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Die
Erfindung betrifft einen Querstromventilator mit einem Laufrad,
das mittels einer Lagerung drehbar gelagert ist und das mindestens
zwei Stützeinrichtungen
aufweist, die mehrere, sich zwischen ihnen erstreckende Lüfterschaufeln
halten.
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Aus
der
DE 298 23 187
U1 ist ein Ventilator bekannt, der als Querstromventilator
ausgebildet ist. Dieser umfasst ein drehbar gelagertes Laufrad mit mehreren
sich in axialer Richtung erstreckenden Lüfterschaufeln, die bei Rotation
des Laufrads Luft am äußeren Umfang über die
gesamte axiale Länge
des Laufrades ansaugen. Diese Luft strömt in das Laufradinnere, wird
dort durch entstehende Luftwirbel umgelenkt und tritt als beschleunigter
Luftstrom über
die gesamte axiale Erstreckung aus. Die Lüfterschaufeln sind zwischen
zwei axial beabstandeten Stützeinrichtungen
des Laufrades gehalten. Eine mit einer der Stützeinrichtungen verbundenen
Welle krakt über
die Stirnseite der Stützeinrichtung
und ist mit einer Antriebseinrichtung kuppelbar. Bekannt ist es,
auf dem freien Wellenende eine Riemenscheibe drehfest anzuordnenen,
die über
ein von einem Antriebsmotor angetriebenes Zugmittel in Rotation
versetzt wird. Die rotierende Riemenscheibe versetzt ihrerseits
das Laufrad in Rotation. Durch diesen Antrieb über Zugmittel und Riemenscheibe
ergibt sich eine zusätzliche
radiale Kraft auf ein Ende der Welle, sodass ein Teil der Lüfterschaufeln
auf Zug und ein anderer Teil der Lüfterschaufeln auf Druck belastet
werden. Bei Rotation des Laufrades ergibt sich für jede einzelne der Lüfterschaufel
eine Druck-Zug-Wechselbelastung, die deren Material stark belastet.
Eine derartige Druck-Zug-Wechselbelastung
ergibt sich auch durch eine nicht fluchtende Lagerung auf beiden
Seiten des Laufrads, zum Beispiel durch die Lagervorrichtung eines
das Laufrad auf einer Seite direkt antreibenden Elektromotors und
einer weiteren Lagervorrichtung auf der gegenüberliegenden Seite des Laufrades. Um
einer derartigen Wechselbelastung zu begegnen, werden zwischen den
Stützeinrichtungen
zusätzliche Stützscheiben
angeordnet, die die Festigkeit des Laufrades, insbesondere im Bereich
der Lüfterschaufeln,
erhöhen.
Diese zusätzlichen
Stützscheiben
oder weitere Maßnahmen
zur Erhöhung
der Festigkeit vergrößern jedoch
das Gewicht des Laufrades.
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Die
DE 37 05 114 C2 betrifft
eine gattungsfremde Nockenwelle für Brennkraftmaschinen. Um einer
Biegewechselbelastung der Nockenwelle entgegenzutreten, ist ein
axiales Spannmittel vorgesehen. Beim Spannmittel kann es sich um
eine längere Schraube
handeln, die axial in die Nockenwelle eingeschraubt ist und ein
Antriebsrad hält.
Alternativ ist es möglich,
dass die gesamte Nockenwelle von einer Axialbohrung durchsetzt ist,
in der sich ein Zuganker befindet, welcher mittels Muttern gespannt
werden kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Querstromventilator
der gattungsgemäßen Art zu
schaffen, der den Zug- oder den Druckanteil der Druck-Zug-Wechselbelastungen
reduziert.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe mittels eines Querstromventilators mit dem im Anspruch 1 genannten
Merkmal gelöst.
Diese zu sätzliche
Zug- oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln reduziert den
Druck- oder den Zuganteil einer Druck-Zug-Wechselbelastung der Lüfterschaufeln, insbesondere
Lamellen, im Betrieb des Ventilators. Diese Wechselbelastung wird
zum Beispiel durch radiale Kräfte
hervorgerufen, die bei einem Antrieb des Laufrades über ein
Zugmittel oder bei einer nicht fluchtenden beidseitigen Lagerung
auftreten. Durch die Reduktion des Druckanteils oder des Zuganteils dieser
Druck-Zug-Wechselbelastung wird das Material der Lüfterschaufeln
weniger stark beansprucht. Bei der Zug- oder Druckbeaufschlagung
der Lüfterschaufeln
mittels der Spanneinrichtung wirkt diese bevorzugt an den axialen
Enden des Laufrades beziehungsweise der Lüfterschaufeln. Bevorzugt ist
die Spanneinrichtung eine Spanneinrichtung zur Zugbeaufschlagung
der Lüfterschaufeln.
Durch diese zusätzliche
Beaufschlagung durch Zug verringert sich die resultierende Druckbeanspruchung
und die Gefahr einer Knickbeanspruchung der Lüfterschaufeln. Zusätzliche
Maßnahmen
zur Erhöhung
der Festigkeit des Laufrades können
entfallen. Die Lüfterschaufeln – und dadurch
auch das gesamte Laufrad – können leichter
gebaut sein.
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Im
Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Spanneinrichtung – zur
Zug- oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln – die beiden
Stützeinrichtungen
mit axial entgegengesetzt nach außen oder nach innen wirkenden
Kräften
beaufschlagt. Die Lüfterschaufeln
sind dazu jeweils an beiden Stützeinrichtungen
zumindest zugfest beziehungsweise druckfest befestigt. Durch die
Zug- oder Druckbeaufschlagung
der Lüfterschaufeln über die Stützeinrich tungen
ist eine auf alle Lüfterschaufeln verteilte
(zusätzliche)
axiale Zug- oder Druckbelastung gegeben.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass die Spanneinrichtung mindestens ein Spannelement zum
Einstellen der Kräfte
aufweist. Durch das Spannelement können die Kräfte so vorgewählt werden, dass
diese eine einstellbare Zug- oder Druckbeaufschlagung der Lüfterschaufeln
bewirken.
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Mit
Vorteil ist vorgesehen, dass der Querstromventilator ein Gehäuse oder
ein Gestell aufweist, an dem mindestens eine Lagervorrichtung zur Lagerung
des Laufrades befestigt ist. Bevorzugt sind zwei Lagervorrichtungen
für eine
beidseitige Lagerung des Laufrades vorgesehen.
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Ferner
ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass
die Lagerung als angestellte Lagerungen mit zwei den Stützeinrichtungen zugeordneten
Lagervorrichtungen ausgebildet ist, die die Spanneinrichtung zumindest
mitbilden. Bei der Lagerung verteilt sich die Radialkraft auf die
beiden Lagervorrichtungen. Die Anstellung kann als O- oder als X-Anstellung
in bekannter O- oder X-Anordnung erfolgen. Bevorzugt ist vorgesehen,
dass die Anstellung in O-Anordnung
erfolgt. Alternativ wird die beidseitige Lagerung durch zwei Festlager
gebildet. Die Spanneinrichtung verändert zum einstellen der Kräfte deren
Abstand. Es ist möglich
auf den beiden Seiten des Laufrads jeweils ein Axiallager und ein Radiallager
vorzusehen. Die Axiallager dienen einer axialen Druck- oder Zugbeaufschlagung
der Lüfterschaufeln
und die Radiallager ermöglichen
den Rundlauf des Laufrads.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass mindestens einer der Stützeinrichtungen eine Welle
zugeordnet ist. Die Welle ist beispielsweise über einen als Nabe ausgebildeten
Flansch an der Stützeinrichtung, insbesondere
Stützscheibe,
befestigt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass sich das an der Welle über dessen Verbindungsanschluss
befestigbare Spannelement axial an einem mit der Stützeinrichtung
drehenden Teil eines Lagers der Lagervorrichtung auf seiner einen
Seite abstützt
und sich das Lager an seiner anderen Seite mit einem gehäusefesten
Teil an dem Gehäuse
abstützt.
Die Lagervorrichtung umgreift beispielsweise mit dem Lager die Welle,
wobei die Welle bei montiertem Laufrad auf der ersten Seite den
Verbindungsanschluss zur Verbindung mit dem Spannelement aufweist.
Die Lagervorrichtung weist an der zweiten Seite beispielsweise eine
Ringschulter auf, über
die sich das Lager am Gehäuse
abstützt.
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Mit
Vorteil ist vorgesehen, dass das Spannelement als losdrehsichere
Mutter und der Verbindungsanschluss als entsprechendes Gewinde ausgebildet
ist. Losdrehsichere Muttern sind vorzugsweise Muttern mit formschlüssigen Sicherungselementen,
die durch ihre Form beziehungsweise Verformung die Mutter festlegen
(zum Beispiel Kronenmutter).
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Alternativ
oder zusätzlich
ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Spanneinrichtung von mindestens einer
sich in axialer Richtung oder unter einem Winkel zur axialen Richtung
erstreckenden Vorrichtung des Laufrades zumindest mitgebildet wird.
Die Vorrichtung ist insbesondere eine zwischen den beiden Stützeinrichtungen
angeordnete Welle mit axial variabler Länge. Mittels dieser Welle variabler
Länge werden
die beiden Stützeinrichtungen
zur Zug- oder Druckbeaufschlagung der zwischen den Stützeinrichtungen
gehaltenen Lüfterschaufeln
gegeneinander auf Druck oder Zug vorgespannt. Alternativ wird die
Vorrichtung des Laufrades von einer starren Welle und Spannelementen,
insbesondere Zugseilen, und/oder Druck- und/oder Zugspeichen gebildet. Die Zugseile
bewirken die Zugbeaufschlagung der Lüfterschaufeln; Druckspeichen
bewirken Druckbeaufschlagung; Zugspeichen Zugbeaufschlagung.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Laufrad mindestens ein Element aufweist, das die beiden
Stützeinrichtungen
gegen ein Verdrehen gegeneinander sichert. Ein derartiges Element
geringer Masse ist zum Beispiel ein schraubenförmig zwischen den Stützeinrichtungen
angeordnetes Zugelement, insbesondere Zugseil. Vorzugsweise sind
zwei derartig schraubenförmig
angeordnete Zugelemente mit entgegengesetztem Drehsinn vorgesehen.
Es können
auch entsprechende, nicht axial vorlaufende Zug- und/oder Druckspeichen
vorgesehen sein, um eine Verdrehsicherung zu bilden.
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Weiterhin
ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Laufrad mindestens ein axial
zwischen den Stützeinrichtungen
angeordnetes Stützelement
zum zusätzlichen
Halten der Lüfterschaufeln
aufweist.
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Schließlich ist
mit Vorteil vorgesehen, dass mindestens eine der Stützeinrichtungen
oder das Stützelement
als elastisches Koppelelement ausgebildet ist. Mittels dieses Koppelelements,
das die Lüfterschaufeln
untereinander oder mit anderen Elementen des Laufrades koppelt,
werden die Lüfterschaufeln
in Abhängigkeit
der Zug- oder Druckbeaufschlagung
der Druck-Zug-Wechselbelastung und der sich aus einer Drehzahl ergebenden
Zentrifugalkraft im Betrieb vorgebbar radial nach außen beziehungsweise
nach innen verbogen.
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Durch
die Wahl einer hinreichend großen Zugbeaufschlagung
wird der axiale Druckanteil der Druck-Zug-Wechselbelastung mit Vorteil
kompensiert beziehungsweise überkompensiert.
Dadurch werden die Lüfterschaufeln
nur mit Zugkräften
beaufschlagt, die jedoch von wechselnder Größe sein können. Bei einer hinreichend
großen
Zugbeaufschlagung ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
dass die Lüfterschaufeln – zumindest teilweise – als leicht
biegbare Lüfterschaufeln
ausgebildet sind. Durch die permanente Beaufschlagung der Lüfterschaufeln
mit Zugkräften
können
diese als wenig biegestabile oder sogar biegeschlaffe Lüfterschaufeln
ausgebildet sein. Biegeschlaffe Lüfterschaufeln können besonders
leicht gebaut sein.
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Die
Erfindung kann auch bei einem fliegend gelagerten Laufrad eines
Querstromventilators realisiert sein.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Querstromventilators,
vorzugsweise eines vorstehend genannten Querstromventilators, wobei
der Querstromventilator ein mittels einer Lagerung drehbar gelagertes
Laufrad mit mindestens zwei Stützeinrichtungen
aufweist, die mehrere, sich zwischen ihnen erstreckende Lüfterschaufeln
halten. Es ist vorgesehen, dass die Lüfterschaufeln zur Reduktion
eines Druck- oder Zuganteils einer im Betrieb des Ventilators auftretenden Druck-Zug-Wechselbelastung
der Lüfterschaufeln mit
Zug oder Druck beaufschlagt werden. Dazu werden die zwischen den
Stützeinrichtungen
des Laufrades gehaltenen Lüfterschaufeln über die
Stützeinrichtungen
verspannt. Die Größe der Zugkräfte oder Druckkräfte zur
Reduktion des Druck- oder Zuganteils ist vorzugsweise wählbar/einstellbar.
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Weiterhin
ist mit Vorteil vorgesehen, dass die beiden Stützeinrichtungen – zur Zug-
oder Druckbeaufschlagung – mit
axial entgegengesetzt nach außen
oder nach innen wirkenden Kräften
beaufschlagt werden.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Kräfte
so vorgewählt/eingestellt
werden, dass die Lüfterschaufeln
im Betrieb vorgebbar radial nach außen oder nach innen gebogen
sind. Durch diese mittels der Kräfte
vorgebbare Geometrie der Lüfterschaufeln
ergibt sich ein einstellbares Strömungsprofil über die
axiale Länge
des Querstromventilators. Sind die Lüfterschaufeln im Betrieb in
einem Mittelbereich nach außen
gebogen, ergibt sich ein Strömungsprofil,
bei dem im mittleren Bereich eine höhere Strömungsgeschwindigkeit beziehungsweise
ein größerer Massestrom
auftritt als in den Endbereichen des Laufrades. Weist das Laufrad
in seinem Mittelbereich nach innen gebogene Lüfterschaufeln auf, so ergibt sich
ein Strömungsprofil,
bei dem in den axialen Endbereichen eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und ein
höherer
Massestrom auftritt als in dem Mittelbereich.
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Die
Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf die Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 in
Seitenansicht einen Querstromventilator,
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2A bis 2D verschiedene
Laufradformen und entsprechende axiale Geschwindigkeitsverteilungen.
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Die 1 zeigt
einen als Querstromventilator 10 ausgebildeten Ventilator,
der ein Laufrad 12 und ein Gehäuse 14 aufweist. An
sich bekannte konstruktive Details des Querstromventilators 10 sind
im Einzelnen nicht dargestellt, da Aufbau und Funktion von Querstromventilatoren
allgemein bekannt sind. Das Laufrad 12 weist an den gegenüberliegenden Enden 16, 18 seiner
axialen Erstreckung jeweils eine Stützeinrichtung 20, 22 auf.
Die Stützeinrichtung 20 weist
eine Stützscheibe 24 und
die Stützeinrichtung 22 eine
Stützscheibe 30 auf.
Der Stützscheibe 24 ist eine
Welle 26 und eine die Stützscheibe 24 mit der Welle 26 verbindende
Nabe 28 zugeordnet. Der Stützscheibe 30 ist eine
Welle 32 und eine die Stützscheibe 30 mit der
Welle 32 verbindende Nabe 34 zugeordnet. Axial
zwischen den beiden Stützeinrichtungen 20, 22 befinden
sich im radialen Außenbereich der
Stützscheiben 24, 30 umfänglich angeordnete Lüfterschaufeln 36 des
Laufrades 12. Die Lüfterschaufeln 36 werden
von den Stützscheiben 24, 30 an
den Enden 16, 18 des Laufrades 12 gehalten
und zwischen diesen Stützscheiben 24, 30 der
Stützeinrichtungen 20, 22 von
axial beabstandet und parallel ausgerichteten, als weitere Stützscheiben
ausgebildete Stützelemente 38 zur
Festigung des Laufrades 12 gestützt.
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An
einer Stirnseite 40 ragt die der ersten Stützeinrichtung 20 zugeordnete
Welle 26 über
das Gehäuse 14 heraus.
Die Welle 26 ist in einer ersten Lagervorrichtung 42 geführt. An
der Stützscheibe 24 ist
ein Ende 44 der Welle 26 gehalten. Das andere Ende 18 des
Laufrades 12 ist über
die Welle 32 in einer zweiten Lagervorrichtung 48 an
der anderen Stirnseite 50 des Gehäuses 14 drehbar gelagert.
Die beiden Lagervorrichtungen 42, 48 bilden eine
angestellte Lagerung in O-Anstellung des Laufrades 12. Bei
dieser Lagerung sind die Lagervorrichtungen 42, 48 im
Wesentlichen spiegelbildlich angeordnet, sodass hier nur die erste
Lagervorrichtung 42 ausführlich beschrieben wird. Die
Lagervorrichtung 42 weist ein als Kugellager 52 ausgebildetes
Wälzlager 54 in einer
an der Stirnseite 40 des Gehäuses 14 befestigten
Lageraufnahme 56 auf. Ein Innenring 58 des Wälzlagers 54 stützt sich
an einem als losdrehfeste Mutter 60 ausgebildeten Spannelement 62 und
ein Außenring 64 stützt sich
auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden
zweiten Seite des Lagers 54 an einer Ringschulter 66 der
Lageraufnahme 56 ab. Das als Mutter 60 ausgebildete
Spannelement 62 ist über einen
als Gewinde 68 ausgebildeten Verbindungsanschluss 70 der
Welle 26 (beziehungsweise der Stützeinrichtung 20)
lösbar
mit dieser verbunden. Da die zweite Lagervorrichtung 48 im
Wesentlichen wie die erste Lagervorrichtung 42 ausgebildet
ist und somit entsprechende Komponenten aufweist, sind diese mit
den gleichen Bezugszeichen versehen wie die der ersten Lagervorrichtung 42.
Die angestellte Lagerung mit ihren Lagervorrichtungen 42, 48 bildet
zusammen mit den Stützeinrichtungen 20, 22 und
dem Gehäuse 14 eine
Spanneinrichtung 72 zur Zugbeaufschlagung der Lüfterschaufeln 36.
Dazu beaufschlagen die sich an den Stirnseiten 40, 50 des
Gehäuses 14 abstützenden
Lagervorrichtungen 42, 48 der angestellten Lagerung
die Stützeinrichtungen 20, 22 mit axial
nach außen
wirkenden Kräften
(Pfeile 74, 76).
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Es
ergibt sich folgende Funktion der beiden eine angestellte Lagerung
des Laufrads 12 bildenden Lagervorrichtungen 42, 48:
Durch Anziehen mindestens einer der Muttern 60 werden die
beiden Wellen 26, 32 beziehungsweise die Stützeinrichtungen 20, 22 jeweils
mit einer nach außen
wirkenden Kraft (Pfeile 74, 76) beaufschlagt.
Durch diese Kraftbeaufschlagung werden die von den Stützeinrichtungen 20, 22 gehaltenen
und zwischen diesen angeordneten Lüfterschaufeln 36 mit
axial entgegengesetzt wirkenden Zugkräften beaufschlagt. Diese wirken
jeweils an den Enden 16, 18 des Laufrades 12 und
somit auch an den Enden der Lüfterschaufeln 36.
Durch die axial nach außen
wirkenden Kräfte
(Pfeile 72, 74) wird das Gehäuse 14 axial auf Druck
belastet, da sich die Lager 54 über ihre Außenringe 64 und die
Ringschultern 66 der Lageraufnahmen 56 jeweils
am Gehäuse 14 abstützen.
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Beim
Anbringen einer Antriebsenergie, zum Beispiel über eine nicht gezeigte Riemenscheibe
auf der Welle 26, wird diese mit einer hier lediglich angedeuteten
radial zur Welle 26 gerichteten Kraft F beaufschlagt, die
entsprechend der Anbaulage des Riementriebes beziehungsweise des
Antriebsmotors gerichtet ist. Diese radiale Kraft F übt ein Kippmoment auf
die Welle 26 aus, das die Lüfterschaufeln 36 in
einem oberen Bereich des Laufrades 12 auf Zug und in einem
unteren Bereich auf Druck belastet. Im Betrieb des Querstromventilators 10 ergibt
sich somit eine Druck-Zug-Wechselbelastung auf jede einzelne der Lüfterschaufeln 36,
die deren Material besonders stark beanspruchen.
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Um
den Druckanteil einer derartige Druck-Zug-Wechselbelastung zumindest
zu reduzieren, werden die Lüfterschaufeln 36 mittels
der von den Lagervorrichtungen 42, 48 mitgebildeten
Spanneinrichtung axial entgegengesetzt nach außen wirkenden Kräften beaufschlagt.
Somit wird der Druckanteil der Druck-Zug-Wechselbelastung von den durch
die Spanneinrichtung 72 aufgebrachten Kräften reduziert.
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Alternativ
zur Beaufschlagung der beiden Stützeinrichtungen
mit axial entgegengesetzt nach außen wirkenden Kräften mittels
einer durch die Lagervorrichtungen 42, 48 mitgebildeten
Spanneinrichtung 72 wird diese von mindestens einer als
eine sich in axialer Richtung erstreckende Vorrichtung des Laufrades,
wie zum Beispiel einer sich von dem einen Ende 16 bis zum
anderen Ende 18 erstreckenden Welle gebildet oder mitgebildet
(nicht gezeigt). Dazu ist die Vorrichtung in axialer Richtung längenverstellbar,
sodass sie die beiden Stützeinrichtungen mit
axial entgegengesetzt nach außen
wirkenden Kräften
beaufschlagt.
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Bei
einer Zugbeaufschlagung der Lüfterschaufeln 36,
die so groß ist,
dass der auftretende axiale Druckanteil der Druck-Zug-Wechselbelastung kompensiert
oder überkompensiert
wird, ermöglicht es,
die Lüfterschaufeln 36 oder
zumindest einen Teil der Lüfterschaufeln 36 als
biegeschlaffe Lüfterschaufeln 36 auszubilden.
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Das
Laufrad 12 weist in einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt)
mindesten ein Element zur Sicherung der beiden Stützeinrichtungen 20, 22 gegen
ein Verdrehen gegeneinander auf. Ist dieses Element als biegeschlaffes
Element ausgebildet, so verbindet es die beiden Stützeinrichtungen 20, 22 schraubenförmig. Die
Drehrichtung der Schraubenform wird von der Drehrichtung des Laufrades 12 und der
Antriebsanordnung bestimmt. Sind beide Drehrichtungen für das Laufrad 12 vorgesehen,
so weist das Laufrad 12 bevorzugt zwei schraubenförmige Elemente
mit entgegengesetztem Drehsinn auf. Anstelle der oder zusätzlich zu
den schraubenförmigen Elementen
können
auch Speichen für
die Bildung der Verdrehsicherung eingesetzt werden.
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Die 2A bis 2D zeigen
schematisch dargestellte Laufräder 12 von
Querstromventilatoren 10 (unten) und deren Geschwindigkeitsprofile über der
axialen Erstreckung ihrer Laufräder 12 (oben). Die
in den Ausführungsbeispielen
der 2B bis 2D dargestellten
Laufräder 12 weisen
Stützeinrichtungen 20, 22 beziehungsweise
Stützelemente 38 (von
denen nur ein Stützelement 38 dargestellt
ist) auf, die die Lüfterschaufeln 36 von
einer gemeinsamen Drehachse der Wellen 26, 32 radial
unterschiedlich beabstandet halten. Durch die sich ergebende axiale
Anordnung und/oder Form der Lüfterschaufeln 36 ergeben
sich die jeweils in den 2A bis 2D oben
gezeigten Geschwindigkeitsprofile 80, 82, 84, 86 des
von den zugehörigen
Querstromventilatoren 10 geförderten Gases.
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Bei
dem in 2A gezeigten Laufrad 12 sind die
Lüfterschaufeln 36 über die
gesamte axiale Erstreckung des Laufrades 12 gleichmäßig radial
beabstandet. Das zugehörige
Geschwindigkeitsprofil 80 zeigt über der axialen Erstreckung
eine konstante Geschwindigkeit v.
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Das
in 2B gezeigte Laufrad 12 weist ein zwischen
den Stützeinrichtungen 20, 22 angeordnetes
Stützelement 38 auf,
das die Lüfterschaufeln
im Mittelbereich 78 weiter von der Drehachse beabstandet
hält als
die Stützeinrichtungen 20, 22.
Das zugehörige
Geschwindigkeitsprofil 82 zeigt im Mittelbereich 78 des
Laufrades 12 eine entsprechend höhere Geschwindigkeit v als
an den Enden 16, 18 des Laufrades 12.
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Bei
dem in 2C gezeigten Laufrad 12 sind die
Lüfterschaufeln 36 von
den Stützeinrichtungen 20, 22 an
den Enden 16, 18 des Laufrades 12 weiter von
der Drehachse beabstandet gehalten als von dem Stützelement 38 im
Mittelbereich 78. Das zugehörige Geschwindigkeitsprofil 84 zeigt
im Mittelbereich 78 des Laufrades 12 eine dementsprechend niedrigere
Geschwindigkeit v als an den Enden 16, 18 des
Laufrades 12.
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Bei
dem in 2D gezeigten Laufrad 12 sind die
Lüfterschaufeln 36 am
ersten Ende 16 von der ersten Stützeinrichtung 20 weiter
von der Drehachse beabstandet gehalten als von dem Stützelement 38 im
Mittelbereich 78, das die Lüfterschaufeln 36 seinerseits
weiter von der Drehachse beabstandet hält als die zweite Stützeinrichtung 22 am
zweiten Ende 18. Das zugehörige Geschwindigkeitsprofil 86 zeigt eine
stetige (hier lineare) Abnahme der Geschwindigkeit v vom ersten
Enden 16 über
den Mittelbereich 78 zum zweiten Ende 18 des Laufrades 12.
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Ist
zumindest eine der Stützeinrichtungen 20, 22 und/oder
ein Stützelement 38 als
elastisches Koppelelement, zum Beispiel als Koppelfederelement,
ausgebildet, so wird dieses die Lüfterschaufeln 36 in
Abhängigkeit
von den im Betrieb auftretenden axialen Zug- und/oder Druckkräften sowie
Zentrifugalkräften
radial verbiegen. Dazu werden die wählbaren Kräfte zum Beispiel so vorgewählt, dass
die Lüfterschaufeln
im Betrieb vorgebbar radial nach außen oder radial nach innen
gebogen sind. Sind die Lüfterschaufeln 36 in
dem axialen Mittelbereich 78 radial nach außen gebogen,
so ergibt sich das Strö mungsprofil 82,
bei dem der Mittelbereich 78 des Laufrades 12 eine
höhere
Strömungsgeschwindigkeit
beziehungsweise einen größeren geförderten
Massestrom aufweist als die Enden 16, 18 des Laufrades 12. Weist
das Laufrad 12 in seinem Mittelbereich 78 radial
nach innen gebogene Lüfterschaufeln 36 auf,
so ergibt sich ein Strömungsprofil 84,
bei dem sich an den axialen Enden 16, 18 des Laufrades 12 eine
höhere
Strömungsgeschwindigkeit
beziehungsweise ein höherer
Massestrom ergibt als in dem dazwischen liegenden Mittelbereich 78.