DE1628421B2

DE1628421B2 - Gebläserad für Lüfter

Info

Publication number: DE1628421B2
Application number: DE1967W0043457
Authority: DE
Inventors: Joseph Percival Anderson; Alec Gerard James Baker; Essex Colchester; Brian Bowman London Daly
Original assignee: Woods of Colchester Ltd
Current assignee: Woods of Colchester Ltd
Priority date: 1966-03-04
Filing date: 1967-03-01
Publication date: 1979-02-01
Also published as: BE694998A; SE311971B; DE1628421A1; NO118676B; GB1141198A; JPS5034255B1; DE1941757U; FR1513039A; NL6703339A; AT278230B

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebläserad für Lüfter mit einer zum Anbringen des ersten an einer sich drehenden Welle wie der eines Elektromotors schüsseiförmigen Tragscheibe, mit einem von letzterer axial im Abstand angeordneten Deckscheibe mit einem sich nach außen aufweitenden Auslaß und einer Anzahl von Gebläseradflügeln, die sich zwischen der Tragscheibe und der Deckscheibe erstrecken, und derart ausgebildet sind, daß wesentliche Komponenten der Strömung eines von dem Gebläserad in Bewegung gesetzten gasförmigen Mediums von Gebläserad aus sowohl axial als auch nach außen verlaufen und daß jeder Flügel mit einer nach rückwärts gerichteten Wölbung versehen ist, deren rückwärtiger Kantenteil sich nach rückwärts an der Tragscheibe krümmt, zwecks Bildung eines Ausströmwinkels.

Ein bekanntes derartiges Gebläserad für einen Lüfter (US-PS 30 59 833) ist derart ausgelegt, daß ein geradliniger Fluß erzeugt wird, wobei Ein- und Auslaß auf derselben Achse liegen, das Gebläseradgehäuse die Form eines zylindrischen Kanals aufweist und die Einlaßteile der Flügel des Gebläserades entweder radial oder annähernd radial gerichtet sowie die Auslaßteile der Flügel nach rückwärts um die Achse gekrümmt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Gebläserad für Lüfter der eingangs erwähnten Art derart auszugestalten, daß unter weitgehender Ausschaltung einer Strömungstrennung bei wechselnden äußeren Drücken aerodynamische Stabilität innerhalb des gesamten Arbeitsbereiches des Gebläserades an den Flächen des letzteren erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der größte Durchmesser der Tragscheibe kleiner ist als der kleinste Innendurchmesser der Deckscheibe, daß der rückwärtige Kantenteil der Wölbung sowohl in axialer, als auch in radialer Richtung gekrümmt ist und daß der Austrittswinkel sich von etwa 15° an der Tragscheibe auf etwa 65° an der Deckscheibe

ίο verändert.

Die Erfindung erweist sich insbesondere dadurch als vorteilhaft, daß durch die besondere Bemessung der Durchmesser der Tragscheibe und der Deckscheibe sich ein erweiterter Querschnitt des Gebläserades an der Austrittsseite ergibt, was zusammen mit der Bemessung der Ausströmwinkel an der Tragscheibe und an der Deckscheibe eine glatte, geschmeidige und kontinuierliche Strömung gewährleistet. Die Gefahr des Abreißens und der Strömungstrennung wird ebenso wie die der Ablösung von Strömungswirbel verringert, die die Leistung vermindern und den Geräuschpegel heraufsetzen würden. Die erfindungsgemäßen geformten Flügel überdecken einen größeren Sektor des Laufrades als beim Stand der Technik, so daß in konstruktiver Vereinfachung die Zahl der bei gegebenem Durchmesser und gegebener Leistung erforderlichen Flügel herabgesetzt werden kann. Auch kann auf diese Weise eine geeignete Beziehung zwischen dem Anstieg des dynamischen Druckes als Folge der Axialströmung und

^o dem Anstieg des dynamischen Druckes als Folge der Radialströmung innerhalb des Arbeitsbereiches des Gebläserades hergestellt werden, so daß eine allmählich abfallende Leistungs-Volumen-Kennlinie über in wesentlichen den gesamten Bereich hinweg erhalten werden kann, wodurch die Ausnutzung der Leistung in PS gemessen bei allen Drücken gesichert wird. Der Einfallswinkel der vorderen Kanten der Gebläseradflügel, gemessen von einer zur Achse des Gebläserades senkrechten Ebene aus, liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 30°, wodurch ein befriedigender Bereich von Einfallswinkeln geschaffen wird, mit denen eine im wesentlichen gleichmäßige Strömung an den Flügelflächen innerhalb des Arbeitsbereiches des Gebläserades von der stärksten bis zur schwächsten Strömung des gasförmigen Mediums mit Sicherheit erzielt wird. Vorteilhafterweise können an demjenigen Teil der Flügel, der nahe an der sich aufweitenden Fläche der Deckscheibe gelegen ist, ein oder mehrere Schlitze vorgesehen werden, wodurch die Leistung herabgesetzt wird, die vom Gebläserad absorbiert wird, wenn die Strömung des gasförmigen Mediums sich dem Wert Null nähert, so daß ein Teil der Grenzschicht der Luft an der Druckfläche des Flügels nahe an der Übergangsstelle zwischen Flügel und Deckscheibe durch die Saugseite des Flügels hindurchtreten kann, wobei die aerodynamische Stabilität des rückwärtigen Teiles der Flügel nahe an der Deckscheibe verbessert wird.

Die axialgerichtete Strömung am Einlaß bringt weiter den Vorteil mit sich, daß der Elektromotor des Gebläserades eine optimale Kühlung erfährt, wenn er in unmittelbarer Nähe der Einlaßseite des Gebläserades angeordnet ist, wo die aerodynamischen Kennlinien der Flügel für eine maximale Bewegung des gasförmigen

^fa5 Mediums entlang der Achse des Gebläserades sorgen.

Da der größte Durchmesser der Tragscheiben des Gebläserades kleiner als der kleinste Innendurchmesser der Deckscheibe bemessen ist, können beide Bauele-

ente gleichzeitig in einer gemeinsamen Form geformt erden, in welchem Fall die Gebläseradflügel gesondert ;rgestellt und dann an der Tragscheibe befestigt erden.

Die Erfindung wird anhand von gezeichneten usführungsbeispielen näher beschrieben:

F i g. 1 eine zum Teil als senkrechter Schnitt ^zeichnete Seitenansicht eines Lüfters mit einer ersten usführungsform des erfindungsgemäßen Gebläsera- ;s,

F i g. 2 eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform ;s Gebläserades,

Fig.3 eine Unteransicht der Ausführungsform des . ebläserades nach der F i g. 2, wobei ein Gebläseradflüel weggelassen ist,

F i g. 4 ein Schnitt nach der Linie 4-4 der F i g. 2,

F i g. 5 ein Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 2,

Fig.6 eine graphische Darstellung der Kennlinie .Tuck-Volumen des Gebläserades,

Fig.7 eine graphische Darstellung der Kennlinie eistung-Volumen des Gebläserades und

F i g. 8 ein Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform es erfindungsgemäßen Gebläserades.

Der in der Fig. 1 dargestellte Lüfter ist in eine reisrunde Öffnung 1 am oberen Ende eines Abzugsrohes 28 einsetzbar, die über einer Öffnung 2 am Dach 3 ines Gebäudes angebracht ist, und enthält ein iebläserad 4, das von einem Elektromotor 5 antreibbar ,t.

Das Gebläserad 4 besitzt eine flache, ringförmige Heckscheibe 9, die koaxial in der Öffnung 1 angeordnet >t, sich am oberen Ende nach außen aufweitet und mit inem etwas kleineren Durchmesser endet als die öffnung 1, axial in kleinem Abstand über der Heckscheibe 9 eine schüsseiförmige Tragscheibe 10, die <i der Mitte mit einem Ansatz 11 versehen ist, mit lessen Hilfe das Gebläserad an der Welle 8 befestigbar st, und fünf Gebläseradflügel 12, die Deckscheibe 9 mit Jer Tragscheibe 10 verbinden.

Bei der in den F i g. 2 bis 5 dargestellten Ausführungsorm des Gebläserades 4 erstrecken sich die eine nach ückwärts gerichtete Wölbung aufweisenden Flügel 12 zwischen der Außenseite 16 der schüsseiförmigen Pragscheibe 10 und der Innenseite der Deckscheibe 9 ind sind sowohl in radialer als auch in axialer Richtung :;ekrümmt, so daß der Ausstoß des Gebläserades 4 mit iowohl axial als auch nach außen gerichteten Komponenten erfolgt. Das erfindungsgemäße Gebläserad sichert, daß die Nennleistung des Motors bei allen Drücken, eingeschlossen einer beständig abfallenden Eingangsleistung aus der freien Luft bis zu einem geschlossenen Ausstoß, ausgenutzt wird, wobei ohne wesentliche Erhöhung der Leistung eine starke Strömung bei niedrigem Druck erzielt wird. Dies wird teilweise dadurch bewirkt, daß die Haube 13 die Bildung von sekundären Luftströmungen in dem über der Tragscheibe 10 gelegenen Bereich verhindert.

Jeder Flügel 12 ist an der rückwärtigen Kante im Bereich der Tragscheibe 10 (Fig.4) bis zu einem verhältnismäßig kleinen Ausstoßwinkel, z. B. in der

ίο Größenordnung von 15°, gekrümmt, welche Krümmung sich in Richtung zur Deckscheibe 9 vermindert, wobei ein fast radialer Ausstoßwinkel ß, z. B. in der Größenordnung von 65° an der Deckscheibe 9 erzeugt wird, wie in der F i g. 5 dargestellt ist. Hierdurch wird

i^r> sichergestellt, daß eine Luftströmung um die sich aufweitende Fläche der Deckscheibe 9 herum induziert wird, wobei sich gezeigt hat, daß mit Hilfe dieser Maßnahme zusammen mit der verstärkten Krümmung der rückwärtigen Kante der Flügel von der Deckscheibe

2ü 9 an eine fast geradlinig verlaufende Kennlinie Druck-Volumen zusammen mit einer allmählich abfallenden Kennlinie Leistungs-Volumen erhalten wird, wie in den Fig.6 und 7 dargestellt ist. Der Einlaß- oder Ausstellwinkel der gewölbten vorderen Kante der

2^r> Flügel beträgt ungefähr 30°, gemessen in einer zur Achse des Gebläserades senkrechten Ebene, was zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Luftströmung über die Flügelflächen hinweg innerhalb im wesentlichen des gesamten Arbeitsbereichs des Gebläserades

■io führt, so daß im Betrieb des Lüfters bei allen Drücken ein ruhiges und wirksames Arbeiten erzielt wird.

In einigen Fällen kann eine verbesserte aerodynamische Stabilität des Gebläserades dadurch erzielt werden, daß die Gebläseradflügel 12 an demjenigen Teil, der sich

Vi an die Übergangsstelle zwischen ihnen und der sich nach außen aufweitenden Fläche der Deckscheibe 9 anschließt, mit einem oder mehreren Schlitzen 20 versehen werden, wie in der F i g. 8 dargestellt ist. Diese Schlitze setzen die vom Gebläserad absorbierte Leistung herab, wenn die Luftströmung sich dem Wert Null nähert, wobei ein Teil der Grenzschicht der Luft an der Druckfläche des Flügels nahe an der Übergangsstelle von Flügel und Deckscheibe zur Saugseite des Flügels durchströmen kann.

Da der Durchmesser der Öffnungen 1 des Lüfters etwas größer bemessen ist als der größte Durchmesser der Deckscheibe 9, wird die Wartung des Lüfters erleichtert, da die aus dem Gebläserad und dem Elektromotor 5 bestehende Einheit aus dem Lüfter

^r>o entweder von oben oder von unten her ausgebaut werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gebläserad für Lüfter mit einer zum Anbringen des ersteren an einer sich drehenden Welle wie der eines Elektromotors schüsseiförmigen Tragscheibe, mit einem von letzterer axial im Abstand angeordneten Deckscheibe mit einem sich nach außen aufweitenden Auslaß und einer Anzahl von Gebläseradflügeln, die sich zwischen der Tragscheibe und der Deckscheibe erstrecken und derart ausgebildet sind, daß wesentliche Komponenten der Strömung eines von dem Gebläserad in Bewegung gesetzten gasförmigen Mediums vom Gebläserad aus sowohl axial als auch nach außen verlaufen und daß jeder Flügel mit einer nach rückwärts gerichteten Wölbung versehen ist, deren rückwärtiger Kantenteil sich nach rückwärts an der Tragscheibe krümmt, zwecks Bildung eines Ausströmwinkels, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser der Tragscheibe (10) kleiner ist als der kleinste Innendurchmesser der Deckscheibe (9), daß der rückwärtige Kantenteil der Wölbung sowohl in axialer, als auch in radialer Richtung gekrümmt ist und daß der Austrittswinkel (ß) sich von etwa 15° an der Tragscheibe (10) auf etwa 65° an der Deckscheibe (9) verändert.

2. Gebläserad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßwinkel der Gebläseradflügel (12) ungefähr 30° beträgt.

3. Gebläserad nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Schlitze (20) an demjenigen Teil eines jeden Gebläseradflügels (12), der sich an die Übergangsstelle zwischen dem Gebläseradflügel (12) und der sich nach außen aufweitenden Fläche der Deckscheibe (9) anschließt.