DE3927791A1 - Axialventilator - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Axialventilator, mit einem
Laufschaufeln aufweisenden Laufrad, das in einem von
einer Wand umgebenen Strömungskanal angeordnet ist.
Axialventilatoren enthalten im Innern ihres Gehäuses
ein beschaufeltes Laufrad, das mittels eines Motors in
Rotation versetzbar ist. Das rotierende Laufrad fördert
gasförmiges Medium, insbesondere Luft, in Axialrichtung
von der Saugseite zur Druckseite. Der als Volumenstrom
V bezeichnete Durchsatz pro Zeiteinheit hängt unter anderem
von der Laufrad-Drehzahl ab.
Das Betriebsverhalten bekannter Axialventilatoren wird
bei zunehmender Drosselung des Volumenstromes instationär.
Bei Unterschreitung eines maschinenabhängigen Mindest
wertes beginnt die Strömung im Ventilator abzureißen.
Als Folge bildet sich eine als "rotating stall" bezeich
nete rotierende Abreißströmung aus. Die Ablösung der
Strömung am Schaufelprofil, die sich bei stark verminderter
Durchtrittsgeschwindigkeit einstellt, tritt nicht an
allen Profilen gleichzeitig auf. Zunächst entsteht eine
gewisse Ablösezone auf der Schaufelsaugseite. Der sich
dadurch bildende Totraum ist gekennzeichnet durch starke
innere Verwirbelungen, die mit einem hohen Energieverlust
verbunden sind. Die dort durch die Ablösung entstehende
Querschnittsversperrung bewirkt ein Ausweichen der Strö
mung, und bei Erreichen eines kritischen Volumenstromes,
dem sogenannten Abrißpunkt, werden schlagartig einzelne
Schaufelkanäle verstopft. Weil dadurch die Anströmung
benachbarter Schaufeln beeinflußt wird, wandern die hin
sichtlich ihrer Durchströmung behinderten Schaufelkanäle
und laufen, relativ gesehen, um das Laufrad entgegen
dessen eigentlicher Drehrichtung. Als Resultat ergibt
sich so eine stark pulsierende Strömung, die einen reibungs
losen Betrieb in diesem instabilen Bereich unmöglich
macht. In ungünstigen Fällen führen die auftretenden
hohen Biege- und Biegewechselkräfte zu einer Zerstörung
des Laufrades und von Bauteilen der mit dem Ventilator
betriebenen Anlage. In dem betreffenden Teillastbereich
ist die Kennlinie des Axialventilators durch einen sprung
haften Druckabfall gekennzeichnet.
Der Betrieb des Ventilators in dem angegebenen kritischen
Bereich ist außerdem mit einer starken Geräuschentwicklung
verbunden.
Weil sich der Beginn des instabilen Betriebsbereiches
meistens nur wenig entfernt vom optimalen Betriebspunkt
befindet, muß die Auslegung besonders sorgfältig und
mit hohem Aufwand vorgenommen werden.
Es wurde bereits in der DE-OS 33 22 295 eine Problem
lösung vorgeschlagen. Dort wird zusätzlich ein beschaufelter
Ringkanal vorgesehen, der die Ablösungsströmung und den
in ihr enthaltenen Drall aufnimmt und stabilisieren soll.
Allerdings kann eine solche Ausführung nicht ohne weiteres
auf beliebige Laufradgeometrien angewandt werden. Es
ist sehr schwierig, die Beschauflung im Ringkanal zu
optimieren, die dazuhin eine erhebliche Verteuerung des
Ventilators bewirkt.
Das Ziel der Erfindung ist es daher, einen Axialventi
lator zu schaffen, bei dem auf einfache Weise die Ent
stehung einer rotierenden Abreißströmung ausgeschlossen
ist, so daß eine über den gesamten Volumenstrombereich
stabile Kennlinie vorliegt. Außerdem sollen die dazu
getroffenen Maßnahmen problemlos bei beliebigen Axial
ventilatoren und auch bei Axialverdichtern anwendbar
sein.
Das genannte Ziel wird dadurch erreicht, daß in oder
an der Wand im Bereich der Schaufelspitzen mindestens
eine Öffnung vorgesehen ist, die kanalseitig mit einer
Durchbrechungen aufweisenden oder freilassenden Abdeckung
versehen ist. Anstelle einer üblicherweise glatten Wand
des das Laufrad enthaltenden Strömungskanals des Axial
verdichters ist jetzt eine im Bereich der Schaufelspitzen
mit mindestens einer Öffnung versehene Strömungskanal
wand vorhanden. Sie kann z.B. als vom Strömungskanal
ausgehend in die Wand eingebrachte Vertiefung ausgebildet
sein. Zum Strömungskanal hin ist die Öffnung abgedeckt,
wobei die hierzu verwendete Abdeckung Durchbrechungen
aufweist. Die Folge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
ist ein äußerst konstanter Kennlinienverlauf, unabhängig
von der Intensität der jeweils vorgenommenen Drosselung.
Auch bei sehr niedrigen Volumenstrombeträgen wird die
Entstehung von "rotating stall" verhindert. Dabei ist
der gegenüber einem konventionellen Ventilator erforder
liche Aufwand relativ gering. Die baulichen Abwandlungen
sind kostengünstig vornehmbar und können bei beliebigen
Axialventilatoren angewandt werden. Komplizierte Auslegungs
arbeiten erübrigen sich, vorteilhafterweise kann die
Öffnung völlig unbeschaufelt ausgebildet sein. Wegen
der verhinderten Entstehung der Abreißströmung reduziert
sich die Geräuschentwicklung insbesondere in dem bisher
kritischen Betriebsbereich beträchtlich. Die Erfindung
läßt sich vorteilhaft sowohl bei einstufigen als auch
bei mehrstufigen Ventilatoren und Verdichtern anwenden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen aufgeführt.
Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt,
eine über den Umfang des Laufrades durchgehende Öffnung
vorzusehen, die nach Art eines Ringspaltes oder Ring
kanales ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist es
ferner, die Abdeckung in Kombination aus einer Grobabdeckung
und einer Feinabdeckung auszugestalten. Beide Abdeckungen
werden vorteilhafterweise aufeinanderfolgend und insbe
sondere aneinander anliegend angeordnet, so daß ein sand
wichartiger Aufbau erzielt wird. Die Grobabdeckung ist
bevorzugt dem Strömungskanal zugewandt, während in diesem
Falle die Feinabdeckung radial weiter außen öffnungs
seitig vorgesehen ist. Eine besonders günstige Abdeckungs
kombination ergibt sich, wenn als Grobabdeckung eine
Art Lochblech und als Feinabdeckung eine feine Gaze ver
wendet wird.
Die bevorzugte Ringkanalbreite beträgt ca. 20-30%
des Laufraddurchmessers, vorzugsweise 25%. Die Ringkanal
tiefe wird zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der
äußeren Kontur des Ringkanals ausgebildet. Wenn der Ring
kanal kreisringartig aufgebaut ist, ist eine Kanaltiefe
von ca. dem 0,1- bis 0,5-fachen des Laufraddurchmessers
vorteilhaft. Auch andere Ringkanalkonturen können zweck
mäßig sein, in Axialrichtung gesehen z.B. quadratisch
oder rechteckig. Die Kanaltiefe wird in diesem Falle
vorzugsweise Beträge zwischen 0 und dem 0,2-fachen des
Laufraddurchmessers einnehmen können. Im Grenzfall ist
die Seitenlänge des Quadrates gleich dem Durchmesser
des Strömungskanals, so daß begrifflich kein durchgehender
Ringkanal mehr vorhanden ist, sondern nur noch vier Einzel
öffnungen, die sich jeweils paarweise diametral gegen
überliegen und insbesondere zwei rechtwinkelig zuein
ander verlaufende Flächen besitzen. Auch andere Öffnungs
konturen sind möglich, insbesondere solche mit runden
bzw. abgerundeten Wandbereichen.
Die relative Axialposition zwischen Laufrad und zugeord
neter Wandöffnung ist von Fall zu Fall wählbar. Von Vorteil
ist es, wenn sich das Laufrad in Strömungsrichtung ge
sehen bereits zum Teil axial nach der zugeordneten Öffnung
befindet. Ein Überlappungsgrad von ca. 50% ist hier
zweckmäßig.
Es ist denkbar, auch bereits betriebsbereite Ventilatoren
mit der erfindungsgemäßen Maßnahme nachzurüsten. Hierzu
können z.B. in die den Strömungskanal umgebende Wand
bzw. das Ventilatorgehäuse im Schaufelspitzenbereich
Öffnungen eingeschnitten werden, über die dann die Fein
abdeckung und weitere äußere Gehäuseabdeckungen gesetzt
werden. Letztere können dabei gleichzeitig die Aufgabe
von Gehäusefüßen übernehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden
Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Axial
ventilators im Längsschnitt in schematischer
Darstellung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Ventilator aus
Fig. 1 entlang Schnittlinie II-II,
Fig. 3-5 in ebenfalls schematischer Darstellung und unter
Weglassung des Laufrades verschiedene weitere
Ausführungsformen des Axialventilators und
Fig. 6 einen Kennlinienvergleich zwischen einem Venti
lator nach dem Stand der Technik und dem er
findungsgemäßen Axialventilator.
Von dem in den Fig. 1 und 2 nur schematisch und ausschnitts
weise dargestellten Axialventilator erkennt man zunächst
eine hohlzylindrische Wand 1, die z.B. gleichzeitig das
Ventilatorgehäuse bildet. An der Saugseite 2 ist sie
innen trichterförmig unter Bildung der Einlaufdüse 3
geformt.
Die Wand 1 umschließt einen Strömungskanal 4. Darin ist,
zwischen der Saugseite 2 und der axial nachgeordneten
Druckseite 5, ein Ventilator-Laufrad 6 angeordnet. Es
ist um seine Längsachse 7 drehbar, die mit der Kanal-
Längsachse 8 zusammenfällt. Der Drehantrieb erfolgt über
einen z.B. als Elektromotor ausgebildeten Motor 9, der
das Laufrad 6 z.B. auf der Motorwelle 10 trägt.
Auch der Motor 9 ist zweckmäßigerweise im Strömungskanal
4 zentral angeordnet, wobei er sich an der Wand 1 z.B.
über schematisch angedeutete Radialstreben 13 abstützen
kann.
Das Laufrad 6 enthält mehrere in Umfangsrichtung verteilt
angeordnete Laufschaufeln 14. Deren Schaufelspitzen 15
liegen der zylindrisch geformten Innenoberfläche 16 der
Wand 1 mit radial gemessenem Spiel gegenüber. Im Betrieb
führt das Laufrad 6 eine motorgetriebene Rotationsbewegung
z.B. gemäß Pfeil 17 aus, wodurch sich eine gemäß Pfeil
18 angedeutete axiale Gasströmung von der Saugseite 2
zur Druckseite 5 einstellt. Bei dem gasförmigen Förder
medium handelt es sich insbesondere um Luft.
Um dem Phänomen des sogenannten "rotating stall" vorzu
beugen, das auch als rotierende Abreißströmung bezeichnet
werden kann, ist in oder an der Wand 1 im Bereich der
Schaufelspitzen 15 mindestens eine Öffnung 20 vorgesehen.
Sie ist zum Strömungskanal 4 hin, d. h. kanalseitig,
mit einer Abdeckung 21 versehen. Diese weist eine Mehrzahl
von Durchbrechungen 22 auf, über die die Öffnung 20 mit
dem Strömungskanal 4 in Verbindung steht.
Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß auch in Betriebs
phasen mit stark gedrosseltem Volumenstrom eine praktisch
ablösungsfreie Umströmung der Laufschaufeln 14 erfolgt.
Dadurch bleiben die für die Durchströmung des Förder
mediums zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitte
in den einzelnen Schaufelkanälen zwischen jeweils zwei
einander in Umfangsrichtung benachbarten Laufschaufeln
14 konstant unverändert und erfahren keine Querschnitts
verringerung. Auch bei hoher Drosselung ist das Betriebs
verhalten stabil, es treten weder Wechselbelastungen
für die Laufradbestandteile noch Lärmbelästungen auf.
Die Lebensdauer des Axialventilators steigt um ein be
trächtliches Maß. Auch der Wirkungsgrad wird mangels
verlustbehafteter Strömung gesteigert.
Die Ventilator-Kennlinie in Fig. 6 zeigt zum Vergleich
den Kennlinienverlauf VS eines Ventilators gemäß Stand
der Technik (strichpunktiert) und den Kennlinienverlauf
VE des erfindungsgemäßen Ventilators. Auf der Ordinate
ist die Druckerhöhung Δp aufgezeichnet, während über
die Abszisse der Volumenstrom V aufgetragen ist. Man
erkennt deutlich den Druckabfall bei absinkendem Volumen
strom beim Stand der Technik, während die Kennlinie des
erfindungsgemäßen Ventilators auch in diesem kritischen
Bereich wie im gesamten übrigen Bereich stabil ist.
Zurückkommend auf die Fig. 1 und 2 erkennt man, daß sich
die Öffnung 20 wie auch ihre zum Strömungskanal 4 ge
wandte Mündung 24 vorzugsweise mindestens über einen
Teilbereich der Wand 1 in deren Umfangsrichtung erstreckt.
Im Gegensatz zu anderen, später noch erläuterten Aus
führungsformen erstreckt sich die Öffnung 20 vorteil
hafterweise über den gesamten Wandumfang, so daß sie
den Strömungskanal 4 praktisch koaxial umgibt. Man kann
sie demzufolge als Ringkanal 25 bezeichnen.
Der abgebildete Ringkanal 25 ist von einfacher Kontur
und nach Art eines rundum laufenden Einstiches von seiten
der Innenoberfläche 16 in die Wand 1 eingebracht. Die
Herstellung ist deshalb relativ kostengünstig. Seine
in Fig. 1 ersichtliche Querschnittsform ist bevorzugt
quadratisch oder rechteckig. Es ist aber auch eine ge
rundete Querschnittsform möglich, z.B. ein Kreisquer
schnitt, wobei im Bereich der Mündung 24 eine Abplattung
oder Abflachung vorliegen kann. Entsprechende Querschnitts
gestaltungen sind bei jeglicher Ausführungsform der Öff
nung 20 möglich.
Die in Radialrichtung gemessene Tiefe b des beim Aus
führungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 als Kreisringkanal
25′ ausgebildeten Ringkanals 25 ist über den gesamten
Umfang konstant und beträgt vorzugsweise das 0,1- bis
0,2-fache des Durchmessers d des Laufrades 6 oder des
Durchmessers d′ des Strömungskanals 4.
Während die Öffnung 20 bei allen Ausführungsbeispielen
in die Wand 1 eingelassen ist, kann sie bei anderen Aus
führungsbeispielen unter Umständen auch außen an der
Wand vorgesehen und z.B. von Zusatzeinrichtungen begrenzt
sein. Auch sei darauf hingewiesen, daß die Wand 1 nicht
unmittelbar von einem Gehäuse gebildet sein muß, bei
ihr kann es sich auch um ein im Ventilator angeordnetes
Zusatzbauteil handeln, das eventuell auch nachträglich
in den eigentlichen Ventilator-Strömungskanal eingebracht
wird. Wichtig ist lediglich, daß im Umfangsbereich des
Laufrades eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine Öff
nung begrenzt.
Die Abdeckung 21 enthält vorzugsweise eine Feinabdeckung 29,
die eine Vielzahl feiner bzw. feinporiger Durchbrechungen
22′ aufweist. Als Feinabdeckung kommt insbesondere ein
Gewebe in Frage, und bevorzugt wird, wie beim Ausführungs
beispiel, als Feinabdeckung 29 sogenannte Gaze verwendet.
Die Verwendung gewobenen Materials als Feinabdeckung
oder als Bestandteil der Feinabdeckung hat den Vorteil
des Erhalts einer Vielzahl sehr kleiner Öffnungen bzw.
Durchbrechungen, wie sie bei einem siebartigen Gewebe
vorliegen. Je nach Bedarf läßt sich durch Webart die
Maschenweite des Gewebestoffes auswählen.
Alternativ zur Feinabdeckung 29 kann die Abdeckung 21
auch eine Grobabdeckung 30 sein. Als besonders vorteil
haft hat es sich jedoch herausgestellt, eine Abdeckung
21 zu verwenden, die in Kombination sowohl eine Fein
abdeckung 29 als auch eine Grobabdeckung 30 gleichzeitig
umfaßt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist
dies der Fall.
Die Grobabdeckung 30 enthält eine Mehrzahl größerer Durch
brechungen oder Löcher 22′′ und ist vorzugsweise nach
Art eines Lochbleches ausgebildet. Es kann sich z.B.
um ein hohlzylindrisch geformtes Abdeckband 31 handeln,
das die Löcher 22′′ aufweist. Sie können in unregelmäßiger
und vorzugsweise in regelmäßiger Folge vorliegen. Insbe
sondere sind sie entlang des Umfanges der Grobabdeckung
30 verteilt, die zweckmäßigerweise koaxial zum Strömungs
kanal 4 angeordnet ist.
Beim Ausführungsbeispiel sind Grobabdeckung 30 und Fein
abdeckung 29 in Radialrichtung mit Bezug zur Längsachse
7, 8 aufeinanderfolgend angeordnet. Beide Abdeckungen
29, 30 sind praktisch bandförmig ausgebildet und haben
die Gestalt eines dünnwandigen, hohlzylindrischen Gebildes.
Beide Gebilde sind koaxial zueinander angeordnet. Im
Schnitt gesehen ergibt sich dadurch ein sandwichartiger
Aufbau, wie die Vergrößerung in Fig. 2 deutlich macht.
Obwohl beide Ringgebilde einander gegenüber beabstandet
sein können, ist es doch zweckmäßig, sie unmittelbar
aneinander anzubringen. Zweckmäßigerweise wird man die
Grobabdeckung 30 mit der Feinabdeckung 29 beschichten.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Reihen
folge der Anordnung so zu wählen, daß die Grobabdeckung
30 dem Strömungskanal 4 zugewandt ist, während sich die
Feinabdeckung 29 öffnungsseitig an der dem Strömungskanal
4 abgewandten radialen Außenseite der Grobabdeckung 30
befindet.
Zweckmäßigerweise befindet sich die Abdeckung 21 im Be
reich der Mündung 24 der jeweiligen Öffnung 20. Sie stellt
dadurch eine Begrenzung der andererseits insbesondere
von Bereichen der Wand 1 begrenzten Öffnung 20 dar. Um
die Strömung 18 möglichst nicht negativ zu beeinflussen,
kann die Abdeckung 21 versenkt in der jeweiligen Öffnung
20 angeordnet sein, insbesondere dergestalt, daß die
kanalseitige Abdeckungsoberfläche 32 bündig mit der Innen
oberfläche 16 verläuft.
Die Art und Weise der Befestigung der Abdeckung 21 im
Bereich der Öffnung 20 ist in den Zeichnungen nicht näher
dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß bei Bedarf
erforderliche Befestigungseinrichtungen vorgesehen werden
können. Für Wartungszwecke ist es günstig, die Abdeckung
21 auswechselbar z.B. an der Wand 1 zu befestigen.
Anstelle als Kreisringkanal wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 und 2 kann der Ringkanal 25 auch eine eckige
Umfangskontur haben. Hierzu sei beispielhaft auf die
Fig. 4 verwiesen, bei der der Ringkanal 25′′ in Axial
richtung 7, 8 des Laufrades 6 bzw. Strömungskanals 4 ge
sehen eine eckige Außenkontur 33 aufweist. Zweckmäßiger
weise handelt es sich um eine regelmäßige Eckkontur,
vorzugsweise ein Viereck. Bei der abgebildeten bevor
zugten Ausführungsform folgt die Außenkontur 33 des Ring
kanals 25′′ einem Rechteck, so daß die in Radialrichtung
gemessene Tiefe über die gemäß Pfeil 34 angedeutete Kanal
länge veränderlich ist. Als Ringkanal 25′′ liegt ein
Raum vor, der am Außenumfang und an den beiden Axial
seiten von Flächen eines Quaders begrenzt wird, während
die Begrenzung am Innenumfang einer Zylinderfläche ent
spricht.
Bei dem in Fig. 3 abgebildeten Sonderfall entspricht
die Außenkontur 33 des Ringkanals 25′′ einem quadratischen
Verlauf. Allerdings sind die Konturlinien stellenweise
tangential an den Innenumfang 16 des Strömungskanals
4 herangetreten, so daß ein Ringkanal im eigentlichen
Sinne nicht mehr vorliegt. Vielmehr ergeben sich mehrere,
in Umfangsrichtung des Strömungskanals 4 aufeinander
folgende Einzelöffnungen 20′, wobei benachbarte Öffnungen
20′ durch die Berührbereiche zwischen Außenkontur 33
und Innenumfang 16 voneinander getrennt sind. Entsprechende
Trennbereiche sind in Fig. 3 bei 36 angedeutet.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 liegen vier Einzel
öffnungen 20′ vor, die einander jeweils paarweise dia
metral gegenüberliegen. Im Querschnitt gemäß Fig. 3 ge
sehen hat jede Öffnung 20′ eine dreieckförmige Kontur,
wobei die dem Strömungskanal 4 zugewandte Seite entspre
chend dessen Radius abgerundet ist.
Je nach Außenkontur des "Ringkanals" können auch mehr
oder weniger Einzelöffnungen 20′ entstehen.
Die Tiefe des "Ringkanals" 25′′ gemäß Fig. 3 ändert sich
über den Verlauf seines Umfanges 34. Vorteilhaft ist
hierbei, wenn die Tiefenwerte zwischen 0 und dem 0,2
fachen des Laufrad-Durchmessers oder des Strömungskanal-
Durchmessers variieren.
Unabhängig vom jeweiligen Ausführungsbeispiel ist es
vorteilhaft, wenn die in Axialrichtung 7 des Laufrades
6 gemessene Breite a des Ringkanals 25 das 0,2- bis 0,3
fache des Laufrad-Durchmessers d oder Strömungskanal-
Durchmessers d′ beträgt. Vorzugsweise beträgt die Tiefe
25% des entsprechenden Durchmessers.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 liegt kein durch
gehender Ringkanal vor. Hier sind, wie beim Ausführungs
beispiel gemäß Fig. 3, mehrere Einzelöffnungen 20, 20′ entlang
des Umfanges des Laufrades 6 verteilt in der Wand 1 ange
ordnet. Als Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 3 sind die öffnungslosen Wandbereiche 38 in Umfangs
richtung des Strömungskanals 4 gemessen größer. Die einzel
nen Öffnungen 20′ sind dadurch deutlicher voneinander
abgesetzt. Außerdem besteht hier die Außenkontur 37 der
Öffnungen 20′ aus einer kontinuierlichen, gerundeten
Fläche, insbesondere kreisbogenförmig gekrümmt.
Bei allen Ausführungsbeispielen sind identische oder
entsprechende Bauteile mit identischen Bezugszeichen
versehen worden. Wenn von "Außenkontur" die Rede ist,
wird jeweils Bezug genommen auf nach außen gerichtete
Bereiche in bezug auf die Längsachse 7, 8.
Die mindestens eine Öffnung 20 kann in einer Diametral
ebene angeordnet sein, die mit derjenigen des Laufrades
6 zusammenfällt. Eine derartige Anordnung ist in Fig.
1 bei 38 gestrichelt angedeutet. Bei bevorzugten Aus
führungsformen ist das Laufrad allerdings in Axialrichtung
gegenüber der Diametralebene der zugeordneten Öffnung
20 versetzt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und
2 befindet bzw. befinden sich das Laufrad 6 bzw. die
Schaufelspitzen 15 zumindest zum Teil axial neben der
Öffnung 20.Das Laufrad 6 befindet sich also zum Teil
axial außerhalb der Öffnung 20 bzw. des Ringkanals 25.
Hierbei befindet es sich zweckmäßigerweise in dem druck
seitigen Endbereich der Öffnung 20. Als bevorzugter Wert
hat sich ergeben, den Überlappungsgrad so zu wählen,
daß sich das Laufrad zu 50% im Öffnungsbereich und zu
50% außerhalb des Öffnungsbereiches befindet.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3 bis 5 sind
die Abdeckungen der Öffnungen 20 der Einfachheit halber
nicht dargestellt. Ihr Aufbau kann demjenigen des unter
den Fig. 1 und 2 Beschriebenen entsprechen. Je nachdem,
ob ein durchgehender Ringkanal oder Einzelöffnungen vor
liegen, können in sich geschlossene, ringförmige Abdeckun
gen oder Einzelabdeckungen Verwendung finden. Die Ab
deckungen können auch durchbrechungslos ausgebildet sein
und allein durch ihre Formgebung, z.B. durch ihren Rand
verlauf, zusammen mit den umgebenden Bereichen der Wand
1 durch Freilassung die erforderlichen Durchbrechungen
bereitstellen.
Claims (20)
1. Axialventilator, mit einem Laufschaufeln aufweisenden
Laufrad, das in einem von einer Wand umgebenen Strömungs
kanal angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in
oder an der Wand (1) im Bereich der Schaufelspitzen (15)
mindestens eine Öffnung (20) vorgesehen ist, die kanal
seitig mit einer Durchbrechungen (22) aufweisenden oder
freilassenden Abdeckung (21) versehen ist.
2. Axialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Abdeckung (21) eine feine oder feinporige
Durchbrechungen (22′) aufweisende Feinabdeckung (29) ist.
3. Axialventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abdeckung (21) eine ein Gewebe umfassen
de Feinabdeckung (29) aufweist.
4. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (21) eine Gaze
enthaltende und insbesondere aus Gaze bestehende Fein
abdeckung (29) aufweist.
5. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (21) eine Grob
abdeckung (30) mit einer Mehrzahl von Löchern (22, 22′)
aufweist.
6. Axialventilator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Grobabdeckung (30) lochblechartig oder gitter
artig ausgestaltet ist.
7. Axialventilator nach Anspruch 5 oder 6, jeweils in
Verbindung mit einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abdeckung (21) in aufeinanderfolgender
Anordnung eine Grobabdeckung (30) und eine Feinabdeckung
(29) enthält, wobei zweckmäßigerweise die Grobabdeckung
(30) kanalseitig und die Feinabdeckung (29) öffnungsseitig
angeordnet ist.
8. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (21) im Mündungs
bereich (24) der Öffnung (20) zum Strömungskanal (4)
angeordnet ist.
9. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnung (20) und
insbesondere auch ihre zum Strömungskanal (4) gerichtete
Mündung (24) mindestens über einen Teilumfangsbereich
der Wand (1) erstrecken.
10. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit Abdeckungen (21)
versehene Öffnungen (20, 20′) entlang des Umfanges des
Laufrades (6) verteilt angeordnet sind, z.B. vier sich
jeweils paarweise diametral mit Bezug zur Drehachse (7)
des Laufrades (6) gegenüberliegende Öffnungen (20′).
11. Axialventilator nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Außenkontur (37) der Öffnungen (20, 20′),
in Axialrichtung (7) des Laufrades (6) gesehen, rund
oder eckig ausgebildet ist.
12. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnung (20) über
den gesamten Umfang der Wand (1) bzw. des Strömungskanals
(4) erstreckt und einen mit der Abdeckung (21) versehenen
Ringkanal (25) bildet.
13. Axialventilator nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ringkanal (25) ein Kreisringkanal (25′)
ist.
14. Axialventilator nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kanaltiefe (b) zumindest in etwa das
0,1- bis 0,2-fache des Laufraddurchmessers (d) beträgt.
15. Axialventilator nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ringkanal (25, 25′′), in Axialrichtung
(7) des Laufrads (6) gesehen, eine eckige und insbesondere
viereckige Außenkontur aufweist, die zweckmäßigerweise
quadratisch oder rechteckig ist.
16. Axialventilator nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Außenkontur (33) des Ringkanals (25′′)
stellenweise tangential an den Innenumfang (16) des Strö
mungskanals (4) herantritt, bei quadratischer bzw. recht
eckiger Außenkontur zweckmäßigerweise an zwei oder vier
einander jeweils paarweise diametral gegenüberliegenden
Stellen (36).
17. Axialventilator nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tiefe (b) des Ringkanals (25′′)
je nach Stelle seines Umfanges zumindest in etwa Werte
zwischen 0 und dem 0,2-fachen des Laufraddurchmessers
(d) einnimmt.
18. Axialventilator nach einem der Ansprüche 12 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die in Axialrichtung (7)
des Laufrades (6) gemessene Breite (a) des Ringkanals
(25) zumindest in etwa das 0,2- bis 0,3-fache und vorzugs
weise das 0,25-fache des Laufraddurchmessers (d) beträgt.
19. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (20) bzw. Öff
nungen (20′) dem Laufrad radial außerhalb gegenüberliegen
und zweckmäßigerweise in einer gemeinsamen Diametral
ebene mit diesem angeordnet sind.
20. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (20) bzw. Öffnungen
(20′) mit Bezug zum Laufrad (6) axial versetzt angeordnet
sind, derart, daß die Schaufelspitzen (15) zumindest
zum Teil axial neben den Öffnungen angeordnet sind, z.B.
um einen Betrag von etwa 50% ihrer in Axialrichtung
(7) des Laufrades (6) gemessenen Breite.
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