DE1628363A1 - Axialgeblaese - Google Patents

Description

5591-67/fc/Ro.
F. 18230A W.Oerinany
U.S.Ser.No. 527*800
U.S.Piling Date1
March 28, 1966

Rotron Manufacturing Company, Inc, Hasbrouck Lane» Woodstock« New York, T.St.A.

Axialgebläse

Die Erfindung betrifft ein Axialgebläse mit einem von einer Nabe und einem Seitenwandteil (Leitring) gebildeten Strömungskanal, In dem auf der Nabe montierte Lüfterschaufeln angeordnet sind, mit einem Wirkungsgrad, Betriebsverhalten und vielseitiger Verwendbarkeit, wie sie in dieser Kombination bisher von derartigen Lüftern unerreichbar waren*

Das Kühlen elektronischer Geräte oder anderer Einrichtungen mit Hilfe von in den Gehäusen oder in deren Nähe angeordneten Gebläsen ist eine Übliche Maßnahme. Will man zur Kühlung eines bestimmten Geräteteiles ein geeignetes Gebläse auswählen« so müssen zur richtigen Wahl der besonderen Art und GrOSe des Gebläses eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigt werden. Was die Kühlung betrifft, so mud der Gerätekonstrukteur ein Gebläse mit geeigneter Leistungsfähigkeit auswählen, welches den zur Aufrechterhaltung der richtigen Temperatur erforderlichen Luftduroh-

ORfQiNAL 109883/0217

Λ* Unterlagen (Art. 7° I Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 des Änderunaeoee. V. 4.9.19.871

satz gewährleistet, während es gegen den von der Umgebung bestimmten Druck arbeitet. Wo keine Beschränkungen bezüglich solcher Parameter, wie Größe, Gewicht und Leistungsaufnahme des Gebläses verlangt werden und wo auch der Wirkungsgrad nicht interessiert, 1st die Aufgabe des Gerätekonstrukteurs verhältnismäßig einfach.

Xn den meisten Fällen, besonders bei elektronischen Geräten, welche heute mit ständig wachsender Packungsdichte und geringer werdender Gesamtgröße hergestellt werden, 1st die Auswahl eines geeigneten Gebläses infolge der durch diese zusätzlichen Konstruktionsmerkmale auferlegten Beschränkungen viel komplizierter. Insbesondere führt die größere Packungsdichte elektronischer Bauelemente in einem bestimmten Volumen zu einer größeren Wärmeentwicklung, so daß zur Kühlung ein größerer Luftdurchsatz erforderlich 1st, und außerdem tritt eine Behinderung der Luftströmung auf, welche ein Anwachsen des Druckes bewirkt, gegen den das Gebläse arbeiten mud, um den gewünschten Durchsatz zu gewährleisten« Zusätzlich werden die äußeren Abmessungen des Oebläses selbst häufig durch die verlangte begrenzte Gesaatpackungsgröße ernsthaft eingeschränkt. Der Konstrukteur sieht sich also vor der Notwendigkeit, den Luftdurchsatz bzw. die Förderkapazität eines Gebläses beim Arbeiten gegen einen höheren Druck erhöhen und gleichzeitig die äußeren Abmessungen verkleinern zu müssen.

la aKissen aber noch weitere Überlegungen angestellt werden. Beispielsweise ist es bei einer Kühlvorrichtung für Bürogeräte, wie z.B. einen Rechner, und für Hi-Fi-Tonstudios unbedingt er-

109883/0217 bad

forderlich, störend· Geräuchpegel zu vermelden und die Oeräusohentwicklung dee Oebläeee so gering wie möglich zu halten. In vielen Fällen ergibt sich außerdem aus Leistungs- oder Gesamtgröeenbesohränkungen die Notwendigkeit* die Leistungsaufnahme und die Qröfle des Oebläseiaotore so gering wie möglioh zu halten.

FUr KUhlungezwecke sind Axialgebläse allgemein üblich. Bin bekannter Typ von Axialgebläsen, nämlich Axialgebläse mit Leitring» enthält ein von einen Motor angetriebenes Schaufelrad, welches sioh in Inneren einer Ummantelung dreht. Dadurch wird das Druokverhalten des Oebläeee verbessert.

Bei einem bekannten Axialgebläse neuerer Bauart sind die Schaufeln auf einer Habe montiert, welche den Motor ganz oder teilweise umgibt, so dafl die gesamte axiale Länge des Gebläses klein gehalten werden kann. Oebläse dieser Art weisen zahlreiche günstige Eigenschaften auf, z.B. relativ geringe Gröle und gute Leistung.

Betreibt «an jedoch Axialgebläse mit Leitring herkömmlicher Konstruktion bei ihrer maximalen Leistungsfähigkeit, so ergibt sich bei höheren Drucken ein Effekt, welcher den Anwendungsbereich des betreffenden Oebläsetyps einschränkt. In der Druck/ Strönunge-Kennlinie eines Axialgebläses mit Leitring 1st nämlloh ein instabiler Bereich vorhanden, der sogenannte "Centrax"-Bereich. In diesem instabilen Bereich sind die Betriebseigenschaften des. Gebläses so sohleeht (beispielsweise sinken der Luftdurchsatz

BAD ORIG'NAL

109883/0217

sowie der Wirkungsgrad stark ab)» daß es dem vorgesehenen Zweck praktisch nicht mehr genügt, Wenn also größte Leistungsfähigkeit gewünscht wird, ist es erforderlich, den Betrieb des Gebläses auf einen Bereich der Kennlinie unterhalb des instabilen Bereiches zu beschränken.

Auf Grund dieser Beschränkung bei Axialgebläsen mit Leitring muß man, wenn für ein Gerät ein erheblicher Kühlluftdurchsatz bei relativ hohen Drücken erforderlich sind, auf größere Gebläse oder andere Gebläsearten ausweichen. Flügelrad-Axialgebläse, Käfigläufergebllse oder Radialgebläse können beispielsweise große Luftmengen gegen relativ hohe Drücke fördern und werden oft benutzt, wenn ein Axialgebläse mit Leitring nicht verwendet werden kann. Derartige Gebläse sind aber von Natur aus größer oder wesentlich lauter als Axialgebläse mit Leitring.

Bei den bisher bekannten Gebläsen war der Gerätekonstrukteur also gezwungen, aus einer großen Zahl von Typen unterschiedlicher Gröle und Art einen für den besonderen Verwendungszweck geeigneten herauszusuchen. Dazu war es erforderlich, genau alle zweckdienlichen Kriterien des Betriebsverhaltens und der Größe zu definieren und dann einen günstigen Kompromiß zu finden. Dies führt dazu, daß sich ein großer Teil des Konstruktionsaufwands auf die Auswahl des Gebläse« erstreckte, und daß die Hersteller der Oebllse ein· große Anzahl von Gebläsen unterschiedlicher Größe und Art vorrätig halten mußten, um dem großen Bereich möglicher Anwehdungafllle gerecht zu werden.

BAD ORIGINAL

109883/0217

Hauptzweck der Erfindung ist es daher« eine neue Art von Gebläsen anzugeben« deren Betriebseigenschaften einen Bereich umspannen« für welchen früher eine Anzahl verschiedener« speziell konstruierter Typen erforderlich war« so daß die Aufgabe des Gerätekonstrukteurs wesentlich vereinfacht wird und die Zahl der verschiedenen und von den Herstellern vorrätig zu haltenden Gebläsearten bedeutend reduziert werden kann. Die Erfindung bezweckt ferner« ein Axialgebläse mit Leitring zu schaffen« welches mit gutem Wirkungsgrad über einen wesentlich größeren Betriebsbereich arbeitet« als bekannte Gebläse dieser Art und bei geringerer Größe, geringerer Leistungsaufnahme und geringerer Geräuschentwicklung eine größere Leistungsfähigkeit aufweist als vergleichbare Gebläse herkömmlicher Art« und bei dem der instabile Bereich in seiner Druck/Strömungs-Kennllnle praktisch beseitigt wird.

Die bedeutend verbesserten Betriebseigenschaften des Erfindungsgegenstandes ergeben sich Im wesentlichen daraus« daß auf der Ausgangsseite eines Axialgebläses die freie Ausbreitung einer radialen Geschwindigkeitskomponente gewährleistet und verbessert wird. Dies wird durch zwei bauliche Maßnahmen erreicht. Erstens werden die Gebläseschaufel und der Luftströmungskanal im Inneren des Leitringes so ausgebildet« daß eine starke radiale Komponente der Luftströmung zusätzlich zur Axialkomponent· eingeführt wird. Zweitens wird eine ringförmige Zone« welche sich um eine bestimmt· Entfernung in Radialrichtung nach außen sowie strömungsabwärts

BAD

109883/0217

von den Spitzen der Gebläseschaufeln erstreckt» völlig unbehindert gelassen wird, so daß eine unbehinderte Bewegung der Luftströmung mit der starken radialen Komponente des Strömungsmoments möglich ist.

Allgemein gesagt, weist ein erfindungsgemäß konstruierte» Axialgebläse die Merkmale auf, daß (1) ein Läufer vorgesehen ist, durch welchen der Luft, die durch den Kanal, in dem der Läufer montiert 1st, gefördert wird, ein wesentliches radial nach außen gerichtetes Strömungsmoment erteilt wird, und daß (2) am Auslaß des Gebläses eine Im wesentlichen unbehinderte ringförmige Zone vorgesehen ist, welche sich vom Auslaßrand des Leitringes radial nach außen sowie strömungsabwärts vom Auslaßende des Strömungskanals erstreckt.

Die unbeschränkte oder unbehinderte Zone, welche eines der erfindungswesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Gebläses darstellt, wird im folgenden u.a. "freie Wirbelzone" genannt. Es kann nämlich angenommen werden, daß die strömungsabwärts und aus dem Ströraungskanal des Gebläses geförderte Luft die Ablaufspitze einer jeden Gebläseschaufel alt einer Strömungsverteilung verläft, · die einem freien Wirbel ziemlich ähnlich ist, und daß es für einen stabilen, ruhigen und wirksamen Betrieb des Gebläses wesentlich ist, bein Abströmen der Luft von Gebläse diese freie Wirbelverteilung unbehindert zu lassen. Um den freien Wirbelbereich zu erhalten, ist es wichtig, daß der Strömungskanal des Gebläses strömungsabwärts praktisch nicht weiter reicht, als

109883/0217 sad original

die ströOningsabwärts liegenden Spitzen der Gebläseschaufel^ Ferner sollen die die Nabe am Gehäuse halternden Speichen strömungsaufwärts, also auf der Einlaflseite des Gebläses angeordnet werden.

Durch Rauchtests« Hoohgeschwindlgkeitsphotographle und andere Untersuchungen und quantitative Messungen wurde gefunden« dal die unbehinderte Zone nicht weiter ströraungsabwärts anfangen darf als die Ablaufspitzen der Gebläseschaufel!!, und daß sieh Iceine Vorsprünge, Speichen» Gehäuseteil oder Ausstülpungen in dem Bereich befinden dürfen, welche durch die Rotation einer Kurve begrenzt wird, die der folgenden Exponentialfunktion genügtι

w - Cr¹¹

dabei bedeuten! w den axialen, strttaungsabwärts gerichteten Abstand von den Ablaufapltzen der Schaufeln, r den radialen Abstand von den Ablaufspitsen der Schaufeln, η eine Potenz von r gröler als 2 und ο eine Konstante, welche von der speziellen Oebläsekonstruktion und de« wert von η abhingt.

Dieser Ausdruck seigt mathematisch die wichtige Tatsache, dafi der kritischste Teil der genannten Zone «loh in unmittelbarer Vähe der Sohaufelspltsen befindet und da· dl··· Zone eine steile Stufe aufweist. Je weiter str&iungaabwärts «loh Hindernisse befinden, umso geringer ist ihr EinfIuB, was den radialen Abstand betrifft· Diese Beziehung wird später noch genauer erläutert werden.

iAO ORIGINAL

109883/0217

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein strömungsabwärts divergierender Strömungskanal verwendet. Ein divergierender Strömungskanal kann entweder durch ein divergierendes Innenwandteil des Leitringes oder vorzugsweise durch ein divergierendes Innenwandteil zusammen mit einer divergierenden Nabe Zustandekommen.

Das verbesserte Qeeamtbetriebsverhalten des erfindungsgemäßen Gebläses wird offensichtlich durch das praktische Verschwinden des instabilen Bereiches in der Betriebskennlinie des Gebläses. Da über den gesamten Setriebsbereich keine Instabilität auftritt« kann irgendein gemäß der Erfindung ausgebildetes Gebläse in einem entsprechend weiteren Anwendungsbereich verwendet werden. Der Hersteller kann somit die Zahl der zu bauenden Gebläsearten herabsetzen« während der Gerätekonstrukteur bei der Auswahl eines Gebläses für seinen besonderen Zweck nur noch eine geringere Zahl von Gebläsen in Betracht ziehen muß. ,.

In der Zeichnung sind Aueführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung zeigt Int

Fig. 1 eine Stirnansicht der Auslaßseite eines bevorzugten AuefUhrungebeispiels der Erfindung;

Fig. 2 «ine Seitenansicht dessen Gehäuse längs einer Ebene 2-2 der Flg. 1 geschnitten let;

Fig. 2A ein Teil einer ähnlichen Radialsohnlttansicht längs einer Ebene 2A-2A in Fig. 1 in der Nähe der Ablaufspitze der Sohaufelj

BAD ORIG'NAI

109883/0217

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorderseite einer Gebläseschaufel des Gebläses nach Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs einer Ebene 4*4 in Fig. 5; Fig· 5 einen Schnitt längs einer,Ebene 5*5 in Fig. 4;

Flg. 6 eine Seltenansicht der in Flg. 3 dargestellten Gebläseschaufel;

Fig. 7 ähnlich wie Flg. 2 eine Querschnitteansicht des Gebläses gemäß Fig. 1, in welcher eine Befestigungsvorrichtung für ein erfindungsgemäß konstruiertes Gebläse dargestellt ist;

Fig. 8 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung mit geschnittenem Gehäuse, das statt einer kegelförmigen Habe eine gerade Nabe enthält;

Flg. 9 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht eines dritten Ausführungsbeispieles der Erfindung mit geradem Strömungskanal;

Flg. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Verbesserung bei Anwendung der Erfindung auf ein Gebläse gegebener GrOSe und Leistung;

Flg. 11 ein Diagramm zum Vergleich der Betriebseigenschaften eines typischen bekannten Gebläses und eines erfindungsgemäßen Gebläse», die mit gleichem anfänglichen Arbeltspunkt P₁, Q₁ betrieben werden;

Fig. 12 die für Axialgebläse mit Leitring typischen Kurven des statischen Wirkungsgrades;

BAD ORIGINAL 109883/0217

Flg. 13 zwei Arbeitskennlinlen nach Werten, welche bei einem bekannten Gebläse und einem nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 konstruierten Gebläse gleicher Größe gemessen wurdenj

Fig. 14 zwei Arbeitskennlinien, welche nach einem Gebläse gemäß dem AusfUhrungsbeispiel der Fig. 1 mit hochbelasteten Schaufeln sowie nach einem bekannten Gebläse mit relativ gering belasteten Schaufeln aufgenommen wurden;

Fig. 15 zwei ebenfalls nach Untersuchungswerten aufgenommene Kuriren, mit welchen der Wirkungsgrad eines Gebläses gemäß Fig. 2 demjenigen eines typischen bekannten Gebläses gegenübergestellt wird und

Fig. 16 eine Srläuterung und Gegenüberstellung der Arbeltskennlinien der drei Aueführungebeispiele gemäß den Flg. 2, 3 und

In den Flg. 1 und 2 ist die bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gebläses 50 dargestellt, Das Gebläse 50 enthält fünf Lüfterschaufeln 55, die auf einer Wabe 52 montiert und in einem Strömungskanal 51 angeordnet sind, welcher durch die Nabe 52 und eine Innenwand 52 eines Leitringes 54 gebildet wird, Bs sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung ein Gebläse betrifft, bei welchem die Schaufeln im Inneren eines Strömungskanales 51 angeordnet sind, nicht jedoch ein iebläse, das in freier Luft arbeitet. Die Nabe 52 mit den Schaufeln 55 ist im Strömungekanal durch Speichen 56 gehaltert, die bis zum Leitring 54 reichen, Es ist zu beachten, daß diese Speichen 56 auf der Einlaßeeite des

BAD ORIG(NAt.

109883/021 7

Strömungskanals 51 angeordnet sind» so daß die Auslaßseite des Kanals unbehindert bleibt.

Im Inneren der Nabe 52 ist ein Elektromotor montiert« welcher die Nabe und die Schaufeln 55 antreibt. Der Motor ist nicht dargestellt, da er in üblicher Weise ausgebildet sein kann« siehe z.B. die USA-Patentschrift No. 2 926 8?3.

Zwei Merkmale eines nach der Lehre der Erfindung konstruierter Gebläses sind von besonderer Bedeutung. Bei diesen Merkmalen handelt es sich um die Form der Gebläseschaufel^ und um die Art des Bereiches am Auslaß des Strömungekanals.

Gebläseschaufeln

Von entscheidender Wichtigkeit für die richtige Arbeitsweise des Erfindungsgegenstandes 1st u.a. die Konstruktion der Gebläseschaufeln 55* In den Fig. 3 bis 6 ist daher ein Sohaufelmuster dargestellt« welches als Beispiel für eine typische Gebläseschaufel dient« wie sie bei jedem Ausftthrungsbeispiel der Erfindung verwendet werden muß.

Wesentliche Einzelheiten der Form der für das vorliegende Gebläse 50 verwendeten bevorzugten Schaufeln 55 sind in der USA-Patentschrift 1 964 525 beschrieben. Bine nach der Lehr« dieser Patentschrift geformt· Schaufel wirkt bei Freiluftgebläsen oder Gebläsen die in grollen Offnungen arbeiten« dem nach innen gerichteten Luftmoment entgegen. Wenn« wie es beim Erfindungsgegenstand der Fall ist« ein Gebläse einen Strömungskanal 51 aufweist«

BAD ORIGINAL 10988370217

so wird eine nach Innen gerichtete Bewegung der Luft durch den Leitring 5^ verhindert. Baut man also Schaufeln der Art, wie sie in der erwähnten Patentschrift beschrieben sind, in ein Gebläse mit einem Strömungskanal, wie z.B. dem Kanal 51, ein, so sollen sie nicht einer konvergierenden Luftbewegung entgegenwirken, sondern sie dienen vielmehr dazu, eine divergierende Strömung zu erzeugen. Schaufeln der genannten Art werden also in dem vorliegenden Gebläse 30 aus einem anderen Grund verwendet, als bei den bekannten Gebläsen. Es soll also kurz auf die Konstruktion der Schaufeln 55 eingegangen werden.

Die Form der Schaufeln 55 ist am besten in den Fig. J> bis zu erkennen. Die Arbeite- oder Vorderfläche 6l der Schaufeln 55 ist in Querrichtung allgemein konkav, d.h., zwischen dem Vorderrand 6j5 und dem Hinterrand 65 befindet sich eine konkave Oberfläche, wie die Schnittdarstellungen der Fig. 4 und 5 zeigen. Das TeilstUck 66 der konkaven Vorderfläche 6l in der Nähe des Hlhterrandes 65 weist einen kleinen Krümmungsradius auf und bildet somit am Ende des Hinterrandes einen scharfen Bogen. Das TeilstUck 66 der Schaufel in der Nähe des Hinterrandes 65 erstreckt sich somit von der Vorderfläche 6l der Schaufel vorwärts in Richtung der Luftströmung. Dieses sich vorwärts erstreckende Teiletttck 66 erteilt der Luft den letzten Anstoß, sich von der Schaufelfläche 6l zu entfernen. In Verbindung mit der Form des Hinterrandes 65 erzeugt das TelletUck 66 durch seine Wirkung auf die Luft eine Kraftkomponente, welche der Luft ein nach außen

, η _{Λ Λ Λ} ^BAD

109883/0217

gerichtetes Moment erteilt und die Luft durch den Strömungskanal 51 in einer allgemein divergierenden Welse treibt.

Der Hinterrand 65 ist über den grüßten Teil seiner Länge nach hinten geneigt. Besonders in der Hähe des äußeren Teiles der Schaufel wird der Hinterrand scharf zurückgeneigt, und zwar beträgt ein häufig zweckmäßiger Rückneigungswinkel für den äußeren Teil 65y des Hinterrandes 65 30°.

Der äußere Teil 67 der Schaufel 55 erstreckt sich vom Vorderrand 63 zum Hinterrand 65 im wesentlichen nach hinten. Der Neigung a winkel dieses sich nach rückwärts erstreckenden äußeren Teiles 67 wächst, wenn man sich vom Vorderrand über das Teil 67 zum Hinterrand 65 bewegt. Die Wirkung dieses sich rückwärts erstreckenden äußeren Teiles 67 besteht darin, daß der Luft ein Moment mit nach außen gerichteter Komponente erteilt wird und daß sich die Luft durch den divergierenden StrUmungskanal 51 in einer divergierenden Strömung bewegt. Der Teil 67 kann sieh Über ungefähr ein Drittel der radialen Abmessung der förderfläche 6l der Schaufel erstrecken. Allgemein gesagt, erscheint di· Torderfläche 6l der Schaufel 55 in Radialrichtung konvex, während sie in axialer oder Querrichtung allgemein konkav erscheint.

Der äußere Rand der Schaufel 55 ist so geformt» daß er zur Innenwand 53 der Ummantelung 54 paßt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 ist diese Innenwand 53 divergierend ausgebildet, also etwa kegelstumpfförmig. Fig. 2 a«igt die Schaufel plastisch so, wie man si· bei einem radialen Schnitt durch den

ßAD ORIGINAL 109883/0217

Leitring 54 am Mittelpunkt der Schaufel tatsächlich sehen würde. Der Schnitt 2-2 geht ungefähr durch den axialen Mittelpunkt der Schaufel 55* so daß die Schaufel in Flg. 2 so aussieht« als befände sie sich nur mit ihrem Mittelpunkt in der Nähe der Innenwand 55· Fig. 2A zeigt die Beziehung zwischen dem äußeren Rand 63 der Schaufel 55 und der Innenwand 55 des Leitringes 54 genauer. Fig.2A ist Teil eines radialen Querschnittes durch den Leitring 54 an einer Stelle in der Nähe der hinteren Spitze 65y der Schaufel und zeigt somit die Beziehung zwischen der hinteren Spitze und der Innenwand 55* In Fig. 2 würde eine Drehung der oberen Schaufel in das Papier hinein die hintere Spitze 65y in enge Nachbarschaft mit der dargestellten inneren Seitenwand, d.h. der Innenwand 55 bringen. Bs kommt hler darauf an, daß der äußere Rand 68 der Schaufel über den größten Teil seiner Länge bis hin zur hinteren Spitze 65y sich gleichmäßig nahe an der Oberfläche der Innenwand 53 befindet. Dabei 1st die hintere Spitze 65y der Teil der Schaufel 55* welcher sich am nächsten bein OebläseauslaS befindet.

Wie es überhaupt bei der Konstruktion von Gebläsen der Fall ist, erfordert jedes einzeln« Gebläse zur Erlangung der bevorzugten Einzelheiten einige Versuche hinsichtlich der Abmessungen und der OrOSe des radialen Impulses, welchen die Luft durch die fiKbläseeehaufeln erhält« Solche Variationen sind aber bei dieser Technik Üblich und es versteht sieh für den Fachmann von selbst, daß bei der Konstruktion eines jeden Gebläse« einig· Versuchsreihen durchgeführt werden* um dieser und vieler anderer Faktoren,

BAD ORIGINAL 109883/0217

welche in die Gebläsekonstruktion eingehen» zu bestimmen.

Freie Wirbelzone

Die zweite kritische Bedingung« welche bei den vorliegenden Gebläse zu beachten 1st, ist die, daß die Zone am Auslaß des Strömungskanals 51 völlig frei und unbehindert bleibt. Diese unbehinderte Zone muß sich sowohl strömungsabwärts als auch radial nach außen vom Auslaß des Strömungskanals 51 erstrecken. Genauer gesagt» muß die die äußere hintere Spitze 65y des Hinterrandes 65 der Schaufel 55 verlassende Luft frei dem Strömungebild bzw. den Stromlinien folgen können» welche durch die bei dem vorliegenden Gebläse 50 verwendeten Schaufeln 55 der oben beschriebenen Art zustande kommen. Es kann angenommen werden» daß sich das Strömung«· bild analog wie eine freie Wirbelströmung verhält, oder.daß «ine solche Analogie wenigstens unmittelbar atrömungsabwärts vom Hinter· rand der Schaufeln 55 herstellen läßt. Die sogenannte freie Wirbelzone muß also an der äußeren hinteren Spitze 657 des Hinterrandes 65 beginnen. Es 1st daher wesentlich» daß der Leitring 54 strömungsabwlrts an der hinteren Spitze 65y der Gebläseschaufein 55 endet. Wenn Sicherheitsbedingungen dies zulassen» so kann es sogar zweckmKßlg sein» den Leitring 5* um den Bruchteil eines Zentimeters vor der hinteren Spitze 65y enden zu lassen. In jedem Falle haben Tersuche ergeben» daß eine merkliche Erstreckung des Leitringes 5k strömungeabwärts die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile verhindert.

BAQ ORIGINAL 109883/021? ' f ^-

Bei der Konstruktion von einfachen Axialgebläsen mit Leitring und einem Läuferrad war man allgemein der Meinung, daß optimale Betriebseigenschaften und geringste Turbulenz dann erzielbar sind, wenn man die die Nabe tragenden Speichen im Leitring auf , der Auslaßselte des Gebläses anordnet (siehe z.B. die USA-Patentschrift 2 926 8j58). Um zu gewährleisten« daß die freie Wirbelzone nicht durch Bauteile unterbrochen wird« welche eine freie Wirbelströmung sturen würden« werden die Speichen für die Nabe 52 bei den vorliegenden Gebläsen auf der Einlaßseite des Strömungskanals 5I angeordnet und nicht auf der Auslaßseite.

In Fig. 7 let ein Radialschnitt ähnlich dem der Fig. 2 dargestellt« worin das Gehäuse 54a am Auslaß des Strömungskanals 51 einen radial nach außen zurückgesetzten kreisförmigen Befestigungsring 69 aufweist. Der Vorteil dieses Befestigungsringes 69 1st

der darin zu sehen« daß ein derart ausgebildetes Gebläse ohne Störung/

freien Wirbelzone befestigt werden kann.

Die in Fig. 7 dargestellten .Wirbelspiralen 7%_mT? sind einfache schematische Darstellungen dessen« was wahrscheinlich in erster Linie in der Bewegung der Luft geschieht« nachdem diese die hinteren Spitzen 65y der Schaufeln 55 verlassen hat. Die Spirale 72 zeigt den Weg« den die Luft nach Verlassen der hinteren Spitze der oberen Schaufel 55 einschlägt« während die Spirale 73 den Weg der die hintere Spitze der nächstfolgenden Schaufel verlassenden Luft zeigt. Da die Luft nach Verlassen der Schaufeln ein Moment mit einer Komponente in der Bewegungsrichtung der

r BAD ORIGINAL

10 988 3/0217

Gebläseschaufeln hat* bewegen sich die Spiralen 72* 72 u™ ^den Auslaß des Strömungskanals 51 herum und wandern außerdem spiralförmig strömungsabwärts. Die komplizierten Bewegungevorgänge der vom Strömungskanal 51 ausgestoßenen Luft rühren daher, daß der Luft Momente mit Komponenten in allen drei Koordinaten erteilt werden. Die Gebläseschaufeln 55 sind, wie oben beschrieben ist, so geformt, daß sie sowohl eine im wesentlichen radial nach außen gerichtete Momentkomponente als auch eine ströraungsabwärts gerichtete Komponente liefern. Die Tatsache, daß die ftebläseschaufeln sich drehen, führt zusätzlich zu einer Momentkomfeonente in Drehrichtung.

Die dargestellten Wege der Spiralen 72, 73 sind nur eine grobe Darstellung dessen, was tatsächlich geschieht· Der Terlauf der Spiralen ändert sich von Gebläse zu Gebläse, und zwar hinsichtlich der Spiralendurchmesser, der Entfernung zwischen aufeinanderfolgenden Spiralen von aufeinanderfolgenden Schaufelspitzen und hinsichtlich der Strecke, die sich die Spiralen strömungsabwärts vor dem Auflösen bewegen. Seibat bei einem einzigen Gebläse ändert dessen Betriebeverhalt·η die Eigenschaften der Spiralströmung. Wenn beispielsweise eine größere Meng· von Luft zirkuliert, so wird der schnellere Durchsatz des Gebläses ströraungsabwärts dazu führen, daß aufeinanderfolgend« Spiralen in Längsrichtung weiter voneinander entfernt sind, als wenn eine geringere Luftmenge umgewälzt wird.

109883/0217

Die in Fig. 7 dargestellte und mit der Kurve W=Cr¹¹ festgelegte Kurve bezeichnet die Einhüllende, innerhalb welcher die angenommene Wirbelströmung auftritt. Diese Formel ist sehr allgemein und stellt eine Beziehung zwischen der radialen Versetzung r und der Länge w des Ringes 69 bei dem AusfUhrungsbelspiel nach Fig. 7* bei welchem ein kreisförmiger Ring verwendet wird, dar. Nimmt man an, dafl das Gebläse mit einer Öffnung in einem Rahmen verbunden wird, welche nicht in einen Kanal, sondern in einen offenen Innenraum führt, kann die radiale Versetzung r offensichtlich verringert werden, wenn auch die Längsabmessung w des kreisförmigen ftinges 69 reduziert wird. IeI einen Gebläse mit einem Radius von ungefähr 5,7 cm bis zur äußeren Spitze der Gebläseschaufel dürfte diese linhUllende bei einer Größe der Konstanten C von 9*4- und einer Potenz η von ungefähr 3 definiert sein« Da die radiale Versetzung r mit ziemlich hoher Wurzelpotenz der Länge w des Ringes 69 zunimmt, ist es möglich, ein Gebläse der vorliegenden Art auf einen rohrförmigen Kanal zu montieren, wenn der zurückgesetzte Ring 69 lang genug gewählt wird und weit genug zurückgesetzt wird. Bs besteht aller Grund zur Annahme, da£ die Konstanten C und η nicht nur von jeweiligen Gebläse abhängen, sondern auch von dessen Arbeitsbedingungen*

Andere Merkmale

Bei dem in den Flg. 1 und 2 dargestellten bevorzugten Aus* fUhrungsbeisplel divergieren die Habe 52 und die Innenwand 53 des

BAD ORIGINAL 109883/0217

Leitringes 54 Über den grüßten Teil ihrer Länge. Gemeint ist dabei« daß sie in Richtung der Luftströmung divergieren.

Im allgemeinen liegt der optimale Divergenzwinkel der Innenwand 55 zwischen 10° und 20°. Der genaue Wert des optimalen Winkels für die Nabe 52 hängt vom Winkel der Innenwand 53 ab und wird so gewählt, daß der Querschnitt längs des Strömungskanals 51 so konstant ist wie möglich« Der Divergenzwinkel der Nabe 52 wird um wenige Qrad größer sein als der Divergenzwinkel der Innenwand 53,

Flg. 8 ist in Ähnlicher Weise wie Fig« 2 ein radialer Querschnitt, teilweise plastisch. Jedoch weist die AusfUhrungsform nach Fig. 3 keine divergierende Nabe 52 wie die AusfUhruhgsfortn nach Fig. 2 auf, sondern vielmehr eine zylindrische Nabe 52a. Die Schaufeln 55a weisen im wesentlichen die gleiche Form auf wie diejenigen nach der Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit dein einzigen Unterschied, daß der in Radiairiohtung innere Teil d«r Schaufeln 55a auf die zylindrische Nabe 52a statt auf die divergierende Nabe 52 paßt.

Fig. 9 ist ein radialer Querschnitt, teilweise plastisch, ähnlich wie die Flg. 2 und 8 und zeigt ein drittes Aüsfttnrungsbeiepiel der Erfindung. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Leitring 54b mit einer geraden Innenwand 53b sowie eine gerade Nabe 52a verwendet, so daß auch der Strönungskanal 51b nicht divergierend, sondern gerade 1st.

BAD ORIGINAL 10988 3/0217

Die Schaufeln 55b der Ausführungsform nach Fig. 9 entsprechen im wesentlichen den im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Flg. 1 beschriebenen und im einzelnen dargestellten Schaufeln 55» doch erstrecken sich die Führungsteile des äußeren Randes 68 radial so nach außen, daß sie zur geraden Innenwand 52b passen.

Die relative Bedeutung der in den Fig. 2, 3 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiele läßt sich am besten an Hand der in Fig. l6 dargestellten Betriebskennlinien erkennen und wird welter unten im einzelnen erläutert werden.

Betriebseigenschaften

Die Kurve 70 in Fig. 10 ist die Druck-Durchsatz-Arbeitskennlinle eines herkömmlichen Axialgebläses mit Leitring. Sie weist einen ausgeprägten instabilen Bereich 70c auf. Es ist möglich, daß ein Gebläse, welches normalerweise so ausgelegt ist, daß es im wesentlichen rechts vom instabilen Bereich arbeitet, in einem Anwendungsfall verwendet wird, wo ein Gegendruck entsteht. Während dieser Gegendruck entsteht, wandert der Arbeitepunkt des Gebläses die Kurve 70 hinauf, bis er in den instabilen Bereich gelangt. Bin am Anfang des Instabilen BereichesfyOc liegender Punkt kann als Abkipp-Punkt bezeichnet werden, denn dort treten erhebliche Instabilitäten und Lärmentwicklung auf, und manchmal fördert das Gebläse bei diesem Punkt Überhaupt nicht mehr. So unangenehm diese Störungen auch sind, sind es Jedoch nicht nur der Lärm und die Instabilität, welche das Betriebeverhalten des Gebläses im

BAD ORIGINAL 109883/0217

instabilen Bereich 70c beeinträchtigen. Das Absinken der Druck-Durchsatz-Kennlinie 70 im Bereich 70c bedeutet außerdem, dad die Luft menge, welche das (lebläse zu liefern in der Lage ist, bei den den. Arbeitspunkt in den Bereich schiebenden Drücken merklich geringer wird»

Die Art und das Ausmaß des durch die Erfindung bei den Betriebseigenschaften eines Gebläses erzielten Fortschritts wird u.a. durch einen Vergleich der beiden idealisierten Kurven 70 und 72 in. Fig. 10 ersichtlich, während die Kurve 70 da* Betriebsverhalten eines typischen herkömmlichen Axialgebläses mit Leitring wiedergibt, ist die Kurve 72 die Arbeitskennlinie eines Gebläses gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig» 1. Es handelt sich um die Kurven von Gebläsen, welche in jeder Beziehung wie z.B. in der QrQSe, Leistung, Zahl der Gebläseschaufel!! usw. identisch sind mit Ausnahme derjenigen Merkmale, welch· dl» Erfindung ausdrücklich vorschreibt. Ton dem Gebläse, dem dl· Kurve 70 zugeordnet ist unterscheidet eich das Gebläse, zu der die Kurv· 72 gehört, Insbesondere durch folgende Eigenschaften: (1) Ein· Schaufel, welche in der Lage ist, der durch den Strömungekanal getriebenen Luft ein wesentliches radial nach außen gerichtet·» Moment zu erteilen, (2) eine freie Wirbelzone am Auelad des Gebläses und (j$) eine divergierende Seitenwand in Verbindung mit einer divergierenden Nabe zur Bildung des Strömungskanale. Bin Vergleich der Kurven 70 und J2 zeigt, dafl das Gebläse nach der Erfindung bei allen statischen Drücken eine gritter· Luftmenge

SAD ORIGINAL 109883/0217

— 22 - 7628363

liefert und wegen der Beseitigung des instabilen Bereiches bei den höheren Drücken eine viel größere Luftmenge fördert.

Wegen der aus Fig. 10 ersichtlichen Gesamtverbesserung der Betriebseigenschaften des Gebläses ist der Gerätekonstrukteur in der Lage, ein erfindungsgemäß konstruiertes Gebläse auszuwählen« welches kleiner ist als ein entsprechendes herkömmliches Axialgebläse« um irgend einen gewünschten Luftdurchsatz bei einem bestimmten Druck zu erhalten. Betrachtet man also die idealisierten Kurven in Fig. 11, so erkennt man folgendesι Sucht der Gerätekonstrukteur ein Gebläse für den Anfangsarbeitspunkt P₁, Q₁, so kann er entweder ein bekanntes Axialgebläse wählen« welches die Arbeltskennlinie 7^ aufweist» oder ein Gebläse vorliegender Art mit der Arbeitskennlinie 76. Wegen der verbesserten Gesanteigenschaften (vgl. Flg. 10) wird das beim Arbeitspunkt P₁, Q₁ arbeitende Gebläse der vorliegenden Art kleiner sein und weniger Leistung er* fordern als ein beim gleichen Arbeltspunkt arbeitendes bekanntes Gebläse.

Bin Gebläse der hier angegebenen Art kann nicht nmr kleiner gewählt werden» sondern er liefert auch eine viel besser« und wünschenswertere Arbeitskennlinie« da der instabile Bereich verschwindet, wie ein Vergleich der Kurven 7* und 76 zeigt.

Bei Anwendungsfällen für Gebläse« wo der Brück alt der Zeit ansteigt (z.B. wenn die umgewälzte Luft durch »in Staubfilter gedrückt wird)« wird bei Verwendung ein·» bekannt·» Lüfter» ein sehr

BAD ORIGiNAL 109883/0217

schneller Abfall des Ktihlluftdurchsatzea eintreten, wenn der Druck einmal so weit angestiegen 1st, daß das Gebläse im instabilen Bereich 7^o zu arbeiten beginnt. Wird jedoch ein Gebläse der vorliegenden Art verwendet, so sinkt der Luftdurchsatz wesentlich gleichmäßiger und in geringerem Ausmaß ab. Dies führt zu einer wesentlich gleichmäßigeren Kühlung beim Ansteigen des Drucket und bedeutet allgemein eine wirkungsvollere und geräuschlosere Arbeitsweise,

Die Kurven 78 und 80 der Fig. 12 geben den statischen Wirkungsgrad, die für ein bekanntes Gebläse mit der Kennlinie 76 bzw. für ein Gebläse der hier angegebenen Art mit der Kennlinie 78 typisch sind. Die Verbesserung des Wirkungsgrades ist In dem Bereich der Kennlinie am größten, wo sich beim bekannten Gebläse der instabile Bereich befindet, aber eine gewisse Verbesserung des Wirkungsgrades ist bei jedem oder praktisch jedem Arbeitspunkt gegeben, wenn anstelle eines bekannten Gebläses mit Leitring ein Gebläse der hier angegebenen Art verwendet wird. Diese durch die Gegenüberstellung der Kurven 80 und 78 verdeutlichte Verbesserung des Wirkungsgrades läßt sich u.a. auf die Beseitigung des instabilen Bereiches, wo ein Betrieb nur bei sehr schlechtem Wirkungsgrad möglich ist, zurückführen. Ein Gebläse der vorliegenden Art mit der Arbeitskennlinie f6 wird kleiner sein und einen weniger leistungsfähigen Motor erfordern als ein entsprechendes bekanntes Gebläse mit der Arbeltskennlinie, wie sie mit der Kurve 7* Fig. 11 dargestellt ist.

109883/0217

Beide durch die Arbeitskennlinien 74 und 76 in Fig. 11 definierten Gebläse sind hochbelastet. Die Schaufeln beider Gebläse sind also so ausgelegt, daß sie einen maximalen oder beinahe maximalen Luftdurchsatz liefern können. Es könnte möglich sein, die gewünschte Arbeitskennlinie 76 mittels eines bekannten Leitring-Axialgebläses um ungefähr den Faktor 2 zu verbessern, indem man ein größeres Gebläse wählt und es durch Verwendung anderer Schaufeln "entlastet". Die Kurve 82 des statischen Wirkungsgrades in Fig. 12 ist ein Beispiel für den Verlauf des Wirkungsgrades eines solchen bekannten Gebläses, welches so groß und soweit entlastet ist, daß ·* sich eine der Kennlinie 76 ähnliche Arbeltskennlinie ergibt. Der Verlust an Wirkungsgrad und/oder Zuwachs an Größe sind jedoch beträchtlich und schließen diese Lösung bei dem Entwurf und der Verwendung von Gebläsen aus.

Man erkennt also, daß der große Vorteil der vorliegenden Gebläse darin besteht, daß sie Überlegene Betriebseigenschaften bei einer geringeren Größe und geringeren Antriebsleistung aufweisen. Durch die Kombination dieser Vorteile stellen die vorliegenden Gebläse insgesamt einen wesentlichen Fortschritt auf dem Gebiet der Leitring-Axialgebläse dar.

Zusätzlich zu der Tatsache, daß es einem Gerätekonstrukteur dank der Erfindung möglich ist, bei vorgegebenen Druck-Durchsatz-Verhältnissen ein kleineres und wirkungsvolleres Gebläse zu wählen, macht es das Verschwinden des instabilen Bereiches möglich, ein Gebläse über einen weiteren Bereich seiner Arbeitskennlinie

BAD ORIGINAL 109883/0217

- 25 - '[628363

zu betreiben» Ein Gebläse mit der Arbeitskennlinie 76 gemäß Fig. 11 und einer Wirkungsgradkurve 80 gemäß Fig· 12 kann mit gutem Wirkungsgrad in einem großen Druckbereich verwendet werden. Für den Hersteller bedeutet dies, daß für eine vollständige Gebläsereihe viel weniger Gebläsetypen erforderlich sind. Für den Benutzer des Gebläses dagegen wird es viel einfacher, für einen bestimmten Zweck ein Gebläse mit gutem Wirkungsgrad auszuwählen.

In den Flg. 1? bis l6 sind Kurven dargestellt« welche nach Betriebsmessungen an bekannten Gebläsen und Gebläsen der vorliegenden Art aufgenommen wurde.

Für Fig. 15 wufcde ein bekanntes Axialgebläse mit der Kennlinie 84 verwendet und es in ein Gebläse gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 abgeändert, wobei lediglich die Schaufeln ausgewechselt und ein Leitring mit einer divergierenden Seitenbzw. Innenwand vorgesehen wurden. Weitere Änderungen erfolgten nicht. Das abgeänderte Gebläse ergab die Arbeitskennlinie 86, wobei es selbstverständlich so betrieben wurde, daß in der freien Wirbelzone am Auslad des Ströraungskanals keine Behinderungen auftraten. Die Kurve 86 zeigt noch die Andeutung eines instabilen Bereiches. Andere Versuche zeigen, daß auch diese Andeutung bei Verwendung einer divergierenden Nabe verschwindet« Jedenfalls sind die mit der Kurve 86 wiedergegebenen Betriebseigensohaften den der Kurve 84 entsprechenden in Jeder Beziehung überlegen. Bei 4,6 mm WS wälzte das bekannte Gebläse in der Minute 1,13 a? Luft um, das erfindungsgemäfle Gebläse dagegen eine Luftmenge von

BAD 109883/0217

ungefähr 2 nr. Bei den meisten anderen Drücken 1st die Verbesserung nicht ganz so bemerkenswert, aber eine wesentliche Verbesserung ist über die gesamte Kurve gegeben.

Wie erwähnt wurde, ist es möglich, den Instabilen Bereich durch "Entlasten" eines Gebläses ganz oder teilweise zu beseitigen, Die Kurve 88 in Fig. 14 zeigt, was geschieht, wenn man die Steigung der Schaufeln eines bekannten Gebläses verringert. Die Kurve 90 ist die Arbeltskennlinie eines vergleichbaren Gebläses gemäß dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 1 (mit divergierender Nabe und Seltenwand). Hinsichtlich Größe und Leistung sind die durch die Kurven 88 und 90 dargestellten Gebläse ähnlich. Man erkennt, daß man zur Vermeidung des instabilen Bereiches mit einem bekannten Gebläse eine wesentliche Verschlechterung der Betriebseigenschaften in Kauf nehmen mud.

Fig. 15 zeigt ähnliche Verhältnisse wie Fig. 12, die Kurven der Flg. 15 werden jedoch nach Meßwerten gezeichnet und liefern daher «In wirklichkeitsgetreues Bild der mit den vorliegenden Gebläsen erzielbaren Verbesserung des statischen Wirkungsgrades. Die den Kurven 92 und 94 entsprechenden Gebläse waren beide hoch belastet. Bei dem Gebläse mit der Kurv· 94 handelt es eich um ein Ausführungsbeispiel naoh Flg. 1 mit divergierender Nabe und Seitenwand. Mit dem Versuchsergebnis gemäß Fig. 15 soll unterstrichen werden, daß die durch die Erfindung erzielten Fortschritt· sieh auf all· wesentlichen Eigenschaften des Gebläses erstrecken. Der instabile Bereich verschwindet, die Arbeite-

109883/0217 BAD ORIGINAL

- 27 - (628363

kennlinie wird über ihre ganze Länge verbessert« und die Größe und die erforderliche Antriebsleistung werden verringert«

Fig. 16 zeigt einen Vergleich der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Wie aus der Kurve 96 zu erkennen 1st, wird der instabile Bereich weitgehend beseitigt, und zwar gemäß der Grundkombination der Merkmale« daß (1) die Schaufeln so gestaltet sind« daß sie der durch den Strömungskanal de* Leitring« Axialgebläses strömenden Luft ein wesentliches radial nach außen gerichtetes Moment erteilen, und daß (2) unmittelbar strömungsabwärts von den Schaufeln ein freier Wirbelbereich geschaffen wird. Dies 1st das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9. Die Kurve 98« die das AusfUhrungsbelspiel gemäß Fig. 8 wiedergibt« zeigt« daß eine weitere Verbesserung möglich ist« wenn man zu der obigen Grundkombination das Merkmal hinzufügt« einen Strömungekanal mit einer in Strömungsrichtung bzw. strömungsabwärts divergierenden Seitenwand vorzusehen. Die größte Verbesserung wird jedoch durch das mit der Kurve 100 wiedergegebene Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 erzielt« wo der Strömungskanal von einer divergierenden Nabe zusammen mit einer divergierenden Seitenwand gebildet wird.

Die Kurve 96 zeigt« in welchem Ausmaß die Druck-Durchsatz-Kennlinie alt Hilfe eines Gebläses der vorliegenden Art verbessert werden kann« selbst wenn der Strömungskanal gerade verläuft,

BAD ORIGINAL 10988 3/0217

Die Kurve 98 1st, wie gesagt« die Kennlinie eines Gebläses · gemäß dem Ausführungsbelsplel nach FIg* 8, also eines Gebläses mit konischer Seltenwand« Jedoch gerader Nabe. Vergleicht man die Kurven 96 und 98« so ergibt sich, dafl die zusätzliche Verwendung einer kegelförmigen Seitenwand eine leichte Verbesserung der Druck» Durchsatz-Kennlinie bei den höheren Gegendrücken bringt. Bei einem Druck von 5,1 mm WS liefert beispielsweise das Gebläse gemäß Pig· 8 mit kegelförmiger Seitenwand (entsprechend der Kurve 98) einen Durchsatz von ungefähr 0,68 ar je Minute, während das Qebläse gemäß Fig. 9 mit geradem Strömungekanal (entsprechend der Kurve 96) einen Durchsatz von nur 0,62 ttr Je Minute liefert.

Die Kurve 100 stammt von dem gleichen Gebläsetyp wie die Kurven 96 und 98« doch wurde hler eine kegelförmige Nabe verwendet. Diesekegelförraige Nabe bewirkt, daß die Strömungsrate bei höheren statischen Drücken wächst und der instabile Bereich völlig verschwindet. Die Kurve 100 1st die Druck-Durohsatz-Kennlinle eines Gebläses mit den Merkmalen des Ausführungsfaeisplels gemäß der Flg. 1 bis 6.

Die Erfindung wurde im Zusammenhang mit einem Leitring-Axialgebläse erläutert, da sie auf Freiluftgebl&e oder Zentrifugalgebläse nicht anwendbar ist. Versuche haben jedoch ergeben, daß es möglich ist, geeignete gestaltete Vornl i-b*lung3elnriohtungen am Einlaß eines naoh den Lehren der Erfindung gebauten Leitring-Axialgebläses vorzusehen. Die Erfindung richtet sich also auf alle geführten Axialgebläse mit oder ohne zusätzliche

109883/0217 ^BAD original

Merkmale wie z.B. eine solche Vorwlrbelungseinrichtung, wie sie unter gewissen Umständen wünschenswert sein können.

Bs sei auch darauf hingewiesen, dafl ein erfindungsgemäßes Gebläse auch mit einem Luftkanal verbunden werden kann, vorausgesetzt, daß in der Anlage die erforderliche freie Wirbelzone gewährleistet ist. Sin solcher Rahmen» wie er in Fig. 7 dargestellt ist, gestattet es, den Auelaß des Gebläses direkt mit einem Kanal zu verbinden, da dieser dargestellte Rahmen die. Aufrechterhaltung einer peripheren Zone freier Wirbelbildung gewährleistet.

BAU 'ORIGINAL 109883/0217

Claims (8)

Patentansprüche

1.) Axialgebläse alt einem von einer Rabe und einem Seltenwandteil gebildeten Strömungskanal, in dem auf der Nabe montierte Sebläsesohaufeln angeordnet sind, dadurch g β k e η η ζ e 1 c Ιι-η e t , daS (a) im Strömungekanal (51) eine Vorrichtung vorgesehen ist, durch welche der von den Schaufeln (55) durch den Kanal getriebenen Luft ein wesentliches radial nach außen gerichtetes Moment erteilt wird» und daß (b) sieh am Auslaß des Kanals eine im wesentlichen unbehinderte periphere ringförmige Zone befindet, welche sich vom strumungsabwärts liegenden Bnde der Seitenwand (53) strömungsabwärta und radial nach außen erstreckt, wobei dieses Seitenwandende in Strömungsrichtung prak> tisoh nicht welter reloht als die in strumungsriohtung weisenden Sohaufelspitsen.

2.) debläse nach Anspruch 1, dadurch g β k · η η s eich η e t , daß das radial nach außen gerichtet· Strömungsmoment von den deblKsesohaufeln (55) hervorgerufen wird.

3.) Oeblttse naoh den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g · k e η η s e 1 ο h η e t , daß die Seitenwand (55) In Strumungsrichtung divergiert.

4«) OeblMse nach Anspruch % dadurch g e k β η η s e 1 c h η β t , daß die Wabe (52) in Strörmuigeriohtung diverfitrt, so daß ein Strumungskanal (51) entsteht» ammm innere und äußere Winde divergieren.

BAD ORIG'NAL 09883/02t7

an EArt.7§1Atjs.2Nr.TSatz3clesÄnderangsaea.v.

4.9,i967r

5.) Gebläse nach Anspruch 4, d a durch gekennzeichnet, daß die Querschnittefläche des Strömungskanals (51) zwischen der divergierenden Nabe (52) und der divergierenden Seltenwand (55) praktisch über die ganze axiale Lunge konstant ist.

6.) Gebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennz e i ch net» daß die Seitenwand (5?) einen weitgehend konstanten Divergenzwinkel aufweist, welcher zwischen 10° und 20° liegt.

7·) Gebläse nach den Ansprüchen 2 oder 4, gekennzeichnet durch einen sich strömungsabwärts vom Auslas des Gebläses erstreckenden Befestigungsring (69), welcher vom strömungsabwärtfl liegenden Seitenwandende radial zurückgesetzt 1st·

8.) Gebläse nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Konbination der folgenden zusätzlichen Merkmales

(a) eine divergierende Nabe (52) mit einem praktisch konstanten Divergenzwinkel endet divergierend am Auslad des Gebläses!

(b) eine periphere Ummantelung (54) mit divergierender Innenwand (53) endet ebenfalls divergierend am Gebläseauslafi, wobei der Konvergenzwinkel der Innenwand praktisch konstant 1st und zwischen 10° und 20° liegt}

(c) die Nabe und die Innenwand bilden einen Ströraungskanal (51)* wobei der Divergenzwinkel der Nabe und des Kanals sich so . zueinander verhalten» daß der Kanal über den größten Teil seiner Länge «inen praktisch konstanten Querschnitt aufweist.

, , BAD ORIGINAL

109883/0217^ -"-