DE102021107355A1

DE102021107355A1 - Bladeless flow diffuser

Info

Publication number: DE102021107355A1
Application number: DE102021107355.3A
Authority: DE
Inventors: Saurabh Gupta; Tobias Sieger
Original assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2022-09-29
Also published as: EP4063663A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter (1) mit einem einen Strömungskanal (3) bildenden Gehäuse (2) und einem in dem Gehäuse (2) aufgenommenen, um eine Rotationsachse (RA) rotierbaren Lüfterrad (5), wobei das Lüfterrad (5) eine Nabe (25) aufweist, von der aus sich Lüfterradschaufeln (16) radial auswärts erstrecken, und wobei das Lüfterrad (5) abtrömseitig an der Nabe (25) einen Nabendiffusor (26) ausbildet, der sich axial an einen Bereich der Nabe (25) anschließt, in dem die Lüfterradschaufeln (15) des Lüfterrads (5) ausgebildet sind, so dass der Nabendiffusor (26) frei von Lüfterradschaufeln (15) ist.The invention relates to an axial fan (1) with a housing (2) forming a flow channel (3) and a fan wheel (5) accommodated in the housing (2) and rotatable about an axis of rotation (RA), the fan wheel (5) having a hub (25) from which fan wheel blades (16) extend radially outwards, and wherein the fan wheel (5) forms a hub diffuser (26) on the outflow side on the hub (25), which axially adjoins a region of the hub (25). , In which the fan wheel blades (15) of the fan wheel (5) are formed, so that the hub diffuser (26) is free of fan wheel blades (15).

Description

Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter mit einem einen Strömungskanal bildenden Gehäuse und einem in dem Gehäuse aufgenommenen, um eine Rotationsachse rotierbaren Lüfterrad.The invention relates to an axial fan with a housing that forms a flow channel and a fan wheel that is accommodated in the housing and can be rotated about an axis of rotation.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Axiallüftern in einstufiger oder mehrstufiger Ausführung, d.h. mit einem oder mehreren die Axialströmung erzeugenden Lüfterrädern bekannt.A large number of axial fans in a single-stage or multi-stage design, i.e. with one or more fan wheels that generate the axial flow, are known from the prior art.

Die Erfindung richtet sich auf eine aerodynamische Wirkungsgradverbesserung und dadurch auch Reduzierung der Leistungsaufnahme bei derartigen Axiallüftern. Zudem soll die strömungsbedingte Geräuschbildung verringert werden.The invention is aimed at improving the aerodynamic efficiency and thereby also reducing the power consumption in axial fans of this type. In addition, the flow-related noise should be reduced.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein Axiallüfter mit einem einen Strömungskanal bildenden Gehäuse und einem in dem Gehäuse aufgenommenen, um eine Rotationsachse rotierbaren Lüfterrad vorgeschlagen, bei dem das Lüfterrad eine Nabe aufweist, von der aus sich Lüfterradschaufeln radial auswärts erstrecken. Das Lüfterrad bildet abtrömseitig an der Nabe einen Nabendiffusor aus, der sich axial an einen Bereich der Nabe anschließt, in dem die Lüfterradschaufeln des Lüfterrads ausgebildet sind, so dass der Nabendiffusor schaufellos, d.h. frei von Lüfterradschaufeln ist. Mithilfe des Nabendiffusors kann die Durchflussgeschwindigkeit am abströmseitigen Ende und hinter dem Lüfterrad verzögert werden. Dies erfolgt durch allmähliches Verkleinern des Nabendurchmessers und die damit einhergehende Vergrößerung des freien Durchflussquerschnittes im Strömungskanal. Entscheidend ist, dass der Nabendiffusor unbeeinflusst von den Laufradschaufeln ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Laufradschaufeln axial vor dem Nabendiffusor enden, so dass eine zum Strömungskanal weisende Nabendiffusorwandfläche ohne Laufradschaufeln ausgebildet ist und nur der sich verjüngende Querschnitt der Nabendiffusorwandfläche auf die abströmseitige Strömung wirkt.According to the invention, an axial fan is proposed with a housing forming a flow channel and a fan wheel accommodated in the housing and rotatable about an axis of rotation, in which the fan wheel has a hub from which fan wheel blades extend radially outwards. On the outflow side, the fan wheel forms a hub diffuser on the hub, which axially adjoins an area of the hub in which the fan wheel blades of the fan wheel are formed, so that the hub diffuser is bladeless, i.e. free of fan wheel blades. The hub diffuser can be used to delay the flow velocity at the downstream end and behind the impeller. This is done by gradually reducing the hub diameter and the associated increase in the free flow cross section in the flow channel. It is crucial that the hub diffuser is unaffected by the impeller blades. This is achieved in that the impeller blades end axially in front of the hub diffuser, so that a hub diffuser wall surface facing the flow channel is formed without impeller blades and only the tapering cross-section of the hub diffuser wall surface acts on the downstream flow.

Erfindungsgemäß kommt es zur Reduzierungen der dynamischen Austrittsverluste, der Leistungsaufnahme und der Geräuschbildung.According to the invention, the dynamic exit losses, the power consumption and the generation of noise are reduced.

Vorteilhaft ist zudem eine Ausführungsvariante des Axiallüfters, bei der ein Axialabschnitt im Strömungskanal des Axiallüfters, in dem der Nabendiffusor ausgebildet ist, als frei durchströmbarer Freiraum ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Nabendiffusorwandfläche nicht nur frei von Laufradschaufein, sondern dass die Nabendiffusorwandfläche sowohl frei von jeglichen Bauteilen wie Stegen oder anderen Strömungsleitelementen ausgebildet ist als auch der sich radial an die Nabendiffusorwandfläche anschließende Freiraum im Strömungskanal. Die Strömung kann den Strömungskanal im Axialabschnitt des Nabendiffusors somit frei und unbeeinflusst durchströmen.Also advantageous is an embodiment variant of the axial fan in which an axial section in the flow channel of the axial fan, in which the hub diffuser is formed, is formed as a free space through which air can flow freely. This means that the hub diffuser wall surface is not only free of impeller blades, but that the hub diffuser wall surface is free of any components such as webs or other flow guide elements as well as the free space in the flow channel adjoining the hub diffuser wall surface radially. The flow can thus flow freely and unaffected through the flow channel in the axial section of the hub diffuser.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Axiallüfters ist zudem dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen abströmseitigen Auslass und am Auslass einen Gehäusediffusor aufweist, wobei das Lüfterrad derart innerhalb des Gehäuses positioniert ist, dass der Nabendiffusor des Lüfterrads und der Gehäusediffusor des Gehäuses sich überlappend in einer Axialebene liegen. Der Nabendiffusor und der Gehäusediffusor wirken dabei zusammen am Auslass des Axiallüfters positiv auf die Strömung ein. Günstig ist zudem, wenn der Gehäusediffusor eine gerundete Gehäusediffusorwandfläche und der Nabendiffusor eine konische Nabendiffusorwandfläche aufweisen.An advantageous development of the axial fan is also characterized in that the housing has an outlet on the outflow side and a housing diffuser at the outlet, with the fan wheel being positioned within the housing in such a way that the hub diffuser of the fan wheel and the housing diffuser of the housing overlap in an axial plane. The hub diffuser and the housing diffuser together have a positive effect on the flow at the outlet of the axial fan. It is also favorable if the housing diffuser has a rounded housing diffuser wall surface and the hub diffuser has a conical hub diffuser wall surface.

Wertemäßig ist bei dem Axiallüfter vorteilhaft, wenn der Nabendiffusor und der Gehäusediffusor eine durchströmbare Strömungskanalqueschnittsfläche des Strömungskanals am Auslass insgesamt um 25-30% vergrößern.In terms of value, it is advantageous in the case of the axial fan if the hub diffuser and the housing diffuser increase a flow channel cross-sectional area of the flow channel at the outlet by a total of 25-30%.

Strömungstechnisch günstig wirkt sich bei dem Axiallüfter zur Lösung der Aufgaben zudem eine Ausführung aus, bei der die gesamte Axialerstreckung des Nabendiffusors größer ist als die gesamte Axialerstreckung des Gehäusediffusors.A design in which the entire axial extent of the hub diffuser is greater than the entire axial extent of the housing diffuser also has a favorable effect in terms of flow technology in the case of the axial fan for solving the tasks.

Geometrisch ist bei dem Axiallüfter eine Ausführung ferner vorteilhaft, bei der ein radialer Einzug des Nabendiffusors gegenüber der Nabe geringer ist als ein radialer Einzug des Gehäusediffusors gegenüber einer sich an den Gehäusediffusor axial anschließenden Gehäuseinnenwandfläche. Als radialer Einzug wird vorliegend die Verringerung der Erstreckung in Radialrichtung senkrecht zur Rotationsachse verstanden.Geometrically, an embodiment is also advantageous for the axial fan in which a radial indentation of the hub diffuser relative to the hub is less than a radial indentation of the housing diffuser relative to a housing inner wall surface axially adjoining the housing diffuser. In the present case, radial indentation is understood to mean the reduction in the extension in the radial direction perpendicular to the axis of rotation.

Besonders vorteilhaft wirkt sich die Erfindung bei mehrstufigen Axiallüftern aus. In einer Ausführung der Erfindung ist das Lüfterrad deshalb axial in Reihe zu mindestens einem zweiten Lüfterrad angeordnet. Die Lüfterräder erzeugen im Betrieb gemeinsam eine Axialströmung durch den Strömungskanal, wobei das Lüfterrad mit dem Nabendiffusor abströmseitig und das zweite Lüfterrad ansaugseitig positioniert ist.The invention is particularly advantageous in the case of multi-stage axial fans. In one embodiment of the invention, the fan wheel is therefore arranged axially in series with at least one second fan wheel. During operation, the fan wheels together generate an axial flow through the flow channel, the fan wheel with the hub diffuser being positioned on the outflow side and the second fan wheel being positioned on the intake side.

Weiter vorteilhaft ist eine Ausführung des Axiallüfters, bei der axial zwischen dem Lüfterrad und dem zweiten Lüfterrad eine nicht-rotierbare Steganordnung mit einer Mehrzahl von Radialstegen vorgesehen ist, die sich radial durch den Strömungskanal erstrecken und eine gekrümmte Profilierung aufweisen, welche ausgebildet ist, einen im Betrieb erzeugten Drall der Axialströmung des ersten Lüfterrads in statischen Druck zu überführen. Die gekrümmte Profilierung kann durch eine dreidimensionale Krümmung der Radialstege erfolgen, so dass die Radialstege entlang der axialen Strömungsrichtung Strömungsleitflächen bilden, welche die Axialströmung aerodynamisch beeinflussen.Also advantageous is an embodiment of the axial fan in which a non-rotatable web arrangement is provided axially between the fan wheel and the second fan wheel with a plurality of radial webs which extend radially through the flow channel and a curved profile have, which is designed to convert a generated during operation swirl of the axial flow of the first fan wheel in static pressure. The curved profiling can take place through a three-dimensional curvature of the radial webs, so that the radial webs form flow guide surfaces along the axial flow direction, which influence the axial flow aerodynamically.

In einer Weiterbildung des mehrstufigen Axiallüfters ist vorgesehen, dass dieser ein Ringteil umfasst, das einen Teil des Gehäuses bildet und die Steganordnung mit den Radialstegen umfasst. Somit leistet das Ringteil einen Beitrag zum konstruktiven Aufbau sowie zur Aerodynamik des Axiallüfters.In a further development of the multi-stage axial fan, it is provided that it comprises an annular part which forms part of the housing and comprises the web arrangement with the radial webs. The ring part thus makes a contribution to the structural design and to the aerodynamics of the axial fan.

Das Ringteil ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Es weist in einer Ausführungsform ein Ringelement und eine zu dem Ringelement koaxiale, achszentrale Motorhalterung auf, an der zumindest ein Motor des Axiallüfters befestigbar ist. Das Ringelement bildet den Teil des Gehäuses, die Motorhalterung ist ein weiterer konstruktiver Teil zur Integration des Motors oder der Motoren der Laufräder. Die Radialstege erstrecken sich bei dem Ringteil vorzugsweise von dem Ringelement zu der Motorhalterung durch den Strömungskanal. Ferner sind für einen kompakten Axialaufbau das Lüfterrad und das zweite Lüfterrad vorzugsweise jeweils unmittelbar angrenzend zu dem Ringteil angeordnet.The ring part is preferably designed in one piece. In one embodiment, it has a ring element and an axially central motor mount which is coaxial with the ring element and to which at least one motor of the axial fan can be fastened. The ring element forms part of the housing, the motor mount is another constructive part for integrating the motor or motors of the impellers. In the case of the ring part, the radial webs preferably extend from the ring element to the motor mount through the flow channel. Furthermore, for a compact axial structure, the fan wheel and the second fan wheel are preferably each arranged directly adjacent to the annular part.

Eine Weiterbildung des Axiallüfters ist zudem dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad Laufradschaufeln mit einer ersten Axialerstreckung und das zweite Lüfterrad mit Laufradschaufeln mit einer zweiten Axialerstreckung aufweisen, wobei die erste Axialerstreckung größer ist als die zweite Axialerstreckung. Auch diese konstruktive Lösung trägt zur Lösung der gestellten Aufgaben bei. Durch die Nutzung der Radialstege mit gekrümmter Profilierung, auf denen der statische Druck aufgebaut wird, werden die Belastung und die Drehzahl der nachfolgenden Laufradschaufeln des zweiten Lüfterrads reduziert und die Axialerstreckung kann verringert werden. Dies wiederum wirkt sich positiv darauf aus, bei dem Lüfterrad den Nabendiffusor vorzusehen, da durch die axial kürzen Laufradschaufeln am Lüfterrad Axialraum für den Nabendiffusor geschaffen wird.A development of the axial fan is also characterized in that the fan wheel has impeller blades with a first axial extent and the second fan wheel with impeller blades with a second axial extent, the first axial extent being greater than the second axial extent. This constructive solution also contributes to the solution of the tasks. By using the radial webs with a curved profile, on which the static pressure is built up, the load and the speed of the following impeller blades of the second fan wheel are reduced and the axial extension can be reduced. This in turn has a positive effect on providing the hub diffuser in the fan wheel, since the axially shorter impeller blades on the fan wheel create axial space for the hub diffuser.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 eine erste seitliche Schnittansicht durch einen Axiallüfter;
2 eine zweite seitliche Schnittansicht durch den Axiallüfter aus 1;
3 eine Detailansicht X aus 2;
4 eine Schnittansicht F-F aus 2;
5 eine Schnittansicht G-G aus 2;
6 eine perspektivische Ansicht eines Ringteils des Axiallüfters aus 1.

Other advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims or are presented in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:

1 a first side sectional view through an axial fan;
2 a second side sectional view through the axial fan 1 ;
3 a detail view X 2 ;
4 a sectional view FF 2 ;
5 a sectional view of GG 2 ;
6 a perspective view of a ring part of the axial fan 1 .

In den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Axiallüfters 1 in mehrstufiger Ausbildung in seitlichen Schnittansichten dargestellt.In the 1 and 2 an exemplary embodiment of an axial fan 1 in a multi-stage design is shown in lateral sectional views.

Der Axiallüfter 1 umfasst ein dreiteiliges, ineinander gestecktes Gehäuse 2, in dem axial in Reihe in Strömungsrichtung S gesehen das erste Lüfterrad 4, die feststehende, nicht-rotierbare Steganordnung 6 und das zweite Lüfterrad 5 aufgenommen sind und zusammen den Strömungskanal 3 parallel zur Rotationsachse RA der Lüfterräder 4, 5 bestimmen. Die beiden Lüfterräder 4, 5 erzeugen die Axialströmung AS durch den Strömungskanal 3, wobei der Anteil der Axialströmung AS, der durch das erste Lüfterrad 4 erzeugt wird, zunächst gegen die Steganordnung 6 strömt und anschließend von dem zweiten Lüfterrad 5 weitergeführt führt. Die nicht-rotierbare Steganordnung 6 ist durch das Ringteil 10 gebildet und umfasst eine Mehrzahl von Radialstegen 7. Zudem ist ein Wandeinsatz 93 (siehe 2) zum Ausgleich der rechteckigen beziehungsweise quadratischen Außenkontur in einen Strömungskanal 3 mit rundem Querschnitt vorgesehen.The axial fan 1 comprises a three-part, nested housing 2, in which the first fan wheel 4, the fixed, non-rotatable web arrangement 6 and the second fan wheel 5 are accommodated, viewed axially in a row in the direction of flow S, and together the flow channel 3 parallel to the axis of rotation RA of the fan wheels 4, 5 determine. The two fan wheels 4, 5 generate the axial flow AS through the flow channel 3, with the proportion of the axial flow AS generated by the first fan wheel 4 initially flowing against the web arrangement 6 and then being carried on by the second fan wheel 5. The non-rotatable web arrangement 6 is formed by the ring part 10 and comprises a plurality of radial webs 7. In addition, a wall insert 93 (see 2 ) to compensate for the rectangular or square outer contour provided in a flow channel 3 with a round cross section.

Das Ringteil 10 ist in 6 näher gezeigt. Es ist einstückig ausgebildet mit dem Ringelement 11, das einen Teil des Gehäuses 2 bildet, einer achszentralen Motorhalterung 12 mit einem Außenring 12 und zwei hohlzylindrische Axialstutzen 80, 81 zur befestigenden außenseitigen Aufnahme der Motoren 44, 45 und innenseitigen Aufnahme der Motorlagerung (siehe 1). Zwischen den Axialstutzen 80, 81 und dem Außenring 12 sind in Umfangsrichtung abwechselnd verteilt mehrere durchströmbare Ausnehmungen 22 und Versteifungsstreben 23 vorgesehen. Somit kann Kühlluft auch in den Bereich der Motoren 44, 45 gelangen und die Ausnehmungen 22 durchströmen. Die Radialstege 7 der Steganordnung 6 erstrecken sich radial zwischen dem Ringelement 11 und dem Außenring 76 der Motorhalterung 12. Dabei ist die Axialerstreckung der Radialstege 7 in ihrem radial außen liegenden Randabschnitt, in dem sie an dem Ringelement 11 angeschlossen sind betragsmäßig größer als die Axialerstreckung im radial innen liegenden Randabschnitt, der jeweils an dem Außenring 76 der Motorhalterung 12 angeschlossen ist. Der Außenring 76 ist koaxial zum Ringelement 11.The ring part 10 is in 6 shown closer. It is designed in one piece with the ring element 11, which forms part of the housing 2, an axle-central motor mount 12 with an outer ring 12 and two hollow-cylindrical axial sockets 80, 81 for fastening the motors 44, 45 on the outside and the motor bearing on the inside (see Fig 1 ). Between the axial sockets 80, 81 and the outer ring 12, a plurality of recesses 22 through which flow can flow and stiffening struts 23 are alternately distributed in the circumferential direction. Thus, cooling air can also get into the area of the motors 44, 45 and flow through the recesses 22. The radial webs 7 of the web arrangement 6 extend radially between the ring element 11 and the outer ring 76 of the motor mount 12. The axial extent of the radial webs 7 in their radially outer edge section, in which they are connected to the ring element 11, is greater in terms of amount than the axial extent in the radially inner edge portion, which is connected to the outer ring 76 of the motor mount 12 respectively. The outer ring 76 is coaxial with the ring element 11.

Jeder der Radialstege 7 ist gleich geformt und weist jeweils die Anströmkante 8 und die Abströmkante 9 auf. Die Anströmkante 8 ist gegenüber einer Radialebene gesehen mit einem stärker gekrümmten Verlauf versehen als die Abströmkante 9. Die Radialstege 7 erstrecken sich radial durch den Strömungskanal 3 und haben eine gekrümmte Profilierung. In der gezeigten Ausführung sind die Radialstege 7 sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung gekrümmt geformt. Es ergibt sich eine dreidimensionale Krümmung der Radialstege 7 in mindestens zwei Richtungen. Daraus ergeben sich Strömungsleitflächen 77 an den Radialstegen 7 entlang der axialen Strömungsrichtung S, so dass diese ausgebildet sind, einen im Betrieb erzeugten Drall der Axialströmung des ersten Lüfterrads 4 in statischen Druck zu überführen. Der restliche Drall wird anschließend von dem zweiten Lüfterrad 5 bei einem geringen Aufbau statischen Druckes entnommen. In der gezeigten Ausführung rotieren die beiden Lüfterräder 4, 5 im Betrieb gegenläufig.Each of the radial webs 7 has the same shape and each has the leading edge 8 and the trailing edge 9 . Viewed from a radial plane, the leading edge 8 is more curved than the trailing edge 9. The radial webs 7 extend radially through the flow channel 3 and have a curved profile. In the embodiment shown, the radial webs 7 are curved both in the circumferential direction and in the axial direction. A three-dimensional curvature of the radial webs 7 results in at least two directions. This results in flow guide surfaces 77 on the radial webs 7 along the axial flow direction S, so that these are designed to convert a swirl of the axial flow of the first fan wheel 4 generated during operation into static pressure. The remaining twist is then removed by the second fan wheel 5 with a low build-up of static pressure. In the embodiment shown, the two fan wheels 4, 5 rotate in opposite directions during operation.

Bezugnehmend wieder auf die 1 und 2 weist das erste Lüfterrad 4 die Nabe 24 auf, von der aus sich die Laufradschaufeln 14 nach radial außen erstrecken. Das zweite Lüfterrad 5 weist die Nabe 25 auf, von der aus sich die Laufradschaufeln 15 nach radial außen erstrecken. Die Naben 24, 25 verlaufen mit der Motorhalterung 12 jeweils parallel in der Axialebene AE und bilden somit und eine radial innen liegende Wandfläche des Strömungskanals 3 parallel zur Rotationsachse RA. Zwischen den Naben 24, 25 und dem Außenring 76 der Motorhalterung 12 ist jeweils eine Unterbrechung vorgesehen, so dass Luft in den Bereich der Axialstutzen strömen kann. Zudem ist vorgesehen, dass das erste Lüfterrad 4 Laufradschaufeln 14 mit einer größeren Axialerstreckung als das zweite Lüfterrad 5 aufweist. Axial anschließend an die Laufradschaufeln 15 ist an der Nabe 25 des zweiten Lüfterrads 5 der Nabendiffusor 26 mit einem sich konisch zulaufend verjüngenden Querschnitt ausgebildet. Die axial kürzeren Laufradschaufeln 15 am zweiten Lüfterrad 5 sind nur im zur Rotationsachse parallelen Abschnitt der Nabe 25 angeordnet, so dass die zum Strömungskanal 3 weisende Nabendiffusorwandfläche des Nabendiffusors ohne Laufradschaufeln 15 oder andere Bauteile ausgebildet ist und nur der sich verjüngende Querschnitt der Nabendiffusorwandfläche auf die abströmseitige Strömung wirkt. Der sich an das zweite Laufrad 5 in Strömungsrichtung anschließende Bereich im Strömungskanal 3 ist frei durchströmbar, so dass der Axialabschnitt des Axiallüfters mit dem Nabendiffusor 26 als frei durchströmbarer Freiraum ausgebildet ist.Referring again to the 1 and 2 the first fan wheel 4 has the hub 24 from which the impeller blades 14 extend radially outwards. The second fan wheel 5 has the hub 25 from which the impeller blades 15 extend radially outwards. The hubs 24, 25 each run parallel to the motor mount 12 in the axial plane AE and thus form a radially inner wall surface of the flow channel 3 parallel to the axis of rotation RA. An interruption is provided between the hubs 24, 25 and the outer ring 76 of the motor mount 12, so that air can flow into the area of the axial sockets. In addition, it is provided that the first fan wheel 4 has impeller blades 14 with a greater axial extent than the second fan wheel 5 . Axially adjoining the impeller blades 15, the hub diffuser 26 is formed on the hub 25 of the second fan wheel 5 with a cross section that tapers conically. The axially shorter impeller blades 15 on the second fan wheel 5 are only arranged in the section of the hub 25 parallel to the axis of rotation, so that the hub diffuser wall surface of the hub diffuser facing the flow channel 3 is formed without impeller blades 15 or other components and only the tapering cross section of the hub diffuser wall surface on the downstream side flow acts. The area in the flow channel 3 adjoining the second impeller 5 in the direction of flow can be freely traversed, so that the axial section of the axial fan with the hub diffuser 26 is designed as a freely traversable free space.

In 2 ist gut der am Auslass des Gehäuses ausgebildete Gehäusediffusor 27 zu erkennen, der eine gerundete Gehäusediffusorwandfläche aufweist. Das Lüfterrad 5 mit seiner Nabe 25 ist so innerhalb des Gehäuses 2 positioniert, dass der Gehäusediffusor 27 und der Nabendiffusor 26 sich überlappend in einer Axialebene liegen. Beide Diffusoren wirken somit unmittelbar zusammen und vergrößern die durchströmbare Strömungskanalqueschnittsfläche des Strömungskanals 3 am Auslass in der gezeigten Ausführung um 28%, wie es auch in den Schnittansichten F und G der 4 und 5 zu erkennen ist. Darin gilt für die Längen T2>T1 und die Rundungen R3>R1 und R2>R4.In 2 the housing diffuser 27 formed at the outlet of the housing can be clearly seen, which has a rounded housing diffuser wall surface. The fan wheel 5 with its hub 25 is positioned within the housing 2 in such a way that the housing diffuser 27 and the hub diffuser 26 overlap in an axial plane. Both diffusers thus work together directly and increase the flow channel cross-sectional area of the flow channel 3 at the outlet in the embodiment shown by 28%, as can also be seen in the sectional views F and G of FIG 4 and 5 can be seen. The following applies to the lengths T2>T1 and the curves R3>R1 and R2>R4.

In der Detailansicht X aus 2, welche in 3 dargestellt ist, ist zudem gut zu erkennen, dass die Axialerstreckung L2 des Nabendiffusors 26 größer ist als die Axialerstreckung L1 des Gehäusediffusors 27 und, dass der radialer Einzug H2 des Nabendiffusors 26 gegenüber der Nabe 25 geringer ist als der radialer Einzug H1 des Gehäusediffusors 27 gegenüber der sich an den Gehäusediffusor 27 axial anschließenden und sich parallel zur Rotationsachse RA erstreckenden Gehäuseinnenwandfläche. An das zweite Lüfterrad 5 grenzt in Strömungsrichtung gesehen zunächst noch ein kurzer Abschnitt der Nabe 25 in Parallelerstreckung zur Rotationsachse an, bevor sich der Nabendiffusor 26 anschließt und den axialen Abschluss des Laufrads 5 bestimmt. Das Axialende des Laufrads 5 ist gegenüber der Axialebene, welche den Auslass des Gehäuses 2 und somit den Abschluss des Axiallüfters 1 bestimmt, geringfügig ins Innere des Strömungskanals 3 zurückversetzt.In the detail view X off 2 , what a 3 shown, it is also easy to see that the axial extent L2 of the hub diffuser 26 is greater than the axial extent L1 of the housing diffuser 27 and that the radial indentation H2 of the hub diffuser 26 in relation to the hub 25 is less than the radial indentation H1 of the housing diffuser 27 in relation to it the inner wall surface of the housing which adjoins the housing diffuser 27 axially and extends parallel to the axis of rotation RA. Seen in the direction of flow, a short section of the hub 25 initially adjoins the second fan wheel 5 in an extension parallel to the axis of rotation, before the hub diffuser 26 is connected and determines the axial termination of the impeller 5 . The axial end of the impeller 5 is set back slightly in the interior of the flow channel 3 with respect to the axial plane, which determines the outlet of the housing 2 and thus the closure of the axial fan 1 .

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele, insbesondere nicht auf die Ausführung von mehrstufigen Axiallüftern. Die vorteilhafte strömungstechnische Wirkung zeigt sich bei der mehrstufigen Ausführung jedoch besonders ausgeprägt.The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments specified above, in particular not to the embodiment of multi-stage axial fans. However, the advantageous fluidic effect is particularly pronounced in the multi-stage design.

Claims

Axial fan (1) with a housing (2) forming a flow duct (3) and a fan wheel (5) accommodated in the housing (2) and rotatable about an axis of rotation (RA), the fan wheel (5) having a hub (25). , from which fan wheel blades (16) extend radially outwards, and wherein the fan wheel (5) forms a hub diffuser (26) on the outflow side on the hub (25), which axially adjoins an area of the hub (25) in which the Fan wheel blades (15) of the fan wheel (5) are formed so that the hub diffuser (26) is free of fan wheel blades (15).

axial fan after claim 1 , characterized in that an axial section in the flow channel (3) of the axial fan, in which the Hub diffuser is designed as a freely flowable free space.

axial fan after claim 1 or 2 , characterized in that the housing (2) has an outlet on the downstream side and a housing diffuser (27) at the outlet, the fan wheel (5) being positioned within the housing (2) in such a way that the hub diffuser (26) of the fan wheel and the housing diffuser (27) of the housing overlap in an axial plane.

Axial fan according to the preceding claim, characterized in that the hub diffuser (26) and the housing diffuser (27) increase a flow channel cross-sectional area of the flow channel (3) at the outlet by 25-30%.

Axial fan according to any of the foregoing claims 3 until 4 , characterized in that an axial extent (L2) of the hub diffuser (26) is greater than an axial extent (L1) of the housing diffuser (27).

Axial fan according to any of the foregoing claims 3 until 5 , characterized in that a radial indentation (H2) of the hub diffuser (26) relative to the hub (25) is less than a radial indentation (H1) of the housing diffuser (27) relative to a housing inner wall surface axially adjoining the housing diffuser (27).

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the fan wheel (4) is arranged axially in series with a second fan wheel (5) and the fan wheels (4, 5) generate an axial flow (AS) through the flow channel (3) during operation .

Axial fan according to the preceding claim, characterized in that a non-rotatable web arrangement (6) with a plurality of radial webs (7) is provided axially between the fan wheel (4) and the second fan wheel (5) and extends radially through the flow channel ( 3) extend and have a curved profile which is designed to convert a swirl of the axial flow of the first fan wheel (4) generated during operation into static pressure.

Axial fan according to any of the foregoing Claims 7 or 8th , characterized in that the axial fan (1) comprises a ring part (10) which forms part of the housing (2) and comprises the web arrangement (6).

Axial fan according to the preceding claim, characterized in that the ring part (10) has a ring element (11) and an axially central motor mount (12) which is coaxial with the ring element (11) and on which at least one motor (44, 45) of the axial fan ( 1) can be attached.

Axial fan according to the preceding claim, characterized in that the radial webs (7) extend from the ring element (11) to the motor mount (12).

Axial fan according to any of the foregoing Claims 7 until 11 , characterized in that the fan wheel (4) have impeller blades (14) with a first axial extent and the second fan wheel (5) with impeller blades (15) with a second axial extent, the first axial extent being greater than the second axial extent.