EP0181481A1 - Axiallüfter - Google Patents
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- EP0181481A1 EP0181481A1 EP85112528A EP85112528A EP0181481A1 EP 0181481 A1 EP0181481 A1 EP 0181481A1 EP 85112528 A EP85112528 A EP 85112528A EP 85112528 A EP85112528 A EP 85112528A EP 0181481 A1 EP0181481 A1 EP 0181481A1
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- European Patent Office
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- wing
- fan
- axial fan
- deflecting
- confuser
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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
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/38—Blades
Definitions
- the invention relates to an axial fan which may be surrounded by a confuser and is used, for example, in the cooling system of a motor vehicle.
- the aim of the invention is to reduce the flow losses, i.e. to increase the efficiency of the fan.
- the invention is based on the knowledge that the component of the crossflow can be influenced favorably by means of deflection vanes arranged on the fan blades and that a more orderly flow can be ensured in the zone behind the fan.
- the invention therefore relates to an axial fan, wherein at least one deflecting wing projecting from the wing plane is arranged in the outer third of the wing, at least on one of its sides.
- the leading edge of the deflector blade is formed closer to the center of the fan than its trailing edge, and the blade angle of the deflector blade has a minimum value of 0 ° at the leading edge and the flow angle of the deflector blade is in the range of 10 and 25 °.
- the deflector blade is arranged on the suction side of the fan.
- the deflection wing is convex to the center of the fan.
- two deflection blades are arranged on the same surface of the blade, the distance between the leading edges of the deflection blades being 0.3-0.6 times the width measurable in this area of the blade and the ratio of Distance between the leading edges and between the trailing edges is between the values of 1 to 2.
- a confuser is arranged on the fan in a manner known per se, the distance between the trailing edge of the confuser and the contact plane of the axial fan close to the confuser being 1 to 2 times the width of the deflector blades.
- a blade 1 of a motor vehicle cooling fan made of sheet metal is shown seen from the suction side.
- an outer deflection wing 2 and an inner deflection wing 5 are attached to the wing 1.
- Both deflection wings 2 and 5 are slightly curved, i.e. to the center "0" of the axial fan is convex.
- the height "t" of the deflector blades was 0.085 times the width "S" of the blade 1. It was later observed that it was disadvantageous to use straight or mutually curved deflector blades, because otherwise the Flow and direction change losses become too high.
- the arrangement of the deflecting vanes is as follows:
- the arrangement of the deflecting vanes is characterized by the angles referred to as the wing angle and the flow angle, which mean the following:
- the wing angle a is an angle which can be created by a tangent 7 and a going through the same point, to the same point of a circle with the center point "0" of the fan signable Tan gente 8 is included, and the flow angle ß is a through a connecting the leading edge 3 and the trailing edge 4 of the deflector 9 and a im Intersection of the center line of the wing 1 to this center line straight line 10 included angle.
- the wing angle ⁇ can only be 0 ° or, expediently, a larger positive angle because, in the opposite case, separation occurs at the deflection blades, which leads to a deterioration in the aerodynamic characteristics.
- the appropriate flow angle ⁇ is in the range of 10 ° and 25 °, since below the value of 10 ° there is no increase in efficiency, and above the value of 25 ° there is an increase in loss of direction.
- two deflection blades are arranged in the axial fan shown as an exemplary embodiment.
- an inner deflecting wing 5 should be dimensioned on the basis of the same criteria as an outer deflecting wing 2, only its position relative to one another is determined below. This is characterized by the distance "X" between the leading edges 3 and 11 and the distance "Y" between the leading edges 4 and 12, or by their relationship to one another.
- the deflection vanes are arranged on the suction side of the fan.
- the deflector wings can of course also be arranged on the pressure side, even on both sides. While all three arrangements bring about an improvement, the axial fan with the deflection blades arranged on the suction side shows the best result.
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Axiallüfter, wobei im äusseren Drittel seiner Flügel (1) mindestens an einer Flügelseite mindestens ein aus der Oberfläche des Flügels (1) herausragender Ablenkflügel (2) angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Axiallüfter, der eventuell mit einem Konfusor umgeben ist und beispielweise im Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges Verwendung findet.
- Es sind zahlreiche Ausführungsformen von Axiallüftem bekannt, die alle gemeinsam haben, dass auch eine ungeordnete Querströmung entsteht, ferner dass die Strömung bei den Flügelenden ungeordnet ist. In folge dessen ist die Luftleitung und die Wirksamkeit des Lüfters ziemlich minderwertig. Der Konfusor kann diese Nachteile einigermassen beseitigen, aber die Strömungen bleiben im Grunde genommen nach wie vor ungeordnet.
- Die Zielsetzung der Erfindung ist, die Strömungsverluste zu vermindern, d.h. den Wirkungsgrad des Lüfters zu erhöhen.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Komponente der Querströmung mittels an den Ventilatorflügeln angeordneter Ablenkflügel günstig beeinflusst und in der Zone hinter dem Lüfter eine besser geordnete Strömung gesichert werden kann.
- Die Erfindung bezieht sich also auf einen Axiallüfter, wobei im äusseren Drittel der Flügel, mindestens an einer ihrer Seiten mindestens ein aus der Flügelebene herausragender Ablenkflügel angeordnet ist.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters ist die Eintrittskante des Ablenkflügels näher zum Mittelpunkt des Lüfters ausgebildet als dessen Austrittskante, und der Flügelwinkel des Ablenkflügels hat einen Mindestwert von 0° bei der Eintrittskante und der Strömungswinkel des Ablenkflügels liegt im Bereich von 10 und 25°.
- Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters ist der Ablenkflügel an der Saugseite des Lüfters angeordnet.
- Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters ist der Ablenkflügel zum Mittelpunkt des Lüfters konvex ausgebildet.
- Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters sind an der gleichen Oberfläche des Flügels zwei Ablenkflügel angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Eintrittskanten der Ablenkflügel das 0,3 - 0,6-fache der in diesem Bereich des Flügels messbarer Breite beträgt und das Verhältnis der Abstände zwischen den Eintrittskanten und zwischen den Austrittskanten zwischen den Werten von 1 bis 2 liegt.
- Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters ist ein Konfusor auf an sich bekannte Weise am Lüfter angeordnet, wobei der Abstand zwischen der Austrittskante des Konfusors und der dem Konfusor naheliegenden Berührungsebene des Axiallüfters das 1- bis 2-fache der Ablenkflügelbreite beträgt.
- Der erfindungsgemässe Axiallüfter wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
- Fig. 1 einen Flügel des erfindungsgemässen Axiallüfters von den Ablenkflügeln her gesehen,
- Fig. 2 einen Teilschnitt des erfindungsgemässen Flügels aus Fig. 1, und
- Fig. 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Axiallüfters mit Konfusor.
- In Fig. 1 ist ein Flügel 1 eines aus Blech verfertigten Kraftwagenkühlventilators von der Saugseite her gesehen dargestellt. Im äusseren Drittel dessen sind ein Aussenablenkflügel 2 und ein Innenablenkflügel 5 am Flügel 1 befestigt Beide Ablenkflügel 2 und 5 sind leicht gebogen, d.h. zum Mittelpunkt "0" des Axiallüfters konvex ausgebildet. Bei dem für die ersten Versuche ausgebildeten Axiallüfter betrug die Höhe "t" der Ablenkflügel das 0,085-fache der Breite "S" des Flügels 1. Es wurde später beobachtet, dass es ungünstig ist, gerade oder gegenseitig gebogene Ablenkflügel zu verwenden, weil sonst die Strömungs- und Richtungsänderungsverluste zu hoch werden. Es wurde ebenfalls während der Versuche beobachtet, dass die zweckmässige Höhe "t" der Ablenkflügel das 0,05 bis 0,2-fache der Breite "S" des Flügels ist. Dessen Erklärung liegt darin, dass unterhalb von t = 0,05 S die Ablenkflügel keine rechenbare Wirkung ausüben, wogegen über t = 0,2 S sich die Leistungsaufnahme erhöht und auch Festigkeitsprobleme auftreten.
- Die Anordnung der Ablenkflügel ist wie folgt: Für die Anordnung der Ablenkflügel sind die als Flügelwinkel und Strömungswinkel genannten Winkel kennzeichnend, wobei diese das folgende bedeuten: Der Flügelwinkel a ist ein Winkel, der durch eine bei der Eintrittskante 3 des Ablenkflügels 2 anlegbare Tangente 7 und eine durch denselben Punkt gehende, zu demselben Punkt eines mit dem Mittelpunkt "0" des Lüfters zeichenbaren Kreises gehörende Tan gente 8 eingeschlossen ist, und der Strömungswinkel ß ist ein durch eine die Eintrittskante 3 und die Austrittskante 4 des Ablenkflügels verbindende Gerade 9 und eine im Schnittpunkt der Mittellinie des Flügels 1 zu diese Mittellinie senkrechte Gerade 10 eingeschlossener Winkel.
- Laut der Erfahrungen der Versuche kann der Flügelwinkel α nur 0° oder zweckmässig ein grösserer positiver Winkel sein, denn im entgegengesetzten Fall tritt an den Ablenkfügeln eine Abscheidung auf, was zur Verschlechterung der strömungstechnischen Merkmale führt. Der zweckmässige Strömungswinkel β liegt im Bereich von 10° und 25°, da unter dem Wert von 10° keine Wirkungsgraderhöhung, und über dem Wert von 25° eine Richtungsänderungsverlusterhöhung erfolgt.
- Die oben angegebenen Werte sind für die Verwendung von einem, als auch von zwei Ablenkflügeln charakteristisch.
- Aus den Figuren ist es ersichtlich, dass bei dem als Ausführungsbeispiel dargestellten Axiallüfters zwei Ablenkflügel angeordnet sind. Mit Rücksicht darauf, dass - wie bereits erwähnt - ein Innenablenkflügel 5 aufgrund derselben Gesichtspunkte dimensioniert sein soll wie ein Aussenablenkflügel 2, wird im weiteren nur ihre Position zueinander bestimmt. Das wird durch den Abstand "X" zwischen den Eintrittskanten 3 und 11 und den Abstand "Y" zwischen den Austrittskanten 4 und 12, bzw. durch deren Verhältnis zueinander charakterisiert.
- Bei den Versuchen wurde eine derartige Ablenkflügelanordnung verwendet, wobei der Abstand "X" das 0,4-fache der Breite "S" des Flügels 1 /X = 0,4 S/ und das Verhältnis der Abstände "X" und "Y" X : Y = 1,5 beträgt. Bei der Veränderung dieser Werte wurde folgendes festgestellt
- Der zweckmässige "X"-Wert ist das C,3-bis 0,6-fache der Breite "S" des Flügels 1 /X = 0,3 - 0,6 S/. Wenn die Ablenkflügel in einem grösseren Abstand voneinander angeordnet sind /X > 0,6 S/, übt der Innenablenkflügel 5 keine rechenbare strömungstechnische Wirkung aus, und der Wirkungsgrad des Axiallüfters vermindert sich, wenn aber die Ablenkflügel zueinander näher angeordnet sind /X < 0,3 S/, wird deren Wirkung verschlechtert.
- Es ist zweckmässig das Verhältnis von "X" und "Y" zwischen 1 und 2 zu wählen /X : ν = 1 - 2/, denn im entgegengesetzten Fall vermindern die Ablenkflügel den Wirkungsgrad des Axiallüfters.
- Aus den Figuren ist es ersichtlich, dass - wie bereits erwähnt - die Ablenkflügel an der Saugseite des Lüfters angeordnet sind. Die Ablenkflügel können selbstverständlich auch an der Druckseite, sogar an beiden Seiten angeordnet werden. Während alle drei Anordnungen eine Verbesserung bewirken, zeigt der Axiallüfter mit den an der Saugseite angeordneten Ablenkflügeln das beste Ergebnis.
- In Fig. 3 sind ein Lüfter 13 und ein vor diesem angeordneter Konfusor 6 dargestellt. Es ist bekannt, dass die verschieden ausgebildeten Lüfter im Vergleich zum Konfusor auf verschiedene Weise angeordnet sind. Während der Versuche wurde festgestellt, dass der Lüfter 13 aus dem Konfusor 6 herausgezogen werden soll und zwar derart, dass der Abstand "h" zwischen der Austrittskante des Konfusors 6 und der dem Konfusor 6 naheliegenden Berührungsebene des Lüfters 13 das 1- bis 2-fache der Höhe "t" des Ablenkflügels beträgt /h : t = 1 - 2/. Wenn dieser Wert "h" kleiner oder grösser ist, können die Ablenkflügel die radiale Strömung nicht entsprechend beeinflussen.
Claims (7)
1. Axiallüfter, dadurch gekennzeichnet, dass im äusseren Drittel seiner Flügel (1) mindestens an einer Flügelseite mindestens ein aus der Flügelebene herausragender Ablenkflügel (2) angeordnet ist.
2. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittskante (3) des Ablenkflügels (2) zum Mittelpunkt (0) des Lüfters näher liegt als dessen Austrittskante
(4), und sein Flügelwinkel (a) einen Mindestwert von 0° bei der Eintrittskante (3) hat und sein Strömungswinkel (ß) im Bereich von 10° und 25° liegt.
3. Axiallüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablenkflügel an der Saugseite des Lüfters angeordnet ist.
4. Axiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, dass der Ablenkflügel (2) zum Mittelpunkt (0) des Lüfters konvex ausgebildet ist.
5. Axiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an derselben Oberfläche des Flügels (1) zwei Ablenkflügel (2, 5) angeordnet sind, wobei der Abstand (X) zwischen den Eintrittskanten (3, 11) der Ablenkflügel (2, 5) das 0,3- bis 0,6-fache der in diesem Bereich des Flügels (1) messbaren Breite beträgt und das Verhältnis (X:Y) der Abstände zwischen den Eintrittskanten (3, 11) und zwischen den Austrittskanten (4, 12) zwischen 1 und 2 liegt.
6. Axiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Konfusor (6) in an sich bekannter Weise am Lüfter (13) angeordnet ist, wobei der Abstand (h) zwischen der Austrittskante des Konfusors (6) und der dem Konfusor (6) naheliegenden Berührungsebene des Lüfters (13) das 1-bis 2-fache der Breite (t) des Ablenkflügels beträgt.
Applications Claiming Priority (2)
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GB2188375B (en) * | 1986-03-28 | 1990-12-05 | Gold Star Co | An impeller construction for an electric fan |
CN1053488C (zh) * | 1993-08-02 | 2000-06-14 | 赫德森产品公司 | 压制成的铝风机叶片 |
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- 1985-10-03 EP EP85112528A patent/EP0181481A1/de not_active Withdrawn
- 1985-10-11 CN CN85107477A patent/CN85107477A/zh active Pending
- 1985-10-15 ES ES547865A patent/ES8801411A1/es not_active Expired
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ES547865A0 (es) | 1986-09-01 |
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CN85107477A (zh) | 1986-07-02 |
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