DE3001598C2 - Radialventilator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Radialventilator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein Radialventilator der vorgenannten Gattung ist aus der DE-AS 21 60 047 bekannt. Die Bedeutung der Steuerfunktion der Nase bei diesem Radialgebläse ergibt sich daraus, daß längs des Radumfangs in Drehrichtung gesehen eine Radialstufe und eine quer durchströmte Stufe hintereinandergeschaltet sind. Dadurch nimmt in Drehrichtung die auf das strömende Medium abertragene Energie zu. Die Nase des Spiralgehäuses ^Ka'. die Aufgabe, das strömende Medium nach Durchlaufen der ersten und zweiten Stufe in den Druckstutzen zu leiten. Vergiußert man nun zur Verminderung der Geräusche in bekannter Weise den JS Abstand zwischen Nase und -aufrad, wird bei entsprechendem Gegendruck im Druckstutzen ein Teil des Mediums zwischen Radumfang und Nase von der zweiten Stufe wieder in die erste Stufe strömen, so daß das Strömungssystem erheblich gestört wird «

Aus der FR-PS 24 17 661 ist es bekannt bei Radialventillatoren üblicher Bauart durch relativ geringe Vergrößerung des Abstandes von Nase und Laufrad eine merkliche Geräuschminderung ohne wesentliche Beeinträchtigung der Ventilatorleistung zu erzielen. *5 Wendet man dieses Verfahren bei Radialventilatoren an. bei denen das Laufrad radial und quer durchströmt wird, kommt es zu starken Leistungseinbußen, weil bei der Erhaltung des Strömungsgleichgewichts die Nase eine wesentliche Steuerfunktion hat. Bei einem Radial- SO gebläse mit Spiralgehäuse wird am gesamten Radumfang im allgemeinen ein gleicher Druck angestrebt. Wenn man hier den Abstand zwischen Nase und Laufrad vergrößert, ändert sich zwar die I .age der an der Nase endenden Grenzstromlinie, die den Teil des K Mediums, der direkt in den Druckstutzen strömt, von dem Teil trennt, der die Spirale voll durchläuft, aber der gesamte Strömungsverlauf ändert sich nicht wesentlich. Es lassen «ich demnach aus der Strömung eines Radialgebläses keinerlei Anhaltspunkte dafür entneh- w men. wie bei einem radial und quer durchströmten Ventilator die Geräusche vermindert werden können, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe einer Geräuschminderung ohne Beeinträchtigung der Leistung bei einem Radialventilator zugrunde.

Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß den Merkmalen im Kennzeichen des Patentanspruchs.

Auf diese Weise wird erreicht daß das geförderte Medium den Radialventilator durch den Druckstutzen bis auf einen Anteil verläßt der mit Hilfe der Leitfläche in das Spiralgehäuse zurückgeleitet wird. Der letztgenannte Anteil energiereicher Strömung bildet auf seinem Weg vom Laufrad zu einem Kanal zwischen der Leitfläche und der bei der Nase beginnenden Vergrößerung des Abstandes der Wandung des Spiralgehäuses gegenüber dem Umgang des Laufrades einen Schirm, der verhindert daß aus dem Druckstutzen, also aus der zweiten Stufe strömendes Medium, in die Nähe des Laufrades im konkaven Bereich der Leitfläche, also in die erste Stufe, gelangt Dadurch kann der Abstand der Leitfläche vom Laufrad erheblich vergrößert werdea Der eigentliche Kern eier Erfindung besteht demnach darin, daß ein Teil des aus der zweiten Stufe kommenden Mediums dazu benutzt wird, einen Teilstrom durch einen Bypass, der durch die Außenwandung des Spiralgehäuses und die Leitfläche begrenzt ist außen an der ersten Stufe vorbeizuführen. Zwischen der Strömung in diesem Teilstrom und der abgeschirmten ersten Stufe ist der Obergang natürlich nicht abrupt. Daher erhält die Vorderkante der Leitfläche im Bereich der Nase eine verminderte Strömungsenergie, wodurch zusätzlich eine weitere Geräuschminderung stattfindet Daß das durch den Bypass strömende Medium stromabwärts mit dem Medium aus der ersten Stufe zusammengeführt * ird. beeinträchtigt die Stabilität der Gesamtströmung nicht und verbessert die Strömungsbedingungen zwischen der ersten und zweiten Stufe. Daher ist es möglich, im Bereich des sich verkleinernden Abstandes zwischen der Gehäusewandung und dem Laufrad mit einer einfachen Leitfläche auszukommen.

Ein besonderes Anwendungsgebiet für den Radialventilator gemäß der Erfindung ist der Bau extrem kleiner Gebläse mit hohem Druck, die darüberhinaus sehr leise sein sollen. Hierfür ist die Verwendung von Trommelläufern bekannt d h. von Laufraden mit vorwärts gekrümmten Schaufeln mit geringer radialer Länge. Wenn man keinen wesentlich en Gegendruck hat. also vorwiegend dynamischen Druck erzeugt erhält man kleine Abmessungen, wenn der Trommelläufer quer durchströmt wird (Querstromgebläse). Bei stärkerem Gegendruck und kleinerem Durchsatz wird der Trommelläufer vorteilhaft achssymmetrisch von innen nach außen durchströmt und beispielsweise von einem normalen Spiralgehäuse umgeben. Wenn der Gegendruck weiter steigt und der Durchsatz abnimmt bis zu einer Lieferziffer von ca. ψ = 02 bezogen auf den Laufradquerschnitt fällt der Wirkungsgrad unter 0.4. und die Strömung kann Instabilitäten aufweisen, weil die Schaufelkanäle unvollständig gefüllt sind. Hier läßt sich der Ventilator gemäß der Erfindung, mit einem Trommelläufer versehen, einsetzen. Da die Radialstufe nicht über den ganzen Umfang reicht, sind die Schaufelkanäle gefüllt, und die Strömung ist stabil.

Kleine und leise Gebläse mit hohem Druck und Lieferziffern von φ £ 0.2 werden für leichte Geräte und Fahrzeuge benutzt etwa zur Kühlung oder für die Heizung und Lüftung.

Bisher war man darauf angewiesen, normale Radialgebläse, die meist mit rückwärts gekrümmten Schaufeln versehen sind, mit hoher Umfangsgeschwindigkeit und entsprechend starkem Geräusch und/oder mit größerem Bauvolumen zu verwenden. Dip damit verbundenen Nachteile werden durch den Radialventilator gemäß der Erfindung beseitigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der

Zeichnung eines Ausfuh ungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den zur Laufradachse senkrechten Querschnitt eines Radialventilators,

F i g. 2 einen Schnitt längs AB in F i g. 1.

Ein Laufrad 1 mit einem Schaufelkranz 2 ist zwischen einer vorderen Gehäusewand 3 und einer hinteren Gehäusewand 4 eines Spiralgehäuses angeordnet, das sich von einer Nase 5 an in Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn zunächst als Außenspirale 6 entwickelt, nach 120 Grad Drehung, bezogen auf die Laufradachse, in eine Innenspirale 7 übergeht, die nach weiteren 130 Grad Drehung an einer Stelle 8 in eine Tangente an das Laufrad 1 mündet, die den Beginn eines Druckstutzens 9 darstellt Ein Saugstuuen 10 steht senkrecht auf der Gehäusewand 3 und bildet mit einem Zwickel 11 ein abgeschnittenes 45-Grad-Knie, das eine Umlenkung in Richtung auf den Druckstutzen 9 hin bewirkt.

Der Abstand der Nase 5 vom Laufrad 1 beträgt 56% des Laufradradius. Eine Leitfläche 12 beginnt in der Mitte der kürzesten Verbindungsstrecke zwischen Nase 5 und Laufrad 1 und verläuft nahezu parallel zur Außenspirale 6 in einem Drehbereich von 66 Grad bezogen auf die Laufradachse. Eine Leitfläche 13 bildet mit den Spiralen 6 und 7 einen Kanal 14, der sich im Bereich der Außenspirale 6 in Drehrichtung leicht erweitert Der Abstand der Vorderkante 15 der Leitfläche 13 vom Laufrad 1 beträgt 30% des Laufradius.

Das geförderte Medium tritt in den Saugstutzen 10 ein und strömt im Bereich der Leitfläche 12 durch den Schaufelkranz 2, wird durch den Kanal 14 nochmals in

ίο das Laufrad 1 geleitet und verläßt den Ventilator durch den Druckstutzen 9 bis auf einen Anteil der mit Hilfe der Leitfläche 12 in den Kanal 14 geleitet wird. Die Leitfläche 13 stabilisiert mit ihrer konkaven Seite die Umkehr der Strömungsrichtung im Schaufelkranz Z

Eine Geräuschentwicklung an der Nase 5 wird durch den großen Abstand zum Laufrad 1 vermieden. Auch die Leitfläche 12 hat noch einen großen Abstand vom Laufrad 1, außerdem ist in ihrem Bereich die Strömung nicht so energiereich wie im Druckstutzen 9. Dies gilt auch für die Kante 15 der Leitfläche 13, so daß alle Quellen eint-r auf periodischer Ablösung an den Leitvorrichtungen beruhenden Geräj-jhbildung vermieden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Radialventilator, bei dem der Abstand der Wandung eines Spiralgehäuses gegenüber dem Umfang eines darin angeordneten Laufrades in dessen Drebrichtung sich zunächst vergrößert, dann verkleinert und kurz vor einem Druckstutzen an dem Laufrad tangential vorbeigeführt ist, wobei im Bereich des größeren Abstandes zwischen der Gehäusewandung und dem Laufrad mindestens eine Leitfläche angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Nase (5) vom Laufrad (1) 50% bis 60% des Laufradradius beträgt und die Leitfläche (12), beginnend im Bereich der Nase (5;, das Laufrad (1) in einem Winkelbereich von 60 bis 70 Grad umgibt