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Querstromgebläse Die Erfindung betrifft ein Querstromgebläse für Kleingeräte
mit einem durch Leitwände begrenzten Austrittskanal, bei dem die, in Drehrichtung
des Läufers gesehen, zwischen Druck- und Saugseite angeordnete Leitwand mit ihrem
die Spaltgröße zur Peripherie des Läufers bestimmenden Wandteil einen größeren als
den kleinstmöglichen Abstand zur Peripherie des Läufers aufweist.
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Es sind Gebläse mit Querstromläufer bekannt, in denen der Durchsatzströmung
die Geschwindigkeitsverteilung annähernd wie in einem Potentialwirbelfeld aufgezwungen
wird.
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Es wurde weiter schon vorgeschlagen, in Drehrichtung des Läufers gesehen,
zwischen Druck- und Saugseite eine Leitwand so anzuordnen, daß die dem Wirbelkerngebiet
nahen Stromröhren im Austrittskanal und im Eintrittskanal in etwa gegensinnigen
Richtungen strömen. Diese Gebläse lassen sich mit großem Vorteil im Gebiet kleiner
Reynolds-Zahlen, d. h. im Kleingerätebau, verwenden.
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Bei Radial- und Querstromgebläsen wurde bisher Wert darauf gelegt,
daß die die Austrittsströmung führenden Wandteile (bei Radialgebläsen z. B. die
sogenannte Zunge) mit einem geringen Spiel an der Peripherie des Schaufelgitters
anliegen und dadurch eine Dichtungsfunktion ausüben. Derartige Gebläse ergeben aber
erhebliche Geräusche. Bei einem bekannten Querstromgebläse ist daher eine der Leitwände
in einem größeren als dem kleinstmöglichen Abstand von der Peripherie des Läufers
angeordnet und bildet mit dem Läuferumfang einen, in Laufrichtung des Läufers gesehen,
konvergierenden Spalt. Durch diese Maßnahme konnten die bei früher bekannten Querstromgebläsen
störenden Geräusche weitgehend vermindert werden. Ebenfalls konnte mit diesem Gebläse
eine Leistungssteigerung erreichtwerden.
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Für die Verwendung des Querstromgebläses im Kleingerätebau ist eine
extreme Geräuscharmut erwünscht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebläse
mit dieser extremen Geräuscharmut, ohne daß dabei der Gebläsewirkungsgrad herabgesetzt
wird, zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst, indem gemäß der Erfindung auch das der
Peripherie des Läufers am nächsten gelegene Teil der zweiten Leitwand einen größeren
als den kleinstmöglichen Abstand von der Peripherie des Läufers hat und daß diese
Abstände beider Leitwände vom Läufer an den engsten Stellen mindestens dem 0,5fachen
und höchstens dem 3fachen der radialen Schaufelerstreckung entsprechen.
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Nach einer weiteren Ausbildung sollen diese Abstände etwa gleich groß
sein. Bei Querstrommaschinen wurde bisher darauf Wert gelegt, daß wenigstens einer
der die Strömung führenden Wandungsteile mit einem geringen Spiel an der Peripherie
des Schaufelgitters anliegt und dadurch eine Dichtungsfunktion ausübt. Die Erfindung
bricht mit dieser Konstruktionsweise. Damit wird nicht nur das Geräuschverhalten
in idealer Weise verbessert, sondern, da alle mit dem Gehäuse verbundenen Leitwände
von der Peripherie des Schaufelgitters einen größeren als den kleinstmöglichen Abstand
haben, sind diese Gebläse für eine billige Mengenfertigung besonders geeignet, da
die Anforderungen an die Toleranzen, die üblicherweise bei Strömungsmaschinen sehr
hoch sind, dann außerordentlich gering werden.
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Das günstige Geräuschverhalten und der große Wirkungsgrad bei dem
Querstromgebläse nach der Erfindung, bei dem beide Leitwände in einem bestimmten
Abstand von der Peripherie des Läufers angeordnet sind, lassen sich durch die dem
Querstromgebläse eigentümlichen Strömungsverhältnisse erklären, die an diesen Stellen
Spalt- oder sonstige Strömungsverluste weitgehend unterbinden.
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Der erfindungsgemäße Bereich für die Abstände der Leitwände ist kritisch.
Bei Abständen kleiner als dem 0,5fachen der radialen Schaufelerstreckung nimmt das
Geräusch stark zu. Bei Abständen, die größer als das 4fache der radialen Schaufelerstrekkung
sind, ist die Lage des Wirbelkerngebietes, das sich im Zentrum des Wirbels ausbildet
und damit die Förderrichtung nicht mehr eindeutig bestimmt. Weiter ist bekannt,
daß sich unmittelbar hinter jedem einzelnen Schaufelkanal in Strömungsrichtung gesehen
ein unsymmetrisches Geschwindigkeitsprofil einstellt. Dieses Geschwindigkeitsprofil
gleicht sich durch Vermischung
in einem gewissen Abstand hinter
dem Schaufelgitter wieder aus. Solange dieser Ausgleich noch nicht erfolgt ist,
führt diese Unsymmetrie zur Erzeugung eines typischen Geräusches, wenn ein feststehender
Körper angeströmt wird. Bei einer erfindungsgemäßen Strömungsmaschine sind die Abstände
der Leitwände von dem Läufer so groß gewählt, daß ein hinreichender Ausgleich durch
Vermischen erfolgt. Dieser Ausgleich erfolgt um so schneller, je kleiner die Geschwindigkeitsunterschiede
sind. Diese sind wiederum um so kleiner, je größer die Schaufelzahl und je kleiner
die radiale Schaufelerstreckung ist. Aus diesem Grund wird gemäß der Erfindung die
radiale Schaufelerstreckung für eine Bemessung der Abstände herangezogen.
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An Hand der Figur wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
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Die Figur zeigt schematisch einen Querschnitt durch die funktionsnotwendigen
Teile eines erfindungsgemäßen Gebläses.
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Die Figur zeigt einen Querschnitt senkrecht zu der Drehachse O eines
Trommelläufers 1, durch diejenigen Gehäuseteile des Gebläses, die eine Führungsfunktion
für das Durchsatzmedium ausüben. Es wird hervorgehoben, daß der zylindrische Innenraum
des Läufers frei von jeder Art von Leitkörpern oder anderen störenden Konstruktionselementen
ist. Die Drehrichtung des Läufers 1 wird durch den Pfeil 3 angezeigt.
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In einem Abstand a von der Peripherie des Läufers 1 ist eine
Leitwand 5 angeordnet, die die Saugseite von der Druckseite trennt. Gegenüber
dieser Leitwand ist eine Leitwand 6 angeordnet, die zusammen mit der Leitwand den
Austrittskanal ? für das Strömungsmedium bildet. Die der Peripherie des Läufers
am nächsten gelegene Stelle der Leitwand 6 ist ebenfalls in einem Abstand b von
der Peripherie des Läufers angeordnet, die etwa gleich dem Abstand a ist. Von dieser
Stelle aus divergiert die Leitwand in Drehrichtung von der Läuferperipherie nach
außen weg. Die Abstände a und b entsprechen mindestens dem 0,5fachen
und höchstens dem 3fachen der Erstreckung der Schaufeln des Läufers in radialer
Richtung.