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DE102014204043A1 - Impeller of an axial fan - Google Patents

Impeller of an axial fan

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DE102014204043A1
DE102014204043A1 DE201410204043 DE102014204043A DE102014204043A1 DE 102014204043 A1 DE102014204043 A1 DE 102014204043A1 DE 201410204043 DE201410204043 DE 201410204043 DE 102014204043 A DE102014204043 A DE 102014204043A DE 102014204043 A1 DE102014204043 A1 DE 102014204043A1
Authority
DE
Grant status
Application
Patent type
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.)
Pending
Application number
DE201410204043
Other languages
German (de)
Inventor
Stéphanie Larpent
Uwe Blass
Nikolaus Zipf
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.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Mahle Behr GmbH and Co KG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/329Details of the hub
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38Blades
    • F04D29/384Blades characterised by form

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüfterrad (1) für einen Axiallüfter (2) zum Erzeugen eines Kühlluftstroms (38) durch einen Wärmetauscher (36) eines Fahrzeugs, mit einer Nabe (3) und mehreren Schaufeln (4), die jeweils an einem Schaufelfuß (5) mit der Nabe (3) verbunden sind, wobei die Schaufeln (4) jeweils einen Schaufelkörper (7) aufweisen, der an einer Saugseite (8) des Lüfterrads (1) eine Vorderseite (9) und an einer Druckseite (10) des Lüfterrads (1) eine Rückseite (11) besitzt und der eine Anströmkante (12) sowie Abströmkante (13) aufweist, wobei wenigstens eine der Schaufeln (4) auf der Druckseite (10) des Lüfterrads (1) eine Rampe (14) aufweist, die von der Rückseite (11) des Schaufelkörpers (7) absteht und die sich ausgehend von einem Anfangsbereich (15), in den sich der Schaufelfuß (5) und die Anströmkante (12) der jeweiligen Schaufel (4) befinden, in Richtung der Abströmkante (13) und einer Schaufelspitze (6) der jeweiligen Schaufel (4) erstreckt. The present invention relates to a fan wheel (1) for an axial fan (2) for generating a cooling air flow (38) through a heat exchanger (36) of a vehicle, comprising a hub (3) and a plurality of blades (4) (in each case to a blade 5) are connected to the hub (3), the blades (4) each having a blade body (7), of (on a suction side (8) of the fan wheel 1) having a front (9) and (to a pressure side 10) of the the impeller (1) a back (11) and having a leading edge (12) and trailing edge (13), wherein at least one of the blades (4) on the pressure side (10) of the impeller (1) has a ramp (14), of the back (11) of the blade body (7) projects and which, starting from an initial region (15), located in the blade root (5) and the leading edge (12) of the respective blade (4), in the direction of the trailing edge (13) and a blade tip (6) of the respective blade (4).
Ein verbesserter Wirkungsgrad ergibt sich, wenn sich die jeweilige Rampe (14) über mehr als 50% einer radial vom Schaufelfuß (5) zur Schaufelspitze (6) gemessenen Schaufellänge (16) erstreckt. An improved efficiency is obtained, extends when the respective ramp (14) over more than 50% of a radial from the blade root (5) to the blade tip measured (6) blade length (16).

Description

  • [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüfterrad für einen Axiallüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms durch einen Wärmetauscher eines Fahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen mit einem derartigen Lüfterrad ausgestatteten Axiallüfter. The present invention relates to an impeller for an axial flow fan for generating a cooling air flow through a heat exchanger of a vehicle, having the features of the preamble of claim 1. The invention also relates to a equipped with such an impeller axial fan.
  • [0002]
    Aus der From the DE 10 2010 042 325 A1 DE 10 2010 042 325 A1 ist ein derartiges Lüfterrad bekannt. discloses such a fan. Es umfasst eine Nabe und mehrere Schaufeln, die jeweils an einem Schaufelfuß mit der Nabe verbunden sind. It comprises a hub and a plurality of blades, each connected to a blade to the hub. Dabei weisen die Schaufeln jeweils einen Schaufelkörper auf, der auch als Schaufelblatt bezeichnet werden kann. The blades each have a blade body, which can also be called a blade. Der Schaufelkörper besitzt an einer Saugseite des Lüfterrads eine Vorderseite und an einer Druckseite des Lüfterrads eine Rückseite. The blade body has a front side and a pressure side of the fan wheel at a rear side of a suction side of the fan. Ferner weist der Schaufelkörper eine Anströmkante sowie eine Abströmkante auf. Furthermore, the blade body at a leading edge and a trailing edge. Üblicherweise ist der Schaufelkörper an seiner Vorderseite, also zur Saugseite hin konvex gekrümmt während er an seiner Rückseite komplementär dazu zur Saugseite hin konkav gekrümmt ist. Typically, the blade body on its front side, that is towards the suction side is convex curved while is complementary concavely curved at its rear side to the suction side. Alle Schaufeln des Lüfterrads weisen auf der Druckseite eine Rampe auf, die von der Rückseite des jeweiligen Schaufelkörpers absteht und die von einem Anfangsbereich ausgeht, in dem sich der Schaufelfuß und die Anströmkante der jeweiligen Schaufel befinden. All blades of the fan wheel have, on the pressure side to a ramp projecting from the rear of the respective blade body and extending from an initial region in which the blade and the leading edge of each blade are located. Von diesem Anfangsbereich erstreckt sich die jeweilige Rampe dann in Richtung der Abströmkante sowie in Richtung der Schaufelspitze der jeweiligen Schaufel. From this initial portion, the respective ramp then extends toward the trailing edge and in the direction of the blade tip of each blade. Eine derartige Rampe sorgt für eine verbesserte Umströmung des Schaufelfußes im Bereich der Nabe. Such a ramp provides improved flow around the blade root in the area of ​​the hub. Beim bekannten Lüfter erstreckt sich die jeweilige Rampe über etwa ein Drittel einer radial vom Schaufelfuß zur Schaufelspitze gemessenen Schaufellänge. In the prior art fan, the respective ramp extends over approximately one third of a measured radially from the blade root to the blade tip blade length. Somit sind beim bekannten Lüfterrad die Schaufeln ausgehend von der Schaufelspitze über mehr als 50 Prozent der Schaufellänge rampenfrei ausgestaltet. Thus, the blades are starting ramp-free design of the blade tip more than 50 percent of the blade length in the prior art fan.
  • [0003]
    Weitere Lüfterräder mit druckseitiger Rampe sind aus der More impellers with pressure-side ramp are made of WO 2012/072779 A1 WO 2012/072779 A1 aus der from the EP 1 219 837 A2 EP 1219837 A2 und aus der and from the DE 199 29 978 A1 DE 199 29 978 A1 bekannt. known.
  • [0004]
    Bei einem Axiallüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms durch einen Wärmetauscher eines Fahrzeugs ist häufig wenig Bauraum zwischen dem Wärmetauscher, der üblicherweise auch als Kühler bezeichnet wird, und einem Motorblock einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs vorhanden, um dort den Axiallüfter unterzubringen. is at an axial fan for generating a cooling air flow through a heat exchanger of a vehicle is often little space between which is also commonly referred to as a cooler of the heat exchanger, and an engine block of an internal combustion engine of the vehicle intended to house the axial fan. Bei einer derartigen Positionierung zieht das Lüfterrad bzw. saugt das Lüfterrad den Kühlungsstrom durch den Wärmetauscher, wobei es den Kühlluftstrom frontal gegen den Motorblock fördert. With such a positioning of the fan draws or the fan wheel sucks the cooling flow through the heat exchanger, wherein it promotes the cooling air flow frontally against the engine block. Dort muss der Kühlluftstrom radial ausweichen. There, the cooling air flow has to avoid radial. Dabei kommt es im Nabenbereich bzw. in einem nabennahen Bereich der Schaufeln, also im Bereich der Schaufelfüße zu einer Rückströmung. It comes in the hub region or in a region near the hub of the blades, ie in the vicinity of the blade roots to a backflow. Diese Rückströmung wird mithilfe der druckseitig angeordneten Rampen radial verdrängt und in einem Endbereich der Rampen, der distal zur Nabe angeordnet ist, mit einer Hauptströmung zusammengeführt, die von den Schaufeln im Wesentlichen in der Axialrichtung gefördert wird. This return flow is radially displaced using the pressure-side ramps and brought together in an end region of the ramps disposed distal to the hub with a main flow, which is conveyed by the blades is substantially in the axial direction. Die Axialrichtung verläuft dabei parallel zur Rotationsachse des Lüfterrads. The axial direction runs parallel to the axis of rotation of the impeller. Bei den bekannten, vorstehend genannten Lüfterrädern ist der Endbereich der jeweiligen Rampe etwa in einem radial innenliegenden Drittel der Schaufellänge zu finden, also im Wesentlichen proximal zum jeweiligen Schaufelfuß. In the known above-mentioned fan wheels of the end portion of each ramp is found approximately in a radially inner third of the blade length, that is substantially proximal to the respective blade root.
  • [0005]
    Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Lüfterrad der vorstehend genannten Art bzw. für einen damit ausgestatteten Axiallüfter eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen verbesserten energetischen Wirkungsgrad auszeichnet. The present invention deals with the problem of providing an improved embodiment for a fan of the abovementioned type or a so-equipped axial fan which is in particular characterized by improved energetic efficiency.
  • [0006]
    Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. This problem is solved by the subject matter of the independent claim. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims.
  • [0007]
    Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Endbereich der jeweiligen Rampe im Vergleich zu bekannten Lüfterrädern radial nach außen zu verlegen, derart, dass sich die jeweilige Rampe über mehr als 50% der Schaufellänge erstreckt. The invention is based on the general idea to move the end portion of the respective ramp in comparison to known fan wheels radially outwardly, such that the respective ramp over more than 50% of the blade length extends. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass die vom Lüfterrad geförderte Hauptströmung abhängig von der radialen Position entlang der Schaufeln unterschiedliche Hauptströmungsrichtungen aufweist. The invention here utilizes the realization that the fan wheel supported by the main flow has a function of the radial position of the blades along different main directions of flow. Beispielsweise ist die Hauptströmungsrichtung im Bereich der Schaufelfüße annähernd axial, während sie im Bereich der Schaufelspitzen eine im Wesentlichen diagonale Ausrichtung besitzt, mit anderen Worten, im Bereich der Schaufelspitzen sind eine Axialkomponente und eine Radialkomponente der Hauptströmungsrichtung etwa gleich groß. For example, the main flow direction in the region of the blade roots is approximately axially, while having a substantially diagonal orientation in the area of ​​the blade tips, in other words, in the region of the blade tips of an axial component and a radial component of the main flow direction are approximately equal. Ebenso kann die Hauptströmungsrichtung im Bereich der Schaufelspitzen weitgehend radial ausgerichtet sein. Also, the main flow direction may be substantially radially aligned in the region of the blade tips. Jedenfalls besitzt die Hauptströmungsrichtung im Bereich der Schaufelspitzen eine deutlich größere Radialkomponente als im Bereich der Schaufelfüße. In any case the main flow direction has a considerably greater radial component than in the area of ​​the blade roots in the region of the blade tips. Wenn bei herkömmlicher Bauweise die Rampen im innenliegenden Drittel der Schaufellänge enden, herrscht am Übergang zwischen der Rückströmung und der Hauptströmung ein großer Richtungsunterschied, wodurch die radiale Rückströmung vergleichsweise stark in die Axialrichtung umgelenkt werden muss. If the ramps end at conventional construction in the inner third of the blade length, prevails at the junction between the back flow and the main flow, a large difference in direction, whereby the radial return flow has to be comparatively strongly deflected in the axial direction. Hierbei geht vergleichsweise viel Energie verloren. Here, a comparatively large amount of energy is lost. Durch die Verschiebung des Endbereichs der Rampen radial nach außen, wird erreicht, dass die Einleitung der Rückströmung in die Hauptströmung in einem weiter von der Nabe entfernten Bereich erfolgt, in dem die Hauptströmung bereits eine signifikante Radialkomponente besitzt. Due to the displacement of the end portion of the ramps radially outwardly, it is achieved that the initiation of back flow takes place in the main flow in a more distant from the hub region in which the main flow already has a significant radial component. In der Folge muss die Rückströmung weniger stark in die Axialrichtung umgelenkt werden, sodass hier die energetischen Verluste reduziert werden können. As a result, the return flow must be less strongly deflected in the axial direction, so that the energy losses can be reduced here. In der Folge besitzt das erfindungsgemäße Lüfterrad im Betrieb des Axiallüfters eine verbesserte Effizienz. As a result, fan the invention has an improved efficiency in the operation of the axial fan. Die verbesserte Effizienz kann dazu genutzt werden, einen größeren Kühlluftstrom zu fördern.. Ferner lässt sich die verbesserte Effizienz dazu nutzen, das Lüfterrad bzw. den gesamten Axiallüfter bei gleicher Leistung kleiner und leichter zu bauen. The improved efficiency can be used to promote a greater flow of cooling air .. Furthermore, can the improved efficiency use to easier to build smaller and the fan or the entire axial fan with the same output. Es ist klar, dass die verbesserte Effizienz auch zu einer beliebigen Kombination der vorstehend genannten Möglichkeiten genutzt werden kann. It is clear that the improved efficiency can also be used for any combination of the aforementioned possibilities.
  • [0008]
    Die Rampe hat neben der verbesserten Rückführung der Rückströmung in die Hauptströmung außerdem einen Zusatzeffekt. The ramp has in addition to improved recirculation of the return flow into the main flow also an additive effect. Sie wirkt an der Druckseite der jeweiligen Schaufel wie eine Art Spoiler, der die von der Anströmkante des Schaufelkörpers entlang der Rückseite des Schaufelkörpers geführte Strömung in der Umfangsrichtung umlenkt. It acts on the pressure side of the respective blade as a spoiler, which deflects the run from the leading edge of the blade body along the back of the blade body flow in the circumferential direction. Dies bedeutet für die Druckseite des Lüfterrads einen erhöhten Druckaufbau, was ebenfalls die Effizienz des Lüfterrads verbessert. for the pressure side of the fan, this means an increased pressure build-up, which also improves the efficiency of the fan. Je weiter dieser Spoiler, also die Rampe radial nach Außen positioniert werden kann, desto stärker ist die druckaufbauende Wirkung, da radial außen im Betrieb des Lüfterrads höhere Umfangsgeschwindigkeiten der Schaufeln herrschen. can be positioned radially outward farther this spoiler, so the ramp, the greater the pressure build-up effect, as radially outward prevail during operation of the fan higher peripheral speeds of the blades.
  • [0009]
    In konsequenter Fortführung des erfindungsgemäßen Gedankens kann sich die jeweilige Rampe gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform über wenigstens 75% der Schaufellänge erstrecken. In consequent continuation of the idea of ​​the invention, the respective ramp may extend according to an advantageous embodiment, over at least 75% of the blade length. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der sich die jeweilige Rampe im Wesentlichen über die gesamte Schaufellänge erstreckt. Preferred however is an embodiment in which the respective ramp extends substantially over the entire blade length. Der Ausdruck "im Wesentlichen" ist dabei so zu verstehen, dass sich die jeweilige Rampe zumindest über 90% der Schaufellänge erstreckt. The term "substantially" is to be understood so that the respective ramp extends at least over 90% of the blade length. Ebenso ist denkbar, dass sich die jeweilige Rampe über die gesamte Schaufellänge erstreckt. It is also conceivable that the respective ramp extends over the entire blade length. Wie vorstehend ausgeführt, verbessert sich die Effizienz, je weiter die Rückströmung radial nach Außen geführt werden kann, bevor sie mit der Hauptströmung zusammentrifft. As stated above, the efficiency improves, the return flow can be guided radially outward farther before it joins with the main flow. Es kann jedoch andere Gründe geben, die jeweilige Rampe nicht vollständig entlang der gesamten Schaufellänge vorzusehen. However, there may be other reasons not to provide the respective ramp completely along the entire blade length. Denkbar sind beispielsweise herstellungsbedingte Einschränkungen und/oder Stabilitätsanforderungen. Conceivable, for example, production-related restrictions and / or stability requirements. Ebenso ist denkbar, dass eine Rampe, die sich vollständig über die gesamte Schaufellänge erstreckt bzw. die sich bis zur Schaufelspitze erstreckt, zu Störgeräuschen führen kann. It is also conceivable that a ramp, which extends completely over the entire blade length and extending to the blade tip, may result in noise.
  • [0010]
    Es ist klar, dass vorzugsweise alle Schaufeln mit einer derartigen Rampe ausgestattet sind. It is clear that preferably all blades are equipped with such a ramp. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Ausführungsform denkbar, bei der nicht alle Schaufeln mit einer derartigen Rampe ausgestattet sind. In principle, however, an embodiment is conceivable in which not all blades are provided with such a ramp. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in der Umfangsrichtung nur jede zweite Schaufel mit einer derartigen Rampe ausgestattet ist. For example, it may be provided that in the circumferential direction only every second blade is provided with such a ramp.
  • [0011]
    Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen der Rampe und der Abströmkante des Schaufelkörpers wenigstens ein zur Druckseite offener Kanal ausgebildet sein. According to an advantageous embodiment, at least one may be formed to the pressure side open channel between the ramp and the trailing edge of the blade body. Ein derartiger Kanal bewirkt eine Kanalisierung der Rückströmung entlang der Rampe, wodurch die Rückströmung von radial innen nach radial außen geführt wird. Such a channel results in a channeling of the backflow along the ramp, whereby the back flow of is guided radially inwardly to radially outwardly. Der jeweilige Kanal befindet sich dabei an der Abströmseite der jeweiligen Rampe und an der Rückseite des jeweiligen Schaufelkörpers. The respective channel is in this case at the downstream side of the respective ramp and at the rear of each blade body. Da der jeweilige Kanal zu Druckseite hin offen ist, kann die Rückströmung ohne weiteres in den Kanal eintreten. Since the respective channel is open to discharge side, the return flow can enter the channel easily.
  • [0012]
    Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann sich zumindest ein solcher Kanal bis zu einem radial außenliegenden Ende der Rampe erstrecken. According to an advantageous further development, at least one such channel can be up to a radially outer end of the ramp extend. Somit wird die Rückströmung im jeweiligen Kanal bis zum außenliegenden Ende der Rampe geführt, was eine kontrollierte Rückführung der Rückströmung in die Hauptströmung verbessert. Thus, the return flow is guided in the respective channel up to the outer end of the ramp, which improves a controlled recirculation of the return flow in the main flow. Damit sich der jeweilige Kanal bis zum außenliegenden Ende der Rampe erstrecken kann, ist die Rampe vom Anfangsbereich bis zu ihrem Ende in der Umfangsrichtung zur Abströmkante des Schaufelkörpers beabstandet angeordnet. Thus, the respective channel may extend to the outer end of the ramp, the ramp is spaced from the initial portion to the end in the circumferential direction of the trailing edge of the blade body.
  • [0013]
    Grundsätzlich kann das außenliegende Ende der Rampe radial geschlossen ausgeführt sein. Basically, the outer end of the ramp may be designed radially closed. Insbesondere kann sich das außenliegende Ende der Rampe unmittelbar an der Abströmkante des Schaufelkörpers befinden. In particular, the outer end of the ramp may be located directly at the trailing edge of the blade body. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei welcher zumindest ein solcher Kanal radial außen offen ist. Preferred however is an embodiment in which at least one such channel is open radially outwardly. Im einfachsten Fall endet die Rampe radial außen freistehend, wodurch der sich bis zum außenliegenden Ende der Rampe erstreckende Kanal radial offen ist. In the simplest case, the ramp terminates radially outwardly detached, thus extending to the outer end of the ramp extending channel is radially open. Ebenso ist denkbar, dass die Rampe an ihrem außenliegenden Ende einen Quersteg besitzt, der die Rampe mit der Abströmkante verbindet. It is also conceivable that the ramp has a transverse web at its outer end, which connects the ramp with the trailing edge. Um den am Quersteg endenden Kanal radial zu öffnen, kann dann in diesem Quersteg eine entsprechende Öffnung ausgebildet sein. To open the ending radial transverse web channel, may then be formed a corresponding opening in the transverse web.
  • [0014]
    Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann zumindest ein solcher, radial außen offener Kanal in einem radial außenliegenden Austrittsbereich als Diffusor ausgestaltet sein. According to another advantageous further development, at least one such, radially outwardly open channel may be configured as a diffuser in a radially outer outlet region. Ein derartiger Diffusor charakterisiert sich dadurch, dass sein durchströmbarer Querschnitt in der Durchströmungsrichtung zunächst abnimmt und danach wieder zunimmt. Such a diffuser is characterized in that its through-flow cross-section decreases in the first flow direction and then increases again. Mithilfe eines derartigen Diffusors lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit der im jeweiligen Kanal geführten Rückströmung reduzieren, was die Umlenkung der Rückströmung in der Hauptströmung vereinfacht und dementsprechend weniger Energie benötigt. Using such a diffuser can reduce the flow velocity of the guided in the respective channel backflow, which simplifies the deflection of backflow into the mainstream and therefore requires less energy.
  • [0015]
    Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung, können an der jeweiligen Schaufel mehrere Kanäle parallel nebeneinander angeordnet sein, wobei benachbarte Kanäle durch einen gemeinsamen Trennsteg voneinander getrennt sind, der zwischen der Rampe und der Abströmkante an der Rückseite vom Schaufelkörper absteht. According to another advantageous further development, several channels can be arranged parallel to each other on the respective blade, wherein adjacent channels are separated from each other by a common separating web which projects between the ramp and the trailing edge to the back of the blade body. Durch das Vorsehen mehrerer, parallel verlaufender Kanäle kann die strömungsführende Wirkung der Kanäle für die Rückströmung verbessert werden. By providing a plurality, of parallel channels, the flow-guiding effect of the channels for the return flow can be improved. Gleichzeitig bewirken die Trennstege eine signifikante Aussteifung der jeweiligen Schaufel. Simultaneously, the dividers cause a significant stiffening of the respective blade.
  • [0016]
    Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Rampe zur Anströmkante hin konkav gekrümmt sein. In another advantageous embodiment, the ramp may be curved concave towards the leading edge. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige anströmseitige konkave Krümmung besonders zweckmäßig ist, um einerseits den Druckanstieg an der Druckseite zu verbessern und um andererseits die Strömungsführung der Rückströmung zu verbessern. It has been found that such an upstream-side concave curvature is particularly useful in order both to improve the increase in pressure on the pressure side and on the other hand to improve the flow guide of the return flow.
  • [0017]
    Alternativ ist es ebenso denkbar, die Rampe zur Abströmkante hin konvex zu krümmen. Alternatively, it is also conceivable to bend the ramp to the trailing edge convex. Ferner ist denkbar, die Rampe geradlinig zu gestalten. It is also conceivable to make the ramp linear.
  • [0018]
    Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein zum Schaufelkörper distaler Abströmrand der Rampe entlang der Rampe im Wesentlichen in einer senkrecht zur Rotationsachse des Lüfterrads verlaufenden Austrittsebene liegen. In another advantageous embodiment, a distal to the blade body Abströmrand the ramp along the ramp can essentially lie in a plane perpendicular to the rotational axis of the impeller exit plane. Üblicherweise können in dieser Austrittsebene auch die Abströmkanten der Schaufelkörper liegen. Usually the trailing edges of the blade bodies may lie in the exit plane. Hierdurch besitzt die Rampe eine besonders einfache Geometrie, wodurch die Rampe und letztlich auch das Lüfterrad vergleichsweise einfach herstellbar sind. In this way, the ramp has a particularly simple geometry, making the ramp and, ultimately, the fan is relatively easy to produce.
  • [0019]
    Bei einer anderen Ausführungsform kann die Rampe einen zum Schaufelkörper distalen Abströmrand aufweisen, der zumindest einen, sich entlang der Rampe erstreckenden Abschnitt aufweist, der von einer senkrecht zur Rotationsachse des Lüfterrads verlaufenden Austrittsebene beabstandet ist. In another embodiment, the ramp may have a distal end to the blade body Abströmrand, at least, has a ramp along the extending portion which is spaced from a plane perpendicular to the rotational axis of the impeller exit plane. Dabei ist der Abströmrand in besagtem Abschnitt zur Saugseite hin von der Austrittsebene beabstandet, wodurch die Rampe bezogen auf den Schaufelkörper in besagtem Abschnitt eine reduzierte Bauhöhe oder Rampenhöhe besitzt. Here, the Abströmrand in said portion is spaced back from the exit plane to the suction side, whereby the ramp relative to the blade body in said portion having a reduced height or ramp height. Ein solcher Abschnitt mit reduzierter Rampenhöhe kann sich dabei in einer radial außenliegenden Hälfte, vorzugsweise in einem radial außenliegenden Drittel, oder in einer radial innenliegenden Hälfte, vorzugsweise in einem radial innenliegenden Drittel, der in der Schaufellängsrichtung gemessenen Rampenlänge befinden. Such a section with reduced ramp height may be, in a radially outer half, preferably in a radially outer third, or in a radially inward half, preferably located in a radially inner third, of the ramp length measured in the blade longitudinal direction. Durch derartige Abschnitte mit reduzierter Rampenhöhe können die Strömungen aus der Druckund Saugseite besser zusammengeführt werden, was zu einer Steigerung des Wirkungsgrades genutzt werden kann. By such sections with reduced ramp height, the flows from the pressure and suction side can be better merged, which can be used to increase the efficiency.
  • [0020]
    Bei einer anderen Ausführungsform kann sich die Rampe bis in einen Endbereich erstrecken, in dem sich die Abströmkante und die Schaufelspitze befinden, wobei der Schaufelkörper in diesem Endbereich zur Saugseite hin gegenüber der übrigen Vorderseite nach außen gewölbt ist. In another embodiment, the ramp may extend up to an end portion in which the trailing edge and the blade tip are located, wherein the blade body is curved in this end region toward the suction side relative to the remaining front side to the outside. Bei dieser Ausführungsform wird die saugseitige Kontur des Schaufelkörpers variiert, um den Übergang zwischen Rückströmung und Hauptströmung zu verbessern. In this embodiment, the suction-side contour of the blade body is varied to improve the transition between the return flow and the main flow. Des Weiteren ermöglicht die Rampe eine gewisse Entkopplung zwischen der durch die Vorderseite des Schaufelkörpers definierten saugseitigen Kontur der Schaufeln und der druckseitigen Kontur der Schaufeln, die von der Anströmkante bis zur Rampe durch die Rückseite des jeweiligen Schaufelkörpers und durch die Rampe bestimmt ist. Furthermore, the ramp allows for some decoupling between the plane defined by the front of the blade body suction-side contour of the blades and the delivery-side contour of the blades, which is determined from the leading edge to the ramp through the back of each blade body and the ramp. Somit kann durch eine geeignete Wahl der Geometrie der Rampe gezielt auf die Geometrie und somit auf die aerodynamische Wirkung der Druckseite der jeweiligen Schaufel Einfluss genommen werden, ohne dabei die Geometrie bzw. Aerodynamik der Saugseite der Schaufel zu beeinträchtigen. Thus, the ramp may be shall be made to the geometry and thus on the aerodynamic effect of the pressure side of the respective blade hold by a suitable choice of geometry without affecting the geometry and aerodynamics of the suction side of the blade. Gleichzeitig bleibt die jeweilige Schaufel und somit das gesamte Lüfterrad relativ einfach herstellbar. At the same time the respective blade and thus the entire fan is relatively easy to produce.
  • [0021]
    Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann sich zumindest ein derartiger Kanal bis in den besagten Endbereich hinein erstrecken, in dem sich der nach außen gewölbte Abschnitt des Schaufelkörpers befindet. In an advantageous further development, at least one such channel may be up to the said end region into extend, in which the outwardly curved portion of the blade body is located. Somit kann die Rückführung der Rückströmung gezielt in diesem Endbereich stattfinden. Thus, the recirculation of the return flow may be selectively held in this end region.
  • [0022]
    Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige Rampe am Schaufelfuß und/oder an der Nabe beginnen. According to an advantageous embodiment, the respective ramp on the blade root and / or on the hub can begin. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Rampe an der Anströmkante beginnt. Additionally or alternatively it may be provided that the respective ramp starts at the leading edge. Hierdurch wird erreicht, dass die Rückströmung im Wesentlichen vollständig erfasst werden kann. Hereby is achieved that the return flow can be substantially completely covered.
  • [0023]
    Die jeweilige Rampe ist vorzugsweise integral am jeweiligen Schaufelkörper ausgeformt. The respective ramp is preferably integrally formed on the respective blade bodies. In der Regel handelt es sich um ein einstückig herstelltes Spritzformteil. In general, it is an integral herstelltes injection molding. Ferner sind die Schaufeln vorzugsweise integral an der Nabe ausgeformt. Furthermore, the blades are preferably integrally molded to the hub. Insbesondere handelt es sich um ein in einem Stück hergestelltes Spritzformteil. In particular, it is a manufactured in one piece injection molded part.
  • [0024]
    Das Lüfterrad kann mit einem Lüfterring ausgestattet sein, der sich in der Umfangsrichtung geschlossen erstreckt und der die Schaufelspitzen der Schaufeln miteinander verbindet. The fan may be equipped with a fan ring extending closed in the circumferential direction and connecting the blade tips of the blades together. Ein derartiger Lüfterring kann die Stabilität des Lüfterrads erheblich verbessern. Such a fan ring can significantly improve the stability of the fan. Gleichzeitig kann er aus aerodynamischer Sicht vorteilhaft sein. At the same time it can be advantageous from an aerodynamic point of view. Zweckmäßig ist der Lüfterring mit seinem druckseitigen Ende axial von den Abströmkanten der Schaufelkörper beabstandet. Suitably, the fan ring is spaced apart with its pressure end axially from the trailing edges of the blade body. Sofern sich die Rampen im Wesentlichen bis zur Schaufelspitze erstrecken, erstreckt sich der Lüfterring maximal bis zur Rampe. the ramps substantially is provided to the blade tip extend, the fan ring extends up to the maximum ramp. Ferner kann der Lüfterring axial über die Anströmkanten der Schaufelkörper vorstehen. Further, the fan ring may project axially beyond the leading edges of the blade body. Auch der Lüfterring kann integral am Lüfterrad ausgeformt sein. Also, the fan ring may be integrally formed at the fan.
  • [0025]
    Ein erfindungsgemäßer Axiallüfter umfasst ein Lüfterrad der vorstehen beschriebenen Art sowie eine Lüfterhaube, die das Lüfterrad am Außenumfang umschließt. An inventive axial flow fan comprises a fan wheel of the type described, as well as projecting a fan shroud which surrounds the fan at the outer periphery. Im Betrieb des Axiallüfters ist die Lüfterhaube feststehend angeordnet, während das Lüfterrad relativ dazu rotiert. In operation of the axial fan, the fan cover is fixedly arranged, while the impeller rotates relative thereto. Die Lüfterhaube bewirkt im Wesentlichen eine Kanalisierung der Lüftströmung. The fan cover causes substantially channeling the Lüftströmung. Beispielsweise kann die Lüfterhaube mit dem zu durchströmenden Wärmetauscher verbunden sein, um einen vom Wärmetauscher bis zum Lüfterrad führenden Strömungskanal zu bilden. For example, the fan cover can be connected to the flow to pass through heat exchanger to form a leading up to the fan from the heat exchanger flow channel.
  • [0026]
    Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Further important features and advantages of the invention will be apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
  • [0027]
    Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and useful features to be explained not only in the respectively specified combination but also in other combinations or even alone, without departing from the scope of the present invention.
  • [0028]
    Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
  • [0029]
    Es zeigen, jeweils schematisch, In the drawings, schematically:
  • [0030]
    1 1 eine Axialansicht auf eine Druckseite eines Lüfterrads, an axial view on a pressure side of a fan,
  • [0031]
    2 2 eine Ansicht wie in a view as in 1 1 , jedoch bei einer anderen Ausführungsform, However, in another embodiment,
  • [0032]
    3 3 eine Schnittansicht entsprechend Schnittlinien III in a sectional view according to the sectional lines III in 2 2 , .
  • [0033]
    4 4 eine Schnittansicht wie in a sectional view as in 3 3 , jedoch bei einer anderen Ausführungsform, However, in another embodiment,
  • [0034]
    5 5 und and 6 6 jeweils eine isometrische Ansicht des Lüfterrads im Bereich einer Schaufel, jedoch bei weiteren Ausführungsformen, each is an isometric view of the impeller in the region of a blade, but in other embodiments,
  • [0035]
    7 7 bis to 10 10 jeweils eine druckseitige Ansicht einer Schaufel bei verschiedenen Ausführungsformen, in each case a pressure-side view of a blade in different embodiments
  • [0036]
    11 11 eine isometrische Ansicht einer Schaufel bei einer weiteren Ausführungsform, an isometric view of a blade in a further embodiment,
  • [0037]
    12 12 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung im Längsschnitt eines Axiallüfters im Einbauzustand. a greatly simplified schematic view in longitudinal section of an axial fan in the installed state.
  • [0038]
    Entsprechend den According to the 1 1 und and 2 2 umfasst ein Lüfterrad includes a fan 1 1 , das für einen in That in a 12 12 angedeuteten Axiallüfter indicated axial fan 2 2 vorgesehen ist, eine Nabe is provided a hub 3 3 und mehrere Schaufeln and a plurality of blades 4 4 , die von der Nabe Which from the hub 3 3 ausgehen. out. Vorzugsweise handelt es sich beim Lüfterrad Preferably the fan 1 1 um ein Spritzformteil aus Kunststoff, bei dem die Nabe a injection molding of plastic, in which said hub 3 3 und die Schaufeln and the shovels 4 4 materialeinheitlich aus einem Stück hergestellt sind. are integrally made of one piece.
  • [0039]
    Entsprechend den According to the 1 1 bis to 11 11 besitzt jede Schaufel each vane having 4 4 einen Schaufelfuß a blade root 5 5 , mit dem sie mit der Nabe With which they connected to the hub 3 3 verbunden ist, sowie eine Schaufelspitze is connected, and a blade tip 6 6 , die distal zur Nabe Distally to the hub 3 3 angeordnet ist. is arranged. Ferner weist jede Schaufel Further, each blade 4 4 einen Schaufelkörper a blade body 7 7 auf, der auch als Schaufelblatt bezeichnet werden kann. , which may also be referred to as a blade. Der Schaufelkörper The blade body 7 7 weist an einer in den has on one in the 3 3 , . 4 4 und and 12 12 erkennbaren Saugseite recognizable suction side 8 8th des Lüfterrads of the fan 1 1 eine Vorderseite a front 9 9 und an einer Druckseite and a pressure side 10 10 des Lüfterrads of the fan 1 1 eine Rückseite a back 11 11 auf. on. Ferner befinden sich am Schaufelkörper Additional facilities at the blade body 7 7 eine Anströmkante a leading edge 12 12 sowie eine Abströmkante and a trailing edge 13 13 der jeweiligen Schaufel the respective blade 4 4 . , Die Axialansichten der The axial views of 1 1 und and 2 2 sowie die isometrischen Ansichten der and isometric views of 5 5 bis to 11 11 sind auf die Saugseite des Lüfterrads are on the suction side of the fan 1 1 gerichtet. directed. Das heißt, dass in diesen Ansichten die Druckseite This means that in these views the printed page 10 10 dem Betrachter zugewandt ist, während die Saugseite facing the viewer, while the suction side 8 8th vom Betrachter abgewandt ist. facing away from the viewer.
  • [0040]
    Wie sich den How the 1 1 bis to 11 11 ferner entnehmen lässt, weisen alle Schaufeln can also refer to, all have blades 4 4 auf der Druckseite des Lüfterrads on the pressure side of the fan 1 1 jeweils eine Rampe in each case a ramp 14 14 auf. on. Die Rampe The ramp 14 14 steht dabei vom Schaufelkörper stands from the blade body 7 7 zur Druckseite printable page 10 10 hin ab. back from. Dabei geht die jeweilige Rampe Here is the respective ramp 14 14 von einem Anfangsbereich from an initial range 15 15 aus, in dem sich der Schaufelfuß from, in which the blade root 5 5 sowie die Anströmkante and the leading edge 12 12 befinden. are located. Ausgehend von diesem Anfangsbereich Starting from this initial range 15 15 erstreckt sich die jeweilige Rampe extending the respective ramp 14 14 dann in Richtung der Abströmkante then in the direction of the trailing edge 13 13 sowie in Richtung der Schaufelspitze and in the direction of the blade tip 6 6 der jeweiligen Schaufel the respective blade 4 4 . ,
  • [0041]
    In den In the 1 1 und and 2 2 ist jeweils für eine der Schaufeln is in each case for one of the blades 4 4 eine Schaufellänge a blade length 16 16 eingetragen, die sich radial vom Schaufelfuß Recorded extending radially from the blade root 5 5 zur Schaufelspitze the blade tip 6 6 erstreckt. extends. Erkennbar erstrecken sich die Rampen Recognized the ramps extend 14 14 bei den hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsformen im Wesentlichen über die gesamte Schaufellänge in the shown preferred embodiments, substantially over the entire blade length 16 16 , also quasi vom Schaufelfuß , So to speak from the blade root 5 5 bis zur Schaufelspitze to the blade tip 6 6 . , Insbesondere in den Ansichten der In particular, in the views of 5 5 bis to 10 10 ist erkennbar, dass sich die jeweilige Rampe it can be seen that the respective ramp 14 14 zweckmäßig nicht vollständig bis zu radial außenliegenden Außenkante expediently not completely up to the radially outer outside edge 19 19 der Schaufelspitze the blade tip 6 6 erstreckt, sondern dazu radial zurückbleibt. extends, but this remains radially. Dementsprechend verbleibt eine in den Accordingly, there remains a in the 5 5 bis to 10 10 bezeichnete Lücke called gap 17 17 zwischen einem radial außenliegenden Ende between a radially outer end 18 18 der Rampe ramp 14 14 und der besagten Außenkante and said outer edge 19 19 der Schaufelspitze the blade tip 6 6 . , Diese radiale Lücke This radial gap 17 17 ist bei den hier gezeigten bevorzugten Ausführungsformen sehr klein, insbesondere kleiner als is very small in the shown preferred embodiments, in particular less than 10 10 Prozent der Schaufellänge Percent of the blade length 16 16 . , Bei anderen Ausführungsformen kann diese Lücke In other embodiments, this gap may 17 17 jedoch größer sein. however, be greater. Insbesondere kann es für eine ausreichende Verbesserung der Effizienz des Lüfterrads In particular, it can be for a sufficient improvement in the efficiency of the fan 1 1 ausreichen, die Rampe sufficient ramp 14 14 so zu dimensionieren, dass sie sich über mindestens 50% der Schaufellänge be dimensioned such that it extends over at least 50% of the blade length 16 16 erstreckt. extends. Vorzugsweise erstreckt sich die Rampe Preferably, the ramp extends 14 14 jedoch über mindestens 75% der Schaufellänge However, over at least 75% of the blade length 16 16 . , Wie gezeigt lassen sich nach derzeitigem Kenntnisstand die besten Ergebnisse jedoch dann erreichen, wenn sich die jeweilige Rampe As shown, however, the best results are based on current knowledge be achieved if the respective ramp 14 14 über mindestens 90% der jeweiligen Schaufellänge at least 90% of the respective blade length 16 16 erstreckt. extends. In diesem Fall befinden sich in einem Endbereich In this case located in an end 34 34 der jeweiligen Rampe the respective ramp 14 14 die Schaufelspitze the blade tip 6 6 sowie das außenliegende Ende as well as the outboard end 18 18 der Rampe ramp 14 14 . , Ferner erstreckt sich die jeweilige Rampe Further, the respective ramp extends 14 14 in ihrem Endbereich in its end region 34 34 zumindest bis in die Nähe der Abströmkante at least up to the vicinity of the trailing edge 13 13 , sodass im Endbereich So that in the end region 34 34 auch die Abströmkante the trailing edge 13 13 enthalten ist. is included. Im Beispiel der In the example of 1 1 erstreckt sich die Rampe extending the ramp 14 14 bis zur Abströmkante up to the trailing edge 13 13 . , In den Beispielen der In the examples of 2 2 bis to 11 11 bleibt die Rampe remains the ramp 14 14 dagegen in der zumindest in den however, in at least the 1 1 und and 2 2 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Umfangsrichtung indicated by a double arrow circumferential direction 21 21 von der Abströmkante of the trailing edge 13 13 entfernt. away.
  • [0042]
    Gemäß den according to the 1 1 bis to 11 11 ist zwischen der Rampe is between the ramp 14 14 und der Abströmkante and the trailing edge 13 13 an der jeweiligen Schaufel at the respective blade 4 4 und an der Rückseite and at the rear 11 11 des jeweiligen Schaufelkörpers of each blade body 7 7 zumindest ein Kanal at least one channel 22 22 ausgebildet, der zur Druckseite formed of the pressure side 10 10 offen ist. is open. Im Beispiel der In the example of 1 1 sind drei derartige Kanäle are three such channels 20 20 je Schaufel per blade 4 4 vorgesehen. intended. Im Beispiel der In the example of 2 2 sind zwei Kanäle are two channels 20 20 je Schaufel per blade 4 4 vorgesehen. intended. In den Beispielen der In the examples of 7 7 bis to 10 10 ist dagegen nur ein solcher Kanal however, is only one such channel 20 20 je Schaufel per blade 4 4 vorgesehen. intended. Zumindest einer der Kanäle At least one of the channels 20 20 , der im Folgenden mit Which in the following with 20' 20 ' bezeichnet wird, erstreckt sich bis zum radial außenliegenden Ende is referred to, extends to the radially outer end 18 18 der Rampe ramp 14 14 . , Da bei der in Since when in 1 1 gezeigten Ausführungsform die Rampe Embodiment shown, the ramp 14 14 im Endbereich in the end 34 34 bis zur Abströmkante up to the trailing edge 13 13 geführt ist, ist der sich bis in das Ende is performed, is extending up to the end 18 18 der Rampe ramp 14 14 erstreckende Kanal extending channel 20' 20 ' radial verschlossen. radially closed. Im Unterschied dazu ist bei den in den In contrast, in the in the 2 2 bis to 11 11 gezeigten Ausführungsformen der sich bis in den Endbereich Embodiments which extends to the end region shown 34 34 erstreckende Kanal extending channel 20' 20 ' radial offen, wodurch er eine radiale Austrittsöffnung radially open, thereby a radial outlet opening 22 22 besitzt. has. Hierzu ist die Rampe For this purpose, the ramp 14 14 auch in ihrem Endbereich also in its end region 34 34 in der Umfangsrichtung in the circumferential direction 21 21 von der Abströmkante of the trailing edge 13 13 beabstandet. spaced.
  • [0043]
    Sofern, wie in den Unless, as in the 1 1 und and 2 2 erkennbar, mehrere Kanäle seen more channels 20 20 je Schaufel per blade 4 4 vorgesehen sind, verlaufen die Kanäle are provided, the channels run 20 20 bevorzugt parallel nebeneinander. preferably parallel to each other. Dabei sind in der Umfangsrichtung Here, in the circumferential direction 21 21 benachbarte Kanäle adjacent channels 20 20 jeweils durch einen gemeinsamen Trennsteg in each case by a common separation web 23 23 voneinander getrennt. separated. Der jeweilige Trennsteg The respective separating web 23 23 ist dabei an der Rückseite is at the back 11 11 des jeweiligen Schaufelkörpers of each blade body 7 7 angeordnet, wobei er dort vom Schaufelkörper , wherein it there from the blade body 7 7 zwischen der Rampe between the ramp 14 14 und der Abströmkante and the trailing edge 13 13 absteht. projects. Bei den Ausführungsformen der In the embodiments of 1 1 und and 2 2 gehen die Trennstege go the partitions 23 23 an ihrem radial außenliegenden Ende jeweils in die Rampe at its radially outer end in each case in the ramp 14 14 über. about. Die Trennstege The dividers 23 23 führen ebenso wie die Rampe perform as well as the ramp 14 14 zu einer signifikanten Aussteifung der jeweiligen Schaufel to a significant stiffening of the respective blade 4 4 . ,
  • [0044]
    Wie sich insbesondere den How, in particular, the 3 3 bis to 6 6 entnehmen lässt, ist die Rampe can be inferred, the ramp 14 14 beispielsweise als Steg ausgestaltet, der vom Schaufelkörper designed for example as web which from the blade body 7 7 absteht. projects. Bemerkenswert ist dabei, dass die stegförmige Rampe It is noteworthy here is that the web-shaped ramp 14 14 nicht senkrecht zur Rückseite not perpendicular to the rear 11 11 vom Schaufelkörper the blade body 7 7 absteht, sondern gegenüber einer Lotrichtung projects, but to a perpendicular direction 41 41 geneigt ist. is inclined. Angedeutet ist hier ein Neigungswinkel von etwa 45°. Also indicated is an inclination angle of approximately 45 ° here. Hierdurch besitzt der jeweilige Kanal Thereby having the respective channel 20 20 bzw. or. 20' 20 ' in einem quer zur Radialrichtung gemessenen Querschnitt ein V-Profil. in a measured transversely to the radial direction cross section, a V-profile. Durch Verändern einer Steghöhe oder Rampenhöhe lässt sich die Umströmung der jeweiligen Schaufel By varying a web height or ramp height, the flow around the respective blade leaves 4 4 beeinflussen, was in den influence what the 3 3 und and 4 4 durch entsprechende Strömungspfeile by appropriate flow arrows 24 24 und and 25 25 angedeutet ist. is indicated. Bemerkenswert ist dabei, dass sich durch Verändern der Geometrie der Rampe , It is worth noting that by changing the geometry of the ramp 14 14 die druckseitige Umströmung the pressure-side flow around 34 34 verändern lässt, ohne dass dadurch die Saugseitige Umströmung can be changed, without affecting the suction side flow around 25 25 beeinflusst wird. being affected. Somit lässt sich mithilfe der Rampe It can therefore be using the ramp 14 14 die Druckseite des Lüfterrads the pressure side of the fan 1 1 optimieren, ohne dabei eine unerwünschte Wechselwirkung mit der Saugseite optimize without unwanted interaction with the suction side 8 8th zu erzeugen. to create.
  • [0045]
    Ferner ist es möglich, die Höhe der Rampe Further, it is possible for the height of the ramp 14 14 entlang ihres radialen Verlaufs zu variieren. to vary along its radial gradient. In den In the 5 5 und and 6 6 ist jeweils mit unterbrochener Linie ein einfacher Verlauf eines zum Schaufelkörper is in each case with a broken line, a simple course of the blade body 7 7 distalen Abströmrands distal Abströmrands 26 26 der Rampe ramp 14 14 wiedergegeben. played. Dieser vereinfachte Verlauf des Abströmrands This simplified course of Abströmrands 26 26 kann insbesondere dazu führen, dass sich der Abströmrand may in particular cause the Abströmrand 26 26 in einer senkrecht zu einer Rotationsachse in a direction perpendicular to a rotational axis 27 27 (vgl. (see. 1 1 , . 2 2 und and 12 12 ) verlaufenden, hier nicht näher bezeichneten Austrittsebene liegt. ) Extending, not described in detail here exit plane. Insbesondere können in dieser Austrittsebene auch die Abströmkanten In particular, the trailing edges can in this exit plane 13 13 liegen. lie. In den In the 5 5 und and 6 6 sind dagegen mit durchgehender Linie komplexere Verläufe für den Abströmrand however, are in full line complex waveforms for the Abströmrand 26 26 angedeutet, bei denen der Abströmrand indicated, in which the Abströmrand 26 26 zumindest in einem sich entlang der Rampe in at least one along the ramp 14 14 erstreckenden Abschnitt extending portion 28 28 von der besagten Austrittsebene axial beabstandet ist. is axially spaced from said exit plane. Auch diese komplexen Verläufe für den Abströmrand These complex waveforms for the Abströmrand 26 26 können zu einer verbesserten Umströmung der Rampe to an improved flow around the ramp 14 14 führen. to lead.
  • [0046]
    Bei den Ausführungsformen der In the embodiments of 1 1 bis to 9 9 und and 11 11 ist die Rampe the ramp 14 14 zur Anströmkante the leading edge 12 12 hin konkav gekrümmt. concavely curved. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige konkave Krümmung besonders vorteilhaft ist für die Führung einer Rückströmung It has been found that such concave curvature is particularly advantageous for the guide of a back-flow 29 29 sowie für einen Druckaufbau an der Druckseite and for a pressure build-up on the pressure side 10 10 im Bereich einer Hauptströmung in the region of a main flow 30 30 . , Grundsätzlich sind jedoch auch andere Geometrien für die Rampe In principle, however, other geometries for the ramp 14 14 denkbar. conceivable. Dementsprechend ist in Accordingly, in 10 10 rein exemplarisch eine zur Anströmkante by way of example to a leading edge 12 12 hin leicht konvex gekrümmte Rampe down slightly convexly curved ramp 14 14 angedeutet. indicated. Die ursprünglich konkav gekrümmte Rampe The originally concave curved ramp 14 14 ist dabei in is in 10 10 mit unterbrochener Linie angedeutet. indicated by a broken line. Ebenso ist denkbar, die jeweilige Rampe It is also conceivable that respective ramp 14 14 geradlinig auszuführen. straight run.
  • [0047]
    Durch die Formgebung der Rampe The shape of the ramp 14 14 ist es ferner möglich, eine Strömungsrichtung der Rückströmung it is also possible to a flow direction of the return flow 29 29 im Bereich der Austrittsöffnung in the area of ​​the outlet opening 22 22 des jeweiligen axial offenen Kanals the respective axially open channel 20' 20 ' zu beeinflussen. to influence. Rein exemplarisch sind in den are exemplary in 7 7 bis to 9 9 hierzu drei verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt. this revealed three different ways. Im Beispiel der In the example of 7 7 ist die Strömungsrichtung der Rückströmung is the flow direction of the return flow 29 29 in der Austrittsöffnung in the outlet opening 22 22 zur Abströmkante the discharge edge 13 13 hin geneigt. inclined towards. Im Beispiel der In the example of 8 8th ist die Strömungsrichtung der Rückströmung is the flow direction of the return flow 29 29 in der Austrittsöffnung in the outlet opening 22 22 weitgehend radial orientiert. substantially radially oriented. Im Beispiel der In the example of 9 9 ist die Strömungsrichtung der Rückströmung is the flow direction of the return flow 29 29 in der Austrittsöffnung in the outlet opening 22 22 zur Anströmkante the leading edge 23 23 hin geneigt. inclined towards.
  • [0048]
    Bei der in When in 9 9 gezeigten Ausführungsform ist der radial außen offene Kanal Embodiment shown, the radially outwardly open channel 20' 20 ' in einem radial außen liegenden Austrittsbereich in a radially outer outlet area 31 31 , der die Austrittsöffnung That the outlet opening 22 22 enthält, als Diffusor contains, as a diffuser 32 32 ausgestaltet. designed. Erkennbar nimmt der durchströmbare Querschnitt des radial offenen Kanals Recognizable takes the through-flow cross-section of the radially open channel 20' 20 ' in der Strömungsrichtung der darin geführten Rückströmung in the direction of flow of the guided therein backflow 29 29 zwischen der Rampe between the ramp 14 14 und dem Schaufelkörper and the blade body 7 7 zunächst ab und anschließend wieder zu. initially, and then again.
  • [0049]
    11 11 zeigt eine weitere besondere Ausführungsform, bei welcher der Schaufelkörper shows a further special embodiment, in which the blade body 7 7 im Endbereich in the end 34 34 der Rampe ramp 14 14 zu Saugseite hin gegenüber der übrigen Vorderseite to the suction side relative to the remaining front 9 9 nach Außen gewölbt ist. is arched to the outside. Dieser nach Außen gewölbte Abschnitt ist in This arched outer portion is in 11 11 mit With 33 33 bezeichnet. designated. Mit unterbrochener Linie ist dabei die ursprüngliche Kontur dieses Abschnitts Broken line here is the original contour of this section 33 33 wiedergegeben, die sich ergibt, wenn die Kontur der übrigen Vorderseite reproduced, the result, when the contour of the remaining front 9 9 des Schaufelkörpers the blade body 7 7 an der Schaufelspitze at the blade tip 6 6 von der Anströmkante from the leading edge 13 13 zur Abströmkante the discharge edge 13 13 verlängert wird und an der Abströmkante is extended and at the trailing edge 13 13 vom Schaufelfuß from the blade root 5 5 bis zur Schaufelspitze to the blade tip 6 6 verlängert wird. is extended. Der in in 11 11 erkennbare, axial offene Kanal recognizable, axially open channel 20' 20 ' erstreckt sich dabei bis in den Endbereich extends up to the end portion 34 34 hinein. into it.
  • [0050]
    Entsprechend Corresponding 12 12 umfasst der Axiallüfter comprising the axial flow fan 2 2 zusätzlich zum Lüfterrad in addition to the fan 1 1 eine Lüfterhaube a fan cover 35 35 , die das Lüfterrad That the fan 1 1 am Außenumfang umschließt. surrounds the outer periphery. Die Lüfterhaube The fan cover 35 35 ist im Beispiel der is in the example of 12 12 an einem Wärmetauscher on a heat exchanger 36 36 angebracht und bildet einen Strömungskanal mounted and forms a flow channel 37 37 aus, der vom Wärmetauscher from which the heat exchanger 36 36 bis zum Lüfterrad up to the impeller 1 1 führt. leads. Der Axiallüfter the axial fan 2 2 erzeugt mithilfe des Lüfterrads produced using the fan 1 1 im Betrieb eine Kühlluftströmung in operation a flow of cooling air 38 38 , die den Wärmetauscher That the heat exchanger 36 36 durchströmt. flows through. Das Lüfterrad the fan 1 1 ist bei einer Vielzahl von Einbausituationen dabei axial zwischen dem Wärmetauscher is at a variety of installation situations, thereby axially between the heat exchanger 36 36 und einem Motorblock and an engine block 39 39 einer im Übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine, insbesondere eines Fahrzeugs, angeordnet. an internal combustion engine, not shown, moreover, in particular of a vehicle, arranged. Das Lüfterrad the fan 1 1 fördert dabei eine Hauptströmung promotes doing a mainstream 30 30 weitgehend axial, wobei bereits innerhalb des Lüfterrads substantially axially, already within the impeller 1 1 eine Umlenkung in die Radialrichtung erfolgt, sodass insbesondere im Bereich der Schaufelspitzen a deflection takes place in the radial direction, so that particularly in the area of ​​the blade tips 6 6 eine Diagonalströmung vorliegt. a diagonal flow is present. Axial zwischen dem Motorblock Axially between the engine block 39 39 und dem Lüfterrad and the fan 1 1 kommt es durch den Aufstau zur Rückströmung it comes through the impoundment to backflow 29 29 , die mit Hilfe der hier vorgestellten Kanäle That with the help of the presented channels 20 20 , . 20' 20 ' besonders effizient abgeführt und besonders verlustarm in die Hauptströmung dissipated particularly efficiently and more losses in the mainstream 30 30 rückgeführt werden kann. can be recycled.
  • [0051]
    In In 12 12 ist das Lüfterrad is the fan 1 1 rein exemplarisch mit einem Lüfterring by way of example with a fan ring 40 40 ausgestattet, der fest mit den Schaufeln equipped, integral with the blades 4 4 verbunden ist und dementsprechend mit dem Lüfterrad is connected with the fan and accordingly 1 1 mitrotiert. co-rotates. Der Lüfterring The fan ring 40 40 kann ein integraler Bestandteil des spritzgeformten Lüfterrads may be an integral part of the injection molded impeller 1 1 sein. be. Erkennbar erstreckt sich der Lüfterring Recognized the fan ring extends 40 40 axial an der Saugseite axially on the suction side 8 8th über die Anströmkanten on the leading edges 12 12 der Schaufeln the blades 4 4 hinaus, während an der Druckseite addition, while on the pressure side 10 10 die Abströmkanten the trailing edges 13 13 axial über den Lüfterring axially across the fan ring 40 40 vorstehen. protrude.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • [0052]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
  • [0053]
    • DE 102010042325 A1 [0002] DE 102010042325 A1 [0002]
    • WO 2012/072779 A1 [0003] WO 2012/072779 A1 [0003]
    • EP 1219837 A2 [0003] EP 1219837 A2 [0003]
    • DE 19929978 A1 [0003] DE 19929978 A1 [0003]

Claims (16)

  1. Lüfterrad für einen Axiallüfter ( Fan (for an axial fan 2 2 ) zum Erzeugen eines Kühlluftstroms ( ) (For generating a cooling air flow 38 38 ) durch einen Wärmetauscher ( ) (Through a heat exchanger 36 36 ) eines Fahrzeugs, – mit einer Nabe ( ) Of a vehicle, - (with a hub 3 3 ) und mehreren Schaufeln ( ) And multiple blades ( 4 4 ), die jeweils an einem Schaufelfuß ( ) Which (in each case to a blade 5 5 ) mit der Nabe ( ) (With the hub 3 3 ) verbunden sind, – wobei die Schaufeln ( ) Are connected, - wherein the vanes ( 4 4 ) jeweils einen Schaufelkörper ( ) Each having a blade body ( 7 7 ) aufweisen, der an einer Saugseite ( ) That the (to a suction side 8 8th ) des Lüfterrads ( () Of the impeller 1 1 ) eine Vorderseite ( ) Having a front ( 9 9 ) und an einer Druckseite ( ) And (to a pressure side 10 10 ) des Lüfterrads ( () Of the impeller 1 1 ) eine Rückseite ( ) A back ( 11 11 ) besitzt und der eine Anströmkante ( ) And has (a leading edge 12 12 ) sowie Abströmkante ( () And trailing edge 13 13 ) aufweist, – wobei wenigstens eine der Schaufeln ( ), - wherein at least one of the blades ( 4 4 ) auf der Druckseite ( ) (On the pressure side 10 10 ) des Lüfterrads ( () Of the impeller 1 1 ) eine Rampe ( ) A ramp ( 14 14 ) aufweist, die von der Rückseite ( ), Which (from the back 11 11 ) des Schaufelkörpers ( () Of the blade body 7 7 ) absteht und die sich ausgehend von einem Anfangsbereich ( ) Projects and which, starting (from an initial range 15 15 ), in dem sich der Schaufelfuß ( ), In which the blade root ( 5 5 ) und die Anströmkante ( ) And the leading edge ( 12 12 ) der jeweiligen Schaufel ( () Of the respective blade 4 4 ) befinden, in Richtung der Abströmkante ( ) Are, (in the direction of the trailing edge 13 13 ) und einer Schaufelspitze ( ) And a blade tip ( 6 6 ) der jeweiligen Schaufel ( () Of the respective blade 4 4 ) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Rampe ( ), Characterized by the fact that the respective ramp ( 14 14 ) über mehr als 50% einer radial vom Schaufelfuß ( ) More than 50% of a radial (from the blade root 5 5 ) zur Schaufelspitze ( ) (The blade tip 6 6 ) gemessenen Schaufellänge ( ) Measured blade length ( 16 16 ) erstreckt. ) Extends.
  2. Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Rampe ( Fan impeller according to claim 1, characterized in that the respective ramp ( 14 14 ) über mindestens 75% der Schaufellänge ( ) (Over at least 75% of the blade length 16 16 ) erstreckt. ) Extends.
  3. Lüfterrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Rampe ( Fan impeller according to claim 1 or 2, characterized in that the respective ramp ( 14 14 ) im Wesentlichen über die gesamte Schaufellänge ( ) Is substantially (over the entire blade length 16 16 ) erstreckt. ) Extends.
  4. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 3, characterized in that (between the ramp 14 14 ) und der Abströmkante ( ) And the trailing edge ( 13 13 ) des Schaufelkörpers ( () Of the blade body 14 14 ) wenigstens ein zur Druckseite ( ) At least one (to the pressure side 10 10 ) offener Kanal ( ) Open channel ( 20 20 , . 20' 20 ' ) ausgebildet ist. ) is trained.
  5. Lüfterrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein solcher Kanal ( Fan impeller according to claim 4, characterized in that at least one such channel ( 20' 20 ' ) bis zu einem radial außenliegenden Ende ( ) To a radially outer end ( 18 18 ) der Rampe ( () Of the ramp 14 14 ) erstreckt. ) Extends.
  6. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein solcher Kanal ( Fan impeller according to one of claims 4 or 5, characterized in that at least one such channel ( 20' 20 ' ) radial außen offen ist. ) Is open radially outwards.
  7. Lüfterrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein solcher, radial nach außen offener Kanal ( Fan impeller according to claim 6, characterized in that (at least in such a radially outwardly open channel 20' 20 ' ) in einem radial außenliegenden Austrittsbereich ( ) (In a radially outer outlet area 31 31 ) als Diffusor ( ) (As a diffuser 32 32 ) ausgestaltet ist. ) Is configured.
  8. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kanäle ( Fan impeller according to one of claims 4 to 7, characterized in that several channels ( 20 20 , . 20' 20 ' ) parallel nebeneinander angeordnet sind, wobei benachbarte Kanäle ( ) Are arranged parallel next to one another, wherein adjacent channels ( 20 20 , . 20' 20 ' ) durch einen gemeinsamen Trennsteg ( ) (By a common separation web 23 23 ) voneinander getrennt sind, der an der Rückseite ( ) Are separated from each other, which (at the rear 11 11 ) vom Schaufelkörper ( ) (From the blade body 7 7 ) zwischen der Rampe ( ) (Between the ramp 14 14 ) und der Abströmkante ( ) And the trailing edge ( 13 13 ) absteht. ) Projects.
  9. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ramp ( 14 14 ) zur Anströmkante ( ) (For the leading edge 12 12 ) hin konkav gekrümmt ist. ) Is curved concavely.
  10. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Schaufelkörper ( Fan impeller according to one of claims 1 to 9, characterized in that a (to the blade body 7 7 ) distaler Abströmrand ( ) Distal Abströmrand ( 26 26 ) der Rampe ( () Of the ramp 14 14 ) entlang der Rampe ( ) (Along the ramp 14 14 ) im Wesentlichen in einer senkrecht zur Rotationsachse ( ) Substantially in a perpendicular axis of rotation ( 27 27 ) des Lüfterrads ( () Of the impeller 1 1 ) verlaufenden Austrittsebene liegt. ) Extending exit plane.
  11. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ramp ( 14 14 ) einen zum Schaufelkörper ( ) One (the blade body 7 7 ) distalen Abströmrand ( ) Distal Abströmrand ( 26 26 ) aufweist, der zumindest einen sich entlang der Rampe ( ), Which at least one is (along the ramp 14 14 ) erstreckenden Abschnitt ( ) Extending portion ( 28 28 ) besitzt, der von einer senkrecht zur Rotationsachse ( ) Possesses the (from a perpendicular to the axis of rotation 27 27 ) des Lüfterrads ( () Of the impeller 1 1 ) verlaufenden Austrittsebene beabstandet ist. ) Extending exit plane spaced.
  12. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 11, characterized in that the ramp ( 14 14 ) bis in einen Endbereich ( ) Up to an end region ( 34 34 ) erstreckt, in dem sich die Abströmkante ( ) Extends, in which the trailing edge ( 13 13 ) und die Schaufelspitze ( ) And the blade tip ( 6 6 ) befinden, wobei der Schaufelkörper ( ), Wherein the blade body ( 7 7 ) in diesem Endbereich ( ) (In this end region 34 34 ) zur Saugseite ( ) (To the suction side 8 8th ) hin gegenüber der übrigen Vorderseite ( ) Down towards the rest of front ( 9 9 ) nach außen gewölbt ist. ) Is convex.
  13. Lüfterrad nach den Ansprüchen 12 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein solcher Kanal ( Fan impeller according to claims 12 and 4, characterized in that at least one such channel ( 20' 20 ' ) bis in den Endbereich ( ) Into the end region ( 34 34 ) erstreckt. ) Extends.
  14. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, – dass die jeweilige Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 13, characterized in that - the respective ramp ( 14 14 ) am Schaufelfuß ( ) (At the blade root 6 6 ) und/oder an der Nabe ( ) And / or to the hub ( 3 3 ) beginnt, und/oder – dass die jeweilige Rampe ( ) Starts, and / or - that the respective ramp ( 14 14 ) an der Anströmkante ( ) (At the leading edge 12 12 ) beginnt. ) Begins.
  15. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfterring ( Fan impeller according to one of claims 1 to 13, characterized in that a fan ring ( 40 40 ) vorgesehen ist, der fest mit den Schaufeln ( ) Is provided which determines (with the blades 4 4 ) verbunden ist. ) connected is.
  16. Axiallüfter zum Erzeugen eines Kühlströms ( Axial fan for generating a Kühlströms ( 38 38 ) zum Durchströmen eines Wärmetauschers ( ) (For the passage of a heat exchanger 36 36 ) eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Lüfterrad ( ) Of a motor vehicle, - (with a fan wheel 1 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, – mit einer Lüfterhaube ( ) According to one of claims 1 to 14, - (with a fan shroud 35 35 ), die das Lüfterrad ( ), Which (the fan 1 1 ) am Außenumfang umschließt. ) Encloses the outer periphery.
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