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EP2940311A1 - Radialgebläse mit verbesserter anströmkantengeometrie - Google Patents

Radialgebläse mit verbesserter anströmkantengeometrie Download PDF

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Publication number
EP2940311A1
EP2940311A1 EP15163971.3A EP15163971A EP2940311A1 EP 2940311 A1 EP2940311 A1 EP 2940311A1 EP 15163971 A EP15163971 A EP 15163971A EP 2940311 A1 EP2940311 A1 EP 2940311A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
impeller
edge portion
diffuser plate
radial fan
overflowed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP15163971.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2940311B1 (de
Inventor
Peter Rademacher
Tobias Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP2940311A1 publication Critical patent/EP2940311A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2940311B1 publication Critical patent/EP2940311B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444—Bladed diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/52—Outlet

Definitions

  • the invention relates to a radial fan, in particular a radial fan for a vacuum cleaner, which comprises a rotatable about a rotation axis, driven by a motor impeller having a plurality of blades for generating an at least partially radially outward air flow, and a fixed Nachleit wisdom, the a perpendicular to the rotational axis axially adjacent to the impeller arranged diffuser plate, this radially outwardly surrounding annular wall and the impeller at least partially enclosing hood, wherein between the hood, the impeller and the diffuser plate, the impeller radially outer surrounding, continuous annular space is formed.
  • Vacuum cleaners usually use radial fans.
  • a radial fan comprises a drive motor, in particular an electric motor, and an aerodynamic device, which comprises a radial impeller and a guide device.
  • the air volume flow to be conveyed flows axially into the impeller, which generates an air flow directed at least partially radially outward, ie an air flow whose flow direction has a component directed radially outward.
  • the flow direction when leaving the impeller also has a directed in the direction of rotation of the impeller tangential component.
  • the Nachleit wisdom serves to deflect the generated air flow in a desired direction. Since the electric drive motor must be cooled as a rule, the generated air flow is usually deflected so that flows through components of the electric motor and can be cooled. In the Nachleit boots therefore takes place in particular a deflection of the air flow generated by the impeller of an obliquely outwardly directed, at least partially radial direction in an axial direction, usually being returned to the cooling of the engine, the air flow from a periphery of the impeller in the vicinity of the drive axle becomes. In the course of the air flow usually flows out of the fan in the axial direction.
  • the Nachleit Anlagen also serves the pressure recovery and is therefore often referred to as a diffuser.
  • a Nachleit adopted for a radial fan is designed as a plate diffuser.
  • a substantially circular plate is arranged parallel to a disc-shaped base plate of the impeller, which is arranged perpendicular to the axis of rotation, at a small distance to the base plate, which is also referred to as a diffuser plate.
  • the impeller is enclosed by a hood, which delimits it against the environment, leaving a gap between the hood and the periphery of the impeller.
  • the outer diameter of the diffuser plate is larger than the outer diameter of the impeller, so that between the periphery of the impeller, the diffuser plate and the hood results in an annular space in which the air flow is conveyed through the blades of the stator.
  • the annulus guide vanes may be arranged, which interrupt the annulus and lead the exiting air from the impeller. But the annulus can also be empty, wherein in the diffuser plate a plurality of openings is provided, through which the air conveyed by the impeller can pass to the impeller opposite side of the diffuser plate, where means for further guidance of the air flow, for example in the axial direction and / or arranged radially inward.
  • a motor housing which has a circulation fan mounted on the motor shaft and a deflecting means to guide the air flow emitted by the fan via the motor.
  • the deflection means has a baffle plate which has a plurality of openings at its outer edge. The openings are bounded by curved wall parts and open into air inlet openings, through which the air flow passes into an air chamber on the other side of the diffuser plate.
  • the air inlet openings have an edge streamed by the air flow, which is directed essentially in the radial direction.
  • a substantially disc-shaped diffuser which has openings at its circumference through which the air flow generated by the impeller of the blower can pass to the other side of the diffuser. These openings have on their inside a curved edge and a substantially in a radial direction flowing against edge.
  • a vacuum cleaner with a blower which comprises a diffuser.
  • a plurality of blades are arranged in an annular space, which guide the air flow conveyed by the impeller.
  • a plate is arranged, which has at its outer edge substantially triangular recesses through which the air flow reaches the bottom of the plate, where it is guided by return vanes in the direction of the axis of rotation.
  • An inventive radial fan which is designed in particular for use in a vacuum cleaner, preferably in a battery or battery-operated hand vacuum cleaner, comprises an impeller which is rotatably mounted about a rotation axis and by a motor, in particular an electric motor driven.
  • the impeller has a plurality of blades which are for generating a radially outward Air flow are arranged.
  • the blades are preferably arranged obliquely to a radial direction and curved backward when the impeller rotates in a direction of rotation from the inside to the outside.
  • an air flow directed at least partially radially outwards is thereby produced, which is discharged at a periphery of the impeller into a space adjoining the impeller to the outside.
  • the fact that the air flow is at least partially directed radially outwards means here that a flow direction of the generated air flow has an outwardly directed component; Due to the entrainment of the air by the blades of the impeller, the direction of flow of the air flow generally also has a tangential component which may exceed the radial magnitude.
  • the air flow can form an angle of less than 30 ° when leaving the impeller with a tangential direction of the impeller.
  • the generated air flow is uniform in particular along the peripheral surface of the impeller.
  • the air conveyed by the impeller is fed to the impeller in the axial direction in the vicinity of the axis of rotation.
  • the supplied air flow can be used in a vacuum cleaner to achieve the suction effect.
  • the blades of the impeller may be arranged on a base disk of the impeller or at least partially free.
  • the term "periphery” or “peripheral surface” of the impeller refers to a substantially cylindrical surface that produces the radially outer edges of the blades of the impeller upon rotation of the impeller.
  • the radial fan further comprises a guide device, which serves for deflecting the air flow generated by the rotating impeller in an axial direction and which is not rotatable. That the air flow has an axial direction means in this case that at least one mean flow direction of the air flow has an axially directed component; In addition, radial and / or tangential components of the flow direction may also be present.
  • the guide device is designed as a plate diffuser, which has a diffuser plate arranged adjacent to the impeller in the axial direction, an annular wall surrounding the latter radially on the outside, and a hood which at least partially surrounds the impeller.
  • the diffuser plate is substantially disc-shaped and preferably arranged in a plane perpendicular to the rotation axis at a small distance from the impeller, wherein the axis of rotation pierces the diffuser plate in a central region.
  • the annular wall may be connected to the hood or formed integrally therewith.
  • the hood and / or the Ring wall can be part of a housing of the radial fan.
  • the diameter of the diffuser plate is larger than the diameter of the impeller; the ratio of the outer diameter of the impeller to that of the diffuser plate 13 is in particular 0.8 to 0.9.
  • the diffuser plate lies with its outer edge at least at points on the annular wall or is at least selectively connected thereto. Between the outer edge of the diffuser plate and the inside of the annular wall is formed by recesses of the diffuser plate a plurality of distributed along the outer periphery of the diffuser plate openings which allow air to pass from the annular space in a space formed on the opposite side of the impeller of the diffuser plate.
  • space guide channels can be arranged, through which the air flow is guided in the course; the guide channels can be formed for example by arranged on the diffuser plate ribs and the generated air flow radially inwardly to the vicinity of the axis of rotation, where the air flow can be deflected in the axial direction and then used to cool the engine.
  • the outer edge of the diffuser plate due to the flow direction of the air flow prevailing in the annular space, has at least one edge section which is streamed by the air flow and at least one edge section which is overflowed by the air flow.
  • the flow direction which typically has a radial and a tangential component, is directed against the edge and directed away from the edge in an overflowed edge portion.
  • the outer edge of the diffuser plate may have further edge portions, for example, a tangential edge portion which may abut the annular wall.
  • the side facing the impeller of the diffuser plate is substantially flat, so that the flowed and the overflowed edge portion lie in a plane, namely in the plane of the diffuser plate.
  • the outer edge of the diffuser plate is designed such that at least one, preferably each streamed edge portion at an angle of at least 50 ° and at most 65 ° to a radial axis relative to the axis of rotation.
  • the at least one flowed-on edge section can form an obtuse angle, in particular with an edge section adjoining the inner end of the flowed-on edge section.
  • each inflowing edge section encloses an angle of at least 50 ° and at most 65 ° to a radial direction, it can be ensured in particular that the flowed-on edge section is not perpendicular, even not approximately perpendicular, to the flow direction of the air in any area the annulus stands. As a result, it can be achieved that the air is slowed down to a lesser extent when flowing against the flowed-on edge section and thus a higher air volume flow is made possible.
  • the at least one or each flowed edge portion forms an angle of at least 50 ° and at most 60 °, more preferably of about 55 ° with a radial direction. This allows a particularly high efficiency and / or a particularly low sound level.
  • the at least one streamlined edge portion is substantially straight. This allows for a particularly simple embodiment high efficiency at a low sound power level.
  • the at least one flowed-on edge portion is curved or sectionally straight and includes an angle of at least 50 ° and at most 65 ° with a radial direction relative to the rotation axis.
  • exactly one impinged edge portion is provided, and this is formed concavely curved, wherein a straight connecting line between a radially outer and a radially inner end point of the flowed edge portion forms an angle of about 65 ° with a radial direction.
  • the flowed-on edge portion is concavely curved such that the area of the opening of the diffuser plate bounded by this is equal to the area of such an opening formed by a straight-edged straight edge portion having the same outer end point and a radial direction Angle of 55 ° is limited.
  • a particularly high efficiency and / or a particularly low sound level can also be achieved.
  • each aperture has only one flowed-on edge portion, each aperture being associated with a guide channel formed on the opposite side of the diffuser plate from the impeller, formed by an inner wall and an outer wall, and with its inner wall at an inner end point and with its outer wall connects to an outer end point of a flowed edge portion.
  • the streamlined edge portion thus covers the guide channel.
  • the inner wall and the outer wall may be formed as ribs of the diffuser plate, wherein one rib at a time is the outer wall of a guide channel and the inner wall of an adjacent guide channel.
  • the guide channels can be open on the side facing away from the diffuser plate or at least partially closed by a bottom.
  • the guide channels serve to guide the generated air flow, in particular in an obliquely inward direction, ie with a flow direction with a radially inwardly directed and a tangential component.
  • a maximum cross-sectional area of the guide channel and thus a particularly high efficiency of the fan is made possible.
  • each opening has only one overflowed edge section, wherein the inner end point of the flowed edge section coincides with the inner end point of the overflowed edge section.
  • an inclined ramp descending into the guide channel is arranged along the overflowed edge portion.
  • the flow direction of the air flow entering through the inlet opening also has an axial component. This allows a particularly efficient management of the air flow.
  • the inlet opening extends in the direction of the axis of rotation beyond the radius of the impeller; in other words, the inlet opening and the impeller overlap each other when the radial fan is viewed in the direction of the axis of rotation.
  • the inner wall of the guide channel at the location of the inlet opening has a smaller distance from the axis of rotation than the outer edge of the impeller.
  • the largest possible volume flow through the inlet opening is advantageously achievable.
  • the ratio between the distance of the rotation axis-side boundary of the inlet opening from the axis of rotation and the radius of the impeller is less than 0.95, particularly preferably less than 0.9.
  • the ratio between the distance of the rotation axis-side boundary of the inlet opening from the axis of rotation and the radius of the impeller is more than 0.75, particularly preferably more than 0.8, for example 0.83.
  • a not too small distance of the rotation axis-side boundary of the inlet opening from the axis of rotation can ensure pressure recovery in the inlet opening downstream region of the radial fan.
  • the at least one overflowed edge portion is arranged at least in sections obliquely to a radial direction relative to the axis of rotation, in particular at an angle of at least 50 ° to the radial direction.
  • an edge vortex can arise at an overflowed edge, which can also represent a sound source.
  • the edge vortex obstruct the free outflow from the impeller and thus adversely affect the efficiency of the fan.
  • the overflowed edge portion is oriented obliquely to the radial direction, the formation of such eddy vortex is reduced or suppressed, whereby the efficiency can be further increased and the sound power level can be further reduced.
  • the overflowed edge portion is at least partially arcuate, in particular in an arcuate manner in such a way that the center of curvature of the curvature of the overflowed edge portion is arranged radially inside, but offset from the axis of rotation.
  • the overflowed edge portion may also be formed straight in sections. In both cases, it is advantageous that the overflowed edge portion in each section forms an angle of at least 50 ° and a maximum of 90 ° to a radial direction.
  • the overflowed edge section comprises a partial section in the form of a circular arc with the axis of rotation as the center, it is advantageous that one or each further partial section of the overflowed edge section forms an angle of at least 50 ° and at most 90 ° to a radial direction. As a result, a particularly lossless and low-noise overflow is possible.
  • the outer edge of the diffuser plate is formed such that the at least one overflowed edge portion has a portion which is formed as a circular arc whose center lies on the axis of rotation, and thus as a tangentially extending portion.
  • One or more further sections of the overflowed edge section may extend at an angle to a tangential direction. Due to the fact that the at least one overflowed edge section has a section formed as a circular arc with the axis of rotation as the center point, a particularly large cross section of the passage openings through which the air stream flows and thus a high aerodynamic efficiency can be achieved can be achieved, but a generated sound power level remains at a low level.
  • the plurality of openings are distributed uniformly on the circumference of the diffuser plate and in particular each have the same shape and size. As a result, a simplification of the production as well as a particularly uniform air flow are made possible.
  • the outer end point of the flowed edge portion of a first opening adjacent to the outer end point of the overflowed edge portion of a second opening or coincides with this.
  • the openings are arranged outside the surface of the diffuser plate swept by the blades of the impeller. This means that the inner end point of the flowed as well as the overflowed edge portion are at a greater or equal distance from the axis of rotation than corresponds to the radius of rotation of the outer ends of the blades of the impeller. If the overflowed edge portion has a section formed as a circular arc with a center lying on the axis of rotation part section, it is particularly advantageous that the circular arc has a radius which corresponds approximately to the outer radius of the impeller. This not only allows maximum use of the passage area of the openings, but also a more efficient guidance of the air flow.
  • the diffuser plate is integrally formed with the annular wall or the diffuser plate and the annular wall are connected by a suitable joining method, such as ultrasonic welding or gluing.
  • the diffuser plate is in common with the Ring wall thus represents a deflecting body, which deflects the air flow from the annular space for further use in the axial direction and possibly radially inwardly.
  • the deflecting body such as the impeller and the hood, are preferably made of plastic.
  • Fig. 1 is an axial longitudinal section, for example, a suitable for a battery-powered hand-held vacuum cleaner radial fan 1 shown, comprising an impeller 2, a Nachleit Vintage 3 and an electric motor 4.
  • the impeller 2 consists of a disk-shaped base plate 5 and a likewise disk-shaped, in the central region slightly high-curved cover plate 6, between which a plurality of blades 7 is arranged.
  • the impeller 2 is rotatably mounted and is driven by the electric motor 4 via a shaft 8.
  • the axis of rotation of the shaft 8 and the impeller 2 is in Fig. 1 designated by the reference numeral 9.
  • the engine includes, as in Fig. 1 is symbolically shown, a stator 10 and connected to the shaft 8 rotor 11 and has a plurality of windings 12, which are traversed by the drive current of the electric motor.
  • the guide device 3 is designed as a plate diffuser and comprises a circular diffuser plate 13, which has a substantially flat upper side and is arranged parallel to the base plate 5 of the impeller 2 at a small distance below it.
  • the outer diameter of the diffuser plate 13 is greater than the outer diameter of the impeller 2.
  • the diffuser plate 13 is connected to a short cylindrical annular wall 14.
  • the diffuser plate 13 on its underside on a plurality of ribs 15 which form downwardly open guide channels 16, through which a through in Fig. 1 not shown air passage openings through the diffuser plate 13 passed air flow is guided radially inwardly.
  • oblique ramps 43 are arranged below the air passage openings, which lead the air passing through the openings in the guide channels 16.
  • the diffuser plate 13 has a bevel 18 for further deflection of the air flow in a radial direction.
  • the Radial fan also has a housing 19, which consists of a lower housing part 20, a hood 21 and a suction flange 22 and optionally further, in Fig. 1 not shown components.
  • the diffuser plate 13 with the annular wall 14 is arranged fixed in the housing 19.
  • the hood 21 encloses the impeller 2 and partially the diffuser plate 13 and the annular wall 14, wherein between the periphery, ie the outer peripheral surface of the impeller 2, the top of the diffuser plate 13 and the inside of the hood 21, an annular space 23 is formed.
  • the annular space 23 is formed continuously along the circumference of the impeller 2 and does not itself contain any flow-conducting elements.
  • the impeller 2 If the impeller 2 is rotated by the electric motor 4 via the shaft 8 in a predetermined direction of rotation indicated by the arrow 24, the impeller 2 generates, with the aid of the blades 7, an air flow directed at least partially radially outward, as in FIG Fig. 1 indicated by the arrows.
  • air is sucked in along the axis of rotation 9 through the intake flange 22, which in the case of a vacuum cleaner can be connected, for example, to a suction hose.
  • the air conveyed to the outside first passes into the annular space 23, where, due to the entrainment by the blades 7, it also carries out a movement directed tangentially to the axis of rotation 9.
  • openings in the diffuser plate 13 passes the generated air flow via the ramp 43 into the space below the diffuser plate 13 and into the guide channels 16, through which it is guided radially inwardly while maintaining a tangential component.
  • the air flow is deflected further by the bevel 18 in the axial direction and reaches the electric motor 4, where it can be used to cool the windings 12.
  • the air flow finally reaches the outside area of the blower 1.
  • the radial and the axial component of the flow direction of the generated air flow are in the in Fig. 1 to recognize shown sectional view with reference to the arrows.
  • FIGs 2 and 3 are in perspective view the impeller 2 according to Fig. 1 and a guide device 31 designed according to the invention is shown in a perspective view, wherein the hood 21 has been omitted for reasons of illustration.
  • the impeller 2 a base plate 5 and a cover plate 6, between which a plurality, for example, 13, perpendicular, arcuate curved blades 7 are arranged.
  • the blades 7 are arranged at the same angular distance from each other and overlap each other, each blade seen from the axis of rotation each covers an angle of about 50 °.
  • the cover plate 6 has a central recess 26, which allows an axial subsequent flow of air into the central region of the impeller 2.
  • a bore 27 is introduced, in which for driving the impeller 2, the shaft 8 connected to the rotor 11 of the electric motor 4 can be used and connected to the impeller 2 (s. Fig. 1 ). If the impeller 2 is moved in the predetermined direction of rotation, an obliquely outwardly directed air flow is generated by the inclined, backward-curved blades 7.
  • the diffuser plate 32 is arranged, whose outer edge with the annular wall 14 defines a plurality of openings 33. Through the openings 33, the air flow from the outside of the impeller 2 adjoining annular space, which passes upwards and outwards through the in Fig. 2 not shown hood 21 is limited (s. Fig. 1 ), in the space below the diffuser plate 32 a. There the airflow, how to Fig. 1 explained, guided radially inward and finally deflected again in the axial direction.
  • each opening 33 is bounded by the inner wall of the short-cylindrical annular wall 14. Inwardly, each opening 33 is bounded by a flowed-on edge portion 34 and an overflowed edge portion 35 of the outer edge of the diffuser plate 32. Neither the flowed edge portion 34 nor the overflowed edge portion 35 in this case run in the radial direction.
  • the opening 33 has approximately the shape of an obtuse-angled isosceles triangle, wherein the side defined by the annular wall 14 and the side formed by the overflowed edge portion 35 are each arcuately curved with an outward bulge.
  • the flowed edge portion 34 is formed substantially straight.
  • the radial blower according to the first embodiment of the invention is the same as before FIGS. 1 and 2 explained educated.
  • the impeller 2 is formed as described above and disposed adjacent to the top of the diffuser plate 32.
  • the diffuser plate 32 has a central bore 36.
  • the diffuser plate 32 according to Fig. 3 is in Fig. 4 together with the impeller 2 again schematically shown in plan view.
  • the shaft 8 is fixed to drive the impeller 2.
  • the base plate 5 covers the central region of the diffuser plate 32.
  • the ratio of the outer diameter D of the base plate 5 and the impeller 2 to the outer diameter D 'of the diffuser plate 32 is about 0.88 .
  • the cover plate 6 of the impeller 2 (s. Fig. 1 and 2 ) is in Fig. 4 not shown.
  • the diffuser plate 32 has peripheral recesses, which together with the annular wall 14 form a plurality of openings 33; for clarity, one of the openings 33 in FIG Fig. 4 characterized by hatching.
  • the openings 33 are limited by the annular wall 14.
  • the openings 33 are delimited by the outer edge of the diffuser plate, which in the region of the openings has a streamlined edge section 34 and an overflowed edge section 35.
  • the openings 33 are not covered by the impeller 2, that is, the distance of the openings 33 from the axis of rotation is at least as large as the radius of the impeller 2.
  • the flowed edge portion 34 is straight, while the overflowed edge portion 35 is arcuate convexly curved.
  • the overflowed edge portion 35 includes at each point with a radial direction an angle ⁇ of more than 50 ° and less than 90 °; in Fig. 4 the angle ⁇ between a respective tangent to the overflowed edge portion 35 and a respective radial direction in the inner end point 39 and in the outer end point 40 of the overflowed edge portion 35 is entered.
  • the arrows 38 show the direction of flow of the air flow conveyed by the impeller 2 in the annular space outside the impeller 2 and above the diffuser plate 32 relative thereto. When exiting the impeller 2, the flow direction of the air at an angle of less than 30 ° to a tangential direction.
  • Fig. 5 is a diffuser plate 48 according to a second embodiment of the invention, together with the impeller 2 simplified in plan view. Also, this diffuser plate 48, as in the Figures 3 and 4 represented diffuser plate 32 in the radial fan according to Fig. 1 may be used so that a radial fan equipped with the diffuser plate 48 corresponds to the second embodiment of the invention.
  • diffuser plate 48 of the overflowed edge portion 49 with two sections 46, 47 is formed.
  • a first section 46 of the overflowed edge section 49 adjoins the flowed-on edge section 29, wherein the first section 46 has the shape of a circular arc whose center lies in the center of the diffuser plate 48, ie on the axis of rotation of the impeller 2 or in the center of the central bore 36 (s. Fig. 3 ).
  • the radius of the arc corresponds to the radius of the impeller 2, so that the first portion 46 comes to lie approximately in extension of the peripheral surface of the impeller 2.
  • a second portion 47 of the overflowed edge portion 30 is arcuate and forms with a radial direction an angle ⁇ between 50 ° and 90 °, in the example shown by about 80 °, ie with a tangential direction an angle of about 10 °.
  • Fig. 5 only two openings 50 are shown with an overflowed edge section 49 formed in this way; the remaining openings are also formed in Fig. 5 but only symbolically indicated.
  • the diffuser plate 48 is like that too Fig. 3 and 4 described diffuser plate 32 is formed, wherein the reference numerals have the same meaning.
  • the flow direction of a guided below the diffuser plate 48 in a guide channel 16 air flow is in Fig. 5 indicated by the dashed arrows 41.
  • the passage of the air flow through the diffuser plate 32 is in the in Fig. 6 shown, partially sectioned side view shown.
  • the indicated by the arrows 42 air flow passes from the annular space 23 through the in Fig. 6 not shown opening 33 (s. Fig. 3 . 4 ) in the space below the diffuser plate 32.
  • the air flow is guided by an inclined ramp 43, which begins at the outer end point 40 of the overflowed edge 35 (s. Fig. 4 ).
  • the air flow in this area is guided on the one hand by the annular wall 14 and on the other hand by a vertical sidewall 44 extending along the overflowed edge 35 or slightly offset inwards.
  • the air flow then passes through the formed between the diffuser plate 32 in the area of the flowed edge portion 34 and the end of the ramp 43, slightly oblique to an axial direction inlet opening 45 into the space below the diffuser plate 32, where a guide channel 16 for further guidance of the air serves (in Fig. 6 Not shown).
  • a guide channel 16 for further guidance of the air serves (in Fig. 6 Not shown).
  • two inlet openings in Fig. 6 hatched shown.
  • the passage of the air flow through the diffuser plate 48 takes place in a similar manner as in Fig. 6 for the first embodiment (s. Fig. 3 . 4 ).
  • the outer side wall 44 of the rib 15 has a smaller distance from the axis of rotation than the outer edge of the impeller 2.
  • the inlet opening 45 extends in the direction of the axis of rotation 9 beyond the radius of the impeller 2, so that inlet opening 45 and Cover impeller 2.
  • the ratio between the distance of the rotation axis-side boundary of the inlet opening 45 from the axis of rotation 9 and the radius of the impeller 2 is 0.83.

Landscapes

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Ein Radialgebläse, insbesondere für einen Staubsauger, umfasst ein um eine Drehachse (9) drehbares, durch einen Motor antreibbares Laufrad (2), das eine Mehrzahl von Schaufeln (7) zur Erzeugung eines zumindest teilweise radial nach außen gerichteten Luftstroms aufweist, und eine feststehende Nachleiteinrichtung (3, 31), die eine senkrecht zur Drehachse (9) benachbart zum Laufrad (2) angeordnete Diffusorplatte (13, 32, 48), eine diese radial außen umgebende Ringwand (14) und eine das Laufrad (2) zumindest teilweise umschließende Haube (21) aufweist, wobei zwischen der Haube (21), dem Laufrad (2) und der Diffusorplatte (13, 32, 48) ein das Laufrad (2) radial außen umgebender, durchgehenden Ringraum (23) gebildet ist, wobei zwischen einer Außenkante der Diffusorplatte (13, 32, 48) und der Ringwand (14) eine Mehrzahl von Öffnungen (33, 50) ausgebildet ist, die einen Luftdurchtritt aus dem Ringraum (23) zur dem Laufrad (2) gegenüberliegenden Seite der Diffusorplatte (13, 32, 48) ermöglichen, wobei die Außenkante der Diffusorplatte (13, 32, 48) im Bereich einer jeden Öffnung (33, 50) mindestens einen angeströmten Kantenabschnitt (34) und mindestens einen überströmten Kantenabschnitt (35, 49) aufweist, und wobei der mindestens eine angeströmte Kantenabschnitt (34) mit einer radialen Richtung einen Winkel ³ von mindestens 50° und höchstens 65° einschließt. Hierdurch wird ein Radialgebläse geschaffen, bei dem ein höherer aerodynamischer Wirkungsgrad und/oder eine Reduzierung des Gesamtschallleistungspegels ermöglicht werden.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse, insbesondere ein Radialgebläse für einen Staubsauger, das ein um eine Drehachse drehbares, durch einen Motor antreibbares Laufrad, das eine Mehrzahl von Schaufeln zur Erzeugung eines zumindest teilweise radial nach außen gerichteten Luftstroms aufweist, und eine feststehende Nachleiteinrichtung umfasst, die eine senkrecht zur Drehachse axial benachbart zum Laufrad angeordnete Diffusorplatte, eine diese radial außen umgebende Ringwand und eine das Laufrad zumindest teilweise umschließende Haube aufweist, wobei zwischen der Haube, dem Laufrad und der Diffusorplatte ein das Laufrad radial außen umgebender, durchgehender Ringraum gebildet ist.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Die Aufgabe eines Gebläses, insbesondere in Staubsaugern, ist es, eine Saugleistung als Produkt von Unterdruck und Volumenstrom zur Verfügung zu stellen. In Staubsaugern kommen in der Regel Radialgebläse zum Einsatz. Ein solches Radialgebläse umfasst einen Antriebsmotor, insbesondere einen Elektromotor, und eine Aerodynamikeinrichtung, die ein Radiallaufrad und eine Nachleiteinrichtung umfasst. Der zu fördernde Luftvolumenstrom strömt in der Regel axial in das Laufrad ein, das einen zumindest teilweise radial nach außen gerichteten Luftstrom erzeugt, d.h. einen Luftstrom, dessen Strömungsrichtung eine radial nach außen gerichtete Komponente aufweist. In der Regel hat die Strömungsrichtung beim Verlassen des Laufrads auch eine in Drehrichtung des Laufrads gerichtete tangentiale Komponente. Die Nachleiteinrichtung dient der Umlenkung des erzeugten Luftstroms in eine gewünschte Richtung. Da der elektrische Antriebsmotor in der Regel gekühlt werden muss, wird der erzeugte Luftstrom üblicherweise derart umgelenkt, dass Komponenten des Elektromotors durchströmt und gekühlt werden können. In der Nachleiteinrichtung erfolgt daher insbesondere eine Umlenkung des vom Laufrad erzeugten Luftstroms von einer schräg nach außen gerichteten, zumindest teilweise radialen Richtung in eine axiale Richtung, wobei in der Regel zur Kühlung des Motors der Luftstrom von einer Peripherie der Laufrads in die Nähe der Antriebsachse zurückgeführt wird. Im weiteren Verlauf strömt der Luftstrom üblicherweise in axialer Richtung aus dem Gebläse aus. Die Nachleiteinrichtung dient ferner auch der Druckrückgewinnung und wird daher oft als Diffusor bezeichnet.
  • Es ist bekannt, dass eine Nachleiteinrichtung für ein Radialgebläse als Plattendiffusor ausgebildet ist. Dabei ist parallel zu einer scheibenförmigen Grundplatte des Laufrads, welche senkrecht zur Drehachse angeordnet ist, in einem geringen Abstand zur Grundplatte eine im Wesentlichen kreisförmige Platte angeordnet, die auch als Diffusorplatte bezeichnet wird. Das Laufrad ist von einer Haube umschlossen, die diese gegen die Umgebung abgrenzt, wobei zwischen der Haube und der Peripherie des Laufrads ein Abstand verbleibt. Der Außendurchmesser der Diffusorplatte ist größer als der Außendurchmesser des Laufrads, so dass sich zwischen der Peripherie des Laufrads, der Diffusorplatte und der Haube ein Ringraum ergibt, in den der Luftstrom durch die Schaufeln des Leitrads gefördert wird. In dem Ringraum können Leitschaufeln angeordnet sein, die den Ringraum unterbrechen und die aus dem Laufrad austretende Luft führen. Der Ringraum kann aber auch leer sein, wobei in der Diffusorplatte eine Mehrzahl von Öffnungen vorgesehen ist, durch die die vom Laufrad geförderte Luft auf die dem Laufrad entgegengesetzte Seite der Diffusorplatte hindurchtreten kann, wo Mittel zur weiteren Führung des Luftstroms, beispielsweise in axialer Richtung und/oder radial nach innen angeordnet sind.
  • Aus EP 0 773 620 B1 ist ein Motorgehäuse bekannt, das einen auf der Motorwelle montierten Umlauflüfter und ein Umlenkmittel aufweist, um den von dem Lüfter abgegebenen Luftstrom über den Motor zu leiten. Das Umlenkmittel weist eine Umlenkplatte auf, die an ihrem äußeren Rand eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist. Die Öffnungen werden durch gekrümmte Wandteile begrenzt und münden in Lufteintrittsöffnungen, durch die der Luftstrom in eine Luftkammer auf der anderen Seite der Diffusorplatte gelangt. Die Lufteintrittsöffnungen weisen eine vom Luftstrom angeströmte Kante auf, die im Wesentlichen in radialer Richtung gerichtet ist.
  • Gemäß JP H11-206630 A ist bei einem elektrischen Gebläse ein im Wesentlichen scheibenförmiger Diffusor vorgesehen, der an seinem Umfang Öffnungen aufweist, durch die der vom Laufrad des Gebläses erzeugte Luftstrom auf die andere Seite des Diffusors hindurchtreten kann. Diese Öffnungen weisen auf ihrer Innenseite eine gekrümmte Kante und eine im Wesentlichen in einer radialen Richtung verlaufende angeströmte Kante auf.
  • Aus JP 2007002770 A ist ein Staubsauger mit einem Gebläse bekannt, das einen Diffusor umfasst. Auf einer Außenseite des Radiallaufrads sind in einem Ringraum eine Mehrzahl von Schaufeln angeordnet, die den vom Laufrad geförderten Luftstrom führen. Unterhalb der Schaufeln ist eine Platte angeordnet, die an ihrer äußeren Kante im Wesentlichen dreiecksförmige Aussparungen aufweist, durch die der Luftstrom zur Unterseite der Platte gelangt, wo er durch Rückkehrschaufeln in Richtung zur Drehachse geführt wird.
    • Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Radialgebläse, insbesondere ein Radialgebläse für einen Staubsauger, anzugeben, bei dem der erzeugte Schallleistungspegel reduziert und/oder der aerodynamische Wirkungsgrad erhöht ist.
    • Erfindungsgemäße Lösung
  • Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch ein Radialgebläse mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Ein erfindungsgemäßes Radialgebläse, das insbesondere zur Verwendung in einem Staubsauger ausgebildet ist, vorzugsweise in einem batterie- bzw. akkubetriebenen Handstaubsauger, umfasst ein Laufrad, das um eine Drehachse drehbar gelagert und durch einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, antreibbar ist. Das Laufrad weist eine Mehrzahl von Schaufeln auf, die zur Erzeugung eines radial nach außen gerichteten Luftstroms angeordnet sind. Die Schaufeln sind vorzugsweise schräg zu einer radialen Richtung angeordnet und bei einer Drehung des Laufrads in einer Drehrichtung von innen nach außen gesehen rückwärts gekrümmt. Wird das Laufrad durch den Motor in Rotation versetzt, so wird hierdurch ein zumindest teilweise radial nach außen gerichteter Luftstrom erzeugt, der an einer Peripherie des Laufrads in einen nach außen an das Laufrad anschließenden Raum abgegeben wird. Dass der Luftstrom zumindest teilweise radial nach außen gerichtet ist, bedeutet hier, dass eine Strömungsrichtung des erzeugten Luftstroms eine nach außen gerichtete Komponente aufweist; die Strömungsrichtung des Luftstroms weist aufgrund der Mitnahme der Luft durch die Schaufeln des Laufrads in der Regel auch eine tangentiale Komponente auf, die die radiale betragsmäßig übersteigen kann. So kann der Luftstrom beim Verlassen des Laufrads mit einer tangentialen Richtung des Laufrads einen Winkel von weniger als 30° bilden. Der erzeugte Luftstrom ist insbesondere entlang der Umfangsfläche des Laufrads gleichmäßig ausgebildet. Die vom Laufrad geförderte Luft wird in der Nähe der Drehachse in axialer Richtung dem Laufrad zugeführt. Der zugeführte Luftstrom kann bei einem Staubsauger zum Erzielen der Saugwirkung genutzt werden. Die Schaufeln des Laufrads können an einer Grundscheibe des Laufrads angeordnet sein oder auch zumindest teilweise frei stehen. Wenn im vorliegenden Zusammenhang von "Peripherie" oder "Umfangsfläche" des Laufrads die Rede ist, so ist damit eine im Wesentlichen zylindrische Fläche gemeint, die die radial äußeren Kanten der Schaufeln des Laufrads bei einer Drehung des Laufrads erzeugen.
  • Das Radialgebläse umfasst weiterhin eine Nachleiteinrichtung, die zum Umlenken des von dem rotierenden Laufrad erzeugten Luftstroms in eine axiale Richtung dient und die nicht drehbar ausgebildet ist. Dass der Luftstrom eine axiale Richtung aufweist, bedeutet in diesem Fall, dass zumindest eine mittlere Strömungsrichtung des Luftstroms eine axial gerichtete Komponente aufweist; zusätzlich können auch radiale und/oder tangentiale Komponenten der Strömungsrichtung vorhanden sein. Die Nachleiteinrichtung ist dabei als Plattendiffusor ausgebildet, der eine in axialer Richtung benachbart zum Laufrad angeordnete Diffusorplatte, eine diese radial außenseitig umgebende Ringwand und eine das Laufrad zumindest teilweise umschließende Haube aufweist. Die Diffusorplatte ist im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und in einer zur Drehachse senkrechten Ebene vorzugsweise in einem geringen Abstand zum Laufrad angeordnet, wobei die Drehachse die Diffusorplatte in einem zentralen Bereich durchstößt. Die Ringwand kann mit der Haube verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet sein. Die Haube und/oder die Ringwand können Teil eines Gehäuses des Radialgebläses sein. Der Durchmesser der Diffusorplatte ist größer als der Durchmesser des Laufrads; das Verhältnis des Außendurchmessers des Laufrads zu dem der Diffusorplatte 13 beträgt insbesondere 0,8 bis 0,9. Dadurch wird zwischen der Haube, dem Laufrad und der Diffusorplatte ein umfangsmäßig durchgehender Ringraum gebildet, in den der erzeugte Luftstrom vom Laufrad gefördert wird. In dem Ringraum entsteht eine Luftströmung, die eine zumindest teilweise radial nach außen gerichtete Strömungsrichtung hat, die aufgrund der Mitnahme der Luft durch die Schaufeln des Laufrads eine tangentiale Komponente aufweisen kann.
  • Die Diffusorplatte liegt mit ihrer Außenkante zumindest punktuell an der Ringwand an oder ist zumindest punktuell mit dieser verbunden. Zwischen der Außenkante der Diffusorplatte und der Innenseite der Ringwand wird durch Ausnehmungen der Diffusorplatte eine Mehrzahl von entlang des Außenumfangs der Diffusorplatte verteilten Öffnungen gebildet, die einen Luftdurchtritt von dem Ringraum in einen auf der dem Laufrad gegenüberliegenden Seite der Diffusorplatte gebildeten Raum ermöglichen. In dem letzteren Raum können Führungskanäle angeordnet sein, durch die der Luftstrom im weiteren Verlauf geführt wird; die Führungskanäle können beispielsweise durch an der Diffusorplatte angeordnete Rippen gebildet werden und den erzeugten Luftstrom radial einwärts bis in die Nähe der Drehachse führen, wo der Luftstrom in axialer Richtung umgelenkt und sodann zur Kühlung des Motors genutzt werden kann. Im Bereich einer jeden Öffnung weist die Außenkante der Diffusorplatte aufgrund der im Ringraum herrschenden Strömungsrichtung des Luftstroms mindestens einen vom Luftstrom angeströmten und mindestens einen vom Luftstrom überströmten Kantenabschnitt auf. In einem angeströmten Kantenabschnitt ist die Strömungsrichtung, die in der Regel eine radiale und eine tangentiale Komponente aufweist, gegen die Kante gerichtet, und in einem überströmten Kantenabschnitt von der Kante fortgerichtet. Die Außenkante der Diffusorplatte kann weitere Kantenabschnitte aufweisen, beispielsweise einen tangential verlaufenden Kantenabschnitt, der an der Ringwand anliegen kann. Vorzugsweise ist die dem Laufrad zugewandte Seite der Diffusorplatte im Wesentlichen eben ausgebildet, so dass der angeströmte und der überströmte Kantenabschnitt in einer Ebene, nämlich in der Ebene der Diffusorplatte, liegen.
  • Erfindungsgemäß ist die Außenkante der Diffusorplatte derart ausgebildet, dass mindestens ein, vorzugsweise jeder angeströmte Kantenabschnitt in einem Winkel von mindestens 50° und höchstens 65° zu einer auf die Drehachse bezogen radialen Richtung verläuft. Der mindestens eine angeströmte Kantenabschnitt kann insbesondere mit einem am inneren Ende des angeströmten Kantenabschnitts anschließenden Kantenabschnitt einen stumpfen Winkel bilden.
  • Dadurch, dass mindestens ein, bevorzugt jeder angeströmte Kantenabschnitt einen Winkel von mindestens 50° und höchstens 65° zu einer radialen Richtung einschließt, kann insbesondere gewährleistet werden, dass der angeströmte Kantenabschnitt in keinem Bereich senkrecht, auch nicht näherungsweise senkrecht, zur Strömungsrichtung der Luft in dem Ringraum steht. Hierdurch ist es erreichbar, dass beim Anströmen des angeströmten Kantenabschnitts die Luft weniger stark abgebremst wird und somit ein höherer Luftvolumenstrom ermöglicht wird. Ferner ist erfindungsgemäß erkannt worden, dass die Schwingungsamplitude von Druckschwankungen, die beim Anströmen der Kante durch den aufgrund der Beschaufelung des Laufrades pulsierenden Luftvolumenstrom entstehen und die wesentlich zu dem vom Gebläse erzeugten Schallpegel beitragen, bei Einhalten des genannten Winkelbereichs der angeströmten Kante reduziert werden kann. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird somit ein Radialgebläse geschaffen, bei dem insbesondere in einem Arbeitsbereich eines Staubsaugers ein verbesserter aerodynamischer Wirkungsgrad und/oder eine Reduzierung der Geräuschemission ermöglicht wird.
    • Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
  • Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Vorzugsweise bildet der mindestens eine bzw. jeder angeströmte Kantenabschnitt einen Winkel von mindestens 50° und höchstens 60°, besonders bevorzugt von etwa 55° mit einer radialen Richtung. Hierdurch werden ein besonders hoher Wirkungsgrad und/oder ein besonders niedriger Schallpegel ermöglicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine angeströmte Kantenabschnitt im Wesentlichen gerade ausgebildet. Dies ermöglicht bei einer besonders einfachen Ausführung einen hohen Wirkungsgrad bei einem niedrigen Schallleistungspegel.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der mindestens eine angeströmte Kantenabschnitt gekrümmt oder abschnittsweise gerade ausgebildet und schließt mit einer auf die Drehachse bezogen radialen Richtung einen Winkel von mindestens 50° und höchstens 65° ein. Vorzugsweise ist genau ein angeströmter Kantenabschnitt vorgesehen, und dieser ist konkav gekrümmt ausgebildet, wobei eine gerade Verbindungslinie zwischen einem radial äußeren und einem radial inneren Endpunkt des angeströmten Kantenabschnitts einen Winkel von etwa 65° mit einer radialen Richtung bildet. In besonders vorteilhafter Weise ist der angeströmte Kantenabschnitt derart konkav gekrümmt ausgebildet, dass die Fläche der von diesem begrenzten Öffnung der Diffusorplatte gleich der Fläche einer solchen Öffnung ist, die durch einen gerade ausgebildeten angeströmten Kantenabschnitt, der denselben äußeren Endpunkt hat und mit einer radialen Richtung einen Winkel von 55° einschließt, begrenzt wird. Hierdurch ist ebenfalls ein besonders hoher Wirkungsgrad und/oder ein besonders niedriger Schallpegel erzielbar.
  • Vorzugsweise weist jede Öffnung nur einen angeströmten Kantenabschnitt auf, wobei jeder Öffnung ein auf der dem Laufrad gegenüberliegenden Seite der Diffusorplatte ausgebildeter Führungskanal zugeordnet ist, der durch eine Innenwand und eine Außenwand gebildet wird, und der mit seiner Innenwand an einen inneren Endpunkt und mit seiner Außenwand an einen äußeren Endpunkt des einen angeströmten Kantenabschnitts anschließt. Der angeströmte Kantenabschnitt überdeckt somit den Führungskanal. Die Innenwand und die Außenwand können als Rippen der Diffusorplatte ausgebildet sein, wobei jeweils eine Rippe gleichzeitig die Außenwand eines Führungskanals und die Innenwand eines benachbarten Führungskanals ist. Die Führungskanäle können auf der der Diffusorplatte abgewandten Seite offen oder zumindest abschnittsweise durch einen Boden abgeschlossen sein. Die Führungskanäle dienen zu einer Führung des erzeugten Luftstroms insbesondere in einer schräg nach innen gerichteten Richtung, d.h. mit einer Strömungsrichtung mit einer radial nach innen gerichteten und einer tangentialen Komponente. Dadurch, dass der einer Öffnung zugeordnete Führungskanal jeweils an den angeströmten Kantenabschnitt anschließt, wird eine maximale Querschnittsfläche des Führungskanals und dadurch ein besonders hoher Wirkungsgrad des Gebläses ermöglicht.
  • In vorteilhafter Weise kann es weiter vorgesehen sein, dass jede Öffnung nur einen überströmten Kantenabschnitt aufweist, wobei der innere Endpunkt des angeströmten Kantenabschnitts mit dem inneren Endpunkt des überströmten Kantenabschnitts zusammenfällt. Vorzugsweise ist entlang dem überströmten Kantenabschnitt eine Fortsetzung der Innenwand des Führungskanals und vom äußeren Endpunkt des überströmten Kantenabschnitts bis zur Eintrittsöffnung in den Führungskanal eine in den Führungskanal mündende, schräg absteigende Rampe angeordnet. Das Ende der schrägen Rampe kann gemeinsam mit den anschließenden Bereichen der Innenwand und der Außenwand des Führungskanals sowie mit dem angeströmten Kantenabschnitt eine Eintrittsöffnung in den Führungskanal definieren. Im Bereich der schrägen Rampe bzw. der Eintrittsöffnung weist die Strömungsrichtung des durch die Eintrittsöffnung eintretenden Luftstroms auch eine axiale Komponente auf. Hierdurch wird eine besonders effiziente Führung des Luftstroms ermöglicht.
  • Hinsichtlich ihrer Ausdehnung senkrecht zur axialen Richtung erstreckt sich die Eintrittsöffnung in Richtung der Drehachse über den Radius des Laufrads hinaus; mit anderen Worten, Eintrittsöffnung und Laufrad überdecken sich, wenn man das Radialgebläse in Richtung der Drehachse betrachtet. Das ist dadurch erreichbar, dass die Innenwand des Führungskanals am Ort der Eintrittsöffnung einen geringeren Abstand von der Drehachse aufweist als der äußere Rand des Laufrads. Dadurch ist vorteilhafterweise ein möglichst großer Volumenstrom durch die Eintrittsöffnung erreichbar. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen dem Abstand der drehachsenseitigen Begrenzung der Eintrittsöffnung von der Drehachse und dem Radius des Laufrads weniger als 0,95, besonders vorzugsweise weniger als 0,9. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen dem Abstand der drehachsenseitigen Begrenzung der Eintrittsöffnung von der Drehachse und dem Radius des Laufrads mehr als 0,75, besonders vorzugsweise mehr als 0,8, zum Beispiel 0,83. Ein nicht zu kleiner Abstand der drehachsenseitigen Begrenzung der Eintrittsöffnung von der Drehachse kann eine Druckrückgewinnung im der Eintrittsöffnung nachgelagerten Bereich des Radialgebläses sicherstellen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine überströmte Kantenabschnitt zumindest abschnittsweise schräg zu einer auf die Drehachse bezogen radialen Richtung, insbesondere in einem Winkel von mindestens 50° zu der radialen Richtung angeordnet. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist erkannt worden, dass an einer überströmten Kante ein Kantenwirbel entstehen kann, der ebenfalls eine Schallquelle darstellen kann. Weiterhin kann der Kantenwirbel die freie Ausströmung aus dem Laufrad behindern und somit auch den Wirkungsgrad des Gebläses nachteilig beeinflussen. Dadurch, dass der überströmte Kantenabschnitt schräg zur radialen Richtung orientiert ist, wird die Ausbildung eines solchen Kantenwirbels reduziert bzw. unterdrückt, wodurch der Wirkungsgrad weiter erhöht und der Schallleistungspegel weiter reduziert werden können.
  • In vorteilhafter Weise ist der überströmte Kantenabschnitt zumindest abschnittsweise bogenförmig ausgebildet, insbesondere in einer solchen Art bogenförmig, dass der Krümmungsmittelpunkt der Krümmung des überströmten Kantenabschnitts radial innerhalb, jedoch gegen die Drehachse versetzt angeordnet ist. Der überströmte Kantenabschnitt kann auch abschnittsweise gerade ausgebildet sein. In beiden Fällen ist es vorteilhaft, dass der überströmte Kantenabschnitt in jedem Teilabschnitt einen Winkel von mindestens 50° und maximal 90° zu einer radialen Richtung bildet. Sofern der überströmte Kantenabschnitt einen Teilabschnitt in Form eines Kreisbogens mit der Drehachse als Mittelpunkt umfasst, ist es vorteilhaft, dass ein oder jeder weitere Teilabschnitt des überströmten Kantenabschnitts einen Winkel von mindestens 50° und maximal 90° zu einer radialen Richtung einschließt. Hierdurch wird eine besonders verlustfreie und schallarme Überströmung ermöglicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Außenkante der Diffusorplatte derart ausgebildet, dass der mindestens eine überströmte Kantenabschnitt einen Teilabschnitt aufweist, der als Kreisbogen, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse liegt, und somit als tangential verlaufender Teilabschnitt ausgebildet ist. Ein oder mehrere weitere Teilabschnitte des überströmten Kantenabschnitts können in einem Winkel zu einer tangentialen Richtung verlaufen. Dadurch, dass der mindestens eine überströmte Kantenabschnitt einen als Kreisbogen mit der Drehachse als Mittelpunkt geformten Teilabschnitt aufweist, kann ein besonders großer Querschnitt der vom Luftstrom durchströmten Durchtrittsöffnungen und somit ein hoher aerodynamischer Wirkungsgrad erreicht werden, wobei ein erzeugter Schallleistungspegel dennoch auf einem niedrigen Niveau bleibt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Mehrzahl von Öffnungen gleichmäßig am Umfang der Diffusorplatte verteilt und weisen insbesondere eine jeweils gleiche Form und Größe auf. Hierdurch werden eine Vereinfachung der Herstellung ebenso wie eine besonders gleichmäßige Luftführung ermöglicht.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass der äußere Endpunkt des angeströmten Kantenabschnitts einer ersten Öffnung dem äußeren Endpunkt des überströmten Kantenabschnitts einer zweiten Öffnung benachbart ist oder mit diesem übereinstimmt. Vorzugsweise gilt dies für jede Öffnung, so dass die Öffnungen nahezu lückenlos aneinander anschließen und praktisch den gesamten Außenumfang der Diffusorplatte einnehmen; eine Berührung mit der Ringwand, die die Öffnung nach außen begrenzt, erfolgt somit nur punktuell, nämlich an den äußeren Endpunkten der angeströmten bzw. überströmten Kantenabschnitte. Hierdurch wird es ermöglicht, die Öffnungen mit einer maximalen Fläche auszubilden, so dass ein besonders hoher Luftvolumenstrom bzw. ein besonders niedriger Strömungswiderstand ermöglicht wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Öffnungen außerhalb der von den Schaufeln des Laufrads überstrichenen Fläche der Diffusorplatte angeordnet. Dies bedeutet, dass der innere Endpunkt des angeströmten wie des überströmten Kantenabschnitts sich bei einem größeren oder gleichen Abstand von der Drehachse befinden, als dem auf die Drehachse bezogenen Radius der äußeren Enden der Schaufeln des Laufrads entspricht. Sofern der überströmte Kantenabschnitt einen als Kreisbogen mit einem auf der Drehachse liegenden Mittelpunkt ausgebildeten Teilabschnitt aufweist, ist es besonders vorteilhaft, dass der Kreisbogen einen Radius aufweist, der etwa dem Außenradius des Laufrads entspricht. Hierdurch wird nicht nur eine maximale Nutzung der Durchtrittsfläche der Öffnungen, sondern auch eine effizientere Führung des Luftstroms ermöglicht.
  • In weiter vorteilhafter Weise ist die Diffusorplatte mit der Ringwand einstückig ausgebildet oder die Diffusorplatte und die Ringwand sind mit einem geeigneten Fügeverfahren, etwa Ultraschallschweißen oder Kleben, verbunden. Die Diffusorplatte stellt gemeinsam mit der Ringwand somit einen Umlenkkörper dar, der den Luftstrom aus dem Ringraum zur weiteren Nutzung in axialer Richtung sowie ggf. radial nach innen umlenkt. Der Umlenkkörper, wie beispielsweise auch das Laufrad und die Haube, bestehen bevorzugt aus Kunststoff. Hierdurch wird eine besonders einfache Herstellung und/oder Montage ermöglicht.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand zweier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
  • Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1 ein Radialgebläse gemäß den beiden nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung in einem axialen Längsschnitt;
    • Fig. 2 das Laufrad des Radialgebläses gemäß Fig. 1 sowie eine Nachleiteinrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
    • Fig. 3 eine Nachleiteinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht;
    • Fig. 4 die Nachleiteinrichtung gemäß Fig. 3 mit dem Laufrad in einer schematischen Draufsicht;
    • Fig. 5 eine Nachleiteinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem Laufrad in einer schematischen Draufsicht;
      und schließlich
    • Fig. 6 die Nachleiteinrichtungen gemäß Fig. 3 bis 5 mit dem Laufrad in einer schematischen, teilweise geschnittenen Seitenansicht.
    Ausführliche Beschreibung anhand zweier Ausführungsbeispiele
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Der Übersichtlichkeit halber sind nicht in allen Figuren alle Bezugszeichen dargestellt.
  • In Fig. 1 ist in einem axialen Längsschnitt ein beispielsweise für einen akkubetriebenen Handstaubsauger geeignetes Radialgebläse 1 gezeigt, das ein Laufrad 2, eine Nachleiteinrichtung 3 und einen Elektromotor 4 umfasst. Das Laufrad 2 besteht aus einer scheibenförmigen Grundplatte 5 und einer ebenfalls scheibenförmigen, im zentralen Bereich leicht hochgewölbten Deckplatte 6, zwischen denen eine Mehrzahl von Schaufeln 7 angeordnet ist. Das Laufrad 2 ist drehbar gelagert und wird von dem Elektromotor 4 über eine Welle 8 angetrieben. Die Drehachse der Welle 8 bzw. des Laufrads 2 ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichnet. Der Motor umfasst, wie in Fig. 1 symbolisch gezeigt ist, einen Stator 10 und einen mit der Welle 8 verbundenen Rotor 11 und weist eine Mehrzahl von Wicklungen 12 auf, die vom Antriebsstrom des Elektromotors durchflossen werden.
  • Die Nachleiteinrichtung 3 ist als Plattendiffusor ausgebildet und umfasst eine kreisförmige Diffusorplatte 13, die eine im Wesentlichen ebene Oberseite aufweist und parallel zur Grundplatte 5 des Laufrads 2 in einem geringen Abstand unterhalb dieser angeordnet ist. Der Außendurchmesser der Diffusorplatte 13 ist größer als der Außendurchmesser des Laufrads 2. An ihrem äußeren Rand ist die Diffusorplatte 13 mit einer kurzzylindrisch ausgebildeten Ringwand 14 verbunden. Ferner weist die Diffusorplatte 13 an ihrer Unterseite eine Mehrzahl an Rippen 15 auf, die nach unten offene Führungskanäle 16 bilden, durch die eine durch in Fig. 1 nicht dargestellte Luftdurchtrittsöffnungen durch die Diffusorplatte 13 hindurchgetretene Luftströmung radial einwärts geführt wird. Im Randbereich der Diffusorplatte 13 sind unterhalb der Luftdurchtrittsöffnungen schräge Rampen 43 angeordnet, die die durch die Öffnungen hindurchtretende Luft in die Führungskanäle 16 hineinleiten. Im achsennahen Bereich weist die Diffusorplatte 13 eine Schräge 18 zur weiteren Umlenkung des Luftstroms in eine radiale Richtung auf. Das Radialgebläse weist ferner ein Gehäuse 19 auf, das aus einem Gehäuseunterteil 20, einer Haube 21 und einem Ansaugflansch 22 sowie gegebenenfalls weiteren, in Fig. 1 nicht gezeigten Komponenten besteht. Die Diffusorplatte 13 mit der Ringwand 14 ist im Gehäuse 19 feststehend angeordnet. Die Haube 21 umschließt das Laufrad 2 sowie teilweise die Diffusorplatte 13 und die Ringwand 14, wobei zwischen der Peripherie, d.h. der äußeren Umfangsfläche des Laufrads 2, der Oberseite der Diffusorplatte 13 und der Innenseite der Haube 21 ein Ringraum 23 gebildet wird. Der Ringraum 23 ist entlang des Umfangs des Laufrads 2 durchgehend ausgebildet und enthält selbst keine strömungsleitenden Elemente.
  • Wird das Laufrad 2 von dem Elektromotor 4 über die Welle 8 in einer durch den Pfeil 24 angedeuteten, vorgegebenen Drehrichtung in Drehung versetzt, so erzeugt das Laufrad 2 mit Hilfe der Schaufeln 7 einen zumindest teilweise radial nach außen gerichteten Luftstrom, wie in Fig. 1 durch die Pfeile angedeutet ist. Zum Ersatz der von dem Laufrad nach außen geförderten Luft wird Luft entlang der Drehachse 9 durch den Ansaugflansch 22 angesaugt, der bei einem Staubsauger beispielsweise mit einem Saugschlauch in Verbindung stehen kann. Die nach außen geförderte Luft gelangt zunächst in den Ringraum 23, wo sie aufgrund der Mitnahme durch die Schaufeln 7 auch eine tangential zur Drehachse 9 gerichtete Bewegung ausführt. Durch die in Fig. 1 nicht gezeigten Öffnungen in der Diffusorplatte 13 gelangt der erzeugte Luftstrom über die Rampe 43 in den Raum unterhalb der Diffusorplatte 13 und in die Führungskanäle 16, durch die er unter Beibehaltung einer Tangentialkomponente radial einwärts geführt wird. Im achsennahen Bereich der Diffusorplatte 13 wird der Luftstrom durch die Schräge 18 weiter in axiale Richtung umgelenkt und gelangt zum Elektromotor 4, wo er zur Kühlung der Wicklungen 12 genutzt werden kann. Durch Auslassöffnungen 25 gelangt der Luftstrom schließlich in den Außenbereich des Gebläses 1. Die radiale und die axiale Komponente der Strömungsrichtung des erzeugten Luftstroms sind in der in Fig. 1 gezeigten Schnittdarstellung anhand der Pfeile zu erkennen.
  • In Figuren 2 und 3 sind in perspektivischer Ansicht das Laufrad 2 gemäß Fig. 1 und eine erfindungsgemäß ausgebildete Nachleiteinrichtung 31 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, wobei aus Darstellungsgründen die Haube 21 weggelassen worden ist. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, weist das Laufrad 2 eine Grundplatte 5 und eine Deckplatte 6 auf, zwischen denen mehrere, beispielsweise 13, senkrecht stehende, bogenförmig gekrümmte Schaufeln 7 angeordnet sind. Die Schaufeln 7 sind in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnet und überlappen einander, wobei jede Schaufel von der Drehachse gesehen jeweils einen Winkel von ca. 50° überdeckt. Die Deckplatte 6 weist eine mittige Aussparung 26 auf, die ein axiales Nachströmen von Luft in den zentralen Bereich des Laufrads 2 ermöglicht. In der Grundplatte 5 ist eine Bohrung 27 eingebracht, in die zum Antrieb des Laufrads 2 die mit dem Rotor 11 des Elektromotors 4 verbundene Welle 8 eingesetzt und mit dem Laufrad 2 verbunden werden kann (s. Fig. 1). Wird das Laufrad 2 in der vorgegebenen Drehrichtung bewegt, so wird durch die schrägstehenden, rückwärts gekrümmten Schaufeln 7 ein schräg nach außen gerichteter Luftstrom erzeugt. Unterhalb der Grundplatte 5 und parallel zu dieser ist die Diffusorplatte 32 angeordnet, deren Außenkante mit der Ringwand 14 eine Mehrzahl von Öffnungen 33 definiert. Durch die Öffnungen 33 tritt der Luftstrom aus dem außen an das Laufrad 2 anschließenden Ringraum, der nach oben und nach außen durch die in Fig. 2 nicht dargestellte Haube 21 begrenzt wird (s. Fig. 1), in den Raum unterhalb der Diffusorplatte 32 ein. Dort wird der Luftstrom, wie zu Fig. 1 erläutert, radial nach innen geführt und schließlich wieder in axialer Richtung umgelenkt.
  • Auch in Fig. 3 sind das Laufrad 2 und die Haube 21 nicht gezeigt (s. Fig. 1). Die zwischen der Ringwand 14 und der äußeren Kante der Diffusorplatte 32 ausgebildeten acht Öffnungen 33 sind entlang des Umfangs der Diffusorplatte 32 gleichmäßig verteilt sind. Nach außen wird jede Öffnung 33 durch die Innenwand der kurzzylindrischen Ringwand 14 begrenzt. Nach innen wird jede Öffnung 33 durch einen angeströmten Kantenabschnitt 34 und einen überströmten Kantenabschnitt 35 der Außenkante der Diffusorplatte 32 begrenzt. Weder der angeströmte Kantenabschnitt 34 noch der überströmte Kantenabschnitt 35 verlaufen hierbei in radialer Richtung. Insgesamt hat die Öffnung 33 näherungsweise die Form eines stumpfwinkligen gleichschenkligen Dreiecks, wobei die Seite, die durch die Ringwand 14 definiert wird, und die Seite, die durch den überströmten Kantenabschnitt 35 gebildet wird, jeweils bogenförmig mit nach außen gerichteter Ausbauchung gekrümmt sind. Der angeströmte Kantenabschnitt 34 ist im Wesentlichen gerade ausgebildet. Im Übrigen ist das Radialgebläse gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wie zuvor zu den Figuren 1 und 2 erläutert ausgebildet. Insbesondere ist das Laufrad 2 wie zuvor beschrieben ausgebildet und benachbart zur Oberseite der Diffusorplatte 32 angeordnet. Zur Durchführung der Welle 8 zum Antrieb des Laufrads 2 weist die Diffusorplatte 32 eine zentrale Bohrung 36 auf.
  • Die Diffusorplatte 32 gemäß Fig. 3 ist in Fig. 4 zusammen mit dem Laufrad 2 nochmals schematisch in Draufsicht dargestellt. In der Mitte der kreisförmigen Grundplatte 5 ist zum Antrieb des Laufrads 2 die Welle 8 befestigt. Auf der Grundplatte 5 stehen die schrägen, rückwärts gebogenen Schaufeln 7. Die Grundplatte 5 überdeckt den zentralen Bereich der Diffusorplatte 32. Das Verhältnis des Außendurchmessers D der Grundplatte 5 bzw. des Laufrads 2 zu dem Außendurchmesser D' der Diffusorplatte 32 beträgt etwa 0,88. Durch die Pfeile 37 ist in Fig. 4 die Strömungsrichtung der von dem Laufrad 2 geförderten Luft relativ zum Laufrad 2 angedeutet. Die Deckplatte 6 des Laufrads 2 (s. Fig. 1 und 2) ist in Fig. 4 nicht dargestellt.
  • Die Diffusorplatte 32 weist randseitige Ausnehmungen auf, die zusammen mit der Ringwand 14 eine Mehrzahl von Öffnungen 33 bilden; zur Verdeutlichung ist eine der Öffnungen 33 in Fig. 4 durch eine Schraffur gekennzeichnet. Außenseitig werden die Öffnungen 33 durch die Ringwand 14 begrenzt. Innenseitig werden die Öffnungen 33 durch die äußere Kante der Diffusorplatte begrenzt, die im Bereich der Öffnungen einen angeströmten Kantenabschnitt 34 und einen überströmten Kantenabschnitt 35 aufweist. Die Öffnungen 33 werden durch das Laufrad 2 nicht überdeckt, d.h. der Abstand der Öffnungen 33 von der Drehachse ist mindestens so groß wie der Radius des Laufrads 2. Der angeströmte Kantenabschnitt 34 ist gerade, während der überströmte Kantenabschnitt 35 bogenförmig konvex gekrümmt ausgebildet ist. Der angeströmte Kantenabschnitt 34 bildet mit einer radialen Richtung einen Winkel γ = 55°. Der überströmte Kantenabschnitt 35 schließt in jedem Punkt mit einer radialen Richtung einen Winkel θ von mehr als 50° und weniger als 90° ein; in Fig. 4 ist der Winkel θ zwischen einer jeweiligen Tangente an den überströmten Kantenabschnitt 35 und einer jeweiligen radialen Richtung im inneren Endpunkt 39 und im äußeren Endpunkt 40 des überströmten Kantenabschnitts 35 eingetragen. Die Pfeile 38 zeigen die Strömungsrichtung des vom Laufrad 2 geförderten Luftstroms im Ringraum außerhalb des Laufrads 2 und oberhalb der Diffusorplatte 32 relativ zu dieser. Beim Austritt aus dem Laufrad 2 weist die Strömungsrichtung der Luft einen Winkel von weniger als 30° zu einer tangentialen Richtung auf.
  • Unterhalb der Diffusorplatte 32 wird der Luftstrom durch in Fig. 4 nicht gezeigte Führungskanäle geführt. Zur Verbesserung des Eintritts des Luftstroms in die Führungskanäle ist im Bereich der Öffnung 33 jeweils eine Rampe 43 angeordnet, die im Bereich des äußeren Endpunkts 40 der überströmten Kante 35 auf der Ebene der Oberseite der Diffusorplatte 32 beginnt und zur angeströmten Kante 34 abfällt, so dass zwischen der Rampe 43 und der angeströmten Kante 34 eine Einlassöffnung für den Eintritt der Luft in den Führungskanal 16 gebildet wird. Der innere Endpunkt 39 der angeströmten Kante 34 und der überströmten Kante 35 fallen zusammen. Ebenso fallen der äußere Endpunkt 40 der angeströmten Kante einer benachbarten Öffnung 33 und der überströmten Kante 35 zusammen.
  • In Fig. 5 ist eine Diffusorplatte 48 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zusammen mit dem Laufrad 2 vereinfacht in Draufsicht dargestellt. Auch diese Diffusorplatte 48 kann wie die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Diffusorplatte 32 in dem Radialgebläse gemäß Fig. 1 verwendet werden, so dass ein mit der Diffusorplatte 48 ausgestattetes Radialgebläse dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht.
  • Im Unterschied zu der Diffusorplatte 32 gemäß Fig. 3 und 4 ist bei der in Fig. 5 gezeigten Diffusorplatte 48 der überströmte Kantenabschnitt 49 mit zwei Teilabschnitten 46, 47 ausgebildet. Ein erster Teilabschnitt 46 des überströmten Kantenabschnitts 49 schließt an den angeströmten Kantenabschnitt 29 an, wobei der erste Teilabschnitt 46 die Form eines Kreisbogens hat, dessen Mittelpunkt im Zentrum der Diffusorplatte 48 liegt, d.h. auf der Drehachse des Laufrads 2 bzw. im Mittelpunkt der zentralen Bohrung 36 (s. Fig. 3). Der Radius des Kreisbogens entspricht dem Radius des Laufrads 2, so dass der erste Teilabschnitt 46 etwa in Verlängerung der Umfangsfläche des Laufrads 2 zu liegen kommt. Ein zweiter Teilabschnitt 47 des überströmten Kantenabschnitts 30 ist bogenförmig ausgebildet und bildet mit einer radialen Richtung einen Winkel θ zwischen 50° und 90°, im dargestellten Beispiel von ca. 80°, d.h. mit einer tangentialen Richtung einen Winkel von ca. 10°. Der Einfachheit halber sind in Fig. 5 nur zwei Öffnungen 50 mit einem derart ausgebildeten überströmten Kantenabschnitt 49 dargestellt; die übrigen Öffnungen sind ebenso ausgebildet, in Fig. 5 jedoch nur symbolisch angedeutet. Hinsichtlich des angeströmten Kantenabschnitts 34 sowie im Übrigen ist die Diffusorplatte 48 wie die zu Fig. 3 und 4 beschriebene Diffusorplatte 32 ausgebildet, wobei die Bezugszeichen die gleiche Bedeutung haben. Die Strömungsrichtung eines unterhalb der Diffusorplatte 48 in einem Führungskanal 16 geführten Luftstroms ist in Fig. 5 durch die gestrichelten Pfeile 41 angedeutet.
  • Der Durchtritt des Luftstroms durch die Diffusorplatte 32 ist in der in Fig. 6 dargestellten, teilweise geschnittenen Seitenansicht gezeigt. Der durch die Pfeile 42 angedeutete Luftstrom gelangt aus dem Ringraum 23 durch die in Fig. 6 nicht gezeigte Öffnung 33 (s. Fig. 3, 4) in den Raum unterhalb der Diffusorplatte 32. Dabei wird der Luftstrom durch eine schräge Rampe 43 geführt, die am äußeren Endpunkt 40 der überströmten Kante 35 beginnt (s. Fig. 4). Seitlich ist der Luftstrom in diesem Bereich einerseits durch die Ringwand 14 und andererseits durch eine entlang der überströmten Kante 35 verlaufende oder leicht nach innen versetzte, senkrechte Seitenwand 44 geführt. Der Luftstrom gelangt sodann durch die zwischen der Diffusorplatte 32 im Bereich des angeströmten Kantenabschnitts 34 und dem Ende der Rampe 43 gebildete, leicht schräg zu einer axialen Richtung stehende Eintrittsöffnung 45 in den Raum unterhalb der Diffusorplatte 32, wo ein Führungskanal 16 zur weiteren Führung der Luft dient (in Fig. 6 nicht gezeigt). Zur Verdeutlichung sind zwei Eintrittsöffnungen in Fig. 6 schraffiert dargestellt. Bei einem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung (s. Fig. 5) ausgebildeten Radialgebläse erfolgt der Durchtritt des Luftstroms durch die Diffusorplatte 48 in entsprechender Weise wie in Fig. 6 für die erste Ausführungsform (s. Fig. 3, 4) dargestellt.
  • Wie in Figur 6 ebenfalls erkennbar, hat die äußere Seitenwand 44 der Rippe 15 einen geringeren Abstand von der Drehachse aufweist als der äußere Rand des Laufrads 2. Dadurch erstreckt sich die Eintrittsöffnung 45 in Richtung der Drehachse 9 über den Radius des Laufrads 2 hinaus, sodass sich Eintrittsöffnung 45 und Laufrad 2 überdecken. Das Verhältnis zwischen dem Abstand der drehachsenseitigen Begrenzung der Eintrittsöffnung 45 von der Drehachse 9 und dem Radius des Laufrads 2 beträgt 0,83.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Radialgebläse
    2
    Laufrad
    3
    Nachleiteinrichtung
    4
    Elektromotor
    5
    Grundplatte
    6
    Deckplatte
    7
    Schaufel
    8
    Welle
    9
    Drehachse
    10
    Stator
    11
    Rotor
    12
    Wicklung
    13
    Diffusorplatte
    14
    Ringwand
    15
    Rippe
    16
    Führungskanal
    17
    Rampe
    18
    Schräge
    19
    Gehäuse
    20
    Gehäuseunterteil
    21
    Haube
    22
    Ansaugflansch
    23
    Ringraum
    24
    Pfeil
    25
    Auslassöffnung
    26
    Aussparung
    27
    Bohrung
    29
    Angeströmter Kantenabschnitt
    30
    Überströmter Kantenabschnitt
    31
    Nachleiteinrichtung
    32
    Diffusorplatte
    33
    Öffnung
    34
    Angeströmter Kantenabschnitt
    35
    Überströmter Kantenabschnitt
    36
    Bohrung
    37
    Pfeil
    38
    Pfeil
    39
    Endpunkt
    40
    Endpunkt
    41
    Pfeil
    42
    Pfeil
    43
    Rampe
    44
    Seitenwand
    45
    Eintrittsöffnung
    46
    Erster Teilabschnitt
    47
    Zweiter Teilabschnitt
    48
    Diffusorplatte
    49
    Überströmter Kantenabschnitt
    50
    Öffnung
    γ
    Winkel der angeströmten Kante
    θ
    Winkel des zweiten Teilabschnitts des überströmten Kantenabschnitts

Claims (13)

  1. Radialgebläse, insbesondere für einen Staubsauger, umfassend ein um eine Drehachse (9) drehbares, durch einen Motor antreibbares Laufrad (2), das eine Mehrzahl von Schaufeln (7) zur Erzeugung eines zumindest teilweise radial nach außen gerichteten Luftstroms aufweist, und eine feststehende Nachleiteinrichtung (31), die eine senkrecht zur Drehachse (9) axial benachbart zum Laufrad (2) angeordnete Diffusorplatte (13, 32, 48), eine diese radial außen umgebende Ringwand (14) und eine das Laufrad (2) zumindest teilweise umschließende Haube (21) aufweist, wobei zwischen der Haube (21), dem Laufrad (2) und der Diffusorplatte (13, 32, 48) ein das Laufrad (2) radial außen umgebender, durchgehender Ringraum (23) gebildet ist, wobei zwischen einer Außenkante der Diffusorplatte (13, 32, 48) und der Ringwand (14) eine Mehrzahl von Öffnungen (33, 50) ausgebildet ist, die einen Luftdurchtritt aus dem Ringraum (23) zur dem Laufrad (2) gegenüberliegenden Seite der Diffusorplatte (13, 32, 48) ermöglichen, und wobei die Außenkante der Diffusorplatte (13, 32, 48) im Bereich einer jeden Öffnung (33, 50) mindestens einen angeströmten Kantenabschnitt (34) und mindestens einen überströmten Kantenabschnitt (35, 49) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine angeströmte Kantenabschnitt (34) mit einer radialen Richtung einen Winkel γ von mindestens 50° und höchstens 65° einschließt.
  2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine angeströmte Kantenabschnitt (34) mit einer radialen Richtung einen Winkel γ von mindestens 50° und höchstens 60°, vorzugsweise einen Winkel γ von etwa 55°, einschließt.
  3. Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine angeströmte Kantenabschnitt (34) im Wesentlichen gerade ausgebildet ist.
  4. Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine angeströmte Kantenabschnitt (34) konkav gekrümmt ausgebildet ist, wobei eine gerade Verbindungslinie zwischen einem äußeren und einem inneren Endpunkt einen Winkel γ von ca. 65° mit einer radialen Richtung einschließt und wobei die Öffnung (33, 50) eine gleich große Fläche aufweist wie eine Öffnung mit einem gerade ausgebildeten angeströmten Kantenabschnitt (34), der mit einer radialen Richtung einen Winkel γ = 55° einschließt.
  5. Radialgebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Öffnung (33, 50) genau einen angeströmten Kantenabschnitt (34) aufweist und dass jeder Öffnung (33, 50) ein auf der dem Laufrad (2) gegenüberliegenden Seite der Diffusorplatte (13, 32, 48) angeordneter Führungskanal (16) zugeordnet ist, wobei eine Innenwand des Führungskanals (16) an einem inneren Endpunkt (39) und eine Außenwand des Führungskanals (16) an einem äußeren Endpunkt des angeströmten Kantenabschnitts (34) anschließt.
  6. Radialgebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Öffnung (33, 50) genau einen überströmten Kantenabschnitt (35, 49) aufweist, wobei der innere Endpunkt (39) des angeströmten Kantenabschnitts (34) mit dem inneren Endpunkt (39) des überströmten Kantenabschnitts (35, 49) zusammenfällt und entlang dem überströmten Kantenabschnitt (35, 49) eine Fortsetzung der Innenwand des Führungskanals (16) und vom äußeren Endpunkt des überströmten Kantenabschnitts (35, 49) bis zur Eintrittsöffnung (45) in den Führungskanal (16) eine schräge Rampe (43) angeordnet ist.
  7. Radialgebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine überströmte Kantenabschnitt (35, 49) zumindest in einem Teilabschnitt (47) schräg zu einer radialen Richtung verläuft, insbesondere mit einer radialen Richtung einen Winkel θ von mindestens 50° einschließt.
  8. Radialgebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine überströmte Kantenabschnitt (35, 49) zumindest in einem Teilabschnitt (46, 47) bogenförmig ausgebildet ist.
  9. Radialgebläse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine überströmte Kantenabschnitt (49) einen Teilabschnitt (46) aufweist, der als Kreisbogen, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse (9) liegt, ausgebildet ist.
  10. Radialgebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Öffnungen (33, 50) gleichmäßig entlang des Umfangs der Diffusorplatte (13, 32, 48) verteilt sind.
  11. Radialgebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Endpunkt eines angeströmten Kantenabschnitts (34) einer Öffnung (33, 50) dem äußeren Endpunkt eines überströmten Kantenabschnitts (35, 49) einer benachbarten Öffnung (33, 50) benachbart oder mit diesem übereinstimmend ist.
  12. Radialgebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (33, 50) außerhalb der von den Schaufeln (7) des Laufrads (2) überstrichenen Fläche der Diffusorplatte (13, 32, 48) angeordnet sind.
  13. Radialgebläse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusorplatte (13, 32, 48) mit der Ringwand (14) einstückig ausgebildet ist oder mit dieser zusammengefügt ist und dadurch einen Umlenkkörper bildet.
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