DE19523339A1

DE19523339A1 - Axialgebläse

Info

Publication number: DE19523339A1
Application number: DE19523339A
Authority: DE
Inventors: Kenji Kamada
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2015-06-28
Also published as: JP3491342B2; US5551841A; DE19523339C2; JPH0814194A

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialgebläse zur Verwendung in Fönen oder dergleichen, und insbesondere eine geräuschmin dernde Anordnung des Axialgebläses.

Axialgebläse der zuvor genannten Art werden beispielsweise in der JP-A-2-5799 beschrieben, und es wurden auch Maßnahmen zur Verhinderung einer Rückströmung in einer Zone geringer Strömungsgeschwindigkeit vorgeschlagen, von denen ein Bei spiel eine Rückflußanordnung für den Rückstrom ist, der an peripheren Außenrändern von Flügeln des Flügelrades zu einem zusätzlichen Luftströmungspfad erzeugt wird.

Während die oben genannte Maßnahme in der Zone geringer Strömungsgeschwindigkeit, wo die Rückströmung erzeugt wird, gering ist, stellt ein zur Bildung des zusätzlichen Luft strömungspfades erforderliches Teil jedoch ein Widerstands teil in einer Niederdruckzone dar, in der keine Rückströmung erzeugt wird, so daß die Gefahr der Erzeugung einer Wirbel strömung in der Luftströmung entsteht.

Überdies tritt selbst in der Niederdruckzone, in der keine Rückströmung erzeugt wird, eine Luftströmung entlang der Oberfläche der Flügel nicht nur in Axialrichtung, sondern auch in Radialrichtungen auf, und eine solche radial gerich tete Luftströmung geht von peripheren Außenrändern von Enden der Flügel aus, wodurch ein Wirbel erzeugt wird, der die Ursache für eine Zunahme des Geräusches des Axialgebläses und für einen verringerten Wirkungsgrad ist.

Ein erstes Ziel der Erfindung ist es daher, ein Axialgebläse zu schaffen, bei dem die vorhergehenden Probleme beseitigt sind und der an den peripheren Außenrändern von Enden der Flügel des Flügelrades erzeugte, mit Verlusten verbundene Wirbel verringert werden kann, wodurch eine Verringerung des Wirkungsgrades vermieden und eine Geräuschminderung erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel erreicht durch ein Axialge bläse mit einem zylindrischen Gehäuse, das an einem strom aufwärts gelegenen Ende einen ersten Einlaß und an dem an deren, stromabwärts gelegenen Ende einen Auslaß aufweist, einem drehbar im Gehäuse angeordneten Flügelrad, einem Motor zum Antreiben des Flügelrades, Stabilisatorflügeln, die innerhalb des Gehäuses auf der stromabwärts gelegenen Seite angeordnet sind, um den Motor an der Innenwandfläche des Gehäuses abzustützen und die durch das angetriebene Flügel rad erzeugte Luftströmung zu stabilisieren, und einer inne ren Seitenwand, die innerhalb des Gehäuses auf der stromauf wärts gelegenen Seite des Flügelrades nahe dem peripheren Außenrand des Flügelrades angeordnet ist, wobei durch diese innere Seitenwand zwischen dem Innenumfang des Gehäuses und dem Außenumfang der inneren Seitenwand ein ringförmiger Strömungspfad festgelegt wird, der eine Ausströmöffnung besitzt, die sich auf der Seite des Flügelrades in einer Ebene ausdehnt, die im wesentlichen senkrecht zu der Luft strömung ist, und einen zweiten Einlaß aufweist, der auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Gehäuses liegt und vom Flügelrad abgelegen ist, so daß durch die innere Seitenwand eine zentrale Hauptströmung und eine zusätzliche periphere Außenströmung erzeugt wird.

In diesem Fall ist die innere Seitenwand vorzugsweise so vorgesehen, daß die auf der stromaufwärts gelegenen Seite vorgesehene, den zweiten Einlaß des Ringpfades bildende Öffnung sich in Radialrichtungen des Gehäuses öffnet. Vor zugsweise liegt der periphere Außenrand des Flügelrades in Richtung der Luftströmung betrachtet innerhalb des Durch gangsquerschnitts der Ausströmöffnung des den zweiten Einlaß enthaltenden Ringpfades.

Gemäß der vorhergehenden Ausführungsform der Erfindung wer den die Hauptluftströmung und die zusätzliche Luftströmung erzeugt, während das Flügelrad in Drehung versetzt wird, um Luft primär von dem ersten Einlaß abzusaugen und die Haupt luftströmung zu bilden, die am Auslaß ausströmt, da die innere Seitenwand innerhalb des Gehäuses nahe dem Außenum fang des Flügelrades auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Hauptluftströmung angeordnet ist, um den ringförmigen Strömungspfad mit dem zweiten Einlaß zwischen dem Innenum fang des Gehäuses und dem Außenumfang der inneren Seitenwand zu bilden, wobei die Ausströmöffnung auf der Flügelradseite des Pfades sich in einer Richtung ausdehnt, die im wesent lichen senkrecht zur Richtung der Hauptluftströmung und zum zweiten Einlaß des Pfades ist, welcher Einlaß vom Flügelrad abgelegen ist und auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Gehäuses liegt, so daß Luft auf der Außenumfangsseite des Flügelrades getrennt von dem Hauptluftstrom vom zweiten Ein laß über den Pfad und aus der Ausströmöffnung strömt. Da durch wird verhindert, daß der zu Verlusten führende Wirbel am Außenumfang des Flügelrades auftritt, und es kann verhin dert werden, daß irgendeine Verschlechterung des Wirkungs grades des Gebläses eintritt und die Geräuschentwicklung verstärkt wird.

Überdies kann mit einer solchen Ausbildung der inneren Seitenwand, daß sich der zweite Einlaß des Pfades in den Radialrichtungen des Gehäuses öffnet, eine Luftströmung erzeugt werden, die zuverlässig von der Hauptluftströmung getrennt ist, so daß der Wirkungsgrad des Gebläses weiter verbessert werden kann. Da der Außenumfang des Flügelrades in Richtung der Luftströmung betrachtet innerhalb des Durchgangsquerschnitts der Ausströmöffnung des Pfades liegt, ist dafür gesorgt, daß die Luft zum Außenumfang des Flügel rades ausströmt, und die Erzeugung des zu Verlusten führen den Wirbels kann weiter verhindert werden.

Liegt ferner eine Überlappung zwischen der den Pfad bilden den Seitenwand und dem Gehäuse vor, so ist die Luftströmung durch den Pfad in Axialrichtung ausgerichtet, und der Erzeu gung des zu Verlusten führenden Wirbels kann entgegengewirkt werden. Es ist auch möglich, das Einströmen von Luft durch den Pfad dadurch zu vergleichmäßigen, daß der Pfad mit einem Durchgangsquerschnitt ausgebildet wird, der ausgehend von der Ausströmöffnung in Richtung auf den zweiten Einlaß ver größert oder im wesentlichen konstantgehalten ist, und der durch die Erfindung erzielte Effekt kann weiter verstärkt werden.

Überdies kann der Effekt über den ganzen Umfang des Flügel rades dadurch verstärkt werden, daß die Ausströmöffnung auf einem Kreis angeordnet wird, der koaxial zu dem Gehäuse ist.

Durch radiale Stege innerhalb des Pfades ist es auch mög lich, die in den Pfad eingeführte Luftströmung optimal zu stabilisieren.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine vertikal geschnittene Ansicht des Axialgebläses einer Ausführung gemäß der Erfindung;

Fig. 2A eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Hauptteils des Axialgebläses der Fig. 1;

Fig. 2B eine Fig. 2A entsprechende Ansicht einer Vergleichs anordnung;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Axialgebläses der Fig. 1 von der stromaufwärts gelegenen Seite aus betrachtet;

Fig. 4A eine Seitenansicht des Axialgebläses einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 4B eine vertikal geschnittene Ansicht des Gebläses der Fig. 4A;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Hauptteils des Gebläses der Fig. 4A; und

Fig. 6 ein erläuterndes Diagramm, das die Kennlinie für den statischen Druck und das Luftvolumen für die Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung zeigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung gezeigten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese beschränkt ist.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung enthält das Axialgebläse ein zylindrisches Gehäuse 1, bei dem eine Öffnung auf einer Vorderseite oder einem stromauf wärts gelegenen Ende einen ersten Einlaß 2 bildet, während die andere Öffnung auf der Rückseite oder am stromabwärts gelegenen Ende als Auslaß 3 vorgesehen ist. In dem Gehäuse 1 sind ein Flügelrad 4, ein Motor 5 für den Antrieb des Flü gelrades 4 und Stabilisierungsflügel 6 angeordnet, die dazu dienen, den Motor 5 am Innenumfang des Gehäuses 1 abzustüt zen und die durch das Flügelrad 4 erzeugte Luftströmung zu stabilisieren. Das Flügelrad 4 enthält mehrere Flügel 7, während der Motor 5 an den Stabilisierungsflügeln 6 befe stigt ist, die wiederum an dem Gehäuse 1 fest angebracht sind. Wird das Flügelrad 4 durch den Motor 5 angetrieben, so wird Luft in den ersten Einlaß 2 gesaugt und dazu gebracht, aus dem Auslaß 3 auszuströmen, so daß eine Hauptluftströmung D erzeugt wird.

Am Innenumfang des Gehäuses 1 ist eine dünnere innere Sei tenwand 8 vorgesehen, die durch einen vorbestimmten Abstand vom Innenumfang des Gehäuses 1 getrennt ist, und es wird ein ringförmiger Strömungspfad 9 mit einem zweiten Einlaß 11 zwischen dem Gehäuse 1 und der inneren Seitenwand 8 gebil det. Im vorliegenden Fall ist die innere Seitenwand 8 zylin drisch und zum Gehäuse 1 koaxial, wobei auch der Pfad 9 mit dem zweiten Einlaß 11 zylindrisch ist. Die Ausströmöffnung 10 des Pfades 9 auf der Seite des Flügelrades 4 dehnt sich in einer Ebene aus, die senkrecht zur Richtung der Luftströ mung ist, und sie liegt dem Außenumfang der Flügel 7 des Flügelrades gegenüber. Auf der vom Flügelrad 4 abgewandten Seite des Pfades 9 öffnet sich der zweite Einlaß 11 in der Weise, daß Luft in einen Pfad eingesaugt wird, der von der Hauptluftströmung D getrennt ist. Die von dem zweiten Einlaß 11 eingesaugte Luft fließt durch den Pfad 9, wie dies durch eine Pfeillinie E in Fig. 2A gezeigt ist, und sie strömt aus der Ausströmöffnung 10 in Richtung auf den Außenumfang der Flügel des Flügelrades 4, so daß verhindert wird, daß ein zu Verlusten führender Wirbel nahe den peripheren Außenenden der Flügel 7 des Flügelrades 4 auftritt. Bei einer solchen Anordnung, wie sie sich aus der zuvor genannten JP-A-2-5799 ergibt, bei der das eine Rückströmung verhindernde Mittel einfach so vorgesehen ist, daß es vom Umfangsteil aus in den Strömungspfad vorspringt, wie in Fig. 2B gezeigt, kann das Mittel bewirken, daß die in der Zone geringer Strömungsge schwindigkeit erzeugte Rückströmung verhindert wird, es stellt jedoch ein Hindernis für die Luftströmung in der Nie derdruckzone dar. Es ist festzustellen, daß dieses Problem durch die Erfindung wirksam beseitigt wird. Wird in diesem Fall die innere Seitenwand 8 zu nahe am Flügelrad 4 angeord net, so bewirkt die Wand das Geräusch, und sie wird daher nicht näher am Flügelrad gehalten, als dies erforderlich ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Abstand zwischen dem Flügelrad 4 und der inneren Seitenwand 8 so gewählt, daß er etwa 15% der Außenabmessung des Flügelrads 4 beträgt. Ein einlaßseitiger oder am stromaufwärts gelegenen Ende vorgesehener Rand 14 der inneren Seitenwand 18 ist so angeordnet, daß er auf der stromaufwärts gelegenen Seite des einlaßseitigen oder am stromaufwärts gelegenen Ende vorgese henen Randes des Gehäuses 1 liegt.

Überdies ist der am einlaßseitigen Ende vorgesehene Rand 14 der inneren Seitenwand trichterförmig, und der zweite Einlaß 11 ist radial nach außen geöffnet. Mit einer solchen radial nach außen gerichteten Öffnung des zweiten Einlasses 11 ist es möglich, Luft eindeutig getrennt von der Hauptluftströ mung einzusaugen.

Überdies liegt, wie in Fig. 2A gezeigt, der Außenumfang des Flügelrades 4 in Richtung der Luftströmung betrachtet inner halb des Durchgangsquerschnitts der Ausströmöffnung 10 des Pfades 9. Mit dieser Anordnung ist dafür gesorgt, daß die Luft zum Außenumfang der Flügel des Flügelrades 4 ausströmt, und das Auftreten des zu Verlusten führenden Wirbels kann wirksam verhindert werden. Da sich die innere Seitenwand 8, die den Pfad 9 mit dem zweiten Einlaß 11 bildet, und das Gehäuse 1 überlappen, ist überdies die Luftströmung in dem Pfad 9 in Axialrichtung ausgerichtet, und die Erzeugung des zu Verlusten führenden Wirbels kann wirksam verhindert wer den. Die Strecke der Überlappung zwischen der inneren Sei tenwand 8 und dem Gehäuse 1 beträgt vorzugsweise 15% der Außenabmessung des Flügelrades 4. Überdies wird der Abstand L1 zwischen dem Außenumfang der inneren Seitenwand 8 und dem Innenumfang des Gehäuses 8 so gewählt, daß er etwa 1/30 der Außenabmessung des Flügelrades 4 beträgt, während ein Ab stand L2 zwischen den peripheren Außenrändern der Enden des Flügelrades 4 und dem Innenumfang des Gehäuses etwa 1/60 des Außendurchmessers des Flügelrades 4 beträgt.

Der zweite Einlaß 11 des Pfades 9 besitzt einen größeren Durchgangsquerschnitt als die Ausströmöffnung 10, und er dient demnach dazu, die Luftströmung durch den Pfad 9 zu vergleichmäßigen. Zur Anbringung der inneren Seitenwand an dem Gehäuse ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem die Wand 8 über mehrere, über dem Einlaß 11 vorgesehene Rippen mit dem Gehäuse 1 gekoppelt wird. Hier muß beachtet werden, daß der Durchgangsquerschnitt durch die Rippen verringert wird. An dererseits sind nach Fig. 3 der Pfad 9 sowie der zweite Ein laß 11 koaxial zu dem Flügelrad 4 angeordnet, und es kann wirksam über dem gesamten Umfang des Flügelrades 4 verhin dert werden, daß ein zu Verlusten führender Wirbel erzeugt wird.

Wie beschrieben, kann die Erzeugung des zu Verlusten führen den Wirbels am Außenumfang des Flügelrades 4 als eine Haupt quelle für die Geräuschentwicklung durch die durch den Pfeil E gezeigte Luftströmung durch den Pfad 9 ausgehend von dessen zweitem Einlaß 11 verhindert werden, wodurch jegliche Wirbelströmung in der Luftströmung verringert und jegliche Verringerung des Gebläsewirkungsgrades sowie jeglicher An stieg der Geräuschentwicklung vermieden werden können.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der das Gehäu se 1 verlängert ist und die innere Seitenwand 8 bezüglich des Innenumfangs des Gehäuses zwischen dem ersten Einlaß 2 des Gehäuses und dem Flügelrad 4 angeordnet ist, um dadurch den Strömungspfad 9 zu bilden. In diesem Fall ist der Einlaß 11 durch Lochungen in dem Gehäuse 1 gebildet. Auch in diesem Fall kann die Erzeugung eines zu Verlusten führenden Wirbels so wie bei der vorhergehenden Ausführungsform verhindert werden, und es kann der gleiche Effekt wie zuvor erzielt werden.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die inne re Seitenwand 8 über mehrere radiale Stege 12 am Gehäuse 1 befestigt ist, welche Stege in dem Strömungspfad 9 liegen, wobei der zweite Einlaß 11 vollständig offen bleibt. In die sem Fall dienen die Stege 12 dazu, die Luftströmung in dem Pfad 9 zu stabilisieren, und das Auftreten irgendwelcher Wirbelströmungen in der Luftströmung kann optimal verhindert werden.

Allgemein ist die Beziehung zwischen dem statischen Druck und dem Luftvolumen in dem Axialgebläse so wie in Fig. 6 gezeigt, während gemäß der dargestellten Anordnung der Er findung das Auftreten der Rückströmung in der Zone a gerin ger Strömungsgeschwindigkeit der Fig. 6 wirksam unterdrückt und der Luftströmungseffekt in der Niederdruckzone b der Fig. 6 optimal aufrechterhalten werden kann, wobei das auf grund der Rotation des Flügelrades auftretende Geräusch wirksam verringert wird.

Claims

1. Axialgebläse mit einem zylindrischen Gehäuse, das an einem stromaufwärts gelegenen Ende einen ersten Einlaß und an dem anderen, stromabwärts gelegenen Ende einen Auslaß aufweist, einem drehbar im Gehäuse angeordneten Flügelrad, einem Motor für den Antrieb des Flügelrades in dem Gehäuse und Stabilisatorflügeln zur Abstützung des Motors an der Innenwandfläche des Gehäuses und zum Stabilisieren der von dem angetriebenen Flügelrad erzeugten Luftströmung, wobei der Motor und die Stabilisatorflügel in dem Gehäuse auf der stromabwärts gelegenen Seite des Flügelrades und damit auf der Seite des Auslasses des Gehäuses angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialgebläse ferner eine innere Seitenwand aufweist, die innerhalb des Gehäuses auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Flügelrades nahe dem Innenumfang des Gehäuses angeordnet ist, wodurch zwischen dem Innenumfang des Gehäuses und dem Außenumfang der inneren Seitenwand ein Strömungspfad gebildet wird, um eine Ausström öffnung zu erhalten, die auf der Seite des Flügelrades liegt und sich in einer Ebene ausdehnt, die im wesentlichen senk recht zu der Luftströmung ist, und einen vom Flügelrad abge legenen zweiten Einlaß auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Gehäuses zu erhalten, so daß die innere Seitenwand eine zentrale Hauptströmung und eine zusätzliche äußere Umfangs strömung erzeugt.

2. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Einlaß des Strömungspfades durch die innere Sei tenwand so gebildet ist, daß er sich bezüglich des Gehäuses radial nach außen öffnet.

3. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der periphere Außenrand des Flügelrades in Richtung der Luft strömung betrachtet innerhalb eines Durchgangsbereichs der Ausströmöffnung des Strömungspfades liegt.

4. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die den Strömungspfad bildende innere Seitenwand und das Gehäuse überlappen.

5. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungspfad einen Durchgangsquerschnitt besitzt, der ausgehend von der Ausströmöffnung zu dem zweiten Einlaß hin zunimmt.

6. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungspfad einen Durchgangsquerschnitt besitzt, der ausgehend von der Ausströmöffnung zu dem zweiten Einlaß hin im wesentlichen konstant ist.

7. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnung des Strömungspfades zum Gehäuse koaxial ist.

8. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungspfad radiale Stege angeordnet sind.