DE4028091C2 - Radialgebläse mit einem zur Einstellung der Luftleistung schaltbaren Antrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Mit Radialgebläsen, wie sie für eine Klimaanlage beispielsweise aus der Behr-Veröffentlichung von 1985 "Klimatechnik für Kraftfahrzeuge" bekannt sind, wird im Arbeitsbereich ein relativ steiler Kennlinienverlauf vorgesehen, um bei mittleren Durchsätzen den erwünschten Druck zu erhalten. Bei derartigen Heizungs- oder Klimaanlagen wird der Luftdurchsatz mit wenigstens einer Klappe und in der Regel mit einer Mehrzahl von Klappen und den Luftaustritten zugeordneten Absperrelementen eingestellt. Bei kleiner werdenden Luftdurchsätzen steigt der Druck in dem Druckraum bis zur Pumpgrenze an. Wird der Luftdurchsatz weiter reduziert, kann es unter Umständen zu Pumperscheinungen kommen. In einer Heizungs- oder Klimaanlage besteht die Gefahr einer Fehlbedienung, d.h., daß das Gebläse auf größte Luftleistung geschaltet ist, während die Luftaustrittsöffnungen geschlossen sind. Dies kann zu störenden Effekten führen, insbesondere hohen Betätigungskräften beim Öffnen der Klappen, Pfeifgeräuschen bei kleinsten Klappenundichtigkeiten oder Pumperscheinungen des Gebläses.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Radialge­ bläse so auszubilden, daß es im Normalarbeitsbereich den erfor­ derlichen steilen Kennlinienverlauf besitzt, während der Kenn­ linienverlauf im kritischen Bereich kleiner Durchsätze flacher wird, bevor die Pumpgrenze erreicht wird.

Zur Lösung der Aufgabe werden bei einem gattungsgemäßen Radial­ gebläse die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 vorgese­ hen. Durch diese Ausgestaltung kann eine im Arbeitsbereich des Gebläses relativ steile Kennlinie erzielt werden, die im Bereich kleinerer Durchsätze flacher wird. Die in diesem Betriebszustand unter hohem Druck stehende Luft im Druckraum kann durch den Ringspalt in den Außenraum entweichen. Zudem wird mit dieser Maßnahme bei Nulldurchsatz am Gebläse das Auftreten von Pumper­ scheinungen verhindert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, deren Merkmale eine Optimierung des Kennli­ nienverlaufs durch geeignete Positionierung und Ausbildung des Ringspaltes gestatten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Teil aus einem Querschnitt eines Ra­ dialgebläses mit einem Laufrad und derjenigen Gehäuseseite, an der ein Ringspalt vorgesehen ist.

Das Gebläse besitzt ein Laufrad (8), welches um eine Achse drehbar lagerbar ist, die in die Nabe (12) einschiebbar ist. Zwischen einem Innenradius (T₁) und einem Außenradius (T₂) sind am Laufrad (8) Gebläseschaufeln (13) angebracht. Ein Gehäuse (1) umgibt den Umfang des Laufrades spiralförmig, wobei ein dazwischenliegender Druckraum (3) entsteht. Auf der Saugseite des Laufrades (8) wird die Abdeckung des Gehäuses dergestalt ausgebildet, daß sich das Spiralgehäuse (1) vom Umfang aus ra­ dial nach innen und dann als Innenzarge (5) in Achsrichtung er­ streckt. Der Innendurchmesser der Innenzarge (5) liegt dabei auf einem Radius (Z₂), der zwischen Innen- (T₁) und Außenradius (T₂) des Laufrades (8) liegt. Der Rand der Innenzarge (5) ist in Form eines kreisförmigen Stutzens (11) in koaxialer Richtung zum Gehäuseinneren hin abgebogen. Zur weiteren Abdeckung in Richtung Außenraum (4) ist über drei Befestigungs­ stege (7) eine kreisförmige Außenzarge (6) an der Innenzarge (5) senkrecht zur Drehachse befestigt. Sie schließt mit ihrem Innenrand (9), dessen Radius (Z₁) kleiner als der Innenradius (T₁) des Laufrades ist, in geringem Abstand an die Saugseite des Laufrades an. Der Innenrand (9) umgibt dabei einen kreis­ förmigen Lufteintrittsquerschnitt für das Gebläse. Der Rand des Stutzens (11) der Innenzarge (5) ist dagegen in einem größeren Abstand von der Laufradsaugseite angeordnet.

Zwischen dem Stutzen (11) der Innenzarge (5) und der Außenkon­ tur der Außenzarge (6) bildet sich so ein Ringspalt (2). Dieser wird dadurch noch geringfügig begrenzt, daß der Durchmesser des Innenrandes (9) der Außenzarge (6) im Bereich des Stutzens (11) der Innenzarge (5) nach außen leicht zunimmt und in eine, die Lufteintrittsöffnung umrahmende Kreisring-Einlaufdüse (10) übergeht. Diese Einlaufdüse (10) übergreift den Außenrand der Innenzarge (5). Der Radius der Einlaufdüse (10) ist etwas grö­ ßer als (Z₂) gewählt, so daß sie sich gerade über den Innenrand der Innenzarge (5) hinaus erstreckt. Mit dieser Maßnahme wird der Eintrittsquerschnitt des Ringspaltes (2) begrenzt. Der Ringspalt (2) wird nicht ganz geschlossen, da die Einlaufdüse (10) gegenüber dem Stutzen (11) der Innenzarge (5) nach außen versetzt angeordnet ist, jedoch wird damit eine starke Umlenkung der durch den Ringspalt (2) strömenden Luft erzwungen. Zwischen der Einlaufdüse (10) und der Innenzarge (5) wird der Eintritts­ querschnitt (2a) des Ringspaltes (2) gebildet.

Solange das Gebläse im Arbeitsbereich recht hoher Durchsätze arbeitet, hat die Ausbildung des Ringspaltes (2) kaum Einfluß auf die Gebläsekennlinie im Vergleich zu einer geschlossenen Gehäuseausführung, da der Eintrittsquerschnitt (2a) des Ring­ spaltes (2) im Vergleich zu den Öffnungsquerschnitten von Luft­ einlaß- und Luftauslaßöffnung klein gewählt ist. Im kritischen Bereich sehr kleiner Durchsätze baut sich bei einer geschlosse­ nen Ausführung des Gehäuses im Druckraum (3) ein hoher Druck auf. Über den Ringspalt (2) kann nunmehr Luft aus dem Druckraum (3) in den Außenraum (4) entweichen und so den Druck im Druck­ raum (3) effektiv reduzieren. Bei einem bestimmten kleinen Durchsatz des Gebläses ist also durch die Ausbildung des Ring­ spaltes (2) der Druck im Druckraum (3) in gewünschter Weise vermindert, die Kennlinie des Gebläses flacht bei kleinen Durchsätzen ab. Dies ermöglicht eine stabile Nullförderung des Gebläses auf niedrigem Druckniveau ohne störende Pump­ erscheinungen. Speziell in Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen werden außerdem durch diese Maßnahme störende Pfeifgeräusche, die bei kleinsten Klappenundichtigkeiten auf­ treten können, verhindert und die Betätigungskräfte zum Öffnen der Luftklappen deutlich herabgesetzt, wenn im Fehlbedienungs­ fall das Gebläse bei zunächst geschlossenen Klappen arbeitet.

Claims (8)

1. Radialgebläse mit einem zur Einstellung der Luftleistung schaltbaren Antrieb und mit einer zur Einstellung des Luftdurchsatzes verstellbaren Klappe, insbesondere für Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem zwischen einem Innen- und einem Außenradius Gebläseschaufeln tragenden Laufrad und mit einem das Laufrad umgebenden, spiralförmigen Gehäuse, welches eine mit einem Außenraum in Verbindung stehende Lufteinlaßöffnung zum Außenraum und eine vom Innenraum des Gehäuses nach außen führende Luftauslaßöffnung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Druckraum des Gebläses direkt mit dem Außenraum (4) verbindende Öffnung in der Form eines an der Saugseite des Gehäuses (1) angeordneten ringförmigen Spaltes (2) vorgesehen ist, der von einer Innenzarge (5) und von einer Außenzarge (6) begrenzt ist und dessen Eintrittsquerschnitt klein ist im Vergleich zum Querschnitt der Lufteinlaß- und Luftauslaßöffnung, und daß der Radius (Z₂) der Innenzarge (5) größer als der Innenradius (T₁) und kleiner als der Außenradius (T₂) des Laufrades (8) ist, und daß die Außenzarge (6) mit ihrem inneren Rand (9) bis unmittelbar vor das Laufrad (8) des Gebläses reicht.

2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (Z₁) des dem Laufrad (8) zugewandten Randes (9) der Außenzarge (6) kleiner als der Innenradius (T₁) des Laufrades (8) ist.

3. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Innenzarge (5) in Form eines Stutzens (11) koaxial in Richtung zum Laufrad (8) nach innen verläuft.

4. Radialgebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenzarge (6) mit ihrem inneren Rand (9) weiter in das Gehäuseinnere hineinragt als der nach innen gebogene Rand der Innenzarge (5).

5. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Außenzarge (6) vom Innenrand (9) nach außen zunimmt.

6. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenzarge (6) in eine äußere Lufteinlaßdüse (10) übergeht, welche gegenüber der Außenseite der Innenzarge (5) koaxial nach außen versetzt angeordnet ist und einen Radius besitzt, der größer ist als der Radius (Z₂) der Innenzarge (5).

7. Radialgebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stutzen (11) der Innenzarge (5) und der Lufteinlaßdüse (10) Befestigungsstege (7) vorgesehen sind, die gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind.

8. Radialgebläse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß drei Befestigungsstege (7) vorgesehen sind.