EP2886874A1

EP2886874A1 - Radial-Laufrad für einen Trommellüfter und Lüftereinheit mit einem derartigen Radial-Laufrad

Info

Publication number: EP2886874A1
Application number: EP14192425.8A
Authority: EP
Inventors: Daniel Gebert; Katrin Bohl; Erik Reichert
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2015-06-24
Also published as: CN104728160A; US20150176594A1; CN204646777U; CN104728160B; DE102013114609A1

Abstract

Lüftereinheit (20) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis (V B ) einer Breite (B) des Gehäuses (7) an seiner Lufteintrittsöffnung (7b) in einen Luftführungskanal (7a) zu einer Laufradaustrittsbreite (b 2 ) des Radial-Laufrades (10) an der radial außen liegenden Luftaustrittsseite (5b) des Strömungskanals (5) einen Wert hat, der im Bereich 1,0 ¤ V B ¤ 1,4 liegt. Lüftereinheit (20) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Radial-Laufrad (10) im Gehäuse (7) koaxial zu einem elektrischen Antriebsmotor (6) angeordnet ist, wobei eine äußere Kontur (6a) des Antriebsmotors (6) in eine Motoraufnahmeöffnung (3a) der Bodenscheibe (3) formschlüssig eingreift oder von einer vollflächig ausgebildeten Bodenscheibe (3) abgedeckt ist, und wobei die Bodenscheibe, (3) vorzugsweise zusammen mit der Kontur (6a) des in ihrer Motoraufnahmeöffnung (3a) aufgenommenen Motors (6), eine domförmige Ausbildung aufweist. Die Erfindung betrifft ein Radial-Laufrad (10) mit axialem Lufteintritt und Luftaustritt über den Laufrad-Umfang, vorzugsweise zur Verwendung in einem spiralförmig ausgestalteten Gehäuse (7), mit einer Bodenscheibe (3), welche einen Außendurchmesser (D a,BS ) aufweist, und mit einer konzentrisch zur Bodenscheibe (3) axial beabstandet angeordneten Deckscheibe (1), welche für den axialen Lufteintritt eine kreisförmige Ansaugöffnung (4) mit einem Innendurchmesser (D i,DS ) aufweist, sowie mit einer Mehrzahl von zwischen der Bodenscheibe (3) und der Deckscheibe (1) angeordneten, vorwärts gekrümmten, profilierten Schaufeln (2), wobei zwischen jeweils zwei nebeneinander liegenden Schaufeln (2) ein Strömungskanal (5) mit einer radial innen liegenden Lufteintrittsseite (5a) und einer radial außen liegenden Luftaustrittsseite (5b) ausgebildet ist, der- gesehen in Laufrichtung (LR) des Radial-Laufrades (10) - wenigstens teilweise konvex gekrümmt ist. Um in einem derartigen Laufrad (10) die Vorteile eines Trommelläufers mit denen eines Laufrads mit rückwärts gekrümmten Schaufeln vereinen, wird vorgeschlagen, dass der Außendurchmesser (D a,BS ) der Bodenscheibe (3)-bezogen auf den Innendurchmesser (D i,DS ) der Ansaugöffnung (4) - mindestens um 20% größer als der Innendurchmesser (D i,DS ) der Ansaugöffnung (4) ist, dass die Deckscheibe (1) im Strömungskanal (5) eine deckseitige Leitfläche (8) ausbildet, und dass ein sich in Richtung der Eintrittsöffnung (4) öffnender Winkel (± DS ), der zwischen einer Tangente (T 1 ) an die deckseitige Leitfläche (8) am Eingang in die Ansaugöffnung (4) und einer Tangente (T 2 ) an die deckseitige Leitfläche (8) am Ausgang aus dem Strömungskanal (5) an seiner radial außen liegenden Luftaustrittsseite (5b) gebildet ist, mindestens 30° beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radial-Laufrad mit axialem Lufteintritt und Luftaustritt über den Laufrad-Umfang, vorzugsweise zur Verwendung in einem spiralförmig ausgestalteten Gehäuse, mit einer Bodenscheibe, welche einen Außendurchmesser aufweist, und mit einer konzentrisch zur Bodenscheibe axial beabstandet angeordneten Deckscheibe, welche für den axialen Lufteintritt eine kreisförmige Ansaugöffnung mit einem Innendurchmesser aufweist, sowie mit einer Mehrzahl von zwischen der Bodenscheibe und der Deckscheibe angeordneten, vorwärts gekrümmten, profilierten Schaufeln, wobei zwischen jeweils zwei nebeneinander liegenden Schaufeln ein Strömungskanal mit einer radial innen liegenden Lufteintrittsseite und einer radial außen liegenden Luftaustrittsseite ausgebildet ist, der- gesehen in Laufrichtung des Radial-Laufrades - konvex gekrümmt ist. Diese Kanalkrümmung bedeutet, dass die saugseitigen Flächen der Schaufeln - zumindest bereichsweise - konvex und ihre druckseitigen Flächen-zumindest bereichsweise - konkav gekrümmt sind.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Lüftereinheit, insbesondere einen Trommellüfter, mit einem derartigen Radial-Laufrad. Unter dem Begriff Lüfter werden dabei Ventilatoren mit einem Druckverhältnis zwischen Ansaug- und Druckseite im Bereich von 1,0 bis 1,1 sowie Gebläse mit einem Druckverhältnis zwischen Ansaug- und Druckseite im Bereich zwischen 1,1 und 3,0 subsumiert. Radial-Laufräder werden heute vorzugsweise dort eingesetzt, wo bei geringerem Volumenstrom ein hoher Druckaufbau erzielt werden soll. Da bei Radial-Laufrädern der gesamte geförderte Luftstrom das Laufrad am Außendurchmesser verlässt, ist es möglich, eine höhere kinetische Energie der Luftmoleküle und damit auch einen höheren Druck zu erzeugen als bei einem Axiallüfter, dessen Umfangsgeschwindigkeit an der Radnabe begrenzt ist. Der Einsatz von Radial-Laufrädern ist insbesondere dann besonders effektiv, wenn ein Luftstrom um 90° von der axialen in radiale Richtung umgelenkt werden muss, oder wenn Bauteile, Filter o. ä. einen freien Luftstrom behindern. Die häufigste Ausführung ist dabei die als Radial-Komplettlüfter mit einem Gehäuse, obwohl es auch unterschiedliche Motor-Laufrad-Kombinationen für Anwendungen gibt, bei denen die Luftführung für den Druckaufbau in ein Gerät integriert werden kann.
Bei Radial-Laufrädern unterscheidet man zwischen Laufrädern mit in Laufrichtung vorwärts gekrümmten Schaufeln, solchen mit rückwärts gekrümmten Schaufeln und solchen mit radial endenden Schaufeln. Vorwärts - in Drehrichtung - gekrümmte Schaufeln bewirken, dass der Strömungskanal, der von einer radial innen liegenden Lufteintrittsseite zu einer radial außen liegenden Luftaustrittsseite verläuft, - in Laufrichtung des Radial-Laufrades gesehen - konvex gekrümmt ist. Die saugseitigen Flächen der Schaufeln sind somit - zumindest bereichsweise - konvex und ihre druckseitigen Flächen - zumindest bereichsweise - konkav gekrümmt. Radial-Laufräder mit vorwärts gekrümmten Schaufeln erlauben eine hohe Drallzufuhr der Luftströmung und erreichen so eine hohe Energieumsetzung. Nachteilig ist dabei allerdings ein hoher dynamischer Druck der austretenden Luft. Dieser dynamische Druck muss in einem nachfolgenden Leitapparat, wie beispielsweise in einem Spiralgehäuse, in statischen Druck umgesetzt werden. Radial-Laufräder mit vorwärts gekrümmten Schaufeln führen der Strömung mehr Drall zu als Radial-Laufräder mit rückwärts gekrümmten Schaufeln. Somit ist die benötigte Drehzahl zum Erreichen des gleichen Betriebspunktes bei Radial-Laufrädern mit vorwärts gekrümmten Schaufeln im Vergleich zu Radial-Laufrädern mit rückwärts gekrümmten Schaufeln gleicher Baugröße wesentlich niedriger. Der Wirkungsgrad von Radial-Laufrädern mit rückwärts gekrümmten Schaufeln ist deutlich höher als bei Radial-Laufrädern mit vorwärts gekrümmten Schaufeln.
Eine besondere Ausführung des Radiallüfters ist der Trommellüfter. Als Trommellüfter bezeichnet man Radialventilatoren, deren Laufräder einer Trommel gleichen, d. h. die Laufradbreite ist im Vergleich zum Raddurchmesser relativ groß. Sie kann insbesondere im Bereich zwischen 40 und 80 Prozent bezogen auf den Außendurchmesser der Bodenscheibe liegen. Derartige, auch unter dem Namen Scirocco-Läufer seit etwa 80 Jahren bekannte, mit vorwärtsgekrümmten Schaufeln versehene Läufer werden bei Anwendungen eingesetzt, die kleine radiale Abmessungen erfordern. Das Verhältnis des Innendurchmessers der Deckscheibe zum Außendurchmesser der Bodenscheibe des Original-Scirocco-Läufers lag bei 0,875.
Heutige vorwärtsgekrümmte Radial-Laufräder, die in spiralförmigen Gehäusen als Trommelläufer zum Einsatz kommen, zeichnen sich durch eine hohe Leistungsdichte, d. h. durch eine hohe Förderleistung bei kleinem Bauraum und gute akustische Eigenschaften, insbesondere durch einen niedrigen Geräuschpegel beim Betrieb, aus. Der aerodynamische Wirkungsgrad ist jedoch aufgrund von Ablösungen und Wirbelbildungen im Vergleich zu rückwärtsgekrümmten Laufrädern relativ niedrig. Trommelläufer-Ventilatoren werden im Bereich der Luft- und Klimatechnik in Anlagen mit einer erforderlichen Druckerhöhung von vorzugsweise bis zu 4000 Pa und mit Volumenströmen bis zu 8 m³/s - bezogen auf einen Laufraddurchmesser von einem Meter und eine einflutige Ausführung - eingesetzt.
Bei einem beispielsweise aus der DE 10 2006 031 167 A1 bekannten Radial-Laufrad der eingangs genannten Art mit axialem Lufteintritt und Luftaustritt über den Laufrad-Umfang kann durch eine starke Profilierung der Schaufeln eine Ablösung im Strömungskanal zwischen den Schaufeln verhindert bzw. minimiert werden. Profilierung bedeutet dabei, dass die Dicke der Schaufeln über ihre Ersteckungsrichtung veränderlich ist, wobei insbesondere die Schaufeln dann als stark profiliert angesehen werden, wenn in ihnen ein sogenanntes Profildickenverhältnis, d. h. ein Verhältnis von Profildicke zu Profilgesamtlänge, größer oder gleich 0,15, insbesondere größer oder gleich 0,2 und insbesondere bevorzugt größer oder gleich 0,25 ist. Das Profildickenverhältnis beträgt dabei maximal vorzugsweise 0,5, insbesondere 0,4 und besonders bevorzugt 0,35. Die in dem genannten Dokument nicht figürlich dargestellte Deckscheibe wird dort als Zarge bezeichnet und ist ein Teil des Spiralgehäuses. Eine Ablösung an der Deckscheibe wird durch die bekannte Schaufelprofilierung dabei nachteiligerweise noch verstärkt. Eine Steigerung des Wirkungsgrades ist somit durch diese Maßnahme nur in sehr geringem Maße möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Radial-Laufrad der eingangs genannten Art und eine Lüftereinheit mit einem derartigen Radial-Laufrad zu schaffen, in denen sich die Vorteile eines Trommelläufers mit solchen eines Laufrads mit rückwärts gekrümmten Schaufeln vereinen, mit denen also insbesondere eine Wirkungsgradsteigerung unter Beibehaltung einer hohen Leistungsdichte und einer geringen Geräuschentwicklung erzielbar sind.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Außendurchmesser der Bodenscheibe des Radial-Laufrads - bezogen auf den Innendurchmesser der Ansaugöffnung - mindestens um 20 % größer als der Innendurchmesser der Ansaugöffnung ist, dass die Deckscheibe im Strömungskanal eine deckseitige Leitfläche ausbildet, wobei ein sich in Richtung der Eintrittsöffnung öffnender Winkel, der zwischen einer Tangente an die deckseitige Leitfläche am Eingang in die Ansaugöffnung der Deckscheibe und einer Tangente an die deckseitige Leitfläche am Ausgang aus dem Strömungskanal an seiner radial außen liegenden Luftaustrittsseite gebildet ist, mindestens 30° beträgt.
Eine erfindungsgemäße Lüftereinheit zeichnet sich dabei dadurch aus, dass das erfindungsgemäße Radial-Laufrad in einem Gehäuse, insbesondere in einem spiralförmig ausgebildeten Gehäuse, angeordnet ist.
Durch die Erfindung kann der Vorteil von bisher als Trommelläufer bekannten Radial-Laufrädern beibehalten werden, dass diese im Vergleich zu Radial-Laufrädern mit rückwärts gekrümmten Schaufeln eine hohe Leistungsdichte und ein niedriges Geräusch mit geringen Drehklangüberhöhungen aufweisen. Die vorteilhaft hohe Leistungsdichte ist auf eine hohe Drallzufuhr der Strömung durch die Vorwärtskrümmung der Schaufeln zurückführbar. Dabei wird eine geringe Geräuschentwicklung durch bevorzugt hohe Schaufelanzahlen und vorzugsweise niedrige Drehzahlen bei Betrieb gefördert. Sowohl die Vorwärtskrümmung, als insbesondere auch eine hohe Schaufelanzähl verhindern bzw. verringern zumindest Ablösungen an den Schaufeln und an der Deckscheibe, erhöhen jedoch die Reibungskräfte, was zu Verlusten und einer Senkung des Wirkungsgrades führen kann. Dem kann durch die erfindungsgemäße geometrische Gestaltung des Radial-Laufrades wirksam entgegengewirkt werden, wobei in bevorzugter Ausführung vorgesehen werden kann, dass der Außendurchmesser der Bodenscheibe - bezogen auf den Innendurchmesser der Ansaugöffnung der Deckscheibe - um 50 % größer, maximal um als 90 % größer als der Innendurchmesser der Deckscheibe ist.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Umlenkung der axialen Anströmung in radiale oder diagonale Richtung kann insbesondere eine Ablösung an der Deckscheibe verhindert werden, was durch eine sogenannte CFD-Strömungssimulation nachgewiesen werden kann. CFD (Computational Fluid Dynamics) bezeichnet dabei eine in der Strömungsmechanik etablierte Methode, die das Ziel hat, strömungsmechanische Probleme iterativ mit numerischen Methoden zu lösen und danach die Ergebnisse - bevorzugt durch Farbdarstellungen - zu visualisieren. Dabei werden die in der Strömungsmechanik verwendeten, die Impuls- und Massenerhaltung beschreibenden Navier-Stokes-Gleichungen unter Vorgabe bestimmter Randbedingungen mathematisch modelliert. Dies stellt eine kostengünstige Alternative zu aufwändigen, beispielsweise im Windkanal durchgeführten experimentellen Versuchsreihen dar und ermöglicht es, Strömungsparameter zu analysieren, die messtechnisch nicht erfassbar sind, wie die turbulente kinetische Energie, die Wirbelviskosität usw.
Zur Verhinderung von Ablösungen an der Deckscheibe trägt auch eine Gestaltung der Deckscheibe mit vorzugsweise relativ großer axialer Breite bei, wonach die Breite der Deckscheibe bevorzugt mindestens 30 % der Gesamtbreite des Laufrads einnehmen kann. Eine derartige Breitendimensionierung ist in der Kombination mit der Erfindung als synergistisch wirksam anzusehen, da bei herkömmlichen Trommelläufern mit unprofilierten Schaufeln durch diese Gestaltung keine Verbesserung erzielt werden kann.
Bei einer vorgegebenen Wellenleistung wird der Wirkungsgrad durch den geförderten Volumenstrom und durch die mittels des Ventilators bewirkte Totaldruckerhöhung bestimmt, aus deren Produkt sich die Förderleistung ergibt, wobei entsprechend der sogenannten Bernoulli-Gleichung unter Totaldruck die Summe aus statischem und dynamischem Druck verstanden wird. Der Wirkungsgrad beschreibt also das Verhältnis der Förderleistung zur Leistung einer den Lüfter antreibenden Welle und wird nach der Formel $η = (V * Δ p_{t}) / P_{w}$

berechnet, wobei η den dimensionslosen Wirkungsgrad, V den Volumenstrom in m³/s, Δp_t die Totaldruckerhöhung in Pa und P_w die Wellenleistung in W bezeichnen.
Die Kombination des Merkmals "profilierte Schaufeln" mit den Merkmalen der strömungstechnisch erfindungsgemäß gestalteten Deckscheibe kann den Wirkungsgrad deutlich steigern. Jedoch ist dies nur möglich, wenn der Außendurchmesser der Bodenscheibe - im Gegensatz zu den bisherigen, bekannten Ausführungsformen - mindestens 20 % größer als der die Größe der Ansaugöffnung bestimmende Innendurchmesser der Deckscheibe ist.
Andererseits ist es aber mit unprofilierten Schaufeln, wie sie ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt sind, auch bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Durchmesserverhältnis und dem minimalen Winkel zwischen den Tangenten von 30° nicht möglich, die Strömung im Schaufelkanal ablösefrei umzulenken. Ablösungen sind bekanntlich verlustbehaftet und führen zu einem schlechten Laufradwirkungsgrad. So wird sogar bekanntermaßen davon ausgegangen, dass eine Fehlanströmung am Schaufeleintritt durch zu steile Schaufeln immer noch als günstiger anzusehen ist, als eine instabile Ablösung, die sich bei schaufelkongruenter Strömung einstellt. Durch eine Schaufelprofilierung kann die Strömung trotz schaufelkongruenter Anströmung, was geringe Stoßverluste am Schaufeleintritt bedeutet, bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Gestaltung von Deck- und Bodenscheibe ablösefrei im Schaufelkanal umgelenkt werden.
Eine weitere Wirkungsgrad-Steigerung eines Gesamtgebläses mit dem erfindungsgemäßen Radial-Laufrad ist durch die Wahl eines Breitenverhältnisses einer Gehäusebreite am Laufradaustritt zur Laufradaustrittsbreite selbst von mindestens 1,0 bis zu maximal 1,4 erreichbar.
Mit der Erfindung können so Wirkungsgrade im Bereich zwischen 0,65 und 0,80, vorzugsweise sogar bis zu 0,90, erzielt werden.
Wenn ein rückwärtsgekrümmter Radialventilator gemäß dem Stand der Technik im akustisch-optimalen Betriebspunkt, d. h. bei maximalem Wirkungsgrad, betrieben wird, lässt sich der Gesamtschallleistungspegel mit einer Genauigkeit von ± 4 dB nach der Formel $L_{W} = 37 + 10 \log (V) + 20 * \log (Δ p_{t})$

abschätzen. Darin sind L_w der Gesamtschallleistungspegel in dB, V der Volumenstrom in m³/s und Δp_t die Totaldruckerhöhung in Pa. Auf das erfindungsgemäße Radial-Laufrad ist diese Formel jedoch nicht anwendbar. Im Vergleich zu den gemessenen oder gemäß der vorstehenden L_W-Formel ermittelten Werten für Radial-Laufräder gemäß dem Stand der Technik erreicht ein erfindungsgemäßes Radial-Laufrad, z. B. mit einem Außendurchmesser von 170 mm, im akustisch optimierten Betriebsbereich eine Verbesserung von mehr als 4 dB.
Unter der Leistungszahl L, welche als Maß für die Leistungsdichte anzusehen ist, versteht man entsprechend der Formel $L = φ_{r} * ψ$

das Produkt aus Lieferzahl ϕ_r und Druckzahl ψ. Alle Größen sind dabei dimensionslos, wobei die Lieferzahl ϕ_r entsprechend der Formel $φ_{r} = (V * 60) / (b * π^{2} * D^{2} * n)$

berechnet wird und das Verhältnis der tatsächlichen Fördermenge zur theoretisch möglichen Fördermenge beschreibt. Letztere ergibt sich dabei aus dem Produkt aus der Austrittsfläche des Rades und der Umfangsgeschwindigkeit. In der Formel sind ϕ_r die Lieferzahl, wobei der Index r für "radial" steht, V ist wiederum der Volumenstrom in m³/s, D der Laufradaußendurchmesser in m, der durch den Austrittsdurchmesser D_a,S der Schaufeln bestimmt wird, b die Austrittsbreite des Laufrads in m und n die Drehzahl in 1/min.
Die Druckzahl stellt das Verhältnis der vom Rad erzeugten Druckhöhe zum Staudruck der Umfangsgeschwindigkeit dar und wird nach der Formel $ψ = (Δ p_{t} * 2 * 60^{2}) / (ρ * {(D * π * n)}^{2})$

berechnet, wobei ψ die dimensionslose Druckzahl, ρ die Dichte in kg/m³, Δp_t die Totaldruckerhöhung in Pa, D wiederum der durch den Austrittsdurchmesser D_a,S der Schaufeln bestimmte Laufradaußendurchmesser in m, und n die Drehzahl in 1/min sind.
Mit der Erfindung können Lieferzahlen im Bereich von 0,6 bis 1,0, vorzugsweise im Bereich von 0,6 bis 0,8 und Druckzahlen im Bereich von 2,2 bis 3,2, vorzugsweise im Bereich von 2,8 bis 3,0 erreicht werden, wobei die Leistungszahl im Bereich von 0 bis 1,5, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 1,0, liegen kann.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Trommelläufern, bei denen in der Einbausituation des Laufrades in der Regel ein axialer Abstand im Bereich einiger Millimeter zwischen Düse und Deckscheibe besteht, kann bei erfindungsgemäßer Gestaltung der Deckscheibe zusätzlich optional vorteilhafterweise auch eine düsenförmige Gestaltung des Einlaufs und ein axiales Eintauchen der Düse in die Deckscheibe vorgesehen sein. Dadurch kann der Spaltstrom in die gleiche Richtung wie der durch die Ansaugöffnung eintretende Haupt-Volumenstrom gerichtet werden. Der Spaltstrom trägt dann vorteilhafterweise zur Stabilisierung der Umlenkung in die radiale Richtung bei, wie dies bekanntermaßen nur bei Radialrädern mit rückwärts gekrümmten Schaufeln erfolgt.
In einer Ausführung ist das Radial-Laufrad dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Schaufeln mindestens 19 und höchstens 54 beträgt und vorzugsweise im Bereich von 22 bis 46 liegt.
In einer Ausführung ist das Radial-Laufrad ferner dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Vorderkanten der Schaufeln an der radial innen liegenden Lufteintrittsseite und/oder die Hinterkanten der Schaufeln an der radial außen liegenden Luftaustrittsseite abgerundet sind.
Die Lüftereinheit ist in einer Ausführung dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen spiralförmig um das Radial-Laufrad gewundenen Luftführungskanal mit ovalem, von der Seite des Radial-Laufrads her stetig zunehmendem Querschnitt aufweist.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und werden an Hand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1: in einer axial teilgeschnittenen Darstellung, eine bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen Radial-Laufrads,
Fig. 2: eine Ansicht eines entlang der Linie II-II in Fig. 1 verlaufenden Querschnitts der in Fig. 1 dargestellten Ausführung des erfindungsgemäßen Radial-Laufrads,
Fig. 3: in einer Darstellung ähnlich wie in Fig. 1, jedoch voll geschnitten, die Ausführung eines erfindungsgemäßen Radial-Laufrads im Einbauzustand in eine erfindungsgemäße Lüftereinheit,
Fig. 4: in einem axialen Halbschnitt, eine Ansicht einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Radial-Laufrads in einer erfindungsgemäßen Lüftereinheit,
Fig. 5: in einer Ansicht wie in Fig. 4, eine gegenüber Fig. 3 vereinfachte Darstellung der ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Radial-Laufrads in einer erfindungsgemäßen Lüftereinheit,
Fig. 6: in einer Ansicht wie in Fig. 1, eine Darstellung einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Radial-Laufrads.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile bzw. funktionsgleiche Teile auch mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Sofern bestimmte, beschriebene und/ oder aus den Zeichnungen entnehmbare Merkmale des erfindungsgemäßen Radial-Laufrads bzw. der erfindungsgemäßen Lüftereinheit oder ihrer Bestandteile nur im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen erwähnt sind, sind diese aber auch gemäß der Erfindung unabhängig von diesem Ausführungsbeispiel als Einzelmerkmal oder aber auch in Kombination mit anderen Merkmalen des Ausführungsbeispiels von Bedeutung und können als zur Erfindung gehörig beansprucht werden.
Wie zunächst aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist ein erfindungsgemäßes Radial-Laufrad 10 eine Deckscheibe 1, eine Mehrzahl von vorwärts gekrümmten, profilierten Schaufeln 2 und eine Bodenscheibe 3 auf. Die Deckscheibe 1 bildet einen Saugmund aus und weist so für einen axialen Lufteintritt eine kreisförmige Ansaugöffnung 4 mit einem Innendurchmesser D_i,DS auf. Die Bodenscheibe 3 weist einen Außendurchmesser D_a,BS auf und ist konzentrisch zur Deckscheibe 1 axial beabstandet zur Deckscheibe 1 angeordnet.
Die Schaufeln 2 befinden sich zwischen der Deckscheibe 1 und der Bodenscheibe 3. Zwischen jeweils zwei Schaufeln 2 ist ein Strömungskanal 5 ausgebildet, der-gesehen in Laufrichtung LR des Radial-Laufrades 10 - konvex gekrümmt ist, und in dem die Strömung in einer Richtung S von einer radial innen liegenden Lufteintrittsseite 5a zu einer radial außen liegenden Luftaustrittsseite 5b erfolgt. Die wenigstens teilweise konvexe Krümmung des Strömungskanals 5 - gesehen in Laufrichtung LR des Radial-Laufrades 10 - bedeutet, dass, wie Fig. 2 zeigt, eine Druckseite 2c der Schaufel 2, die - gesehen in Laufrichtung LR des Radial-Laufrades 10 - jeweils unter der Schaufel 2 liegt, wenigstens teilweise konkav, und eine Saugseite 2d der Schaufel 2, die - gesehen in Laufrichtung LR des Radial-Laufrades 10 - jeweils auf der Schaufel 2 liegt, wenigstens teilweise konvex gekrümmt ist.
Die Deckscheibe 1, die Schaufeln 2 und die Bodenscheibe 3 können bevorzugt als ein aus zwei Teilen, insbesondere aus zwei aus Kunststoff bestehenden Spritzformteilen, stoffschlüssig verbundener Verbundkörper ausgeführt sein.
Profilierung der Schaufeln 2 bedeutet, dass die Profildicke d_S der Schaufel 2 über deren Länge nicht konstant ist. Charakteristisch für die Profilierung der Schaufeln 2 ist dabei ein Profildickenverhältnis, welches durch das Verhältnis V_P von maximaler Profildicke d_S zur Profilgesamtlänge L_S (siehe dazu Fig. 2) beschrieben wird und mindestens 0,15, insbesondere mindestens 0,2 und insbesondere bevorzugt mindestens 0,25 sein sollte, wobei das Profildickenverhältnis V_P maximal 0,5, insbesondere 0,4 und besonders bevorzugt 0,35, betragen kann. Die Position der maximalen Profildicke d_S kann dabei bevorzugt im Bereich von 5 % bis 75 % der Profilgesamtlänge L_S - von der Lufteintrittsseite 5a aus gesehen - liegen und reduziert sich von dort ausgehend sowohl in Richtung auf die Vorderkante 2a der Schaufel 2 hin, als auch in Richtung auf die Hinterkante 2b hin. Durch diese, insbesondere stromlinienförmige, Profilierung kommen die oben beschriebenen Vorteile zum Tragen, jedoch erfindungsgemäß ohne dass Ablöseerscheinungen der Strömung an der Deckscheibe 1 auftreten.
Zur Ausbildung einer strömungsmechanisch günstigen Form kann - wie Fig. 2 veranschaulicht - optional vorgesehen sein, dass jeweils die Vorderkanten 2a und/oder die Hinterkanten 2b der Schaufeln 2 abgerundet sind. Weitere, die Schaufelform optional bzw. bevorzugt beschreibende Merkmale sind ein sichelförmiger, jedoch asymmetrischer Querschnitt der Schaufeln 2, eine wenigstens teilweise konvexe Außenkrümmung der Saugseite 2d, die größer ist als die wenigstens teilweise konkave Innenkrümmung der Druckseite 2c, und eine Tropfenform in Bezug auf die gekrümmte Mittenachse durch die Schaufel 2.
Eine optimale - in einer für einen Trommellüfter charakteristischen Weise große - Anzahl von Schaufeln 2 beträgt mindestens 19 und höchstens 54 und liegt vorzugsweise im Bereich von 22 bis 46. Hohe Schaufelzahlen können eine Versperrung des Strömungskanals 5 verursachen und den maximal möglichen Volumenstrom V reduzieren. Auch können die Reibungsverluste an den Schaufelwänden ansteigen, so dass es zu einem Absinken des Wirkungsgrades η kommt.
Wie des Weiteren aus Fig. 3, sowie auch aus Fig. 4 und 5, hervorgeht, ist ein erfindungsgemäßes Radial-Laufrad 10 vorzugsweise zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Lüftereinheit 20 bestimmt. In dieser erfindungsgemäßen Lüftereinheit 20 kann das erfindungsgemäße Radial-Laufrad 10 bevorzugt koaxial zu einem elektrischen Antriebsmotor 6 angeordnet sein und befindet sich in einem Gehäuse 7, bei dem es sich - wie in Fig. 3 dargestellt - vorzugsweise um ein spiralförmig ausgestaltetes Gehäuse 7 handeln kann.
Bei der erfindungsgemäßen Lüftereinheit 20 handelt es sich in der dargestellten Ausführung um einen Gebläse mit vorwärts gekrümmtem Radialrad. Es kann sich vorzugsweise um einen Trommellüfter handeln, für den des Weiteren auch charakteristisch ist, dass bei ihm die Gesamtbreite b_ges des Radial-Laufrades 10 im Bereich von 25 % bis 70 % bezogen auf den Außendurchmesser D_a,BS der Bodenscheibe 3 liegt. Wie Fig. 1 zeigt, ergibt sich dabei die Gesamtbreite b_ges als Summe aus einer Breite b_DS der Deckscheibe 1 und einer Laufradaustrittsbreite b₂ an der radial außen liegenden Luftaustrittsseite 5b des Strömungskanals 5.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser D_a,BS der Bodenscheibe 3 - bezogen auf den Innendurchmesser D_i,DS der Deckscheibe 1 - mindestens um 20 %, bevorzugt um mindestens um 50 %, größer als der Innendurchmesser D_i,DS der Deckscheibe 1 ist. Die Deckscheibe 1 bildet dabei für den Strömungskanal 5 eine deckseitige Leitfläche 8 aus, wobei ein sich in Richtung der Eintrittsöffnung 4 öffnender Winkel α_DS, der zwischen einer Tangente T₁ an die deckseitige Leitfläche 8 am Eingang in die Ansaugöffnung 4 der Deckscheibe 1 und einer Tangente T₂ an die deckseitige Leitfläche 8 am Ausgang aus dem Strömungskanal 5 an seiner radial außen liegenden Luftaustrittsseite 5b gebildet ist, mindestens 30° beträgt. Der Maximalwert dieses Winkels kann bei 90°, bevorzugt bei 75° liegen. Die Tangente T₁ verläuft in der ersten Ausführung parallel zur Längsachse X-X des Radial-Laufrades 1. Auf diese Weise erfolgt erfindungsgemäß eine derartig aerodynamisch günstige Strömungsumlenkung aus der axialen in eine radiale oder diagonale Richtung, dass es bei Wahrung der Vorteile von herkömmlichen Trommelläufern zu einem Anstieg des Wirkungsgrades η kommt.
Dies ist auch dann der Fall, wenn die Tangente T₁ vom Parallelverlauf zur Längsachse X-X des Radial-Laufrades 1 um einen Winkelwert α_DS1 von bis zu ± 30°, bevorzugt jedoch nur von bis zu ± 5°, abweicht, wie dies die zweite Ausführung gemäß Fig. 6 zeigt. Ein sich in Richtung der Eintrittsöffnung 4 öffnender Winkel, der zwischen der Tangente T₂ an die deckseitige Leitfläche 8 am Ausgang aus dem Strömungskanal 5 an seiner radial außen liegenden Luftaustrittsseite 5b und der Längsachse X-X des Radial-Laufrades 10 gebildet ist, ist dabei mit dem Bezugszeichen α_DS2 gekennzeichnet. Für den erfindungsgemäß beanspruchten Winkel α_DS gilt somit $α_{DS} = α_{DS 2} - α_{DS 1} .$
In Analogie zur Leitfläche 8 an der Deckscheibe 1 kann auch die Bodenscheibe 3 im Strömungskanal 5 eine bodenseitige Leitfläche 9 im Strömungskanal 5 ausbilden.
Die deckseitige Leitfläche 8 und/oder die bodenseitige Leitfläche 9 des Strömungskanals 5 können insbesondere, wie in der Zeichnung - außer bei der Bodenscheibe 3 der Ausführung in Fig. 4 - dargestellt, krümmungsstetig ausgeführt sein, was mit Vorteil der Bildung von Strömungsturbulenzen entgegenwirkt.
Anstelle des oben genannten, axial in Richtung der Längsachse X-X gemessenen Abstands zwischen Bodenscheibe 3 und Deckscheibe 1 ist in Fig. 1, 2 und 5 im Strömungskanal 5 - jeweils mit dem Bezugszeichen A bezeichnet - ein jeweils kürzester, vorzugsweise zwischen Lufteintrittsseite 5a und Luftaustrittsseite 5b des Strömungskanals 5 veränderlicher Abstand zwischen Bodenscheibe 3 und Deckscheibe 1 eingezeichnet. Für diesen Abstand A kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass er in Richtung S von der radial innen liegenden Lufteintrittsseite 5a zu der radial außen liegenden Luftaustrittsseite 5b abnimmt, insbesondere unter Beachtung des durch die Anzahl der Schaufeln 2 bestimmten Schaufelabstands derart, dass sich auch der Querschnitt des jeweiligen Strömungskanals 5 verjüngt. Dies veranschaulicht insbesondere Fig. 5, in der diese bevorzugte Ausbildung einer hypothetischen, durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Kanalausbildung gegenübergestellt ist, für die dieser Abstand A konstant ist. Wie durch die Angabe "konstant" in der Zeichnung angezeigt ist, verlaufen in der hypothetischen, im Rahmen der Erfindung zwar möglichen, aber nicht bevorzugten Ausbildung die deckseitige Leitfläche 8 und die bodenseitige Leitfläche 9 äquidistant zueinander.
Was den durch Fig. 3 bis 5 exemplarisch wiedergegebenen Einbau eines erfindungsgemäßen Radial-Laufrads 10 in eine erfindungsgemäße Lüftereinheit 20 betrifft, so können verschiedene technische Maßnahmen, welche die Art dieses Einbaus betreffen, optional weitere vorteilhafte Beiträge dazu leisten, eine Steigerung des Wirkungsgrades η unter Beibehaltung einer hohen Leistungsdichte L und eines geringen Gesamtschallleistungspegels L_W zu erzielen.
So kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Einlauf 21 des Gehäuses 7 für das Radial-Laufrad 10 düsenförmig gestaltet ist, wobei der Einlauf 21 des Gehäuses 7 insbesondere in die Ansaugöffnung 4 der Deckscheibe 1 eintaucht, wie dies am deutlichsten Fig. 3, aber auch Fig. 4 und 5 zeigen.
Diese Ausbildung steht im Gegensatz zu einer Auffassung der Fachwelt, wonach von einer düsenförmig gestalteten Deckscheibe, wie sie bei Radialventilatoren mit rückwärts gekrümmten Schaufeln üblich ist, keine Verbesserung im Wirkungsgrad η erwartet werden könne.
Bei den bekannten Radialventilatoren mit vorwärts gekrümmten Schaufeln tauchen die Düsen nicht in die Deckscheibe ein. Die statische Druckdifferenz an einem Spalt zwischen dem düsenförmigem Einlauf und der Deckscheibe ist bei bekannten Radialrädern mit vorwärts gekrümmten Schaufeln zu gering, um zu erreichen, dass sich die durch den Einlauf axial - entlang der Längsachse X-X - bewegende Hauptströmung durch eine Impulszufuhr aus der zusätzlich durch den Spalt seitlich in die Ansaugöffnung der Deckscheibe gelangenden Spaltströmung an die Deckscheibe anlegt. Außerdem werden dadurch die Schaufeln nahe der Deckscheibe axial angeströmt, wodurch sich die Strömung bereits an den Schaufeleintrittskanten ablöst.
Bei der Erfindung können stattdessen durch den sich bei einem Eintauchen des düsenförmig gestalteten Einlaufs 21 in die Ansaugöffnung 4 der Deckscheibe 1 über die Eintauchlänge L_E ausbildenden Spalt 22 diese Nachteile jedoch vermieden werden. Die Eintauchlänge L_E des Spaltes 22 kann dabei eine Größe im Bereich von 0,5 % bis 5,0 %, vorzugsweise im Bereich von 1,0 % bis 3,0 %, des Außendurchmessers D_a,DS der Deckscheibe 1 und eine Spaltweite S_W des Spaltes 22 eine Größe im Bereich von 0,5 % bis 5,0 %, vorzugsweise 1,0 % bis 3,0 %, des Außendurchmessers D_a,DS der Deckscheibe 1 aufweisen.
Als äußerst günstig für die Ausbildung der Strömung hinter dem Einlauf 21 hat es sich dabei erwiesen, wenn ein Innenradius R_i,S an der Vorderkante 2a der Schaufeln 2 (siehe Fig. 2) in der Nähe der Deckscheibe 1 größer oder gleich dem Innenradius R_i,DS der Ansaugöffnung 4 der Deckscheibe 1 (siehe Fig. 3) ist.
Des Weiteren kann - wie dies Fig. 3 zeigt - bevorzugt vorgesehen sein, dass ein Verhältnis V_B einer Breite B des Gehäuses 7 an seiner Lufteintrittsöffnung 7b in den Luftführungskanal 7a zu einer Laufradaustrittsbreite b₂ des Radial-Laufrades 10 an der radial außen liegenden Luftaustrittsseite 5b des Strömungskanals 5 einen Wert hat, der im Bereich 1,0 ≤ V_B ≤ 1,4 liegt. Dadurch wird unter Vermeidung von Verlusten des Totaldrucks Δp_t die Umsetzung des dynamischen Drucks in statischen Druck begünstigt. Durch eine derartige Gestaltung des Gehäuses 7 mit einem - entsprechend dem angegebenen Verhältnis V_B - geringem Breitensprung wird die Sekundärströmung im Gehäuse 7 positiv beeinflusst, was entgegen anders lautenden Meinungen in der Fachwelt zu einer deutlichen Steigerung des Wirkungsgrades η führt. Von Vorteil ist es dabei insbesondere, wenn die Laufradaustrittsbreite b₂ an der radial außen liegenden Luftaustrittsseite 5b des Strömungskanals 5 einen Wert annimmt, der höchstens 70 % der Gesamtbreite b_ges des Radial-Laufrades 10 beträgt.
Schließlich ist es unter dem Gesichtspunkt eines hohen Wirkungsgrades η auch von Vorteil, wenn das Gehäuse 7 einen spiralförmig um das Radial-Laufrad 10 gewundenen Luftführungskanal 7a - nicht mit einem rechteckigem - sondern mit ovalem, vorzugsweise elliptischem, von der Seite des Radial-Laufrads 10 her sich stetig vergrößerndem Querschnitt aufweist. In einem derartigen elliptischen Querschnitt kann das Verhältnis der großen zur kleinen Halbachse der Ellipse bevorzugt im Bereich von 1,2 bis 3,0 liegen, wobei die große Halbachse unterschiedlich - z. B. bevorzugt vertikal oder horizontal - orientiert sein kann.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So kann der Fachmann auch zweckmäßige ergänzende technische Maßnahmen vorsehen, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass ein Austrittsdurchmesser D_a,S der Schaufeln 2 an der Deckscheibe 1 kleiner oder gleich dem Außendurchmesser D_a,DS der Deckscheibe 1 ist. Auch kann vorgesehen sein, dass dieser Austrittsdurchmesser D_a,S kleiner oder gleich dem Außendurchmesser D_a,BS der Bodenscheibe 3 ist.
Für die deckseitige Leitfläche 8 und/oder die bodenseitige Leitfläche 9 des Strömungskanals 5 war bereits ausgeführt worden, dass diese krümmungsstetig ausgeführt sein können. Gleiches trifft bevorzugt auch auf die jeweiligen Druckseiten 2c und Saugseiten 2d der Schaufeln 2 zu, wobei mit den vorstehenden Formulierungen "wenigstens teilweise ..." bzw. "wenigstens bereichsweise konkav gekrümmt" (oder: "... konvex gekrümmt") zum Ausdruck gebracht wird, dass die jeweiligen Krümmungskurven, insbesondere an ihren Enden, auch gerade Abschnitte umfassen können.
Insofern das Radial-Laufrad 10 im Gehäuse 7 koaxial zu einem elektrischen Antriebsmotor 6 angeordnet ist, kann - wie in Fig. 3 und 5 dargestellt - eine äußere Kontur 6a des Antriebsmotors 6 in eine Motoraufnahmeöffnung 3a (am besten sichtbar in Fig. 2) der Bodenscheibe 3 formschlüssig eingreifen oder alternativ auch von einer vollflächig ausgebildeten Bodenscheibe 3 abgedeckt sein, wobei die Bodenscheibe 3, vorzugsweise zusammen mit der Kontur 6a des in ihrer Motoraufnahmeöffnung 3a aufgenommenen Motors 6, eine domförmige Ausbildung aufweist. Bei Verwendung eines Motors 6 im Laufradbereich können durch eine solche domförmige Gestaltung der Bodenscheibe 3 Ablösungen von der Motorkontur und die Rückströmung im nachfolgenden Bereich verhindert werden. Dies zeigt beispielsweise der Vergleich von Fig. 3 und 5 mit Fig. 4, wobei letztere die unerwünschte Ausbildung von Wirbeln W in einem Totwassergebiet zwischen Motor 6 und Bodenscheibe 3 veranschaulicht.
Auch eine doppelflutige Ausführung des erfindungsgemäßen Radial-Laufrads 10 ist möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 15 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.

Bezugszeichen

1: Deckscheibe von 10
2: Schaufel von 10 zwischen 1 und 3
2a: Vorderkante von 2
2b: Hinterkante von 2
2c: Druckseite von 2
2d: Saugseite von 2
3: Bodenscheibe von 10
3a: Motoraufnahmeöffnung für 6 in 3
4: Ansaugöffnung von 1
5: Strömungskanal in 10 zwischen 2/2 und zwischen 8/9
5a: Lufteintrittsseite von 5
5b: Luftaustrittsseite von 5
6: Antriebsmotor für 10
6a: Außenkontur von 6
7: Gehäuse von 20
7a: Luftführungskanal von 7
7b: Lufteintrittsöffnung von 7 in 7a
8: deckseitige Leitfläche von 5
9: bodenseitige Leitfläche von 5
10: Radial-Laufrad
20: Lüftereinheit mit 10
21: Einlauf von 7
22: Spalt zwischen 21 und 1
A: kürzester Abstand zwischen 1 und 3
B: Breite von 7 bei 7b
b₂: Laufradaustrittsbreite von 1
b_DS: Breite von 1
b_ges: Gesamtbreite von 10
D_a,BS: Außendurchmesser von 3
D_a,DS: Außendurchmesser von 1
D_a,S: Austrittsdurchmesser von 2 an 1
D_i,DS: Innendurchmesser von 4 in 1
d_S: Profildicke von 2
LR: Laufrichtung von 10
L_E: Eintauchlänge von 21 in 1, Länge von 22
L_S: Profilgesamtlänge von 2
R_i,S: Innenradius von 2 bei 2a
R_i,DS: Innenradius von 4 in 1
S: Strömungsrichtung in 5 von 5a nach 5b
T₁: Tangente an 8 bei 4
T₂: Tangente an 8 bei 5a
W: Wirbel zwischen 3 und 6 (Fig. 4)
X-X: Längsachse von 10, 20

α_DS: Winkel zwischen T₁ und T₂
α_DS1: Winkel zwischen T₁ und X-X
α_DS2: Winkel zwischen T₂ und X-X

Claims

Radial-Laufrad (10) mit axialem Lufteintritt und Luftaustritt über den Laufrad-Umfang, vorzugsweise zur Verwendung in einem spiralförmig ausgestalteten Gehäuse (7), mit einer Bodenscheibe (3), welche einen Außendurchmesser (D_a,BS) aufweist, und mit einer konzentrisch zur Bodenscheibe (3) axial beabstandet angeordneten Deckscheibe (1), welche für den axialen Lufteintritt eine kreisförmige Ansaugöffnung (4) mit einem Innendurchmesser (D_i,DS) aufweist, sowie mit einer Mehrzahl von zwischen der Bodenscheibe (3) und der Deckscheibe (1) angeordneten, vorwärts gekrümmten, profilierten Schaufeln, (2) wobei zwischen jeweils zwei nebeneinander liegenden Schaufeln (2) ein Strömungskanal (5) mit einer radial innen liegenden Lufteintrittsseite (5a) und einer radial außen liegenden Luftaustrittsseite (5b) ausgebildet ist, der - gesehen in Laufrichtung (LR) des Radial-Laufrades (10) - konvex gekrümmt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (D_a,BS) der Bodenscheibe (3) - bezogen auf den Innendurchmesser (D_i,DS) der Ansaugöffnung (4) - mindestens um 20 % größer als der Innendurchmesser (D_i,DS) der Ansaugöffnung (4) ist, dass die Deckscheibe (1) für den Strömungskanal (5) eine deckseitige Leitfläche (8) ausbildet, wobei ein sich in Richtung der Eintrittsöffnung (4) öffnender Winkel (α_DS), der zwischen einer Tangente (T₁) an die deckseitige Leitfläche (8) am Eingang in die Ansaugöffnung (4) der Deckscheibe (1) und einer Tangente (T₂) an die deckseitige Leitfläche (8) am Ausgang aus dem Strömungskanal (5) an seiner radial außen liegenden Luftaustrittsseite (5b) gebildet ist, mindestens 30° beträgt.
Radial-Laufrad (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (D_a,BS) der Bodenscheibe (3) - bezogen auf den Innendurchmesser (D_i,DS) der Ansaugöffnung (4) - mindestens um 50 %, jedoch um höchstens 90 % größer als der Innendurchmesser (D_i,DS) der Deckscheibe (1) ist.
Radial-Laufrad (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass in den profilierten Schaufeln (2) ein Profildickenverhältnis (V_P) von maximaler Profildicke (d_S) zu Profilgesamtlänge (L_S) mindestens 0,15, insbesondere mindestens 0,2 und insbesondere bevorzugt mindestens 0,25 ist, wobei das Profildickenverhältnis (V_P) maximal bei 0,5 liegt, und insbesondere 0,4, besonders bevorzugt 0,35, beträgt.
Radial-Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenradius (R_i,S) an der Vorderkante (2a) der Schaufeln (2) in der Nähe der Deckscheibe (1) größer oder gleich dem Innenradius (R_i,DS) der Ansaugöffnung (4) der Deckscheibe (1) ist.
Radial-Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Austrittsdurchmesser (D_a,S) der Schaufeln (2) an der Deckscheibe (1) kleiner oder gleich dem Außendurchmesser (D_a,DS) der Deckscheibe (1) und/oder kleiner oder gleich dem Außendurchmesser (D_a,BS) der Bodenscheibe (3) ist.
Radial-Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (1), die Schaufeln (2) und die Bodenscheibe (3) als ein aus zwei Teilen, insbesondere aus zwei aus Kunststoff bestehenden Spritzformteilen, stoffschlüssig verbundener Verbundkörper ausgeführt sind.
Radial-Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenscheibe (3) im Strömungskanal (5) eine bodenseitige Leitfläche (9) ausbildet und die deckseitige Leitfläche (8) und/oder die bodenseitige Leitfläche (9) des Strömungskanals (5) eine stetige Krümmung aufweisen.
Radial-Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Strömungskanals (5) sich in Richtung von der radial innen liegenden Lufteintrittsseite (5a) zu der radial außen liegenden Luftaustrittsseite (5b) verjüngt, wobei insbesondere ein kürzester Abstand (A) zwischen der Bodenscheibe (3) und der Deckscheibe (1) in Strömungsrichtung (S) abnimmt.
Radial-Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Laufradaustrittsbreite (b₂) an der radial außen liegenden Luftaustrittsseite (5b) des Strömungskanals (5) einen Wert hat, der höchstens 70 % einer Gesamtbreite (b_ges) des Radial-Laufrades (10) beträgt.
Radial-Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass seine Gesamtbreite (b_ges) im Bereich von 25% bis 70 % bezogen auf den Außendurchmesser (D_a,Bs) der Bodenscheibe (2) liegt.
Radial-Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der sich in Richtung der Eintrittsöffnung (4) öffnende Winkel (α_DS), der zwischen einer Tangente (T1) an die deckseitige Leitfläche (8) am Eingang in die Ansaugöffnung (4) der Deckscheibe (1) und einer Tangente (T₂) an die deckseitige Leitfläche (8) am Ausgang aus dem Strömungskanal (5) an seiner radial außen liegenden Luftaustrittsseite (5b) gebildet ist, höchstens 90°, bevorzugt höchstens 75°; beträgt
Lüftereinheit (20), insbesondere Trommellüfter, mit einem Radial-Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass das Radial-Laufrad (10) in einem Gehäuse (7), insbesondere in einem spiralförmig ausgestalteten Gehäuse (7), angeordnet ist.
Lüftereinheit (20) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlauf (21) des Gehäuses (7) für das Radial-Laufrad (10) düsenförmig gestaltet ist, wobei der Einlauf (21) des Gehäuses (7) insbesondere in die Ansaugöffnung (4) der Deckscheibe (1) eintaucht.