DE1052624B

DE1052624B - Stroemungsgleichrichter fuer Ventilatoren

Info

Publication number: DE1052624B
Application number: DE1956P0016537
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Beiten; Leonhard Bommes
Original assignee: Paul Pollrich & Comp
Current assignee: Paul Pollrich & Comp
Priority date: 1956-06-28
Filing date: 1956-06-28
Publication date: 1959-03-12

Description

Strömungsgleichrichter für Ventilatoren Die Erfindung betrifft einen Strömungsgleichrichter an der Saugdüse eines Ventilators. Er besteht aus sternförmig angeordneten Leitblechen. Er wird bei Ventilatoren gebraucht, die verwirbelte Luft ansaugen. Die Wirbel entstehen insbesondere in den Mischkammern von Lüftungs- und Klimaanlagen, da dort auf engem Raum mehrere Luftströme, z. B. die Rückluft und die Frischluft, zusammenstoßen. Wegen der veränderlichen unkontrollierbaren Anströmung entstehen in den Saugdüsen und an den Spitzen und Kanten der Laufräder unangenehm empfundene Geräusche. Ein Strömungsgleichrichter an der Ansaugdüse eines unter solchen Bedingungen betriebenen Ventilators mindert die Luftgeräusche.
Bekannte Strömungsgleichrichter sind in oder kurz vor dem engsten Querschnitt der Ansaugdüse angebracht. Ihre Leitbleche sind wabenförmig oder sternförmig angeordnet. Da sie im Bereich der größten Ansauggeschwindigkeit liegen, drosseln sie empfindlich die Ansaugluft. In besonders krassen Fällen verursachen sie sogar selbst Geräusche. Schließlich. wirken sie wegen der überall gleichen Leitblechtiefe gleichmäßig- über den ganzen Ansaugquerschnitt, was strömungstechnisch ungünstig ist.
Die Erfindung bezweckt, einen Strömungsgleichrichter zu schaffen, dem die genannten Nachteile nicht anhaften. Er soll bei Ansaugen von verwirbelter Luft die Luftgeräusche wesentlich mindern.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leitbleche im äußeren Krümmungsbereich der Saugdüse angesetzt sind und entgegen der Strömunigsrichtung schirmförmig aus der Saugdüse insgesamt hervorragen. Vorzugsweise sollen die Leitbleche ihre größte Tiefe an der Berührungsstelle mit der Ansaugdüse aufweisen. Sie sollen zum Sternpunkt hin derart abnehmen, daß das Verhältnis ihrer Teilung zu ihrer Tiefe gleich oder kleiner als 2,2 ist. Je nach den Erfordernissen brauchen die Leitbleche sich nicht bis zum Sternpunkt zu erstrecken. Bei Anordnung eines starren, der Nabe vorgebauten Führungskörpers soll dieser von den Leitblechen getragen werden.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Axialventilator mit Laufrad, Ansaugdüse und Strömungsgleichrichter im Längsschnitt, Fig.Vden Ventilator nach Fig. 1, jedoch ohne Laufrad in Draufsicht, Fig. 3 einen Axialventilator mit Laufrad, AnsaugdüseundStrömungsgleichrichter, dessenLeitblechesich nicht bis zum Sternpunkt erstrecken, im Längsschnitt, Fig. 4 einen Axialventilator mit der Nabe vorgebauten Führungskörper, Ansaugdüse und Strömungsgleichrichter, dessen Leitbleche den Führungskörper tragen, im Längsschnitt. Ein Laufrad 1 eines Axialventilators ist von einem feststehenden Mantelrohr 2 umgeben. In stufenlosere Übergang schließt sich an das Mantelrohr 2 eine Saugdüse 3 an. Die Übergangsstelle ist der engste Düsenquerschnitt 4. Weit vor dem engsten Düsenquerschnitt 4 stehen auf der Saugdüse 3, und zwar in deren äußerem Krümmungsbereich, sich radial erstreckende Leitbleche 5. Sie bilden einen schirmförmigen Stern mit dem Sternpunkt 6.
Das sich drehende Laufrad 1 fördert Luft oder einen anderen gasförmigen Stoff in dem in Fig. 1 angedeuteten Sinn, beispielsweise aus einer Mischkammer einer Klimaanlage. Die Luft ist vor den-Eintritt in die Leitbleche 5 gemäß den Pfeilen a verwirbelt. Sie wird beim Durchströmen der Leitbleche 5 gerichtet und strömt gemäß den Pfeilen. b dem Laufrad 1 zu. In dem Bereich, in dem die Luft die Leitbleche 5 durchströmt, ist ihre Geschwindigkeit noch gering, so daß sie in den Leitblechen und an deren Kanten nur einen geringen Drosselverlust erfährt. Der engste Düsenquerschnitt 4 wird durch den Strömungsgleichrichter nicht beeinflußt.
Bei der Bemessung der Düsenkrümmung geht man bekanntlich davon aus, daß die Randströmung (Pfeil c), die auf dem Wege zum Laufrad 1 um 90° umgelenkt wird, an der Saugdüse keinen geräuscherzeugenden Ablösungswirbel erfährt. Eine solche Bemessung geht jedoch von der Bedingung aus, daß der Ventilator aus ruhender Luft ansaugt. Bei Mischkammern von Klimaanlagen liegt diese Bedingung nicht vor. Die Luft vor der Ansaugdüse befindet sich vielmehr in einem unkontrollierbaren Wirbelzustand, der die Maßnahme einer sorgfältigen Bemessung der Ansaugdüse wirkungslos macht. Erst durch die Verwendung eines Strömungsgleichrichters gemäß der Erfindung können die vorteilhaften Eigenschaften der Ansaugdüse auch bei stark verwirbelter Luft wirksam werden. Die schirmförmige Bauart ermöglicht diesen Vorteil ohne Inkaufnahme eines großen. Drosselverlustes und ohne Geräuschbildung durch die Leitbleche selbst. Durch die schirmförmige Bauart ist außerdem ein ausgezeichneter Berührungsschutz des Laufrades gegeben.
Überlegungen undVersuche führten dazu, den hauptsächlichen Wirkungsbereich des Strömungsgleichrichters in die Randzone, d. h. in die Nähe der Saugdüsenoberfiäche zu legen, da hier und an den Spitzen der Laufradschauffeln die Gefahr der Entstehung von geräuscherzeugenden Ablösungswirbeln am größten ist. Daher erhalten die Leitbleche 5 außen eine größer Tiefe als in der Nähe des Sternpunktes 6. Es wurde festgestellt, daß in der Abstimmung von Gleichrichterwirkung und Drosselverlust eine optimale Abhängigkeit der Zahl und Tiefe der Leitbleche von deren Entfernung vom Sternpunkt 6 besteht. Man liegt im optimalen Bereich, wenn man das Verhältnis der im jeweiligen Radius gemessenen Leitblechteilung zu der an dieser gleichen Stelle gemessener. Leitblechtiefe im tvesentlichen gleich oder kleiner als 2,2 macht. Mit anderen Worten: Es soll t1: si=t.: s, G 2,2 sein.
Die Meridianlinie der Leitbleche kann kreisförmig, korbbogenförmig oder kegelig sein. Die Form des schirmförmigen Sternes kann somit in weiten Grenzen gestaltet werden. Bei großem Laufraddurchmesser und bei Axialventilatoren mit verhältnismäßig kleinen Schaufellängen des Laufrades 7 gemäß Fig. 3 brauchen die Leitbleche 8 sich nicht bis zum Sternpunkt zu erstrecken. Die Leitbleche 8 sind frei tragend. Sie werden vorteilhaft an ihrem freien Ende durch einen konzentrischen Drahtring miteinander verbunden, wie überhaupt die Verwendung eines versteifenden Drahtringes auch bei einem Strömungsgleichrichter gemäß Fig. 1 und 2 geboten ist.
Bei Ventilatoren gemäß Fig. 4, bei denen der Nabe des Laufrades 9 ein Führungskörper 10 vorgebaut ist, münden die Leitbleche 11 in den Führungskörper 10 hinein. Der Führungskörper 10 wird dann von den Leitblechen 11 getragen und kann gegebenenfalls ein Außenlager der Laufradwelle oder sogar den Motor aufnehmen.
Die Befestigung der Leitbleche 5, 8, 11 an der Saugdüse 3 kann in beliebiger Weise erfolgen. Die Leitbleche können fest mit der Saugdüse verbunden sein oder mit ihr unter Bildung eines winzigen Spaltes nicht in körperlicher Berührung stehen. Die Beschreibung des Strömungsgleichrichters im Zusammenhang mit Axialventilatoren gilt beispielsweise. Bei Radialventilatoren liegen ähnliche Verhältnisse vor, so daß die grundsätzlichen Formen des Strömungsgleichrichters auch bei Radialventilatoren angebracht sind. Bei letzterem wird die Luft der Randströmung im Laufrad um weitere 90° umgelenkt, so daß die Gesamtumlenkung 180° beträgt. Daraus geht hervor, daß bei Radialventilatoren sogar besonderer Wert darauf zu legen ist, Raumwirbel der anströmenden Luft vor dem Eintritt in den Ventilator zu vernichten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Strömungsgleichrichter an einer Saugdüse eines Ventilators mit sternförmig angeordneten Leitblechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (5, 8, 11) im äußeren Krümmungsbereich der Saugdüse (3) angesetzt sind und entgegen der Strömungsrichtung schirmförmig aus der Saugdüse insgesamt hervorragen.
2. Strömungsgleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (5, 8, 11) ihre größte Tiefe s an der Berührungsstelle mit der Ansaugdüse (3) aufweisen.
3. Strömungsgleichrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Leitbleche (5, 8, 11), in Strömungsrichtung gemessen, zum Sternpunkt (6) hin derart abnimmt, daß das Verhältnis der an der jeweiligen Stelle gemessenen Leitblechteilung t zu der Leithlechtiefe s gleich oder kleiner als 2,2 ist.
4. Strömungsgleichrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (8) sich nicht bis zum Sternpunkt (6) erstrecken.
5. Strömungsgleichrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (11) in einen zum Sternpunkt konzentrischen, der Nabe vorgebauten Führungskörper (10) einmünden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr.881 720; schweizerische Patentschrift Nr. 288 243; USA.-Patentschrift Nr. 2 166 276; Zeitschrift »Gas and Oil Power«, Sept. 54, S. 218.