
    • 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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers

Definitions

  • the invention relates to a blower with an electric motor and at least one impeller on the motor shaft, which is arranged in front of the electric motor in a housing cap with a central suction opening and supplies the suctioned air through the engine compartment through outlet openings.
  • the impeller consists of an impeller disk which is non-rotatable is connected to the motor shaft and on the side facing the intake side has wings that are evenly distributed over the circumference, that the wings on the intake side are closed with a wing washer, which is flush with the outer periphery of the impeller disk and the inner ends of the wings and a central recess has, which essentially corresponds in cross section to the suction opening of the housing cap, and that the vanes are concavely recessed on the end faces facing the circumference of the impeller.
  • the structure of the impeller from the impeller disk, F Lägg beg and the wings arranged in between brings a large delivery rate and the recessed wings on the circumference cause a superimposition of mirror-image noises, so that a partial compensation of the basic noise and thus a reduction of the noise as a whole is achieved.
  • two impellers are arranged on the motor shaft, which lie on both sides of an annular stator connected to the housing cap, which is brought up to the motor shaft down to an annular gap, the The circumference is at a distance from the housing cap and is constructed essentially like an impeller.
  • the impeller facing the suction opening acts as a suction wheel and the impeller facing the electric motor acts as a pressure wheel.
  • the stator leads the air sucked in by the suction wheel to the central inlet of the pressure wheel and the like.
  • the structure of the stator is designed according to one embodiment so that the stator is composed of two washers, z ischen those wings, as in the case of the impeller, and that the vanes of the stator are concave on both ends.
  • Fig. 2 is a view of the suction side of the impeller
  • Fig. 3 is a view of the impeller perpendicular to its axis of rotation.
  • the axial fan as can be seen in FIG. 1, has the electric motor 10, which is cut off on the outlet side with the outlet connection 35.
  • the motor bearing 13 On the suction side of the electric motor 10, the motor bearing 13 is screwed, which is used to support the motor shaft.
  • the engine mount 13 With the engine mount 13 is the two-part housing cap 15, 16 connected, which form chambers for the impellers 18 and 24 of the two-stage Axi a Lgeb Läses.
  • the housing cap 16 has the suction opening 17 centrally.
  • the engine compartment 32 is connected via the engine mount 13 to the chambers 30 and 31 of the housing cap 15, 16, since the central bearing part of the engine mount 13 is only connected to the annular fastening point of the engine mount 13 via radial webs 14.
  • the impeller consists of the impeller disk 19, which is pushed onto the MotorwelLe 11 with the bore 34 and fixed to it with the spacer bushings 12 in a rotationally fixed manner.
  • leaf-shaped, somewhat curved blades 21, 21 * and 21 are firmly attached with one longitudinal edge.
  • the concave side of the wing is facing the leading side and the convex side of the wing is facing the trailing side of the impeller 18.
  • the On the suction side, the impeller 18 is closed with the wing ring disk 20.
  • the wing ring disk 20 is firmly connected to the other longitudinal edge of the wing 21, 21 'and 21 "and closes on the circumferential side g and with its central recess 33 flush with the impeller disk 19 and the inner ends of the blades 21, 21 * and 21 ".
  • the end faces of the blades facing the circumference of the impeller 18 are provided with cutouts 22, 22 'and 22" which form% concave edges.
  • the cutouts 22, 22 * and 22" are preferably parabolic .
  • the central recess 33 of the wing washer 20 is approximately adapted to the size of the central suction opening 17 de r housing cap 15, 16.
  • the structure of the impeller 24 serving as a pressure wheel is identical to the structure of the impeller 18, as shown by the impeller rings 25, the flywheel washer 26 and the vanes 27 with the recesses 28.
  • the stator 23 is arranged, which is fastened to the housing cap 15, 16 and only leaves the small annular gap 29 exposed to the motor shaft 11.
  • the air sucked in via the intake opening 17 leaves the impeller 18 circumferentially and is sucked back by the impeller 24 via the stator 23 from the circumferential region into the central region of the chamber 30. From there, the air passes through the impeller 24 and is rraum via the engine mount 13 in the motor '32 is pressed until the air finally leaves the engine room 32 via the outlet pipe 35th
  • the stator 23 is made up of two F lie L ri ngschei ben and blades similar to the impellers 18 and 24.
  • the FLügelL can also have concave recesses on the front sides.
  • the following values were measured: power consumption 800W, delivery rate 600 liters per minute at a pressure of 150 mbar, speed 25,000 rpm and noise level 62 to 64 dB (A). This results in an average noise reduction of approx. 8 dB (A) compared to comparable devices with other impellers.
  • the blower can be designed both as an axial blower and as a bypass blower.

Landscapes

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

Die Erfindung betrifft ein Gebläse mit einem Elektromotor (10) und mindestens einem Flügelrad (18, 24) auf der Motorwelle (11) das vor dem Elektromotor (10) in einer Gehäusekappe (16) mit zentrischer Ansaugöffnung (17) angeordnet ist und die angesaugte Luft über den Motorraum (32) hinweg Austrittsöffnungen zuführt. Eine grosse Födermenge und reduziertes Geräusch werden dadurch erhalten, dass das Flügelrad (18, 24) aus einer Flügelradscheibe (19, 25) besteht, die drehfest mit der Motorwelle (11) verbunden ist und auf der der Ansaugseite zugekehrten Seite gleichmässig über den Umfang verteilte Flügel (22, 22', 22') trägt, dass die Flügel der Ansaugseite zugekehrt mit einer Flügelringscheibe (20, 26) abgeschlossen sind, die mit dem Aussenumfang der Flügelradscheibe und den inneren Enden der Flügel (22, 22', 22') bündig abschliesst und eine zentrische Ausnehmung (33) aufweist, die im Querschnitt im wesentlichen der Ansaugöffnung (17) der Gehäusekappe (16) entspricht, und dass die Flügel (22, 22', 22') an den dem Umfang des Flügelrades zugekehrten Stirnseiten konkav ausgespart sind.

Description

Gebläse mit einem ELektromotor
Die Erfindung betrifft ein Gebläse mit einem ELektromotor und mindestens einem Flügelrad auf der MotorwelLe, das vor dem ELektromotor in einer Gehäusekappe mit zentrischer Ansaugöffnung angeordnet ist und die angesaugte Luft über den Motorraum hinweg Austrittsöffnungen zuführt.
Bei einem Gebläse kommt es besonders darauf an, mit geringer elektrischer Leistung eine große Fδrder enge bei möglichst kleinem Geräusch zu erzielen.
Es sind daher schon viele Versuche unternommen worden, dies durch besondere Ausgestaltung des Flügelrades oder der Flügelräder zu erreichen, wobei insbesondere die Form und Stellung der Flügel auf der Nabe als Parameter benutzt werden, wie z.B. die DE-AS 23 27 125 zeigt. Je komplizierter die Form der Flügel ist, desto teurer ist die Herstellung der Flügel und desto mehr gehen die Toleranzen in die Werte für die Fördermenge und das Geräusch ein, so daß bei einer Serienfertigung mit größeren Streuungen dieser Werte zu rechnen ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gebläse der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem eine große Fördermenge bei reduziertem Geräusch erhalten wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Flügelrad aus einer Flügelradscheibe besteht, die drehfest mit der MotorwelLe verbunden ist und auf der der Ansaugseite zugekehrten Seite gleichmäßig über den Umfang verteilte Flügel trägt, daß die Flügel der Ansaugseite zugekehrt mit einer Flügelringscheibe abgeschlossen sind, die mit dem Außenumfang der Flügelradscheibe und den inneren Enden der Flügel bündig abschließt und eine zentrische Ausnehmung aufweist, die im Querschnitt im wesentlichen der Ansaugδffnung der Gehäusekappe entspricht, und daß die Flügel an den dem Umfang des Flügelrades zugekehrten Stirnseiten konkav ausgespart sind.
Der Aufbau des Flügelrades aus Flügelradscheibe, F Lüge L r ngsche be und den dazwischen angeordneten FLügeln bringt eine große Förderleistung und die zum Umfang hin liegenden ausgesparten Flügel bewirken eine Überlagerung von spiegelbildlichen Geräuschen, so daß dadurch eine te lweise Kompensation der Grundgeräusche und damit eine Reduzierung des Geräusches insgesamt erreicht wird.
Um die Förderle stung zu erhöhen, wird nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß "auf der MotorwelLe zwei Flügelräder angeordnet sind, die zu . beiden Seiten eines mit der Gehäusekappe verbundenen, ringförmigen Leitrades liegen, das zur MotorwelLe hin bis auf einen Ringspalt herangeführt ist, dessen Umfang im Abstand zur Gehäusekappe steht und das im wesentlichen wie ein Flügelrad aufgebaut ist. Das der Ansaugöffnung zugekehrte Flügelrad wirkt als Saugrad und das dem ELektromotor zugekehrte Flügelrad als Druckrad. Das Leitrad führt die vom Saugrad angesaugte Luft dem zentrischen Eingang des Druckrades u.
Als vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, die dadurch gekennze chnet ist, daß die konkaven Aussparungen der Flügel des Flügelrades symmetrisch zu einer Mittelebene
ERSATZBLATT zwischen der Flügelradscheibe und der FLügeLringscheibe ausgebi Idet sind.
Damit an den Ausnehmungen die Geräuschantei Le mit hohen Frequenzen niedrig bleiben, sieht eine Weiterbildung vor, daß die Aussparungen in die Umfangskanten der Flügelradsche be und der FLügeLringscheibe auslaufen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß die Aussparungen pa rabe Lförmi g gestaltet sind.
Der Aufbau des Leitrades ist nach einer Ausgestaltung so ausgeführt, daß das Leitrad aus zwei Ringscheiben zusammengesetzt ist, z ischen denen Flügel, wie bei Flügelrad angeordnet sind, und daß die Flügel des Leitrades an beiden Stirnseiten konkav ausgespart sind.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeisp els näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 in te lweise geschnittener Seitenansicht ein Axialgebläse mit zwe Flügelrädern und einem Lei trad,
Fig. 2 die Ansicht auf die Ansaugseite des Flügelrades und
Fig. 3 eine Ansicht des Flügelrades senkrecht zu seiner Drehachse.
Das Axialgebläse weist, wie Fig. 1 erkennen läßt, den Elektromotor 10 auf, der auf der Abgangsseite mit dem Austrittsstutzen 35 abgesc lossen ist. Auf der Ansaugseite des Elektromotors 10 ist das Motorlager 13 angeschraubt, das zur Lagerung der MotorwelLe dient. Mit dem Motorlager 13 ist die zweiteilige Gehäusekappe 15, 16 verbunden, die Kammern für die Flügelräder 18 und 24 des zweistufigen Axi a Lgeb Läses bilden. Die Gehäusekappe 16 weist zentrisch die Ansaugöffnung 17 auf. Der Motorraum 32 steht über das Motorlager 13 mit den Kammern 30 und 31 der Gehäusekappe 15, 16 in Verbindung, da der zentrische Lagerteil des Motorlagers 13 nur über radiale Stege 14 mit dem ringförmigen Befestigungstell des Motorlagers 13 verbunden ist.
Wie die Fig. 2 und 3 am Be spiel des Flügelrades 18 zeigen, besteht das Flügelrad aus der Flügelradscheibe 19, die mit der Bohrung 34 auf die MotorwelLe 11 aufgeschoben und mit den Abstandsbuchsen 12 drehfest darauf festgelegt ist. An der Flügelradscheibe 19 sind blattförm ge, etwas gebogene Flügel 21, 21* und 21" mit der einen Längskante fest angebracht. Dabei ist die konkave Seite der FLügeL der vorlaufenden Seite und die konvexe Seite der Flügel der nachlaufenden Seite des FLügelrades 18 zugekehrt. Der Ansaugseite zugekehrt ist das Flügelrad 18 mit der FLügeLringscheibe 20 abgeschlossen. Die FLügeLringschei e 20 ist mit der anderen Längskante der FLügeL 21, 21' und 21" fest verbunden und schließt umfangsseit g und mit seiner zentrischen Ausnehmung 33 bündig mit der F lügelradscheib- 19 und den inneren Enden der Flügel 21, 21* und 21" ab. Die dem Umfang des Flügelrades 18 zugekehrten Stirnseiten der Flügel sind mit Aussparungen 22, 22' und 22" versehen, die %konkave Kanten bilden. Die Aussparungen 22, 22' und 22" sind zu einer Mittelebene zwischen der Flügelradscheibe 19 und der FLügeLringscheibe 20 hin symmetrisch und laufen in die Umfangskanten der Flügelradscheibe 19 und der Flügelringscheibe 20 aus. Die Aussparungen 22, 22* und 22" werden vorzugsweise parabelförmig gestaltet. Die zentrische Ausnehmung 33 der Flügelringscheibe 20 ist in etwa an die Größe der zentrischen Ansaugδffnung 17 de r Gehäusekappe 15, 16 angepaßt. Der Aufbau des als Druckrad dienenden Flügelrades 24 ist dem Aufbau des Flügelrades 18 identisch, wie die Flügelradsche be 25, die FLügeLringscheibe 26 und die Flügel 27 mit den Aussparungen 28 zeigen.
Zwischen den beiden Flügelrädern 18 und 24 ist das Leitrad 23 angeordnet, das an der Gehäusekappe 15, 16 befestigt ist und zur MotorwelLe 11 hin nur den kleinen Ringspalt 29 freiläßt. Die über die Ansaugδffnung 17 angesaugte Luft verläßt das Flügelrad 18 umfangssei ti g und wird vom Flügelrad 24 über das Leitrad 23 hinweg vom Umfangsberei ch wieder in den zentrischen Bereich der Kammer 30 gesaugt. Von dort passiert die Luft das Flügelrad 24 und wird über das Motorlager 13 in den Moto'rraum 32 gedrückt, bis die Luft schließlich den Motorraum 32 über den Austrittsstutzen 35 verläßt.
Das Leitrad 23 ist aus zwei F Lüge L ri ngschei ben und Flügeln ähnlich der Flügelräder 18 und 24 aufgebaut. Die FLügeL können dabei an den Stirnseiten ebenfalls konkave Aussparungen auf ei sen.
Bei einem Ausführungsbeispiel wurden folgende Werte gemessen: Leistungsaufnahme 800W, Fördermenge 600 Liter pro Minute bei einem Druck von 150 mbar, Drehzahl 25.000 U/min und Geräuschpegel 62 bis 64 dB(A). Dies ergibt eine durchschnittliche Geräuschreduzierung gegenüber vergleichbaren Geräten mit anderen Flügelrädern von ca. 8 dB(A).
Das Gebläse kann sowohl als Axialgebläse als auch als BypassrGebläse ausgebildet sein.

Claims

A n s p r ü c h e
Gebläse mit einem Elektromotor und mindestens einem Flügelrad auf der MotorwelLe, das vor dem ELektromotor in einer Gehäusekappe mit zentrischer Ansaugδffnung angeordnet ist und die angesaugte Luft über den Motorraum hinweg Austrittsöffnungen zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (18 bzw. 24) aus einer Flügelradscheibe (19 bzw. 25) besteht, die drehfest mit der MotorwelLe (11) verbunden ist und auf der der Ansaugseite zugekehrten Seite gleichmäßig über den Umfang verteilte Flügel (21 bzw. 27) trägt, daß die Flügel (21 bzw. 27) der Ansaugseite zugekehrt mit einer FLügeLringscheibe (20 bzw. 26) abgeschlossen sind, die mit dem Außenumfang der Flügelradscheibe (19 bzw. 25) un»d den inneren Enden der Flügel (21. bzw. 27) bündig abschließt und eine zentrische Ausnehmung (33) aufweist, die im Querschnitt im wesentlichen der Ansaugδffnung (17) der Gehäusekappe (15,16) entspricht, und daß die Flügel (21 bzw. 27) an den dem Umfang des Flügelrades (18 bzw. 24) zugekehrten Stirnseiten konkav ausgespart sind.
Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf ή . r MoiorweLle (11) zwei Flügelräder (18,24) angeordnet sind, die zu beiden Seiten eines mit der
Gehäusekappe (15,16) verbundenen, ringförmigen Leitrades
(23) liegen, das- zur Motorwelle (11) hin bis auf einen
Ringspalt (29) herangeführt ist, dessen Umfang im Abstand zur Gehäusekappe (15,16) steht und das i wesentlichen wie ein Flügelrad (18 bzw. 24) aufgebaut ist.
Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Aussparungen (22,22', 22" bzw. 28) der
Flügel (21 bzw. 27) des Flügelrades (18 bzw. 24) symmetrisch zu einer Mittelebene zwischen der
Flügelradscheibe (19 bzw. 25) und der FLügeLringsche be
(20 bzw. 26) ausgebildet sind.
Gebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (22,22', 22" bzw. 28) in die
Umfangskanten der Flügelradscheibe (19 bzw. 25) und der
Flügelringscheibe (20 bzw. 26) auslaufen.
Gebläse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (22,22', 22" bzw. 28) parabelför ig gestaltet sind.
Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (23) aus zwei Ringscheiben zusammengesetzt ist, zwischen denen Flügel, wie beim Flügelrad (18 bzw.
24) angeordnet sind, und daß die Flügel des Leitrades (23) an beiden Stirnseiten konkav ausgespart sind.
Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
ERSATZBLATT daß die Flügel (21 bzw. 27) auf der vorlaufenden Seite konkav und auf der nachlaufenden Seite entsprechend konvex gewölbt sind.
8. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es als Axialgebläse ausgebildet ist.
9. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es als Bypass-GebLäse ausgebildet ist,
-*•
ERSATZBLATT
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