DE8207203U1

DE8207203U1 - Axialgeblaeserad, insbesondere fuer ein kuehlgeblaese fuer wassergekuehlte brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE8207203U1
Application number: DE19828207203U
Authority: DE
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1982-03-15
Filing date: 1982-03-15
Publication date: 1982-08-19
Also published as: FR2523224A1; IT8320002A0; IT1194155B; IT8320002A1; FR2523224B1

Description

DR.- ING. H. H. WrL'H'ELIVJ ·-· E>i>-L. - I MG. H. D AU STE R D-7000 STUTTGART 1 ■ G YM N ASl U MSTR ASS E 31 B - TEUEFG N (0711) 291133/292857

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Anmelder:

Süddeutsche Kühlerfabrik
Julius Fr- Behr GmbH & Co. KG
Mauserstrasse 3

7000 Stuttgart 30

Axialgebläserad/ insbesondere für ein Kühlgebläse für wassergekühlte Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Axialgebläserad, insbesondere für ein Kühlgebläse für wassergekühlte Brennkraftmaschinen von Nutzfahrzeugen/ das aus einer Nabe unj? daran eingeordneten Lüfter— schaufeln besteht.

Die Kühlgebläse voij Kraftfahrzeugen, insbesondere von Nutzfahrzeugen dieser Art arbeiten in einem stark gedrosselten Zustand, der durch die hohen Druckverluste: im Kühler und Motorraum bedingt ist. Die meisten Kühlgebläse, die heute auf dem Markt sind, arbeiten in einem Bereich einer Drosselziffer ⁷ZT = 0,07 bis 0,15, wobei 2Γ das Verhältnis des dynamischen Druckes bezogen auf die Laufradringfläche zu der Gesamtdruckerhöhung ist, die ihrerseits sich aus dem dynamischen Druck und dem statischen Druck zusammensetzt. Bedingt durch die starke Drosselung erreichen die Gebläse der eingangs genann-

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ten Art bei hohem Gegendruck nur einen relativ kleinen Volumenstrom, so daß sich die Strömung bekanntlich an der Nabe ablöst. Es stellt sich eine axial und radial schräg nach hinten verlaufende Abströmung an den Gebläseschaufeln ein, wobei sich unterhalb einer bestimmten Grenzlinie zwischen dieser sogenannten Halbaxialströmung und dem Ablösegebiet ein Ringwirbel ausbildet, dessen Luftteilchen ständig unter hohen Stoßverlusten in die Beschaufelung eintreten und anschließend nach außen gefördert werden. Diese Erscheinungen, die allgemein als Ventilationsverluste bezeichnet werden, sind nachteilig, denn sie verbrauchen Energie und verschlechtern somit den Gebläsewirkungsgrad. Nachteilig ist ferner, daß die abgelöste Halbaxialströisung sehr instabil ist_; was sich in Druckschwankungen bemerkbar macht und die Lüfterkennlinie in dem oben angegebenen Drosselzifferbereicn nachteilig beeinflußt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Ventilationsverluste zu vermeiden und die Strömung zu stabilisieren, ohne jedoch die Gesamtbauart der eingangs erwähnten Axialgebläseräder zu verlassen.

Diese Aufgabe wird bei einem Axialgebläserad der eingangs genahnten Art dadurch erreicht, daß im Bereich der Austrittskante der Lüfterschaufeln eine Scheibe an die Nabe angesetzt ist, deren Durchmesser mindestens 30 % größer ist als der Nabendurchmesser. Durch diese Ausgestaltung wird der oben erwähnte Ringvirbel und damit die Ventilationsverluste unterbunden. Wenn die Nabe zylindrisch ausgebildet ist, bildet sich zwischen dem Nabenmantel und der Scheibe ein neuer stationärer Ringwirbel aus, der dazu führt, daß sich die Strömung verhält, als ob eine konische Nabe vorgesehen wäre. Es wird so ohne Änderung der Bauart die gewünschte Halbaxialströmung stabilisiert. Der stationäre Ringwirbel wird dabei nur einmal beim Anfahrvorgang erzeugt und verbraucht daher im Gegensatz zu den sich ablösenden Wirbeln nur wenig Energie. Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgeiaäß ausgebildete Kühlgebläse einen wesentlich

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gleichmäjßigeren Kennlinienverlauf als die herkömmlichen Ausführungen aufweist und einen um ca. 10 % besseren Wirkungsgrad. Es ist natürlich auch möglich, die erfindungsgemäße Scheibe bei einem Axialgebläserad mit einer scheibenförmigen Nabe und angenieteten Schaufeln vorzusehen. Auch hier tritt die gewünschte Stabilisierung der Strömung ein.

Es isst vorteilhaft, wenn die Scheibe als eine auf die Nabe aufgesetzte Ringscheibe ausgebildet ist, die konisch sein kann und einen Teil der Mantelfläche eines Kegels bildet, dessen Spitze in Strömungsrichtung vor der Nabenhinterkante liegt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen

Fig~ 1 die schematische Darstellung eines Gebläserades eines bekannten Kühlgebläses für wassergekühlte Brennkraftmaschinen,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gebläserades eines Kühlgebläses für wassergekühlte Brennkraftmaschinen,

]?ig. 3 die schematische und diagrammartige Darstellung der Kennlinie eines erfindungsgemäß ausgestalteten Axialgebläses im Vergleich zu einem Axialgebläse bekannter Bauart und

Fig. 4 den Verlauf des Wirkungsgrades des neuen Axialgebläses gegenüber einem solchen üblicher Bauart nach Fig. 1„

In der Fig. 1 ist die Ausführung eines bekannten Axialgebläserades gezeigt, das als Kühlgebläse für wassergekühlte Brenn-

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kraftmaschinen von Nutzfahrzeugen eingesetzt ist. Das Gebläserad 1 besteht dabei aus einer Nabe 2, die fest mit einer nur schematjiSch angedeuteten Antriebswelle 3 verbunden ist. Auf der zylindrischen Nabe 2 sind Lüfterschaufeln 4 angeordnet, die in bekannter ^ieise gegenüber der Rotationsachse 3 angestellt sind und eine Luftströmung im Sinne der Pfeile 5 durch eine nur angedeutete Kühlerzarge 6 und dem davorliegenden Wasserkühler erzeugen. Bedingt durch die starke Drosselung erfolgt dabei/ wie aus Fig. 1 erkennbar ist/ die Abströmung von den Lüfterschaufein 4 nicht, rein axial/ sondern halbaxial schräg nach außen/ so daß sich hinter einer gedachten Grenzlinie G Ablösungserscheinungen in Form eines Ringwirbels 7 einstellen. Dieser Ringwirbel führt dazu, daß Luftteilchen ständig unter hohen Stoßverlusten in den Schaufelbereich unterhalb der Grenzlinie G hineingesaugt und nach außen gefördert werden. Diese Stoßverluste und die Luftförderung werden als Ventilationsverluste bezeichnet, verbrauchen Energie und verschlechtern somit den Gebläsewirkungsgrad. Die abgelöste Strömung führt außerdem dazu, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, daß die Kennlinie 8 eines solchen Kühlgebläses im Betriebsbereich, d.h. also bei einer Drosselung zwischen "ZT = 0,07 und *2T = 0,15 einen Sattel 8a aufweist, der in gleicher Weise auch in der WirkungsgradkJirve 9 (für die bekannte Ausführung nach Fig. 1) der Fig. 4 auftritt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nach Fig. 2 wird im Bereich der Austrittskante 4b der Lüfterschaufel 4 eine als Ringscheibe 10 ausgebildete Scheibe an die Nabe 2 angesetzt, deren Durchmesser D₀ mindestens 30 % größer ist als der Durchmesser D der Nabe 2. Wie aus der Fig. 2 ebenfalls erkennbar ist, ist die Ringscheibe 10 konisch ausgebildet und bildet somit den Teil der Mantelfläche eines Kegels, dessen gedachte Spitze 11 vor der Nabenhinterkante 2b liegt.

Bedingt durch diese Ausgestaltung bildet sich im Bereich vor

der Ringscheibe 10 ein stabiler Ringwirbel 12 aus/ der in bezug auf die Strömung in Richtung der Pfeile 5 als eine konischer Nabenrand längs der Linie G wirkt und daher zu einem gleichmäßigeren Verlauf der Kennlinie 13 gemäß Fig. 3 für das neue Kühlgebläse führt, die keinen Sattel mehr aufweist. Auch der Wirkungsgradverlauf gemäß der Kurve 14 ist wesentlich gleichmäßiger und liegt in dem zu betrachtenden Drosselbereich zwischen ^V = 0,07 und 0,15 um ca. 10 % höher als der Wirkungsgrad eines bekannten Gebläses, wie er mit der Kurve 9 angedeutet ist.

Die Scheibe muß nicht konisch ausgebildet sein. Sie kann auch bei Axialgebläserädern mit einer scheibenförmigen Nabe angebracht werden. Vorteilhaft ist, daß die Scheibe auch nachträglich an bereits vorhandene Gebläseräder angebaut, z.B. mit dem Innendurchmesser auf eine zylindrische Nabe aufgesetzt oder an eine scheibenförmige Nabe angesetzt werden kann I

Claims

Ansprüche

Axialgebläserad/ insbesondere für ein Kühlgebläse für wassergekühlte Brennkraftmaschinen von Nutzfahrzeugen/ das aus einer l?«be und daran angeordneten Lüfterschaufeln besteht/ dadurch gekennzeichnet/ daß im Bereich der Austrittskante (4b) der Lüfterschaufeln (4) eine Scheibe (10) an die Nabe (2) angesetzt ist/ deren Durchmesser (Dg) mindestens 30 % größer ist als der Nabendurchmesser (D_n).

Axialgebläserad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe als eine auf die Nabe (2) aufgesetzte Ringscheibe (10) ausgebildet ist.

3. Axialgebläserad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (10) konisch ausgebildet und Teil der Mantelfläche eines Kegels ist, dessen Spitze (11) in Strömungsrichtung (5) vor der Nabenhinterkante (2b) liegt.