DE69605040T3

DE69605040T3 - Axiallüftereinheit

Info

Publication number: DE69605040T3
Application number: DE69605040T
Authority: DE
Inventors: Hugo London CAPDEVILA; Eric St. Thomas BARTLETT; John Waterloo PHAROAH; William London GALLIVAN
Original assignee: Siemens Canada Ltd
Current assignee: Siemens Canada Ltd
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2016-06-12
Also published as: JP2000501808A; CN1066247C; EP0834022A1; DE69605040D1; CA2224204A1; KR100250165B1; KR19990028367A; US5577888A; CN1189880A; WO1997001040A1; EP0834022B1; EP0834022B2; DE69605040T2; CA2224204C; MX9800703A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Luftstromerzeuger, die zur Erzeugung eines Luftstromes über einen Wärmetauscher eines Kraftfahrzeuges verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Axiallüfter mit verbesserter Schaufelausbildung, der in Kombination mit dem Lüftermotorträger und einem aufstromseitigen oder abstromseitigen Wärmetauscher den Lüfterwirkungsgrad verbessert und die Geräuschentwicklung reduziert.
Über die letzten 20 Jahre hat die Popularität von Kraftfahrzeugen mit Frontantrieb derart zugenommen, daß heute der größte Teil von neuen verkauften Kraftfahrzeugen Frontantrieb besitzt. Es ist bekannt, daß eine der wirksamsten Getriebe- und Motoranordnungen für Kraftfahrzeuge mit Frontantrieb ein Getriebe und einen Motor benutzt, die an der Vorderseite des Kraftfahrzeuges angeordnet sind, wobei die Achse der Kurbelwelle des Motors allgemein parallel zur Vorderseite des Kraftfahrzeuges und senkrecht zur Drehachse des Kühllüfters für den Kühler verläuft. Eine derartige Anordnung erlaubt jedoch nicht mehr die Verwendung eines Lüfters, der direkt mechanisch vom Motor angetrieben wird, wie dies bei den meisten Kraftfahrzeugen mit Hinterradantrieb der Fall ist. Genauer gesagt, bei Kraftfahrzeugen mit Hinterradantrieb ist der Motor typischerweise so gelagert, daß sich die Längsachse der Kurbelwelle des Motors senkrecht zur Vorderseite des Kraftfahrzeuges und parallel zur Drehachse des Kühllüfters für den Kühler erstreckt.
Bei Kraftfahrzeugen mit Frontantrieb findet normalerweise ein Elektromotor zum Drehen des Kühllüfters für den Kühler Verwendung. Diese Elektromotoren werden von der Kraftfahrzeugbatterie und Wechselstromlichtmaschine angetrieben und arbeiten während des Kraftfahrzeugmotorbetriebes (d.h. während die Batterie von der Lichtmaschine aufgeladen wird) oder in vielen Fällen nach dem Abschalten des Kraftfahrzeugmotors. Um somit nicht die Lebensdauer der Batterie zu verkürzen, den Energieverbrauch zu verringern und eine unbeabsichtigte Batterieentladung zu verhindern, ist es wichtig, daß für diesen Einsatzzweck ausgebildete Lüfter in bezug auf eine vorgegebene, dem Motor zugeführte Energiemenge einen maximalen Luftstrom zum Kühlen des Kühlers erzeugen. Zusätzlich zum Energiesparen ist es wichtig, einen Lüfter für den Kühler vorzusehen, der im Betrieb ruhig ist.
Verschiedenartige Konstruktionen von Abschirmungen, Lüftern und Lüfterträgern sind bereits zum Kühlen des Kühlers und des Motors vorgeschlagen worden, um die vom Lüfter erzeugten Geräusche zu verringern und die Luft auf wirksamere Weise zu bewegen. Unter diesen Vorschlägen befinden sich Abschirmeinheiten, die relativ zum Kühler fixiert sind, und zylindrische Ringe, in denen der Lüfter rotiert, mit Bandagen befestigte Lüfter, zylindrische Ring- und Lüfterbandkombinationen, die zusammenwirken, um das Betriebsverhalten zu verbessern, und Lüftermotorträgerrippen besitzen, welche den Luftstrom unter Verwendung von Lüfter- und Statorkonfigurationen, die in der Veröffentlichung Axial Flow Fans and Ducts, Wallis, R. Allen, Seiten 231-241, John Wiley & Sons, Inc. (1983) (hiernach als „der Artikel" bezeichnet) beschrieben sind, modifizieren.
Im allgemeinen beschreibt dieser Artikel die Konstruktion eines Stators (d.h. Kühlerlüfterträgers), bei dem Träger von elektrischen Lüftermotoren Verwendung finden, die solche Flügel- bzw. Schaufelformen besitzen, wie sie beispielsweise in der US-PS 4 548 548 beschrieben sind. Wie in dem Artikel erläutert ist, „führt oft eine unangemessene aerodynamische Berücksichtigung der Folgen von bestimmten Lagerträger- und/oder Rotorantriebssystemen zu Betriebsproblemen. Beispielsweise ist der elektrische Antriebsmotor oft auf einer Lagerplatte montiert, die unter Einbau von einer oder mehreren radialen Versteifungsplatten den Lüftungskanal überspannt. Dabei wird in unrichtiger Weise davon ausgegangen, daß diese begrenzte Anordnung von Platten eine strömungsbegradigende Funktion ausübt. Statt dessen wird jedoch durch die Strömungsabtrennung am Vorderrand einer jeden Platte der Wirkungsgrad des Lüfters reduziert, und es werden abstromseitig Strömungsprobleme hervorgerufen" (Der Artikel, Seite 37).
Die US-PS 4 548 548 beschreibt eine solche Anordnung von Statorflügeln und Lüfterschaufeln, daß der von den Schaufeln des Lüfters erzeugte Luftstrom auf eine Luftführungsfläche des Flügels trifft und von der Führungsfläche unter einem Winkel reflektiert wird, der dem Einfallwinkel entspricht.
Zusätzlich zur Verwendung von verschiedenartigen Konstruktionen für Statorträger, wie sie beispielsweise in der US-PS 4 548 548 beschrieben sind, sind Versuche unternommen worden, auch die Lüfterschaufelkonstruktionen zu modifizieren, um die Geräuschbildung zu reduzieren sowie den Wirkungsgrad zu erhöhen. Es besteht jedoch immer noch ein Bedarf nach verbesserten Lüfterschaufelkonstruktionen, die in Kombination mit flügelförmigen Statorträgern verwendet werden, um Luft mit erhöhtem Wirkungsgrad und reduzierter Geräuschentwicklung an einem Kühler vorbei zu bewegen, was ein technisches Problem darstellt. Mit diesem technischen Problem der Verbesserung des Wirkungsgrades und der Reduzierung der Geräuschentwicklung bei einem Luftstromerzeuger befaßt sich die vorliegende Erfindung.
Erfindungsgemäß wird ein Luftstromerzeuger vorgesehen, der einen Luftstrom über einen Kraftfahrzeug-Wärmetauscher erzeugt und umfaßt
einen um die Drehachse drehbaren Lüfter, der eine Vielzahl von radial verlaufenden Schaufeln aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie einen Luftstrom erzeugen, wenn der Lüfter um seine Drehachse gedreht wird, und einen Lüfterträger, der ein zentrales Lager, an dem der Träger drehbar gelagert ist, und eine Vielzahl von länglichen Flügeln aufweist, die sich vom zentralen Lager radial nach außen erstrecken, wobei jeder Flügel eine gekrümmte Luftstrom führungsfläche mit einem Vorderrand und einem Hinterrand abstromseitig des Vorderrandes aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Vorderrand der Führungsfläche im wesentlichen unter einem ersten Winkel geneigt ist, der von einer Tangente an die Führungsfläche am Vorderrand und der Drehachse des Lüfters gebildet wird, und der Hinterrand der Führungsfläche im wesentlichen unter einem zweiten Winkel geneigt ist, der von einer Tangente an die Führungsfläche am Hinterrand und der Drehachse des Lüfters gebildet wird, wobei der zweite Winkel kleiner ist als der erste Winkel und wobei die Lüfterschaufeln so konstruiert und angeordnet sind, daß im Betrieb bei ihrer Rotation mit einer vorgegebenen Drehzahl ein wesentlicher Teil des Luftstromes vom Lüfter in Richtung auf die Flügel unter dem ersten Winkel zur Drehachse abgegeben und durch die Wirkung der Führungsfläche verursacht wird, daß der Luftstrom den Hinterrand des Flügels unter dem zweiten Winkel zur Drehachse verläßt, so daß der Lüfter und der Flügel auf diese Weise zusammen einen besonders energieeffizienten Luftstrom erzeugen.
In vorteilhafter Weise besitzt jede der Lüfterschaufeln einen variablen Anstellwinkel, der bei einer ersten vorgegebenen Distanz von der Nabe abzüglich der Länge der Schaufel seinen Minimalwert einnimmt, und hat jede Lüfterschaufel eine variable Sehnenlänge, die einen Maximalwert bei einer zweiten vorgegebenen Distanz von der Nabe abzüglich der Schaufellänge einnimmt, wobei der Lüfter die Luftstromkomponente unter dem ersten Winkel zur Drehachse erzeugt, wenn er mit der vorgegebenen Drehzahl um die Drehachse gedreht wird.
Es folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen. Hiervon zeigen:
1 eine teilweise schematische Draufsicht auf eine Wärmetauschereinheit einschließlich eines Luftstromerzeugers und Wärmetauschers;
2 eine Seitenansicht des Lüftstromerzeugers einschließlich eines Lüfterträgers;
3 eine Rückansicht des Lüfterträgers;
4 eine Schnittansicht eines Statorflügels entlang Linie 4–4 in 3;
5 eine perspektivische Ansicht des Lüfters;
6 eine Vorderansicht des Lüfters;
7 eine Schnittansicht des Lüfters entlang Linie 7–7 in 6;
8 eine Rückansicht des Lüfters; und
9 eine schematische Ansicht, die die Orientierung einer Lüfterschaufel zeigt.
Wie man 1 entnehmen kann, umfaßt eine Wärmetauschereinheit 10 einen Wärmetauscher 12 sowie einen Luftstromerzeuger 14. Der Luftstromerzeuger 14 umfaßt einen Lüfter 16 sowie einen Lüfterträger 18. Normalerweise kann es sich bei dem Wärmetauscher 12 um den Kühler, einen Verdichter, einen Zwischenkühler oder eine Kombination hiervon eines Kraftfahrzeuges handeln, der ein Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher ist. Bei Drehung des Lüfters 16 um seine Drehachse 20 wird ein Luftstrom in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Pfeil „Vorderseite des Fahrzeuges" erzeugt. Dieser Luftstrom dient dazu, Wärmeenergie von der Flüssigkeit (Frostschutzmittel) zu entfernen, die durch den Wärmetauscher 12 fließt. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Lüfter aufstromseitig des Wärmetauschers 12 angeordnet. In Abhängigkeit von der Konstruktion des Fahrzeuges, bei dem diese Wärmetauschereinheit 10 Verwendung findet, können jedoch der Träger 18 und der Lüfter 16 auch so gelagert sein, daß ein Luftstrom durch den Wärmetauscher 12 gezogen und nicht durch diesen gedrückt wird.
In den 2 und 3 ist die Konstruktion des Lüfters 16 und des Lüfterträgers 18 des Luftstromerzeugers 14 im einzelnen dargestellt. Der Lüfter 16 umfaßt acht radial verlaufende Lüfterschaufeln 22, die so ausgebildet sind, daß ein Luftstrom erzeugt wird, wenn der Luftstrom 16 um seine Drehachse 20 rotiert. Dieser Luftstrom umfaßt Komponenten, die sowohl parallel zur Achse 20 als auch winklig zur Achse 20 verlaufen. Insbesondere können die Winkel der Luftstrom komponenten von 90° bis 0° zur Rotationsachse 20 reichen. Normalerweise ist der Lüfter 16 über eine Welle 24 und die Lagereinheit eines Elektromotors 26 drehbar gelagert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Lüfter 16 direkt an der Welle des Lüftermotors 26 montiert. Der Lüfter 16 kann jedoch auch an einer Welle montiert sein, die unabhängig von der Welle 24 des Motors 26 ist, und vom Motor 26 über ein geeignetes Getriebe, wie beispielsweise einen Riemen, eine Kette oder einen direkt gekuppelten Antrieb, angetrieben werden.
Der Lüfterträger 18 besitzt ein zentrales Lager oder Motorlager 28 und 20 längliche Flügel 30, die geringfügig länger sind als die Lüfterschaufeln 23. Die Flügel 30 erstrecken sich zwischen dem Motorlager 28 und einem Umfangsring 32. Wie insbesondere in 2 gezeigt, kann der Ring 32 einen Umfangsflansch 34 und einen Umfangsmontageflansch 36 besitzen. Der Flansch 34 wirkt mit einem Umfangsring 38 des Lüfters 16 zusammen, um unerwünschte Luftstromkomponenten (d.h. eine Rezirkulation) zwischen dem Lüfterträger 18 und dem Lüfter 16 zu verringern oder zu eliminieren. Der Lüfter 16 wird so um die Drehachse 20 gedreht, daß die Umfangsringe (Bänder) 32 und 38 konzentrisch zueinander sind. Der Flansch 36 bildet eine Stelle zur Befestigung des Lüfterträgers 18 am Wärmetauscher 12.
Wie in 4 gezeigt, bei der es sich um eine Schnittansicht eines Statorflügels 30 entlang Linie 4–4 in 3 handelt, sind die Flügel 30 gekrümmt und besitzen einen abgerundeten Vorderrand 40 und Hinterrand 42. Bei der bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich eine Tangente 44 an die Luftführungsfläche am Vorderrand 40 unter einem Winkel 46 zwischen der Richtung des Luftstromes und der Drehachse 20. Bei der vorliegenden Ausführungsform des Lüfters 16 beträgt dieser Winkel etwa 30°. Je nach Anwendungszweck kann der Winkel 46 jedoch zwischen 15 und 45° liegen. Eine Tangente 47 an die Führungsfläche des Flügels 30 am Hinterrand 42 erstreckt sich unter einem Winkel zur Achse 20, der geringer ist als der Winkel 46. Bei der vorliegenden Ausführungsform des Flügels 30 liegt dieser Winkel in Abhängigkeit vom Winkel 46 in einem Bereich von 0–45°. Wenn jedoch räumliche Beschränkungen kein Problem darstellen, kann der Hinterrand 42 bis zum Rand 48 ausgeweitet werden, so daß die Tangente 50 an die Führungsfläche des Flügels 30 am Hinterrand 42 einen Winkel von etwa 0° zur Drehachse 20, die die Bahn der gewünsichten Richtung des Luftstromes bildet, bildet.
Es wird nunmehr auf ein Querschnittsbeispiel des Flügels 30 Bezug genommen. Der Flügel 30 kann eine konstante Dicke und eine von Radien R1 und Ft2 gebildete kreisförmige Kurve besitzen, wobei der Unterschied zwischen R1 und R2 die Dicke des Flügels 30 bildet.
Wie vorstehend erwähnt, umfaßt die vorliegende Ausführungsform des Luftstromerzeugers 14 einen Elektromotor mit einer Welle, die den Lüfter 16 direkt lagert. Daher müssen elektrische Leiter 52 dem Elektromotor 26 Strom zuführen. Um den vom Luftstromerzeuger 14 erzeugten Lärm zu reduzieren, kann eine aerodynamische Abdeckung 30A C-förmig ausgebildet sein, wie teilweise in 3 gezeigt, um die Aufstromseite der Leiter 52 abzudecken. Durch diese Ausbildung des Flügels 30A werden Turbulenzen reduziert, die durch die Leiter 52 verursacht werden können, wenn keine Abschirmung für den Luftstrom vorgesehen ist.
Wie in den 5–8 gezeigt, besitzt der Lüfter 16 zusätzlich zum L-förmigen Umfangsring 38 und den Lüfterschaufeln 22 eine Nabe 54. Wie insbesondere in 8 gezeigt, umfaßt die Nabe 54 ein Paar von Verstärkungsholmen 56, die allgemein in der Nachbarschaft des Vorder- und Hinterrandes 58, 60 der Lüfterschaufeln 22 angeordnet sind. Die Lüfterschaufeln 22 erstrecken sich von der Nabe 54 zum Ring 38, wobei diese Distanz als Schaufellänge bezeichnet wird. Das zum Drehen des Lüfters 16 erforderliche Drehmoment wird von der Nabe 54 auf die Lüfterschaufeln 22 und den Ring 38 übertragen. Die Holme 56 verleihen dem Lüfter 16 eine entsprechende Steifigkeit, die dazu beiträgt, Vibrationen des Lüfters 16 bei Frequenzen zu verringern, die während des Betriebes des Lüfters 16 unerwünschten Lärm verursachen können. Nur beispielsweise kann es sich bei dem Lüfter 16 um ein einstückig geformtes Teil handeln, das aus Polycarbonat 20 % G.F.Hydex 4320 oder aus mineral- und glasverstärktem Polyamid 6/6 (d.h. du Pont Minlon 22C) besteht.
9 zeigt die Winkel. und wichtigen Abschnitte der Lüfterschaufeln 22 in Form einer schematischen Querschnittsansicht. Der Rand 58 ist der Vorderrand, während der Rand 60 der Hinterrand ist. Die Schnittansicht der Lüfterschaufel ist in bezug auf die Drehachse 20 und die gewünschte Richtung des Luftstromes parallel zur Achse 20 gezeigt. Die Sehne C der Lüfterschaufel erstreckt sich vom Vorderrand 58 zum Hinterrand 60, und der Anstellwinkel 62 ist der Winkel zwischen der Drehachse 20 und einer Linie 64, die sich vom Vorderrand 58 zum Hinterrand 60 erstreckt.
Wie man den 6 und 8 entnehmen kann, sind die Lüfterschaufeln 22 vorzugsweise mit gleichen Abständen um die Nabe 54 herum angeordnet. Sie haben einen variablen Anstellwinkel, eine variable Sehnenlänge sowie eine variable Querschnittsform und Fläche. Insbesondere variiert der Anstellwinkel von 70° an der Nabe bis zu einem Minimum von 50° zwischen 20 und 70 % der Schaufellänge von der Nabe aus (d.h, vorzugsweise 30 %). Was die variable Sehnenlänge anbetrifft, so besitzt jede Lüfterschaufel eine maximale Sehnenlänge, die etwa 44 % der Länge der Schaufel 22 beträgt, an einer Strecke zwischen 20 % und 70 % der Schaufel (d.h. vorzugsweise 40 %). Die Sehnenlänge an der Nabe beträgt etwa 30 % der Länge der Lüfterschaufel 22, während die Sehnenlänge am Ring 38 etwa 30 % der Länge der Lüfterschaufel 22 beträgt.
Wie man den 7 und 8 entnehmen kann, besitzt jede Lüfterschaufel 22 einen Hinterrand 60 mit einer ebenen Fläche 70, die mit einer Ebene 72 zusammenfällt, welche sich senkrecht zur Drehachse 20 des Lüfters 16 erstreckt. Die ebenen Flächen 70 wirken mit den Vorderrändern des Flügels 30 zusammen, um für ein verbessertes Betriebsverhalten und eine verbesserte Geräuschverringerung zu sorgen, wenn sich der Lüfter 16 in Verbindung mit dem Lüfterträger 18 in Betrieb befindet. Vorzugsweise erstreckt sich die ebene Fläche 70 entlang über 50 % des Hinterrandes 60 der Lüfterschaufeln 22.
Beispielsweise beträgt das Verhältnis zwischen der Fläche der acht Schaufeln 22 des Lüfters 16 auf eine Ebene senkrecht zur Drehachse 20 projiziert zur Fläche der Flügel auf die gleiche Ebene projiziert etwa 0,3. Des weiteren kann der Ring 32 mit einer Abschirmung verbunden sein, die mit dem Ring 32 zusammenwirkt, um einen im wesentlichen geschlossenen Luftströmungskanal zwischen dem Wärmetauscher 12 und dem Lüfter 16 vorzusehen. Wie der Lüfter 16 kann auch der Lüfterträger 18 eine einstöckige Komponente sein, die aus Polycarbonat 20 % G.F. Hydex 4320 oder einem äquivalenten Material hiervon oder mineral- und glasverstärktem Polyamid 6/6 (d.h. du Pont Minlon 22C) geformt ist.
Es wird nunmehr wiederum auf die spezielle Form der Lüfterschaufeln 22 Bezug genommen. Diese Schaufeln können eine C4-Dicken-Form besitzen, die eine Krümmungslinie in Form eines Kreisbogens mit einer zusätzlichen Nasenkrümmung auf der Basis einer NACA 230 Krümmungslinie aufweist. Der Querschnitt für diese Art von Flügel kann auf der Basis der Berechnungen ermittelt werden, die in der Veröffentlichung „Airfoil Section Data of Axial Flow Fans and Ducts" von Wallace, R. Allen, Seiten 425-439, John Wiley & Sons, Inc. (1983) beschrieben sind. Genauer gesagt, jede Lüfterschaufel 22 hat etwa acht unterschiedliche C4-Querschnittsformen, die sich von der Nabe 54 bis zur Felge 38 erstrecken. Um diese Querschnittsformen ineinander übergehen zu lassen und damit eine kontinuierliche Schaufel von der Nabe 54 bis zur Felge 38 zu erzeugen, finden Polygoninterpolationsfunktionen Verwendung. Natürlich können in Abhängigkeit von der gewünschten Genauigkeit mehr als acht unterschiedliche Querschnitte oder Flügelformen für die Lüfterschaufeln 22 Verwendung finden. Des weiteren ist jede Lüfterschaufel in bezug auf eine Linie, die sich radial von der Achse 20 aus erstreckt, versetzt angeordnet, so daß die Distanz von den Vorderrändern der Lüfterschaufeln 22 bis zu den radial verlaufenden Linien etwa 11 5-35 % der gesamten Sehnenlänge der Schaufel 22 entspricht. Durch diese Konfiguration wird der Lüfterwirkungsgrad verbessert und die Geräuschentwicklung reduziert. Insbesondere wird durch die auf diese Weise erfolgende Positionierung der Lüfterschaufeln 22 relativ zu den zugehörigen Radiallinien die Position des Niederdruckpeaks relativ zum Hochdruckpeak der Lüfterschaufeln 22 optimiert.
Es versteht sich, daß die obige Beschreibung eine bevorzugte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung betrifft und daß die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen speziellen Ausführungen beschränkt ist. Beispielsweise wirkt die L-förmige Felge 38 mit dem L-förmigen Abschnitt 34 der Felge 32 zusammen, um die Rezirkation zwischen dem Lüfter 16 und dem Lüfterträger 18 zu reduzie-ren. Diese L-förmige Konfiguration kann jedoch auch durch andere Konfigurationen ersetzt werden, die eine derartige Zirkulation reduzieren. Gemäß einem anderen Beispiel kann der Lüfter am Motorgehäuse befestigt sein, wobei die Motorwelle am Träger 28 fixiert ist. Hierbei rotiert somit der Lüfter zusammen mit dem Motorgehäuse und nicht mit der Motorwelle. Andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Weglassungen können bei der Konstruktion und Anordnung der bevorzugten Ausführungsform realisiert werden, ohne den in den beigefügten Patentansprüchen festgelegten Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Luftstromerzeuger (14) zur Erzeugung eines Luftstromes über einen Kraftfahrzeug-Wärmetauscher (12) mit einem Lüfter (16), der um eine Drehachse (20) drehbar ist und eine Vielzahl von radial verlaufenden Schaufeln (22) aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie einen Luftstrom erzeugen, wenn der Lüfter (16) um seine Drehachse (20) gedreht wird, und einem Lüfterträger (18), der ein zentrales Lager (28) aufweist, an dem der Lüfter drehbar gelagert ist, und eine Vielzahl von länglichen Flügeln (30) aufweist, die sich vom zentralen Lager (28) radial nach außen erstrecken, wobei jeder Flügel (30) eine gekrümmte Luftstromführungsfläche mit einem Vorderrand (40) und einem Hinterrand (42) abstromseitig vom Vorderrand (40) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderrand der Führungsfläche im wesentlichen unter einem ersten Winkel (46) geneigt ist, der von einer Tangente (40) an die Führungsfläche am Vorderrand (40) und der Drehachse (20) des Lüfters (16) gebildet wird, und der Hinterrand (42) der Führungsfläche im wesentlichen unter einem zweiten Winkel geneigt ist, der von einer Tangente (47) an die Führungsfläche am Hinterrand (42) und der Drehachse (20) des Lüfters (16) gebildet wird, wobei der zweite Winkel kleiner ist als der erste Winkel und wobei die Lüfterschaufeln (22) so konstruiert und angeordnet sind, daß im Betrieb bei Rotation mit einer vorgegebenen Drehzahl ein wesentlicher Teil des Luftstromes vom Lüfter (16) in Richtung auf die Flügel (30) unter dem ersten Winkel zur Drehachse (20) abgegeben und durch die Wirkung der Führungsfläche bewirkt wird, daß der Luftstrom den Hinterrand des Flügels unter dem zweiten Winkel zur Drehachse (20) verläßt, so daß auf diese Weise der Lüfter und der Flügel in Kombination einen besonders energieeffizienten Luftstrom erzeugen.
Luftstromerzeuger (14) nach Anspruch 1, bei. dem jede der Lüfterschaufeln (22) einen variablen Anstellwinkel (62) besitzt, der seinen minimalen Wert in einem ersten vorgegebenen Abstand von der Nabe (54) abzüglich der Länge der Schaufel (22) aufweist, und jede Lüfterschaufel (22) eine variable Sehnenlänge besitzt, die einen Maximalwert in einem zweiten vorgegebenen Abstand von der Nabe (54) ab züglich der Länge der Schaufel (22) aufweist, wobei der Lüfter die Luftstromkomponente unter dem ersten Winkel zur Drehachse (20) erzeugt, wenn er sich mit der vorgegebenen Drehzahl um die Drehachse (20) dreht.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Lüfterschaufeln (22) eine Querschnittsform besitzen, die entlang der Länge der Schaufeln (22) variiert.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Kurve der Führungsfläche von einem allgemein kreisförmigen Bogen gebildet wird und die Dicke der Flügel sich entlang dem Bogen nicht wesentlich ändert.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Hinterrand (42) der Führungsfläche so ausgeweitet ist, daß eine Tangente (5) an die Führungsfläche am Hinterrand (42) im wesentlichen parallel zur Drehachse verläuft.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Flügel geringfügig länger sind als die Schaufeln und die Flügel im wesentlichen die gleiche Länge besitzen.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Lüfter acht Schaufeln und der Lüfterträger 20 Flügel aufweisen.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Verhältnis zwischen der Fläche der Schaufeln projiziert auf eine Ebene senkrecht zur Drehachse und der Fläche der Flügel projiziert auf diese Ebene etwa 0,3 beträgt.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, der des weiteren einen Elektromotor aufweist, welcher eine Lagereinheit und eine Welle besitzt, wobei die Welle am Lüfter und die Lagereinheit am zentralen Lager befestigt sind.
Luftstromerzeuger (14) nach Anspruch 8, bei. dem der Elektromotor von mindestens einem elektrischen Leiter angetrieben wird und bei dem ein Lager vorgesehen ist, das mindestens eine aerodynamisch geformte Fläche zum Abdecken der Aufstromseite des Leiters besitzt.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Hinterrand einer jeden Lüfterschaufel (22) eine ebene Fläche besitzt, die sich entlang mindestens 50 % des Randes erstreckt, wobei die ebene Fläche einer jeden Lüfterschaufel mit einer Ebene senkrecht zur Drehachse zusammenfällt.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Lüfterschaufeln (22) in gleichen Abständen um die Nabe herum angeordnet sind und der erste und zweite vorgesehene Abstand zwischen 20 und 70 % der Schaufellänge betragen.
Luftstromerzeuger (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Lüfter ein erstes kreisförmiges Band mit einem L-förmigen Querschnitt entlang einer Ebene, die sich durch die Drehachse erstreckt, besitzt und bei dem sich die Lüfterschaufeln von der Nabe bis zum ersten kreisförmigen Band erstrecken.
Luftstromerzeuger (14) nach Anspruch 13, bei dem der Lüfterträger ein zweites kreisförmiges Band aufweist, das an den Flügeln befestigt und. konzentrisch außerhalb des ersten kreisförmigen Bandes angeordnet ist.