DE3706772A1 - Ventilatoreinheit und verfahren zur herstellung der leitschaufeln einer solchen ventilatoreinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilatoreinheit mit einem rohrförmigen Außengehäuse, das in koaxialer Anordnung hinter­ einanderliegend einen Eintritts- und einen Austrittsstutzen besitzt, mit einem darin enthaltenen, spiralgehäuselos frei laufenden und motorisch angetriebenen Radiallaufrad mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln zum Fördern eines gas­ förmigen Mediums und mit einem das Radiallaufrad radial außen umgebenden und diesem in Strömungsrichtung des Mediums nachgeschalteten Leitapparat, der an der Innenseite des Gehäuses angeordnet ist und eine Anzahl von sich axial erstreckenden, gleichmäßig über den Umfang verteilten Leit­ schaufeln aufweist, welche die aus dem Radiallaufrad in radialer Richtung austretende Strömung des Fördermediums in die axiale Richtung umlenken und die unter einem ent­ sprechend der Austrittsrichtung des Fördermediums gewählten Anstellwinkel derart schräg gegen die Drehachse des Radial­ laufrades geneigt sind, daß ein glatter, gleichmäßiger Strömungsübergang in den Leitapparat erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Leit­ schaufeln einer Ventilatoreinheit der vorgenannten Art.

Ventilatoreinheiten der oben genannten Art, die in der Praxis gern auch Rohrventilatoren genannt werden, werden unmittelbar in Rohrleitungen eingebaut und dienen zur Förde­ rung von Luft oder Gas-Luft-Gemisch, die axial angesaugt und axial weitergefördert werden soll. In vielen Fällen verwendet man - oft schon aus Kostengründen - zum Fördern der Luft oder des sonstigen Mediums Axialventilatoren, denen man zwar zum axialen Ausrichten der austretenden Luft keine besonderen Leitapparate oder Leitvorrichtungen nachschalten muß, die jedoch den Nachteil des relativ schlech­ ten Leistungsvermögens und der hohen Geräuschentwicklung haben und bei denen zudem das Fördermedium mit Drall aus­ tritt, da die durch das Laufrad aufgeprägte Drallenergie nicht in nutzbaren Druck zurückgewandelt wird, sondern als Rotationsenergie in der abfließenden Strömung verbleibt, was zu Energieverlusten und zu hoher Geräuschentwicklung führt, wobei noch hinzukommt, daß infolge des in der Luft oder im Fördermedium verbleibenden Dralls wegen dessen hohen Anteils an niederfrequenten Geräuschen abströmseitig Leitungsschwingungen und sekundäre Schallemissionen an nachfolgenden Leitungseinbauten übertragen werden. Man hat deshalb schon die Verwendung von Radialventilatoren zum Einbau in die Rohrleitungen vorgeschlagen, bei denen das Laufrad in einem rotationssymmetrischen Gehäuse mit koaxial hintereinanderliegend angeordneten Eintritts- und Austrittsstutzen eingebaut ist, indem die radial aus dem Laufrad austretende Luft wieder in axialer Richtung umgelenkt wird. Die Luft wird mit Hilfe eines sich in Richtung zum Austrittsstutzen verjüngenden Abströmkonus auf den Austritts­ stutzen zusammengeführt. Solche Ventilatoren vereinen in sich die Vorteile des Axialventilators - gerade Durchströ­ mung und einfache Montage - mit den Vorteilen des Radial­ ventilators - hoher Druck und relativ geringe Geräusch­ entwicklung - und sind aus diesen Gründen für manche Anwen­ dungszwecke sehr beliebt geworden. Ihre Montage ist einfach, etwa wie die eines Luftkanalstücks oder -rohrstücks, der Luftaustritt verläuft hierbei in Richtung des Lufteintritts, also etwa axial. Die bekannten Anordnungen der hier in Frage stehenden Art haben jedoch den Nachteil, daß die Luft mit einem starken Drall aus dem Laufrad austritt, so daß sich der Volumenstrom schraubenförmig auch noch im nachfolgenden Kanal- oder Rohrleitungssystem fortbewegt, was beachtliche Energieverluste zur Folge hat: Ein großer Teil der vom Laufrad an das Strömungsmedium mitgegebenen Energie kann nicht genutzt werden, so daß der Wirkungsgrad solcher Ventilatoren entsprechend schlecht ist. Man hat deshalb auch schon in der DE-OS 34 39 780 die Anordnung von Leitschaufeln im Abströmkonus vorgeschlagen, die zur Rückgewinnung von Drallenergie in nutzbaren Druck beitragen sollen, die Wirksamkeit dieser eine Art Leitgitter bildenden Leitschaufeln ist jedoch nicht zufriedenstellend, außerdem ist eine wirtschaftliche Herstellung von Gehäuse und Abström­ konus nicht in befriedigendem Maße erzielbar. Es ist auch schon in der US-PS 36 50 633 vorgeschlagen worden, das Gehäuse zylindrisch herzustellen, um die Fertigung zu ver­ einfachen. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß in Strömungsrichtung nach dem Laufrad und in koaxialer Anord­ nung zu diesem ein Innenzylinder vorgesehen ist, der die Nabe bildet, wobei zwischen dem Innenzylinder und dem Außen­ gehäuse Leitschaufeln vorgesehen sind. Bei dieser Anordnung ist die austretende Luft ziemlich drallfrei, jedoch tritt sie in Form eines Kreisringmantels über einen Querschnitt aus, so daß sie in der nachfolgenden Rohrleitung auf den Gesamtquerschnitt verteilt werden muß, es handelt sich hier um eine stoßartige Querschnittsvergrößerung, die mit relativ hohen Verlusten verbunden ist.

Schließlich ist aus der DE-OS 16 28 335 auch noch eine Ventilatoreinheit mit einem frei laufenden, spiralgehäuse­ losen Radiallaufrad bekannt, das in treibender Verbindung mit einem Antriebsmotor steht und gasförmiges Fördermedium in axialer Richtung an- und in radialer Richtung ausstößt, weswegen daran angelehnt ein Leitapparat vorgesehen ist, der an der Innenseite des Ventilator-Außengehäuses angeord­ net ist und eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung er­ streckenden Leitschaufeln aufweist, die dazu dienen, die aus dem Radiallaufrad austretende Strömung des Fördermediums in die axiale Richtung umzulenken. Diese bekannte Anordnung weist hierbei etwa alle im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale auf. Die Anordnung ist jedoch so getroffen, daß sich die an der Umlenkstelle ursprünglich hergestellte laminare Strömung des Mediums wegen der Form des Ringspalts, durch den sie hindurchgehen muß, und wegen der konischen Form des Gehäuses in turbulente Strömung umwandelt. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß sich die effektive Fläche an der Umlenkstelle in Rich­ tung zur Eintrittsöffnung hin verringert, was ebenfalls zu Turbulenzen führen kann: Dem Förderstrom wird ein relativ hoher Strömungswiderstand entgegengesetzt, und es besteht die Gefahr einer wiederholten Turbulierung der Strömung. Der Strömungsübergang zwischen dem Radiallaufrad und dem Leitapparat läßt zu wünschen übrig. Beim Einbauen dieser bekannten Vorrichtung in Rohrleitungen oder Kanälen könnte es zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Befestigung des Gehäuses innerhalb der Rohre kommen, außerdem ist die Her­ stellung infolge der Form der Schaufeln und des Aufbaus des Gehäuses relativ aufwendig.

Demgegenüber hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Ventilatoreinheit für Rohreinbau zu ent­ wickeln, die einfach und wirtschaftlich hergestellt werden kann, bei der die Strömungsenergie optimal in nutzbaren Druck umgesetzt wird und die eintretende Luft über den gesamten Austrittsstutzenquerschnitt annähernd gleichmäßig verteilt wird und es nicht zu Turbulierungen der Strömung kommt, also ein drallfreier Austritt gewährleistet ist, und die auch für den Anschluß an Rohrleitungen verschiedener, unterschiedlicher Durchmesser geeignet ist.

Zu dem oben genannten Zweck ist gemäß der Erfindung bei der neuen Ventilatoreinheit mit den Merkmalen aus dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 vorgesehen, daß der Leitschaufel­ kranz in koaxialer Anordnung zum Laufrad dieses unter Frei­ lassung eines Spaltes annähernd konstanter Weite zwischen den Leitschaufel-Innenkanten und den zugeordneten Außen­ kanten der Laufradschaufeln umgibt, daß in axialer Strömungs­ richtung gesehen der Leitschaufelanfang hinter dem Beginn der Laufradschaufeln an ihrem Außenumfang gemessen liegt und die Leitschaufeln hinter den Laufradschaufeln enden, wobei zweckmäßigerweise die in axialer Richtung gemessene Erstreckung der Leitschaufeln größer als diejenige der Laufradschaufeln ist, und daß die Leitschaufeln in ihrem mittleren Bereich im Meridianschnitt gesehen einen Knick nach innen aufweisen, derart, daß jeweils die erste Halb­ partie ihrer Längsmittelachse mit deren zweiter Halbpartie einen stumpfen Winkel bildet, der kleiner als 180° ist. Hierbei sind zweckmäßigerweise der eintrittsseitigen Stirn­ wand des Außengehäuses ein nach dem Laufrad-Inneren weisender, zentrisch und in Strömungsrichtung orientierter düsenförmiger Einzug und der austrittseitigen Stirnwand des Außengehäuses ein zentrisch angeordneter und sich in Strömungsrichtung erstreckender, vom Laufrad nach außen gerichteter düsen­ förmiger Einzug zugeordnet. Hierbei kann z.B. im Bereich des Knicks oder der Abkröpfung die Leitschaufel-Innenkante stufenartig zum Laufrad vorspringen, wobei z.B. im Bereich der nach innen vorspringenden Stufe der Innendurchmesser der Leitschaufel sprunghaft kleiner werden und von dieser Stufe an die Leitschaufel-Innenkante schräg nach innen verlaufen kann. Vorteilhafterweise kann die Stufe sich in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Laufradschaufel­ ende um einen Betrag entfernt befinden, der etwa der Spalt­ breite entspricht. Die Anordnung kann z.B. so getroffen sein, daß die Leitschaufeln in radialer Richtung ungekrümmt verlaufen und hierbei in einer durch die Drehachse des Laufrades hindurchgehenden Ebene enthalten sind, hierbei können z. B. die Leitschaufeln in axialer Richtung gekrümmt sein und hierbei entlang einem Kreisbogen verlaufen. Die Anordnung kann z.B. auch so getroffen sein, daß die Austritts­ kanten der Leitschaufeln annähernd achsparallel verlaufen, während z.B. die Eintrittskanten der Leitschaufeln gegen die Drehrichtung des Laufrades um etwa 20-30°, vorzugsweise 25°, gestellt sind. Vorzugsweise kann die Zahl der Leit­ schaufeln etwa 1,5- bis 2,5mal so groß wie die Zahl der Laufschaufeln sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich in erster Linie dadurch aus, daß nunmehr - in erster Linie infolge der Form und Anordnung der Leitschaufeln - ein praktisch drallfreier Austritt erreicht wird, wobei die austretende Luft von vornherein gleichmäßig oder zumindest annähernd gleichmäßig über den gesamten Querschnitt des Austritts­ stutzens verteilt wird und die Strömungsenergie wegen mög­ lichst geringer Turbulierung der Luft optimal in nutzbaren Druck umgesetzt werden kann. Die Anordnung zeichnet sich auch dadurch aus, daß sie für den Anschluß an Leitungen unterschiedlichster Rohrdurchmesser geeignet ist, außerdem ergibt sich auch noch der Vorteil, daß die Herstellung auf einfache, problemlose und wirtschaftliche Weise vorge­ nommen werden kann.

Eine besonders einfache und problemlose Herstellung kann z.B. erreicht werden, indem man gemäß weiterer Erfindung aus einem Ausgangs-Blechstreifen, dessen Breite größer als die in axialer Richtung gemessene Leitschaufellänge ist, beginnend von seiner einen, ersten Längskante in Richtung auf die andere, zweite Längskante hin entsprechend der Leitschaufelkontur in Längsrichtung des Ausgangs-Blech­ streifens aufeinanderfolgende und hierbei aneinander an­ grenzende Leitschaufeln unter Freilassung einer Verbindungs­ partie im Bereich der zweiten Längskante ausschneidet, wobei die Verbindungspartien der aufeinanderfolgenden Leit­ schaufeln einen kontinuierlich entlang der zweiten Längs­ kante verlaufenden Zentrierstreifen bilden, von dem einzelne, jeweils zu einer Verbindungspartie gehörende und zwischen die zugewandten Kopfteile der Leitschaufeln eingreifende Halterungsnasen zur ersten Längskante hin vorspringen, daß man beim Ausschneiden der Leitschaufeln darauf achtet, daß diese mit der zugehörigen Halterungsnase entlang einer vom Zentrierstreifen ausgehenden Verbindungsstrecke zusammen­ hängend bzw. verbunden bleiben, daß man den über den Zentrier­ streifen zusammenhängenden Leitschaufeln durch plastische Verformung ihre entlang einem Kreisbogen verlaufende ge­ krümmte Form erteilt, daß man anschließend die Leitschaufeln durch Biegen entlang der Verbindungsstrecke um 90° hochstellt und daß man schließlich den Zentrierstreifen so rundet, daß sein Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Außen­ gehäuses entspricht. Hierbei kann man zur Erhöhung der Stabilität des Leitapparates im Bereich der Leitschaufel­ spitzen einen Verstärkungsring z.B. aus Runddraht einlegen. Es ist offensichtlich, daß bei Befolgen dieses Verfahrens die Herstellung einfach und kostengünstig ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ventilatoreinheit in einer schematischen Darstellung in einem Meridianschnitt,

Fig. 2 eine Leitschaufel der Anordnung nach Fig. 1 in einem Radialschnitt,

Fig. 3 verschiedene Anschlußmöglichkeiten für die erfin­ dungsgemäße Ventilatoreinheit in einer Seiten­ ansicht in rein schematischer Darstellung und

Fig. 4 die Darstellung der Herstellung einer erfindungs­ gemäßen Ventilatoreinheit, wiederum in schematischer Darstellung.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Ventilatoreinheit besitzt ein rohrförmiges Außengehäuse 1, das in koaxialer Anordnung hintereinanderliegend einen Eintrittsstutzen 2 und einen Austrittsstutzen 3 besitzt, wobei der eintritts­ seitigen Stirnwand 4 des Außengehäuses 1 ein nach dem Lauf­ rad-Inneren weisender, zentrisch und in Strömungsrichtung orientierter düsenförmiger Einzug zugeordnet ist, während der austrittsseitigen Stirnwand 5 des Außengehäuses 1 wieder­ um ein zentrisch angeordneter und sich in Strömungsrichtung erstreckender, vom Laufrad nach außen gerichteter düsen­ förmiger Einzug zugeordnet ist. Das Außengehäuse 1 enthält ein frei laufendes Radiallaufrad 6 mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln 8, das spiralgehäuselos ausgebildet ist und von einem Antriebsmotor 7 angetrieben wird, der eingebaut oder angebaut sein kann. In dieses zum Fördern von Luft oder eines sonstigen gasförmigen Mediums dienendes Radiallaufrad tritt die Luft über die Düse 2 in axialer Richtung ein, sie wird dann radial über die Schaufeln 8 nach außen ge­ fördert. Das Radiallaufrad ist radial außen von einem Leit­ apparat, der dem Radiallaufrad in Strömungsrichtung des Mediums nachgeschaltet ist und ganz allgemein mit 9 bezeich­ net ist, umgeben. Dieser an der Innenseite des Außengehäuses 1 angeordnete Leitapparat weist eine Anzahl von sich in axialer Richtung gemäß Pfeil 10 erstreckenden Leitschaufeln 11 auf, die gleichmäßig über den Umfang des Leitapparates bzw. des Außengehäuses 1 verteilt sind und deren Zahl zweck­ mäßigerweise etwa 1,5- bis 2,5mal so groß wie die Zahl der Laufschaufeln 8 ist. Diese Maßnahme hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen. Die Leitschaufeln haben die Aufgabe, die aus dem Radiallaufrad in radialer Richtung gemäß Pfeil 12 austretende Luft in die axiale Richtung gemäß Pfeil 10 umzulenken, hierbei sind die Leitschaufeln unter einem entsprechend der Austrittsrichtung des Fördermediums gewählten Anstellwinkel derart schräg gegen die Drehachse 13 des Radiallaufrades gerichtet und geneigt, daß ein glatter, gleichmäßiger Strömungsübergang in den Leitapparat erfolgt. Diese Maßnahme wirkt sich auf das Strömungsverhalten allge­ mein gut aus.

Erfindungsgemäß umgibt der Leitschaufelkranz des Leitapparates 9 das Laufrad 6 in koaxialer Anordnung zu diesem unter Freilassung eines Spaltes l ₄ annähernd konstanter Weite zwischen den Leitschaufelinnenkanten 14 und den zugeordneten Außenkanten 15 der Laufradschaufeln 8, wobei in axialer Strömungsrichtung gesehen der Leitschaufelanfang 16 hinter dem Beginn 17 der Laufradschaufeln an ihrem Außenumfang gemessen liegt und die Leitschaufeln hinter den Laufrad­ schaufeln enden, ihre Spitzen 17 liegen hinter den Laufrad­ schaufelenden 18, die durch die Bodenplatte 19 bestimmt werden.

Die in axialer Richtung gemessene Erstreckung der Leit­ schaufeln l ₅ ist größer als diejenige der Laufradschaufeln l ₆. Hierbei verlaufen die Leitschaufeln 11 in radialer Richtung ungekrümmt, wobei sie in einer durch die Drehachse 13 des Laufrades 6 hindurchgehenden Ebene enthalten sind. In axialer Richtung sind die Leitschaufeln gekrümmt, wie insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist, in der eine Leit­ schaufel 11 in radialem Schnitt gezeigt ist, wobei die Strömungsrichtung wiederum mit 10 angedeutet ist und die Drehrichtung mit S. Die Leitschaufeln verlaufen gekrümmt entlang einem Kreisbogen (Fig. 2), dessen Radius R sich zum Außendurchmesser d ₂ des Laufrades wie 0,63-0,8 zu 1, vorzugsweise wie 0,71 zu 1, verhält. Die Austrittskanten der Leitschaufeln verlaufen annähernd achsparallel, die Eintrittskanten der Leitschaufeln sind hingegen gegen die Drehrichtung des Laufrades um etwa 20-30°, vorzugsweise 25°, gestellt, wie in Fig. 2 unter dem Winkel β gezeigt ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weisen die Leitschaufeln 9 in ihrem mittleren Bereich im Meridianschnitt gesehen einen Knick nach innen auf, sie sind gewissermaßen abge­ kröpft, derart, daß jeweils die erste Halbpartie 11 a ihrer Längsmittelachse mit deren zweiten Halbpartie 11 b einen stumpfen Winkel γ bildet, der kleiner als 180° und vorzugs­ weise ist. In diesem Bereich des Knickes oder der Abkröpfung springt die Leitschaufelinnenkante stufenartig zum Laufrad hin vor, in Fig. 1 ist diese Stufe bei 20 darge­ stellt. Im Bereich dieser Stufe 20 wird der Innendurchmesser der Leitschaufel sprunghaft kleiner, und von dieser Stufe an verläuft die Leitschaufelinnenkante schräg nach innen, wie bei 21 gezeigt ist. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die Stufe 20 sich hinter dem Laufradschaufelende, das durch die Bodenplatte 19 dargestellt ist, um einen Betrag l ₂ befindet, der etwa der Spaltbreite entspricht. Dieser Abstand l ₂ zwischen dem der Einlaßdüse abgewandten Laufrad­ schaufelende und der nach innen vorspringenden Stufe an der Leitschaufelinnenkante verhält sich zum Außendurchmesser d ₂ des Laufrades wie 0,03-0,06 zu 1, vorzugsweise wie 0,045 zu 1. Damit man sich ein noch besseres Bild über besonders zweckmäßige und den Strömungsverlauf besonders günstig beeinflussende Formen von Leitschaufeln machen kann, sei noch erwähnt, daß es vorteilhaft ist, wenn der Durchmesser d ₄ an der austrittseitigen Spitze der Spitze 17 der Leitschaufel sich zum Durchmesser d ₅ des düsenförmigen Einzugs 3 an der Austrittsseite 5 des Außengehäuses wie 1,3-1,6 zu 1, vorzugsweise wie 1,45 zu 1, verhält, während der Abstand der austrittsseitigen Spitze 17 der Leitschaufel 11 von der austrittsseitigen Stirnwand 5 des Außengehäuses l ₃ sich zum Durchmesser D des Außengehäuses wie 0,02-0,05 zu 1, vorzugsweise wie 0,03 zu 1, verhält. Der Außendurch­ messer d ₂ der Laufradschaufel und der größte Innendurchmesser d ₁ an der nach innen vorspringenden Stufe sind annähernd gleich groß, sie verhalten sich zweckmäßigerweise wie 1 zu 0,8 bis 1,1, vorzugsweise wie 1 zu 0,96. Die in axialer Richtung gemessene Strecke zwischen dem Beginn der Laufrad­ schaufel 8 und demjenigen der Leitschaufel 11, die in der Zeichnung mit l ₁ bezeichnet ist, verhält sich zur Länge der Laufradschaufel, die ebenfalls in axialer Richtung gemessen ist, wie 0,2-0,3 zu 1, vorzugsweise wie 0,16 zu 1. Hingegen ist der Innendurchmesser d ₃ der Leitschaufel etwa 1,1- bis 1,2mal, vorzugsweise 1,13mal so groß wie der Außendurchmesser d ₂ des Laufrades. Diese Dimensionierungs­ werte dienen zur Optimierung der Leitschaufelgestalt in Abhängigkeit von der Laufradform und Laufradgröße, derart, daß man einerseits einen möglichst guten Übergang vom Lauf­ rad zum Leitapparat erhält und andererseits auch ein sehr gutes Strömungsverhalten, nahezu drallfreien Austritt und somit geringe Energieverluste erzielt: Bei sogenannten Rohrventilatoren, wie sie hier in erster Linie in Frage kommen, geht es hauptsächlich darum, daß man eine ruhige Ausströmung und möglichst wenig Energieverluste erzielt.

Die erfindungsgemäße Ventilatoreinheit ist hinsichtlich ihrer Anschlußmöglichkeiten, ihrer Einbaumöglichkeiten in Rohrleitungen außerordentlich flexibel und anpassungs­ fähig. Wie z. B. in Fig. 3 dargestellt ist, kann man eine erfindungsgemäße Einheit an kleinste Rohrleitungen mit einem Durchmesser a und an größte Rohrleitungen mit einem Durchmesser b, aber auch an Rohrleitungen mittlerer Größe, z. B. mit dem Durchmesser c oder dem Durchmesser d, anschlie­ ßen. Andere dazwischen liegende Durchmesser sind ebenfalls denkbar. Es ist auch möglich, für die Eintritts- und die Austrittsseite jeweils verschiedene Durchmesser zu wählen. Aus diesen wenigen Zeilen ist die große Flexibilität und Variabilität der erfindungsgemäßen Anordnung zu erkennen, bei der im übrigen die axiale Länge B des Außengehäuses sich zu dessen Durchmesser D wie 1,65-1,8 zu 1, vorzugs­ weise wie 0,7 zu 1, verhalten kann, was die gesamte Anordnung noch besonders kompakt und raumsparend macht.

Im übrigen ist die Eintrittskante der Leitschaufel bei der Darstellung in Fig. 2 mit 25, die Austrittskante der Leitschaufel ist hier mit 26 bezeichnet. In Fig. 1 sind noch die Haltestreben für den Motor zu erwähnen, die bei 30 angedeutet sind.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein besonders zweckmäßiges, einfaches Verfahren zur Herstellung der Leitschaufeln einer Ventilatoreinheit der oben beschriebenen Art. Die Durchfüh­ rung eines solchen Verfahrens wird anhand der Fig. 4 erläu­ tert.

Man geht von einem Ausgangs-Blechstreifen 50 aus, dessen Breite 51 größer als die in axialer Richtung gemessene Länge der Leitschaufel ist. Beginnend von der einen, ersten Längskante 52 des Ausgangs-Blechstreifens werden in Richtung auf die andere, zweite Längskante 53 des Blechstreifens hin entsprechend der Leitschaufelkontur, wie sie z.B. auch in Fig. 1 dargestellt ist, mehrere in Längsrichtung 54 des Ausgangs-Blechstreifens aufeinanderfolgende und hierbei aneinander angrenzende Leitschaufeln 55 a, 55 b, 55 c usw. ausgeschnitten, wobei eine Verbindungspartie 56 a, 56 b, 56 c usw. freigelassen werden bzw. stehenbleiben können. Diese Verbindungspartien der aufeinanderfolgenden Leit­ schaufeln bilden hierbei einen kontinuierlich entlang der zweiten Längskante 53 des Ausgangs-Blechstreifens verlaufen­ den Zentrierstreifen 57, von dem einzelne, jeweils zu einer Verbindungspartie gehörende und zwischen die zugewandten Kopfteile der Leitschaufeln eingreifende Halterungsnasen 58 a, 58 b, 58 c usw. zur ersten Längskante 52 hin vorspringen, so daß also an dem Zentrierstreifen 57 jeweils Vorsprünge in Richtung auf die entgegengesetzte Längskante hin anhaften, welche die einzelnen Leitschaufeln voneinander trennen. Diese vorspringenden Halterungsnasen haben aber noch eine andere Bedeutung: Beim Heraustrennen der Leitschaufeln muß man nämlich darauf achten, daß diese mit der zugehörigen Halterungsnase entlang einer vom Zentrierstreifen ausgehen­ den Verbindungsstrecke 59 a, 59 b, 59 c usw. verbunden bleiben, so daß sie nicht ganz vom Zentrierstreifen mit seinen Vor­ sprüngen getrennt sind. Hierauf werden die über den Zentrier­ streifen zusammenhängenden Leitschaufeln plastisch verformt, man erteilt ihnen hierbei eine entlang einem Kreisbogen, nämlich den bei der Diskussion der Fig. 2 beschriebenen Kreisbogen, verlaufende gekrümmte Form. Anschließend werden die Leitschaufeln durch Biegen entlang der Verbindungsstrecke 59 a, 59 b, 59 c usw. um 90° hochgestellt, so daß die Schaufel nunmehr schon ihre im Leitapparat vorgesehene Form hat. Schließlich wird dann der Zentrierstreifen so gerundet, daß sein Innendurchmesser dem Innendurchmesser des Außen­ gehäuses entspricht, der Leitapparat kann nunmehr in das Außengehäuse passend eingesetzt und eventuell dort befestigt werden. Wenn man die Stabilität des Leitapparates erhöhen will, kann man im Bereich der Leitschaufelspitzen einen Verstärkungsring z.B. aus Runddraht einlegen.

Nachzutragen sind schließlich noch gewisse Bemessungsangaben, die bei besonders zweckmäßigen Ausgestaltungen des Erfindungs­ gegenstandes festzustellen sind. So z.B. kann die Breite des Spaltes zwischen der Leitschaufelinnenkante und der Laufrad­ schaufelaußenkante d ₃-d ₂ etwa 0,1-0,2 d ₂, vorzugsweise 0,13 d ₂ betragen. Weiterhin kann z.B. die Dicke der Leit­ schaufeln D-d ₃ etwa 0,05-0,5 d ₂, vorzugsweise 0,27 d ₂ betragen.

Claims (23)

1. Ventilatoreinheit mit einem rohrförmigen Außengehäuse, das in koaxialer Anordnung hintereinanderliegend einen Eintritts- und einen Austrittsstutzen besitzt, mit einem darin enthalte­ nen spiralgehäuselos frei laufenden und motorisch angetrie­ benen Radiallaufrad mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln zum Fördern eines gasförmigen Mediums und mit einem das Radial­ laufrad radial außen umgebenden und diesem in Strömungsrich­ tung des Mediums nachgeschalteten Leitapparat, der an der Innenseite des Gehäuses angeordnet ist und eine Anzahl von sich axial erstreckenden, gleichmäßig über den Umfang verteilten Leitschaufeln aufweist, welche die aus dem Radial­ laufrad in radialer Richtung austretende Strömung des Förder­ mediums in die axiale Richtung umlenken und die unter einem entsprechend der Austrittsrichtung des Fördermediums ge­ wählten Anstellwinkel derart schräg gegen die Drehachse des Radiallaufrades geneigt sind, daß ein glatter, gleich­ mäßiger Strömungsübergang in den Leitapparat erfolgt, da­ durch gekennzeichnet, daß der Leitschaufelkranz in koaxialer Anordnung zum Laufrad dieses unter Freilassung eines Spaltes annähernd konstanter Weite zwischen den Leitschaufelinnen­ kanten und den zugeordneten Außenkanten der Laufradschaufeln umgibt, daß in axialer Strömungsrichtung gesehen der Leit­ schaufelanfang hinter dem Beginn der Laufradschaufeln an ihrem Außenumfang gemessen liegt und die Leitschaufeln hinter den Laufradschaufeln enden, wobei zweckmäßigerweise die in axialer Richtung gemessene Erstreckung der Leit­ schaufeln größer als diejenige der Laufradschaufeln ist, und daß die Leitschaufeln in ihrem mittleren Bereich im Meridianschnitt gesehen einen Knick nach innen aufweisen, derart, daß jeweils die erste Halbpartie ihrer Längsmittel­ achse mit deren zweiter Halbpartie einen stumpfen Winkel bildet, der kleiner als 180° ist.

2. Ventilatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der eintrittsseitigen Stirnseite des Außengehäuses ein nach dem Laufradinneren weisender, zentrisch und in Strömungsrichtung orientierter düsenförmiger Einzug und der austrittsseitigen Stirnwand des Außengehäuses ein zen­ trisch angeordneter und sich in Strömungsrichtung erstrecken­ der, vom Laufrad nach außen gerichteter düsenförmiger Einzug zugeordnet sind.

3. Ventilatoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Knickes oder der Ab­ kröpfung die Leitschaufelinnenkante stufenartig zum Laufrad vorspringt.

4. Ventilatoreinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß im Bereich der nach innen vorspringenden Stufe der Innendurchmesser der Leitschaufel sprunghaft kleiner wird und von dieser Stufe an die Leitschaufelinnenkante schräg nach innen verläuft.

5. Ventilatoreinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe sich in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Laufradschaufelende um einen Betrag entfernt befindet, der etwa der Spaltbreite entspricht.

6. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln in radialer Richtung ungekrümmt verlaufen und hierbei in einer durch die Drehachse des Laufrades hindurchgehenden Ebene enthalten sind.

7. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln in axialer Richtung gekrümmt sind und hierbei entlang einem Kreisbogen verlaufen.

8. Ventilatoreinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitschaufeln entlang einem Kreisbogen verlaufen, dessen Radius (R) sich zum Außendurchmesser des Laufrades wie 0,63-0,8 zu 1, vorzugsweise wie 0,71:1, verhält.

9. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskanten der Leitschaufeln annähernd achsparallel verlaufen.

10. Ventilatoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanten der Leitschaufeln gegen die Drehrichtung des Laufrades um etwa 20°-30°, vorzugsweise 25°, gestellt sind.

11. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Leitschaufeln etwa 1,5- bis 2,5mal so groß wie die Zahl der Laufschaufeln ist.

12. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Außen­ gehäuses (D) sich zum Außendurchmesser des Laufrades (d ₂) wie 1,25-1,6:1, vorzugsweise 1,4:1, verhält.

13. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge (B) des Außengehäuses sich zu dessen Durchmesser (D) wie 0,65-0,8 zu 1, vorzugsweise wie 0,7 zu 1, verhält.

14. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialer Richtung gemessene Strecke zwischen dem Beginn der Laufradschaufel und demjenigen der Leitschaufel sich zur Länge der Laufrad­ schaufel wie 0,1-0,2 zu 1, vorzugsweise 0,16 zu 1, verhält.

15. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Innendurchmesser (d ₃) der Leitschaufel etwa 1,1- bis 1,2mal, vorzugsweise 1,13mal so groß ist wie der Außendurchmesser (d ₂) des Lauf­ rades.

16. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d ₄) an der austrittsseitigen Spitze der Leitschaufel sich zum Durchmesser (d ₅) des düsenförmigen Einzugs an der Austritts­ seite des Außengehäuses wie 1,3-1,6 zu 1, vorzugsweise wie 1,45 zu 1, verhält.

17. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der austritts­ seitigen Spitze der Leitschaufel von der austrittsseitigen Stirnwand des Außengehäuses sich zum Durchmesser (D) des Außengehäuses wie 0,02-0,05 zu 1, vorzugsweise wie 0,03 zu 1, verhält.

18. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (l ₂) zwischen dem der Einlaßdüse abgewandten Laufradschaufelende und der nach innen vorspringenden Stufe an der Leitschaufel­ innenkante sich zum Außendurchmesser (d ₂) des Laufrades wie 0,03-0,06 zu 1, vorzugsweise wie 0,045 zu 1, verhält.

19. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (d ₂) der Laufradschaufel und der größte Innendurchmesser (d ₁) der Leitschaufel an der nach Innen vorspringenden Stufe annähernd gleich groß sind und sich zweckmäßigerweise wie 1 zu 0,8 bis 1,1, vorzugsweise wie 1 zu 0,96 verhalten.

20. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Spaltes zwischen der Leitschaufelinnenkante und der Laufradschaufelaußenkante (d ₃-d ₂) etwa 0,1-0,2 d ₂, vorzugsweise 0,13 d ₂ beträgt.

21. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Leitschaufeln (D-d ₃) etwa 0,05-0,5 d ₂, vorzugsweise 0,27 d ₂ beträgt.

22. Verfahren zur Herstellung der Leitschaufeln einer Ventilator­ einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeich­ net, daß man aus einem Ausgangs-Blechstreifen, dessen Breite größer als die in axialer Richtung gemessene Leitschaufellänge ist, beginnend von seiner einen, ersten Längskante in Richtung auf die andere, zweite Längskante hin entsprechend der Leit­ schaufelkontur in Längsrichtung des Ausgangs-Blechstreifens aufeinanderfolgende und hierbei aneinander angrenzende Leit­ schaufeln unter Freilassung einer Verbindungspartie im Bereich der zweiten Längskante ausschneidet, wobei die Verbindungs­ partien der aufeinanderfolgenden Leitschaufeln einen konti­ nuierlich entlang der zweiten Längskante verlaufenden Zentrier­ streifen bilden, von dem einzelne, jeweils zu einer Ver­ bindungspartie gehörende und zwischen die zugewandten Kopfteile der Leitschaufeln eingreifende Halterungsnasen zur ersten Längskante hin vorspringen, daß man beim Ausschneiden der Leitschaufeln darauf achtet, daß diese mit der zugehörigen Halterungsnase entlang einer vom Zentrierstreifen ausgehenden Verbindungsstrecke zusammenhängend bzw. verbunden bleiben, daß man den über den Zentrierstreifen zusammenhängenden Leit­ schaufeln durch plastische Verformung ihre entlang einem Kreisbogen verlaufende gekrümmte Form erteilt, daß man an­ schließend die Leitschaufeln durch Biegen entlang der Verbin­ dungsstrecke um 90° hochstellt und daß man schließlich den Zen­ trierstreifen so rundet, daß sein Außendurchmesser dem Innen­ durchmesser des Außengehäuses entspricht.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erhöhung der Stabilität des Leitapparates im Bereich der Leitschaufelspitzen einen Verstärkungsring z.B. aus Rund­ draht einlegt.