DE2540580B2 - Radialventilator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialventilator nach dem Oberbegriff des Anspruchs ':.

Bevorzugt ist die Erfindung auf einen derartigen Ventilator anwendbar, der folgende Merkmale aufweist.

Die Schaufeln des Rades haben einen Austrittswinkel von mehr als 90°. Sie besitzen in konzentrischen Kreiszylinderfiächen liegende Ein- und Austrittsflächen. Sie haben eine radiale Erstreckung von zehn- bis zwanzig Prozent des Laufradradius. Die Zungenkante des Austrittsspiralgehäuses liegt in strömungstechnisch erheblichem Abstand vom Laufradumfang. Die Einlaufdüse ist zentrisch zur Laufradachse.

Von besonderer Bedeutung ist eine große Förderhöhe des Radialventilators bei Verbrennungsluftgebläsen für öl- und Gasbrenner, da bei diesen der vom Ventilator im Bereich der die Brennstoffdüse umgebenden Stauscheibe erzeugte bzw. erzeugbare Staudruck ausreichen muß, um Flammen- bzw. Rauchgasrückschläge und auch Schwingungen der Flamme zu verhindern, die durch die Trägheit der Luft- und Gassäule im Brennraum und Kamin verursacht wird.

Es sind daher bereits mehrere Vorschläge zur Verbesserung der Förderhöhe der Radialventilatoren der eingangs umrissenen Art bekannt.

So soll gemäß der DE-OS 14 28 057 eine kegelmantelförmige Abdeckung in den Raum innerhalb des Schaufelkrarizes des Laufrades ragen. Diese kegelförmige Abdeckung kann bis zur Tragescheibe des Laufrades ragen. Sie soll so angeordnet sein, daß ihre Mitte um 45° bis 135°, insbesondere 90° von der engsten Stelle zwischen Laufrad und Spiralgehäuse entgegen der Umlaufrichtung des Laufrades zurückversetzt ist.

Diese Einrichtung soll zwar eine Verbesserung der Förderhöhe von 20 bis 30% bringen. Dennoch ist eine wesentlich stärkere Verbesserung wünschenswert. Hinzu kommt als wesentlicher Nachteil einer derartigen Gebläseausbildung eine so starke Geräuschentwicklung, daß dieses Gebläse sich bisher in die Praxis nicht einführen konnte.

Die Verbesserung der Förderhöhe soll nach dieser OS erreicht werden, indem ein Zurückströmen der Luft durch den Lufteinlaß in einer Zone vor und um den »Tangierungspunkt« herum verhindert wird, in dessen Nähe sonst durch das Flügelrad wieder eintretende Luft

ίο durch den Lufteinlaß ausgeblasen würde.

Bei der Konstruktion nach dieser Offenlegungsschrift wird jedoch der erwähnte Luftrückstrom wenn überhaupt nur in sehr geringem Maße unterbunden. Auch erfolgt die Wiedereinführung dieses Luftstromes

is in das Flügelrad gerade an der Stelle, an der sie wenig günstig ist, nämlich gegenüber dem Abdeckglied. Die aus dem Gehäuse durch das Laufrad in den Raum innerhalb des Laufrades wieder eintretende Luft strömt nämlich unterhalb der Abdeckung nach innen. Sie ist stark turbulent und verwirbelt und stört dadurch die frisch angesaugte Luft erheblich, wodurch der angestrebte Zweck, nämlich die Aufwertung der Druckhöhe, nur in relativ geringem Umfang erreicht wird.
Aus der DE-OS 20 27 936 ist ein Radialventilator bekannt, bei dem die Ansaugöffnung zu einem erheblichen Teil abgedeckt ist. An den Rand der Abdeckung schließt sich eine in den Raum innerhalb des Laufrades axial hineinhängende Schürze an, die axial bis etwa zur Hälfte der Bauhöhe des Laufrades ragt. Auch hierbei wird nur eine verhältnismäßig geringe Erhöhung der Förderhöhe erreicht, die in der gleichen Größenordnung liegt, wie sie bereits nach der DE-OS 14 28 057 erreicht werden kann. Auch dieser Offenlegungsschrift läßt sich über den Wirkungsmechanismus der Konstruktion nichts entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem vorgegebenen Radialventilator der eingangs umrissenen Art die Pressung oder Förderhöhe des Ventilators bei vorgegebener Fördermenge desselben wesentlich

■to stärker zu erhöhen, als dies nach dem otand der Technik der Fall ist und ohne daß eine nennenswerte Geräuschbildung auftritt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß sich das Abdeckglied in Axialrichtung des Laufrades gesehen wenigstens angenähert über den ganzen Querschnitt des Einströmraumes erstreckt.

Die Erfindung geht davon aus, daß infolge des Aufbaus eines in Drehrichtung steigenden Druckes im Auslaßgehäuse dieser erhöhte Druck außerhalb des Laufrades vor allem bei Schaufeln von nur geringer Radialerstreckung erheblich störende Rückwirkungen auf das Einströmen der Luft in das Laufrad hat. Diese Störungen treten in erster Linie im Bereich vor dem Übergang vom Ende des Austrittsgehäuses in den Anfang desselben und auch ein Stück danach auf. Diese Störungen verhindern nicht nur den Eintritt der Luft in dem genannten Bereich in die Beschaufelung; die von ihnen erzeugten Wirbei und Turbulenzen behindern auch den Lufteintritt in den übrigen Bereichen des Laufrades erheblich.

Im Gegensatz zu den technischen Lehren der beiden vorbekannten Literaturstellen erreicht die Erfindung eine wesentlich stärkere Erhöhung der Förderhöhe durch eine Ausbildung des Abdeckgliedes dahingehend, daß das Abdeckglied den Störungsbereich vom Frischlufteinströmungsbereich im wesentlichen trennt. Indem man das im Bereich der Zungenkante vorgesehene Abdeckglied schräg in den Raum innerhalb der

Eimriitsfläche des Laufrades hineinragen läßt, wird dieser Raum in zwei Teile geteilt In dem einen Teil unterhalb des Abdeckgliedes kann zwar in unmittelbarer Nähe der Zungenkante die Luft aus dem Spiralgehäuse in den Innenraum des Laufrades zurück- s strömen. Die zurückgeströmte Luft kann sich jedoch nicht mit der neu hinzuströmenden Luft mischen und diese stören. Sie wird vielmehr gezwungen, im wesentlichen unterhalb des Abdeckgliedes die Laufradbeschaufelung wieder radial nach außen zu durchströmen. Das hat zunächst den wesentlichen Vorteil, daß diese an sich unerwünschte Rückströmluft ihre Energie in weit geringerem Maße verliert als dies bei den vorbekannten Konstruktionen der Fall ist, bei denen sie sich in starkem Maße mit der Frischluft mischt, wobei is die Strömungs- bzw. Druckenergie praktisch verwirbelt wird.

In dem anderen Teil des Raums innerhalb der Laufradeinströmfläche kann der Zustrom der Neuluft durch die Ansaugöffnung des Gebläses in Form einer stationären weitestgehend wirbelfreien Strömung erfolgen, da das Abdeckgiied nicht nur Störungen durch die Rückströmluft verhindert, sondern auch die einströmende Luft in der gewünschten Weise umlenkt Die Erfindung ermöglicht eine Verbesserung der Förderhöhe von 50 bis 80%.

Das Abdeckglied ist vorteilhaft ein Flächengebilde, wie z. B. ein Stück Blech, was z. B. bei nachträglicher Anbringung vorteilhaft ist Es kann auch äußerlich ein Vollkörper sein, dessen eine Fläche sich schräg durch den Innenraum des Laufrades erstreckt, während seine anderen Flächen parallel zur Tragscheibe und der von den Schaufeleintrittskanten bestrichenen Rotationsfläche verlaufen. Für die der Einlaßöffnung zugekehrte Oberfläche des Abdeckglieds wird es wegen der stärkeren Anhebung der Druckhöhe bevorzugt, daß diese Oberfläche eben oder längs einer Zylinderfläche gewölbt ist, deren Erzeugende quer, vorzugsweise senkrecht zur Laufradachse verläuft

In der Regel ist das Abdeckglied vorteilhaft so angeordnet, daß seine Mitte in der Axialebene des Laufrades durch die Zungenkante des Gehäuses liegt In vielen Fällen läßt sich jedoch durch eint geringe Verschiebung in Umfangsrichtung noch eine Verbesserung erreichen, da die genauen Strömungsverhäl.nisse bei jedem Gebläse anders sind.

Für das Abdeckgiied hat sich eine schräg durch den Laufradinnenraum ragende ebene Ausbildung in Form eines Bleches am besten bewährt Dabei hat sich die einfache Rechteckform mit gegebenenfalls abgerundeten Kanten als für bereits optimale Ergebnisse ausreichend gezeigt. Die Breite des Abdeckgliedes beträgt vorzugsweise 80% oder mehr. In der Praxis hat sich eine Breite des Abdeckgliedes zwischen 80 und 100% des Durchmessers der Einlaufdüse am günstigsten erwiesen. Je mehr man von diesem optimalen Bereich nach unten abweicht, um so mehr sinkt auch der durch die Erfindung erzielbare Leistungszuwachs ab. Hauptsächlich ist es die Förderhöhe, lie dann absinkt

Das Abdeckglied kann maximal so weit über die axiale Erstreckung der Eimrittsfläche der Laufradbeschaufelung, also in den Innenraum des Laufrades hineinreichen, wie es der mechanische Spalt zwischen dem Abdeckglied und der Laufradtragscheibe zuläßt

Die Lage des Abdeckgliedes über dem Umfang ist von wesentlichem Einfluß auf die Leistungsverbesserung durch die Erfindung.

Bei einer Winkel-Einteilung der Einströmdüse beginnend an der engsten Stelle des Spiralgehäuses mit 0" und zunehmend im Sinne der Spiralenerweiterung erstreckt sich die Breite des Abdeckgliedes vorteilhaft über einen Winkelbereich zwischen 300° und 45° oder besser zwischen 330° und 30°.

Nachfolgend ist die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispieles näher erläutert

F i g. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Ventilator gemäß der Erfindung in der Ebene I-I aus F i g. 2, also in einer Axialebene zur Laufradachse.

Fig.2 zeigt schematisch die Ansicht von oben auf Fig. 1.

Fig.3 zeigt den Verlauf der FörcV-diöhe über der Fördermenge bei einem Ventilator ohne r rfindungsgemäßes Abdeckglied und beim gleichen Ventilator mit einem solchen Abdeckglied.

Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Ventilator besitzt ein Auslaßsp>^ralgehäuse 1, dessen Zungenkante 2 im Abstand vom Umfang des Laufrades 3 liegt, welches im wesentlichen aus einer ebenen Tragscheibe 4, den sich axial erstreckenden, nach vorn gekrümmten Schaufeln 5 und einem Deckring 6 besteht.

Der Läufer 3 ist in der in F i g. 1 unteren Abdeckplatte 7 des vorzugsweise als Spritzgußteil hergestellten Gehäuses 1 gelagert, wie dies aus F i g. 1 ersichtlich ist Die Einlaufdüse 8 ist im Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch gebildet, daß der Rand der Eintrittsöffnung in der in F i g. 1 oberen Seitenplatte des Spiralaustrittsgehäuses 1 nach innen bis etwa zum entsprechenden Rand des Laufrades eingezogen ist. Die Drehrichtung des Laufrades, die sich aus der Richtung des Spiralauslasses in Fig. 1 ergibt, ist dort auch noch durch einen Pfeil auf der Laufradiragscheibe 4 angedeutet.

Erfindungsgemäß ist am Anfang der Spirale, also mit seiner Mitte in der Axialebene 11 des Laufrades durch die Zungenkante 2 ein Abdeckglied 10 vorgesehen, welches aus einer schräg nach unten gewölblen Blechplatte besteht, die in der aus F i g. 1 und 2 ersichtlichen Weise am Auslaußgehäuse angebracht ist und in der Ansicht gemäß Fig. 2 den Großteil des Einströmraumes überdeckt. Die Befestigung kann in irgendeiner geeigneten Weise, beispielsweise durch Schrauben oder Nieten erfolgen.

Wird das Abdeckglied angegossen, so kann es auch an den lau'rtdseitigen Rand der Einiaßdüse 8 anschließen. Auch bei einer Blechkonstruktion ist ein derartiges Ansetzen möglich, aber aufwendiger.

Es wird durch ein derartig einfaches Zusatzelement die Leistung des Gebläses, also das Produkt aus Förderhöhe und Fördermenge wesentlich erhöht, wie dies aus F i g. 3 mit einem Blick zu erkennen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Radialventilator mit axial durchströmter Einlauföffnung, Laufrad und den Laufradumfang umgebendem im wesentlichen in Umfangsrichtung durchströmtem Austrittsspiralgehäuse, insbesondere Verbrennungsluftgebläse für öl- oder Gasbrenner, wobei die Laufradbeschaufelung einströmseitig im Bereich des Übergangs vom Anfang des Austrittsgehäuses in das Ende desselben mittels eines feststehenden Abdeckgliedes abgedeckt ist, das schräg vom Rand der Einlauföffnung her in den von der von den Schaufeleintrittskanten des Laufrades überstrichenen Rotationsfläche umschlossenen Raum ragt und nahe der der Einlauföffnung abgekehrten Tragscheibe des Laufrades endet, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Abdeckglied (10, 20) in Axialrichtung des Laufrades gesehen wenigstens angenähert über den ganzen Querschnitt des Einströmraumes erstreckt

2. Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Eintauföffnung zugekehrte Oberfläche des Abdeckgliedes (10, 20) eben oder längs einer Zylinderfläche mit quer zur Laufradachse verlaufenden Erzeugenden verläuft

3. Radialventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte des Abdeckgliedes (10,20) ungefähr in der Axialebene durch die Zungenkante (2) des Spiralgehäuses (1) liegt.