DE8802501U1 - Axiallüfter mit Luftleitvorsatz - Google Patents

Description

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IUI ·· ·· «ill Il Il Beschreibung t

Die Neuerung betrifft einen Axiallüfter mit Luftleitvorsatz zum Erzeugen eines Oberflächen beaufschlagenden Luft st rones.

Axiallüfter sind technisch einfach und leistungsfähige Geräte, die mit kleinster Leistung wie auch mit sehr großer Leistung fester Bestandteil der Technik sind. Sie werden überall da eingesetzt, wo Luft oder Gas in Bewegung gehalten werden soll. Mitunter werden Axiallüfter in Verbindung mit Luftfilteranlagen, Befeuchtern und ähnlichen Einrichtungen benutzt. Sehr verbreitet ist aber ihr Einsatz für thermische Zwecke, wenn die Luft oder das Gas als Wärmeträger zum Heizen oder Kühlen dient. Mit ihnen werden Luftströmt- über die Heizelemente von Heizlüftern geführt. Wird Luft ,z.B. fü^p die Kraftfahrzeugheizung, durch Wärmetauscher gepreßt, werden hohe Kühlleistungen an den Kühlern von Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren auf kleinem Raum verwirklicht oder werden in Härteöfen in der Leichtmeta I Iindustrie großformatige Leichtmetallplatten oder -Bleche zum Glühen oder Aushärten auf hohe Temperatur gebracht oder gehalten. Diese Aufzählung ist nur unvollständig und beispielhaft.

überall dort, wo Axiallüfter größere Leistungen haben und ihre Lüfterflügel aus Metall oder dergleichen bestehen oder bestehen müssen/ sind Schutzgitter verschiedenster Art vorgesehen. Damit soll verhindert werden, daß Menschen aus Unachtsamkeit in den Bereich der laufenden Lüfterflügel geraten und verletzt werden können, oder daß Fremdkörper in den Bereich der laufenden Lüfterflügel geraten und mit diesen kol lidieren.

Es ist bekannt/ daß Axiallüfter besonderer Luft leitvor sät ze bedürfen/ wenn der von ihnen erzeugte Luftstrom auf bestimmte Flächen oder Querschnitte

konzentriert werden soll. Bei Kraftfahrzeugkühlern findet man daher sehr häufig kastenförmige

Luft leitvorsätze, die einerseits den Kühler umfassen

und sich trichterförmig in Richtung auf den Axiallüfter verjüngen. Ähnliche zweckmäßige Luft Ieitvor sät ze gibt ts in unterschiedlicher Ausführung.

Es ist eine alte, bekannte Tatsache/ daß vor und hinter der Nabe eines Axiallüfters die Bedingungen des sogenannten Nabenstromes oder Nabenflusses herrschen. Je nach Situation bilden sich Wirbel/ starke Druckdifferenzen in Bezug auf radial außen gelegenere Bereiche/ enorme Strömungsunterschiede und vieles andere mehr.

Diese Einzelheiten sind in dem Buch "Eck, Bruno Ventilatoren"/ 3. Auflage/ 1957/ Springer-Verlag/ auf den Seiten 338 bis 341 ausführlich erläutert. Die Quintessenz dieser Literaturste I Ie besteht darin, daß es mit technisch sehr aufwendigen Mitteln, wie Leiträdern/ LeitschaufeIn und dergleichen durchaus möglich ist, die Probleme des Nabenflusses in den Griff zu bekommen. Jedoch in der Praxis und insbesondere dann, wenn es darauf ankommt, geringe axiale Baulängen zu verwirklichen, stehen Aufwand und Nutzen in keinem realen Verhältnis zueinander/ so daß selbst bei großen AxiaI lüfterleistungen, wie sie z.B. etwa bei Aushärteöfen in der Leichtmetallindustrie verwendet werden, auf derart komplizierte Hilfsmittel wie Leitflügel/ Leiträder oder dergleichen verzichtet wird und der resultierende Nachteil einer vorhandenen Wabenströmung oder des Nabenflusses in Kauf genommen wi rd.

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tiH ni umindust ri e führt das dazu/ daß die hochkant/ parallel mit geringem Abstand voneinander dicht an dicht stehenden Leichtmeta I Iplatten oder Bleche einer Charge, die durch einen vertikal arbeitenden Axiallüfter im Kreislauf mit Heizluft beaufschlagt werden/ in der Regel doppelt so lange aufgeheizt werden müssen/ ehe sie die Soll-Temperatur an allen Stellen erreichen/ als dies normalerweise bei rationeller Luftführung nötig wäre. Die Ursache ist der schon erwähnte Effekt des Nabenflusses oder Nabenstromes«

Die aus dem Axiallüfter austretende Heizluft hat infolge der Einwirkung der Lüfterflügel einen zentrifugalen Bewegungsimpuls und außerdem zusätzlich zum axialen Bewegungsimpuls auch noch einen Drallimpuls. Die hochstehenden, liegenden oder hängenden Leichtmetallplatten/ je nach Ofenart/ wirken in diesem Luftstrom wie Leitflächen/ d.h./ daß der Drall- oder Drehimpuls ebenso wie der Zentrifugalimpuls der Luftströmung aufgehoben und in eine &rgr; lattenparaI Ie Strömung umgelenkt wird. Der Effekt ist aber der, daß die aus der Umlenkung resultierenden BewegungsimpuIse stets von der Nabenzone wegweisen. Es entsteht also ein nahezu zylindrisch- bis kegelförmiger/ von der Nabe des Axiallüfters aus durch die Platten nach unten reichender "Todraum"/ der schwach- bis unbelüftet bleibt. Da diesem Bereich keine Heizluft zugeführt wird oder allenfalls schwache Nebenströme/ die sich zufällig ergeben^ werden die Platten oder Plattenbereiche in diesem "Todraum" nicht von der mit der Luft transportierten Wärme, sondern lediglich durch die Wärmeleitung von anderen Bereichen der Platten auf die Soll-Temperatur gebracht. So erklärt sich die Tatsache, daß Aufheizzeiten in der Größenordnung von 7 Stunden anstatt möglichen 3 1/2 Stunden oder etwa 9 Stunden anstatt möglicher 4 1/2 Stunden benötigt

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werden. Eine derartige Arbeltswelse 1st 1 &eegr; höchstem Maße unrationell/ denn abgesehen davon/ daß in diesen I ofen unnötig lange Energie verbraucht wird/ um die Luft

umzuwälzen und Energie verbraucht wird, um die Luft aufzuheizen/ werden auch die ofen selbst unnötig lange pro Charge belegt.

Auch bei dem schon erwähnten Beispiel des Autokühlers ;, trgibt sich ein ähnliches Bild/ wobei in diesem Fall

': die Folge unrationelle Luftführung/ unnötige Baugrößen

., Sind. Wegen der geschilderten Einflüsse wegen des

Habenstromes oder Nabenflussa? hat der im Bereich >'. dieses Nabenstromes oder Nabenflusses liegende

&bull;uerschnitt des Kühlers des Verbrennungsmotors bei &kgr; weitem nicht die Kühlleistung/ die außerhalb des

■'; llabenberei ches erzielt werden kann. Die Folge ist, daß

;; der Kühler größer ausgelegt werden muß/ als es bei

&iacgr; Vermeidung der Nabenströmung nötig wäre.

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' Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt

der Neuerung daher die Aufgabe zugrunde/ einen i.
si Axiallüfter mit einem einfach und preisgünstig

herstellbaren/ in Strömungsrichtung der Luft, ■ insbesondere kurzbemessenen Luft leitvorsatz zu

versehen, welcher es ermöglicht/ den im Querschnitt kreisringförmigen Luftstrom des Axiallüfters weitgehend

5- gleichmäßig über einen kreisförmigen/ viereckigen, oder

anderen Stromungsquerschnitt zu verteilen.

f Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich der

j eingangs genannte Axiallüfter neuerungsgemäß dadurch,

3 daß der Luftleitvorsatz als wabenartiger Kanalk^ste

t ausgebildet ist, an der Lüfterseite eine kreisringföi&mdash;

&igr; nige öffnung aufweist, deren Innendurchmesser etwa dem

I Nabendurchmesser des Lüfters und deren Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Lüfterrades entspricht.

daß die Lüfterferne Seite des KanaLkastens eine öffnung mit geschlossenen- kreisviereck- oder mehreckförmigen Querschnitt aufweist, daß die Lüftersei ti ge öffnung in polygonale EinzeLquerschnitte aufgeteilt ist, daß die lüfterferne öffnung in polygonale Einzelquerschnitte aufgelöst ist, deren Form und Größe durch Transformation der Lüftersei ti gen Einzelquerschnitte auf die Form und Größe der lüfterfernen öffnung bestimmt ist, und daß die Seiten der polygonalen Einzelquerschnitte als Kanalwände ausgebildet sind, die von der lüfterseitigen zur lüfterfernen öffnung verlaufen.

Bei dem neuerungsgemäß ausgebildetem Axiallüfter wird der Luft Leitvorsatz unmittelbar an den Axiallüfter angesetzt, und zwar derart/· daß seine kreisringförmige öffnung die öffnung des Axiallüfters abdeckt. So wird das Entstehen von störenden Nebenströmungen vermieden. Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen ist aber die Kreisringflache in polygonale Einzelquerschnitte aufgelöst oder aufgeteilt, und in Verlängerung dieser Querschnitte erstrecken sich von Wänden gebildete Kanäle in Richtung auf die lüfterferne öffnung. Dadurch, daß beim überführen einer Kreisringflache in eine z.B. im Durchmesser größere, geschlossene Kreisfläche oder Quadratflache oder dergleichen neben der Querschnittsvergrößerung Verzerrungen der Querschnitte auftreten, die Querschnittsformen gewissermaßen auf die gegebene Form der lüfterfernen öffnung transformiert werden, sind die polygonalen öffnungen 1n der lüfterfernen öffnung, denen der lüfter se 111 gen öffnung ähnlich und sie sind meist 1m Querschnitt auch größer» Da zwischen den beiden Öffnungen Kanäle verlaufen/ wird die Strömung des Axiallüfters zwangsweise von der Form eines Kreisringquerschnittea 1n (He Form eines

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geschlossenen Querschnittes übergeführt. Drall- und ZentrifugaLimpuLse werden im KanaLsystem des wabenartigen KanaLkastens umgelenkt, ohne daß unerwünschte ZentrifugaLimpuLse entstehen können. Man hat nunmehr auf relativ kurzer Entfernung von der Nabe eine flächendeckende und an allen Punkten des Flächenquerschr.ittes hinreichend gleichstarke Luftoder Gasströmung.

Naturgemäß treten Strömungsverluste ein, wenn man eine große strömende Luftsäule aus einem einzigen großen Kanal durch eine Vielzahl von Einzelkanälen mit kleinen Querschnitten führt. Es treten die sogenannten Wandverluste ein. Diese bleiben aber relativ klein, wenn die Kanäle kurz sind und die Oberflächen glatt gestaltet werden. Im übrigen bleibt es eine von Fall zu Fall notfalls empirisch lösbare Aufgabe, festzustellen, in wieviele Einzelquerschnitte der Kreisringquerschnitt an der Lüfterseite des Kanalkastens aufgelöst werden muß, um an der lüfterfernen Seite noch hinreichende Gleichmäßigkeit der Verteilung über den Gesamtquerschnitt zu erzielen.

Es widerspricht auch dem Denken des Strömungsfachmannes, daß bei dem neuerungsgemäß ausgebildeten Axiallüfter die Kanäle im Kanalkasten teilweise relativ stark im Winkel nach außen bzw. zur Mitte hin relativ zur Achse des Axiallüfters geneigt verlaufen. Der Strömungsfachmann ist in solchen Fällen gewöhnt, strömungsoptimierte/ gekrümmte Flächen einzusetzen, die eingangs genannten LuftLeitschaufe In oder Luft leiträder zu benutzen, um Strömungsverluste kleinzuhalten. Abgesehen davon, daß solche Einrichtungen teuer sind und ebenfalls axiale Baulänge in Anspruch nehmen, die neuerungsgemäß kleingehalten werden soll/ hat die Praxis gezeigt/ daß durch die Maßnahme der Neuerung

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eintretende StrömungsverLuste im KanaLkasten gegenüber dem erzielten Nutzen vernachlässigbar bleiben.

Es wird vermutet, daß der Nachteil der Strömungsverluste, der eintritt, wenn man Luft Leitvorsätze nicht strömungsoptimiert gekrümmt ausbildet und der auftritt, wenn man einen Luftstrom durch ein enges Kanalsystem treibt, die Ursache dafür war, daß die frappanten Vorteile, nämlich einfache, kostengünstige Bauweise kurze axiale Baulänge und nahezu beliebig Steuerbare Verteilung des kreisringförmigen Lüfterstromes auf andere Querschnittsflächen mittels &bull;ines Luft leitvorsatzes in Form eines wabenartigen Kanalkaste <s bisher nicht benutzt wurden.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 2 laufen die Kanalwände geradlinig von der lüftersei ti gen zur Lüfterfernen Öffnung. Diese Ausgestaltung erlaubt extrem kurze, axiale Baulängen des Luft leitvcrsatzes.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist vorgesehen, daß die Kanalwände an der lüfterseitigen und an der lüfterfernen öffnung zunächst parallel zur Lüfterdrehachse und dazwischen geneigt zur Lüfterdrehachse ver laufen.Dies hat den Vorteil des nahezu echsparallelen Luftein- und Austritts aus dem wabenartigen Kanalkasten, während bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 ein Richtungsimpulse aus dem Verlauf des jeweiligen Einzelkanats mitgenommen wird. Daher eignet

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sich die Ausgestaltung nach Anspruch 2 für hohe Ansprüche der Luftführung. Es kann aber auch zwischen der Ausgestaltung nach Anspruch 2 und Anspruch 3 kombiniert werden, etwa um axiale Baulänge zu sparen, indem an der Stelle, wo es auf exakte Strömungsführung ankommt, die parallele Führung der Kanalwände zur Lüfterdrehachse verwendet wird.

Besonders einfach ist es, wenn die Einzelquersthnitte eine Quadratform haben, und zwar gemäß Weiterbildung nach Anspruch 4, weil sich bei dieser Ausgestaltung die Fertigung besonders einfach durchführen läßt.

Da es in der Regel darauf ankommt, an der lüfterfernen Seite über den gesamten lüfterfernen Öffnungsquerschnitt hin eine möglichst gleichmäßige Strömung zu erzielen, ist gem. Anspruch 5 vorgesehen, daß alle quadratförmigen Einzelquerschnitte an der lüfterfernen öffnung untereinander flächengleich sind.

An der lüftersei t i gen b'ffnung des wabenartigen Kanalkastens können die Einzelquerschnitte dagegen untereinander zonenweise unterschiedlich groß s«nn, und zwar je nachdem, welche Strömungsstärke am Kreisringquerschnitt an der betreffenden Stelle herrscht.

Für den Einsatz in den sehen mehrfach erwähnte Aushärteöfen in der Aluminium- oder Leichtmetall-Industrie und für andere vergleichbare Einsatzzwecke 1st die Ausgestaltung nach Anspruch 6 vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der wabenartige Kanalkasten an der Druckseite des Lüfters angebaut 1st.

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Solche Ausführungen werden auch benötigt/ wenn Intensiv gekühlt werden muß/ oder wenn etwa in Kraftfahrzeuginnenraumheizungen/ Wärmetauscher mit Luft beaufschlagt werden sollen. In allen solchen Fällen lassen sich erhebliche Verkleinerungen der Aggregate im Vergleich zum bisherigen erzielen.

Eine andere Alternativausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet/ daß nach Anspruch 7 der wabenartige Kanalkasten an der Saugseite des Lüfters eingebaut ist.

Eine solche Bauweise ist z.B. vorteilhaft für den Kühler eines Verbrennungsmotors sowie für andere äquivalente Einsätze. Erhebliche Leistungssteigerungen und Baugrößenverringerungen lassen sich auf diese Weise verwi rklichen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 8 ist dadurch gekennzeichnet/ daß der Kanalkasten und seine Kanalwände aus temperaturbeständigem/ gegebenenfalls chemisch resistenten/ an den Oberflächen glatten Werkstoff/ wie Metallblech/ Kunststoff oder Keramik bestehen.

Die Wahl des Werkstoffes für den wabenartigen Kanalkastens richtet sich nach dem Einsatzzweck. Für Bereiche mittlerer Temperaturen eignet sich Kunststoff w«?gen der in der Regel glatten Oberflächen und der preiswerten Herstellbarkeit. Bei höheren Temperaturen oder auch extremen Kältegraden wird auf Metall mit entsprechend glatter Oberfläche zurückgegriffen werden müssen und für Höchsttemperatur^Einsätze oder für Anwendungsfälle/ bei denen mit chemisch aggressiven Gasen gearbeitet werden muß/ kann der kana Iförmige Wabenkasten auch aus Steinzeug oder Keramik, hergestellt werden.

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AusgestaLtungs- und Anwendungsbeispiele des neuerungsgemäß ausgebildeten Axiallüfters sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 - die Seitenansicht eines neuerungsgemäß

ausgebildeten Axiallüfters mit druckseitig angebauten Luft leitvor satz,

Fig. 2 - einen neuerungsgemäß ausgeb Ideten

Axiallüfter mit saugseitig angebautem Luft Ie i tvorsatz,

Fig. 3 - eine Schemadraufsicht auf die lüfterseitige öffnung des wabenartigen Kanalkastens bzw. Luft leitvorsatzes, wobei im oberen Bereich eine Auflösung in Einzelquerschnitte in Form flächengleicher Quadrate, im unteren Bereich eine Auflösung in Einzelquerschnitte in Form unterschiedlich großer Quadrate, angedeutet ist,

Fig. A - eine Schemadraufsicht auf die lüfterferne öffnung des Luft leitvorsatzes bzw. wabenartigen Kanalkastens mit Kreisringquerschnitt bzw. rechts oben angedeutet, strichpunktiert gezeichneten Rechteckquerschnitt, aus welchem die einheitlich, flächengleichen, quadratischen Einzelquerschnitte zu erkennen sind.

Fig. 5 - die Schemaschnittansicht eines wabenartigen Kanalkastens als Luft leitvorsatz, bei dem die Kanalwände an der lüfterseitigen und der

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IUfterfernen Öffnung parallel zur Drehachse des Axiallüfter und dazwischen geneigt zur Drehachse verlaufen/

Mg. 6 - eine andere Ausgestaltung des wabenartigen Kanalkastens, bei welchem die Kanalwände geradlinig von der lüfterseitigen öffnung zur lüfterfernen öffnung verlaufen und

Mg. 7 - eine Schemaschnittansicht eines Anwendungsbeispieles, d.h. eines Aushärteofens in der Leichtmetallindustrie, die mit einem neuerungsgemäß ausgebildeten Axiallüfter mit wabenartigem Kanalkasten gemäß Ausführung 6 ausge rüstet ist.

IHe Fig. 1 und 2 zeigen lediglich einen als Kasten Schematisch dargestellten Axiallüfter 1 mit einer Nabe 2, die in Fig. 1 und 2, strichpunktiert gezeigt ist und die in beiden unterschiedlich groß ist, um anzudeuten, daß uegen der Strömungsleistung unterschiedliche Wabenquerschnitte möglich sind.

In der Fig. 1 zeigen Pfeile 3 die Strömungsrichtung der Luft an, ebenso in Fig. 2.

An den Axiallüfter 1 ist in Fig. 1 druckseitig ein wabenartiger Kanalkasten 4 angebaut. In Fig* 2 ist dieser wabenartige Kanalkasten 4 saugseitig angebaut.

Der wabenartige Kanalkasten hat eine in Fig. 3 in Draufsicht gezeigte LQfterseitige öffnung 5, die einen Kreisringquerschnitt hat. Die Größe des inneren, ausgesparten Kreises, genannt Wabenquerschnitt 2, entspricht

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der Nabe &iacgr; gem,. Mg. 1 und 2. D₄h./ daß der Innonrend der lüfterse-it-igen öffnung 5 etwa mit dem Außenrartd it« angebauten Zustand des wabenartigen Kanalkastens 4 am Axiallüfter 1 nahezu in Oeekungslage mit der Nabe 2 verläuft.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist der Kreisringquerschnitt de? lüfter seitigen öffnung 4 in eine Vielzahl von Einzel-Querschnitten 6/ die im Beispiel Quadratform haben, aufgeteilt. Die Einze Iquersehnvtte 6 können wie im Oberen Bereich der Fig. 3 gezeigt ist/ untereinander flächengleich sein oder, wie die untere Hälfte der fig. 3 zeigt, auch unterschiedliche r lachengröße haben, lie Wahl richtet sich danach, welche Strömungsstärke an «elcher Stelle des Kreisringquercchnittes herrscht.

IHe Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine lüfterferne öffnung 7 des wabenartigen Kanalkastens 4. Es ist zu $ehen/ daß der in vollen Linien gezeichnete Kreisquerichnitt einen größeren Durchmesser hat, als der der lüftersei ti gen öffnung 4. Aus der Kreisringf lache gemäß Fig. 3 wurde eine Kreisfläche. Der Querschnitt wurde also vergrößert und die zentrale Wabenfläche 2 fehl?·.

Je nach Zweck oder Anwendung kann anstelle eines Kreises aber auch jede andere Form einer öffnung 7 gewählt werden/ etwa wie in strichpunktierten Linien oben rechts in Fig. 4 angedeutet/ eine Quadratform oder ähnliches. Wie die lüfterssitige öffnung 5 ist auch die lüftefferne öffnung 7 in eine Vielzahl von Einzelquerschnitten 8 aufgelöst. Es handelt sich in diesem Fall wiederum um Quadrate. Die Form kann aber auch verz^rrsein. Anstelle von Quadraten können sich Rechteck ergeben. Wie aus der Fig. 4 im Vergleich zu Fig. 3 deutlich hervorgeht/ ist die Fläche eines Einzelquei&mdash; schnittes 6 gem. Fig. 3 wesentlich kleiner/ etwa 1/4

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der Fläche des Einzelquerschnittes 8 gemäß Fig. 4. Diese Proportionen sind nicht bindend. Sie sollen nur verdeutlichen, daß es mit dem wabenartigen Kanalkasten 4 möglich ist, eine Kreisringfläche in eine beliebigere, größere und auch beliebig gefortmte Fläche zu transformieren, so daß aus den Einzelquerschnitten andere, insbesondere größere Einzelquerschnitte 8 an der lüfterfernen öffnung 7 werden. Im Beispiel gemäß Fig. 4 sind alle Einzelquerschnitte 8 in Form von Quadraten untereinander flächengleich. Das setzt unter im Kreisringquerschnitt herrschenden extremen Bedingungen voraus, daß bedarfsweise an der lüftersei ti gen öffnung 5 mit Einzelquerschnitten 6 entsprechend der unteren Ausgestaltung, d.h., mit unterschiedlichen Größen gearbeitet werden muß, wenn man erreichen will, daß durch jeden EinzeIquersrhnitt 8 der lüfterfernen öffnung 7 ein Luftstrom gleicher Intensität fließt.

Es ist das Ziel dieser Auflösung in Einzelquerschnitte 6 bzw. 8, zu erreichen, daß die Fläche der lüfterfernen öffnung 7 an möglichst allen Stellen mit nahezu gleicher Strömungsgeschwindigkeit durchsetzt wird.

Um dies 2u verwirklichen, erstrecken sich durch den wabenartigen Kanalkasten 4 Kanalwände 9. Diese Wände verlaufen so, daß sie die Selten der Einzelquerschnitte 6 bzw. 8 definieren. Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines wabenartigen Kanalkastens, wo die Kanalwände 9 an der lüfterseitIgen öffnung 6 und an der lüfterfernen öffnung 7 zunächst eine gewisse Strecke achsparallel zur Drehachse des Axiallüfters 1, dazwischen aber schräg geneigt zu dieser Drehachse verlaufen.

Bei der Ausführung gem. Mg. 6 verlaufen die Kanalwände 9 geradlinig von der l.üfterse1t1gen öffnung 6 zur

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Lüfterfernen öffnung 7. Es ist in die Fig. 5 und 6 jeweils die unterschiedlich große Wabenfläche 2 eingezeichnet um zu demonstrieren, wie die Querschnittstransformation durch Gestaltung von Kanälen 10, die von Kanalwänden 9 begrenzt werden, erreicht wird. Durch zweckmäßige Auslegung der Querschnittserweiterung und der Umlenkung läßt sich in jedem gewünschten Falle erreichen, daß die Strömung, die die lüfterferne 'öffnung 7 durchsetzt, an allen Bereichen des Querschnittes innerhalb vorgegebener Toleranzen gleich groß ist, und daß insbesondere der Effekt des Nabenstromens oder des Nebenflusses vermieden wird. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, können die Kanalkästen 4 druckseitig wie saugseitig angebaut werden. Sie sind außerdem in Achsrichtung des Lüfters 1 relativ kurz. Sie sind also vorteilhaft auch in vorhandene Anlagen und Aggregate noch einbaufähig.

Die Kanalwände 9 des wabenartigen Kanalkastens 4 können aus den jeweils geeigneten Werkstoffen bestehen. Kunststoff eignet sich für mittleren Temperaturbereiche und hat den Vorteil, strömungsgünstiger, glatter Oberflächen. Metalle werden für höhere Temperaturansprüche oder große Kältegrade erforderlich sein. Es ist aber auch möglich, Keramik oder Steinzeug zu verwenden, wenn ultrahohe Temperaturen oder chemisch aggressive £ase gehandhabt werden müssen.

Ein Beispiel, aus dem sich die Vorteile des beschriebenen Axiallüfters 1 mit einem wabenartigen Kanalkasten 4 als Luft leitvorsatz besonders auffallend bestätigt haben, zeigt Fig. 7. Diese zeigt eine Schemaschnittansicht eines Aushärteofens 11 in der Leichtmetall-Industrie, in welchem Leichtmetall bzw. Aluminiumplatten 12 hochkant in engen Abständen nebeneinander, aufrechtstehend/ vertikal von oben nach

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unten mittels des AxiaLLüfters 1 mit Luft bzw. HeizLuft beaufschlagt werden. Die Luft wird, wie die Pfeile &Iacgr;3 erkennen lassen, im Kreislauf geführt und passiert im ansteigenden Bereich Aufheizelemente 4. In der Regel wird, um gleichmäßige Aufheizung der Leichtmetallplatten 12 zu erreichen, auch von Zeit zu Zeit die Drehrichtung des Axiallüfters 1 umgekehrt, sg daß die Pfeile entgegengesetzt zu denken sind.

Bei einem Versuch wurde eine Charge Aluminiumplatten eingefahren, und es dauerte mit dem Axiallüfter 1 unter den normalen Bedingungen bis zu 9 Stunden, ehe alle Aluminiumplatten, auch die im Zentrum, an allen Stellen die geforderten Soll-Temperaturen im Bereich um 105⁰C erreicht hatten. Alsdann wurde an der Axiallüfter 1 der Kanalkasten 4, wie in der Fig. gezeigt, angebaut und der Aushärtevorgang unter sonst gleichen Bedingungen gefahren. Die Soll-Temperatur war im Extremfall bereits nach 3,5 Stunden erreicht. Bei weiteren Versuchen zeigten sich Verhältnisse von 3,5 zu 7 Stunden, 4,5 zu 9 Stunden und ähnliche. Es kann also davon ausgegangen werden, daß mit Hilfe eier durch den Kanalkasten 4 erzeugten gleichmäßigen Verteilung des Hei &zgr; luftsiromes auf den gesamten Ofenquerschnitt, Aufheizzeiten zumindest halbiert wurden. Die Tatsache, daß somit doppelte Taktzeit gefahren werden kann, soweit es um die Aufheizzeit und nicht die Verweilzeit geht, daß die Energie, die während der Ai.fheizzeit eingespeist werden muß, entsprechend reduziert wird und im Vergleich dazu, daß der wabenartige Kanalkasten 4 aufgrund seiner axial geringen Abmessungen nachträglich in den Aushärteofen 11 eingebaut werden kann, besonders preisgünstig ist, werden erhebliche Vorteile erzielt.

Diese Beispiele lassen sich aber auf andere Industriegebiete beliebig ausdehnen. Überall, wo Kühl* und Er-

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\ wärmungsvorgänge erforderLich sind, etwa in der Stahl-

Industrie, in Bäckerei Industrie und -Gewerbe, im Be

reich der Ofenbautechnik, im Bereich der Elektrotechnik, der Haushaltsgeräte usw., nicht zuletzt auch in Kleinstausführungen,_r wie sie im Kraftfahrzeugbau benötigt werden, auch in der Elektronikindustrie, zum Kühlen thermisch hochbelasteter, elektronischer Schaltelemente usw., läßt sich der Axiallüfter 1 mit wabenartigem Kanalkasten 4 erfolgreich einsetzen. ^r:n weiteres Einsatzgebiet ist die Filtertechnik, denn durch den wabenartigen Kanalkasten 4 kann erreicht werden, daß Filtereinsätze auf ihrer gesamten Quei&mdash; schnittsfläche gleichmäßig belastet werden und nicht ausgewechselt werden müssen, weil ein Kreisringbereich verbraucht ist, während ein Nabenbereich noch Standzeit gewähren würde.

Die Neuerung, d.h. der Axiallüfter 1 mit dem wabenartigen Kanalkasten 4 als Luftleitvorsatz, schafft daher in nahezu allen mit luft- oder gasförmigen Medien hantierenden Bereichen erhebliche Vorteile.

Alle in der Beschreibung und/oder Zeichnungen dargestellten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Der Schutzumfang der Neuerung ertreckt sich nicht nur auf die Merkmale der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination.

Es versteht sich von selbst, daß die Neuerung nicht auf die dargestellten und beschriebenem Ausführungsbei-

_r spiele beschränkt soin soll. Vielmehr stellen diese nur

vorteilhafte Ausf ührungsf orinen des Erfindungsgedankens

dar.

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Claims (8)

HefMmon«*a». 21, TeL 02«-5a» 5400 KOBLENZ Schutzansprüche:

1. Axiallüfter mit Luft leitvorsatz zum Erzeugen eines Oberflächen beaufschlagenden Luftstromes ■^dadurch gekennzeichnet, daß der Luft Leitvorsatz als wabenartiger Kanalkasten (4) ausgebildet ist, an der Lüfterseite eine kreisringförmige öffnung (5) aufweist, deren Innendurchmesser etwa dem Nabendurchmesser des Lüfters (1) und deren Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Lüfterrades entspricht, daß die lüfterferne Seite des Kanalkastens eine öffnung (7) mit geschlossen- kreisviereck- oder mehreckförmigen Querschnitt aufweist, daß die lüfterseitige öffnung (5) in polygonale Einrelquerschnitte (6) aufgeteilt ist, daß die iüfterferne öffnung (7) in polygonale Einzelquerschnitte (8) aufgelöst ist, deren Form und Größe durch Transformation der lüfterseitigen Einzelquerschnitte (6) auf die Form und Größe der lüfterfernen öffnung (7) bestimmt ist, und daß die Seiten der polygonalen EinieIquerschnitte (6, 8) als Kanalwände (9) ausgebildet sind, die von der lüfterseitigen zur lüfterfernen öffnung (5, 7) verlaufen.

2. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwände (9) geradlinig von der lüfterseitigen zur lüfterfernen öffnung (5, 7) verlaufen.

3. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die KanaLwände (9) an der lüfterseitigen und an

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der Lüfterfernen öffnung (5, 7) zunächst paraLLel zur Lüfterdrehachse, dazwischen geneigt zur Lüfterdrehachse verlaufen*

4. AxiaLLüfter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die EinzeLquerschnitte (6, 8) eine Quadratform haben.

5. AxiaLLüfter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß alLe quadratförmigen EinzeLquerschnitte (8) an der Lüfterfernen öffnung (7) untereinander fLächeng Leich sind.

6. AxiaLLüfter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß der wabenartige KanaLkasten (4) an der

Druckseite des Lüfters CD angebaut ist.

7. AxialLüfter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß der wabenartige KanaLkasten (4) an der

Saugseite des Lüfters (1) angebaut ist.

8. Axiallüfter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Kanalkasten (4) und seine Kanalwände (9) aus temperaturbeständigem, gegebenenfalls chemisch resistenten, an den Oberflächen glatten Werkstoff/ wie Metallblech/ Kunststoff oder Keramik bestehen.