DE102020118650A1

DE102020118650A1 - Radialventilator

Info

Publication number: DE102020118650A1
Application number: DE102020118650.9A
Authority: DE
Inventors: Roland Magiera
Original assignee: Ventilatorenfabrik Oelde GmbH
Current assignee: Ventilatorenfabrik Oelde GmbH
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2022-01-20
Also published as: EP4182564A1; WO2022013069A1

Abstract

Ein Radialventilator, mit einem drehbar gelagerten, mittels eines Motors antreibbaren Laufrad (1), durch das über einen Ansaugstutzen (13) Luft angesaugt und zu einem Auslass (11) eines fest stehenden Gehäuses (2) geführt wird, ist so ausgebildet, dass das Gehäuse (2) ringförmig ausgebildet ist und zur Luftführung innenseitig einen Kanal aufweist, mit einem sich an den radialen Luftaustritt des Laufrades (1) anschließenden Eingangsbereich (3), der in eine Kehre (4) übergeht, an die sich ein Ausgangsbereich (5) anschließt, der in den axial ausgerichteten Auslass (11) mündet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialventilator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Radialventilatoren sind hinlänglich bekannt und werden üblicherweise eingesetzt, um höhere Drücke als bei Axialventilatoren zu erreichen.
Funktional wird die Luft axial in den Innenbereich des Laufrades gesaugt, gegebenenfalls radial über eine sogenannte Saugtasche, einem das Laufrad umfänglich umschließenden spiralförmigen Gehäuse zugeführt und tritt druckseitig tangential zum Laufrad aus dem Gehäuse aus.
Konstruktionsbedingt müssen allerdings bislang Nachteile in Kauf genommen werden, die einem optimalen Betrieb in jeder Beziehung entgegenstehen. Dies beruht im Wesentlichen auf der Formgebung des spiralförmigen Gehäuses, die beispielsweise zu strömungsinduzierten sowie mechanischen Schwingungen führt, wobei auch die Geräuschentwicklung als besonders nachteilig angesehen wird, die nur mit einem erheblichen Aufwand zu reduzieren, d.h. zu dämmen ist.
Überdies schränkt der, bezogen auf das Laufrad, tangentiale Auslass den Einsatz des Radialventilators deutlich ein, insbesondere aufgrund der sich notwendigerweise ergebenden, insbesondere axialen Abmaße, die einen bestimmten Raumbedarf für die Installation erfordern, der unter Umständen nicht gegeben ist, so dass auf andere, weniger leistungsfähige Ventilatoren zurückgegriffen werden muss.
Auch die bauartbedingte Lagerung des feststehenden Gehäuses gegenüber dem Laufrad bzw. gegenüber einer verdrehsicher mit dem Laufrad verbundenen Antriebswelle, die bislang lediglich druckseitig oder beidseitig, d.h. saug- und druckseitig erfolgt, steht einer kompakten Bauweise entgegen.
Alles in allem entsprechen die bekannten Radialventilatoren nicht den gestellten Ansprüchen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Radialventilator der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass er konstruktiv einfacher aufgebaut ist, sein Wirkungsgrad verbessert und die Verwendungsfähigkeit vergrößert wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Radialventilator gelöst, dessen Gehäuse ringförmig ausgebildet ist und zur Luftführung innenseitig einen Kanal aufweist, mit einem sich an den radialen Luftaustritt des Laufrades anschließenden Eingangsbereich, der in eine Kehre übergeht, an die sich ein Ausgangsbereich anschließt, der in den axial ausgerichteten Auslass mündet.
Konzeptionell ist das Gehäuse gänzlich anders gestaltet als ein Spiralgehäuse nach dem Stand der Technik, wobei in Funktion die angesaugte Luft, d.h. die Strömung, das Laufrad in radialer Richtung verlässt hin in den Eingangsbereich des Gehäuses, der bevorzugt radial zum Laufrad verläuft.
In der sich anschließenden Kehre, die vorzugsweise einen Winkel von 180° oder < 180° beschreibt, wird die Strömung umgelenkt und weitergeführt in den Ausgangsbereich, der im Wesentlichen parallel zum Eingangsbereich verläuft. Der Ausgangsbereich mündet in einen axial ausgerichteten Auslass.
Die sich aus der Erfindung ergebende Führung führt dazu, dass die Strömung drallfrei austritt, wobei hierzu, nach einem weiteren Gedanken der Erfindung, im Ausgangsbereich radial verlaufende und abständig zueinander angeordnete Rückführschaufeln vorgesehen sind.
Zur freien Drehbarkeit des Laufrades und der damit drehfest verbundenen, an einen Motor angeschlossenen Antriebswelle, gegenüber dem Gehäuse, das fest steht, ist lediglich ein Radiallager erforderlich, das an einer Zwischenwand einerseits und an der Antriebswelle andererseits gehalten ist.
Diese Zwischenwand ist Bestandteil des Gehäuses, an der die Rückführschaufeln angeschlossen sind, wobei die Zwischenwand praktisch die innenseitige Begrenzung des Eingangsbereichs, der Kehre und des Ausgangsbereichs bildet. D.h., die Zwischenwand bildet ein Trägerelement, mit dem das Gehäuse im Zusammenwirken mit dem Radiallager gehalten ist.
Die Verwendungsfähigkeit des neuen Radialventilators ergibt sich auch daraus, dass durch die drallfreie Abströmung beispielsweise der Einsatz zum Trocknen von Substraten geeignet ist, wobei die Geschwindigkeit der Strömung unbeeinflusst bleibt.
Wie sich überraschend gezeigt hat, ist der neue Radialventilator deutlich leiser als einer nach dem Stand der Technik mit einem spiralförmigen Gehäuse. Überdies ist das Gehäuse aufgrund der kompakten Bauweise leichter zu dämmen.
Die kompakte Raumform kommt den steten Forderungen nach einer Bauraumminimierung entgegen, wobei der axiale Austritt für viele Prozesse unter Beteiligung des Radialventilators von Vorteil ist.
Wie erwähnt, erfolgt die Lagerung zwischen der Antriebswelle und dem Gehäuse im Bereich der Zwischenwand mittels eines Radiallagers, wobei die Zwischenwand praktisch ein Tragelement für das Gehäuse bildet, so dass durch die Positionierung des Radiallagers jede Laufradgröße möglich ist, bei Beibehaltung der kompakten Bauform.
Im Übrigen ist die Erfindung bei allen Radiallaufrädern realisierbar, vom Gebläse mit einer niedrigen Druckerhöhung bis zu einem Hochdrucklaufrad. In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäuses zu einem höheren erzeugten Druck der Strömung führt als bei einem Spiralgehäuse, was zu dem angesprochenen höheren Wirkungsgrad beiträgt.
Während bei einem Spiralgehäuse nach dem Stand der Technik druckseitig immer eine Wellendurchführung abgedichtet werden muss, was aufgrund der Rotation prinzipiell nicht vollständig möglich ist, mit der Folge, dass sich bei aggressiven oder toxischen Medien hohe Kosten etwa für Gasdichtungen ergeben, ist die Druckseite bei dem Radialventilator nach der Erfindung absolut druckdicht. Die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile sind gemäß der Erfindung daher nicht zu beklagen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:

1 einen Radialventilator nach dem Stand der Technik in einer schematischen Seitenansicht
2 einen Radialventilator gemäß der Erfindung in einer gleichfalls schematischen, geschnittenen Seitenansicht
3 einen vergrößerten Teilausschnitt des Radialventilator nach 2, gleichfalls in einer geschnittenen Seitenansicht.

In der 1 ist ein Radialventilator nach dem Stand der Technik dargestellt, mit einem drehbar gelagerten Laufrad 1, dessen Drehrichtung mit einem Pfeil gekennzeichnet ist und das mit einem nicht gezeigten Motor antreibbar ist.
Über einen Ansaugstutzen 13 wird Luft angesaugt und über ein fest stehendes Spiralgehäuse 14 einem Auslass 11 zugeführt, wobei sich das Spiralgehäuse 14, ausgehend vom Laufrad 1 zum Auslass 11 hin erweitert.
In der 2 ist schematisch ein Radialventilator gemäß der Erfindung dargestellt, der mit Ausnahme des Gehäuses 2 in seinem Grundaufbau im Wesentlichen dem Radialventilator nach 1, also nach dem Stand der Technik, entspricht.
Dem Ansaugstutzen 13 ist hierbei eine Saugtasche 12 zugeordnet, über die Luft radial vom Laufrad 1 angesaugt wird. Der Strömungsverlauf ist im Übrigen durch Pfeile kenntlich gemacht.
Während das Laufrad 1 über eine Antriebswelle 10, die an einen nicht dargestellten Motor angeschlossen ist, drehend angetrieben wird, ist demgegenüber das Gehäuse 2 fest stehend.
Gemäß der Erfindung ist das Gehäuse 2 ringförmig ausgebildet und weist zur Luftführung hin zum Auslass 11 einen Kanal auf. Dieser ist definiert durch einen an den radialen Luftaustritt des Laufrades 1 anschließenden Eingangsbereich 3, der in eine Kehre 4 übergeht, an die sich ein Ausgangsbereich 5 anschließt. Dieser wiederum mündet in den axial ausgerichteten Auslass 11, an den eine Leitung anschließbar ist oder die Luft frei ausgeblasen werden kann.
Die Trennung des Eingangsbereiches 3 und des Ausgangsbereiches 5 erfolgt durch eine Zwischenwand 7, die die innere Wandung des Eingangsbereiches 3 und des Ausgangsbereiches 5 bildet, wobei diese Zwischenwand ein Befestigungselement für das gesamte Gehäuse 2 darstellt, die über ein Radiallager 9 an der Antriebswelle 10 gehalten ist.
Dabei sind im Ausgangsbereich 5 in Strömungsrichtung verlaufende Rückführschaufeln 6 angeordnet, die radial verlaufen und parallel und abständig zueinander angeordnet sind.
Die Kehre 4, deren Innenwand durch die Umfangsfläche der Zwischenwand 7 gebildet ist, verläuft in einem Winkel von etwa 180°.
Es ist deutlich zu erkennen, dass zur Halterung des Gehäuses 2 lediglich ein Radiallager 9 erforderlich ist, wobei allerdings im Bedarfsfall auch mehrere Radiallager nebeneinander positioniert sein können.
In der 3 ist die in der Zeichenebene der 2 obere Hälfte des Radialventilators, ebenfalls in einer schematischen Ansicht dargestellt. In dieser Abbildung ist zu erkennen, dass zwischen dem Laufrad 1 und dem Gehäuse 2 im Bereich der Ansaugseite ein Dichtungsspalt, einschließlich einer Labyrinthdichtung 8 vorgesehen ist. Die Zwischenwand 7 ist zumindest in dem Bereich gleich dick, in dem sie die Innenwandung des Eingangsbereiches 3 und des Ausgangsbereiches 5 bildet.
Prinzipiell kann der neue Radialventilator mehrstufig ausgebildet sein, d.h., mehrere Gehäuse sind als Baueinheit hintereinander angeordnet.
Bezugszeichenliste

1: Laufrad
2: Gehäuse
3: Eingangsbereich
4: Kehre
5: Ausgangsbereich
6: Rückführschaufel
7: Zwischenwand
8: Labyrinthdichtung
9: Radiallager
10: Antriebswelle
11: Auslass
12: Saugtasche
13: Ansaugstutzen
14: Spiralgehäuse

Claims

Radialventilator, mit einem drehbar gelagerten, mittels eines Motors antreibbaren Laufrad (1), durch das über einen Ansaugstutzen (13) Luft angesaugt und zu einem Auslass (11) eines fest stehenden Gehäuses (2) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) ringförmig ausgebildet ist und zur Luftführung innenseitig einen Kanal aufweist, mit einem sich an den radialen Luftaustritt des Laufrades (1) anschließenden Eingangsbereich (3), der in eine Kehre (4) übergeht, an die sich ein Ausgangsbereich (5) anschließt, der in den axial ausgerichteten Auslass (11) mündet.
Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Eingangsbereiches (3), der Kehre (4) und des Ausgangsbereiches (5) durch eine Zwischenwand (7) gebildet ist.
Radialventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenfläche der Außenwand des Gehäuses (2) und der Zwischenwand (7) mehrere Rückführschaufeln (6) befestigt sind, die sich in Richtung des Förderstroms erstrecken.
Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführschaufeln (6) im Ausgangsbereich (5) positioniert sind.
Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (7) mittels mindestens eines Radiallagers (9) an einer Antriebswelle (10) gelagert ist.
Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (7) zumindest in dem die Innenwand des Eingangsbereiches (3) und des Ausgangsbereiches (5) bildenden Bereich gleich dick ist.
Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kehre (4) einen Winkel von ≤ 180° beschreibt.
Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ansaugstutzen (13) eine Saugtasche (12) angeschlossen ist, über die Luft radial vom Laufrad (1) ansaugbar ist.
Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (2) und dem Laufrad (1) saugseitig eine Dichtung, insbesondere eine Labyrinthdichtung (8) angeordnet ist.
Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gehäuse als Baueinheit hintereinander angeordnet sind.