EP0143235B2 - Leitradloser Axialventilator, insbesondere zur Belüftung von Wärmetauschern - Google Patents

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EP0143235B2
EP0143235B2 EP84111075A EP84111075A EP0143235B2 EP 0143235 B2 EP0143235 B2 EP 0143235B2 EP 84111075 A EP84111075 A EP 84111075A EP 84111075 A EP84111075 A EP 84111075A EP 0143235 B2 EP0143235 B2 EP 0143235B2
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EP
European Patent Office
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vane
housing part
impeller
guide ring
fan
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EP0143235A1 (de
EP0143235B1 (de
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Manfred Dr. Sellmann
Walter Dipl.-Ing. Koch
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans

Definitions

  • the invention relates to a stator-less axial fan, in particular for ventilation of heat exchangers, according to the preamble of claim 1; such an axial fan is known from DE-A-25 21 416.
  • the inside diameter of the housing piece which adjoins the housing part encasing the flow-active part of the fan, to increase by about 25% by leaps and bounds;
  • the inside diameter of the housing piece which adjoins the housing part encasing the flow-active part of the fan, to increase by about 25% by leaps and bounds;
  • the required amount of air should leave the fan with a speed profile that is as uniform as possible and a swirl component that is as low as possible, as a result of which flow noises on the components that are to be flowed and cooled are kept small.
  • the maximum dimensions of such fans are prescribed for reasons of installation. Since the suction and pressure sides of the fans are still accessible, protective grilles must be fitted there for safety reasons, which in themselves conflict with the aforementioned requirements.
  • axial fans for use in water coolers are known, in which the fan blades are rounded at their ends and run in a housing that consists of a cylindrical part and a downstream, expanding Part exists.
  • the housing expands steadily without jumping into a funnel, the lateral surfaces of which follow a quarter circle in the side view. Because of this housing structure, the air flow leaves the housing largely in the radial direction with deliberate use of the coander effect.
  • the AT-PS 240653 discloses a cooling fan also with a housing which is continuously opening towards the outflow side and is referred to as an air guide ring, in which the fan blades protrude beyond the housing on both sides. Here, too, the air flow exits the fan radially.
  • DE-OS 31 29 236 finally relates to the mechanical attachment of an air guide housing to an axial fan.
  • the fan blades run in a fan ring that widens steadily towards the outlet side and radially deflects the pumped air
  • An axial fan is already known from DE-A-2 327125, the housing of which is provided with an extension, which begins on the outflow side either steplessly or step-wise behind the impeller or already within the impeller area;
  • extension which begins on the outflow side either steplessly or step-wise behind the impeller or already within the impeller area;
  • rounded downstream corners of the blades in cooperation with a housing that has been expanded in a certain way are neither described nor illustrated. To reduce noise, only the lowest possible speed is used.
  • a construction has proven to be a particularly expedient design for the entire fan housing, which is provided with an abruptly expanded diffuser housing part, which is characterized in that a total opening or diameter ratio of 1.03 ⁇ D 2 / D A for the diffuser housing part: 9 1.25, and an entire axial length of 0.10 D a ⁇ l ⁇ 0.5 D D a vorgesenhen, where D a is approximately the inside width of the fan housing in the region of the impeller, and D 2 is the greatest diameter of the diffuser Designated housing part.
  • a technically particularly advantageous design of the diffuser housing part is characterized in that for this housing part, a sudden expansion beginning behind the impeller with a pitch angle: 15 ° ⁇ ⁇ 1 60 60 ° to a diameter dimension of 1.02 D A D D 21 ⁇ D 2 and a subsequent gradual expansion with the pitch angle 0 ° ⁇ 2 ⁇ 10 ° to the diameter dimension D 2 is provided.
  • the diffuser housing part consists of a piece of pipe widened in the area of its expansion by means of a corresponding stamp.
  • the impeller design provided according to the configuration deviates from the previously mentioned or generally recommended values, it has surprisingly been shown that the fan according to the invention with the special design parameters for the blade profile while observing the required values for volume flow and maximum pressure at a certain percentage this volume flow as well as given maximum installation conditions and the lowest possible peripheral speed as well as a low hub ratio, tear-off phenomena do not occur in the impeller and the flow is closer to the state of a uniform speed change for a given volume flow than with larger, known hub ratios and that the absolute amount of this speed is lower.
  • the blade wheel design provided according to the invention with a high work distribution in the outer area of the blade unexpectedly results in a further improvement in combination with the housing design according to the invention and the wing edge rounding with regard to the most uniform possible speed distribution with reduced peak values behind the fan and thus, despite the high delivery capacity, a further noise reduction, which in total results in a reduction from 3 to 4 dB (A).
  • a fan unit consisting essentially of a drive motor M with a fan wheel LR attached to its output shaft with blades S1-S8 is arranged in a surrounding housing, which consists of a first housing part G1 directly surrounding the fan unit M, LR and a second diffuser housing part G2.
  • a protective grille SG is attached to both the inlet and the outlet side of the housing.
  • a second diffuser housing part G2 of abruptly enlarged clear width in the distance range of ⁇ 0.31 a to the downstream corners of the blades S1-S8- is connected on the outlet side to the first housing part G1 surrounding the fan unit M, LR , size 2, the chord length of the blade profile in the outer cut, and starting point of the spacing area on the impeller side starting from non-rounded corners.
  • a sudden expansion behind the impeller LR in the aforementioned sense is initially with a pitch angle: 15 ° 5 ⁇ 1 ⁇ 60 ° except for a diameter dimension: 1.02 D 2 ⁇ D 21 ⁇ D 2 , which is followed by a gradual expansion with a pitch angle: 0 ° ⁇ 2 ⁇ 10 ° to the diameter dimension D 2 ;
  • a diffuser housing part designed in this way is expediently produced from a tube piece initially corresponding to the diameter dimension D A , which is widened by a stamping die having the external dimensions of the extension.
  • a total opening diameter ratio is provided for the diffuser housing part G2: 1.03 D D 2 / D A 1 1.25 and a total axial length: 0.10 D A l l D 0,5 0.5 D a , where D A denotes the inside width of the fan housing (first housing part G1) in the region of the impeller LR and D 2 the largest diameter of the diffuser housing part G2 on its outlet side.
  • the entire blade profile can be determined on the basis of the usual calculation methods for profiled blades of compressors and fans; the overlap ratios customary and recommended for the construction of axial impellers are to be used as a basis.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen leitradlosen Axialventilator, insbesondere zur Belüftung von Wärmetauschern, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1; ein derartiger Axialventilator ist aus der DE-A-25 21 416 bekannt.
  • Bei dem bekannten schallgedämpften Axialventilator mit einer von einem Gehäuse umschlossenen Ventilatoreinheit ist vorgesehen, den lichten Durchmesser des Gehäusestückes, welches sich an das den strömungsaktiven Teil des Ventilators ummantelnden Gehäuseteil anschließt, um etwa 25 % sprunghaft zu vergrößern; spezielle Konstruktionsparameter für eine Laufradauslegung, eine spezifische Abrundung der abströmseitigen Schaufelecken der Schaufeln des Laufrades sowie über das Vorhandensein eines zumindest abströmseitigen Schutzgitters fehlen im bekannten Fall.
  • Eine typische Anforderung an Ventilatoren der eingangs genannten Art, insbesondere wenn sie zum Betrieb in Verbindung mit Kühlern eingesetzt werden sollen, ist die Forderung nach einer bestimmten Freiblasemenge, d.h. einer bestimmten geförderten Luftmenge ohne wesentlichen statischen Druckunterschied, bei gleichzeitiger Forderung nach einem Mindestluftdruck bei einem bestimmten Prozenzsatz dieser Luftmenge, z. B. bei einer wegen Kühlervereisung oder Kühler- bzw. Filterverschmutzung um 30 - 40 % vermindenen Freiblasemenge. Weiterhin soll die geforderte Luftmenge den Ventilator mit möglichst gleichmäßigem Geschwindigkeitsprofil und möglichst geringer Drallkomponente verlassen, wodurch Strömungsgeräusche an den beströmten und zu kühlenden Bauteilen klein bleiben. Ferner sind aus Einbaugründen die Maximalabmessungen derartiger Ventilatoren vorgeschrieben. Da weiterhin Saug- und Druckseite der Ventilatoren zugänglich sind, müssen aus Sicherheitsgründen dort Schutzgitter angebracht sein, die an sich den zuvor genannten Forderungen nachteilig entgegenstehen.
  • Aus der DE-OS 2411 225 sowie der US-PS 4173995 sind Axiallüfter zur Verwendung bei Wasserkühlem bekannt, bei denen die Lüfter-Schaufelblätter an ihrem Ende abgerundet sind und in einem Gehäuse laufen, das aus einem zylindrischen Teil und einem ausströmseitig anschließenden, sich erweiternden Teil besteht. Das Gehäuse erweitert sich dabei stetig ohne Sprung zu einem Trichter, dessen Mantelflächen in der Seitenansicht einem Viertelkreis folgen. Wegen dieser Gehäusestruktur verläßt der Luftstrom das Gehäuse unter bewußter Ausnutzung des Coandereffektes weitgehend in radialer Richtung.
    Die AT-PS 240653 offenbart ein Kühlgebläse ebenfalls mit einem sich zur Ausströmseite stetig öffnenden, als Luftführungsring bezeichneten Gehäuse, bei dem die Gebläse-Schaufelblätter zu beiden Seiten über das Gehäuse vorstehen. Auch hier tritt der Luftstrom radial aus dem Gebläse aus.
  • Die DE-OS 31 29 236 schließlich betrifft die mechanische Anbringung eines Luftführungsgehäuses an einem Axiallüfter. Die Lüfterschaufeln laufen in einem sich zur Austrittsseite stetig erweiternden Lüfterring, der die gefördete Luft radial ablenkt
  • Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ausgebildeten Axialventilatorzu schaffen, der einen weitgehend axialen Luftaustritt erreichbarwerden läßt und der es zuläßt, den spezifischen Schalleistungspegel zu senken, ohne daß die Notwendigkeit einer Vergrößerung bzw. Veränderung der Einbauverhältnisse besteht wie z.B. der Entfernung von Schutzgittem und ohne daß eine Verschlechterung des Laufradwirkungsgrades eintritt.
  • Die lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
  • Zwar ist durch die DE-A-2 327125 bereits ein Axialventilator bekannt, dessen Gehäuse mit einer Erweiterung versehen ist, das auf der Abströmseite entweder hinter dem Laufrad stufenlos bzw. stufenförmig oder bereits innerhalb des Laufradbereiches beginnt; abgerundete abströmseitige Ecken der Schaufeln im Zusammenwirken zu einem in bestimmter Weise erweiterten Gehäuse werden jedoch weder beschrieben noch zeichnerisch dargestellt Zur Geräuschminderung wird gezielt nur das Mittel einer möglichst geringen Drehzahl eingesetzt.
  • Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Kombination der Abrundung der abströmseitigen Ecken der Schaufeln in Verbindung mit einem sprunghaft erweiteren umgebenden Gehäuse im Widerspruch zur Lehrbuchmeinung, nach derdie Vergrößerung des mittleren Luftspaltes zwischen Laufrad und umgebenden Gehäuse an sich eine Geräuschpegelanhebung erwarten läßt und außerdem die maximal mögliche Druckerzeugung (Abreißpunkt) bei größeren Lufspalten verschlechtert wird, trotzdem keine Geräuschanhebung in Kauf genommen werden muß.
  • Als besonders zweckmäßige Konstruktionsauslegung für das gesamte, mit einem sprunghaft erweiterten Diffusor-Gehäuseteil versehene Ventilatorgehäuse hat sich eine Konstruktion erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß für das Diffusor Gehäuseteil ein Gesamtöffnungs- bzw. Durchmesserverhältnis von 1,03 ≤ D2/DA:9 1,25 und eine gesamte axiale Länge von 0,10 DA ≤ ℓD ≤ 0,5 DA vorgesenhen ist, wobei DA etwa die lichte Weite des Ventilatorgehäuses im Bereich des Laufrades und D2 den größten Durchmesser des Diffusor-Gehäuseteils bezeichnet.
  • Eine herstellungstechnisch besonders günstige Ausführung des Diffusor-Gehäuseteils ist dadurch gekennzeichnet, daß für diesen Gehäuseteil zunächst eine hinter dem Laufrad beginnende plötzliche Erweiterung mit einem Steigungswinkel: 15° ≤ α1 ≤ 60° bis auf ein Durchmessermaß: 1,02 DA ≤ D21 ≤ D2 und eine anschließende allmähliche Erweiterung mit dem Steigungswinkel 0° < α2 ≤ 10° auf das Durchmessermaß D2 vorgesehen ist. In vorteilhafter Weise besteht der Diffusor Gehäuseteil dabei aus einem im Bereich seiner Erweiterung mittels eines entsprechenden Prägestempels aufgeweiteten Rohrstück.
  • Die erzielbaren Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion des umgebenden Ventilatorgehäuses in Kombination mit der vorgesehenen Flügelkantenabrundung lassen sich im Sinne derAufgabenstellung vorliegender Erfindung dadurch noch weiter verbessern, daß nach einer Ausgestaltung der Erfindung ein Laufrad für einen leitradlosen Axialventilator mit über den Umfang der Laufradnabe einer Ventilatoreinheit gleichmäßig bzw. ungleichmäßig verteilt angeordneten verwundenen profilierten Schaufeln mit derart gewöbter Skelettlinie, daß der Relativbetrag (f/f) von Wölbungshöhe (f) der Skelettlinie über Schaufelsehne zu Abstandslänge (f) zwischen Worder- und Hinterkante einer Schaufel im Bereich: 0,02 ≤ f/ℓ ≤ 0,1 liegt, vorgesehen ist, wobei das Laufrad nach einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung durch folgende weitere Konstruktionsparameter gekennzeichnet ist:
    Figure imgb0001
    mit folgenden Definitionen:
    • Da = Außendurchmesser des Laufrades;
    • D, = Nabendurchmesser des Laufrades;
    • ℓa = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkante des Schaufelprofils im Außenschnitt;
    • ℓ1 = Sehnenlängezwischen Vorderkante und Hinterkante des Schaufelprofils im Innenschnitt;
    • γA = Schaufeleinstellwinkel am Außenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen;
    • γl = Schaufeleinstellwinkel am Innenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen.
  • Auch die nach dieser Ausgestaltung vorgesehenen speziellen Konstruktionsparameter einer Flügelradauslegung liegen außerhalb der von der Fachliteratur empfohlenen Richtlinien, nach denen folgendes gilt:
  • Ausgehend vom lehrbuchmäßigen Stand der Technik sind zur Lösung der gestellten Aufgabe folgende Maßnahmen erfolgversprechend:
    • a) Verringerung des Nabenverhältnisses Di/Da zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung und damit geringen Geräuschentwicklung,
    • b) Erhöhung der Druckziffer,
    • c) Erhöhung der Volumenziffer.
  • Diese drei dem Durchschnittsfachmann bekannten Auslegungsgrößen für Ventilatoren sind miteinander derart verkettet, daß die Größen a) und c) im gleichen Sinne jedoch entgegengesetzt zur Dimensionsgröße b) wirken. Durch die Vorgabe maximaler Einbauverhältnisse sowie von erforderlichem Druck und erforderlichem Volumenstrom sind die Dimensionsgrößen: Druckziffer und Volumenziffer dadurch festgelegt, daß man versuchen wird, die Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Laufrades aus Geräuschgründen möglichst klein zu halten. Der minimale zugehörige Wert der Umfangsgeschwindigkeit ist jedoch durch einen von der Bauart, insbesondere vom Nabenverhältnis D/Da des Laufrades abhängigen maximal möglichen Wert für die Druckziffer bestimmt. Als Auslegungsregel kann bekannterweise hierfür gelten, daß zum Erzielen eines guten Wirkungsgrades der Wert für die Druckziffer umso kleiner wird, je größer der Wert der Volumenziffer ist. Dieser Zusammenhang ist aus der einschlägigen Literatur als Cordier-Kurve bekannt. Aus dem Lehrbuch 'Ventilatoren" von Bruno Eck, 1972, S.271, Abb.265, sind darüber hinaus modifizierte Zusammenhänge zwischen der Druckziffer und der Volumenziffer bzw. der davon linear abhängigen dimensionslosen Größen der Durchmesserzahl und Schnellaufzahl bekannt. In Abhängigkeit von diesen Größen wird in dem genannten Lehrbuch jeweils ein Nabenverhältnis empfohlen, mit dem ein optimaler Wert in Verbindung mit einem guten Wirkungsgrad gewährleistet werden kann. Ein wesentliches Abweichen von den empfohlenen Wenen soll zur Folge haben, daß kein guter Wirkungsgrad erreichbar ist und insbesondere daß bei Unterschreitung der lehrbuchmäßig empfohlenen Werte des Nabenverhältnisses ein Abreißen der Strömung im Nabenbereich und eine entsprechende höhere Geräuschbildung eintreten.
  • Obwohl die nach der Ausgestaltung vorgesehene Laufradauslegung von den zuvor genannten bzw. allgemein empfohlenen Werten abweicht, hat sich trotzdem in überraschender Weise gezeigt, daß der erfindungsgemäße Ventilator mit den speziellen Konstruktionsparametern für das Schaufelprofil unter Einhaltung der geforderten Werte für Volumenstrom und Maximaldruck bei einem bestimmten Prozentsatz dieses Volumenstroms sowie bei gegebenen Maximaleinbauverhältnissen und möglichst geringer Umfangsgeschwindigkeit sowie einem geringen Nabenverhältnis Abreißerscheinungen im Laufrad nicht auftreten und die Strömung dem Zustand einer gleichmäßigen Geschwindigkeitsveneilung bei gegebenem Volumenstrom näher liegt als bei größeren, bekannten Nabenverhältnissen und daß der absolute Betrag dieser Geschwindigkeit geringer ist. Außerdem ergibt die erfindungsgemäß vorgesehene Schaufelradauslegung mit hoher Arbeitsverteilung im Schaufelaußenbereich in unerwarteterweise in Kombination mit der erfindungsgemäßen Gehäuseausführung und Flügelkantenabrundung eine weitere Verbesserung im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung mit reduzierten Spitzenwerten hinter dem Ventilator und somit trotz hoher Förderleistung eine weitere Geräuschminderung, die insgesamt eine Absenkung von 3 bis 4 dB(A) ermöglicht.
  • Außerdem hat sich gezeigt, daß der Druckverlust an einem nach einer Ausgestaltung vorgesehenen austrittsseitigen Schutzgitter geringer ist, was zu einer weiteren Geräuschreduzierung infolge geringerer zu erbringender Luftleistung und infolge reduzierter Strömungsgeräusche führt.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:
    • Fig. 1 die Seitenansicht einer in einem Ventilatorgehäuse angeordneten Ventilatoreinhelt eines leitradlosen Axialventilators,
    • Fig. 2 eine stimseitige Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1,
    • Fig. 3 einen vergrößerten Teilausschnitt der Darstellung in Fig.l,
    • Fig. 4 eine radiale Draufsicht auf einen Teil der als Abwicklung dargestellten Nabenoberfläche mit der Darstellung eines schaufelprofils im Innen- und im Außenschnitt.
  • Gemäß Fig. 1, 2 ist eine im wesentlichen aus einem Antriebsmotor M mit auf dessen Abtriebswelle befestigtem Lüfterrad LR mit Schaufeln S1-S8 bestehende Lüftereinheit in einem umgebenden Gehäuse angeordnet, das sich aus einem unmittelbar die Ventilatoreinheit M, LR umgebenden ersten Gehäuseteil G1 und einem zweiten Diffusor-Gehäuseteil G2 zusammensetzt. Sowohl an der Eintritt- als auch an der Austrittsseite des Gehäuses ist jeweils ein Schutzgitter SG befestigt.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß sich an den unmittelbardie Ventilatoreinheit M, LR umgebenden ersten Gehäuseteil G1 austrittsseitig ein zweiter Diffusor-Gehäuseteil G2 von sprunghaft vergrößerter lichter Weite im Abstandsbereich von ± 0,31a zu den abströmseitigen Ecken der Schaufeln S1-S8- anschließt, wobei die Größe 2, die Sehnenlänge des Schaufelprofils im Außenschnitt bezeichnet und als Ausgangspunkt des Abstandsbereichs laufradseitig von nicht abgerundeten Ecken ausgegangen wird.
  • Um einerseits in Lufttechnisch günstiger Weise eine sprunghafte Erweiterung des Gehäuses zu erreichen und andererseits diese Erweiterung mit möglichst geringem Fertigungsaufwand herstellen zu können, ist nach der Erfindung für den Diffusor-Gehäuseteil G2 eine plötzliche Erweiterung hinter dem Laufrad LR im vorgenannten Sinne zunächst mit einem Steigungswinkel: 15° 5 α1 ≤ 60° bis auf ein Durchmessermaß: 1,02 D2 ≤ D21 ≤ D2 vorgesehen, dem sich eine anschließende allmähliche Erweiterung mit einem Steigungswinkel: 0° < α2 ≤ 10° auf das Durchmessrmaß D2 anschließt; zweckmäßigerweise wird ein derart ausgebildeter Diffusor-Gehäuseteil aus einem dem Durchmessermaß DA zunächst entsprechenden Rohrstück hergestellt, das durch einen die Außenmaße der Erweiterung aufweisenden Prägestempel aufgeweitet ist.
  • Gemäß der Erfindung ist für das Diffusor-Gehäuseteil G2 ein Gesamtöffnungs-Durchmesserverhältnis: 1,03 ≤ D2/DA≤1,25 und eine gesamte axiale Länge: 0,10 DA ≤ℓD≤ 0,5 Da vorgesehen, wobei DA etwa die lichte Weite des Ventilatorgehäuses (erster Gehäuseteil G1) im Bereich des Laufrades LR und D2 den größten Durchmesser des Diffusor-Gehäuseteils G2 an seiner Austrittseite bezeichnet.
  • Wie inbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, ist im Sinne eines guten Lufradwirkungsgrades bei gleichzeitiger hoher Geräuscharmut in Kombination mit der erfindungsgemäßen Aufweitung des Gehäuses im Bereich des Diffusor-Gehäuseteils G2 vorgesehen, daß zumindest die abströmseitigen Ecken der Schaufeln S1-S8 entsprechend einem Krümmungsradius von 0,1 ℓa ≤ r ≤ 0,2 ℓa abgerundet sind.
  • Weiterhin ist in Kombination mit den Vorgenannten Konstruktionsparametem des Ventilatorgehäuses und der abströmseitigen Ecken der Schaufeln unter Bezugnahme auf die Teilabwicklung der Nabe N gemäß Fig. 4 mit den dort eingetragenen Bezugsgrößen für die Drehrichtung D, die Luftströmungsrichtung L und eine im Außen- und Innenschnitt dargestellte Schaufel eine erfindungsgemäße Laufradkonstruktion durch folgende Konstruktionstparameter gekennzeichnet:
    • Da = Außendurchmesser des Laufrades.
    • Dj = Nabendurchmesser des Laufrades;
    • ℓa = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkante des Schaufelprofils im Außenschnitt;
    • ℓ1 = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkante des Schaufelprofils im Innenschnitt;
    • Ya = Schaufeleinstellwinkel am Außenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D( Drehrichtung) gemessen;
    • γl = Schaufeleinstellwinkel am Innenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen.
  • Mit den vorgenanten Konstruktionsparametern ist das gesamte Schaufelprofil unter Zugrundelegung der üblichen Berechnungsverfahren für profilierte Schaufeln von Verdichtern und Ventilatoren bestimmbar; dabei sind die bei Konstruktionen von Axiallaufrädern üblichen und empfohlenen Überdeckungsverhältnisse zugrundezulegen.

Claims (6)

1. Leitradloser Axialventilator, insbesondere zur Belüftung von Wärmetauschern, mit einem eine Ventilatoreinheit unmittelbar umschließenden ersten Gehäuseteil und einem ausströmseitig anschließenden zweiten Diffusor-Gehäuseteil von sprunghaft vergrößerter lichter Weite, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die abströmseitigen Ecken am Außenrand der Schaufeln (S1-S8) der Ventilatoreinheit (M; LR) abgerundet (Krümmungsradius r) sind, daß der Beginn der sprunghaft vergrößerten lichten Weite des Diffusor-Gehäuseteils (G2) im Abstandsbereich von ± 0,3 ℓa zum Schnittpunkt der Verlängerung der Schaufelhinterkante einerseits und der Flügelsehne andererseits im Bereich der abströmseitigen Ecken der Schaufeln (S1-S8) des Laufrades (LR) vorgesehen ist, wobei das Diffusor-Gehäuseteil eine hinter dem Laufrad (Lr) beginnende sprunghafte Erweiterung mit einem Steigungswinkel 15° ≤ α1 ≤ 60° bis auf ein Durchmessermaß 1,02 DA ≤ D21 ≤ D2 und eine anschließende allmähliche Erweiterung mit dem Steigungswinkel 0° < α2 ≤ 10° auf das Durchmessermaß D2 aufweist mit einem Gesamtöffnungs- bzw. Durchmesserverhältnis 1,03 ≤ D2/DA ≤ 1,25 und einer gesamten oxiale Länge 0,10 DA≤ℓD≤ 0,5 DA, worin ℓa die Sehnenlänge des Schaufelprofils im Außenschnitt, DA die lichte Weite des ersten Gehäuseteils (G1) und D2 der größe Durchmesser der Diffusorgehauseteils (G2) sind.
2. LeitradloserAxialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor-Gehäuseteil (G2) aus einem im Bereich seiner Erweiterung mittels eines entsprechenden Prägestempels aufgeweiteten Rohrstück besteht.
3. Leitradloser Axialventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gehäuseteil (G1) und der Diffusor-Gehäuseteil (G2) zusammen ein einstückiges Rohrstück bilden.
4. Leitradloser Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor-Gehäuseteil (G2) ausströmseitig mit einem Schutzgitter (SG) versehen ist.
5. Leitradloser Axialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die abströmseitigen Ecken der Schaufeln (S1-S8) entsprechend einem Krummungsradiums 0,1 · ℓa ≤ r ≤ 0,3 ℓa abgerundet sind.
6. Leitradloser Axialventilator mit über den Umfang der Laufradnabe einer Ventilatoreinheit gleichmäßig bzw. ungleichmäßig verteilt angeordneten verwundenen profilierten Schaufeln mitderartgewölbter Skelettlinie, daß der Relativbetrag (f/ℓ) von Wölbungshöhe (f) der Skelettlinie gegenüber Schaufelsehne zu Abstandslänge (f) zwischen Vorder- und Hinterkante einer Schaufel im Bereich: 0,02 ≤f/ℓ≤ 0,1 liegt, nach einem derAnsprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsparameter für das Laufrad der Ventilatoreinheit:
Figure imgb0002
mit folgenden Definitionen:
Da = Außendurchmesser des Laufrades;
D = Nabendurchmesser des Laufrades;
ℓa = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkante des Schaufelprofils im Außenschnitt;
ℓ1 = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkante des Schaufelprofils im Innenschnitt;
ya = Schaufeleinstellwinkel am Außenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen;
yi = Schaufeleinstellwinkel am Innenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen.
EP84111075A 1983-09-30 1984-09-17 Leitradloser Axialventilator, insbesondere zur Belüftung von Wärmetauschern Expired - Lifetime EP0143235B2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3335649 1983-09-30
DE19833335649 DE3335649A1 (de) 1983-09-30 1983-09-30 Leitradloser axialventilator, insbesondere zur belueftung von waermetauschern

Publications (3)

Publication Number Publication Date
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EP0143235B1 EP0143235B1 (de) 1987-12-16
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EP84111075A Expired - Lifetime EP0143235B2 (de) 1983-09-30 1984-09-17 Leitradloser Axialventilator, insbesondere zur Belüftung von Wärmetauschern

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