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EP0132780A1 - Querstromlüfter mit in den Randzonen erhöhter Luftaustrittsgeschwindigkeit - Google Patents

Querstromlüfter mit in den Randzonen erhöhter Luftaustrittsgeschwindigkeit Download PDF

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Publication number
EP0132780A1
EP0132780A1 EP84108482A EP84108482A EP0132780A1 EP 0132780 A1 EP0132780 A1 EP 0132780A1 EP 84108482 A EP84108482 A EP 84108482A EP 84108482 A EP84108482 A EP 84108482A EP 0132780 A1 EP0132780 A1 EP 0132780A1
Authority
EP
European Patent Office
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cross
flow fan
tab
fan according
fan
Prior art date
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Granted
Application number
EP84108482A
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English (en)
French (fr)
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EP0132780B1 (de
Inventor
Reinhold Hopfensperger
Dieter Schmidt
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.)
Alcatel Lucent Deutschland AG
International Standard Electric Corp
Original Assignee
Alcatel SEL AG
Standard Elektrik Lorenz AG
International Standard Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0132780A1 publication Critical patent/EP0132780A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0132780B1 publication Critical patent/EP0132780B1/de
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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
    • F04D17/02—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
    • F04D17/04—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal of transverse-flow type
    • 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444—Bladed diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/52—Outlet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
    • Y10S415/914—Device to control boundary layer

Definitions

  • the invention relates to a cross-flow fan designed as a small or mini fan, consisting of a fan roller with blade edges running parallel to the axis of rotation, a spiral-shaped baffle plate, a one-part or multi-part surface, which transitions from the spiral shape in the area of the pressure chamber into a flat, curved or stepped surface Vortex formers and the sides of the fan rollers that completely or partially enclose the sides.
  • Cross-flow fans whose fan roller has a diameter of 40-60 mm, for example, are referred to as small or mini fans.
  • Such cross-flow fans are known as mass products and are used in large numbers, for example in household appliances, fan heaters, air conditioners, convectors, copiers, projectors, plug-in units for electrical and electronic devices and the like. The wide range of applications also shows that such fans have proven themselves in practice.
  • the invention is therefore based on the object to improve the known cross-flow fan in such a way that a new measure, either alone or in conjunction with others, improves the flow of the peripheral zones and at the same time either completely prevents the whistle of the cross-flow fan or at least strongly dampens it without additional noise occurs in other operating areas of the fan.
  • the cross-flow fan has a housing consisting of the side parts 1, the guide plate 2 and the vortex former 3, in which the fan roller 4 is rotatably mounted and is driven in the direction of the arrow 5 during operation.
  • side parts, guide plate and vortex form an approximately rectangular air outlet opening from which the air in the direction of the arrow 6 should be conveyed as evenly as possible.
  • the side parts are provided with the tabs 7 according to the invention.
  • the tabs 7 have been produced by punching them out on three sides from the side parts and, for example, by bending them inwards at right angles to the side to which they are still connected to the side part.
  • Such an embodiment of the invention has the additional advantage that with the help of the injector effect, a slight increase in the amount of air passed through is brought about. However, this effect only occurs if the opening 8 is below the tab.
  • FIG. 2 shows six different embodiments of the tab 7.
  • the tab according to FIG. 2a has a flat configuration.
  • the tabs according to FIGS. 2b and 2c have a kinked configuration, the kink either pointing upwards or downwards.
  • 2d and 2e show a curved shape of the tab, the Curvature can also be directed either upwards or downwards.
  • 2f shows a further embodiment of the tab, which can be provided in all embodiments, namely the rounding 9 on the end of the tab 7 facing the fan roller.
  • the tab 7 illustrates the position and arrangement of the tab 7 in the side part 1.
  • the length of the tab is denoted by x and the distance of the tab base from the guide plate by y.
  • the tab 7 can either be arranged at a right angle to the side part 1 or - as illustrated in FIG. 3 by the dashed layers - deviate from it by up to ⁇ 45 degrees.
  • Characteristic line 10 shows diagrams which show the maximum sound pressure level L max as a function of the operating inconvenience in the case of a cross-flow fan (characteristic line 10) and in the case of a cross-flow fan with the tabs 7 according to the invention (characteristic curve 11).
  • Characteristic line 11 shows that in the cross-flow fan according to the invention, in particular in free jet operation or small to medium throttling, the maximum sound pressure level is very much lower than the known cross-flow fan.

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

Bei einem Querstromlüfter ist die Luftströmung in den Randzonen im Hinblick auf die Neigung zu Rückströmungen und die Unterdrückung von Pfeiftönen dadurch verbessert, daß die Seitenteile (1) nahe der Luftaustrittsöffnung (2) des Querstromlüfters mit in den Druckraum hineinragenden Laschen (7) versehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen als KLein- oder Kleinstlüfter ausgebildeten QuerstromLüfter, bestehend aus einer Lüfterwalze mit parallel zur Drehachse verlaufenden Schaufelkänten, einem spiralförmig ausgebildeten, im Bereich des Druckraumes aus der Spiralform in eine ebene, gewölbte oder abgestufte FLäche übergehenden LeitbLech, einem ein-oder mehrteiligen Wirbelbildner und die Lüfterwalzenenden ganz oder teilweise umschließenden SeitenteiLen.
  • ALs KLein- oder Kleinstlüfter werden solche Querstromlüfter bezeichnet, deren Lüfterwalze beispielsweise einen Durchmesser von 40 - 60 mm aufweist.
  • Derartige QuerstromLüfter sind als Massenprodukte bekannt und werden in großer ZahL beispielsweise in Heushaltsgeräten, Heizlüftern, Klimageräten, Konvektoren, Kopiergeräten, Projektoren, Einschüben elektrischer und elektronischer Geräte und dgl. verwendet. Der große Anwendungsumfang Läßt auch erkennen, daß sich derartige Lüfter in der Praxis bewährt haben.
  • Es hat sich allerdings herausgestellt, daß bei den bekannten, als KLein- oder Kleinstlüftern verwendeten Querstromlüftern im Freistrahlbetrieb oder bei geringer Drosselung des Lüfters die Luftaustrittsgeschwindigkeit in den endscheibennahen Randzonen im VerhäLtnis zu derjenigen in der inneren Lüfterzone stark abnimmt. Es kann sogar vorkommen, daß in den Bereichen, in denen die Seitenteile mit dem LeitbLech zusammenstoßen, negative Luftaustrittsgeschwindigkeiten auftreten, d.h. im Druckstutzen eine Rückströmung auftritt. Das bedeutet aber, daß der Lüfter keine optimale Lieferziffer ϕ max erreicht.
  • Es ist bekannt (DE-OS 15 03 591), daß diese MängeL durch eine entsprechende AusgestaLtung der LüfterwaLzenendscheiben und/oder der GehäuseseitenteiLe behoben werden können. Die bekannten Lösungen beruhen alle auf dem gleichen Prinzip, nämlich, daß an den LüfterwaLzenenden die Gehäuseseitenteile und/oder die Lüfterwalzen-Endscheiben durchbrochen sind, um den Lüfterrandzonen mehr Luft zuzuführen. Diese bekannte Lösung ist jedoch nur für anwendungstechnische SonderfäLLe brauchbar, weil trotz eines höheren ϕ max im höheren Drosselbereich Druckverluste auftreten können, deren Höhe von der Gebläsegeometrie sowie dem Ort und der GestaLt der öffnungen abhängt. Außerdem stellt sich je nach Betriebspunkt eine höhere GeräuschabstrahLung (RauschpegeL) ein.
  • Bei einer anderen bekannten Lösung (DE-PS 24 48 362) ist die Rückströmung in den endscheibennahen Randzonen dadurch vermieden, daß in den endscheibennahen Randzonen auf der Leitblechinnenfläche mit Abreißkanten versehene Ablenkflächen bestimmter Breite angeordnet sind.
  • Diese bekannte Lösung hat in den meisten AnwendungsfäLLen bereits eine wesentliche Verbesserung gebracht. In anderen AnwendungsfäLLen kann auch diese bekannte Maßnahme nicht verhindern, daß der weitaus größte TeiL der Randzonenströmung aus dem Druckraum wieder in die Lüfterwalze zurückgesaugt wird und dabei außerdem - je nach Geometrie des Querstromlüfters - einen mehr oder minder starken Pfeifton erzeugt. Diese Erscheinung tritt vorwiegend bei geringem Gegendruck, d.h. bei geringer DrosseLung des Querstromlüfters, und bei QuerstromLüftern mit hoher spezifischer Leistung auf.
  • Der Erfindung Liegt daher die Aufgabe zugrunde, den bekannten QuerstromLüfter in der Weise zu verbessern, daß eine neue Maßnahme entweder allein oder in Verbindung mit anderen die Randzonenströmung verbessert und gleichzeitig das Pfeifen des QuerstromLüfters entweder ganz verhindert oder wenigstens stark dämpft, ohne daß ein zusätzliches Geräusch in anderen Betriebsbereichen des Lüfters auftritt.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die SeitenteiLe nahe der Luftaustrittsöffnung des QuerstromLüfters mit in den Druckraum hineinragenden Laschen versehen sind.
  • VorteiLhafte AusgestaLtungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 enthalten. Diese ist nachstehend anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 den Ausschnitt aus einem perspektivisch dargestellten QuerstromLüfter,
    • Fig. 2 verschiedene Ausführungsformen der Lasche,
    • Fig. 3 die Lage der Lasche und
    • Fig. 4 Diagramme, welche den bewerteten Schalldruckpegel bei verschiedenen Betriebspunkten bei einem bekannten und bei dem neuen QuerstromLüfter wiedergeben.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besitzt der QuerstromLüfter ein aus den SeitenteiLen 1, dem LeitbLech 2 und dem Wirbelbildner 3 bestehendes Gehäuse, in dem die LüfterwaLze 4 drehbar gelagert ist und beim Betrieb in Richtung des PfeiLes 5 angetrieben wird. Am vorderen Ende bilden SeitenteiLe, LeitbLech und Wirbelbildner eine etwa rechteckige Luftaustrittsöffnung, aus welcher die Luft in Richtung des PfeiLes 6 möglichst gleichmäßig gefördert werden soLL. Um dies zu gewährleisten oder zu unterstützen, sind die SeitenteiLe erfindungsgemäß mit den Laschen 7 versehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Laschen 7 dadurch erzeugt worden, daß sie an drei Seiten aus den Seitenteilen herausgestanzt und um die Seite, mit der sie noch mit dem Seitenteil verbunden sind, beispielsweise rechtwinklig nach innen gebogen worden sind.
  • Eine solche AusgestaLtung der Erfindung besitzt noch den zusätzlichen VorteiL, daß mit HiLfe der Injektorwirkung eine geringfügige Vergrößerung der durchgesetzten Luftmenge bewirkt wird. Diese Wirkung tritt aber nur dann ein, wenn sich die öffnung 8 unterhalb der Lasche befindet.
  • Die Fig. 2 zeigt sechs verschiedene Ausführungsformen der Lasche 7. Die Lasche gemäß Fig. 2a besitzt eine ebene GestaLt. Demgegenüber weisen die Laschen gemäß Fig. 2b und 2c eine geknickte GestaLt auf, wobei der Knick entweder nach oben oder nach unten gerichtet ist. Fig. 2d und 2e zeigen eine gekrümmte Gestalt der Lasche, wobei die Krümmung auch entweder nach oben oder nach unten gerichtet sein kann. Fig. 2f zeigt eine weitere AusgestaLtung der Lasche, welche bei allen Ausführungsformen vorgesehen sein kann, nämlich die Rundung 9 an dem der LüfterwaLze zugewandten Ende der Lasche 7.
  • Fig. 3 verdeutlicht die Lage und Anordnung der Lasche 7 im Seitenteil 1. Die Länge der Lasche ist mit x und der Abstand des Laschenfußpunktes vom LeitbLech mit y bezeichnet. Die Lasche 7 kann entweder im rechten Winkel zum Seitenteil 1 angeordnet sein oder auch - wie in Fig. 3 durch die strichlierten Lagen verdeutlicht - um bis zu ± 45 Winkelgrade davon abweichen.
  • In Fig. 4 sind Diagramme aufgezeigt, welche den maximaLen Schalldruckpegel L max in Abhängigkeit vom Betriebsounkt bei einem Querstromlüfter (KennLinie 10) und bei einem Querstromlüfter mit den erfindungsgemäßen Laschen 7 (Kennlinie 11) zeigen. KennLinie 11 Läßt erkennen, daß beim erfindungsgemäßen QuerstromLüfter insbesondere bei Freistrahlbetrieb oder kleiner bis mittlerer DrosseLung der maximale Schalldruckpegel gegenüber dem bekannten QuerstromLüfter sehr viel geringer ist.
    • BezugszeichenListe
    • 1 Seitenteil
    • 2 LeitbLech
    • 3 Wirbelbildner
    • 4 Lüfterwalze
    • 5 Pfeil
    • 6 Pfeil
    • 7 Lasche
    • 8 öffnung
    • 9 Rundung
    • 10)
    • 11)Kennlinie

Claims (10)

1. Als KLein- oder Kleinstlüfter ausgebildeter Querstromlüfter, bestehend aus einer Lüfterwalze mit parallel zur Drehachse verlaufenden Schaufelkanten, einem spiralförmig ausgebildeten, im Bereich des Druckraumes aus der SpiraLform in eine ebene, gewölbte oder abgestufte Fläche übergehenden LeitbLech, einem ein- oder mehrteiligen Wirbelbildner und die Lüfterwalzenenden ganz oder teilweise umschließenden SeitenteiLen, dadurch gekennzeichnet, daß die SeitenteiLe (1) nahe der Luftaustrittsöffnung des QuerstromLüfters mit in den Druckraum hineinragenden Laschen (7) versehen sind.
2. QuerstromLüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (7) unter Zurücklassung einer öffnung (8) aus dem Seitenteil ausgestanzt ist.
3. QuerstromLüfter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (7) eben ausgebildet ist.
4. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (7) geknickt ausgebildet ist.
5. Querstromlüfter nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (7) gewölbt ausgebildet ist.
6. QuerstromLüfter nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (7) auf ihrem, der LüfterwaLze zugewandten Ende mit einer Rundung (9) versehen ist.
7. QuerstromLüfter nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (7) im rechten Winkel zum Seitenteil (1) angeordnet ist.
8. QuerstromLüfter nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (7) in einem WinkeL > 45° zum SeitenteiL (1) geneigt angeordnet ist.
9. QuerstromLüfter nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (x) der Lasche (7) 0,05-0,25 xd (Lüfterwalzendurchmesser) beträgt.
10. QuerstromLüfter nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (y) des Laschenfußpunktes vom LeitbLech (2) 0,2-0,7 xh (Höhe der Luftausblasöffnung) beträgt.
EP84108482A 1983-07-23 1984-07-18 Querstromlüfter mit in den Randzonen erhöhter Luftaustrittsgeschwindigkeit Expired EP0132780B1 (de)

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DE19833326650 DE3326650A1 (de) 1983-07-23 1983-07-23 Querstromluefter mit in den randzonen erhoehter luftaustrittsgeschwindigkeit
DE3326650 1983-07-23

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EP0132780A1 true EP0132780A1 (de) 1985-02-13
EP0132780B1 EP0132780B1 (de) 1986-11-05

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