DE102015105676A1

DE102015105676A1 - Radial fan for ventilation and air conditioning systems of motor vehicles

Info

Publication number: DE102015105676A1
Application number: DE102015105676.3A
Authority: DE
Inventors: Bodo Gesell; Renato Santomo
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2016-10-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radiallüfter (10) für Lüftungs- und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem Lüftergehäuse (12), das eine Lufteinlassöffnung (14) zum Ansaugen von Luft (16) aufweist, einem Lüfterrad (18), das um eine Rotationsachse (A) verdrehbar im Lüftergehäuse (12) aufgenommen ist und in Umfangsrichtung (20) mehrere Lüfterschaufeln (22) aufweist, sowie einem saugseitig angeordneten Vorverwirbler (24), der mehrere stationäre Luftleitlamellen (26) aufweist, wobei die Lufteinlassöffnung (14) axial an das Lüfterrad (18) angrenzt und der Vorverwirbler (24) axial angesaugte Luft (16) radial und/oder tangential ablenkt, wobei die Luftleitlamellen (26) des Vorverwirblers (24) und die Lüfterschaufeln (22) des Lüfterrads (18) einen axial beabstandet sind, wobei sich die Luftleitlamellen (26) des Vorverwirblers (24) mit Bezug auf die Rotationsachse (A) in radialer Richtung (28) jeweils von einem radial äußeren Lamellenende (30) zu einem radial inneren, freien Lamellenende (32) erstrecken und das freie Lamellenende (32) radial in die Lufteinlassöffnung (14) des Lüftergehäuses (12) ragt.The invention relates to a radial fan (10) for ventilation and air conditioning systems of motor vehicles, comprising a fan housing (12) having an air inlet opening (14) for sucking in air (16), a fan wheel (18) mounted about an axis of rotation (A ) is rotatably received in the fan housing (12) and in the circumferential direction (20) a plurality of fan blades (22), and a suction side arranged Vorverwirbler (24) having a plurality of stationary Luftleitlamellen (26), wherein the air inlet opening (14) axially to the fan (18) is adjacent and the Vorverwirbler (24) axially deflected air (16) radially and / or tangentially deflects, the Luftleitlamellen (26) of the Vorverwirblers (24) and the fan blades (22) of the fan (18) are axially spaced, wherein the spoiler (26) of the Vorverwirblers (24) with respect to the axis of rotation (A) in the radial direction (28) in each case from a radially outer fin end (30) to a radially inner, free L. Amellenende (32) extend and the free fin end (32) radially into the air inlet opening (14) of the fan housing (12) protrudes.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radiallüfter für Lüftungs- und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem Lüftergehäuse, das eine Lufteinlassöffnung zum Ansaugen von Luft aufweist, und einem Lüfterrad, das um eine Rotationsachse verdrehbar im Lüftergehäuse aufgenommen ist und in Umfangsrichtung mehrere Lüfterschaufeln aufweist. The invention relates to a radial fan for ventilation and air conditioning systems of motor vehicles, with a fan housing having an air inlet opening for sucking air, and a fan wheel which is rotatably received around a rotation axis in the fan housing and has a plurality of fan blades in the circumferential direction.

Solche Lüfter werden zum Beispiel in HLK-Anlagen zur Heizung, Lüftung und Klimatisierung von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Luft anzusaugen und in einen Fahrzeuginnenraum gegebenenfalls erwärmt oder gekühlt abzugeben. Mit Bezug auf die Rotationsachse des Lüfterrads wird die Luft bei einem Radiallüfter axial angesaugt und radial bzw. tangential abgeblasen. Such fans are used, for example, in HVAC systems for heating, ventilation and air conditioning of motor vehicles to suck air and optionally heated or cooled in a vehicle interior. With respect to the axis of rotation of the fan wheel, the air is sucked axially in a radial fan and blown off radially or tangentially.

Infolge der relativ hohen Axialgeschwindigkeit der angesaugten Luft trifft diese in axialer Zuströmrichtung gesehen eher im „axial hinteren Bereich“ auf die Lüfterschaufeln des Lüfterrads, wohingegen ein „axial vorderer Bereich“ der Lüfterschaufeln eine erheblich geringere Luftbeaufschlagung erfährt. As a result of the relatively high axial velocity of the sucked air, this in the axial inflow direction strikes the fan blades of the fan wheel rather in the "axially rear region", whereas an "axially front region" of the fan blades experiences a considerably lower air admission.

Um die Lüfterschaufeln des Lüfterrads effizienter zu nutzen und den Energieverbrauch des Radiallüfters bei vorgegebener Lüfterleistung zu reduzieren, sind aus dem Stand der Technik bereits sogenannte Vorverwirbler bekannt, die saugseitig angeordnet sind und die axial angesaugte Luft radial nach außen und/oder tangential in Drehrichtung des Lüfterrads ablenken. Dadurch wird, in axialer Zuströmrichtung gesehen, der „axial vordere Bereich“ der Lüfterschaufeln stärker mit Luft beaufschlagt, sodass die Lüfterschaufeln insgesamt effizienter genutzt werden und der Energieverbrauch des Lüfters entsprechend sinkt. In order to use the fan blades of the fan more efficient and to reduce the energy consumption of the centrifugal fan for a given fan performance, so-called Vorverwirbler are already known from the prior art, which are arranged on the suction side and the axially sucked air radially outward and / or tangentially in the direction of rotation of the fan distracted. As a result, as viewed in the axial inflow direction, the "axial front area" of the fan blades is exposed more strongly to air, so that the fan blades are used more efficiently overall and the energy consumption of the fan drops correspondingly.

Ein Radiallüfter mit Vorverwirbler ist zum Beispiel in der US 2014/0003927 A1 offenbart, wobei der Vorverwirbler zur Effizienz- und Leistungsoptimierung des Lüfters in dieser Druckschrift mit Bezug auf die Rotationsachse des Lüfterrads axial in das Lüfterrad hineinragt, also die Luftleitlamellen des Vorverwirblers axial mit den Lüfterschaufeln überlappen. A radial fan with Vorverwirbler is for example in the US 2014/0003927 A1 discloses, wherein the Vorverwirbler for efficiency and performance optimization of the fan in this document with respect to the axis of rotation of the fan axially projects into the fan, so overlap the vanes of the Vorverwirblers axially with the fan blades.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass im Betrieb eines solchen Lüfters unerwünschte „Heulton“-Geräusche entstehen können. However, it has been found that in the operation of such a fan undesirable "howling" noises can occur.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen energieeffizienten Radiallüfter zu schaffen, der besonders geringe Betriebsgeräusche sowie einen möglichst geringen Strömungswiderstand und damit einhergehenden Druckverlust aufweist. It is therefore an object of the invention to provide an energy-efficient radial fan, which has particularly low operating noise and the lowest possible flow resistance and concomitant pressure loss.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Radiallüfter für Lüftungs- und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem Lüftergehäuse, das eine Lufteinlassöffnung zum Ansaugen von Luft aufweist, einem Lüfterrad, das um eine Rotationsachse verdrehbar im Lüftergehäuse aufgenommen ist und in Umfangsrichtung mehrere Lüfterschaufeln aufweist, sowie einem saugseitig angeordneten Vorverwirbler, der mehrere stationäre Luftleitlamellen aufweist, wobei die Lufteinlassöffnung axial an das Lüfterrad angrenzt und der Vorverwirbler axial angesaugte Luft radial und/oder tangential ablenkt, wobei die Luftleitlamellen des Vorverwirblers und die Lüfterschaufeln des Lüfterrads axial beabstandet sind, insbesondere einen axialen Abstand, insbesondere einen axialen Abstand größer als 1 mm aufweisen, und wobei sich die Luftleitlamellen des Vorverwirblers mit Bezug auf die Rotationsachse in radialer Richtung jeweils von einem radial äußeren Lamellenende zu einem radial inneren, freien Lamellenende erstrecken und das freie Lamellenende radial in die Lufteinlassöffnung des Lüftergehäuses ragt. Aufgrund des axialen Abstands zwischen den stationären Luftleitlamellen und den rotierenden Lüfterschaufeln werden unerwünschte Betriebsgeräusche reduziert, was zu einem besonders geräuscharmen Lüfterbetrieb führt. Bei zu großer axialer Nähe, insbesondere einer axialen Überlappung zwischen Vorverwirbler und Lüfterrad können im Lüfterbetrieb störende „Heultöne“ wahrgenommen werden. Diese unerwünschten Betriebsgeräusche verringern sich mit zunehmendem axialen Abstand zwischen den stationären Luftleitlamellen des Vorverwirblers und den rotierenden Lüfterschaufeln des Lüfterrads. Da sich im Übrigen lediglich die Luftleitlamellen des Vorverwirblers radial in die Lufteinlassöffnung des Lüftergehäuses erstrecken, ist auch der Strömungswiderstand des Vorverwirblers gering und wird im Wesentlichen durch die gewünschte Umlenkung der axial angesaugten Luft in radiale und/oder tangentiale Richtung hervorgerufen. Insbesondere weist der Vorverwirbler keine Nabe und keinen radial innenliegenden Befestigungsring für die Luftleitlamellen auf. Durch den Verzicht auf solche zusätzlichen Strömungswiderstände, welche nicht zur Vorverwirbelung der axial angesaugten Luft beitragen, lassen sich die Druckverluste und Strömungsgeräusche am Vorverwirbler minimieren. This object is achieved by a radial fan for ventilation and air conditioning systems of motor vehicles, with a fan housing having an air inlet opening for sucking air, a fan which is rotatably received around a rotation axis in the fan housing and has a plurality of fan blades in the circumferential direction, and a arranged on the suction side Vorverwirbler having a plurality of stationary louvers, wherein the air inlet opening axially adjacent to the fan and the Vorverwirbler axially sucked air radially and / or tangentially deflects, the vanes of the Vorverwirblers and the fan blades of the fan are axially spaced, in particular an axial distance, In particular, have an axial distance greater than 1 mm, and wherein the vanes of the Vorverwirblers with respect to the axis of rotation in the radial direction in each case from a radially outer fin end to a radially inner, extend free fin end and the free fin end projects radially into the air inlet opening of the fan housing. Due to the axial distance between the stationary air guide fins and the rotating fan blades undesirable operating noise is reduced, resulting in a particularly quiet fan operation. If there is too much axial proximity, in particular an axial overlap between Vorverwirbler and fan wheel disturbing "howls" can be perceived in the fan mode. These unwanted operating noise decreases with increasing axial distance between the stationary air deflectors of Vorverirblers and the rotating fan blades of the fan. Since, moreover, only the air guide vanes of Vorverwirblers extend radially into the air inlet opening of the fan housing, and the flow resistance of the Vorverwirblers is low and is caused mainly by the desired deflection of the axially sucked air in the radial and / or tangential direction. In particular, the Vorverwirbler has no hub and no radially inner mounting ring for the vanes. By dispensing with such additional flow resistances, which do not contribute to Vorverwirbelung the axially sucked air, the pressure losses and flow noise can be minimized at the Vorverwirbler.

Gemäß einer Ausführungsform des Radiallüfters ist die Lufteinlassöffnung des Lüftergehäuses als Lufteinlasskanal ausgebildet, wobei der Vorverwirbler axial außerhalb des Lufteinlasskanals angeordnet und durch den Lufteinlasskanal axial vom Lüfterrad beabstandet ist. Der bevorzugt trichterförmig ausgebildete Lufteinlasskanal definiert somit einen gewünschten axialen Abstand zwischen den Luftleitlamellen des Vorverwirblers und den Lüfterschaufeln des Lüfterrads. Die Anordnung des Vorverwirblers axial außerhalb des Lufteinlasskanals ermöglicht außerdem eine Minimierung des aus dem Vorverwirbler resultierenden Strömungswiderstands, da Vorverwirblerkomponenten wie z.B. ein Befestigungsring für die Luftleitlamellen radial außerhalb der Lufteinlassöffnung liegen können. According to one embodiment of the radial fan, the air inlet opening of the fan housing is designed as an air inlet channel, wherein the Vorverwirbler axially disposed outside the air inlet channel and axially spaced from the fan wheel through the air inlet channel. The preferably funnel-shaped air inlet channel thus defines a desired axial distance between the vanes of the Vorverwirblers and the fan blades of the fan. The arrangement of the Vorverwirblers axially outside the air inlet channel also allows a minimization of the Vorverwirbler resulting flow resistance, since Vorverwirblerkomponenten such as a mounting ring for the vanes can lie radially outside the air inlet opening.

Besonders bevorzugt beträgt der axiale Abstand zwischen den Luftleitlamellen und den Lüfterschaufeln wenigstens 10 mm, insbesondere wenigstens 50 mm. Mit zunehmendem axialen Abstand zwischen den Luftleitlamellen und den Lüfterschaufeln verringern sich nicht nur unerwünschte Betriebsgeräusche des Radiallüfters, sondern auch die erwünschten Vorverwirbelungseffekte der axial angesaugten Luft und die daraus resultierenden Energieeinsparungen. Es hat sich herausgestellt, dass ein axialer Abstand zwischen 10 mm und 50 mm einen besonders guten Kompromiss zwischen Geräuschreduktion und Energieeffizienzsteigerung darstellt. Bei einem Abstand über 50 mm sind unerwünschte Betriebsgeräusche weitgehend vernachlässigbar, wobei dann jedoch auch die mit dem Vorverwirbler erzielbare Verbesserung der Energieeffizienz im Betrieb des Radiallüfters spürbar eingeschränkt wird. Particularly preferably, the axial distance between the air guide fins and the fan blades is at least 10 mm, in particular at least 50 mm. With increasing axial distance between the vanes and the fan blades not only undesirable operating noise of the radial fan, but also reduce the desired Vorverwirbelungseffekte the axially sucked air and the resulting energy savings. It has been found that an axial distance between 10 mm and 50 mm is a particularly good compromise between noise reduction and energy efficiency. At a distance of more than 50 mm, unwanted operating noise is largely negligible, but then also the achievable with the Vorverwirbler energy efficiency in the operation of the centrifugal fan is noticeably limited.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Radiallüfters ist die Lufteinlassöffnung im Wesentlichen kreisrund ausgebildet und weist einen Durchmesser d auf, wobei die Luftleitlamellen von einem radialen Innenrand der Lufteinlassöffnung zum radial inneren, freien Lamellenende jeweils eine radiale Abmessung r₁ aufweisen, und wobei gilt: 0,05 d < r₁ < 0,3 d, insbesondere 0,1 d < r₁ < 0,2 d. Je weiter die radial inneren, freien Lamellenenden in die Lufteinlassöffnung ragen, desto besser die Vorverwirbelung, d.h. die Umlenkung der axial angesaugten Luft radial nach außen und/oder tangential in Drehrichtung des Lüfterrads, und desto größer der Strömungswiderstand des Vorverwirblers und die daraus resultierenden, unerwünschten Luftströmungsgeräusche im Betrieb des Radiallüfters. Der angegebene Bereich stellt einen guten Kompromiss zwischen einer effektiven Vorverwirbelung und einem geringen Strömungswiderstand dar. According to a further embodiment of the radial fan, the air inlet opening is substantially circular and has a diameter d, wherein the louvers have a radial dimension r ₁ from a radial inner edge of the air inlet opening to the radially inner, free lamella end, and where: 0.05 d <r ₁ <0.3 d, in particular 0.1 d <r ₁ <0.2 d. The further the radially inner, free fin ends protrude into the air inlet opening, the better the Vorverwirbelung, ie the deflection of the axially sucked air radially outwardly and / or tangentially in the direction of rotation of the fan, and the greater the flow resistance of the Vorverwirblers and the resulting undesirable Airflow noise during operation of the radial fan. The specified range represents a good compromise between effective Vorverwirbelung and a low flow resistance.

Wie bereits erwähnt kann die Lufteinlassöffnung im Wesentlichen kreisrund ausgebildet sein und einen Durchmesser d aufweisen. Die Luftleitlamellen des Vorverwirblers sind dabei vorzugsweise kreisringförmig angeordnet, sodass die radial inneren, freien Lamellenenden auf einem ersten Durchmesser d₁ und die radial äußeren Lamellenenden auf einem zweiten Durchmesser d₂ liegen, wobei gilt: d₁ < d ≤ d₂. As already mentioned, the air inlet opening may be formed substantially circular and have a diameter d. The spoiler vanes of Vorverwirblers are preferably arranged annularly, so that the radially inner, free fin ends on a first diameter d ₁ and the radially outer fin ends are at a second diameter d ₂ , where: d ₁ <d ≦ d ₂ .

In einer Ausführungsform des Radiallüfters sind die Luftleitlamellen des Vorverwirblers kreisringförmig und in Umfangsrichtung verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet, sodass die radial inneren, freien Lamellenenden auf einem ersten Durchmesser d₁ und die äußeren Lamellenenden auf einem zweiten Durchmesser d₂ liegen, wobei in Umfangsrichtung ein Abstand t zweier benachbarter Luftleitlamellen im Wesentlichen einer radialen Abmessung r der Luftleitlamellen vom radial inneren Lamellenende zum radial äußeren Lamellenende entspricht. Dies bedeutet insbesondere, dass sich der Abstand t zweier benachbarter Luftleitlamellen in Umfangsrichtung um höchstens 10 % von der radialen Abmessung r der Luftleitlamellen unterscheidet. Auch dies hat sich in Bezug auf eine möglichst geringe Beeinträchtigung des Strömungswiderstands bei gleichzeitig möglichst effektiver Vorverwirbelung als guter Kompromiss erwiesen. In one embodiment of the radial fan, the spoiler vanes of the Vorverwirblers are circular and distributed in the circumferential direction, in particular arranged evenly distributed, so that the radially inner, free fin ends on a first diameter d ₁ and the outer fin ends are on a second diameter d ₂ , wherein in the circumferential direction Distance t of two adjacent air guide vanes substantially corresponds to a radial dimension r of the air conduction vanes from the radially inner fin end to the radially outer end of the fin. This means, in particular, that the distance t between two adjacent louvers in the circumferential direction differs by at most 10% from the radial dimension r of the louvers. This too has proven to be a good compromise with regard to the least possible impairment of the flow resistance with at the same time as effective as possible vortexing.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Radiallüfters sind die Luftleitlamellen des Vorverwirblers jeweils unmittelbar an einer vom Lüfterrad abgewandten axialen Stirnseite des Lüftergehäuses befestigt. According to a further embodiment of the radial fan, the louvers of the Vorverwirblers are each directly attached to a side facing away from the fan axial end face of the fan housing.

Alternativ oder zusätzlich kann der Vorverwirbler einen Befestigungsring aufweisen, wobei die Luftleitlamellen an ihrem radial äußeren Lamellenende jeweils fest mit dem Befestigungsring verbunden sind und sich ausgehend vom Befestigungsring frei zum radial inneren, freien Lamellenende erstrecken. Durch den Befestigungsring kann der Vorverwirbler mit minimalem Aufwand einstückig oder als vorgefertigte Baugruppe hergestellt und einfach stromaufwärts der Lufteinlassöffnung montiert werden. Alternatively or additionally, the Vorverwirbler have a mounting ring, the Luftleitlamellen are each firmly connected at its radially outer fin end with the mounting ring and extending from the mounting ring free to the radially inner, free fin end. Through the mounting ring, the Vorverwirbler can be made in one piece or as a prefabricated assembly with minimal effort and simply mounted upstream of the air inlet opening.

In der Ausführungsvariante mit Befestigungsring ist der Vorverwirbler vorzugsweise koaxial zur Lufteinlassöffnung angeordnet, was zu einer besonders homogenen Luftverwirbelung in der Lufteinlassöffnung führt. Diese homogene Verwirbelung trägt wiederum zu einer gleichmäßigen Luftbeaufschlagung des Lüfterrads und damit einem äußerst energieeffizienten Lüfterbetrieb bei. In the embodiment with fastening ring of the Vorverwirbler is preferably arranged coaxially to the air inlet opening, resulting in a particularly homogeneous Luftverwirbelung in the air inlet opening. This homogeneous turbulence in turn contributes to a uniform Luftbeaufschlagung of the fan and thus an extremely energy-efficient fan operation.

Der Befestigungsring des Vorverwirblers ist beispielsweise unmittelbar am Lüftergehäuse montiert. The attachment ring of Vorverwirblers example, mounted directly on the fan housing.

Alternativ kann eine an die Lufteinlassöffnung des Lüftergehäuses angeschlossene Ansaugleitung vorgesehen sein, wobei der Befestigungsring des Vorverwirblers an oder in der Ansaugleitung montiert ist. Alternatively, a suction pipe connected to the air inlet opening of the fan housing may be provided, wherein the fastening ring of the preliminary fluidizer is mounted on or in the suction pipe.

Der Befestigungsring des Vorverwirblers ist hierbei bevorzugt zwischen der Ansaugleitung und dem Lüftergehäuse angeordnet. Auf diese Weise lässt sich der Vorverwirbler einfach am Radiallüfter montieren und mit minimalem Aufwand an geänderte Randbedingungen des Radiallüfters anpassen. So kann zum Beispiel die Anzahl, Größe und/oder Form der Luftleitlamellen des Vorverwirblers angepasst werden, ohne bauliche Änderungen am Lüftergehäuse und der Ansaugleitung vornehmen zu müssen. The fastening ring of the Vorverwirblers is hereby preferably arranged between the intake pipe and the fan housing. In this way, the Vorverwirbler can be easily mounted on the radial fan and adapt with minimal effort to changing boundary conditions of the radial fan. Thus, for example, the number, size and / or shape of the spoiler vanes of the Vorverwirblers can be adjusted without having to make structural changes to the fan housing and the intake pipe.

Besonders bevorzugt bildet der Befestigungsring mit der Ansaugleitung und/ oder einem axialen Fortsatz des Lüftergehäuses eine Muffenverbindung oder eine Nut/Feder-Verbindung aus. Solche einfachen Steckverbindungen ermöglichen mit minimalem Aufwand eine weitgehend dichte, zuverlässige und rasche Montage des Vorverwirblers am Lüftergehäuse und/oder an der Ansaugleitung. Particularly preferably, the fastening ring with the suction line and / or an axial extension of the fan housing forms a sleeve connection or a tongue-and-groove connection. Such simple connectors allow with minimal effort a largely dense, reliable and rapid installation of the Vorverwirblers on the fan housing and / or on the suction line.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen: Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. In these show:

1 einen schematischen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Radiallüfter; 1 a schematic axial section through a radial fan according to the invention;

2 eine schematische Schnittansicht des Radiallüfters gemäß 1; 2 a schematic sectional view of the radial fan according to 1 ;

3 einen schematischen Axialschnitt durch einen erfindungsgenäßen Radiallüfter gemäß einer weiteren Ausführungsform; 3 a schematic axial section through a erfindungsgenäßen radial fan according to another embodiment;

4 einen Detailausschnitt des Radiallüfters gemäß 3 im Bereich eines Vorverwirblers; und 4 a detail of the radial fan according to 3 in the field of a Vorverwirblers; and

5 eine perspektivische Detailansicht eines Vorverwirblers für einen erfindungsgemäßen Radiallüfter. 5 a detailed perspective view of a Vorverwirblers for a radial fan according to the invention.

Die 1 zeigt einen Radiallüfter 10 für Lüftungs- und Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem Lüftergehäuse 12, das eine Lufteinlassöffnung 14 zum Ansaugen von Luft 16 aufweist, sowie einem Lüfterrad 18, das um eine Rotationsachse A verdrehbar im Lüftergehäuse 12 aufgenommen ist und in Umfangsrichtung 20 mehrere Lüfterschaufeln 22 aufweist. Das Lüfterrad 18 wird im Betrieb des Radiallüfters 10 in einer Drehrichtung 23 angetrieben, wobei die Lüfterschaufeln 22 mit Bezug auf die Drehrichtung 23 vorwärtsgekrümmt, gerade oder rückwärtsgekrümmt ausgeführt sind. Der Radiallüfter 10 umfasst außerdem einen saugseitig angeordneten Vorverwirbler 24, der mehrere stationäre, d.h. gehäusefeste Luftleitlamellen 26 aufweist, wobei die Luftleitlamellen 26 insbesondere eben oder gekrümmt ausgeführt sind. The 1 shows a radial fan 10 for ventilation and air conditioning systems of motor vehicles, with a fan housing 12 that has an air inlet opening 14 for sucking in air 16 has, and a fan 18 , which is rotatable about an axis of rotation A in the fan housing 12 is included and in the circumferential direction 20 several fan blades 22 having. The fan wheel 18 is in operation of the radial fan 10 in one direction of rotation 23 driven, with the fan blades 22 with respect to the direction of rotation 23 forward curved, straight or rückwärtsgekrümmt are executed. The radial fan 10 also includes a pre-swirler located on the suction side 24 , the several stationary, ie housing-fixed vanes 26 having, wherein the louvers 26 are executed in particular flat or curved.

Die Lufteinlassöffnung 14 grenzt axial an das Lüfterrad 18 an, und der Vorverwirbler 24 lenkt axial angesaugte Luft 16 radial und/oder tangential ab. Die Luftleitlamellen 26 des Vorverwirblers 24 und die Lüfterschaufeln 22 des Lüfterrads 18 weisen einen axialen Abstand x > 1 mm auf, wobei sich die Luftleitlamellen 26 des Vorverwirblers 24 mit Bezug auf die Rotationsachse A in radialer Richtung 28 jeweils von einem radial äußeren Lamellenende 30 zu einem radial inneren, freien Lamellenende 32 erstrecken und das freie Lamellenende 32 radial in die Lufteinlassöffnung 14 des Lüftergehäuses 12 ragt. The air inlet opening 14 is axially adjacent to the fan 18 on, and the Vorverwirbler 24 deflects axially sucked air 16 radially and / or tangentially. The louvers 26 of the Vorverwirblers 24 and the fan blades 22 of the fan wheel 18 have an axial distance x> 1 mm, with the louvers 26 of the Vorverwirblers 24 with respect to the axis of rotation A in the radial direction 28 each from a radially outer fin end 30 to a radially inner, free fin end 32 extend and the free fin end 32 radially in the air inlet opening 14 of the fan housing 12 protrudes.

Die Lufteinlassöffnung 14 ist in den vorliegenden Ausführungsbeispielen des Radiallüfters 10 im Wesentlichen kreisrund ausgebildet und weist einen Durchmesser d auf, wobei die Luftleitlamellen 26 von einem radialen Innenrand 34 der Lufteinlassöffnung 14 zum radial inneren, freien Lamellenende 32 jeweils eine radiale Abmessung r₁ aufweisen, wobei gilt: 0,05 d < r₁ < 0,3 d, insbesondere 0,1 d < r₁ < 0,2 d. Da sich die Luftleitlamellen 26 somit über höchstens 60 % des Durchmessers d der Lufteinlassöffnung 14 erstrecken und zudem an der radialen Innenseite ein freies Lamellenende 32 aufweisen, ist der Strömungswiderstand des Vorverwirblers 24 und die Reduktion des Strömungsquerschnitts der Lufteinlassöffnung 14 durch den Vorverwirbler 24 vergleichsweise gering. Aufgrund des großen Restströmungsquerschnitts der Lufteinlassöffnung 14 bleiben die Strömungsgeschwindigkeit der Luft 16 und die resultierenden Luftströmungsgeräusche relativ gering. Durch den axialen Abstand x zwischen den Luftleitlamellen 26 und den Lüfterschaufeln 22 werden zudem auch „Heulton“-Geräusche verhindert oder zumindest reduziert, welche bei zu großer axialer Nähe, insbesondere axialer Überlappung zwischen Vorverwirbler 24 und Lüfterrad 18 entstehen können. Trotzdem wird die axial zuströmende Luft 16 durch den Vorverwirbler 24 tangential in Drehrichtung 23 des Lüfterrads 18 so abgelenkt, dass die Lüfterschaufeln 22 des Lüfterrads 18 homogener beaufschlagt werden und der Radiallüfter 10 dementsprechend besonders energieeffizient betrieben werden kann. The air inlet opening 14 is in the present embodiments of the radial fan 10 formed substantially circular and has a diameter d, wherein the vanes 26 from a radial inner edge 34 the air inlet opening 14 to the radially inner, free lamella end 32 each have a radial dimension r ₁ , where: 0.05 d <r ₁ <0.3 d, in particular 0.1 d <r ₁ <0.2 d. As the louvers 26 thus at most 60% of the diameter d of the air inlet opening 14 extend and also on the radial inside a free fin end 32 have, is the flow resistance of the Vorverwirblers 24 and the reduction of the flow area of the air inlet opening 14 through the Vorverwirbler 24 comparatively low. Due to the large residual flow cross section of the air inlet opening 14 remain the flow velocity of the air 16 and the resulting airflow noise is relatively low. Due to the axial distance x between the vanes 26 and the fan blades 22 In addition, "howling" sounds are prevented or at least reduced, which in the case of excessive axial proximity, in particular axial overlap between Vorverwirbler 24 and fan wheel 18 can arise. Nevertheless, the axially incoming air 16 through the Vorverwirbler 24 tangential in the direction of rotation 23 of the fan wheel 18 so distracted that the fan blades 22 of the fan wheel 18 homogeneous and the radial fan 10 Accordingly, it can be operated in a particularly energy-efficient manner.

Gemäß 1 ist die Lufteinlassöffnung 14 des Lüftergehäuses 12 als trichterförmiger Lufteinlasskanal 36 ausgebildet, wobei der Vorverwirbler 24 axial außerhalb des Lufteinlasskanals 36 angeordnet und durch den Lufteinlasskanal 36 axial vom Lüfterrad 18 beabstandet ist. According to 1 is the air inlet opening 14 of the fan housing 12 as a funnel-shaped air inlet duct 36 formed, wherein the Vorverwirbler 24 axially outside the air inlet duct 36 arranged and through the air inlet duct 36 axially from the fan 18 is spaced.

Vorzugsweise beträgt der axiale Abstand x zwischen den Luftleitlamellen 26 und den Lüfterschaufeln 22 wenigstens 10 mm, insbesondere wenigstens 50 mm. Es hat sich herausgestellt, dass bei einem axialen Abstand x in der Größenordnung von wenigen Zentimetern die unerwünschten Geräusche kaum mehr wahrnehmbar sind und dennoch eine gute Verwirbelung der Luft 16 am Lüfterrad 18 erreicht wird. Preferably, the axial distance x between the vanes 26 and the fan blades 22 at least 10 mm, in particular at least 50 mm. It has been found that at an axial distance x in the order of a few centimeters, the unwanted noise is barely perceptible and still a good turbulence of the air 16 on the fan 18 is reached.

Die 2 zeigt eine Schnittansicht des Radiallüfters 10 gemäß 1. Dabei wird deutlich, dass die Luftleitlamellen 26 des Vorverwirblers 24 bezüglich einer mit der Rotationsachse A identischen Vorverwirblerachse kreisringförmig angeordnet sind, sodass die radial inneren, freien Lamellenenden 32 auf einem ersten Durchmesser d₁ und die radial äußeren Lamellenenden 30 auf einem zweiten Durchmesser d₂ liegen, wobei in Bezug auf den Durchmesser d der im Wesentlichen kreisrunden Lufteinlassöffnung 14 gilt: d₁ < d ≤ d₂. The 2 shows a sectional view of the radial fan 10 according to 1 , It becomes clear that the louvers 26 of the Vorverwirblers 24 are arranged annularly with respect to a Vorverwirblerachse identical to the axis of rotation A, so that the radially inner, free fin ends 32 on a first diameter d ₁ and the radially outer fin ends 30 on a second Diameter d ₂ , wherein with respect to the diameter d of the substantially circular air inlet opening 14 the following applies: d ₁ <d ≤ d ₂ .

Die 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des Radiallüfters 10, bei welcher der zweite Durchmesser d₂ größer als der Durchmesser d der Lufteinlassöffnung 14 ist. Auf diese Weise lässt sich eine besonders gute Verwirbelung der Luft 16 bei minimalem Strömungswiderstand durch den Vorverwirbler 24 realisieren. The 1 and 2 show an embodiment of the radial fan 10 in which the second diameter d _{2 is} greater than the diameter d of the air inlet opening 14 is. In this way, a particularly good turbulence of the air can be 16 with minimal flow resistance through the Vorverwirbler 24 realize.

Demgegenüber zeigen die 3 und 4 eine alternative Ausführungsform des Radiallüfters 10, welche sich von der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass der zweite Durchmesser d₂ in diesem Fall etwa dem Durchmesser d der Lufteinlassöffnung 14 entspricht. Auf diese Weise lässt sich ein besonders kompakter Zuluftanschluss realisieren. In contrast, the show 3 and 4 an alternative embodiment of the radial fan 10 , which differ from the embodiment according to the 1 and 2 essentially differs in that the second diameter d ₂ in this case about the diameter d of the air inlet opening 14 equivalent. In this way, a particularly compact supply air connection can be realized.

Gemäß 2 sind die Luftleitlamellen 26 des Vorverwirblers 24 bezüglich der mit der Rotationsachse A identischen Vorverwirblerachse kreisringförmig angeordnet und in Umfangsrichtung 20 gleichmäßig verteilt. Folglich liegen die radial inneren, freien Lamellenenden 32 auf dem ersten Durchmesser d₁ und die radial äußeren Lamellenenden 30 auf dem zweiten Durchmesser d₂, wobei in Umfangsrichtung 20 ein Abstand t zweier benachbarter Luftleitlamellen 26 im Wesentlichen einer radialen Abmessung r der Luftleitlamellen 26 vom radial inneren Lamellenende 32 zum radial äußeren Lamellenende 30 entspricht (siehe 1 und 3). Dies bedeutet insbesondere, dass eine Abweichung zwischen dem Abstand t und der Abmessung r höchstens 10 % beträgt. According to 2 are the louvers 26 of the Vorverwirblers 24 with respect to the Vorverwirblerachse identical with the axis of rotation A arranged annularly and in the circumferential direction 20 equally distributed. Consequently, the radially inner, free fin ends lie 32 on the first diameter d ₁ and the radially outer fin ends 30 on the second diameter d ₂ , wherein in the circumferential direction 20 a distance t of two adjacent vanes 26 essentially a radial dimension r of the louvers 26 from the radially inner fin end 32 to the radially outer fin end 30 corresponds (see 1 and 3 ). This means in particular that a deviation between the distance t and the dimension r is at most 10%.

Die 5 zeigt eine perspektivische Detailansicht des Vorverwirblers 24 für die Radiallüfter 10 gemäß den 1 bis 4. Der Vorverwirbler 24 weist in der dargestellten Ausführungsvariante einen Befestigungsring 38 auf, wobei die Luftleitlamellen 26 an ihrem radial äußeren Lamellenende 30 jeweils fest mit dem Befestigungsring 38 verbunden sind und sich ausgehend vom Befestigungsring 38 frei zum radial inneren, freien Lamellenende 32 erstrecken. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Vorverwirbler 24 keinen Befestigungsring 38 aufweist und die Luftleitlamellen 26 in der Ausführungsform des Radiallüfters 10 gemäß den 1 und 2 jeweils unmittelbar an einer vom Lüfterrad 18 abgewandten axialen Stirnseite 40 des Lüftergehäuses 12 befestigt sind. The 5 shows a perspective detail view of the Vorverwirblers 24 for the radial fans 10 according to the 1 to 4 , The Vorverwirbler 24 has in the illustrated embodiment, a mounting ring 38 on, with the louvers 26 at its radially outer fin end 30 each firmly with the mounting ring 38 are connected and starting from the mounting ring 38 free to the radially inner, free lamella end 32 extend. Alternatively, however, it is also conceivable that the Vorverwirbler 24 no fastening ring 38 has and the louvers 26 in the embodiment of the radial fan 10 according to the 1 and 2 each directly to one of the fan 18 opposite axial end face 40 of the fan housing 12 are attached.

Der Befestigungsring 38 des Vorverwirblers 24 ist gemäß 2 koaxial zur Lufteinlassöffnung 14 angeordnet und beispielsweise unmittelbar am Lüftergehäuse 12 montiert (siehe 4). The fastening ring 38 of the Vorverwirblers 24 is according to 2 coaxial with the air inlet opening 14 arranged and for example directly on the fan housing 12 mounted (see 4 ).

Wie in den 1, 3 und 4 angedeutet, kann im Übrigen eine an die Lufteinlassöffnung 14 angeschlossene Ansaugleitung 42 vorgesehen sein, wobei der Befestigungsring 38 des Vorverwirblers 24 an der Ansaugleitung 42 (vgl. 4) oder in der Ansaugleitung 42 (vgl. 1) montiert ist. As in the 1 . 3 and 4 indicated, by the way, one to the air inlet opening 14 connected suction line 42 be provided, wherein the fastening ring 38 of the Vorverwirblers 24 at the intake pipe 42 (see. 4 ) or in the suction line 42 (see. 1 ) is mounted.

Gemäß 4 ist der Befestigungsring 38 des Vorverwirblers 24 zwischen der Ansaugleitung 42 und dem Lüftergehäuse 12 angeordnet, wobei der Befestigungsring 38 sowohl mit der Ansaugleitung 42 als auch mit einem axialen Fortsatz 44 des Lüftergehäuses 12 eine Muffenverbindung oder eine Nut/Feder-Verbindung ausbildet. Der Vorverwirbler 24 lässt sich auf diese Weise einfach montieren und kann darüber hinaus mit geringem Aufwand als vorgefertigtes Bauteil hergestellt werden. Dementsprechend lässt sich eine gewünschte Vorverwirbelung abhängig von den Randbedingungen des jeweiligen Radiallüfters 10 durch einfachen Austausch des Vorverwirblers 24 realisieren, ohne dass bauliche Änderungen an der Ansaugleitung 42, dem Lüftergehäuse 12 oder dem Lüfterrad 18 vorgenommen werden müssen. According to 4 is the mounting ring 38 of the Vorverwirblers 24 between the intake pipe 42 and the fan housing 12 arranged, with the fastening ring 38 both with the suction line 42 as well as with an axial extension 44 of the fan housing 12 a sleeve connection or a tongue and groove connection is formed. The Vorverwirbler 24 can be easily mounted in this way and can also be manufactured with little effort as a prefabricated component. Accordingly, a desired Vorverwirbelung depends on the boundary conditions of the respective radial fan 10 by simply exchanging the pre-whirler 24 Realize without making structural changes to the intake pipe 42 , the fan housing 12 or the fan 18 must be made.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2014/0003927 A1 [0005]

Claims

Radial fan for ventilation and air conditioning systems of motor vehicles, with a fan housing ( 12 ), which has an air inlet opening ( 14 ) for the intake of air ( 16 ), a fan ( 18 ) which can be rotated about an axis of rotation (A) in the fan housing ( 12 ) and in the circumferential direction ( 20 ) several fan blades ( 22 ), and a vorverwirbler arranged on the suction side ( 24 ), the plurality of stationary air vanes ( 26 ), wherein the air inlet opening ( 14 ) axially to the fan wheel ( 18 ) and the Vorverwirbler ( 24 ) axially sucked air ( 16 ) deflects radially and / or tangentially, wherein the louvers ( 26 ) of the Vorverwirblers ( 24 ) and the fan blades ( 22 ) of the fan wheel ( 18 ) have an axial distance (x), and wherein the louvers ( 26 ) of the Vorverwirblers ( 24 ) with respect to the axis of rotation (A) in the radial direction ( 28 ) each of a radially outer fin end ( 30 ) to a radially inner, free fin end ( 32 ) and the free end of the fin ( 32 ) radially into the air inlet opening ( 14 ) of the fan housing ( 12 protrudes.

Radial fan according to claim 1, characterized in that the air inlet opening ( 14 ) of the fan housing ( 12 ) as an air intake duct ( 36 ), wherein the pre-swirler ( 24 ) axially outside the air inlet channel ( 36 ) and through the air inlet duct ( 36 ) axially from the fan wheel ( 18 ) is spaced.

Radial fan according to claim 1 or 2, characterized in that the axial distance (x) between the vanes ( 26 ) and the fan blades ( 22 ) is at least 10 mm, in particular at least 50 mm.

Radial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the air inlet opening ( 14 ) is substantially circular in shape and has a diameter (d), wherein the louvers ( 26 ) from a radial inner edge ( 34 ) the air inlet opening ( 14 ) to the radially inner, free fin end ( 32 ) each have a radial dimension (r ₁ ), where: 0.05 d <r ₁ <0.3 d, in particular 0.1 d <r ₁ <0.2 d.

Radial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the air inlet opening ( 14 ) is substantially circular in shape and has a diameter (d), wherein the louvers ( 26 ) of the Vorverwirblers ( 24 ) are arranged annularly, so that the radially inner, free fin ends ( 32 ) on a first diameter (d ₁ ) and the radially outer fin ends ( 30 ) lie on a second diameter (d ₂ ), where: d ₁ <d ≦ d ₂ .

Radial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the louvers ( 26 ) of the Vorverwirblers ( 24 ) annular and in the circumferential direction ( 20 ) are distributed, so that the radially inner, free fin ends ( 32 ) on a first diameter (d ₁ ) and the radially outer fin ends ( 30 ) lie on a second diameter (d ₂ ), wherein in the circumferential direction ( 20 ) a distance (t) of two adjacent louvers ( 26 ) substantially a radial dimension (r) of the louvers ( 26 ) from the radially inner fin end ( 32 ) to the radially outer fin end ( 30 ) corresponds.

Radial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the louvers ( 26 ) of the Vorverwirblers ( 24 ) each directly on one of the fan ( 18 ) facing away from axial end face ( 40 ) of the fan housing ( 12 ) are attached.

Radial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the Vorverwirbler ( 24 ) a fastening ring ( 38 ), wherein the louvers ( 26 ) at its radially outer fin end ( 30 ) each with the mounting ring ( 38 ) are connected and starting from the mounting ring ( 38 ) free to the radially inner, free fin end ( 32 ).

Radial fan according to claim 8, characterized in that the fastening ring ( 38 ) of the Vorverwirblers ( 24 ) coaxial with the air inlet opening ( 14 ) is arranged.

Radial fan according to claim 8 or 9, characterized in that the fastening ring ( 38 ) directly on the fan housing ( 12 ) is mounted.

Radial fan according to claim 8 or 9, characterized in that one of the air inlet opening ( 14 ) connected suction line ( 42 ) is provided, wherein the fastening ring ( 38 ) of the Vorverwirblers ( 24 ) on or in the intake line ( 42 ) is mounted.

Radial fan according to claim 11, characterized in that the fastening ring ( 38 ) of the Vorverwirblers ( 24 ) between the intake pipe ( 42 ) and the fan housing ( 12 ) is arranged.

Radial fan according to claim 12, characterized in that the fastening ring ( 38 ) with the suction line ( 42 ) and / or an axial extension ( 44 ) of the fan housing ( 12 ) forms a sleeve connection or a tongue and groove connection.