DE3425502A1 - Axialventilator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Axial ventilator, vorzugsweise einen leitradlosen Niederdruckventilator zur Förderung von Kühlluft bei Kühl türmen und Rippenrohrkühlern, mit an einer Nabe angeordneten Schaufeln und kleinem Nabenverhältnis,

Zur Förderung von Luft für Kühl zwecke werden leitradlose Axial Ventilatoren eingesetzt, die große Luftmengen und kleine Druckerhöhungen liefern. Die Axial Ventilatoren haben im allgemeinen eine geringe Schaufelzahl (3 bis 6) und ein kleines Nabenverhältnis (Verhältnis des Außendurchmessers der Nabe zu dem Laufradaußendurchmesser). Die Ventilatoren werden unmittelbar vor oder hinten üem Kühlerelement angeordnet. Um eine möglichst großflächige und gleichmäßige Anströmung eines unmittelbar nachgeschalteten Kühlers zu erhalten, weisen bekannte Axial Ventilatoren eine Nabe mit kleinem Außendurchmesser auf. Es ist bekannt, diese Nabe aus Kostengründen als einfache Scheibe ohne besondere aerodynamische Formgebung zu gestalten. Dies hat im Nabenbereich des Laufrades große aerodynamische Verluste zur Folge, die sich aus Rückströmungen, Schaufelkantenumströmungen an der Nabe und Strömungsablösungen an den Schaufel profil en ergeben.

Zur Verhinderung derartiger Verluste ist es weiterhin bekannt, die Schaufeln auf einem zylindrischen Nabenkörper ohne Spalte zwischen Nabe und Schaufeln anzubringen und den Nabenkörper mit einer aerodynamisch gestalteten Anströmkalotte zu versehen, die halbkugelförmig oder elliptisch ausgebildet sein kann. Derartige Nabenkörper sind jedoch in der Herstellung so aufwendig, daß sie gegenüber der einfachen Nabenscheibe aus Kostengründen nicht konkurrenzfähig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile eines zylindrischen Nabenkörpers mit Anströmkalotte mit der Einfachheit einer Nabenscheibe zu vereinen und somit einen Axial ventilator zu schaffen, der preiswert herstellbar ist, aber wesentlich geringere aerodynamische Verluste als bei einer Ausführungsform mit aus einer Scheibe bestehenden Nabe zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Nabe aus zwei im Außendurchrnesser ungleichen scheibenförmigen Körpern besteht, von denen die eine Scheibe an der Anströmseite im Durchmesser kleiner ist, als die zweite Scheibe an der Abströmseite, und die Schaufeln an ihren Anströmseiten über den Außendurchmesser der großen Scheibe zur Laufradachse nach innen hin weisende und nasenförmig ausgebildete Bereiche aufweisen. Die Nabe weist somit an der Anströmseite einen kleineren Durchmesser als der "ursprüngliche" Nabendurchtnesser auf, der bekanntlich durch den Durchmesser der großen Scheibe festgelegt wird. In Verbindung mit dieser preiswert herstellbaren Nabe wird durch die nach innen weisenden, nasenförmig ausgebildeten Bereiche der Schaufeln erreicht, daß diese in ihrer Profilierung über den Nabenaußendurchmesser an der Abströmseite hinaus zur Laufradachse hin fortgesetzt werden. Durch die so ausgebildeten zusätzlichen

Ib Schaufelpartien wird der Arbeitsumsatz der Schaufeln an der Nabe vergrößert. Durch diesen vergrößerten Arbeitsumsatz im Staubereich unmittelbar vor der Nabe wird eine Druckerhöhung auf der Schaufelabströmseite erzielt und in Verbindung mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Nabe eine zu Verlusten führende Rückströmung verhindert.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Nabe eine das tragende Teil bildende Nabenscheibe mit dem kleineren Außendurchmesser aufweist, und an der Abströmseite eine Abströmschale mit dem größeren Außendurchinesser angebracht ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß. die Profildicke der Schaufeln in axialer Richtung an den der Nabe zugewandten Bereichen von einer eine direkte Befestigung an der Nabenscheibe ermöglichenden Breite ist. Durch die nach innen hin weisenden und nasenförmig ausgebildeten Bereiche der Schaufeln kann die Profildicke in diesen Bereichen so groß gewählt werden, daß für die Befestigung der Schaufeln an der Nabenscheibe Querschnitte gebildet werden, die ausreichend sind, um die auftretenden Zug- und Biegespannungen aufzunehmen. Dadurch erüb-

rigt es sich, im Profilverlauf zusätzliche Verdickungen vorzusehen, die sich als Störkörper für den Strömungsverlauf auswirken könnten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die nasenförmig ausgebildeten Bereiche der Schaufeln in stiel artige Verlängerungen auslaufen können, an denen die Schaufeln auf der Nabe befestigt sind. Dies ermöglicht eine einfache Einstellmöglichkeit der Schaufeln im Stillstand an gewünschtt Werte für die Kühl luftmenge und die Druckerhöhung.

Die Nabenscheibe und die Abströmschale sind in zweckmäßiger Ausgestal tung der Erfindung lösbar miteinander verbunden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Schaufeln an der Abströmseite in ihrem an die Nabe angrenzenden Bereich axial zylindrisch verlaufend ausgebildet sind, und die Kanten zwischen dem axial zylindrischen Bereich und der Schaufel hinterkante abgerundet ausgebildet sind.

Der Wirkungsgrad von Axial Ventilatoren in eingebautem Zustand weicht im allgemeinen von dem unter Prüfstandsbedingungen gemessenen Wirkungsgrad ab, da ein Teil der dynamischen Strömungsenergie zwischen Ventilator und Kühler durch aerodynamische Stoßverluste verloren geht. Es hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäß ausgebildete Axialventilatoren im eingebauten Zustand Wirkungsgrade erreichen, die nur unwesentlich unterhalb des maximal möglichen Wirkungsgrades bei optimaler Nabengestaltung mit Anströmkalotte liegen.

Die besondere Formgestaltung der Schaufel bei Axial Ventilatoren gemäß der Erfindung kann wirtschaftlich in günstiger Weise bei aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehenden Schaufeln realisiert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Scnnittdarstellung eines einem Kühlelement vorgeschalteten Axialventilators gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Teilansicht der Anordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 2.

In einem Gehäuse 1 mit Einstromdüse ist ein Laufrad 2 eines leitradlosen Axialventilators an einer schematisch dargestellten und mit 3 bezeichneten Lagerung angebracht. Die Lagerung 3 steht mit dem Gehäuse 1 über Halterungen 4 in Verbindung. Der zusätzlich vorgesehene Antriebsmotor für den Axialventilator ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Anströmseite ist mit A und die Abströmseite mit B bezeichnet. Ein in Strömungsrichtung hinter dem Axial ventilator angeordneter schernatisch dargestellter Rippenrohrkühler ist mit 5 bezeichnet. Der Axialventilator weist Schaufeln 6 auf, die an einer insgesamt mit 7 bezeichneten Nabe angebracht sind.

Die Nabe 7 besteht aus einer Nabenscheibe 8 und einer daran lösbar angebrachten Abströmschale 9. Der Außendurchmesser D,- der Nabenscheibe ist kleiner als der Außendurchmesser D. der Abströmschale. Die Schaufeln 6 weisen an ihren der Anströmseite A zugewandten Seite nasenförmig ausgebildete Bereiche 10 auf, die über den Außendurchmesser Dr an der Anströrnseite A nach innen weisen. Wie aus Fig. 3 bis Fig. 5 ersichtlich, ist die Schaufelprofilierung bis in die Bereiche 10 fortgesetzt. Die Anbringung der Schaufeln erfolgt auf der Nabenscheibe 8 an entsprechend ausgebildeten Bereichen 11.

Diese Bereiche 11 sind so breit ausgebildet, daß keine weiteren aus der Profi!kontur hervorstehenden Flansche oder sonstige Verdickungen erforderlich sind.

An der Abströmseite B sind die Schaufeln in ihrem an die Nabe 7 angrenzenden Bereich 12 axial zylindrisch verlaufend ausgebildet. Die Kanten zwischen den Bereichen 12 und der jeweiligen Schaufel hinterkante 13 sind abgerundet ausgebildet. Die Schaufeln bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff.

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Claims (7)

Dipl.-Ing. Manfred Bonsmann Kaldenkirchener Straße 35 a Patentanwalt 0^4050 Mönchengladbach 1 Telefon (0 21 61) 1 21 14 Akte: 84 171 Paul Poll rieh GmbH & Comp. Neußer Straße 172, 4050 Mönchengladbach 1 Axial Ventilator Patentansprüche

1. Axial Ventilator, vorzugsweise leitradloser Niederdruckventilator zur Förderung von Kühlluft bei Kühl türmen und Rippenrohrkühlern, mit an einer Nabe angeordneten Schaufeln und kleinem Nabenverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (7) zwei im Außendurchmesser ungleiche scheibenförmige Körper aufweist, von denen die erste Scheibe (8) an der Anströmseite im Durchmesser kleiner ist, als die zweite Scheibe (9) an der Anströmseite, und die Schaufeln (6) an ihren Anströmseiten über den Außendurchmesser der großen Scheibe zur Laufradachse nach innen hin weisende und nasenförmig ausgebildete Bereiche (10) aufweisen.

2. Axial Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (7) eine das tragende Teil bildende Nabenscheibe (8) mit dem kleineren Außendurchmesser (D^) aufweist, und an der Abströmseite (B) eine Abströmschale (9) mit dem größeren Außendurchmesser (D») angebracht ist.

3. Axial Ventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profi!dicke der Schaufeln (6) in axialer Richtung an den der Nabe (7) zugewandten Bereichen (11) von einer eine direkte Befestigung an der Nabenscheibe (8) ermöglichenden Breite ist.

4. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nasenförmig ausgebildeten Bereiche (10) der Schaufeln in stielartige Verlängerungen auslaufen, an denen die Schaufeln auf der Nabe (7) befestigt sind.

5. Axial ventilator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (8) und die Abströmschale (9) lösbar miteinander verbunden sind.

6. Axial ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (6) an der Abströmseite

(B) in ihren an die Nabe (7) angrenzenden Bereichen (12) axial zylindrisch verlaufend ausgebildet sind, und die Kanten zwischen den axial zylindrischen Bereichen (12) und den Schaufel hinterkanten (13) abgerundet ausgebildet sind.

7. Axial ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (6) aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen.