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Die
Erfindung betrifft ein Gargerät
mit einer Lüfteranordnung.
Aus der
DE 203 03
443 U1 ist ein Radiallüfterrad
mit einer eine Eintrittsöffnung
aufweisenden Deckscheibe und einer Bodenscheibe, die über einen
Schaufelkranz miteinander verbunden sind, bekannt. Die Bodenscheibe
ist als Kreisscheibe ausgebildet und trägt eine zentral angeordnete
Nabenanordnung mit einer Öffnung,
die mit einer Antriebseinheit, insbesondere einem Elektromotor,
verbunden werden kann, um das Radiallüfterrad anzutreiben. Die Deckscheibe
verläuft
ausgehend von einem die Eintrittsöffnung begrenzenden stirnseitigen Rand
trompetenförmig
nach außen
aufgeweitet in einen äußeren, ringförmig ausgebildeten
Randbereich. Ein derartiges Radiallüfterrad wird unter anderem
in der Klima- und Belüftungstechnik
sowie für
die Luftumwälzung
in Öfen
eingesetzt. Für
einen geordneten Luftstrom wird das Radiallüfterrad stromabwärts hinter
einer Ansaugplatte, die beispielsweise als Ofenwand ausgebildet
sein kann, angeordnet. Die Ansaugplatte kann mit einer gegensätzlich zum
Radiallüfterrad
ausgebildeten, trompetenartig in Richtung des Radiallüfterrads
verjüngten
Einlaufdüse
versehen sein, deren Endbereich in die von der Deckscheibe begrenzte
Eintrittsöffnung
eintaucht. Bei Einhaltung einer geringen Spaltweite zwischen Einlaufdüse und Deckscheibe
kann ein hoher Wirkungsgrad zwischen der in das Radiallüfterrad
von der Antriebseinheit eingespeisten Bewegungsenergie und der vom Radiallüfterrad
geförderten
Fluidmenge gewährleistet
werden.
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Nachteilig
bei der aus der
DE
203 03 443 U1 bekannten Lüfteranordnung ist es, dass
bei zunehmender Spaltweite zwischen Einlaufdüse und Deckscheibe eine deutliche
Verschlechterung des Wirkungsgrades eintritt. Wenn das bekannte
Radiallüfterrad
in einem breiten Temperaturspektrum, insbesondere für einen
Luftumwälzungsbetrieb
in einem Gargerät,
eingesetzt wird, darf aus Gründen
der Betriebssicherheit kein Anschleifen zwischen der Deckscheibe
des Radiallüfterrads
und der Einlaufdüse stattfinden.
Somit sollte keine Überdeckung
zwischen Einlaufdüse
und Deckscheibe vorliegen, selbst ein Eintauchen der Einlaufdüse in die
Eintrittsöffnung
der Deckscheibe ausgeschlossen werden. Durch die fehlende Überdeckung
zwischen Einlaufdüse
und Deckscheibe stellt sich jedoch ein ungünstiger Wirkungsgrad für das Radiallüfterrad
ein, der zu einer unwirtschaftlichen Betriebsweise für eine entsprechende
Lüfteranordnung
führt.
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Aus
der
US 2006/0198729
A1 ist eine Lüfteranordnung
eines Zentrifugalgebläses
in einem Gehäuse
bekannt, die eine Tragscheibe aufweist, die für eine Festlegung an einer
Antriebswelle einer Antriebseinrichtung ausgebildet ist. Dabei trägt die Tragscheibe
mehrere sich in axialer Richtung erstreckende Hauptschaufeln, die
mit einem Tragring verbunden sind. Der Tragring ist an einer der
Tragscheibe entgegengesetzten Oberfläche mit Leitschaufeln versehen,
und das Gehäuse
weist eine Lufteinsaugöffnung
auf.
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Eine
weitere Lüfteranordnung
in einem Gehäuse
ist in der
US
2007/0053774 A1 beschrieben. Die Lüfteranordnung umfasst dabei
eine rotationsymmetrisch zu einer Mittelachse ausgebildete Tragscheibe,
die an einer Antriebswelle ausgebildet ist, die in einer radialen
Richtung zur Mittelachse beabstandete und die Hauptschaufeln trägt, die
sich in axialer Richtung erstrecken. Die Hauptschaufeln sind mit
einem Tragring verbunden, und eine Lochblende, die dem Tragring
auf einer den Hauptschaufeln entgegengesetzten Seite gegenüberliegend
angeordnet ist und die eine Einströmöffnung für ein zu förderndes Fluid begrenzt, ist
Bestandteil des Gehäuses.
Der Tragring ist an einer der Tragscheibe entgegengesetzten Oberfläche mit
Leitschaufeln versehen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gargerät mit einer Lüfteranordnung
zu liefern, das auch bei ungünstigen
Betriebsbedingungen mit einem hohen Wirkungsgrad eingesetzt werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte
erfindungsgemäße Gargeräte sind
in den Ansprüchen
2 bis 7 beschrieben.
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Die
Aufgabe der Leitschaufeln auf der Oberfläche der Tragscheibe besteht
darin, das durch die Lochblende strömende Fluid zumindest teilweise
in den axialen Spalt zwischen Lochblende und Radiallaufrad abzulenken,
um dort eine radial nach außen gerichtete Fluidströmung zu
erzeugen. Mit dieser Fluidströmung
wird ein Auftreten von unerwünschten Wirbeln
zwischen der axialen Stirnfläche
des Radiallaufrads und der Lochblende vermindert oder gänzlich verhindert.
Zudem werden am Rand der Lochblende definierte Strömungsverhältnisse
geschaffen, und es findet eine Vergleichmäßigung der Luftströmung sowohl
im Ansaug- als auch im Ausblasbereich des Radiallaufrads statt.
Die effektive Schaufelbreite der Hauptschaufeln wird wenigstens
um die Breite der Zusatzschaufeln vergrößert, wodurch ein wesentlich
gleichmäßigeres
Geschwindigkeitsprofil für das
vom Radiallaufrad geförderte
Fluid bewirkt wird.
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Vorteilhafterweise
ist ein von der Einströmöffnung bestimmter
Einlassquerschnitt zumindest so groß wie ein vom Tragring bestimmter
Ansaugquerschnitt gewählt.
Mit dieser Maßnahme
wird eine Lüfteranordnung
bereitgestellt, die auch bei hohen Temperaturen in einem Gargerät ohne die
Gefahr einer Berührung
zwischen Radiallaufrad und Lochblende mit einem hohen Wirkungsgrad
betrieben werden kann. Zudem kann trotz des Sicherheitsabstands zwischen
Lochblende und Radiallaufrad ein hoher Wirkungsgrad für die Lüfteranordnung
gewährleistet werden.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einströmöffnung in
der Lochblende kreisförmig
mit einem Innendurchmesser ausgebildet ist, der wenigstens dem Innendurchmesser
des Tragrings entspricht. Durch die kreisringförmige Ausgestaltung der Einströmöffnung wird
eine homogene Anströmung
des im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten Radiallaufrads
gewährleistet,
die sich vorteilhaft auf den Wirkungsgrad der Lüfteranordnung auswirkt. Zudem
wird durch die erfindungsgemäße Auswahl
der Innendurchmesser der Lochblende und des Tragrings eine vorteilhafte
Anströmung
der Leitschaufeln gewährleistet.
Das vom Radiallaufrad angesaugte Fluid, das durch die Lochblende
strömt,
wird selbst bei einem geringem Abstand zwischen Radiallaufrad und
Lochblende sanft umgelenkt. Bedingt durch den größeren Innendurchmesser der
Lochblende wird das Fluid lediglich aus einer Strömungsrichtung,
die im Wesentlichen orthogonal zur größten Oberfläche der Lochblende gerichtet
ist, in eine radiale Strömungsrichtung
umgelenkt.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der Außendurchmesser
des Tragrings gleich oder größer als
der Außendurchmesser
der Tragscheibe gewählt
ist. Dadurch können
die am Tragring festgelegten Leitschaufeln einen größeren effektiven
Schaufeldurchmesser als die zwischen Tragring und Tragscheibe angeordneten,
vorzugsweise mit der umlaufenden Außenkante der Tragscheibe abschließenden Hauptschaufeln einnehmen.
Hierdurch wird eine besonders effektive Radialströmung zwischen
Lochblende und Radiallaufrad erreicht, was darauf beruht, dass das
von den Leitschaufeln geförderte
Fluid aufgrund des größeren effektiven
Schaufeldurchmessers der Leitschaufeln eine höhere Austrittsgeschwindigkeit
hat als das von den Hauptschaufeln geförderte Fluid. Das am Randbereich
der Lochblende unmittelbar in Richtung der Leitschaufeln abströmende Fluid
erleichtert durch seine höhere
Strömungsgeschwindigkeit
den Zustrom des von den Hauptschaufeln zu fördernden Fluids durch die Lochblende,
wodurch die gewünschte
Verbesserung des Wirkungsgrads der Lüfteranordnung erzielt wird.
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Erfindungsgemäß ist der
Tragring zumindest bereichsweise als paraboloidabschnittsförmig oder kegelabschnittsförmig verjüngter und/oder
eine Einlaufdüse
darstellender Saugmund ausgebildet. Durch die in Strömungsrichtung
des von dem Radiallaufrad angesaugten Fluids in axialer Richtung
vorgesehene Aufweitung des Tragringes wird eine vorteilhafte Anströmung der
Hauptschaufeln sichergestellt. Die vorteilhafte Anströmung ergibt
sich dadurch, dass die trichterartige Aufweitung des Tragrings eine
Beschleunigung des Fluids in einem radial außenliegenden, ringförmigen Raumabschnitt
bewirkt.
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Vorteilhaft
ist es jedoch auch, wenn sich der Saugmund des Tragrings durch die
Einströmöffnung der
Lochblende hindurch erstreckt und ggf. in Richtung weg von der Lochblende
aufweitet. Hierdurch wird die Ansaugfläche der Lüfteranordnung insgesamt vergrößert, und
zwar unter gleichzeitiger gezielter Führung der Hauptströmung in
die Lüfteranordnung,
nämlich
im Wesentlichen in axialer Richtung.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung schließt sich der Saugmund des Tragrings
an einen radial außenliegenden
Planringbereich des Tragrings an. Der Planringbereich gewährleistet,
dass sich der zwischen benachbarten Hauptschaufeln und dem Tragring
sowie der Tragscheibe ausgebildete Strömungsquerschnitt für das Fluid
im radial außenliegenden
Bereich nicht ändert.
Dies verhindert eine unerwünschte überproportionale
Beschleunigung des Fluids und gewährleistet dadurch einen vorteilhaften Wirkungsgrad
für die
Lüfteranordnung.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die Leitschaufeln auf dem Planringbereich des Tragrings
angeordnet sind. Dies ermöglicht
eine einfache Gestaltung und Anbringung der Leitschaufeln am Tragring,
insbesondere bei einem aus Blechteilen hergestellten Radiallaufrad,
bei dem die Blechteile durch Fügeverfahren
wie Löten
oder Schweißen
miteinander verbunden werden, da keine Rücksicht auf gekrümmte Oberflächen genommen
werden muss.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist es vorgesehen, dass die axiale Erstreckung der
Leitschaufeln in Richtung der Lochblende gleich oder kleiner als
die axiale Erstreckung des Saugmunds in Richtung der Lochblende
ist. Das heißt,
dass die Leitschaufeln in axialer Richtung gegenüber dem Saugmund zurückversetzt
sind. Dadurch ist sichergestellt, dass bei einer aus Flachmaterial
hergestellten Lochblende stets ein größerer Zwischenraum zwischen
den Leitschaufeln und der Lochblende als zwischen dem Saugmund und
der Lochblende besteht. Dadurch stellen sich vorteilhafte Strömungsverhältnisse
in dem Zwischenraum zwischen Lochblende und Tragring ein. Ergänzend oder alternativ
kann vorgesehen sein, dass der Saugmund bei geeigneter Auswahl des
Innendurchmessers der Lochblende eine von der größten Oberfläche der Lochblende bestimmte,
dem Radiallaufrad zugewandte Ebene berührt oder durchsetzt. Die Leitschaufeln
sind hingegen in Strömungsrichtung
hinter der Lochblende von dieser beabstandet angeordnet. Dadurch
kann bei geeigneter Auswahl des Innendurchmessers der Lochblende,
der Verjüngung
des Saugmunds und der Geometrie der Leitschaufeln eine besonders
vorteilhafte Anströmung
des Radiallaufrads durch das Fluid gewährleistet werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leitschaufeln unabhängig von
den Hauptschaufeln ausgebildet sind. Aus fertigungstechnischer Sicht
kann je nach Aufbauweise des Radiallaufrads durch die unabhängige Ausbildung
der Leitschaufeln eine vereinfachte Herstellung der Tragscheibe
und des Tragrings mit den daran angebrachten Schaufeln erreicht
werden. Darüber
hinaus können
die Hauptschaufeln und die Leitschaufeln unabhängig voneinander im Hinblick
auf ihre Geometrie, ihren Anstellwinkel bezüglich der Umfangsgeschwindigkeit
des Radiallaufrads und ihrer, gegebenenfalls von der Senkrechten
abweichenden, Ausrichtung gegenüber
den Oberflächen
der Tragscheibe bzw. des Tragrings optimiert werden.
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Bei
einer anderen, alternativen Ausführungsform
ist vorgeschlagen, dass die Leitschaufeln als einstückige Fortsätze der
Hauptschaufeln ausgebildet sind und den Tragring durchsetzen. Dadurch lässt sich
eine besonders einfache Aufbauweise für ein aus Metallteilen aufgebautes
Radiallaufrad verwirklichen. Beispielsweise kann der Tragring mit Schlitzen
versehen sein, die auf die einstückig
miteinander verbundenen Haupt- und Leitschaufeln angepasst sind,
so dass der Tragring nach Festlegung der Hauptschaufeln an der Tragscheibe
auf die Hauptschaufeln aufgesteckt und gegebenenfalls stoffschlüssig mit
den Hauptschaufeln verbunden werden kann.
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Vorteilhaft
ist es, wenn größte Oberflächen der
Leitschaufeln spitze Winkel mit größten Oberflächen der Hauptschaufeln einschließen. Bei
einem Radiallaufrad, bei dem die Ansaugung des Fluids durch den
freien Innenquerschnitt des Tragrings und ein Abströmen des
Fluids in radialer Richtung nach außen erfolgt, sind die Hauptschaufeln
bezogen auf die Rotationsrichtung rückwärts gerichtet. Das heißt, dass
die größten Oberflächen der
Hauptschaufeln mit einem am Außenumfang
der Tragscheibe tangential angetragenen Umfangsgeschwindigkeitsvektor
einen spitzen Winkel (in einem Intervall zwischen Grad und 90 Grad)
einschließen.
Vorzugsweise schließen
die größten Oberflächen der
Leitschaufeln mit dem Umfangsgeschwindigkeitsvektor ebenfalls einen
spitzen Winkel ein, der gleich oder größer als der zwischen Hauptschaufeln
und Umfangsgeschwindigkeitsvektor eingeschlossene Winkel ist. Mit zunehmendem
Winkel zwischen Umfangsgeschwindigkeitsvektor und größter Oberfläche der
Leitschaufeln stellt sich bei jeweils gleicher Drehzahl des Radiallaufrads
eine größere Förderleistung
der Leitschaufeln ein, so dass der Winkel als Optimierungsparameter
eingesetzt werden kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Länge und
die Höhe
der größten Oberflächen der
Leitschaufeln konstant gehalten werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die
größten Oberflächen der Leitschaufeln
in radialer Richtung erstrecken. Dadurch lässt sich ein besonders einfacher
und kostengünstiger
Aufbau des Radiallaufrads, insbesondere aus Blechteilen oder als
Kunststoffspritzgussteil, verwirklichen. Dabei kann vorgesehen sein,
dass eine radial außenliegende
Stirnseite der Leitschaufel in axialer Richtung jeweils als Fortsetzung
einer radial außenliegenden
Stirnseite einer Hauptschaufel angeordnet ist. Alternativ können Hauptschaufeln
und Leitschaufeln in gleicher Teilung, jedoch mit einem Winkelversatz zueinander
am Radiallaufrad vorgesehen sein. Möglich ist es auch, verschiedene
Anzahlen für
die Hauptschaufeln und die Leitschaufeln zu wählen, so dass diese mit jeweils
unterschiedlicher Teilung am Radiallaufrad angebracht sind.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass größte Oberflächen der Hauptschaufeln und/oder
der Leitschaufeln tangential zu Spiralen, insbesondere zu archimedischen
Spiralen, angeordnet sind, deren Mittelpunkte auf der Mittelachse
der Tragscheibe liegt. Dadurch wird eine vorteilhafte Anströmung der
rückwärts. gerichteten Hauptschaufeln
und der ebenfalls rückwärts gerichteten
Leitschaufeln im Betrieb der Lüfteranordnung gewährleistet.
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Besonders
vorteilhaft ist der Einsatz einer erfindungsgemäßen Lüfteranordnung in einem Gargerät, in dem
hohe Temperaturen auftreten können
und eine präzise
Zirkulation von Garraumatmosphäre
zur genauen Einstellung des Klimas im Garraum für reproduzierbar hohe Garqualität erforderlich
ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen erläutert sind.
Dabei zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Radiallaufrads und einer Lochblende
in einer Explosionsdarstellung,
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2 eine
vergrößerte Darstellung
eines Teilbereichs des Radiallaufrads gemäß der 1,
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3 eine
schematische Darstellung des Radiallaufrads mit in Strömungsrichtung
vorgelagerter Lochblende,
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4 eine
zweite Ausführungsform
eines Radiallaufrads,
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5 eine
dritte Ausführungsform
eines Radiallaufrads,
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6 eine
vierte Ausführungsform
eines Radiallaufrads.
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Eine
in den 1 bis 3 dargestellte Lüfteranordnung
umfasst eine erste Ausführungsform eines
Radiallaufrads 10 und eine Lochblende 44. Dabei
ist das Radiallaufrad 10 in einem Innenraum eines nicht
gezeigten Gargeräts,
wie bspw. dem unter dem Handelsnamen SelfCooking Center® seitens
der Anmelderin vertriebenen Gargerät, angeordnet, und die Lochblende 44 sorgt
für eine
zumindest teilweise Abtrennung eines Garraums von einem Gebläseraum für das Radiallaufrad 10.
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Das
Radiallaufrad 10 umfasst eine kreisscheibenförmig ausgebildete
Tragscheibe 12, mehrere in gleicher Teilung an der Tragscheibe 12 festgelegte
Hauptschaufeln 14 und einen mit Leitschaufeln 16 versehenen
Tragring 18, der beabstandet zur Tragscheibe 12 an
den Hauptschaufeln 14 festgelegt ist.
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Die
Tragscheibe 12 ist mit einer zentralen Ausnehmung 20 versehen,
wobei eine Mittelachse der Ausnehmung 20 mit einer Mittelachse 22 der Tragscheibe 12 zusammenfällt. In
einem radial innenliegenden Bereich ist die aus einer Blechplatine hergestellte
Tragscheibe 12 mit einer Nabe versehen, die eine zuverlässige Befestigung
an einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung und einen stabilen Rundlauf
des Radiallaufrads 10 auch bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten
gewährleisten
soll. Die Hauptschaufeln 14 sind bei der vorliegenden Ausführungsform
rückwärts geneigt
an der Tragscheibe 12 angeordnet. Das heißt, dass
ein tangential am Außenumfang
der Tragscheibe 12 angetragener Umfangsgeschwindigkeitsvektor 24 einen
spitzen Winkel mit einer größten Oberfläche 26 der
Hauptschaufel 14 einschließt, wie dies symbolisch in
der 1 dargestellt ist.
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Bei
der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform
des Radiallaufrads sind die Leitschaufeln 16 einstückig mit
den Hauptschaufeln 14 ausgeführt, so dass größte Oberflächen 54 der
Leitschaufeln 16 den gleichen spitzen Winkel mit dem Umfangsgeschwindigkeitsvektor 24 einschließen wie größte Oberflächen 26 der
Hauptschaufeln 14. Die Hauptschaufeln 14 sind
jeweils an einem den Leitschaufeln 16 entgegengesetzten
Endbereich rechtwinkelig abgewinkelt, so dass sie beispielsweise durch
Kleben oder Punktschweißen
an der vorzugsweise aus Metall hergestellten Tragscheibe 12 stoffschlüssig festgelegt
werden können.
Die Leitschaufeln 16 ragen orthogonal von der Oberfläche der Tragscheibe 12 ab.
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Der
Tragring 18 ist mit nicht näher dargestellten Schlitzen
versehen, die von den mit den Hauptschaufeln 14 einstückig verbundenen
Leitschaufeln 16 durchsetzt werden. Die Leitschaufeln 16 sind
mittels einer stoffschlüssigen
Verbindung, insbesondere einer Löt-
oder Schweißverbindung,
an dem Tragring 18 festgelegt und ragen von diesem orthogonal
ab. Radial außenliegende
Stirnseiten der Hauptschaufeln 14 und der Leitschaufeln 16 sind
bei der vorliegenden Ausführungsform
des Radiallaufrads orthogonal zu einer größten Oberfläche 30 der Tragscheibe 12 ausgerichtet.
Radial innenliegende Stirnseiten 32 der Hauptschaufeln 14 sind
gekrümmt
ausgebildet und somit nur im Wesentlichen orthogonal zur größten Oberfläche 30 der
Tragscheibe 12 ausgerichtet.
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Der
Tragring 18 ist bei der vorliegenden Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 einstückig aus
einem Planring 34 und einem sich radial innenliegend anschließenden,
konusmantelabschnittsförmigen
Saugmund 36 ausgebildet. Die Leitschaufeln 16 sind
so dimensioniert, dass sie sich vom radial außenliegenden Rand 38 des
Planrings 34 bis zum radial innenliegenden Rand 40 des
Planrings 34 erstrecken. Der innere Rand 42 des
Saugmunds 36 begrenzt den Ansaugquerschnitt des Radiallaufrads 10.
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Gemäß der 3 ist
die Lochblende 44 auf einer den Hauptschaufeln 14 entgegengesetzten Seite
des Tragrings 18 beabstandet zum Saugmund 36 und
somit in Strömungsrichtung
des vom Radiallaufrad 10 angesaugten Fluids vor dem Tragring 18 angeordnet.
Ein Innendurchmesser einer in der Lochblende 44 ausgebildeten
Einströmöffnung 46 ist größer als
der Innendurchmesser des Saugmunds 36 gewählt. Die
Lochblende 44 ist derart gegenüber dem Radiallaufrad 10 angeordnet,
dass der Saugmund 36 eine die Vorderseite der Lochblende 44 umfassende
Ebene 48 nicht durchsetzt.
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Vom
Radiallaufrad 10 angesaugtes, durch die Einströmöffnung 46 strömendes Fluid
wird entweder durch den Saugmund 36 geleitet und von den Hauptschaufeln 14 in
radialer Richtung nach außen beschleunigt
oder tritt in einen zwischen Saugmund 36 und Lochblende 44 ausgebildeten
Spalt 50 ein, dessen engster Querschnitt durch den Abstand 56 zwischen
der Vorderkante des Saugmunds 36 und der Oberfläche der
Lochblende 44 bestimmt wird. Nach Durchströmen dieses
engsten Querschnitts wird das Fluid in einen sich erweiternden Zwischenraum 52 zwischen
der Lochblende 44 und dem paraboloidabschnittsförmigen Saugmund 36 geleitet,
in dem durch die Aufweitung eine Beschleunigung des Fluids in radialer
Richtung stattfindet.
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Im
Gegensatz zu einem nicht dargestellten Radiallaufrad aus dem Stand
der Technik wird durch die Leitschaufeln 16, wie sie bei
der in den 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsform
vorgesehen sind, eine definierte Fluidströmung im Spalt 50 zwischen
Lochblende 44 und Tragring 18 hervorgerufen, so
dass in diesem Bereich unerwünschte
Turbulenzen, die den Wirkungsgrad einer mit dem Radiallaufrad 10 ausgestatteten
Lüfteranordnung
reduzieren könnten,
vermieden werden.
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Bei
der nachstehenden Beschreibung weiterer Ausführungsformen werden für funktionsgleiche Komponenten
die gleichen Bezugszeichen wie in der Beschreibung der ersten Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 genutzt.
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Die
in der 4 dargestellte Ausführungsform eines Radiallaufrads 110 unterscheidet
sich von der Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 durch
einen Tragring 118, der einen größeren Außendurchmesser als die Tragscheibe 12 aufweist.
Zudem sind die Leitschaufeln 116 unabhängig von den Hauptschaufeln 114 ausgeführt, wenngleich
sie in gleicher Teilung deckungsgleich zu den Hauptschaufeln 114 angeordnet
sind. Die Leitschaufeln 116 erstrecken sich über die
gesamte Breite des Planrings 134 und grenzen an den in
axialer Richtung gegen die Strömungsrichtung
des Fluids verjüngten
Saugmund 136 an. Durch den größeren Durchmesser des Tragrings 118 wird
eine stärkere
Beschleunigung des an den Leitschaufeln 116 vorbeistreichenden
Fluids verglichen mit dem an den Hauptschaufeln 114 vorbeistreichenden
Fluid erreicht. Damit ist für
alle Betriebszustände
des Radiallaufrads 110 sichergestellt, dass in einem radial
außenliegenden
Bereich der Leitschaufeln 116 ein zumindest geringfügig höherer Fluiddruck
als in einem radial außenliegenden
Bereich der Hauptschaufeln 114 vorliegt. Dadurch wird eine
zwangsweise Strömungsrichtung
für das
Fluid vorgegeben und ein unerwünschtes Überströmen von
Fluid, das von den Hauptschaufeln 114 gefördert wurde,
in den Spalt zwischen Radiallaufrad 110 und der in den 4 bis 6 aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht dargestellten Lochblende 44 vermieden.
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Bei
den Ausführungsformen
gemäß den 5 und 6 sind
die Leitschaufeln 216, 316 der Radiallaufräder 210, 310 jeweils
in radialer Richtung ausgerichtet. Sie erstrecken sich über die
Breite des Planrings 234 bzw. 334 und ragen orthogonal
zu dessen Oberfläche
ab. Die Leitschaufeln 216 bei der Ausführungsform gemäß 5 sind
in gleicher Teilung und deckungsgleich mit den radial außenliegenden
Stirnkanten der Hauptschaufeln 214 angeordnet. Bei der
Ausführungsform
der 6 sind die Leitschaufeln 316 in Umfangsrichtung
des Radiallaufrads 310 versetzt zu den Hauptschaufeln 314 angeordnet.
Dadurch wird eine homogenere Durchmischung der durch die Hauptschaufeln 314 beschleunigten
Fluidströme
mit den durch die Leitschaufeln 316 beschleunigten Fluidströmen gewährleistet.
Somit werden unerwünschte
Druckschwankungen im radial außenliegenden
Bereich des Radiallaufrads 310 vermieden.
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Die
in der voranstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung
in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Radiallaufrad
- 12
- Tragscheibe
- 14
- Hauptschaufel
- 16
- Leitschaufel
- 18
- Tragring
- 20
- Ausnehmung
- 22
- Mittelachse
- 24
- Umfangsgeschwindigkeitsvektor
- 26
- Oberfläche
- 30
- Oberfläche
- 32
- Stirnseite
- 34
- Planring
- 36
- Saugmund
- 38
- radial
außenliegender
Rand
- 40
- radial
innenliegender Rand
- 42
- innerer
Rand
- 44
- Lochblende
- 46
- Einströmöffnung
- 48
- Ebene
- 50
- Spalt
- 52
- Zwischenraum
- 54
- Oberfläche
- 56
- Abstand
- 110
- Radiallaufrad
- 114
- Hauptschaufel
- 116
- Leitschaufel
- 118
- Tragring
- 134
- Planring
- 136
- Saugmund
- 210
- Radiallaufrad
- 214
- Hauptschaufel
- 216
- Leitschaufel
- 234
- Planring
- 310
- Radiallaufrad
- 314
- Hauptschaufel
- 316
- Leitschaufel
- 334
- Planring
