DE202019106702U1

DE202019106702U1 - Rückwärtsgekrümmtes Plenumgebläse mit verbesserter Effizienz

Info

Publication number: DE202019106702U1
Application number: DE202019106702.0U
Authority: DE
Original assignee: Trane International Inc
Current assignee: Trane International Inc
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2029-12-03
Also published as: CN212130840U; US11603856B2; US20200173454A1

Abstract

Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung, umfassend ein Gebläserad und mehrere Schaufeln, die mit dem Gebläserad verbunden sind, wobei jede der mehreren Schaufeln einen Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Staffelungswinkel von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad und eine Sehne mit einer Länge L aufweist, wobei die Länge L über den Durchmesser des Zentrifugalgebläses, geteilt durch den Durchmesser D des Gebläses, die Ungleichung 0,25 ≤ L/D ≤ 0.42 erfüllt.

Description

Gebiet
Diese Offenbarung betrifft hocheffiziente Zentrifugalgebläse, welche Schaufeln aufweisen, die einen Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Staffelungswinkel von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad und eine Sehne mit einer Länge L aufweisen, wobei die Länge L, geteilt durch den Durchmesser D des Zentrifugalgebläses, die Ungleichung 0,25 ≤ L/D ≤ 0.42 erfüllt.
Allgemeiner Stand der Technik
Leichte kommerzielle Heiz-, Belüftungs-, Klimaanlagen- und Kühleinheiten (HVACR-Einheiten), wie etwa drei Tonnen bis fünfundzwanzig Tonnen schwere Dacheinheiten, werden verwendet, um für Räume, wie etwa die Innenräume von großen Schachtellagern, Schulen, Restaurants, Bürogebäuden und dergleichen Heizung, Kühlung oder Belüftung vorzusehen. Leichte kommerzielle HVACR-Einheiten verwenden typischerweise ein oder mehrere Zentrifugalgebläse, um einen Luftstrom durch die Einheiten und in eine Struktur zu treiben, in der die Luft durch die HVACR-Einheit konditioniert wird. Die Zentrifugalgebläse werden typischerweise durch Elektromotoren angetrieben.
Behördliche Auflagen erhöhen regelmäßig die für Kühleinheiten erforderliche Mindesteffizienz und erfordern daher eine verbesserte Effizienz von den in den HVACR-Einheiten verwendeten Gebläsen. HVACR-Einheiten erfordern zunehmend mehr Luft, die mit der gleichen oder weniger Energie zu bewegen ist.
Derzeitige Zentrifugalgebläse weisen typischerweise tragflügelförmige Schaufeln mit einer Dicke auf, die in der Richtung von der Vorderkante zu der Hinterkante entlang der Gebläseschaufel variiert.
Kurzfassung
Diese Offenbarung betrifft hocheffiziente Zentrifugalgebläse, welche Schaufeln aufweisen, die einen Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Staffelungswinkel von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad und eine Sehne mit einer Länge L aufweisen, wobei die Länge L, geteilt durch den Durchmesser D des Zentrifugalgebläses, die Ungleichung 0,25 ≤ L/D ≤ 0.42 erfüllt.
Gebläse-Ausführungsformen erzielen eine erhöhte Energieeffizienz bei Betriebsgeschwindigkeiten und Strömungsraten, die in leichten kommerziellen HVACR-Anwendungen, wie etwa 3 Tonnen bis 25 Tonnen schweren Einheiten, verwendet werden, und erzeugen Luftströme von zum Beispiel 2000 bis 3000 ft3/Minute. Diese verbesserte Effizienz ermöglicht es, dass die Gebläse und HVACR-Einheiten, die diese Gebläse verwenden, mit regelmäßig erhöhten Effizienzstandards Schritt halten. Gebläse-Ausführungsformen erfüllen diese zunehmenden Effizienzstandards auch, wobei sie Schaufeln gleichmäßiger Dicke verwenden, eine Herstellung aus Kunststoff oder Metallblech ermöglicht wird und sie einfacher und kostengünstiger als tragflächenförmige Schaufeln hergestellt werden.
Eine Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung-Ausführungsform weist mehrere Schaufeln auf, die jeweils einen Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Staffelungswinkel von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad und eine Sehne mit einer Länge L aufweisen, wobei die Länge L, geteilt durch den Durchmesser D des Zentrifugalgebläses, die Ungleichung 0,25 ≤ L/D ≤ 0.42 erfüllt.
In einer Ausführungsform ist die Dicke jeder der Schaufeln von der Vorderkante der Schaufel zu der Hinterkante der Schaufel, innerhalb Herstellungstoleranzen, gleichmäßig.
In einer Ausführungsform weist jede der Schaufeln Kunststoff auf. In einer Ausführungsform weist jede der Schaufeln eine Glasfüllung von oder von etwa 30 Masse-% bis oder bis etwa 50 Masse-% sowie Kunststoff auf. In einer Ausführungsform ist der Kunststoff Nylon 6 oder Nylon 66. In einer Ausführungsform, in der die Schaufeln aus Kunststoff sind, kann jede der Schaufeln eine Dicke von oder von etwa 0,191 Zoll aufweisen. In einer Ausführungsform weist jede der Schaufeln Aluminium auf. In einer Ausführungsform weist jede der Schaufeln Stahl auf. In einer Ausführungsform, in der die Schaufeln aus Metallblech sind, kann jede der Schaufeln eine Dicke von oder von etwa 0,052 Zoll aufweisen.
In einer Ausführungsform reicht der Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 20 Grad. In einer Ausführungsform reicht der Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 20 Grad. In einer Ausführungsform reicht der Staffelungswinkel von oder von etwa 46 Grad bis oder bis etwa 50 Grad.
In einer Ausführungsform weist jede der mehreren Schaufeln eine maximale Sturzhöhe auf, die sich an einem Punkt befindet, der in einem Abstandsbereich von oder von etwa 40% bis oder bis etwa 60% von der Vorderkante zu der Hinterkante entlang einer Sehnenlänge dieser Schaufel liegt. In einer Ausführungsform weist jede der mehreren Schaufeln einen maximalen Sturzwinkel auf, der sich an einem Punkt befindet, der in einem Abstandsbereich von oder von etwa 7% bis oder bis etwa 13% von der Vorderkante zu der Hinterkante entlang einer Sehnenlänge dieser Schaufel liegt.
In einer Ausführungsform weist jede der mehreren Schaufeln eine Schaufeltiefe auf, die von oder von etwa 0,2 bis oder bis etwa 0,4 des Durchmessers des Zentrifugalgebläses reicht.
In einer Ausführungsform weist die Sehne eine Länge L auf, die von oder von etwa 195 mm bis oder bis etwa 215 mm reicht.
In einer Ausführungsform weisen die Schaufeln jeweils eine Vorwärtspfeilung auf, die von oder von etwa drei bis oder bis etwa sechs Grad reicht. In einer Ausführungsform weisen die Schaufeln jeweils eine radiale Pfeilung auf, die von oder von etwa drei bis oder bis etwa sechs Grad reicht. In einer Ausführungsform weist die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung mindestens fünf Schaufeln auf.
In einer Ausführungsform weist die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung eine Motornabenanbringung auf. In einer Ausführungsform weist das Zentrifugalgebläse einen Motor und die Schaufelanordnung, die an der Motornabenanbringung verbunden ist, auf. In einer Ausführungsform weist das HVACR-System das Zentrifugalgebläse auf.
Figurenliste

1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Gebläse-Schaufelanordnung gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt eine Seitenansicht einer Gebläse-Schaufelanordnung gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Gebläse-Schaufelanordnung gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt eine Ansicht einer Gebläse-Schaufelanordnung gemäß einer Ausführungsform.
5 zeigt eine isometrische Ansicht eines Zentrifugalgebläses gemäß einer Ausführungsform.
6 zeigt ein HVACR-System, welches ein Zentrifugalgebläse gemäß einer Ausführungsform aufweist.

Ausführliche Beschreibung
Diese Offenbarung betrifft hocheffiziente Zentrifugalgebläse, welche Schaufeln aufweisen, die einen Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Staffelungswinkel von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad und eine Sehne mit einer Länge L aufweisen, wobei die Länge L, geteilt durch den Durchmesser D des Zentrifugalgebläses, die Ungleichung 0,25 ≤ L/D ≤ 0.42 erfüllt.
1 zeigt einen Querschnitt einer Gebläse-Schaufelanordnung gemäß einer Ausführungsform. Eine Gebläse-Schaufelanordnung 100 weist mehrere Schaufeln 102 auf, die sich zwischen einem Mittelpunkt 104 und einer äußeren Kante 106 des Gebläserads 108 befinden.
Das Gebläserad 108 ist das Gebläserad eines Zentrifugallüfters. Der Zentrifugallüfter, welcher das Gebläserad 108 aufweist, kann Teil eines leichten kommerziellen HVACR-Systems, zum Beispiel eines drei bis fünfundzwanzig Tonnen schweren HVACR-Systems, sein. Der Zentrifugallüfter saugt, wenn er gedreht wird, Luft axial an und stößt Luft radial in Bezug auf die Drehung des Gebläserads 108 aus. Die Größe des Gebläserads 108 kann auf dem bestimmten Lüfter basieren, in dem das Gebläserad 100 verwendet wird. Das Gebläserad 100 kann zum Beispiel einen Durchmesser aufweisen, der von oder von etwa 275 mm bis oder bis etwa 700 mm reicht. In einer Ausführungsform weist das Gebläserad einen Durchmesser auf, der von oder von etwa 275 bis oder bis etwa 500 mm reicht. In einer Ausführungsform weist das Gebläserad einen Durchmesser auf, der von oder von etwa 500 mm bis oder bis etwa 575 mm reicht.
Das Gebläserad 108 kann mit einem Motor 502 über eine Motornabenanbringung 402 verbunden sein, welche in den Ansichten von 4 und 5 sichtbar ist und im Folgenden beschrieben wird. Das Gebläserad 108 kann durch den Motor 502 angetrieben werden, sodass es sich um eine Achse dreht. In einer Ausführungsform ist der Motor 502 ein Elektromotor mit Drehzahlregelung. Das Gebläserad 108 weist einen Durchmesser D auf.
Mehrere Schaufeln 102 sind in der Gebläse-Schaufelanordnung 100 enthalten und mit dem Gebläserad 108 verbunden. Die Gebläse-Schaufelanordnung 100 kann zum Beispiel fünf bis sieben Schaufeln 102 aufweisen. In einer Ausführungsform weist die Gebläse-Schaufelanordnung 100 sechs Schaufeln 102 auf. In einer Ausführungsform weist die Gebläse-Schaufelanordnung 100 sieben Schaufeln 102 auf. Die mehreren Schaufeln 102 können um das Gebläserad 108 regelmäßig verteilt sein, d.h., dass jede Schaufel gleichmäßig von einer anderen beabstandet ist.
Jede der Schaufeln 102 weist eine Vorderkante 110 und eine Hinterkante 112 auf, wobei die Vorderkante 110 und die Hinterkante 112 in Bezug auf die Drehrichtung des Gebläses definiert sind. Die Form und Ausrichtung jeder der Schaufeln 102 sind durch den Vorderkante-Sturzwinkel LE, den Hinterkante-Sturzwinkel TE, den Staffelungswinkel ψ und die Sehne C der Schaufeln 102 beschrieben.
Jede der Schaufeln 102 weist eine Sehne C auf, die sich in einer geraden Linie von der Vorderkante 110 zu der Hinterkante 112 erstreckt. In einer Ausführungsform reicht die Sehne von oder von etwa 0,25 bis 0,42 des Durchmessers des Gebläserads 108. In einer Ausführungsform, welche ein Gebläserad 100 mit einem Durchmesser von oder von etwa 500 mm aufweist, reicht die Sehne von oder von etwa 195 bis oder bis etwa 225 mm in der Länge. In einer Ausführungsform weist ein Gebläserad 108 einen Durchmesser D von oder von etwa 500 mm auf und die Sehne C jeder der Schaufeln 102 liegt bei oder etwa bei 215 mm.
Der Vorderkante-Sturzwinkel LE jeder der Schaufeln 102 an der Vorderkante 110 ist der Winkel zwischen der Sehne und einer Linientangente zu der Schaufel 102 an der Vorderkante 110. In einer Ausführungsform reicht der Vorderkante-Sturzwinkel LE jeder der Schaufeln 102 von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad. In einer Ausführungsform reicht der Vorderkante-Sturzwinkel LE jeder der Schaufeln 102 von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 20 Grad. In einer Ausführungsform reicht der Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 15 Grad. In einer Ausführungsform liegt der Vorderkante-Sturzwinkel LE bei oder bei etwa 15 Grad.
Der Hinterkante-Sturzwinkel TE jeder der Schaufeln 102 an der Hinterkante 112 ist der Winkel zwischen der Sehne und einer Linientangente zu der Schaufel 102 an der Hinterkante 112. In einer Ausführungsform reicht der Hinterkante-Sturzwinkel TE jeder der Schaufeln 102 von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad. In einer Ausführungsform reicht der Hinterkante-Sturzwinkel TE jeder der Schaufeln 102 von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 15 Grad. In einer Ausführungsform liegt der Hinterkante-Sturzwinkel TE jeder der Schaufeln 102 bei oder bei etwa 10 Grad. In einer Ausführungsform ist der Vorderkante-Sturzwinkel LE größer als der Hinterkante-Sturzwinkel TE.
Jede der Schaufeln 102 weist einen Staffelungswinkel ψ auf, welcher ein Winkel zwischen der Sehne und einer Linie R ist, die sich von der Mitte des Gebläserads 108 zu der Hinterkante 112 der Schaufel 102 erstreckt. In einer Ausführungsform reicht der Staffelungswinkel ψ für jede der Schaufeln 102 von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad. In einer Ausführungsform liegt der Staffelungswinkel ψ für jede der Schaufeln 102 bei oder bei etwa 50 Grad.
In einer Ausführungsform ist eine Sturzhöhe CH jeder der Schaufeln 102 auf einem Maximum an einem Punkt, der in einem Abstandsbereich von oder von etwa 40% bis oder bis etwa 60% von der Vorderkante 110 zu der Hinterkante 112 entlang der Sehne C liegt. Die Sturzhöhe ist ein Abstand von der Sehne zu der Fläche der Schaufel 102 selbst.
In einer Ausführungsform ist ein Sturzwinkel entlang jeder der Schaufeln 102 auf einem Maximum an einem Punkt, der in einem Abstandsbereich von oder von etwa 7% bis oder bis etwa 13% einer Sehnenlänge C bei einer Messung senkrecht zu der Sehnenlinie liegt. Der Sturzwinkel ist der Winkel zwischen einer Linientangente zu diesem Punkt entlang der Schaufel 102 und der Sehne C.
In einer Ausführungsform weist jede der Schaufeln 102 eine Schaufeltiefe auf, die von oder von etwa 0,2 bis oder bis etwa 0,4 des Durchmessers D des Zentrifugalgebläses reicht. Die Schaufeltiefe ist die Höhe, zu der sich die Schaufel 102 von dem Gebläserad 108 erstreckt.
In einer Ausführungsform weist jede der Schaufeln 102 eine gleichmäßige Dicke entlang ihrer gesamten Länge von der Vorderkante 110 zu der Hinterkante 112 der Schaufel 102, innerhalb Herstellungstoleranzen, auf.
In einer Ausführungsform ist jede der Schaufeln 102 aus Metallblech hergestellt. In einer Ausführungsform ist das Metallblech Aluminiumblech. In einer Ausführungsform ist das Metallblech Stahlblech. In einer Ausführungsform ist jede der Schaufeln 102 aus Kunststoff hergestellt. In einer Ausführungsform ist der Kunststoff Nylon, zum Beispiel Nylon 6 oder Nylon 66. In einer Ausführungsform ist jede der Schaufeln 102 aus Material hergestellt, das Kunststoff und eine Glasfüllung von oder von etwa 30 bis 50 Masse-% aufweist. In einer Ausführungsform ist das Gebläserad 102 aus dem gleichen Material wie die Schaufeln 102 hergestellt. In einer Ausführungsform sind das Gebläserad 100 und die mehreren Schaufeln 102 einstückig durch Spritzgießen gebildet.
In einer Ausführungsform, in der die Schaufeln aus Metallblech sind, kann jede der Schaufeln eine Dicke von oder von etwa 0,052 Zoll aufweisen. In einer Ausführungsform, in der die Schaufeln aus Kunststoff sind, kann jede der Schaufeln eine Dicke von oder von etwa 0,191 Zoll aufweisen. Diese Dicken können zum Beispiel gemäß Herstellungstoleranzen, Differenzen zwischen Anbietern von Metallblechen oder Kunststoffen und dergleichen variieren.
2 zeigt eine Seitenansicht einer Gebläse-Schaufelanordnung 200 gemäß einer Ausführungsform. Die Schaufeln 202 weisen einen Vorderkante-Sturzwinkel LE, einen Hinterkante-Sturzwinkel TE, einen Staffelungswinkel ψ und eine Sehne C auf, wie vorangehend in Bezug auf die Schaufeln 102 beschrieben. In der in 2 gezeigten Ausführungsform weisen die Schaufeln 202 jeweils eine Vorwärtspfeilung FS auf. Die Vorwärtspfeilung FS ist durch den Winkel definiert, der zwischen einer Vorderkante 204 oder einer Hinterkante 206 der Schaufel 202 und einer Linie parallel zu der Höhenrichtung H der Schaufel 202 gebildet ist. In einer Ausführungsform weisen die Schaufeln 202 jeweils eine Vorwärtspfeilung FS auf, die von oder von etwa drei Grad bis oder bis etwa sechs Grad reicht.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Gebläse-Schaufelanordnung 300 gemäß einer Ausführungsform. Die Gebläse-Schaufelanordnung weist ein Gebläserad 108 auf, wie vorangehend beschrieben. Die Gebläse-Schaufelanordnung 300 weist mehrere Gebläseschaufeln 302 auf. Die Gebläseschaufeln 302 weisen jeweils einen Vorderkante-Sturzwinkel LE, einen Hinterkante-Sturzwinkel TE, einen Staffelungswinkel ψ und eine Sehne C auf, wie vorangehend in Bezug auf die Schaufeln 102 beschrieben. Die Gebläseschaufeln 302 sind jeweils mit dem Gebläserad 306 an ihren jeweiligen Basen 304 verbunden. Die Gebläseschaufeln 302 erstrecken sich weg von der Basis 304 und dem Gebläserad 306 hin zu der Ebene, entlang welcher der Querschnitt von 3 entnommen ist.
In der in 3 gezeigten Ausführungsform weisen die Schaufeln 302 jeweils ferner eine radiale Pfeilung auf, während sie sich weg von dem Gebläserad 306 erstrecken. Die radiale Pfeilung ist eine Neigung der Schaufel 302 nach innen oder nach außen in Bezug auf eine Mitte 308 des Gebläserads 306, während sich die Schaufeln 302 von dem Gebläserad 306 weg erstrecken. Die radiale Pfeilung ist durch den Winkel definiert, der zwischen der Richtung, in der sich die Schaufel 302 von dem Gebläserad 306 erstreckt, und einer Linie parallel zu der Drehachse (d.h. senkrecht zu der Ebene des Gebläserads 306 und ebenso senkrecht zu der Ebene, entlang welcher der Querschnitt in 3 entnommen ist), die sich an der Basis 304 der Schaufel 302 befindet, gebildet ist. Die Linie RS, die dem Querschnitt der Schaufel 302 folgt, und die Linie senkrecht zu dem Gebläserad 306 an der Basis 304 bilden den Winkel, welcher die radiale Pfeilung der Schaufel 302 definiert. In einer Ausführungsform reicht die radiale Pfeilung von oder von etwa drei Grad bis oder bis etwa sechs Grad.
In der in 3 gezeigten Ausführungsform sind die Schaufeln 302 von der Mitte 308 des Gebläserads 306 um die radiale Pfeilung nach außen abgewinkelt, während sich die Schaufeln 302 von ihren jeweiligen Basen 304, an denen die Schaufeln 302 mit dem Gebläserad 306 verbunden sind, und hin zu der Ebene, an welcher der Querschnitt in 3 entnommen ist, erstrecken.
4 ist eine andere Ansicht der Gebläse-Schaufelanordnung 100 von 1. In dieser Ansicht ist eine Motornabenanbringung 402 auf einer Seite eines Gebläserads 108 gegenüber der Seite, von der sich die Schaufeln 102 erstrecken, sichtbar. Die Motornabenanbringung 402 ist eingerichtet, um die mechanische Verbindung der Gebläse-Schaufelanordnung mit einem Motor, wie etwa einem Elektromotor mit Drehzahlregelung, zu ermöglichen. Durch die Verbindung mit dem Motor kann die Gebläse-Schaufelanordnung 100 durch den Motor zum Drehen angetrieben werden, wodurch das Gebläse, welches die Gebläse-Schaufelanordnung 100 aufweist, betrieben wird. In einer Ausführungsform weist die Motornabenanbringung 402 mehrere Löcher 404 auf, die eingerichtet sind, um Befestigungsmittel aufzunehmen. In einer Ausführungsform sind die Löcher Stanzlöcher. In einer Ausführungsform ist die Motornabenanbringung 402 eine einzige Öffnung, die eingerichtet ist, um eine Welle eines Motors, wie etwa des Motor 502, aufzunehmen. In einer Ausführungsform ist die Motorwelle, die sich durch die Motornabenanbringung 402 erstreckt, mit der Gebläse-Schaufelanordnung 100 über einen oder mehrere Eingriffsbolzen, die sich durch die Motorwelle erstrecken, verbunden.
5 zeigt ein Zentrifugalgebläse 500 gemäß einer Ausführungsform. Die Gebläse-Schaufelanordnung, die das Gebläserad 108 und die Gebläseschaufeln 102 aufweist, ist mit dem Motor 502 über die Motornabenanbringung 402 verbunden. Der Motor 502 ist mit der Motornabenanbringung 402 verbunden und treibt das Zentrifugalgebläse zum Drehen an. Der Motor 502 kann zum Beispiel ein Elektromotor mit Drehzahlregelung sein. In einer Ausführungsform ist der Motor 502 ein elektrisch verknüpfter Motor. In einer Ausführungsform weist der Motor 502 einen Antrieb mit Drehzahlregelung auf.
6 zeigt ein HVACR-System 600, welches ein Zentrifugalgebläse 500 aufweist. Luft tritt in das HVACR-Gehäuse 602 durch einen Einlass 604 ein und wird durch einen Konvektor 606 mittels des Zentrifugalgebläses 500 angesaugt, welches innerhalb des HVACR-Gehäuses 602 montiert ist. Luft gelangt dann über eine Heizeinrichtung 608 und dann aus dem HVACR-Gehäuse 602 über einen Auslass 610 heraus.
Das HVACR-Gehäuse 602 umgibt und trägt die Komponenten des HVACR-Systems 600. Der Einlass 604 ist eine Öffnung in dem HVACR-Gehäuse 602, die es Luft ermöglicht, in das HVACR-Gehäuse 602 von entweder einem HVACR-System 600 in einem geschlossenen Raum und/oder aus der Umgebung eines HVACR-Systems 600 zu strömen.
Konvektoren 606 können, wenn das HVACR-System 600 in einem Klimaanlagenmodus ist, Kühlmittel tragen und einen Wärmeaustausch zwischen Luft im Inneren des HVACR-Gehäuses 602 und dem Kühlmittel in den Konvektoren 606 ermöglichen, um die Luft zu kühlen, bevor die Luft dem geschlossenen Raum zugeführt wird.
Die Zentrifugalgebläse 500 sind innerhalb des HVACR-Gehäuses 602 montiert, um Luft durch das HVACR-System 600 zu treiben. Der Betrieb der Zentrifugalgebläse 500 treibt einen Luftstrom durch das HVACR-System 600 und die Energieaufnahme der Zentrifugalgebläse 500 im Betrieb ist ein Element des Energieverbrauchs des HVACR-Systems 600 während seines Betriebs. Der Betrieb der Zentrifugalgebläse 500 muss ausreichend Luftbewegung vorsehen, um die Anforderungen des geschlossenen Raums für den Luftstrom aus dem HVACR-System 600 zu erfüllen.
In den Zentrifugalgebläsen 500 vorliegende Luft kann durch die Heizeinrichtung 608 geleitet werden. Wenn das HVACR-System 600 in einem Heizmodus ist, gibt die Heizeinrichtung 608 Wärme an die über ihr strömende Luft ab, wobei die Luft erwärmt wird, bevor die Luft dem geschlossenen Raum zugeführt wird. Die Heizeinrichtung 608 kann zum Beispiel eine Gas-Heizeinrichtung oder eine elektrische Heizeinrichtung sein. Die Luft wird dem geschlossenen Raum über einen Auslass 610 zugeführt, der zum Beispiel mit Leitungen verbunden ist, welche die Luft von dem HVACR-System 600 aufnehmen.
Aspekte:
Es versteht sich, dass jegliche der Aspekte 1-19 mit Aspekt 20 kombiniert werden können.
Aspekt 1. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung, umfassend ein Gebläserad und mehrere Schaufeln, die mit dem Gebläserad verbunden sind, wobei jede der mehreren Schaufeln einen Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Staffelungswinkel von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad und eine Sehne mit einer Länge L aufweist, wobei die Länge L über den Durchmesser des Zentrifugalgebläses, geteilt durch den Durchmesser D des Gebläses, die Ungleichung 0,25 ≤ L/D ≤ 0.42 erfüllt.
Aspekt 2. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß Aspekt 1, wobei jede der mehreren Schaufeln eine gleichmäßige Dicke von der Vorderkante der Schaufel zu der Hinterkante der Schaufel aufweist.
Aspekt 3. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-2, wobei die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung einen Kunststoff umfasst.
Aspekt 4. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß Aspekt 3, wobei die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung ferner eine Glasfüllung in einer Menge von ungefähr 30 Masse-% bis 50 Masse-% umfasst.
Aspekt 5. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 3-4, wobei der Kunststoff Nylon 6 oder Nylon 66 umfasst.
Aspekt 6. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-2, wobei jede der mehreren Schaufeln Aluminium umfasst.
Aspekt 7. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-2, wobei jede der mehreren Schaufeln Stahl umfasst.
Aspekt 8. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-7, wobei der Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 20 Grad beträgt.
Aspekt 9. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-8, wobei der Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 20 Grad beträgt.
Aspekt 10. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-9, wobei der Staffelungswinkel von oder von etwa 46 bis oder bis etwa 50 Grad beträgt.
Aspekt 11. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-10, wobei jede der mehreren Schaufeln eine maximale Sturzhöhe an einem Punkt aufweist, der sich in einem Abstand von oder von etwa 40% bis oder bis etwa 60% von der Vorderkante zu der Hinterkante entlang einer Sehnenlänge dieser Schaufel befindet.
Aspekt 12. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-11, wobei jede der mehreren Schaufeln einen maximalen Sturzwinkel an einem Punkt aufweist, der sich in einem Abstand von oder von etwa 7% bis oder bis etwa 13% von der Vorderkante zu der Hinterkante entlang einer Sehnenlänge dieser Schaufel befindet.
Aspekt 13. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-12, wobei jede der mehreren Schaufeln eine Vorwärtspfeilung von oder von etwa drei bis oder bis etwa sechs Grad aufweist.
Aspekt 14. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-13, wobei jede der mehreren Schaufeln eine radiale Pfeilung von oder von etwa drei bis oder bis etwa sechs Grad aufweist.
Aspekt 15. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-14, wobei die mehreren Schaufeln fünf oder mehr Schaufeln aufweisen.
Aspekt 16. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-15, wobei die Sehne eine Länge L von oder von etwa 195 mm bis oder bis etwa 215 mm aufweist.
Aspekt 17. Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß einem der Aspekte 1-16, ferner umfassend eine Motornabenanbringung.
Aspekt 18. Zentrifugalgebläse, umfassend einen Motor und die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung gemäß Aspekt 17, wobei die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung mit dem Motor an der Motornabenanbringung verbunden ist.
Aspekt 19. Heiz-, Belüftungs-, Klimaanlagen- und Kühlsystem (HVACR-System), umfassend das Zentrifugalgebläse gemäß Aspekt 18.
Aspekt 20. Verfahren zum Betreiben eines Heiz-, Belüftungs-, Klimaanlagen- und Kühlsystems (HVACR-Systems), welches ein Verwenden eines Motors zum Antreiben einer Drehung einer Schaufelanordnung umfasst, die ein Gebläserad und mehrere Schaufeln, die mit dem Gebläserad verbunden sind, umfasst, wobei jede der mehreren Schaufeln einen Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Staffelungswinkel von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad und eine Sehne mit einer Länge L aufweist, wobei die Länge L über den Durchmesser des Zentrifugalgebläses, geteilt durch den Durchmesser D des Gebläses, die Ungleichung 0,25 ≤ L/D ≤ 0.42 erfüllt.
Die in dieser Anmeldung offenbarten Beispiele sind in jederlei Hinsicht als darstellerisch und nicht beschränkend zu betrachten. Der Umfang der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche statt durch die vorangegangene Beschreibung angegeben und alle Veränderungen, die innerhalb des Bedeutungs- und Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, sind als darin eingeschlossen auszulegen.
Ein Zentrifugalgebläse zur Verwendung als Lüfter in einem Heiz-, Belüftungs-, Klimaanlagen- und Kühlsystem (HVACR-System) weist mehrere Schaufeln auf, welche jeweils einen Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Staffelungswinkel von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad und eine Sehne mit einer Länge L aufweisen, wobei die Länge L über den Durchmesser des Zentrifugalgebläses, geteilt durch den Durchmesser D, die Ungleichung 0,25 ≤ L/D ≤ 0.42 erfüllt. Die Gebläseschaufeln mit diesen Parametern stellen eine verbesserte Gebläseeffizienz bei bestimmten Betriebsbedingungen bereit. Die Gebläseschaufeln können ferner eine vorwärts gerichtete oder radiale Pfeilung aufweisen. Die Gebläseschaufeln können eine gleichförmige Dicke von der Vorderkante zu der Hinterkante aufweisen.

Claims

Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung, umfassend ein Gebläserad und mehrere Schaufeln, die mit dem Gebläserad verbunden sind, wobei jede der mehreren Schaufeln einen Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 30 Grad, einen Staffelungswinkel von oder von etwa 35 Grad bis oder bis etwa 55 Grad und eine Sehne mit einer Länge L aufweist, wobei die Länge L über den Durchmesser des Zentrifugalgebläses, geteilt durch den Durchmesser D des Gebläses, die Ungleichung 0,25 ≤ L/D ≤ 0.42 erfüllt.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach Anspruch 1, wobei jede der mehreren Schaufeln eine gleichmäßige Dicke von der Vorderkante der Schaufel zu der Hinterkante der Schaufel aufweist.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-2, wobei die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung einen Kunststoff umfasst.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach Anspruch 3, wobei die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung ferner eine Glasfüllung in einer Menge von ungefähr 30 Masse-% bis 50 Masse-% umfasst.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach Anspruch 3, wobei der Kunststoff Nylon 6 oder Nylon 66 umfasst.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei jede der mehreren Schaufeln Aluminium umfasst.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei jede der mehreren Schaufeln Stahl umfasst.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-7, wobei der Vorderkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 20 Grad beträgt.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-8, wobei der Hinterkante-Sturzwinkel von oder von etwa 10 Grad bis oder bis etwa 20 Grad beträgt.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-9, wobei der Staffelungswinkel von oder von etwa 46 bis oder bis etwa 50 Grad beträgt.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-10, wobei jede der mehreren Schaufeln eine maximale Sturzhöhe an einem Punkt aufweist, der sich in einem Abstand von oder von etwa 40% bis oder bis etwa 60% von der Vorderkante zu der Hinterkante entlang einer Sehnenlänge dieser Schaufel befindet.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-11, wobei jede der mehreren Schaufeln einen maximalen Sturzwinkel an einem Punkt aufweist, der sich in einem Abstand von oder von etwa 7% bis oder bis etwa 13% von der Vorderkante zu der Hinterkante entlang einer Sehnenlänge dieser Schaufel befindet.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-12, wobei jede der mehreren Schaufeln eine Vorwärtspfeilung von oder von etwa drei bis oder bis etwa sechs Grad aufweist.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-13, wobei jede der mehreren Schaufeln eine radiale Pfeilung von oder von etwa drei bis oder bis etwa sechs Grad aufweist.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-14, wobei die mehreren Schaufeln fünf oder mehr Schaufeln aufweisen.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-15, wobei die Sehne eine Länge L von oder von etwa 195 mm bis oder bis etwa 215 mm aufweist.
Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach einem der Ansprüche 1-16, ferner umfassend eine Motornabenanbringung.
Zentrifugalgebläse, umfassend einen Motor und die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung nach Anspruch 17, wobei die Zentrifugalgebläse-Schaufelanordnung mit dem Motor an der Motornabenanbringung verbunden ist.
Heiz-, Belüftungs-, Klimaanlagen- und Kühlsystem (HVACR-System), umfassend das Zentrifugalgebläse nach Anspruch 18.