Axial-Flügelrad, insbesondere für Ventilatoren Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Axial-Flügelrad, insbesondere für Ventilatoren mit sich im wesentlichen radial von seiner Welle er streckenden Schaufeln, wobei jede Schaufel an ihrem in Strömungsrichtung hinteren Teil mit einer drei eckigen Hilfsfläche mit bogenförmigem Querschnitt versehen ist, deren gedachte Basislinie mit der ge dachten Hinterkante der Schaufel zusammenfällt, während die kürzeste Dreieckseite der Hilfsfläche nach der Flügelradwelle hin liegt, dadurch gekenn zeichnet,
dass die kürzeste Seite der Hilfsfläche mit der Flügelradwelle einen Winkel bildet, der kleiner als 45" ist, während die Vorderkante jeder Schaufel unter einem Winkel von etwa 85 zur Flügelradwelle gepfei'lt ist, dass die Hinterkante der Hilfsfläche, an der das Strömungsmittel austritt, sich in axialer Rich tung erstreckt.
Flügelräder dieser Art haben die Tendenz, zwei Arten von Strömungen hervorzurufen. Einerseits be steht hinter den Flügeln, besonders hinter den Flügel ansätzen, eine Neigung zur Bildung eines Teilvakuums oder Vakuums, und durch die sich daraus ergebende Saugwirkung wird Luft in kräftigen Strömen von der Seite der Flügel, die den Flügelansätzen gegenüber liegt und auch radial, hauptsächlich von der Aussen seite her, abgezogen, um das Vakuum aufzufüllen. Dieser Luftstrom endet auf der Innenseite der Wurzel der Flügel um die Welle herum, wo eine Stauzone gebildet wird.
Anderseits bildet sich auf Grund der Flügeldrehung vor der Vorderseite eine nach aussen gerichtete Strömung aus, die Luft aus der Stauzone abzieht und gegen die Vorderseite der Flügel wirft. Als Ergebnis dieser beiden Luftströme wird in der Hauptsache an der Seite des Flügelansatzes ein im wesentlichen axialer Luftstrom erzeugt, wie beabsich tigt.
Umgekehrt erzeugt das erfindungsgemässe Flügel rad keinen von den Flügeln nach aussen gerichteten Luftstrom und ebenso entsteht auch kein. nach aussen gerichteter Luftstrom an dem Flügelabschnitt, der ausserhalb :des Flügelansatzes liegt (ungefähr parallel zur radialen Richtung).
Somit saugt die erfindungsgemässe Flügelanord nung die Luft im wesentlichen radial aus einer grossen Fläche an und zwingt diese grosse Luftmenge auf der Seite des Flügelansatzes in einen begrenzten Raum, dessen Querschnitt dem äusseren Durchmesser (Aussenkante) des Flügelansatzes entspricht, so dass ein axial gerichteter Strom erzeugt wird.
Hieraus ergibt sich, dass die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemässen Flügelrades sehr viel, und sogar um ein Vielfaches grösser ist als diejenige der be kannten Flügelräder für axiale Strömung, bei denen die Luft grösstenteils nur in axialer Richtung ange saugt werden kann.
Das erfindungsgemässe Flügelrad kann z. B. für Ventilationszwecke auf der Aussenseite einer rohr- förmigen Führung angebracht werden (vergleiche Fig. 1). Die bei dem Rad erzielte erhebliche. Leistungs steigerung beruht teilweise auf der grossen Menge der angesaugten Luft und teilweise auf der Tatsache, dass ein Flügelrad grösseren Durchmessers verwendet wer den kann.
Es ist weiter vorteilhaft, jeden Flügel so anzu ordnen, dass, in Richtung des zu erzeugenden Stromes betrachtet, die vordere Kante jedes Flügels von der radialen Linie so abweicht, dass die Innenpartie des Flügels (nächst der Welle) während der Drehung des Flügelrades dem restlichen Teil der Vorderseite des Flügels voreilt, wobei der Winkel zwischen dem durch die Innenspitze verlaufenden Radius und der Vorder seite relativ gross ist.
Diese Vorderseite ist vorzugs- weise geradlinig oder nach hinten gebogen. Dann schneiden die Vorderseiten der Flügel die auftreffende Luft in schräger Richtung so, dass das Ventilator geräusch gering gehalten ist.
Das erfindungsgemässe Flügelrad ist in der nach stehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispie'les anhand der Zeichnungen erläutert, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Flügelrades eines Ventilators, dessen Motor in einer rohrförmigen Führung für den erzeugten Luftstrom angeordnet ist, wobei zwei Ventilatorflügel in Seiten ansicht gezeigt sind,
während der dazwischen be findliche Flügel strichpunktiert in Endansicht dar- gestellt ist, Fig. 2 eine Endansicht eines Teils des Ventilators gegen die Strömungsrichtung gesehen, Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Vorderseite des Flügels durch die Spitze des Flügelansatzes längs der Linie <B><I>A -A</I></B> der Fig. 1,
und Fig. 4 einen Schnitt senkrecht zur Vorderseite des Flügels längs der Linie B-B der Fig. 1, wobei dieser Schnitt von einem Punkt ausgeht, wo die äusserste Kante des Flügelansatzes mit dem Hauptteil des Flü gels zusammentrifft. In den Fig. 1 und 2 ist die Grenzlinie zwischen dem Hauptteil und dem An satz des Flügels durch die gestrichelte Linie a-b ange geben.
In den Zeichnungen bezeichnet 1 den Flügel, 2 die Befestigungsnabe für die Flügel, 3 die Ventilatorwelle, 4 die rohrförmige Führung für den Luftstrom, 5 den Ventilatormotor, 1 a den Flügelteil ohne Ansatz und 1 b den Flügelansatz. Der Anstellwinkel des Haupt teils des Flügels ist vorteilhafterweise ziemlich gross, z.
B. 24 , jedoch kann dieser Anstellwinkel auch klein sein oder ganz entfallen. Dieser Hauptteil des Flügels ist flach oder mindestens im wesentlichen flach; an seiner einen Seite bei a-b schliesst sich ein Ansatz 1b an, der einen bogenförmigen Querschnitt besitzt, z. B.
nach einem Kreisbogen gebogen ist, wobei das aus- trittsseitige Ende in Axialrichtung verläuft. Die Luft ströme, die sich entlang der Vorderseite des Flügels nach aussen bewegen, sind in Fig. 1 durch den Pfeil Ku bezeichnet. Die Luftströme, die zur Hinterseite des Flügels strömen, sind in Fig. 1 mit Ks bezeichnet. Die resultierende Strömung durch die rohrförmige Führung ist mit R bezeichnet.
Die Vorderseite des Flügels weicht vorzugsweise merklich von der Ebene senkrecht zur Ventilatorachse ab. Diese Abweichung schwankt ungefähr zwischen 3 und 10 und beträgt vorzugsweise 5 . Ein kleinerer Abweichungswinkel, z. B. 1 bis 3 , übt eine erheb liche Wirkung auf die Arbeitsweise des Ventilators aus.
Wenn eine besonders hohe Leistung gewünscht wird, können zwei oder mehr erfindungsgemässe Flü gelräder hintereinander auf der Welle eines Motors angeordnet werden, wobei es vorteilhaft ist, die Rädei so zu montieren, dass die Flügel des einen Rades, in axialer Richtung gesehen, zwischen den Flügeln des zweiten Rades liegen.
Stellung, Form und Abmessungen der Flügel sowie die Anzahl der Flügel hängen von dem Ver wendungszweck des Ventilators ab. Daher kann die Regelung der Leistungsfähigkeit ausser durch Ände rung der Drehgeschwindigkeit auch in der Weise er folgen, dass die Anzahl der Flügel, der Anstellwinkel des Hauptteils der Flügel, die Stellung der Flügelan sätze, .der relative Winkel zwischen den Flügeln und der Ventilatorwelle einstellbar vorgesehen werden, und dass einer oder mehrere dieser zuletzt genannten Faktoren erforderlichenfalls geändert werden,
wobei jede bekannte Befestigungs- und Einstellvorrichtung verwendet werden kann.
Nachstehend sind beispielsweise die Abmessungen eines Flügelrades angegeben, die sich bei Versuchen als besonders vorteilhaft erwiesen haben.
Der Flügel (Hauptteil und Ansatz) besitzt in Seitenansicht dreieckige Form und ist auf der Nabe in folgender Weise befestigt: a) die längste Seite (Vorderseite) des dreieckigen Flügels bildet einen Winkel von 85 zur Längsachse der Propellerwelle, b) der Anstellwinkel beträgt 24 , c) die kürzeste Seite des dreieckigen Flügels (die der Welle am nächsten liegende Seite) bildet mit der Welle einen Winkel von etwa 30 bis 45 , wobei zwi schen der Welle und dieser Seite des Flügels ent sprechend Raum freigelassen wird, d) der Ansatz 1b wird so gebogen,
dass der Aus trittswinkel zwischen diesem Ansatz und der Venti- latorwelle sich allmählich 0 nähert, e) die Flügel schneiden die eintretende Luft in schräger Richtung, so dass das Geräusch des Venti lators so leise wie möglich wird.