Querstromgebläse

Abstract

 @ Bei einem Querstromgebläse mit einem dem Laufrad zugeordneten und als Wirbelbildner dienenden Gehäusewandstück zwischen der Austrittsöffnung und der Ansaugöffnung schließt sich unter Vermeidung von Druckverlusten und dem störenden Drehklang am Anströmbogen (5) des Gehäusewandstücks (15) in Umfangsdrehrichtung des Laufrades (1) eine schräg nach außen sich erstreckende Schaufelkanalbrücke (6) an, die durch eine nach außen weisende Abkröpfung (7) begrenzt ist, und an dieser eine nach außen geneigte Zunge (8) an.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Querstromgebläse mit einem dem Laufrad zugeordneten und als Wirbelbildner dienenden Gehäusewandstück zwischen der Austrittsöffnung und der Ansaugöffnung.

[0002] Bei diesen Gebläsen ist es bekannt, ein als Wirbelbildner dienendes Gehäusewandstück mit bogenförmiger Anströmkante dem Laufrad zuzuordnen. Außerdem ist es bei Querstromgebläsen bekannt, daß durch Vorbeilaufen der Beschaufelung an dem Gehäusewandstück betriebsbedingt ein von der Schaufelanzahl und der Laufraddrehzahl abhängiger Drehklang erzeugt wird, der sich als störendes Pfeifgeräusch bemerkbar macht. Mit zunehmendem Entfernen des Gehäusewandstücks vom Laufrad ist zwar eine Reduzierung dieses Drehklangs möglich, jedoch stellt sich dabei als Nachteil ein unerwünschter Druckverlust ein, der durch große Radien für den Anströmbogen noch unterstützt wird. Durch die Verwendung mittelgroßer Radien am Anströmbogen, z. _B. 4 mm, ist ein Kompromiß zwischen der Geräuschentwicklung und dem Druckaufbau wählbar.

[0003] Es ist Aufgabe der Erfindung, bei Gebläsen dieser Art unter Vermeidung von Druckverlusten den störenden Drehklang sowie Einströmgeräusche zu beseitigen.

[0004] Der Erfindung gemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich am Anströmbogen des Wirbelbildners in Umfangsdrehrichtung des Laufrades eine schräg nach außen sich erstreckende Schaufelkanalbrücke anschließt, die durch eine nach außen weisende Abkröpfung begrenzt ist und daß sich an der Abkröpfung eine nach außen geneigte Zunge anschließt. Durch die Kante am Eingang der Abkröpfung und der Kante am Zungenende wird in Zusammenwirken mit den Schaufelaußenkanten ein zweiter Drehklang künstlich erzeugt, der mit dem durch die Berührung des innen liegenden Wirbels mit den Schaufelinnenkanten erzeugten bekannten Drehklangs gegenphasig ist, mit dem Ergebnis der gegenseitigen Auslöschung durch Überlagerung beider Drehklänge.

[0005] Es ist gefunden worden, daß sich durch Annähern der Eingangskanteder Abkröpfung die Intensität (Amplitude) des künstlichen Drehklangs verändern läßt und die Länge der Zunge Einfluß auf die Phasenlage hat, während die Neigung der Zunge den maximalen Druckaufbau beeinflußt. Außerdem unterstützt die Zunge die exakte Trennung der Luftströmungen. Schließlich erlaubt der so gebildete Wirbelbildner zur optimalen Trennung von Druck- und Saugseite die Schaufelkanalbrücke nahe dem Laufrad sich erstreckend anzuordnen.

[0006] In Ausgestaltung des Gebläses können sich die Schaufelkanalbrücke und die Zunge über ein bis zwei Schaufelteilungen des Laufrades erstrecken. Die Schaufelkanalbrücke und die Zunge sind weiterhin bevorzugt eben ausgebildet. Zweckmäßig ist die Schaufelkanalbrücke 60 bis 70 Grad zur Horizontalen und die Zunge 70 bis 80 Grad zur Horizontalen geneigt ausgebildet.

[0007] In weiterer Ausgestaltung des Wirbelbildners schließen sich an der Anströmkante des als Wirbelbildner dienenden Gehäusewandstücks ein den Austrittskanal oben begrenzendes Wandstück an. Das Wandstück kann sich hierbei beliebig horizontal oder schräg nach oben zur Horizontalen erstrecken. Auch kann sich am Gehäusewandstück ein die lichte Höhe des Austrittskanals vergrößerndes abgekröpftes Wandstück anschließen.

[0008] Es sind fernerhin Überlegungen darüber angestellt worden, wie sich der Wirkungsgrad des Querstromgebläses weiter verbessern läßt. Erreichbar ist dies dadurch, daß das Wandstück und/oder die den Austrittskanal begrenzende Abkröpfung, Injektoröffnungen aufweisen. Die Injektoröffnungen, die durch Lochungen oder Schlitze gebildet sein können, geben bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Austrittsströmung die Möglichkeit einer zusätzlichen Luftansaugung und tragen bei hohen Drucken zur Sicherstellung einer Mindestluftmenge durch die Beschaufelung und Verhinderung eines Abreißens der Strömung bei. Außerdem ermöglichen sie den Übertritt von Schallschwingungen aus dem Austrittskanal in den Bereich der Schallerzeugung auf der Saugseite und reduzieren so die Geräuschabstrahlung breitbandig durch akustischen Kurzschluß.

[0009] Außerdem ist noch vorgesehen, das den Austrittskanal begrenzende Wandstück an der Schaufelkanalbrücke bzw. an der Abkröpfung außen fest angreifen zu lassen.

[0010] Es versteht sich, daß der Wirbelbildner durch ein strangförmiges Formteil gebildet sein kann, wobei wahlweise das den Austrittskanal begrenzende Wandstück mit dem Wirbelbildner einstückig, bzw. unabhängig ausgebildet sein kann. Auch ist die Zuordnung des Wirbelbildners zu über ihre Länge, z. B. um mindestens eine Schaufelteilung, verdrehten Laufrädern möglich.

[0011] Schließlich ist bei Querstromgebläsen mit einem zwischen der Ansaug- und Austrittsöffnung angeordneten Gehäusewandstück mit nach außen erstreckenden Einlaufbögen vorgesehen, daß das Gehäusewandstück entgegen der Einlaufrichtung eine sich über die engste Stelle hinaus erstreckende Verlängerung aufweist und daß der axiale Abstand zwischen der Verlängerung und dem Laufrad in Richtung des freien Endes hin zunimmt. Auf diese Weise ist eine trichterartige Verbreiterung im Bereich der Einströmöffnung geschaffen, die Stöße der Zuluft auf das Gehäusewandstück vermindern hilft und dadurch zur Geräuschverringerung bzw. Auslöschen von Einlaufgeräuschen beiträgt. Außerdem führt die Verbreiterung unter gleichzeitigem Druckaufbau zur Verlangsamung der Strömung und zur Reduzierung der Schaufelfrequenzgeräusche im Bereich der Eintrittskante. Die Reduzierung der Schaufelfrequenzgeräusche kann in weiterer Ausbildung des Gebläses unterstützt sein durch eine am freien Ende des Gehäusewandstücks um etwa 90 Grad zur Verlängerung ausgebogene Leiste, die zur Erfassung des ganzen Strömungsfeldes mit einer Breite von mindestens einer Schaufelteilung ausgeführt ist. Schließlich kann an der Leiste eine entgegen der Anströmrichtung gerichtete weitere Leiste horizontal angebogen sein, die insbesondere eine zusätzliche Führungsfunktion für die Einströmluft übernimmt.

[0012] Wie die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für diese wesentlichen Merkmalen,die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Hierin bedeuten:

Fig. 1 ein Querstromgebläse schematisch im Schnitt,

Fig. 2 einen Wirbelbildner abgewandelter Ausführung,

Fig. 3 ein Kurvenbild,

Fig. 4 ein Querstromgebläse schematisch im Schnitt und

Fig. ₅ einen Teilschnitt eines Querstromgebläses.

[0013] In den Figuren ist mit 1 ein Laufrad bekannter Ausführung bezeichnet, das im Umfangsbereich eine Anzahl Luftschaufeln 2 aufweist. Das Laufrad 1 dreht in einem Gehäuse 3, das durch ein erstes Wandstück 4 und zweites als Wirbelbildner dienendes Wandstück 15 gebildet ist. Das Wandstück 15 weist einen Anströmbogen 5 auf, an dem sich in Umfangsdrehrichtung des Laufrades 1 erfindungsgemäß eine weitgehend ebene Schaufelkanalbrücke 6 anschließt, die durch eine Abkröpfung 7 begrenzt ist. An der Abkröpfung 7 schließt sich an dem der Schaufelkanalbrücke 6 abgewandten Ende eine ebene Zunge 8 an. Die Schaufelkanalbrücke 6 und die Zunge 8 erstrecken sich über ein bis zwei Schaufelteilungen, wobei die Schaufelkanalbrücke 60 bis 70 Grad zur Horizontalen und die Zunge 70 bis 80 Grad zur Horizontalen geneigt sind.

[0014] Bei Umläufen des Laufrades 1 wird in bekannter Weise im Bereich des Anströmbogens 5 ein Drehklang entsprechend der Kurve 14 der Fig. 3 erzeugt, der sich als unangenehmer Pfeifton bemerkbar macht. Darüber hinaus sorgen die Kante 9 am Eingang der Abkröpfung 7 und die Kante 10 am Ende der Zunge 8 für die Erzeugung eines zweiten, künstlichen Drehklangs entsprechend der Kurve 15' der Fig. 3, der mit gleicher Amplitude aber um 180 Grad versetzt den ersterwähnten Drehklang mit dem Resultat der gegenseitigen Auslöschung überlagert. Durch Annähern der Kante 10 wird die Intensität (Amplitude) des künstlichen Drehklanges verändert, während die Länge der Zunge Einfluß auf die Phasenlage hat.

[0015] In Richtung der Austrittsströmung schließt sich am Anströmbogen 5 ein Wandstück 11 mit einem ebenen Abschnitt 11' und einer Abkröpfung 12 als obere Begrenzung des Austrittskanals 13 an. Im Steg 12' der Abkröpfung 12 sind Injektorbohrungen 14 vorgesehen. Über die Injektorbohrungen 14 erfolgt bei großen Strömungsgeschwindigkeiten eine zusätzliche Luftansaugung, was zu einer 5 bis 10 prozentigen Steigerung des Wirkungsgrades führt, während bei hohen Drücken die Sicherstellung einer Mindestluftmenge durch die Beschaufelung bewirkt werden kann, was ein Abreißen der Strömung verhindert.

[0016] Schließlich erlauben die Injektorbohrungen auch die Erzeugung eines akustischen Kurzschlusses zwischen Druck- und Saugseite zur breitbandigen Geräuschreduzierung. Es versteht sich, daß die Injektorbohrungen auch durch anderweitige Lochungen, z. B. Schlitze ersetzt sein können.

[0017] Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist das als Austrittskanalbegrenzung dienende Wandstück 11 als rückseitige Fortsetzung des Stegs 7' der Abkröpfung 7 einstückig mit dieser ausgebildet.

[0018] In Fig. 4 ist mit 1 wiederum ein an sich bekanntes Laufrad mit einer Anzahl _Luftschaufeln 2 bezeichnet. Das Laufrad 1 dreht in einem Gehäuse 3, das durch ein erstes Gehäusewandstück 4 und ein als Wirbelbildner dienendes zweites Gehäusewandstück 15 gebildet ist. Das Gehäusewandstück 4 weist am einströmseitigen Ende eine sich über die engste Stelle 16 zwischen Gehäusewandstück 4 und Laufrad 1 hinaus erstreckende Verlängerung 17 auf, deren radialer Abstand zum Laufrad 1 in Richtung des freien Endes zunimmt. Die Verlängerung 17 bildet eine trichterartige Verbreiterung, die die Einlaufgeräusche vermindert. Am freien Ende ist die Verlängerung 17 mit einer etwa rechtwinkelig ausgebogenen Leiste 18 versehen, ' deren Breite etwa einer Schaufelteilung entspricht. Die Leiste 18 ermöglicht das Erfassen des ganzen Strömungsfeldes und übt so Führungsfunktion für die Zuluft aus.

[0019] Beim Querstromgebläse der Figur 5 ist die Verlängerung 17 an ihrem Ende zwar ebenfalls mit einer Leiste 18 versehen, jedoch ist an dieser eine weitere, horizontal gerichtete Leiste 19 angebogen, die die Führung der Zuluft unterstützt.

Ansprüche

1. Querstromgebläse mit einem dem Laufrad zugeordneten und als Wirbelbildner dienenden Gehäusewandstück zwischen der Austrittsöffnung und der Ansaugöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Anströmbogen (5) des Gehäusewandstücks (15) in Umfangsdrehrichtung des Laufrades (1) eine schräg nach außen sich erstreckende Schaufelkanalbrücke (6) anschließt, die durch eine nach außen weisende Abkröpfung (7) begrenzt ist und daß sich an der Abkröpfung (7) eine nach außen geneigte Zunge (8) anschließt.

2. Querstromgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schaufelkanalbrücke (6) über ein bis zwei Schaufelteilungen des Laufrades (1) erstreckt.

3. Querstromgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (8) mit einer Länge von ein bis zwei Schaufelteilungen des Laufrades (1) ausgeführt ist.

4. Querstromgebläse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelkanalbrücke (6) im wesentlichen eben ausgebildet und 60 bis 70 Grad zur Horizontalen geneigt ist.

5. Querstromgebläse nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (8) eben ausgebildet und 70 bis 80 Grad zur Horizontalen geneigt ist.

6. Querstromgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Anströmbogen (5) auf der der Schaufelkanalbrücke (6) abgewandten Seite ein den Austrittskanal (13) oben begrenzendes Wandstück (11) anschließt.

7. Querstromgebläse nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandstück (11) eine die lichte Höhe des Austrittskanals (13) vergrößernde Abkröpfung (12) aufweist.

8. Querstromgebläse nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandstück (11) im ebenen Abschnitt (11') und/oder der Abkröpfung (12) Injektoröffnungen (14) aufweist.

9. Querstromgebläse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoröffnungen (14) durch Bohrungen oder Schlitze gebildet sind.

10. Querstromgebläse nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandstück (11) an der Abkröpfung (7) außen fest angreift.

11. Querstromgebläse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung eines über die ganze Länge um mindestens eine Schaufelteilung verdrehten Laufrades (1).

12. Querstromgebläse mit einem zwischen der Ansaug- und Austrittsöffnung angeordneten Gehäusewandstück mit nach außen erstreckenden Einlaufbogen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusewandstück (4) eine entgegen der Einlaufrichtung sich über die engste Stelle (16) hinaus erstreckende Verlängerung (17) aufweist und daß der axiale Abstand zwischen der Verlängerung (17) und dem Laufrad (1) in Richtung des freien Endes hin zunimmt.

13. Querstromgebläse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Gehäusewandstücks (4) eine etwa 90 Grad zur Verlängerung (17) ausgebogene Leiste (18) aufweist.

14. Querstromgebläse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (18) mit einer Breite von mindestens einer Schaufelteilung ausgebildet ist.

15. Querstromgebläse nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leiste (18) eine nach außen gerichtete Leiste (19) horizontal angebogen ist.

Zeichnung