DE19823575A1 - Querstromventilator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Querstromventilator, mit einem Laufrad und einem Wirbelbildner, der der Mantelfläche des Laufrades zugeordnet ist. Es ist vorgesehen, daß zur Ausbildung eines Minimalspalts zwischen Laufrad (3) und Wirbelbildner (6) dieser zurückweichend ausgebildet und/oder angeordnet ist.

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Querstromventilator mit einem Laufrad und einem Wirbelbildner, der der Mantelfläche des Laufrads zugeordnet ist.

Querstromventilatoren der eingangs genannten Art sind bekannt. Sie weisen ein Gehäuse auf, in dem drehbar und von einer Antriebseinheit angetrieben ein Laufrad angeordnet ist. Ferner besitzen die be­ kannten Querstromventilatoren einen Luftführungsap­ parat, der ein Leitblech und einen Wirbelbildner umfaßt. Der Wirbelbildner befindet sich zwischen der Druck- und der Saugseite des Querstromventila­ tors. Er steht der Mantelfläche des Laufrads mit geringem Abstand gegenüber. Da das Laufrad stets eine Restunwucht aufweist oder nicht hundertprozen­ tig rundläuft, besteht zwischen dem Wirbelbildner und der Mantelfläche des Laufrads stets ein Spalt, im eine Kollision zwischen den genannten Teilen im Betrieb des Querstromventilators zu vermeiden. Die aerodynamischen Eigenschaften des Querstromventila­ tors sind unter anderem von dem Abstand des Wirbel­ bildners zur Mantelfläche des Laufrads abhängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Querstromventilator der eingangs genannten Art zu schaffen, der optimierte aerodynamische Eigenschaf­ ten besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Ausbildung eines Minimalspalts zwischen Laufrad und Wirbelbildner dieser zurückweichend ausgebildet und/oder angeordnet ist. Unter "Mini­ malspalt" ist ein sehr kleiner Spalt, beispiels­ weise ein infinitesimal kleiner Spalt oder sogar ein Spalt der Breite Null zu verstehen. Dadurch, daß der Wirbelbildner selber oder ein Teil von ihm zurückweichend ausgebildet ist, ist es möglich, ihn direkt bis an die Mantelfläche des Laufrades heran­ zuführen, ohne daß die Dreheigenschaften nachteilig verändert oder der Antrieb überlastet wird. Da­ durch, daß der Spalt zwischen dem Wirbelbildner und dem Laufrad minimiert ist, stellen sich optimale aerodynamische Eigenschaften ein, da die Saugseite von der Druckseite des Querstromventilators optimal abgetrennt wird. Es verändern sich positiv die ae­ rodynamischen Kennzahlen, so daß ein derartiger, erfindungsgemäßer Querstromventilator einen optima­ len Wirkungsgrad aufweist.

Unter der "zurückweichenden" Anordnung des Wirbel­ bildners beziehungsweise ein Teil von diesem ist zu verstehen, daß der Wirbelbildner selber oder ein Teil von ihm die Fähigkeit besitzt, der Mantelflä­ che des Laufrades -sofern dies erforderlich ist­ auszuweichen, also sich radial durch die Beauf­ schlagung von der Mantelfläche zu bewegen. Diese Bewegung ist nicht nur als Verlagerung des Wirbel­ bildners selbst oder ein Teil von diesem zu verste­ hen, sondern kann - entsprechend einem Ausführungs­ beispiel - auch als Verschleiß verstanden werden, nämlich dann, wenn der Wirbelbildner aus einem ver­ schleißenden Material besteht oder dieses aufweist, so daß ein Kontakt mit der Mantelfläche des Laufra­ des zu einem Materialabtrag führt und auf diese Art und Weise sich der Wirbelbildner "einschleift", wo­ durch ein optimierter Spalt entsteht, der theore­ tisch den Wert Null aufweist; gegebenenfalls durch ein nicht hundertprozentiges Rundlaufen des Laufra­ des einen etwas größeren Wert besitzt. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß sich die bei Lauf­ rädern üblichen Stützscheiben, die die Lamellen des Laufrads halten und die sonstige Peripherie des Laufrades geringfügig nach außen überragen, in das verschleißende Material des Wirbelbildners eingra­ ben.

Im einzelnen kann vorgesehen sein, daß der Wirbel­ bildner zu seinem Zurückweichen ganz oder teilweise aus elastischem Material besteht. Die Elastizität dieses Materials erlauben bei einem Kontakt ein Zu­ rückweichen, so daß die Drehbewegung des Laufrades im wesentlichen ungestört bleibt.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, daß das Zurückweichen des Wirbelbildners durch seine federnde Lagerung oder durch ein federnd ge­ lagertes Teil des Wirbelbildners erzielt wird. Mithin steht dem Laufrad ein von einer Feder oder dergleichen beaufschlagter Wirbelbildner gegenüber, der im Falle einer Kollision radial zurückweichen kann.

Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, daß der Wirbelbildner zu seinem Zurückweichen aus ver­ schleißendem Material besteht oder dieses Material im Kontaktbereich zum Laufrad aufweist. Das ver­ schleißende Material stellt durch seinen Abtrag die Zurückweichbewegung dar.

Schließlich ist es zusätzlich oder alternativ vor­ teilhaft, wenn zumindest ein Teil des Wirbelbild­ ners von einer das elastische Material bildenden, auf der Mantelfläche des Laufrads gerichteten Bür­ ste gebildet ist. Die Bürste weist ein im wesentli­ chen luftdichtes Borstenpaket auf, so daß eine Ab­ schottung Zwischen Saug- und Druckseite des Venti­ lators realisiert ist. Die Borstenenden weisen auf die Mantelfläche des Laufrads oder liegen sogar ge­ gen diese an, wodurch sich ein Spalt der Größe Null ergibt. Die Borstenhaare bestehen vorzugsweise aus einem sehr widerstandsfähigen Kunststoffmaterial, so daß kaum Verschleiß auftritt. Alternativ kann jedoch auch gerade gewünscht sein, daß sich ein Verschleiß einstellt, so daß entsprechendes Bor­ stenmaterial gewählt wird. Es ist auch möglich, daß der Wirbelbildner insgesamt als Bürste ausgebildet ist, somit die Bürste den Wirbelbildner selbst dar­ stellt.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung an­ hand von Ausführungsbeispielen und zwar zeigt:

Fig. 1 einen Querstromventilator in sche­ matischer Darstellung,

Fig. 2 einen Wirbelbildner nach einem er­ sten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung;

Fig. 3 bis 7 Wirbelbildner nach weiteren Ausfüh­ rungsbeispielen der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt einen Querstromventilator 1, der ein Gehäuse 2, ein Laufrad 3 und eine Luftleitein­ richtung 4 aufweist, wobei die Luftleiteinrichtung 4 von einem Leitblech 5 und einen Wirbelbildner 6 gebildet ist. Das Laufrad 3 ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, der - im Betrieb - eine Rotation des Laufrades um die Längsmittelachse 7 bewirkt. Das Laufrad 3 weist Lamellen 8 auf, die von axial beabstandeten, nicht dargestellten Stütz­ scheiben gehalten sind.

Im Gehäuse 2 ist der Wirbelbildner 6 derart ange­ ordnet, daß er mit seinem vorderen Bereich 9 der Mantelfläche 10 des Laufrads 3 mit einem infinite­ simal kleinem Spalt s (s → 0 bedeutet: die Spalt­ breite geht gegen Null) gegenüberliegt. Im Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 1 ist dieser kleine Spalt dadurch realisiert, daß der Vorderbereich 9 des Wirbelbildners 6 als Bürste 11 ausgestaltet ist, dessen Bürstenhaare 12 gegen die Mantelfläche 10 des Laufrads 3 anliegen. Ferner ist der Fig. 1 zu entnehmen, daß - sofern gewünscht - der Wirbelbildner Durchgangslöcher 13 aufweist, die - definiert - die Saug- und die Druckseite des Ventilators miteinan­ der verbinden, das heißt die Löcher 13 bilden Enden von Kanälen, die den Grundkörper 14 des Wirbelbild­ ners 6 durchsetzen.

Die Fig. 1 zeigt deutlich, daß die mit dem Pfeil 17 angedeutete Längserstreckung des Wirbelbildners 6 parallel verläuft zur Mittellängsachse 7 des Laufrades 3. Dies bedeutet, daß das vordere Ende des Wirbelbildners 6 nicht in Umfangsrichtung des Laufrads 3, sondern in axialer Richtung des Lauf­ rads 3 verläuft und demzufolge eine Art geradlinig verlaufende Linienberührung vorliegt. Diese, vor­ stehend erwähnte Ausrichtung des Wirbelbildners zur Längsmittelachse 7 des Laufrads 3 ist in allen Aus­ führungsbeispielen der hier vorliegenden Erfindung realisiert.

In den Fig. 2 bis 7 sind weitere Ausführungsbei­ spiele von Wirbelbildnern 6 dargestellt:
Die Fig. 2 zeigt einen Wirbelbildner 6, der aus elastischem Material, beispielsweise aus einem nachgiebigen Kunststoff oder dergleichen, besteht. Alternativ ist es auch möglich, daß der Wirbelbild­ ner 6 insgesamt aus einem verschleißenden Material hergestellt ist, so daß ein Kontakt mit der Mantel­ fläche 10 des Laufrades zu einem Materialabtrag führt. Im Falle der Verwendung von elastischem Ma­ terial wird ein Ausweichen des Wirbelbildners er­ folgen, sobald das Laufrad 3 kontaktiert.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zeigt einen Wirbelbildner 6, dessen Grundkörper 14 aus einem beliebigen Material gefertigt ist, der vordere Be­ reich 9 des Wirbelbildners 6 hingegen aus einem elastischen Material oder einem verschleißenden Ma­ terial besteht. Zur Verbindung des elastischen be­ ziehungsweise verschleißenden Materials mit dem Grundkörper 14 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 eine Rastverbindung 15 dargestellt. Anstelle die­ ser Rastverbindung kann jedoch auch ein Verkleben erfolgen oder eine Verbindung auf andere Art und leise realisiert werden.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 zeigt einen Wirbelbildner 6, bei dem der Grundkörper 14 wie­ derum aus einem beliebigen Material besteht. Der vordere Bereich 9 des Wirbelbildners 6 kann entwe­ der aus einem beliebigen Material gefertigt sein, aus einem elastischen Material oder aber auch aus einem verschleißenden Material. Entscheidend ist, daß der Grundkörper 14 eine feste Position im Quer­ stromventilator einnimmt; der Vorderbereich 9 dem­ gegenüber jedoch radial ausweichen kann. Dieses ra­ diale Ausweichen beziehungsweise Zurückweichen ist dadurch realisiert, daß der vordere Bereich 9 mit­ tels einer Feder 16 am Grundkörper 14 gehalten ist, derart, daß das radiale Zurückweichen bei einem Kontakt mit der Mantelfläche 10 des Laufrades 3 möglich ist. Wenn vorstehend oder im folgenden von einem Kontakt der Mantelfläche 10 des Laufrades 3 mit dem Wirbelbildner 6 die Rede ist, so ist hier­ unter stets auch zu verstehen, daß gegebenenfalls der Kontakt nur zwischen den Stützscheiben des Laufrades 3 und dem Wirbelbildner 6 erfolgt. Mithin gibt es diesen Kontakt zwischen den Stützscheiben und/oder den Lamellen 8.

Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Wirbelbildners 6, bei dem der Wirbelbildner 6 ins­ gesamt radial zurückweichend zum Laufrad 3 ausge­ bildet ist, indem er mittels einer Feder 16 am Ge­ häuse 2 des Querstromventilators gehalten wird.

Die Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wirbelbildners 6, der insgesamt als Bürste 11 ausgebildet ist. Die Bürstenhaare 12 des Wirbel­ bildners 6 sind daher derart angeordnet, daß sie insgesamt die Querschnittskonfiguration der ge­ wünschten Form des Wirbelbildners aufweisen. Die Borstenhaare 12 bilden eine luftdichte Packung, so daß Saug- und Druckseite des Querstromventilators voneinander getrennt werden.

Schließlich zeigt die Fig. 7 ein Ausführungsbei­ spiel eines Wirbelbildners 6 derart, daß der Grund­ körper 14 ortsfest im Gehäuse 2 des Querstromventi­ lators 1 angeordnet ist und daß der Vorderbereich 9 als Bürste 11 auf den Grundkörper 14 mittels einer Rastverbindung 15 aufgeschnappt ist. Diese Ausfüh­ rungsform entspricht der, die bereits in der Fig. 1 dargestellt ist.

Insgesamt realisiert die Erfindung einen Querstrom­ ventilator, bei dem der im Stand der Technik norma­ lerweise zwischen dem Laufrad und dem Wirbelbildner vorhandene Spalt infinitesimal klein ist, bezie­ hungsweise sogar den Wert Null aufweist. Aufgrund der verschiedenen Ausgestaltungen des Wirbelbild­ ners ist es möglich, daß eine Restunwucht oder ein unrundes Laufen des Laufrades dazu führt, daß bei einer Laufradumdrehung das Laufrad "in die Silhou­ ette des Wirbelbildners eindringt". Hierfür ist es vorteilhaft, verschleißende Werkstoffe und/oder zu­ rückweichende Werkstoffe und/oder eine zurückwei­ chende, also sich verlagernde Ausbildung des Wir­ belbildners selbst oder ein Teil von diesem vorzu­ sehen. Als verschleißende Werkstoffe können zum Beispiel Gummi, Kunststoffe, Buntmetallverbindungen und dergleichen zum Einsatz kommen. Um optimale ae­ rodynamische Kennzahlen einzustellen, kann es vor­ teilhaft sein, wenn Kanäle im Wirbelbildner vorge­ sehen sind, die zum Beispiel einen kreisrunden Querschnitt oder auch Langlochcharakter oder der­ gleichen aufweisen.

Sofern der Wirbelbildner aus mehreren Teilen be­ steht ist es vorteilhaft, wenn sein vorderer Be­ reich durch Schnappen, Einschieben, Kleben oder Fü­ gen mit dem Grundkörper des Wirbelbildners verbun­ den ist. Es ist im Falle einer durch die Kollision mit dem Laufrad bedingten Verformung möglich, Mate­ rialien oder Eigenschaften vorzusehen, so daß diese Verformung reversibel ist oder aber auch plastisch, das heißt nichtreversibel.

Claims (6)

1. Querstromventilator mit einem Laufrad und einem Wirbelbildner, der der Mantelfläche des Laufrads Zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung eines Minimalspalts zwischen Laufrad (3) und Wirbelbildner (6) dieser zurückweichend ausge­ bildet und/oder angeordnet ist.

2. Querstromventilator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wirbelbildner (6) Zu seinem Zurückweichen ganz oder teilweise aus elastischem Material besteht.

3. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wir­ belbildner (6) zu seinem Zurückweichen federnd ge­ lagert ist oder zumindest ein federnd gelagert es Teil aufweist.

4. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wir­ belbildner (6) zu seinem Zurückweichen aus ver­ schleißendem Material besteht oder dieses im Kon­ taktbereich zum Laufrad (3) aufweist.

5. Querstromventilator nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest ein Teil des Wirbelbildners (6) von einer das elastische Material bildenden, auf die Mantelfläche (10) des Laufrads (3) gerichteten Bürste (11) ge­ bildet ist.

6. Querstromventilator nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mit­ tellängsachse (7) des Laufrads (3) parallel zur Längserstreckung des Wirbelbildners (6) verläuft.