DE3127518C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Axialventilator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die topfförmige Nabe des Flügelrades dient bei derartigen Axialventilatoren dazu, um möglichst kurze axiale Bau­ länge zu erzielen, ohne daß es hierzu, wie ebenfalls be­ kannt, eines Elektromotors mit Außenläufer, an dem die Flügelblätter angeordnet sind, bedarf, da Außenläufer­ motoren baulich aufwendig sind und auch relativ große Luftspalte benötigen, die den Wirkungsgrad reduzieren. Bei Axialventilatoren gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1 kann dagegen der Elektromotor ein üblicher, axial kurz bauender Motor mit innerhalb des Stators ange­ ordnetem Läufer (Innenläufer) sein. Nachteilig ist jedoch, daß durch die den größten Teil des Elektromotorengehäuses umfassende topfförmige Nabe des Flügelrades die Kühlung des Motors relativ schlecht ist, besonders auch dann, wenn der Motor im Inneren eines Außengehäuses eines Wand- oder Fenster­ ventilators angeordnet ist. Schlechte Kühlung bedeutet hohe Motorbetriebstemperatur und reduziert so bei vorge­ gebenem Motorvolumen die zulässige Motorleistung und/oder verbietet den Einsatz solcher Axialventilatoren bei höheren Umgebungstemperaturen, wie sie beispielsweise in tropischen Ländern auftreten.

Zur Verbesserung der Kühlung der Elektromotoren solcher Axialventilatoren mit topfförmiger Flügelradnabe sind an den Naben offenkundig vorbenutzter Wand- und Fensterventi­ latoren die im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführ­ ten axialen Lüftungsschlitze angeordnet, wobei diese Lüftungsschlitze an der Stirnseite der Flügelradnabe begannen. Durch diese Lüftungsschlitze wird zwar die Motorkühlung verbessert, doch ist es wünschenswert, die Motorkühlung noch weiter zu verbessern.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Kühlung eines Axialventilators gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu verbessern, ohne den baulichen Aufwand zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bei einem Axialventilator nach dem Oberbegriff gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst.

Durch die Einbuchtungen tritt eine Verbesserung der Kühlung des Elektromotores ein, die sich bei unveränderter Aus­ legung des Elektromotores in einer Senkung seiner Be­ triebstemperatur auswirkt und/oder man kann die Motor­ leistungen bei unveränderten Gehäuseabmessungen erhöhen. Auch zeigte es sich bei einem untersuchten Fenster-Axial­ ventilator, daß auch sein Wirkungsgrad durch die er­ findungsgemäßen Maßnahme erhöht wurde.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß die Einbuchtungen der Nabe sich zwischen die Basen der Flügelblätter hineinerstrecken. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die axiale Tiefe der Einbuchtungen unge­ fähr das 0,1- bis 0,25fache der axialen Länge der Flügelradnabe betragen, vorzugsweise ungefähr das 0,17- bis 0,21fache der axialen Nabenlänge.

Die Einbuchtungen können unterschiedliche Gestalt haben und es können unterschiedliche Anzahlen von Einbuchtungen vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Anzahl der Einbuchtungen der Anzahl der Flügelblätter des Flügelrades. Ferner ist bei einer be­ vorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Ränder der Einbuchtungen ungefähr kreisbogenförmig gestaltet sind.

Die axiale Länge der an der Stirnseite oder in der Nähe der Stirnseite der Nabe beginnenden axialen Lüftungs­ schlitze kann zweckmäßig mehrfach größer als die axiale Tiefe der axialen Einbuchtungen sein. Die Anzahl dieser axialen Lüftungsschlitze kann vorzugsweise der Anzahl der Einbuchtungen entsprechen. Diese axialen Lüftungs­ schlitze können sich vorzugsweise über mindestens die halbe axiale Länge des Nabenmantels erstrecken, vorzugsweise ungefähr über das 0,5- bis 0,7fache der axialen Länge des Nabenmantels. Die Breite der axialen Lüftungsschlitze kann dagegen relativ gering sein. Wenn ihre Anzahl der Anzahl der Flügelblätter entspricht, kann die Breite des einzelnen axialen Lüftungsschlitzes vorzugsweise zweck­ mäßig ungefähr dem 0,02- bis 0,03fachen des Umfanges des Flügelradmantels entsprechen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen Fenster- Axialventilator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Elektromotor nicht ge­ schnitten dargestellt ist,

Fig. 2 eine teilweise gebrochene Vorderansicht des Flügel­ rades des Ventilators nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Flügelrades nach Fig. 2, wobei jedoch nur eines der Flügelblätter darge­ stellt und die anderen weggelassen sind,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Flügelradnabe des Flügelrades nach Fig. 2.

Der als Fensterventilator ausgebildete Axialventilator 10 nach Fig. 1 weist ein Außengehäuse 11 auf, an dessen Saugseite schwenkbare Verschlußlamellen 12 zum Öffnen und Absperren und auf dessen Luftaustrittsseite ein Luft­ durchlaßgitter 13 angeordnet sind. Im Außengehäuse 11 ist mittig ein Elektromotor 14 mit Innenläufer angeordnet, dessen Motorgehäuse 15 mit seinem Lagerschild 51 an einer von Stegen 53 getragenen Ringscheibe 54 eines eine Motorhalterung 52 bildenden Rohrstutzens 50 mittels Bolzen 16 axial befestigt ist und auf dessen auf das Luft­ durchlaßgitter 13 zu gerichtete Motorwelle ein Flügel­ rad 17 mit topfförmiger Nabe 19 befestigt ist, das in diesem Ausführungsbeispiel fünf Flügelblätter 21 aufweist, die unter sich gleich gestaltet und in gleichen Abständen über den Umfang des Nabenmantels 20 verteilt angeordnet sind. Der dem Rohrstutzen bei 30 im Abstand gegenüberliegende Nabenmantel 20 erstreckt sich von der ebenen, geschlossenen Stirnscheibe 23 der Nabe 19 aus axial bis in die Nähe der rückwärtigen Stirnseite des Motorge­ häuses 15, und zwar in diesem Ausführungsbeispiel über etwa das 0,85fache der Länge des Motorengehäuses. Der Nabenmantel 20 umfaßt das Motorgehäuse 15 unter Bildung eines Ringspaltes 24 im Abstand, welcher Ringspalt 24 dem Durchströmen von der Motorkühlung dienender Kühlluft dient, die vom offenen, fünf gleichgestaltete Einbuchtungen 22 (Fig. 3, 4) mit kreisbogenförmigen Rändern aufweisenden rückwärtigen Stirnende der Nabe 19 einströmt und diesen Ringspalt 24 durch insgesamt fünf axiale Lüftungs­ schlitze 25 des Nabenmantels 20 wieder verläßt, die sich parallel zur Motorlängsachse erstrecken. Die Basen (Füße) 26 der Flügelblätter 21 verlaufen ge­ mäß Fig. 3 (wo eines der Flügelblätter 21 dargestellt ist und die übrigen Flügelblätter sind zur Vereinfachung in Fig. 3 weggelassen) schräg zu den sie kreuzenden geometrischen Mantellinien des Nabenmantels 20 und diese Basis 26 des Flügelblattes reicht in Fig. 3 von der Stelle 27 bis zur Stelle 28, so daß sich diese Basis 26 nahezu über die axiale Länge des Nabenmantels 20 erstreckt.

Die Anzahl der Einbuchtungen 22 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel der Anzahl der Flügelblätter 21 und jede Einbuchtung 22 ragt zwischen die Basen 26 von zwei einander benachbarten Flügelblättern 21 hinein. Die axiale Tiefe (gemessen parallel zur Motorlängsachse) jeder Einbuchtung 22 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr dem 0,19fachen der axialen Länge des Nabenmantels 20, wobei die zur Nabenlängsmittelachse parallele Längs­ mittelachse jeder Einbuchtung 22 durch die Mitte der Basis 26 des in axialer Richtung der Nabe 19 benach­ barten Flügelblattes 21 hindurchgeht und der auf die Längsmittelachse der Nabe 19 bezogene Zentriwinkel, über den sich jede Einbuchtung 22 erstreckt, ent­ spricht ungefähr dem Zentriwinkel, über den sich die Basis 26 des ihr axial vorgeordneten Flügelblattes 21 erstreckt, so daß die Einbuchtungen 22 in geringen Abstän­ den voneinander angeordnet sind.

Die Anzahl der Lüftungsschlitze 25 entspricht der Anzahl der Einbuchtungen 22. Die Längsmittelachsen der Lüftungs­ schlitze 25 sind zu den Längsmittelachsen der Einbuch­ tungen 22 winkelversetzt, und zwar um etwa ein Drittel des Zentriwinkels der einzelnen Einbuchtung 22. Diese Lüftungsschlitze 25 kann man auch als Längsschlitze be­ zeichnen.

Die Breite der an der Stirnscheibe 23 der Nabe 19 beginnen­ den Lüftungsschlitze 25 beträgt in diesem Ausführungs­ beispiel pro Schlitz ungefähr das 0,026fache des Um­ fanges des Nabenmantels 20.

Die Einbuchtungen 22 verbessern die Kühlung des Elektromo­ tores. Es ist zu vermuten, daß sie die Kühlluftströmung vergrößern und auch deren Turbulenz erhöhen. So ergaben Vergleichsmessungen an dem im Ausführungsbeispiel darge­ stellten Axialventilator, bei welchem das Flügelrad zu­ nächst die Einbuchtungen des Nabenmantels noch nicht auf­ wies und danach diese Einbuchtungen eingefräst wurden und dieselben Messungen durchgeführt wurden, daß die Motortemperatur bei freiem Ausblasen um ca. 6 K und bei Ausblasen gegen eine dem Gitter 13 in geringem Ab­ stand gegenüberstehende Wand um ca. 19 K sank.

Claims (8)

1. Axialventilator, vorzugsweise Fenster- oder Wandventila­ tor, mit einem Elektromotor, auf dessen Motorwelle eine topfförmige Nabe eines Flügelrades koaxial befestigt ist, deren Nabenmantel das Elektromotorengehäuse unter Bildung eines von Kühlluft durchströmbaren Ringspaltes im Abstand umfaßt, wobei der Nabenmantel sich zumindest über das 0,7fache, vorzugsweise ungefähr das 0,8- bis 0,9fache der Länge des Motorengehäuses erstreckt, und wobei ferner am Umfang des Nabenmantels Flügelblätter angeordnet sind, deren Basen sich nahezu über die Länge des Nabenmantels in zu den sie schneidenden geometrischen Mantellinien des Nabenmantels schräger Richtung erstrecken und ferner in dem Nabenmantel axiale Lüftungsschlitze vor­ handen sind, die sich von der Stirnscheibe der Nabe oder von der Nähe dieser Stirnscheibe aus zwischen die Basen der Flügelbätter hinein erstrecken und im Abstand vor dem rückwärtigen Stirnende des Naben­ mantels enden, dadurch gekennzeichnet, daß das saugseitig offene Stirnende des Nabenmantels (20) mit axialen Einbuchtungen (22) versehen ist.

2. Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Einbuchtungen (22) des Nabenmantels ungefähr kreisbogenförmigen Verlauf haben.

3. Ventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die axiale Tiefe der Einbuchtungen (22) ungefähr dem 0,1- bis 0,25fachen, vorzugsweise ungefähr dem 0,17- bis 0,21fachen der axialen Länge des Nabenmantels entspricht.

4. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (22) sich zwischen die Basen der Flügelblätter des Flügel­ rades hinein erstrecken.

5. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Einbuch­ tungen (22) des Nabenmantels der Anzahl seiner Flügel­ blätter entspricht, wobei vorzugsweise die Längsachse der einzelnen Einbuchtungen durch die Mitte der Basis des ihr axial vorgeordneten Flügelblattes hindurch­ geht.

6. Ventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (22) im axialen Abstand vor der Umfangslinie des Naben­ mantels enden, die durch die rückwärtigen Enden der Lüftungsschlitze bestimmt ist und daß die Längs­ mittellinien der Lüftungsschlitze (25) zu den Längs­ mittellinien der Einbuchtungen winkelversetzt sind.

7. Ventilator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der axialen Lüftungsschlitze (25) ungefähr dem 0,02- bis 0,03fachen des Nabenmantelumfanges und ferner die Anzahl der axialen Lüftungsschlitze der Anzahl der Einbuchtungen entspricht.

8. Ventilator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Länge der Lüftungsschlitze ungefähr dem 0,5- bis 0,7fachen der axialen Länge des Naben­ mantels entspricht.