AT17059U1

AT17059U1 - Axiallüfter

Info

Publication number: AT17059U1
Application number: ATGM50025/2020U
Authority: AT
Inventors: Euler-Rolle Thomas
Original assignee: Thomas Euler Rolle
Priority date: 2020-02-11
Filing date: 2020-02-11
Publication date: 2021-04-15
Also published as: WO2021159161A1; CN114846247B; US12012970B2; US20230104569A1; CN114846247A; EP4103848A1

Abstract

Axiallüfter (1), aufweisend: - eine um eine Mittelachse (3) rotierbare Lüfternabe (2), welche eine Bodenwand (5) und eine ringförmig umlaufende Seitenwand (6) aufweist, - eine Mehrzahl von Lüfterflügeln (7), welche von der ringförmig umlaufenden Seitenwand (6) der Lüfternabe (2) abstehen, - wobei die Lüfternabe (2) eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen (8) zum Austritt von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Ansammlungen vom Innenraum (2a) der Lüfternabe (2) zur Außenseite der Lüfternabe (2) aufweist, wobei - die Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen (8) an der ringförmig umlaufenden Seitenwand (6) der Lüfternabe (2) vorgesehen sind.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter, aufweisend:

[0002] - eine um eine Mittelachse rotierbare Lüfternabe, welche eine Bodenwand und eine ringförmig umlaufende Seitenwand aufweist,

[0003] - eine Mehrzahl von Lüfterflügeln, welche von der ringförmig umlaufenden Seitenwand der Lüfternabe abstehen,

[0004] - wobei die Lüfternabe eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen zum Austritt von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Ansammlungen vom Innenraum der Lüfternabe zur AuBenseite der Lüfternabe aufweist.

[0005] Aus der EP 1 718 872 B1 ist bereits ein solcher Axiallüfter bekannt. Bei diesem Stand der Technik ist eine becherförmige Nabe mit einem Boden und einer ringförmigen Seitenwand vorgesehen. An der Innenseite der Nabe sind Rippen angeordnet. Um Ablagerungen wie Wasser, Sand, Erde oder Schlamm aus dem Hohlraum der Nabe zu entfernen, weist die Nabe am Boden Durchtrittsöffnungen auf. Die Durchtrittsöffnungen befinden sich an jenen Eckbereichen des Nabenbodens, welche durch die Seitenwand und die innenliegenden Rippen gebildet sind. In Gebrauch werden die Ablagerungen durch die Zentrifugalkraft entlang der Rippen in die Eckbereiche getrieben und von dort durch die Durchtrittsöffnungen nach außen abgeleitet. Die Seitenwand und die jeweilige Rippe bilden dabei eine doppelte Barriere, welche die Austragung der Ablagerungen erleichtern sollen.

[0006] In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass der Abtransport der Ablagerungen vom Inneren der Nabe nicht immer zuverlässig funktioniert. So können Ablagerungen an den Ecken im Innenraum der Nabe gesammelt werden. Weiters wird die Zentrifugalkraft für die Ableitung der Schmutzablagerungen nur ungenügend genützt. Weiters besteht Verbesserungsbedarf hinsichtlich des Luftdurchsatzes, vor allem bei einem Betrieb des Axiallüfters in beide Drehrichtungen.

[0007] Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, zumindest einzelne Nachteile des Standes der Technik zu lindern bzw. zu beheben. Die Erfindung setzt sich insbesondere zum Ziel, das Austragen von Ansammlungen vom Inneren der Lüfternabe zu verbessern.

[0008] Diese Aufgabe wird durch einen Axiallüfter mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0009] Erfindungsgemäß sind die Mehrzahl von Austrittsöffnungen an der ringförmig umlaufenden Seitenwand der Lüfternabe vorgesehen.

[0010] Es hat sich überraschend herausgestellt, dass die Ansammlungen, wie Feuchtigkeit oder Schmutz, aber auch Gase, im Innenraum der Lüfternabe auf Seite des Motors durch die AustrittsÖffnungen in der ringförmige umlaufenden Seitenwand besonders gut ausgetragen werden können. Im rotierenden Zustand des Axiallüfters werden die Ansammlungen durch die Zentrifugalkraft nach außen gefördert und in Richtung der Zentrifugalkraft durch die Austrittsöffnungen an der ringförmig umlaufenden, d.h. insbesondere zylindermantelförmigen, Seitenwand abgeleitet. Die Strömungsverhältnisse für den Abtransport der Ansammlungen haben sich an der Seitenwand als besonders günstig erwiesen. Weiters kann der Betrieb des Axiallüfters in beide Drehrichtungen mit günstigem Luftdurchsatz erreicht werden.

[0011] Bevorzugt sind die Austrittsöffnungen von beiden ringförmigen Seitenrändern der Seitenwand beabstandet, so dass die Austrittsöffnungen vollständig innerhalb der Seitenwand der Lüfternabe angeordnet sind. Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Bodenwand frei von Durchtrittsöffnungen für die Ansammlungen aus dem Innenraum der Lüfternabe. Allerdings kann die Bodenwand eine Durchführung für eine Motorwelle aufweisen. Im montierten Zustand ist die Motorwelle im Wesentlichen passgenau in der Durchführung angeordnet, welche sich bevorzugt im Zentrum der Bodenwand befindet.

[0012] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist pro Lüfterflügel zumindest eine Austrittsöff-

nung an der ringförmig umlaufenden Seitenwand der Lüfternabe vorgesehen. Somit können Rückstände aus dem Innenraum der Lüfternabe zuverlässig ausgetragen werden. Bevorzugt sind die Austrittsöffnungen in regelmäßigen Abständen an der Seitenwand der Lüfternabe angeordnet, so dass eine gleichmäßige Austragung über den Umfang der Lüfternabe erzielt wird.

[0013] Um eine wirksame Absaugung der Ansammlungen aus der Lüfternabe zu erreichen, grenzen die Austrittsöffnungen bei einer weiteren Ausführungsform unmittelbar an die Lüfterflügel an. Bei dieser Ausführung wird der Luftstrom nach dem Durchtritt durch die Austrittsöffnung entlang des Lüfterflügels geführt, wodurch eine besonders wirksame Austragung der Ansammlungen erzielt wird.

[0014] Bei einer weiteren Ausführungsform ist es günstig, wenn je eine Austrittsöffnung auf den gegenüberliegenden Außenseiten der Lüfterflügel vorgesehen ist. Somit können zwei AustrittsÖffnungen pro Lüfterflügel vorgesehen sein. Diese Ausführung ist dahingehend besonders günstig, dass der Lüfter in beide Drehrichtungen effektiv betrieben werden kann.

[0015] Die Austrittsöffnungen können als Schlitze ausgeführt sein.

[0016] Um die Absaugung aus dem Innenraum der Lüfternabe weiter zu verbessern, können neben den Austrittsöffnungen Erhebungen vorgesehen sein, welche von der ringförmig umlaufenden Seitenwand abstehen. Bei umfassenden Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass diese Erhebungen den Luftstrom durch die Austrittsöffnungen verstärken, wodurch die Austragung der Ansammlungen aus der Lüfternabe heraus verbessert wird.

[0017] Bei einer Ausführungsvariante steigen die Erhebungen zu den Austrittsöffnungen hin an, so dass die Erhebungen als Rampen ausgebildet sind.

[0018] Je nach Ausführung können die Erhebungen jeweils eine im Wesentlichen konstante Steigung oder eine zur jeweiligen Austrittsöffnung hin zunehmende Steigung aufweisen.

[0019] Wenn die Lüfternabe mehrere Sektorelemente aufweist, welche über ineinandergreifende Verbindungselemente miteinander verbunden sind, kann der Axiallüfter mit geringem Aufwand zerlegt und wieder zusammengesetzt werden.

[0020] Als ineinandergreifende Verbindungselemente können Leistenelemente und Vertiefungen vorgesehen sein. Die Leistenelemente und die Vertiefungen weisen korrespondierende Querschnitte auf. Somit wird eine formschlüssige Verbindung erzielt. Beispielsweise können die Leistenelemente und die Vertiefungen jeweils mit rundem Querschnitt ausgebildet sein.

[0021] Um eine sichere und haltbare Verbindung herzustellen, erstrecken sich die ineinandergreifenden Verbindungselemente bei einer bevorzugten Ausführung im Wesentlichen über die gesamte Höhe der ringförmig umlaufenden Seitenwand.

[0022] Je nach Ausführung können zumindest vier, insbesondere zumindest sechs, beispielsweise acht, Sektorelemente vorgesehen sein. Vorzugsweise weist jedes Sektorelement genau einen Lüfterflügel auf. Die Sektorelemente ergeben zusammen die Lüfternabe mit ringförmig umlaufender Seitenwand. Demnach hat jedes Sektorelement einen Offnungswinkel, welcher im Wesentlichen dem Verhältnis aus 360 Grad und der Zahl der Sektorelemente beträgt. Bei acht Sektorelementen beträgt der Offnungswinkel der Sektorelemente beispielsweise 45 Grad.

[0023] Um die Luftströme zu den Austrittsöffnungen an der ringförmigen Seitenwand der Lüfternabe zu führen, weist die Lüfternabe bei einer bevorzugten Ausführung an der Innenseite der Bodenwand Rippen auf. Es können Versteifungsrippen vorgesehen sein, welche sich bis zu der Innenseite der Seitenwand erstrecken. Weiters können Luftleitrippen zwischen den Versteifungsrippen vorgesehen sein, welche bevorzugt in einem Abstand von der Seitenwand enden.

[0024] Zum Betrieb des Axiallüfters kann eine Welle eines Motors mit der Lüfternabe verbunden sein. Die Welle erstreckt sich durch den Innenraum der Lüfternabe bis zur Durchführung, welche im Zentrum der Bodenwand angeordnet ist. Als Motor kann ein Elektromotor, insbesondere ein „brushless“-Motor, vorgesehen sein.

[0025] Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen weiter erläutert,

welche in den Zeichnungen dargestellt sind.

[0026] Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Axiallüfters.

[0027] Fig. 2 zeigt eine schaubildliche Ansicht des Axiallüfters der Fig. 1.

[0028] Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Axiallüfters der Fig. 1, 2 im demontierten Zustand einzelner Sektorelemente des Axiallüfters.

[0029] Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Axiallüfters der Fig. 1 bis 3.

[0030] Fig. 5 zeigt Detail A der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung.

[0031] Fig. 6 zeigt Detail B der Fig. 4 in vergrößerter Darstellung.

[0032] Fig. 7 und Fig. 8 zeigen schaubildliche Ansichten eines einzelnen Sektorelements des Axiallüfters der Fig. 1 bis 4.

[0033] Fig. 9 zeigt eine Rückansicht des Sektorelements der Fig. 7 und8.

[0034] Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht des Sektorelements der Fig. 7 bis 9.

[0035] Fig. 11 zeigt Detail C der Fig. 7 in vergrößerter Darstellung.

[0036] Fig. 12 zeigt Detail D der Fig. 7 in vergrößerter Darstellung.

[0037] Fig. 13 zeigt Detail E der Fig. 8 in vergrößerter Darstellung.

[0038] Fig. 14 zeigt Detail F der Fig. 8 in vergrößerter Darstellung.

[0039] Fig. 15 zeigt Detail G der Fig. 9 in vergrößerter Darstellung.

[0040] Fig. 16 zeigt Detail H der Fig. 9 in vergrößerter Darstellung.

[0041] Fig. 17 zeigt eine Draufsicht eines weiteren erfindungsgemäßen Axiallüfters. [0042] Fig. 18 zeigt eine Rückansicht des Axiallüfters der Fig. 17.

[0043] Fig. 19 zog eine schaubildliche Ansicht des Axiallüfters der Fig. 17 und Fig. [0044] Fig. 20 zeigt Detail | der Fig. 20 in vergrößerter Darstellung.

[0045] Fig. 21 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XXI-XXI in Fig. 17.

[0046] Fig. 22 zeigt Detail J der Fig. 21 in vergrößerter Darstellung.

[0047] Fig. 23 zeigt Detail K der Fig. 19 in vergrößerter Darstellung.

[0048] Fig. 1 zeigt einen Axiallüfter 1 mit einer Lüfternabe 2, welche um eine Mittelachse 3 (vgl. Fig. 4) rotiert. In der gezeigten Ausführungsform kann der Axiallüfter in beide Drehrichtungen wirksam betrieben werden. Eine Drehrichtung ist beispielhaft mit einem Pfeil eingezeichnet. Die Lüfternabe 2 weist eine zentrale Durchführung 4 für eine Welle eines Motors (nicht gezeigt) auf. Die Lüfternabe 2 weist eine in Draufsicht kreisförmige Bodenwand 5 und eine zylindermantelförmige Seitenwand 6 auf. Die Bodenwand 5 ist im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse 3 angeordnet.

[0049] Die Seitenwand 6 verläuft axialsymmetrisch um die Mittelachse 3. Somit ist die Lüfternabe 2 becherförmig ausgebildet, wobei die Bodenwand 5 und die Seitenwand 6 einen Innenraum 2a begrenzen.

[0050] Der Motor kann zumindest teilweise innerhalb des Innenraums 2a angeordnet sein. Der Axiallüfter 1 weist zudem eine Mehrzahl von Lüfterschaufeln bzw. Lüfterflügeln 7, im gezeigten Beispiel acht Lüfterflügel 7, auf, welche von der Seitenwand 6 der Lüfternabe 2 in radialer Richtung nach außen abstehen.

[0051] Die Lüfternabe 2 weist eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen 8 auf, welche dazu eingerichtet sind, im Betrieb entstehende gasförmige, flüssige und/oder festen Ansammlungen vom

Innenraum 2a der Lüfternabe 2 auf die Außenseite 2b der Lüfternabe 2 zu transportieren. Solche Ansammlungen können beispielsweise Wasser, Schmutz oder Gase sein, welche bei einem Verbleib im Innenraum 2a den Betrieb des Axiallüfters 1 beeinträchtigen könnten. In der gezeigten Ausführung sind die Durchtrittsöffnungen 8 an der ringförmig umlaufenden Seitenwand 6, also nicht an der Bodenwand 5, ausgebildet. Für jeden Lüfterflügel 7 ist zumindest eine Austrittsöffnung 8 vorgesehen. In der gezeigten Ausführung sind zwei Austrittsöffnungen 8 beidseits jedes Lüfterflügels 7 vorgesehen. Die Austrittsöffnungen 8 sind hier als Schlitze ausgebildet. Da die Austrittsöffnungen 8 in der gezeigten Ausführung unmittelbar an die Außenseiten der Lüfterflügel 7 angrenzen, werden die Luftströme nach dem Durchtritt durch die Austrittsöffnungen entlang der Außenseiten der Lüfterflügel 7 geführt, wie in den Zeichnungen mit Strömungslinien 9 angedeutet ist.

[0052] In der Ausführung der Fig. 1 bis 16 ist die Lüfternabe 2 aus mehreren Sektorelementen 10, hier beispielsweise aus acht Sektorelementen 10, zusammengesetzt. Die einzelnen Sektorelemente 10 sind über ineinandergreifende Verbindungselemente 11 miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 11 können in axialer Richtung (d.h. in Richtung der Mittelachse 3) ineinander gesteckt werden. In der gezeigten Ausführung sind äußere Verbindungselemente 11a an der Seitenwand 6 und innere Verbindungselemente 11b an einem Vorsprung 12 vorgesehen, welcher die Durchführung 4 für die Motor-Welle begrenzt.

[0053] Als ineinandergreifende Verbindungselemente 11 sind in der gezeigten Ausführung Leistenelemente 13 (vgl. insbesondere Fig. 16) und Vertiefungen 14 (vgl. insbesondere Fig. 15) vorgesehen, welche einander entsprechende Querschnitte, hier runde Querschnitte, aufweisen, so dass die Verbindungselemente im Wesentlichen passgenau miteinander verbindbar sind. Die Verbindungselemente 11 erstrecken sich dabei im Wesentlichen über die gesamte Höhe der ringförmig umlaufenden Seitenwand 6.

[0054] Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Lüfternabe 2 an der (dem Innenraum 2a zugewandten) Innenseite 6a der Bodenwand 6 einzelne Rippen 15 auf. Beispielsweise kann eine Rippe 15 pro Lüfterflügel 7 vorgesehen sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind daher acht Rippen 15 im Innenraum 2a der Lüfternabe 2 vorgesehen.

[0055] In den Fig. 17 bis 23 ist eine weitere Ausführungsform des Axiallüfters 1 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind ebenfalls Austrittsöffnungen 8 an der ringförmigen Seitenwand 6 der Lüfternabe 2 vorgesehen, wohingegen die Bodenwand 5 frei von solche Austrittsöffnungen ist. Die Austrittsöffnungen 8 sind hier von dem Lüfterflügeln 7 beabstandet. Weiters sind neben den Austrittsöffnungen einzelne (und von den Lüfterflügeln 7 separate) Erhebungen 16 (vgl. insbesondere Fig. 23) ausgebildet, welche von der Außenseite der ringförmig umlaufenden Seitenwand 6 nach außen abstehen. Die Erhebungen 23 steigen rampenförmig zu den Austrittsöffnungen 8 hin an. In der gezeigten Ausführung weisen die Erhebungen 23 jeweils eine im Wesentlichen konstante Steigung auf. Die Steigung kann aber auch in Richtung der benachbarten Austrittsöffnung 8 zunehmen (nicht gezeigt).

[0056] Wie aus Fig. 18 und Fig. 19 ersichtlich, sind bei dieser Ausführung ebenfalls Rippen 15 vorgesehen, wobei einerseits Versteifungsrippen 15a bis zur Seitenwand 6 reichen und dazwischen Luftleitrippen angeordnet sind, die vor der Seitenwand 6 enden.

Claims

Ansprüche

1. Axiallüfter (1), aufweisend:

- eine um eine Mittelachse (3) rotierbare Lüfternabe (2), welche eine Bodenwand (5) und eine ringförmig umlaufende Seitenwand (6) aufweist,

- eine Mehrzahl von Lüfterflügeln (7), welche von der ringförmig umlaufenden Seitenwand (6) der Lüfternabe (2) abstehen,

- wobei die Lüfternabe (2) eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen (8) zum Austritt von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Ansammlungen vom Innenraum (2a) der Lüfternabe (2) zur Außenseite der Lüfternabe (2) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen (8) an der ringförmig umlaufenden Seitenwand (6)

der Lüfternabe (2) vorgesehen sind.

2, Axiallüfter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass pro Lüfterflügel (7) zumindest eine Austrittsöffnung (8) an der ringförmig umlaufenden Seitenwand (6) der Lüfternabe (2) vorgesehen ist.

3. Axiallüfter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (8) unmittelbar an die Lüfterflügel (7) angrenzen.

4. Axiallüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Austrittsöffnung (8) auf den gegen überliegenden Außenseiten der Lüfterflügel (7) vorgesehen ist.

5. Axiallüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Austrittsöffnungen (8) Erhebungen (23) vorgesehen sind, welche von der ringförmig umlaufenden Seitenwand (6) abstehen.

6. Asxiallüfter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (23) zu den Austrittsöffnungen (8) hin ansteigen.

7. Asxiallüfter (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (23) jeweils eine im Wesentlichen konstante Steigung oder eine zur jeweiligen Austrittsöffnung (8) hin zunehmende Steigung aufweisen.

8. Asxiallüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfternabe (2) mehrere Sektorelemente (10) aufweist, welche über ineinandergreifende Verbindungselemente (11) miteinander verbunden sind.

9. Axiallüfter (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als ineinandergreifende Verbindungselemente (11) Leistenelemente (13) und Vertiefungen (14) vorgesehen sind.

10. Axiallüfter (1) nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die ineinandergreifenden Verbindungselemente (11) im Wesentlichen über die gesamte Höhe der ringförmig umlaufenden Seitenwand (6) erstrecken.

11. Axiallüfter (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vier, insbesondere zumindest sechs, beispielsweise acht, Sektorelemente (10) vorgesehen sind.

12. Axiallüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfternabe (2) an der Innenseite der Bodenwand (5) Rippen (15) aufweist.

13. Axiallüfter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motor mit der Lüfternabe (2) verbunden ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen