EP2815130A2 - Diffusor, ventilator mit einem solchen diffusor sowie gerät mit solchen ventilatoren - Google Patents

Diffusor, ventilator mit einem solchen diffusor sowie gerät mit solchen ventilatoren

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EP2815130A2
EP2815130A2 EP13748807.8A EP13748807A EP2815130A2 EP 2815130 A2 EP2815130 A2 EP 2815130A2 EP 13748807 A EP13748807 A EP 13748807A EP 2815130 A2 EP2815130 A2 EP 2815130A2
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EP
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diffuser
outlet
fan
walls
inlet
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EP13748807.8A
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Michael Stephan
Friedrich LÖRCHER
Daniel SEIFRIED
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Ziehl Abegg SE
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Ziehl Abegg SE
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Publication date
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Abstract

Der Diffusor hat eine Wand (8), die einen Einlass mit rundem Querschnitt umschließt, der über die Höhe der Wand (8) des Diffusors in einen eckigen Querschnitt am Auslass des Diffusors übergeht. Die Übergänge (15) zwischen den Seiten (34 bis 37) der Wand (8) weisen in Höhenrichtung eine Verwindung auf, die dem Drall der Strömung der Luft durch den Diffusor folgt. Der Ventilator hat einen solchen Diffusor. Das Gerät hat ein Gehäuse, an dem wenigstens zwei Ventilatoren mit jeweils einem Diffusor angeordnet sind.

Description

Diffusor, Ventilator mit einem solchen Diffusor sowie Gerät mit solchen Ventilatoren
Die Erfindung betrifft einen Diffusor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 10 bzw. 11 bzw. 12 bzw. 14 bzw. 15, einen Ventilator nach dem Oberbegriff des Anspruches 21 bzw. 23 bzw. 24 sowie nach den Ansprüchen 25 bis 30 sowie ein Gerät mit solchen Ventilatoren nach Anspruch 31 bzw. 32.
Fig. 12 zeigt ein Standgerät nach dem Stand der Technik (DE 35 15 441 ), das mit einem Gehäuse versehen ist. Auf seiner Oberseite befinden sich Ventilatoren, die auf Wärmetauschern montiert sind. Die Ventilatoren blasen die Luft frei aus, so dass die gesamte dynamische Energie am Ventilatoraustritt verloren ist.
Um die beachtlichen Strömungsverluste am Austritt von Rohrleitungen, Ventilatoren und dergleichen zu verringern, werden Austrittsdiffusoren eingesetzt (DE 20 201 1 004 708 U1 , FR 27 28 028). Auf Geräten, wie beispielsweise Tischkühlern, besteht jedoch nur ein begrenztes Platzangebot in radialer Richtung. Da die Austrittsdiffusoren kreisförmigen Querschnitt haben, können die Ventilatoren mit den Austrittsdiffusoren nicht dicht aneinander gereiht werden. Dies ist aber häufig bei solchen Geräten erforderlich, wobei die Ventilatoren auch mehrreihig dicht nebeneinander angeordnet werden müssen. Auf einem Gerät mit mehreren Ventilatoren geht somit erheblich Platz verloren. Zwischen den Diffusoren bilden sich dann auch lokale Totwassergebiete, die zu steigenden Verlusten führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Diffusor sowie den gattungsgemäßen Ventilator so auszubilden, dass der Platz auf den Geräten optimal ausgenutzt werden kann, ohne dass hierfür eine konstruktiv aufwändige Ausbildung notwendig ist.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Diffusor erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 10 bzw. 1 1 bzw. 12 bzw. 14 bzw. 15, beim gattungsgemäßen Ventilator erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 21 bzw. 23 bzw 24 sowie erfindungsgemäß mit den Ansprüchen 25 bis 30 und beim Gerät mit den Merkmalen des Anspruches 31 bzw. 32 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Diffusor nach Anspruch 1 weisen die Übergänge zwischen den Seiten der Wand in Höhenrichtung eine Verwindung auf, die dem Drall der Strömung der Luft durch den Diffusor folgt. Die Übergänge verlaufen somit in Höhenrichtung der Diffusorwand nicht längs einer Geraden, sondern entsprechend gekrümmt. Die Übergangsbereiche sind so gestaltet, dass sie der Strömungsrichtung der Luft im Diffusor bzw. dem Drall der Strömung hinter dem Laufrad des Ventilators folgen. Dadurch ergeben sich nur minimale Verluste im Bereich dieser Übergänge. Die Diffusorwand selbst weist zumindest am Auslass einen eckigen Umriss auf, wobei unter eckigem Umriss auch zu verstehen ist, dass der Übergang zwischen den Seiten der Diffusorwand gerundet verlaufen kann. Die eckige Gestaltung macht es möglich, mehrere Diffusoren mit nur geringem Abstand nebeneinander zu setzen, so dass bei Geräten, bei denen nur ein begrenztes Platzangebot vorhanden ist und mehrere Diffusoren benötigt werden, diese unmittelbar nebeneinander ein- oder mehrreihig hintereinander angeordnet werden können. Da der Diffusor den runden Querschnitt am Einlass aufweist, kann der erfindungsgemäße Diffusor an herkömmliche Ventilatoren angeschlossen werden, deren Anschlussbereich in der Regel rund bzw. kreisförmig gestaltet ist. Der erfindungsgemäße Diffusor kann darum auch an bestehende Ventilatoren angebaut werden.
Der Auslass der Diffusorwand hat vorteilhaft viereckigen Umriss, so dass benachbarte Diffusoren mit ihren jeweiligen Umrissseiten entweder aneinander stoßend oder mit nur geringstem Abstand neben- und hintereinander positioniert werden können. Dadurch wird die Fläche optimal zur Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit genutzt.
Je nach Gestaltung der Fläche des jeweiligen Gerätes können die Diffusor- wände zumindest am Auslass dreieckigen, viereckigen, sechseckigen oder anderen mehreckigen Umriss haben. Vorteilhaft ist hierbei der viereckige Umriss, wenn die Montagefläche entsprechenden viereckigen Umriss aufweist.
Eine optimale Ausbildung ergibt sich, wenn die Diffusorwand über den größten Teil ihrer Höhe eckigen Umriss hat. Neben- und/oder hintereinander liegende Diffusoren können dann mit geringstem Abstand oder auch aneinanderstoßend angeordnet werden. Dadurch ist eine nahezu vollständige Nutzung der entsprechenden Gerätefläche möglich.
Die Seiten der eckigen Diffusorwand gehen vorteilhaft stetig gekrümmt ineinander über, wodurch sich optimale Strömungsverhältnisse ergeben.
Der Querschnitt des Diffusors nimmt bei einer bevorzugten Ausbildung in Strömungsrichtung zu, was vorteilhaft für den Abbau der Strömungsgeschwindigkeit ist. Vorteilhaft ist es, wenn der Querschnitt des Diffusors vom Eintrittsende aus zunächst abnimmt und dann zunimmt. Die Strömung kann dadurch mit nur geringen Verlusten im zunehmenden Querschnittsbereich verzögert werden, wodurch sich ein hoher Diffusorwirkungsgrad ergibt.
Vorteilhaft ist der Diffusor mit wenigstens einer weiteren Wand versehen, die von der Diffusorwand mit Abstand umgeben ist. Durch diese weitere Wand ergeben sich optimale Strömungsverhältnisse.
Die Wände des Diffusors können in diesem Falle gleiche Höhe haben, aber auch wahlweise unterschiedlich hoch sein. Es ist daher sehr einfach möglich, durch entsprechende Gestaltung der Diffusorwände die gewünschten Strömungsverhältnisse zu erreichen. Die weitere Wand des Diffusors ist vorteilhaft ähnlich ausgebildet wie die äußere Diffusorwand. Dementsprechend hat die weitere Wand in vorteilhafter Weise zumindest am Auslass eckigen Querschnitt.
Die Seiten der weiteren Diffusorwand gehen vorteilhaft stetig gekrümmt ineinander über.
Der Diffusor nach Anspruch 10 zeichnet sich dadurch aus, dass die weitere Diffusorwand am Einlass einen runden, vorzugsweise kreisförmigen Umriss hat, der über die Höhe der weiteren Diffusorwand stetig in den eckigen Querschnitt übergeht. Somit werden auch bei Verwendung wenigstens einer weiteren Diffusorwand die Strömungsverhältnisse deutlich besser.
Der erfindungsgemäße Diffusor nach Anspruch 1 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge zwischen den Seiten der weiteren eckigen Diffusorwand in Höhenrichtung einen Drall bzw. eine Verwindung aufweisen.
Beim Diffusor nach Anspruch 12 ergeben sich optimale Verhältnisse. Über die Wahl des Winkels zwischen den beiden Radialen sowie dem Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Ventilators sowie der axialen Länge des Diffusors können die Strömungsverhältnisse optimal an den jeweiligen Einsatzfall angepasst werden. Die Beziehung zwischen diesem Winkel und dem Abmessungsverhältnis gilt nicht nur für die Diffusoraußenwand, sondern auch für eventuell vorgesehene weitere Diffusorwände. Dabei kann der Wert bei allen Wänden gleich, aber auch von Wand zu Wand unterschiedlich sein.
Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich, wenn die Verwindung in einem Bereich zwischen etwa 50° und etwa 100° liegt
Der Diffusor nach Anspruch 14 zeichnet sich dadurch aus, dass das Verhältnis von Einlassquerschnitt zu Auslassquerschnitt des Diffusors in einem Bereich < etwa 5, vorteilhaft zwischen etwa 1 ,2 und etwa 3, liegt. Durch die Wahl des Eintritts- und des Austrittsquerschnittes im Verhältnis zueinander kann der Wirkungsgrad des Diffusors hervorragend auf den Einsatzfall eingestellt werden.
Der Diffusor nach Anspruch 15 hat die beiden Wände, deren Auslassenden zur Vergrößerung der Ausströmfläche des Diffusors in unterschiedlicher Höhe liegen. Durch Wahl der entsprechenden Höhe der Wände kann die Größe der Ausströmfläche auf den Anwendungsfall abgestimmt werden.
So können die Auslassenden der Wände bei einer vorteilhaften Ausführungsform in einer gekrümmten Fläche liegen, die beispielsweise eine Kugel- oder Zylinderfläche sein kann. Dadurch kann auf kleinem Bauraum eine sehr große Ausströmfläche geschaffen werden, wobei das Verhältnis zwischen der Größe der Ausströmfläche und der Größe der Einströmfläche groß gewählt werden kann. Je größer dieses Flächenverhältnis ist, desto größer ist die Umwandlung der dynamischen Energie der Luftströmung am Diffusoreintritt in Druckenergie. Die große Ausströmfläche führt zu einer Verringerung der aus dem Durchläse strömenden Luft und damit zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades.
Die Auslassenden der Wände können bei einer anderen Ausführungsform auch in den Flächen eines gedachten Quadrates oder einer Pyramide liegen. Auch dadurch ergibt sich eine sehr große Austrittsfläche bei einem vorgegebenen Bauraum.
Die Eintrittsenden der Wände können in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Es ist aber auch bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform möglich, dass die Eintrittsenden der Wände in unterschiedlichen Ebenen liegen, das heißt unterschiedlichen Abstand vom Eintrittsquerschnitt des Diffusors haben. Eine solche Gestaltung des Diffusors führt zu einer besonders verlustarmen Ausbildung.
Wenn in zumindest einer Wand des Diffusors wenigstens eine Öffnung vorgesehen ist, durch welche benachbarte Durchlässe des Diffusors miteinan- der strömungsverbunden sind, kann eine Strömungsablösung im entsprechenden Durchläse verhindert oder zumindest hinausgezögert werden.
Die Öffnung kann in diesem Falle ein zumindest über einen Teil des Umfan- ges der entsprechenden Diffusorwand sich erstreckender Spalt sein. Es ist aber auch möglich, als Durchlässe Aussparungen, Ausstanzungen oder Querschlitze einzusetzen, wobei diese unterschiedlichen Ausgestaltungen der Öffnungen auch in Kombination miteinander an der Innenwand des Diffusors eingesetzt werden können. Hat der Diffusor außer der Außenwand mehr als eine weitere Wand, dann können diese Öffnungen in zumindest einer dieser weiteren Wände, aber auch in zwei oder mehr der weiteren Wände vorgesehen sein. Auch in der äußeren Wand des Diffusors können solche Öffnungen vorgesehen sein.
Der erfindungsgemäße Ventilator nach Anspruch 21 zeichnet sich dadurch aus, dass die Übergänge am Austrittsende zwischen den Seiten der Wand eine Krümmung haben, die in einem Bereich von etwa <0,5 x D liegt. Auf diese Weise können die Übergänge am Austrittsende so gestaltet werden, dass sich optimale Strömungsverhältnisse ergeben.
Die Krümmung liegt vorteilhaft in einem Bereich von etwa <0,25 x D.
Bei einer Ausbildung des Ventilators nach Anspruch 23 ist die Austrittsfläche der Wand mit dem abgerundeten Übergang kleiner als die Austrittsfläche ohne abgerundeten Übergang am Austrittsende. Dabei liegt die Flächenabweichung im Bereich zwischen etwa 1 und etwa 1 ,27, vorzugsweise zwischen etwa 1 und etwa 1 ,05.
Beim Ventilator nach Anspruch 24 liegt das Verhältnis von axialer Länge des Diffusors zum Durchmesser des Ventilators in einem Bereich von etwa <5, vorzugsweise zwischen etwa 0,2 und etwa 2. Dadurch lässt sich der Wirkungsgrad des Diffusors auf die vorgegebenen Einbauverhältnisse genau einstellen. Beim Ventilator nach Anspruch 25 ist der Diffusor so ausgestaltet, dass die Übergänge zwischen den Seiten der Diffusorwand in Höhenrichtung eine Verwindung aufweisen, die dem Drall der Strömung der Luft durch den Diffusor folgt.
Der Ventilator nach Anspruch 26 zeichnet sich dadurch aus, dass der Diffusor die weitere Wand aufweist, die am Einlass den runden, vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt hat, der über die Höhe der weiteren Wand stetig in einen eckigen Querschnitt übergeht.
Der Ventilator nach Anspruch 27 hat den Diffusor, der so ausgebildet ist, dass die Übergänge zwischen den Seiten der weiteren Wand in Höhenrichtung einen Drall bzw. eine Verbindung aufweisen.
Der Ventilator nach Anspruch 28 zeichnet sich dadurch aus, dass der Diffusor eine Wand aufweist, die über die Höhe der Wand von einem runden Einlassquerschnitt in einen eckigen Auslassquerschnitt übergeht, wobei die Übergänge zwischen den Seiten der Wand in Höhenrichtung eine Verwindung aufweisen, die unter Berücksichtigung des Winkels zwischen den beiden Radialen sowie des Durchmessers des Ventilators und der axialen Länge des Diffusors ausgestaltet ist.
Beim Ventilator nach Anspruch 29 ist der Diffusor so gestaltet, dass das Verhältnis von Einlassquerschnitt zu Auslassquerschnitt in einem Bereich < etwa 5, vorzugsweise zwischen etwa 1 ,2 und etwa 3, liegt.
Der Ventilator nach Anspruch 30 hat den Diffusor, dessen wenigstens zwei Wände so ausgebildet sind, dass deren Auslassende zur Vergrößerung der Ausströmfläche in unterschiedlicher Höhe liegt.
Das erfindungsgemäße Gerät gemäß Anspruch 31 ist so ausgebildet, dass die Oberseite der Gehäuseseitenwand optimal für die Anordnung der Diffu- soren verwendet werden kann. Auf der Gehäuseoberseite sind wenigstens zwei Ventilatoren mit Diffusoren angeordnet. Dabei können diese Ventilato- ren mit Diffusoren an jeder geeigneten Seite des Gerätegehäuses angeordnet werden.
Vorteilhaft haben die Diffusoren einen eckigen Auslassquerschnitt. Die eckige Gestaltung macht es möglich, die mehreren Diffusoren mit nur geringem Abstand nebeneinander zu setzen, so dass bei Geräten, bei denen nur ein begrenztes Platzangebot vorhanden ist und mehrere Diffusoren eingesetzt werden, diese unmittelbar nebeneinander ein- oder mehrreihig hintereinander angeordnet werden können. Haben die Auslassquerschnitte viereckigen Auslassquerschnitt, können benachbarte Diffusoren mit ihren jeweiligen Umrissseiten entweder aneinanderstoßend oder mit nur geringstem Abstand neben- und hintereinander angeordnet werden. Dadurch wird die Gehäuseseite optimal zur Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit genutzt.
Die Umrissform der Diffusoren am Auslassende richtet sich bevorzugt nach der Umrissform der Gehäuseseite, an der die Diffusoren vorgesehen sind. Dadurch kann die Fläche der Gehäuseseite optimal mit entsprechenden Diffusoren belegt werden, wobei die Gehäuseseite entsprechend optimal genutzt werden kann.
Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in perspektivischer Darstellung auf einem Gehäuse angeordnete erfindungsgemäße Austrittsdiffusoren von Ventilatoreinheiten,
Fig. 2 in perspektivischer und vergrößerter Darstellung den erfindungsgemäßen Austrittsdiffusor,
Fig. 3 eine Rückansicht des Austrittsdiffusors gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine Rückansicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Austrittsdiffusors,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Austrittsdiffusor gemäß Fig. 4,
Fig. 6 den Austrittsdiffusor gemäß Fig. 5 in perspektivischer Darstellung,
Fig. 7 eine Rückansicht eines Austrittsdiffusors mit einem Drall in den
Wänden,
Fig. 8 die Abrundungen an den Übergängen zwischen den Seiten der
Wände des Austrittsdiffusors und das Flächenverhältnis zwischen einem viereckigen und einem an den Enden abgerundeten viereckigen Auslassquerschnitt,
Fig. 9
und
Fig. 10 jeweils im Axialschnitt zwei mögliche Befestigungen von erfindungsgemäßen Austrittsdiffusoren an Ventilatoren,
Fig. 1 1 in vereinfachter Darstellung eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Austrittsdiffusors,
Fig. 12 ein Gerät mit Ventilatoren nach dem Stand der Technik, Fig. 13 im Axialschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Austrittsdiffusors,
Fig. 14 im Axialschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Austrittsdiffusors,
Fig. 15 im Axialschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Austrittsdiffusors,
Fig. 16 in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Austrittsdiffusors.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Gehäuse 1 eines Gerätes 2, das beispielhaft ein Wärmetauscher ist. Das Gerät 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Standgerät, kann aber auch ein an einer Wand, einer Decke und dergleichen montiertes Gerät sein. Das Gerät 2 weist mehrere Ventilatoren 3 auf, die beispielhaft in zwei Reihen mit geringem Abstand hintereinander angeordnet sind. Die Ventilatoren 3 können drückend oder saugend am Gerät vorgesehen oder auch in das Gerät 2 integriert sein.
Die Ventilatoren 3 haben jeweils einen Austrittsdiffusor 4 (im Folgenden als Diffusor bezeichnet), durch den Austrittsverluste minimiert werden, indem die Geschwindigkeit der austretenden Luft in Druck umgewandelt wird.
Die Diffusoren 4 sind an der rechteckigen Oberseite 5 des Gehäuses 1 vorgesehen. Um diese rechteckige Oberseite 5 optimal auszunutzen, haben die Diffusoren 4 viereckigen Umriss. Daraus ergibt sich eine besonders hohe Wirkungsgradsteigerung. Die Viereckform führt zu einer großen Austrittsfläche für die austretende Luft. Auch tritt dadurch keine Strömungsablösung auf. Die Diffusoren 4 sind beispielhaft so angeordnet, dass sie mit ihren benachbarten Rändern einander berühren, wie dies besonders in Fig. 1 dargestellt ist.
Anhand von Fig. 2 wird ein Diffusor 4 näher erläutert. Er hat eine ringförmige Schnittstelle 6, mit der der Diffusor 4 an den Ventilator angeschlossen werden kann. An den äußeren Rand 7 der Schnittstelle 6 schließt eine Wand 8 an, die zunächst kreisförmigen Querschnitt hat und mit Abstand vom äußeren Rand 7 stetig in eine viereckige Umrissform übergeht. Die Wand 8 weist über einen Teil ihrer Höhe den viereckigen Umriss auf.
Wie die Zeichnungen zeigen, sind die Ecken der Wände 8 bis 10 abgerundet. Dennoch wird im Folgenden von einer viereckigen Umrissform gesprochen. Es ist aber eine Ausführung möglich, bei der die Ecken am Austrittsende des Diffusors wirklich scharfkantig sind.
Grundsätzlich reicht für den Diffusor 4 die einzige Wand 8 als Diffusorwand aus. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind zwei Zwischenwände 9 und 10 vorgesehen, die über ihre Höhe Abstand voneinander haben, so dass zwischen den beiden Zwischenwänden 9 und 10 ein Durchlass 11 gebildet wird. Auch zwischen der Zwischenwand 9 und der äußeren Wand 8 besteht über die gesamte Wandhöhe ein Abstand, so dass zwischen den beiden Wänden 8 und 9 ein weiterer Durchlass 12 für die Luft gebildet wird. Die Durchlässe 11 , 12 haben Viereckform. Auch die Zwischenwände 9, 10 weisen den Übergang von einer kreisförmigen Schnittstelle 13, 14 in die Viereckform auf wie der Mantel 8, wobei die Viereckform in gleicher Weise zu verstehen ist wie bei der Wand 8. Die Schnittstellen 13, 14 haben kleineren Durchmesser als die Schnittstelle 6, wobei die Schnittstelle 14 der inneren Zwischenwand 10 kleineren Durchmesser als die Schnittstelle 13 der mittleren Zwischenwand 9 aufweist. Die Schnittstelle 14 hat vorteilhaft etwa den gleichen Durchmesser wie die Nabe 21 (Fig. 9) des Laufrades 20. Die Wände 8 bis 10 sind so gestaltet, dass der Umriss der Wände in Richtung auf ihr freies Ende zunimmt, vorzugsweise stetig zunimmt. Die Wände 8 bis 10 haben dadurch am freien Ende den größten Umriss.
Der Verlauf der Wände 8 bis 10 kann so ausgebildet sein, dass sie von der Schnittstelle 6, 13, 14 aus zumindest etwa parallel zueinander verlaufen. Die Wände 8 bis 10 können aber je nach Strömungsverhältnissen auch so gestaltet sein, dass sie sich nicht parallel zueinander erstrecken.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind zwei Zwischenwände 9, 10 vorgesehen. Der Diffusor 4 kann aber auch nur eine Zwischenwand oder mehr als zwei Zwischenwände aufweisen.
Die Wände 8 bis 10 haben bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 gleiche Höhe, so dass ihre freien Enden in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die Wände 8 bis 10 können aber auch unterschiedlich hoch sein. Beispielhaft nimmt die Höhe der Wände 8 bis 10 von außen nach innen ab. Es können aber auch zwei der Wände 8 bis 10 gleich hoch und die dritte Wand höher oder kürzer sein als die beiden anderen Wände. Die Höhe der Wände kann somit optimal an die jeweiligen Strömungsverhältnisse so angepasst werden, dass die Austrittsverluste minimiert werden.
Die Zwischenwände 9, 10 sind miteinander sowie mit der äußeren Wand 8 in geeigneter Weise fest verbunden, beispielsweise durch Querstreben, mit denen die Wände untereinander verbunden sind.
Die vier Seiten 34 bis 37 (Fig. 7) der Wände 8 bis 10 gehen stetig ineinander über. Der Übergang kann, wie aus Fig. 4 beispielhaft hervorgeht, so erfolgen, dass die Übergangsbereiche 15, 16 zwischen den Seiten 34 bis 37 der Wand 8 über deren Höhe gekrümmt verlaufen. Dieser Verlauf über die Höhe der Wand 8 ist durch die Linien 15 in Fig. 4 gekennzeichnet. Der Übergangsbereich 5, 16 erstreckt sich nahezu über die gesamte Höhe der Wand 8. Die Krümmung ist so vorgesehen, dass die Übergänge 15, 16 einen Drall aufweisen und der Strömungsrichtung der Luft hinter dem (nicht dargestellten) Laufrad des Ventilators 3 folgen. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist die Krümmung so vorgesehen, dass die Übergangsbereiche 15, 16 über ihre Länge einen Winkel mit einer Radialen des Diffusors einschließen, die durch die abgerundete Ecke 16 der Wand 8 verläuft. Aufgrund des beschriebenen Verlaufs treten allenfalls nur sehr geringe Strömungsverluste durch die Übergänge 15, 16 auf. Aufgrund der Krümmung folgen die Übergänge 15, 16 dem Drall der Luftströmung innerhalb des Diffusors 4. Die Ü- bergänge 15, 16 erstrecken sich etwa vom Austrittsende der Wand 8 aus bis nahe an den kreisförmigen äußeren Rand 7 der Schnittstelle 6.
In gleicher Weise sind auch die Zwischenwände 9 und 10 mit derartigen Übergängen 17, 18 versehen, die ebenfalls entsprechend dem Strömungsverlauf der Luft hinter dem Laufrad drallförmig gekrümmt ausgebildet sind und sich von den Übergangsbereichen zwischen den Seiten der Zwischenwände 9, 10 aus bis nahe an die jeweilige Schnittstelle 13, 14 erstrecken.
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 bis 7 sind alle Wände 8 bis 10 mit den gekrümmten Übergängen versehen. Es ist aber auch möglich, diese gewundenen Übergänge nur an einem oder nur an zwei der Wände 8 bis 10 des Diffusors 4 vorzusehen. Somit kann in Verbindung mit der Umrissgestaltung der Wände 8 bis 10 eine optimale Anpassung an die jeweils gewünschten Strömungsverhältnisse erreicht werden.
Die etwa über die Höhe der Wände 8 bis 10 sich erstreckenden Übergänge 15, 16; 17, 18 können sich auch, in Achsrichtung des Diffusors 4 gesehen, gerade erstrecken, wobei wiederum diese Übergangsbereiche einen Winkel mit der Radialen des Diffusors einschließen.
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen haben die Wände 8 bis 10 quadratischen Umriss. Sie können aber auch rechteckigen, sechseckigen oder beispielsweise auch dreieckigen Umriss haben. Die Umrissform richtet sich insbesondere nach der Form der entsprechenden Seite des Gehäuses 1 , an dem die Diffusoren 4 vorgesehen werden. Die Umrissform des Strö- mungsaustrittes kann somit so gewählt werden, dass die zur Verfügung stehende Gehäuseseite optimal ausgenutzt wird.
Die beschriebene Verwindung (Drall) zwischen den Seiten der Wände 8 bis 10 ist bei den Diffusoren 4 zwar eine vorteilhafte Ausgestaltung, jedoch ist sie nicht zwingend erforderlich. Insbesondere im Zusammenhang mit den noch zu beschreibenden Abmessungen bzw. Abmessungsverhältnissen zeichnen sich die Diffusoren 4 auch ohne Verwindung (Drall) an den Übergängen zwischen den Seiten der Wände durch für den Einsatz hervorragende Eigenschaften aus.
Fig. 9 zeigt die Anbindung des Diffusors 4 an eine Düse 19 des Ventilators 3. Die Düse 19 hat kreisförmigen Umriss. Der Ventilator 3 hat das Laufrad 20 mit der Nabe 21 , von der in gleichmäßigen Abständen die Flügel 22 abstehen. Sie sind vorteilhaft am radial äußeren Rand mit jeweils einem
Winglet 23 versehen. Die in Drehrichtung hintere Kante 24 der Flügel 22 ist zahnartig profiliert.
Die Flügel 22 des Laufrades 20 können selbstverständlich auch jede andere geeignete Gestaltung haben.
Der Diffusor 4 ist mit der Düse 19 des Ventilators 3 radial verbunden, vorzugsweise verschraubt, was durch die strichpunktierte Linie 25 kenntlich gemacht ist.
Die Düse 19 ist an einer Düsenplatte 32 vorgesehen, die etwa gleichen Querschnitt wie das freie Ende der Wand 8 hat. Die Düse 19 und die
Düsenplatte 32 sind vorteilhaft einstückig miteinander ausgebildet, können aber auch voneinander getrennte Bauteile sein, die in geeigneter Weise fest miteinander verbunden werden. Die Düsenplatte 32 hat vorteilhaft den gleichen eckigen Umriss wie das Auslassende der Wand 8. Dadurch können die Ventilatoren 3 eng hinter- und/oder nebeneinander angeordnet werden. Die Düsenplatten 32 und die Wände 8 der Diffusoren 4 benachbarter Ventilatoren 3 können hierbei aneinander stoßen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Der Diffusor 4 hat die Außenwand 8 und die Zwischenwände 9, 10. Im Axialschnitt verlaufen, wie sich aus Fig. 9 ergibt, die Seiten der äußeren Wand 8 etwa konkav. Die Seiten der Zwischenwand 9 verlaufen im Axialschnitt etwa gerade, während die Seiten der Zwischenwand 10 einen etwa konvexen Verlauf haben. Eine solche Gestaltung der Wände 8 bis 10 kann bei sämtlichen beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
In Strömungsrichtung hinter dem Laufrad 20 können im Diffusor 4 Leitschaufeln 26 vorgesehen sein, die sich zwischen den Wänden 8 bis 10 erstrecken und starr angeordnet sind. Die Leitschaufeln 26 befinden sich auf der von den Flügeln 22 abgewandten Seite der Radialbefestigung 25 oder, bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10, der Axialbefestigung. Der Diffusor 4 wird mit seiner Schnittstelle 6 auf oder in die Düse 19 geschoben und durch die Radialbefestigung 25, die vorteilhaft eine Verschraubung ist, fest mit der Düse verbunden.
Die Wände 8 bis 10 des Diffusors 4 können bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen geräuschdämpfend ausgeführt sein, so dass im Einsatz der Ventilatoren nur ein leises Betriebsgeräusch entsteht. Die Wände 8 bis 10 können bei den beschriebenen Ausführungsformen auch verstellbar ausgebildet sein, so dass sie in ihrer Umrissform zumindest über einen Teil ihrer Höhe an die Strömungsverhältnisse und/oder Einbauverhältnisse angepasst werden können. Die Wände 8 bis 10 können beispielsweise für die Verstellbarkeit flexibel über zumindest einen Teil ihrer Höhe ausgebildet sein.
Fig. 10 zeigt die Möglichkeit, den Diffusor 4 auch axial an der Düse 19 des Ventilators 3 zu befestigen. Hierzu kann die Schnittstelle 6 der äußeren Wand 8 mit einem radial nach außen verlaufenden Ringflansch 27 versehen sein, der an einem radial nach außen verlaufenden Ringflansch 28 am freien Ende der Düse 19 axial befestigt wird. Vorteilhaft ist auch diese Axialbefestigung eine Verschraubung, die es ermöglicht, den Diffusor 4 bei Bedarf von der Düse 19 abzunehmen. Der Diffusor 4 kann aufgrund der Zwischenwände verhältnismäßig kurz gebaut werden. Die vom Laufrad 20 geförderte Luft gelangt zwischen die Wände 8 und 9 bzw. 9 und 10. Der Durchströmquerschnitt der Durchlässe 1 1 und 12 nimmt in Strömungsrichtung zunächst ab, bis er in dem durch eine gestrichelte Linie angegebenen Bereich 29 seinen kleinsten Querschnitt hat. Die Luft wird innerhalb dieses Bereiches 29 beschleunigt, was zu einer Vergleichmäßigung der Luftströmung führt. Die Luftströmung kann danach mit geringeren Verlusten verzögert werden, wodurch sich ein hoher Wirkungsgrad des Diffusors 4 ergibt. Vom Bereich 29 aus nimmt der Strömungsquerschnitt der Durchlässe 11 , 12 in Richtung auf das Austrittsende zu, vorzugsweise stetig. Die Querschnittsverengung 29 verhindert außerdem einen frühzeitigen Strömungsabriss (Zusammenbruch der Strömung) im Durchlass 11 und 12.
Fig. 1 1 zeigt eine beispielhafte und vorteilhafte Verwendung des Diffusors 4. Die innere Zwischenwand 10 umgibt einen Klemmkasten 30 oder einen Platz für die Elektronik, wenn für den Ventilator 3 ein Außenläufermotor eingesetzt wird. Bei einem Innenläufermotor wäre das Teil 30 der Motor des Ventilators. Der vom Ventilator 3 erzeugte Luftstrom strömt durch die Durchlässe 1 1 , 12. Durch den durch den Durchlass 11 strömenden Luftstrom wird die Oberfläche des Motors 30 gut gekühlt, wodurch eine effektive Kühlung der Elektronik bzw. elektrischen Bauteile des Motors erreicht wird.
Die äußere Wand 8 des Diffusors 4 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 1 einteilig mit der Düse 19 ausgebildet. Der Austrittsbereich der beiden Durchlässe 11 , 12 ist durch einen Berührschutz 31 abgedeckt, der durch ein entsprechendes Gitter oder durch einzelne Gitterstäbe gebildet sein kann. Der Berührschutz 31 hat großen Abstand vom drehenden Laufrad 20. Der Berührschutz 31 kann dadurch so ausgebildet werden, dass nur geringe Druckverluste beim Austritt der Luft aus dem Diffusor 4 auftreten und nur eine geringe Geräuschentwicklung auftritt. Diese Wirkung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Berührschutz 31 eine entsprechend große Maschenweite aufweist. Der beschriebene Berührschutz 31 kann bei allen beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen vorgesehen sein.
Der Diffusor 4 der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann für Verdampfer, Verflüssiger, Luftkühler, Rückkühler und dergleichen eingesetzt werden. Wie anhand der Fig. 9 bis 11 beschrieben, kann der Diffusor 4 mit einer tragenden Funktion zur Aufnahme des Ventilatormotors 30 versehen sein.
Die Ventilatoren 3 können Axial- oder auch Diagonalventilatoren sein. Der Diffusor 4 kann, wenn er keinen einen Drall aufweisenden Übergangsbereich 15, 16; 17, 18 in den Wänden 8 bis 10 hat, auch für Radialventilatoren eingesetzt werden.
Der Radius R am Austrittsende der Wand 8 (Fig. 7) liegt vorteilhaft in einem Bereich von <0,5 x D, wobei D der Durchmesser des Laufrades 20 (Fig. 9) ist. Bei einer vorteilhaften Gestaltung liegt der Radius R der abgerundeten Ecken der Wand 8 in einem Bereich < etwa 0,25 x D. Diese Gestaltung ist sowohl für Diffusoren 4 mit als auch ohne Verwindung (Drall) gültig.
Wie aus Fig. 8 hervorgeht, ist die Austrittsfläche der Wand 8 infolge der Abrundung der Ecken kleiner als bei einer viereckigen Umrissform am Austrittsende. Die Flächenabweichung A/AR von der maximal zur Verfügung stehenden eckigen Fläche A liegt im Bereich zwischen etwa 1 und 1 ,27, vorzugsweise in einem Bereich zwischen etwa 1 und etwa 1 ,05. Durch die entsprechende Wahl des Radius R der abgerundeten Ecke kann somit ein optimaler Austrittsquerschnitt der Wand 8 des Diffusors 4 vorgesehen werden, so dass der Diffusor auf die vorgegebenen Einbauverhältnisse abgestimmt werden kann. Das beschriebene Verhältnis kann prinzipiell auch bei den Wänden 9 und 10 angewendet werden. Die Abrundung muss nicht Teil eines Kreisbogens (Radius R) sein, sondern kann auch andere Formen haben. Das beschriebene Flächenverhältnis gilt für Diffusoren mit und ohne Verwindung (Drall). Auch kann der Wirkungsgrad des Diffusors durch das Verhältnis von Länge L zu Durchmesser D des Ventilators 3 auf die vorgegebenen Einbauverhältnisse optimal eingestellt werden. Dieses Längen-Durchmesser-Verhältnis L/D liegt in einem Bereich von < 5, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 2. Dieses Verhältnis gilt für alle beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere auch für Diffusoren auch ohne Verwindung (Drall).
Auch kann durch die Wahl des Eintritts- und des Austrittsquerschnittes im Verhältnis zueinander Einfluss auf den Wirkungsgrad des Diffusors 4 genommen werden. In Fig. 9 ist der Eintrittsquerschnitt mit AE und der Austrittsquerschnitt des Diffusors 4 mit AA bezeichnet. Das Verhältnis von Austrittsfläche zu Eintrittsfläche AA/ AE liegt in einem Bereich kleiner etwa 5, vorteilhaft in einem Bereich zwischen etwa 1 ,2 und etwa 3. Das Flächenverhältnis gilt für alle Ausführungsformen, insbesondere auch für Diffusoren ohne Verwindung (Drall).
Der anhand der Fig. 4 bis 7 beschriebene Drall bzw. Verwindung 15, 16; 17, 18 wird durch die Beziehung θ x definiert, wobei der Winkel Θ zwischen den beiden Radialen n und r2 gemessen wird. Die Radiale verläuft durch den Schnittbereich zwischen dem Übergangsbereich 15 mit dem inneren freien Rand 7 der Wand 8. Die Radiale r2 verläuft demgegenüber bis zum in der Austrittsfläche liegenden Eckbereich der Wand 8, von dem aus sich der Übergangsbereich 15 erstreckt. Diese Verwindung bzw. dieser Drall θ x liegt in einem Bereich zwischen 0° und 360°, vorteilhaft jedoch in einem Bereich zwischen etwa 50° und 100°.
Diese Beziehung gilt für alle Wände 8 bis 10. Der Wert kann bei allen Wänden gleich, aber auch von Wand zu Wand unterschiedlich sein.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 13 bis 16 sind so ausgebildet, dass durch eine größere Austrittsfläche der Diffusoren die Austrittsgeschwindigkeit weiter verringert und dadurch der Wirkungsgrad erheblich gesteigert werden kann. Fig. 13 zeigt einen Diffusor 4, der ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 axial an der Düse 19 des Ventilators befestigt ist. Der Diffusor 4 hat außer der äußeren Wand 8 die Zwischenwände 9, 10 und 38. Sie sind jeweils umlaufend ausgebildet und begrenzen Durchlässe 1 1 , 12, 39, 40, durch welche die vom Ventilator angesaugte Luft strömt. Die Wände 8 bis 10, 38 sind über ihre Höhe jeweils gekrümmt ausgebildet und so angeordnet, dass der Strömungsquerschnitt der Durchlässe 1 1 , 12, 39, 40 in Strömungsrichtung zunimmt. Die innere Zwischenwand 38 umgibt mit Abstand einen zentralen Leitkörper 41 , der die Außenkontur der Nabe 21 des Laufrades 20 des Ventilators 3 fortführt und sich von der Nabe 21 aus in Strömungsrichtung der Luft stetig so weit verjüngt, bis er in einer Spitze ausläuft. Der Leitkörper 41 ist etwa kegelförmig mit einer gekrümmten Kegelmantellinie ausgebildet.
Anstelle des Leitkörpers kann der Diffusor 4 auch eine umlaufende Wand 41 entsprechend den vorigen Ausführungsformen aufweisen.
Die Wände 8 bis 10, 38, 41 des Diffusors 4 sind so ausgebildet, dass ihre Auslassenden auf unterschiedlicher Höhe liegen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Auslassenden der Wände, im Axialschnitt gesehen, auf einem Kreisbogen 42. Der Mittelpunkt des Kreisbogens 42 liegt auf der Achse 43 des Leitkörpers 41 im Bereich zwischen der Nabe 21 und der Leitkörperspitze. Auch die Leitkörperspitze selbst liegt auf dem Kreisbogen 42.
Das Einströmende 46 der Wände 8 bis 10, 38, 41 liegt auf gleicher Höhe, während die Auslassenden der Wände in unterschiedlichen Höhen auf dem Kreisbogen 42 angeordnet sind. Die Höhe der Wände nimmt von der Wand 8 aus bis zur Zwischenwand 38 sowie dem Mantel des Leitkörpers 41 zu. Aufgrund der unterschiedlichen Höhe der Wände 8 bis 10, 38, 41 ergibt sich eine große Diffusoraustrittsfläche AA, die im Axialschnitt durch den Kreisbogen 42 gekennzeichnet ist. Die Diffusoreintrittsfläche AE ist wesentlich kleiner als die Diffusoraustrittsfläche AA. Je größer das Verhältnis von Diffusor- ausstrittsfläche AA zu Diffusoreintrittsfläche AE ist, desto mehr dynamische Energie der Luftströmung am Diffusoreintritt wird in Druckenergie umgewandelt.
Die Umrissformen der Diffusorwände 8 bis 10, 38, 41 können eckig oder rund sein. Bei einer beispielhaften Ausbildung mit ausschließlich runden Querschnitten der Diffusorwände 8 bis 10, 38, 41 ergibt sich eine Diffusor- austrittsfläche AA, die etwa auf einer Kalottenfläche liegt, zum Beispiel auf einer Halbkugelfläche. Die Kalottenfläche ist erheblich größer als bei Diffusorwänden, deren Austrittsenden in einer ebenen Fläche liegen, deren Weite BA entspricht. Die Zuströmkanten 46 der Wände 9, 10, 38, 41 liegen bei diesem Ausführungsbeispiel in einer gemeinsamen Radialebene des Diffu- sors 4, können aber auch auf unterschiedlicher Höhe liegen.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung ergibt sich, wenn die Diffusorwände 8 bis 10, 38, 41 am Austrittsende unter dem Winkel γ von etwa 90° zur zugehörigen Tangente an den Kreisbogen 42 und damit zur gedachten Diffu- soraustrittsfläche AA liegen.
Grundsätzlich können die Endbereiche der Diffusorwände 8 bis 10, 38, 41 auch unter anderen Winkeln γ zum Kreisbogen 42 liegen.
Die Diffusoraustrittsfläche kann auch so gestaltet sein, dass sie im Axialschnitt die Form einer halben Ellipse hat. Die Länge der einen Halbachse, die sich quer zur Ventilatorachse erstreckt, ist durch den vorhandenen Bauraum begrenzt. Die Länge der anderen Halbachse, die parallel zur Ventilatorachse liegt, kann größer gewählt werden, wodurch die Diffusoraustrittsfläche AA entsprechend vergrößert wird.
Durch die Kombination von Diffusorwänden mit eckigem und rundem Umriss kann durch unterschiedliche axiale Höhen der Diffusorwände bei einem gegebenen Bauraum die Größe der Austrittsfläche AA maximiert werden.
Fig. 14 zeigt im Axialschnitt eine weitere Möglichkeit, die Diffusoraustrittsfläche AA im Vergleich zur Diffusoreintrittsfläche Ae zu vergrößern. Im Un- terschied zur vorigen Ausführungsform hat die Austrittsfläche AA im Axialschnitt eine U-Form. Sind die Diffusorwände im Umriss beispielsweise rechteckig ausgebildet, dann ist die Austrittsfläche AA an den rechtwinklig zueinander liegenden Außenseiten eines gedachten Quaders 44 vorgesehen. Haben die Diffusorwände hingegen einen runden, beispielsweise kreisrunden Umriss, dann liegt die Austrittsfläche AA annähernd auf dem Zylindermantel eines gedachten Zylinders 45.
In Fig. 14 ist die Austrittsfläche AA im Axialschnitt durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet. Daraus ergibt sich, dass die vom Ventilator angesaugte Luft an unterschiedlichen Seiten des Diffusors austritt. Das Verhältnis zwischen der Diffusoraustrittsfläche AA zur Diffusoreintrittsfläche AE ist sehr groß, so dass sehr viel dynamische Energie der Luftströmung in Druckenergie umgewandelt und der Wirkungsgrad wesentlich erhöht wird.
Bei dem in Fig. 14 dargestellten rechteckigen Umriss der Austrittsfläche AA, im Axialschnitt gesehen, kann die Höhe HA der Austrittsfläche unabhängig vom Bauraum des Diffusors quer zur Ventilatorachse gewählt werden. Je nach Größe der Höhe HA lässt sich die Austrittsfläche AA mehr oder weniger vergrößern.
Im Ausführungsbeispiel hat der Diffusor eine Vielzahl von Wänden, die jeweils mit Abstand voneinander liegen und zwischen sich Luftdurchlässe bilden.
Die Wände des Diffusors 4 sind über ihre Höhe gekrümmt ausgebildet. Dabei sind die Wände so gestaltet, dass sich der Strömungsquerschnitt der Durchlässe zwischen den Wänden in Strömungsrichtung erweitert. Die Wände können runden und/oder eckigen Umriss haben. Ein Teil der Wände des Diffusors 4 mündet in die Seitenflächen und ein Teil in die Stirnfläche des Diffusors. Die Wände des Diffusors 4 sind jeweils so ausgebildet, dass die Austrittsenden in Höhe der Stirnseite bzw. der Seitenfläche(n) des gedachten Quaders 44 bzw. des gedachten Zylinders 45 liegen. Wie aus Fig. 14 weiter hervorgeht, liegen die Eintrittsenden 46 auf unterschiedlicher axialer Höhe. Dementsprechend haben die Eintrittsenden 46 der Diffusorwände unterschiedlichen Abstand vom Diffusoreintritt.
Eine solche Gestaltung des Diffusors führt zu einer besonders verlustarmen Ausführung.
Der Leitkörper 41 ist wiederum zentral angeordnet und erstreckt sich von der Nabe 21 aufwärts. Der Leitkörper 41 ist kegelförmig ausgebildet wobei die Kegelspitze in der Stirnseite des gedachten Quaders 44 bzw. des gedachten Zylinders 45 liegt. Anstelle des Leitkörpers kann der Diffusor 4 eine umlaufende Wand 41 entsprechend den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 1 1 aufweisen.
Die verschiedenen Wände des Diffusors 4 sind, wie dies anhand der vorigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, untereinander durch (nicht dargestellte) schmale Stege miteinander verbunden. Durch Variation der Höhe HA lässt sich die Austrittsfläche HA des Diffusors einfach variieren und an den Einsatzfall anpassen.
Die quader- bzw. zylinderförmige Gestaltung des Umrisses des Diffusors 4 bei der Ausführungsform nach Fig. 14 ist nur beispielhaft zu verstehen. Der Diffusor kann im Axialschnitt beispielsweise auch die Form eines gleichschenkligen Dreieckes haben, dessen Symmetrieachse die Ventilatorachse 43 ist. Die Wände des Diffusors sind dann ebenfalls unterschiedlich hoch und so angeordnet, dass die Austrittsenden dieser Wände in den Dreieckseiten liegen. Haben die Diffusorwände einen runden Umriss, dann ergibt sich bei einem gleichschenkligen Dreieck im Axialschnitt räumlich ein kegelförmiger Umriss des Diffusors. Haben die Wände eckigen, etwa viereckigen Umriss, dann ergibt sich für den Diffusor eine entsprechend eckige bzw. vierseitige Pyramide. Die Austrittsfläche AA bei solchen Ausführungsformen ist wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 13 und 14 wesentlich größer als die Diffusoreintrittsfläche AE. Die Austrittsenden der Wände können wie beim vorigen Ausführungsbeispiel unter etwa 90° zu den Seitenflächen sowie auch zur Stirnfläche des Diffusors 4 liegen.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 13 und 14 können die Diffuso- ren in Kombination Wände mit rundem und eckigem Umriss haben.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung eines Diffusors zeigt Fig. 15. Der Diffusor 4 ist ähnlich ausgebildet wie die Ausführungsform gemäß Fig. 10. Der Diffusor ist an die Düse 19 des Ventilators 3 angebunden. Die Düse 19 hat kreisförmigen Umriss. Der Ventilator 3 hat das Laufrad 20 mit der Nabe 21 , von der in gleichmäßigen Abständen die Flügel 22 abstehen. Sie sind vorteilhaft am radial äußeren Rand mit jeweils einem Winglet 23 versehen. Die in Drehrichtung hintere Kante 24 der Flügel 22 ist vorteilhaft profiliert, insbesondere zahnartig profiliert. Die Flügel 22 sind vorteilhaft auch gewunden ausgebildet.
Die Flügel 22 können selbstverständlich auch jede andere geeignete Gestaltung haben.
Der Diffusor 4 kann mit der Düse 19 radial oder auch axial verbunden sein, wie dies anhand der Fig. 9 und 10 beschrieben worden ist.
Die Düse 19 ist an der Düsenplatte 32 vorgesehen, die etwa gleichen Querschnitt wie das freie Ende der Wand 8 hat. Die Düse 19 und die Düsenplatte 32 sind vorteilhaft einstückig miteinander ausgebildet, können aber auch voneinander getrennte Bauteile sein, die in geeigneter Weise fest miteinander verbunden werden. Die Düsenplatte 32 hat vorteilhaft den gleichen eckigen Umriss wie das Auslassende der Wand 8. Dadurch können die Ventilatoren mit den Diffusoren 4 eng hinter- und/oder nebeneinander angeordnet werden. Die Düsenplatten 32 und die Wände 8 der Diffusoren 4 benachbarter Ventilatoren 3 können hierbei aneinanderstoßen, wie in Fig. 1 beispielhaft dargestellt ist. Die Außenwand 8 verläuft im Axialschnitt etwa konkav. Die Seiten der Zwischenwand 9 verlaufen im Axialschnitt etwa gerade, während die Seiten der Zwischenwand 10 einen etwa konvexen Verlauf im Axialschnitt haben.
In Strömungsrichtung hinter dem Laufrad 20 können im Diffusor 4 die Leitschaufeln 26 vorgesehen sein, die sich zwischen den Wänden 8 bis 10 erstrecken und starr angeordnet sind. Die Leitschaufeln 26 befinden sich auf der von den Flügeln 22 abgewandten Seite der Befestigung 25, über die der Diffusor 8 an die Düse 19 angeschlossen ist. Der Diffusor 4 wird mit seiner Schnittstelle auf oder in die Düse 19 geschoben.
Die Wände 8 bis 10 können geräuschdämpfend ausgeführt sein, so dass im Einsatz der Ventilatoren nur ein leises Betriebsgeräusch entsteht. Die Wände 8 bis 10 können verstellbar ausgebildet sein, so dass sie in ihrer Umrissform zumindest über einen Teil ihrer Höhe an die Strömungsverhältnisse und/oder Einbauverhältnisse angepasst werden können.
Die Zwischenwand 9 besteht aus zwei einander geringfügig überlappenden Wandabschnitten 9a und 9b. Der Überlappungsbereich ist so gestaltet, dass sich ein Spalt 47 ergibt, der zu einer positiven strömungsmechanischen Wirkung führt. Ein Teil der durch den Durchläse 1 1 strömenden Luft tritt durch den Spalt 47 und gelangt dadurch in den Durchlass 12. Durch diesen Spalt 47, der sich vorteilhaft über den Umfang der Zwischenwand 9 erstreckt, wird die Grenzschichtströmung im axial außen liegenden Durchlass 12 mit Hilfe von energiereicher Strömung des weiter innen liegenden Durchlasses 1 1 beschleunigt. Dadurch wird eine Strömungsablösung im weiter außen liegenden Durchlass 12 verhindert oder zumindest hinausgezögert. Auf diese Weise wird die Energieeffizienz des Diffusors 4 erhöht.
Die Überlappung der beiden Wandabschnitte 9a, 9b kann so gestaltet sein, dass ein Teil der Luft aus dem inneren in den äußeren Durchlass oder aus dem äußeren in den inneren Durchlass strömt.
Der Ringspalt 47 kann durch Stege oder dergleichen unterbrochen sein, durch welche die beiden Wandabschnitte 9a, 9b im Überlappungsbereich miteinander verbunden werden. Der Diffusor kann auch an weiteren Stellen mit entsprechenden Spalten 47 versehen sein.
Fig. 16 zeigt einen Diffusor 4, bei dem die Zwischenwand 9 mit Aussparungen 48 oder Schlitzen 49 versehen ist, durch die eine ähnliche Wirkungsweise erreicht wird wie durch den Spalt 47 des Diffusors gemäß Fig. 15. Durch diese Aussparungen oder Schlitze wird energiereiches Fluid aus einem Durchlass in die Grenzschicht des benachbarten Durchlasses transferiert, um Grenzschichtablösungen zu vermeiden oder zumindest zu verringern.
Die Aussparungen 48 sind vorteilhaft über den Umfang der Zwischenwand 9 verteilt angeordnet.
Die Aussparungen 48 und die Schlitze 49 können auch in Kombination an der Zwischenwand 9 vorgesehen sein. Diese Aussparungen und Schlitze können an jeder der Wände des Diffusors 4 an jeder Stelle und in jeder geeigneten Verteilung vorgesehen sein. Dies gilt auch für den Spalt 47 des Diffusors 4 gemäß Fig. 15.
Im Übrigen ist der Diffusor 4 gleich ausgebildet wie die Ausführungsform gemäß der Fig. 2, so dass auf die dortige Beschreibung des Diffusors verwiesen wird.

Claims

Ansprüche
1 . Diffusor mit mindestens einer Wand (8), die einen Einlass mit rundem Querschnitt umschließt, der über die Höhe der Wand (8) des Diffusors (4) in einen eckigen Querschnitt am Auslass des Diffusors (4) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge (15) zwischen den Seiten (34 bis 37) der Wand (8) in Höhenrichtung eine Verwindung aufweisen, die dem Drall der Strömung der Luft durch den Diffusor folgt.
2. Diffusor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (8) eckigen Umriss hat.
3. Diffusor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten (34 bis 37) der Wand (8) stetig gekrümmt ineinander übergehen.
4. Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Diffusors (4) in Strömungsrichtung zunimmt.
5. Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Diffusors (4) vom Eintrittsende (6) aus zunächst abnimmt und dann zunimmt.
6. Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der eckige Querschnitt über mehr als ein Viertel der Höhe der Wand (8) vorgesehen ist.
7. Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (4) wenigstens eine weitere Wand (9, 10) aufweist, die von der Wand (8) mit Abstand umgeben ist.
8. Diffusor nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Wand (9, 10) zumindest am Auslass eckigen Querschnitt aufweist.
9. Diffusor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten der weiteren Wand (9, 10) stetig gekrümmt ineinander übergehen.
10. Diffusor, insbesondere nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Wand (9, 10) am Einlass einen runden, vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt hat, der über die Höhe der weiteren Wand (9, 10) stetig in einen eckigen Querschnitt übergeht.
1 1. Diffusor, insbesondere nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge (17, 18) zwischen den Seiten der weiteren Wand (9, 10) in Höhenrichtung einen Drall (Verwin- dung) aufweisen.
12. Diffusor mit mindestens einer Wand (8), die einen Einlass mit rundem Querschnitt umschließt, der über die Höhe der Wand (8) des Diffusors (4) in einen eckigen Querschnitt am Auslass des Diffusors (4) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge (15) zwischen den Seiten (34 bis 37) der Wand (8) in Höhenrichtung eine Verwindung (15 bis 18) aufweisen, die der Beziehung θ x - genügt, wobei der Winkel (Θ) zwischen zwei Radialen (r1 und r2) gemessen wird, von denen die eine Radiale (r1 ) durch den Schnittbereich zwischen dem Übergang (15) und dem freien Rand (7) am Einlass der Wand (8) verläuft, während die andere Radiale (r2) sich von der Achse des Einlasses bis zu dem im Auslass liegenden Eckbereich der Wand (8) verläuft, von dem aus sich der Übergang (15) erstreckt, jeweils in Achsrichtung des Diffusors (4) gesehen. 3. Diffusor nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verwindung in einem Bereich zwischen etwa 50° und etwa 100° liegt.
14. Diffusor, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Einlassquerschnitt (AE) ZU Auslassquerschnitt (AA) in einem Bereich kleiner etwa 5, vorteilhaft zwischen etwa 1 ,2 und etwa 3, liegt.
15. Diffusor, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit mindestens einer Wand (8), die einen Einlass und einen Auslass aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (8) unter Bildung eines Durchlasses (1 1 , 12, 39, 40) wenigstens eine weitere Wand (9, 10, 38, 41 ) umgibt, und dass die Auslassenden der Wände (8 bis 10, 38, 41 ) zur Vergrößerung des Ausströmfläche (AA) des Diffusors (4) in unterschiedlicher Höhe liegen.
16. Diffusor nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassenden der Wände (8 bis 10, 38, 41 ) in einer gekrümmten Fläche liegen, wie einer Kugelfläche oder Zylinderfläche (45).
17. Diffusor nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassenden der Wände (8 bis 10, 38, 41 ) in ebenen Flächen liegen, die beispielsweise Seitenflächen eines gedachten Quaders (44) oder einer Pyramide sind.
18. Diffusor nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassenden der Wände (8 bis 10, 38, 41 ) in einer gemeinsamen Ebene liegen.
19. Diffusor nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassenden der Wände (8 bis 10, 38, 41 ) in unterschiedlichen Ebenen liegen.
20. Diffusor nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Wand (8 bis 10, 38, 41 ) wenigstens eine Öffnung (47, 48, 49) vorgesehen ist, durch welche benachbarte Durchlässe (1 1 , 12, 39, 40) miteinander strömungsver- bunden sind.
21. Ventilator mit einem Laufrad (20) und einem Diffusor (4), der insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist und mindestens eine Wand (8) aufweist, die einen Einlass mit rundem Querschnitt umschließt, der über die Höhe der Wand (8) in einen eckigen Querschnitt am Auslass des Diffusors (4) übergeht,
dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge (15) am Austrittsende zwischen den Seiten (34 bis 37) der Wand (8) eine Krümmung (R) haben, die in einem Bereich von etwa <0,5 x D liegt, wobei (D) der Durchmesser des Laufrades (20) ist.
22. Ventilator nach Anspruch 21 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung (R) in einem Bereich von etwa <0,25 x D liegt.
23. Ventilator, insbesondere nach Anspruch 21 oder 22, mit einem Laufrad (20) und einem Diffusor (4), der insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist und mindestens eine Wand (8) aufweist, die einen Einlass und einen Auslass begrenzt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche (AR) der Wand (8) mit dem abgerundeten Übergang (15) kleiner ist als die Austrittsfläche (A) der Wand (8) ohne abgerundeten Übergang (15) am Austrittsende zwischen den Seiten (34 bis 37) der Wand (8), wobei die Flächenab- weichung (A/AR) im Bereich zwischen etwa 1 und etwa 1 ,27, vorzugsweise zwischen etwa 1 und etwa 1 ,05, liegt.
24. Ventilator mit einem Laufrad (20) und einem Diffusor (4), der insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist und mindestens eine Wand (8) aufweist, die einen Einlass und einen Auslass aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von axialer Länge (L) des Diffusors (4) zum Durchmesser (D) des Ventilators (3) in einem Bereich von etwa < 5, vorzugsweise zwischen etwa 0,2 und etwa 2, liegt.
25. Ventilator mit einem Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
26. Ventilator mit einem Diffusor nach Anspruch 10.
27. Ventilator mit einem Diffusor nach Anspruch 1 1 .
28. Ventilator mit einem Diffusor nach Anspruch 12 oder 13.
29. Ventilator mit einem Diffusor nach Anspruch 14.
30. Ventilator mit einem Diffusor nach einem der Ansprüche 15 bis 20.
31 . Gerät mit wenigstens einem Ventilator nach einem der Ansprüche 21 bis 30.
32. Gerät mit einem Gehäuse (1 ), das wenigstens eine Seitenwand mit einer Oberseite (5) aufweist, auf der ein Ventilator (3) mit einem Diffusor (4) angeordnet ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite (5) der Gehäuseseitenwand wenigstens ein weiterer Ventilator (3) mit einem Diffusor (4) angeordnet ist.
33. Gerät nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusoren (4) eckigen Auslassquerschnitt haben.
34. Gerät nach Anspruch 32 oder 33,
dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Diffusoren (4) mit ihren Umrissseiten aneinander liegen.
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