STRÖMUNGSLEITVORRICHTUNG UND GEBLÄSEANORDNUNG MIT STRÖMUNGSLEITVORRICHTUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Strömungsleitvorrichtung zur Verwendung an einer Gebläseanordnung mit einem motorbetriebenen, um eine Rotationsachse rotierenden Radialgebläserad, umfassend ein Außengehäuse und einen Innendiffusor zwischen denen ein sich entlang einer axialen Strömungsrichtung erstreckender Strömungskanal gebildet ist, das Außengehäuse in axialer Richtung an den Innendiffusor angrenzend einen Aufnahmeraum zur integralen Aufnahme des Radialgebläserades ausbildet, das im Betrieb eine Strömung axial ansaugt und radial in den Strömungskanal ausbläst, wobei der Strömungskanal ausgebildet ist, die Strömung aus einer radialen in eine axiale Richtung umzulenken.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Strömungsleitvorrichtung zur Verwendung an einer Gebläseanordnung mit einem motorbetriebenen Radialgebläserad sowie die Gebläseanordnung mit einer entsprechenden Strömungsleitvorrichtung.

[0002] Die Beeinflussung der von einem Radialventilator erzeugten Strömung nach dem Austritt der Strömung aus dem Radialgebläserad über eine erfindungsgemäße Strömungsleitvorrichtung ermöglicht die Steigerung des statischen Wirkungsgrades. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die radiale Strömung in eine axiale Strömung umgelenkt und beispielsweise ein nachfolgendes Bauteil wie ein Wärmetauscher mit einem homogenen axialen Abströmfeld beaufschlagt werden soll.

[0003] Ansaugseitig hat sich hierbei bereits eine gesplittete Düse als vorteilhaft erwiesen, welche in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 110 642 A1 beschrieben wurde. Die Offenbarung dieser Patentanmeldung wird hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung integriert, wobei die vorliegende Strömungsleitvorrichtung die darin beschriebene Strömungsleitgeometrie bereitstellt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strömungsleitvorrichtung vorzusehen, mit welcher der statische Wirkungsgrad von Gebläseanordnungen mit einem Radialgebläserad, bei denen die radial ausgeblasene Strömung anschließend axial umgelenkt wird, zu erhöhen.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

[0006] Erfindungsgemäß wird eine Strömungsleitvorrichtung zur Verwendung an einer Gebläseanordnung mit einem motorbetriebenen, um eine Rotationsachse rotierenden Radialgebläserad vorgeschlagen, welche ein Außengehäuse und einen Innendiffusor, zwischen denen ein sich entlang einer axialen Strömungsrichtung erstreckender Strömungskanal gebildet ist, umfasst. Das Außengehäuse bildet in axialer Richtung an den Innendiffusor angrenzend einen Aufnahmeraum zur integralen Aufnahme des Radialgebläserades aus, das im Betrieb eine Strömung axial ansaugt und radial in den Strömungskanal ausbläst, wobei der Strömungskanal ausgebildet ist, die Strömung aus einer radialen in eine axiale Richtung umzulenken. Die axiale Strömungsrichtung verläuft dabei parallel zur Rotationsachse des Radialgebläserades. Der Innendiffusor und das Außengehäuse sind vorzugsweise zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet.

[0007] Durch den in Strömungsrichtung nachgeschalteten über das Außengehäuse und den Innendiffusor gebildeten Strömungskanal wird in der Strömung die dynamische Druckenergie in statische Druckenergie umgewandelt und mithin die Aufgabe gelöst.

[0008] In einer günstigen Ausführung der Strömungsleitvorrichtung erstreckt sich der Strömungskanal bis zu ihrem Auslass. Somit wird die Strömung über die gesamte Länge der Strömungsleitvorrichtung geführt.

[0009] Ferner wird die Umwandlung der dynamischen Druckenergie in statische Druckenergie bei der Strömungsleitvorrichtung dadurch begünstigt, dass sich eine Durchströmungsquerschnittsfläche des Strömungskanals zum Auslass hin diffusorartig vergrößert. Dies wird beispielsweise erzeugt, indem der Innendiffusor zum Auslass hin eingezogen verläuft, d.h. seine Mantelfläche erstreckt sich über den axialen Verlauf bis zum Auslass hin zur Rotationsachse des Radialgebläserades.

[0010] Die Strömungsleitvorrichtung ist in einer Ausführung ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Radialgebläserad an einen Einlass der Strömungsleitvorrichtung angrenzt.

[0011] Zur Geräuschreduzierung ist bei der Strömungsleitvorrichtung in einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass der Innendiffusor eine gelochte Mantelfläche aufweist. Ebenso ist hierfür ein Ausführungsbeispiel der Strömungsleitvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse eine gelochte Innenwandfläche aufweist. Die Strömung kann durch die Lochung der Mantelfläche des Innendiffusors bzw. durch die Innenwandfläche des Außengehäuses ganz oder teilweise strömen und die akustische Schallabstrahlung reduzieren. Zudem können wahlweise noch Dämmmaterialien eingebracht werden, beispielsweise im Inneren des Innendiffusors oder in Teilen der Lochung.

[0012] Eine Weiterbildung der Strömungsleitvorrichtung zur weiteren Erhöhung des statischen Wirkungsgrades sieht zudem vor, dass im Strömungskanal in Umfangsrichtung beabstandet angeordnete Strömungsleitschaufeln angeordnet sind. Die Strömungsleitschaufeln erstrecken sich in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus dem Bereich des Aufnahmeraums für das Radialgebläserad bis zum Auslass und bieten eine Führung für die Strömung vom Ausblas des Radialgebläserades bis zum Auslass der Strömungsleitvorrichtung. Die Erhöhung des statischen Wirkungsgrades wird durch eine Drallreduktion der Strömung durch die Strömungsleitschaufeln begünstigt.

[0013] Der Innendiffusor weist zudem einen zu dem Strömungskanal durch seine Mantelfläche abgegrenzten Diffusorraum auf, der um die Rotationsachse des Radialgebläserades gebildet ist. In diesen Diffusorraum sind in einer Weiterbildung ebenfalls Leitschaufeln vorgesehen, welche sich in Richtung des Auslasses erstrecken. Derartige Leitschaufeln können sinnvollerweise vorgesehen werden, wenn die Mantelfläche des Innendiffusors nicht geschlossen, sondern beispielsweise gelocht ist, so dass die Strömung neben dem Strömungskanal auch teilweise durch den Diffusorraum verläuft. Zudem können die Leitschaufeln gleichzeitig als Versteifungsrippen für den Innendiffusor dienen, so dass ei auch dann vorsehbar sind, wenn es keine Strömung in den Diffusorraum gibt.

[0014] Vorteilhaft ist ferner eine Ausführung der Strömungsleitvorrichtung, bei welcher die Strömungsleitschaufeln integral einstückig mit dem Innendiffusor ausgebildet sind.

[0015] Auch ist hinsichtlich eines kompakten Aufbaus eine Ausführung günstig, bei der in den Innendiffusor eine Motoraufnahme integriert ist.

[0016] Die Strömungsleitvorrichtung sieht in einer Weiterbildung zudem vor, dass das Außengehäuse am Einlass eine integrale Venturidüse aufweist. Das Radialgebläserad kann somit mit der Venturidüse am Außengehäuse zusammenwirken und sich beispielsweise mit seiner Deckscheibe in axialer Richtung bis in die Venturidüse hinein erstrecken, um eine axiale Überlappung bereitzustellen.

[0017] Zur variablen Anpassbarkeit der Strömungsleitvorrichtung ist zudem eine Ausführung vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Innendiffusor als lösbarer Einsatz in dem Außengehäuse ausgebildet ist. Somit kann der Strömungskanal oder der Aufnahmeraum für das Radialgebläserad durch Austausch des Innendiffusors beliebig angepasst werden.

[0018] Ferner umfasst ist eine Gebläseanordnung mit einem Radialgebläserad und einem damit verbundenen Elektromotor, wobei das Radialgebläserad im Aufnahmeraum der Strömungsleitvorrichtung gemäß der vorstehenden Offenbarung angeordnet ist und seine axial angesaugte Strömung über den Strömungskanal in eine axiale Strömung umgelenkt wird.

[0019] Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer Strömungsleitvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2

eine seitliche Schnittansicht der Strömungsleitvorrichtung aus Figur 1,

Fig. 3

eine axiale Draufsicht auf die Einlassseite der Strömungsleitvorrichtung aus Figur 1,

Fig. 4

eine axiale Draufsicht auf die Auslassseite der Strömungsleitvorrichtung aus Figur 1,

Fig. 5

eine perspektivische Ansicht einer Strömungsleitvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6

eine seitliche Schnittansicht der Strömungsleitvorrichtung aus Figur 5,

Fig. 7

eine axiale Draufsicht auf die Einlassseite der Strömungsleitvorrichtung aus Figur 5,

Fig. 8

eine axiale Draufsicht auf die Auslassseite der Strömungsleitvorrichtung aus Figur 5.

[0020] In den Figuren 1-4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Strömungsleitvorrichtung 1 dargestellt, welche ein zylindrisches Außengehäuse 2 und einen im Wesentlichen zylindrischen und koaxial zu dem Außengehäuse 2 angeordneten Innendiffusor 3 aufweist, der sich in axialer Richtung entlang der Rotationsachse RA gesehen über in etwa die Hälfte der axialen Länge des Außengehäuses 2 erstreckt. Das Außengehäuse 2 bildet einen Einlass 8 zur Ansaugung einer Strömung über ein Radialgebläserad (nicht gezeigt). Am Einlass 8 ist eine Venturidüse 11 ausgebildet. In Strömungsrichtung daran anschließend und zum Innendiffusor 3 axial angrenzend weist das Außengehäuse 2 den Aufnahmeraum 5 zur integralen Aufnahme des Radialgebläserades in einer Weise auf, dass es axial über die Venturidüse 11 die Strömung am Einlass 8 ansaugt und in radial Richtung in den Strömungskanal 4 ausbläst. Der Strömungskanal 4 wird durch die Innenwand des Außengehäuses 2 und durch die Mantelfläche des Innendiffusors 3 gebildet und lenkt die radial aus dem Radialgebläserad austretende Strömung in axiale Richtung um. Zum Auslass 9 hin ist der Innendiffusor 3 zur Rotationsachse RA hin kegelförmig eingezogen ausgebildet, so dass sich die Durchströmungsquerschnittsfläche im Strömungskanal 4 in Strömungsrichtung gesehen vergrößert. Alternativ oder zusätzlich kann sich auch das Außengehäuse 2 aufweiten, um die Durchströmungsquerschnittsfläche zu vergrößern. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist der Innendiffusor 3 nicht zur Rotationsachse RA hin kegelförmig eingezogen ausgebildet, sondern verläuft zylinderförmig, d.h. parallel zur Rotationsachse. Der Innendiffusor 3 und das Außengehäuse 2 schließen am Auslass 9 in derselben Axialebene ab.

[0021] Bezugnehmend auf Figur 2 ist ferner angedeutet, dass im Innendiffusor 3 an den Aufnahmeraum 5 anschließend eine Motoraufnahme 15 zur befestigenden Aufnahme eines Elektromotors (nicht gezeigt) zum Antrieb des Radialgebläserades der Rotationsachse integriert ist. Ferner ist der Innendiffusor mehrwandig ausgebildet und stellt zwischen den Wänden eine Kammer 24 zur Aufnahme von Dämmmaterial bereit, welche durch in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Stege 19 unterteilt ist.

[0022] In den jeweiligen axialen Draufsichten der Figuren 3 und 4 auf den Einlass 8 bzw. den Auslass 9 sind zudem noch die Anschlussplatte 14 mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Versteifungsstreben 15 und die in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Befestigungslaschen 12 zu erkennen.

[0023] Die Figuren 5 - 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, das neben weiteren dieselben Merkmale der Ausführung gemäß der Figuren 1 - 4 aufweist. Als Weiterbildung zum ersten Ausführungsbeispiel weist das Außengehäuse 2 eine gelochte Innenwandfläche mit einer Vielzahl von Öffnungen 32 auf. Ferner ist auch die Mantelfläche des Innendiffusors 3 mit Öffnungen 31 gelocht, so dass eine Strömungsverbindung zur Kammer 24 gebildet ist. In der gezeigten Ausführung ist die Innenwand des Innendiffusors 3 geschlossen, diese kann alternativ jedoch ebenfalls mit Öffnungen versehen sein, so dass eine Strömungsverbindung zum Diffusorraum 29 hergestellt ist. Hierfür sind im Diffusorraum 29 bereits Leitschaufeln 13 vorgesehen, welche sich in Richtung des Auslasses 9 erstrecken. Die Leitschaufeln 13 dienen gleichzeitig als Versteifungsrippen für den Innendiffusor.

[0024] Bei der Strömungsleitvorrichtung 1 sind im Strömungskanal 4 in Umfangsrichtung beabstandet angeordnete Strömungsleitschaufeln 7 angeordnet, die sich aus dem Bereich des Aufnahmeraums 5 für das Radialgebläserad bis zum Auslass 9 erstrecken, wie es gut in Fig. 6 zu erkennen ist. Die Strömungsleitschaufeln 7 verlaufen in radialer Richtung gesehen von der Mantelfläche des Innendiffusors 3 bis zur Innenwandfläche des Außengehäuses 2.

[0025] Als weitere alternative Ausführungen kann jede beliebige Kombination der gezeigten Ausführungsbeispiele verwendet werden, beispielsweise eine gelochte Mantelfläche des Innendiffusors 3 und eine gelochte Innenwandfläche des Außengehäuses 2, jedoch ohne die Verwendung von Strömungsleitschaufeln 7. Auch kann als Varianten beispielsweise nur die Innenwandfläche des Außengehäuses 2 oder nur die Mantelfläche des Innendiffusors 3 gelocht ausgebildet sein. Zudem können die Strömungsleitschaufeln 7 in die Ausführung gemäß der Figuren 1-4 integriert werden, ohne dass dies ausdrücklich gesondert dargestellt ist.

Ansprüche

1. Strömungsleitvorrichtung (1) zur Verwendung an einer Gebläseanordnung mit einem motorbetriebenen, um eine Rotationsachse (RA) rotierenden Radialgebläserad, umfassend ein Außengehäuse (2) und einen Innendiffusor (3) zwischen denen ein sich entlang einer axialen Strömungsrichtung erstreckender Strömungskanal (4) gebildet ist, wobei das Außengehäuse (2) in axialer Richtung an den Innendiffusor (3) angrenzend einen Aufnahmeraum zur integralen Aufnahme des Radialgebläserades ausbildet, das im Betrieb eine Strömung axial ansaugt und radial in den Strömungskanal (4) ausbläst, wobei der Strömungskanal (4) ausgebildet ist, die Strömung aus einer radialen in eine axiale Richtung umzulenken.

2. Strömungsleitvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Strömungskanal (4) durchgängig von dem Aufnahmeraum (5) bis zu einem Auslass (9) der Strömungsleitvorrichtung (1) erstreckt.

3. Strömungsleitvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Durchströmungsquerschnittsfläche des Strömungskanals (4) zum Auslass (9) hin diffusorartig vergrößert.

4. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (5) für das Radialgebläserad an einen Einlass der Strömungsleitvorrichtung (1) angrenzt.

5. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendiffusor (3) eine gelochte Mantelfläche aufweist.

6. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (2) eine gelochte Innenwandfläche aufweist.

7. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungskanal (4) in Umfangsrichtung beabstandet angeordnete Strömungsleitschaufeln (7) angeordnet sind.

8. Strömungsleitvorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strömungsleitschaufeln (7) aus dem Bereich des Aufnahmeraums (5) für das Radialgebläserad bis zum Auslass (9) erstrecken.

9. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendiffusor (3) einen zu dem Strömungskanal (4) durch seine Mantelfläche abgegrenzten Diffusorraum (29) aufweist, in dem sich Leitschaufeln (13) in Richtung des Auslasses (9) erstrecken.

10. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitschaufeln (7) integral einstückig mit dem Innendiffusor (3) ausgebildet sind.

11. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Innendiffusor (3) eine Motoraufnahme integriert ist.

12. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (2) am Einlass eine integrale Venturidüse (11) aufweist.

13. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendiffusor (3) als lösbarer Einsatz in dem Außengehäuse (2) ausgebildet ist.

14. Strömungsleitvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendiffusor (3) und das Außengehäuse (2) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind.

15. Gebläseanordnung mit einem Radialgebläserad und einem damit verbundenen Elektromotor, wobei das Radialgebläserad im Aufnahmeraum der Strömungsleitvorrichtung (1) gemäß einem der vorigen Ansprüche angeordnet ist.

Zeichnung