DE20307462U1 - Strukturell verstärkter Rotor für einen Ventilator, insbesondere Mischstromventilator - Google Patents

Description

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Aktenzeichen: GDEDTOl
Datum: 13. Mai 2003

Anmelder: Datech Technology Co., Ltd.; No. 100, Sz Yuan Rd., Hsin-Chuang City, Taipei
Hsien, Taiwan, R.O.C.

Strukturell verstärkter Rotor für einen Ventilator, insbesondere Mischstromventilator

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen strukturell verstärkten Rotor für einen Ventilator, insbesondere Mischstromventilator.

Der Wirkungsbereich der optimierten charakteristischen Kurve dieses Mischstromventilators wurde erweitert und die Wahrscheinlichkeit eines Geschwindigkeitsverlustes gesenkt. Somit wurde die gesamte Nützlichkeit des Mischstromventilators angehoben.

Die Anwendungsgebiete von Ventilatoren sind zahlreich. Sie umfassen Bereiche wie den Bergbau, Zementherstellung, Chemie, Minenarbeit, Stahlbau, Verkehrsmittel und Katastrophenschutz. Auch in Bürogebäuden und einfachen Wohnungen findet man Ventilatoren. Ihre Aufgabe ist die Überwindung von Widerständen in Leitungen, die Beförderung von Luftmengen zu den vorbestimmten Zielorten. Daher spielen Ventilatoren in Belüftungssystemen oder Staubsaugern eine besonders große Rolle. Wenn man ihre Besonderheiten und ihre Betriebsweise durchschaut, kann man mit wenig Mühe große Erfolge in Fragen der Belüftungskontrolle erzielen. Man kann Ventilatoren gemäß ihren Lufteinzugsund Ausstoßarten in vier Kategorien einteilen: Die Achsen-Ventilatoren, die Radialventilatoren, die Mischstromventilatoren und die Querstromventilatoren. In der Industrie finden vor allem drei Formen Anwendung, die Achsen-Ventilatoren, die Radialventilatoren und die

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Mischstromventilatoren, wobei wiederum die Mischstromventilatoren den größten Anteil ausmachen.

Für den allgemeinen Gebrauch können die im Patent No. 88215121 der Republik China (Taiwan) beschriebenen „optimierten Rotorblätter" genutzt werden. Diese umfassen einen Rotorhauptkörper mit mehreren Rotorblättern sowie eine Luftspaltkonstruktion, welche mit dem Rotorhauptkörper verbunden ist und die Zugkraft der Rotorblätter verstärkt sowie durch die Drehung des Rotorhauptkörpers für eine gesteigerte Luftzufuhr sorgt.

Natürlich kann die oben genannte Konstruktion mit „optimierten Rotorblättern" neben der durch die Rotation des Rotorhauptkörpers entstehenden Luftströmung auch den Luftstrom um seitwärts zugeführte Luft ergänzen, doch bei dem Mischstromventilator müssen die Flußrichtung der Luftströmung und die Rotationsachse der Rotorblätter übereinstimmen. Daher kann die bislang genutzte „optimierte Rotorblätter"-Konstruktion, deren Rotorhauptkörper an seinem äußeren Rand eine Luftspaltkonstruktion aufgesetzt hat, welche während der Drehung der Rotorblätter dem Luftstrom zusätzliche Luft beiführt, nicht für Mischstromventilatoren genutzt werden, solange diese Verbesserung nicht den speziellen Eigenschaften des Mischstromventilators angepaßt wird. Diese Verbesserung ist nicht in der Lage, den durch den Ventilator erzeugten Luftstrom zu verstärken und somit nicht in der Lage, die Funktion eines Mischstromventilators effektiv anzuheben. Die verwendete Konstruktion erfüllt also nicht die Anforderungen, die an die vorliegende Erfindung gestellt wurden.

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, den effektiven Wirkungsbereich der charakteristischen Kurve eines Mischstromventilators zu erweitern.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Wahrscheinlichkeit eines Geschwindigkeitsverlustes zu senken und die gesamte Nützlichkeit des Mischstromventilators anzuheben.

Um das erstgenannte Ziel zu erreichen, schlägt die Erfindung einen Rotor mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen angegeben.

Die Rotorkonstruktion besteht aus einer Rotornabe und einer Vielzahl gleichmäßig um diese Nabe verteilter, am äußeren Rand dieser befestigter Rotorblätter. Eine Seite der Nabe verfügt

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über eine Vertiefung, die andere Seite stellt eine ebene Fläche dar. Die Rotorblätter sind in gleichem Abstand entlang des äußeren Randes der Nabe befestigt. Der äußere Rand der Nabe ist abgeschrägt. Die flache Seite der Nabe dient als Lufteinlaß, die Seite mit der Vertiefung dient als Luftausgang. Die Oberfläche der Rotorblätter stellt eine Bogenform dar. Auch die Verbindungsfläche zwischen den Rotorblättern und der Nabe stellt eine Bogenform dar. In den Lücken zwischen den in gleichmäßigen Abständen angeordneten Rotorblättern werden somit auch gebogene Durchlässe frei. Durch diesen Aufbau wird der Wirkungsbereich der charakteristischen Kurve des Mischstromventilators erweitert und die Wahrscheinlichkeit eines Geschwindigkeitsverlustes verringert, wodurch die allgemeine Nützlichkeit des Ventilators angehoben wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Anwendungsbeispiel anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine dreidimensionale Abbildung eines Rotors nach der vorliegenden Erfindung im Einbauzustand,

Fig. 2 eine dreidimensionale Abbildung des Rotors,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Rotors (Lufteinlaßseite),

Fig. 4 eine Rückansicht des Rotors (Luftauslaßseite),

Fig. 5 eine Seitenansicht des Rotors, und in

Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Luftdrucks über der Luftstrommenge.

In den Abbildungen kann man erkennen, daß es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine strukturelle Verstärkung der Rotorblätter eines Mischstromventilators handelt, welche den Wirkungsbereich der charakteristischen Kurve eines Mischstromventilators erweitert sowie die Wahrscheinlichkeit eines Geschwindigkeitsverlustes senkt und somit die gesamte Nützlichkeit des Mischstromventilators anhebt.

Der bereits erwähnte Rotor 1 weist eine Rotornabe 2 sowie eine Vielzahl von Rotorblättern 3 auf, die gleichmäßig um diese Rotornabe 2 verteilt am äußeren Rand derselben befestigt sind.

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Eine Seite der Rotornabe 2 verfügt über eine Vertiefung 21, die andere Seite stellt eine ebene Fläche 22 dar. Der äußere Rand der Rotornabe 2 wird durch eine Schrägfläche 23 gebildet. Die Schrägfläche 23 an dem äußeren Rand der Rotornabe 2 wird durch eine Abschrägung gebildet, welche sich von der Seite der Rotornabe 2, an der sich die Vertiefung 21 befindet, langsam in Richtung der Seite der Rotornabe 2, an der sich die ebene Fläche 22 befindet, absenkt bzw. verjüngt. Der Durchmesser der Vertiefung 21 entspricht dem Durchmesser der ebenen Fläche 22. Die Seite der Rotornabe 2, an welcher sich die ebene Fläche 22 befindet, dient als Lufteinlaß 24. Die Seite der Rotornabe 2, an der sich die Vertiefung 21 befindet, dient als Luftausgang 25. Die Größen der Flächen des Lufteinlasses 24 und des Luftausgangs 25 stehen in einem Verhältnis von 1,9 bis 2,3 zueinander.

Die Rotorblätter 3 sind in gleichem Abstand entlang des äußeren Randes der Rotornabe 2 befestigt. Die Oberfläche der Rotorblätter 3 stellt eine Bogenform 31 dar. Auch die Verbindungsfläche zwischen den Rotorblättern 3 und der Rotornabe 2 stellt eine Bogenform 32 dar. In den Lücken bzw. Zwischenräumen zwischen den in gleichmäßigen Abständen angeordneten Rotorblättern 3 bleiben somit gebogene Durchlässe 33 frei. Die Rotorblätter 3 sind mit ihrer Bogenform 31 an der am äußeren Rand der Rotornabe 2 befindlichen Schrägfläche 23 angebracht. Die oben beschriebene Konstruktion stellt eine völlig neue strukturelle Verstärkung für Rotorblätter eines Mischstromventilators dar.

Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht den Luftstrom durch den Rotor nach der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 zeigt eine grafische Darstellung der charakteristischen Kurve nach der vorliegenden Erfindung. Der Rotor 1 der vorliegenden Erfindung weist eine Vertiefung 21 auf. Innerhalb dieser Vertiefung 21 befindet sich eine Zentralachse, welche die Hauptachse des Ventilators darstellt (nicht in den Figuren dargestellt) und bei Versorgung mit Strom zur Bewegung der Rotorblattkonstruktion genutzt wird. Sobald der Rotor 1 dreht, wird der Luftstrom von Richtung des Lufteinlasses 24 der ebenen Fläche 22 der Rotornabe 2 in Richtung des Luftausgangs 25 der Seite der Vertiefung 21 gelenkt. Die vielen Rotorblätter 3, deren Blätter eine Bogenform 31 darstellen, saugen die Luft durch den Lufteinlaß 24 an. Diese wird dann durch die gebogenen Durchlässe 33, welche zwischen den Bogenflächen 32 der in gleichmäßigen Abständen angeordneten Rotorblätter 3 frei gelassen sind, gefördert. Dabei muß sich der Luftstrom der Form der Schrägfläche 23 am äußeren Rand der Rotornabe 2 sowie der Bogenform 31 der Rotorblätter 3 anpassen. Der Luftstrom wird schließlich durch den Luftausgang 25 ausgestoßen. Somit wird der Wirkungsbereich der charakteristischen Kurve des Mischstromventilators erweitert und die Wahrscheinlichkeit eines Geschwindigkeitsverlustes

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verringert (wie in Fig. 5 dargestellt), wodurch die allgemeine Nützlichkeit des Ventilators angehoben wird. Die Charakteristika und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung wurden durch Daten unterlegt, welche mit Hilfe eines Ventilator-Testgerätes der Firma Engineering Laboratory Design, Inc. unter Anwendung des ASHRAE-Standards 51-1985 erstellt wurden.

Gemäß der oben dargelegten detaillierten Beschreibung ist erwiesen, daß die vorliegende Erfindung die eingehend genannten Zielsetzungen erfüllt.

Claims (6)

1. Strukturell verstärkter Rotor für einen Ventilator, insbesondere Mischstromventilator, umfassend mindestens:

- eine zentrale Rotornabe (2), deren äußerer Rand abgeschrägt ist;

- eine Anzahl rund um diese Nabe (2) angeordnete Rotorblätter (3), welche in gleichem Abstand entlang des äußeren Randes der Nabe (2) befestigt sind und deren Oberflächen eine Bogenform aufweisen, wobei auch die Verbindungsfläche zwischen den Rotorblättern (3) und der Nabe (2) eine Bogenform aufweisen und somit in den Zwischenräumen zwischen den gleichmäßig beabstandeten Rotorblättern (3) gebogene Durchlässe frei bleiben;

- eine Vertiefung (21) an einer Luftausgangsseite der Nabe (2);

- eine ebene Fläche (22) auf der gegenüberliegenden Lufteinlaßseite der Nabe (2);

wobei der Rotor derart konfiguriert ist, daß der Wirkungsbereich der charakteristischen Kurve des Ventilators erweitert und die Wahrscheinlichkeit eines Geschwindigkeitsverlustes verringert ist, wodurch die allgemeine Nützlichkeit des Ventilators angehoben ist.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schrägfläche (23) vorgesehen ist, welche den äußeren Rand der Rotornabe (2) bildet und sich von der Seite der Rotornabe (2), an der sich die Vertiefung (21) befindet, in Richtung der Seite der Rotornabe (2), an der sich die ebene Fläche (22) befindet, verjüngt.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Vertiefung (21) dem Durchmesser der ebenen Fläche (22) entspricht.

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen des Lufteinlasses und des Luftausgangs in einem Verhältnis von 1, 9 bis 2, 3 zueinander stehen.

5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenformen der Rotorblätter (3) in der gleichen Richtung auf die Schrägfläche (23) am Außenrand der Rotornabe (2) aufgesetzt sind.

6. Ventilator mit einem Rotor (1) nach einem den vorgenannten Ansprüche 1 bis 5.