EP3312427B1 - Ventilator mit ventilatorrad und leitrad - Google Patents

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EP3312427B1
EP3312427B1 EP17189145.0A EP17189145A EP3312427B1 EP 3312427 B1 EP3312427 B1 EP 3312427B1 EP 17189145 A EP17189145 A EP 17189145A EP 3312427 B1 EP3312427 B1 EP 3312427B1
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EP
European Patent Office
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fan
stator
flow
fan wheel
wheel
Prior art date
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EP3312427A1 (de
EP3312427B2 (de
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Daniel Gebert
Thomas Heli
Eugen Kleinhanß
Ann-Kathrin Löber
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Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Original Assignee
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3312427B1 publication Critical patent/EP3312427B1/de
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    • F04D29/329—Details of the hub
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    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/667—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by influencing the flow pattern, e.g. suppression of turbulence

Definitions

  • the invention relates to a fan with a fan wheel and a guide wheel.
  • guide wheels in fans is known from the prior art.
  • the DE 10 2012 109 542 A1 an axial fan with a guide wheel designed as a flow straightener, which is also referred to in the technical field as a guide wheel.
  • One object of the invention is therefore to provide a fan with a lathe guide wheel that enables a compact axial design while at the same time improving the flow characteristics.
  • a fan is proposed with a fan wheel having fan blades, which extends radially outwards about an axis of rotation of the fan and whose radial outer circumference determines a fan wheel diameter.
  • the fan also includes a guide wheel with air guide webs arranged at a distance in the axial flow direction to the fan wheel, which guide wheel also extends radially outwards and has a guide wheel diameter that is smaller than the fan wheel diameter, so that the guide wheel determines a partial cross-sectional area of a fan wheel cross-sectional area.
  • the guide wheel Due to the guide wheel having a smaller diameter than the fan wheel, it is possible to reduce the distance between the fan wheel and the guide wheel, ie to position the guide wheel closer to the fan wheel in the flow direction. On the one hand, this reduces the size of the fan in the axial flow direction and, on the other hand, it improves its noise characteristics. The fundamentally known effect of equalizing the Flow and prevention of backflow are retained anyway. In addition, due to the small amount of space required, the guide wheel can be retrofitted to existing fans.
  • Another advantageous aspect of the guide wheel which has a reduced diameter compared to the fan wheel, is that the pressure difference over the smaller cross section of the guide wheel is lower, so that the risk of icing is reduced when used in refrigeration technology.
  • the fan wheel has a fan wheel hub and a blade section through which air can flow, adjoining the fan wheel hub in the radial direction up to the outer circumference of the fan wheel.
  • the guide wheel comprises a guide wheel hub and a guide section adjoining the guide wheel hub in the radial direction up to the outer circumference of the guide wheel. It is advantageous if the diameter ratio of the guide section to the blade section is in a range from 0.1 to 0.8, more preferably in a range from 0.2 to 0.5. No separate component has to be provided as the guide wheel hub; rather, the guide wheel hub can also be formed by elements of other components, for example a motor housing.
  • the guide wheel is formed with a width in the axial flow direction which corresponds to 0.02 to 0.1 (i.e. 2% - 10%) of the fan wheel diameter.
  • the reference for adjusting the diffuser width is the fan wheel diameter.
  • the geometric design of the diffuser has direct flow effects, with the dimensions described above, both individually and cumulatively, leading to the turbulent components and the radial component in the radial inner area of the air flow generated by the fan being reduced.
  • the outflow angle in the meridian plane essentially approaches the optimum value of zero, so that the backflow that usually occurs in the hub or radial inner area is eliminated against the direction of flow generated.
  • the positive effect of the guide wheel and the compact design are also promoted by the fact that the minimum distance in the axial direction of flow between the fan wheel and the guide wheel is in a range of 0.01 and 0.2, more preferably in a range of 0.01 and 0 .05 of the fan wheel diameter.
  • a design variant in which the guide wheel has an outer circumferential ring on its radial outer circumference is also favorable in terms of flow technology.
  • the outer peripheral ring is preferably designed with thin walls and has a radial thickness that corresponds to 0.002 to 0.015 of the fan wheel diameter.
  • the outer peripheral ring is designed to run all the way around the guide wheel and has a non-angular cross section in axial section.
  • the outer circumferential ring then also promotes an increase in the rigidity of the stator.
  • the outer peripheral ring runs radially outwards relative to the axis of rotation at an angle ⁇ of 5-25°, more preferably of 5-10° in the axial direction of flow.
  • Another design variant of the fan is characterized in that the guide wheel hub runs radially outwards in the axial flow direction at an angle ⁇ of up to 60° to the axis of rotation, i.e. the guide wheel hub is conical in flow direction.
  • the stator has an inner ring radially adjacent to the stator hub, which is set at an angle ⁇ of up to 60° to the axis of rotation in the axial direction of flow, preferably over the entire width of the guide wheel, runs radially outwards.
  • the pitching of the stator hub or the inner ring adjoining the stator hub directs the air flow generated by the fan wheel in the radially inner area in a radially outward direction away from the axis of rotation of the fan.
  • stator hub or the inner ring forms a nozzle with the outer peripheral ring with a flow cross section that decreases in the direction of flow.
  • an axial section shows the upper half of an (axial) fan 1 with a fan wheel 2 extending radially outwards about the axis of rotation RA of the fan 1 and a guide wheel 4 arranged in the axial direction of flow at a very small distance A from the fan wheel 2, where the distance A corresponds to a value of 0.02 of the fan wheel diameter Dv.
  • the lower half, not shown, of the fan 1 is mirror-symmetrical.
  • the fan wheel 2 has a plurality of fan blades 3 which are spaced apart from one another in the circumferential direction and which each extend radially outwards from the fan wheel hub 12 and thereby increase their axial width.
  • Alternative fan blade shapes known from the art can also be used for all exemplary embodiments.
  • the radially outer free end of the fan wheel blades 3 determines the outer circumference and consequently the fan wheel diameter Dv.
  • a housing part 30 forming a flow channel is indicated, in which the fan 1 is inserted with a gap spacing 31 between the fan blades 3 and the inner wall of the housing part 30 .
  • the housing part 30 can be an external component or integrated into the fan.
  • the guide wheel 4 comprises a large number of air guide webs 5 running through the guide wheel in the axial direction and extends radially outwards from the guide wheel hub 13 to the outer peripheral ring 11.
  • the maximum guide wheel diameter DI is less than the fan wheel diameter Dv. Since the guide wheel 4 and the fan wheel 2 are arranged so that they overlap in the direction of flow, the guide wheel 4 determines a partial cross-sectional area through which flow can flow of the cross-sectional area of the fan wheel through which flow can take place.
  • the cross-sectional areas that can be flowed through are formed by the blade section 8 extending radially outwards from the fan wheel hub 12 and the guide section 9 extending radially outwards from the stator hub 13, the diameter ratio of the guide section 9 to the blade section 8 being 0.4 in the embodiment shown.
  • the radially outer part of the blade section 8 is not covered by the guide wheel 4, so that the flow generated by the fan wheel 2 partly first passes through the guide wheel 4, partly directly to the outside axially.
  • the outer circumferential ring 11 runs parallel to the axis of rotation RA essentially over the entire width B of the guide wheel 4 and is designed as a thin-walled circumferential ring, the thickness of which corresponds to a value of 0.01 of the fan wheel diameter Dv.
  • the width B of the guide wheel 4 corresponds to a value of 0.065 of the fan wheel diameter Dv.
  • the fan wheel hub 12 and the guide wheel hub 13 have the same hub diameter Dn.
  • the execution according to 2 is to the one in figure 1 Identical except for the design of the idler wheel, so that to avoid repetitions on the figure 1 described features reference is made.
  • the guide wheel 4 according to the embodiment figure 3 additionally comprises an inner ring 7 which has a section set at an angle ⁇ of 40° relative to the axis of rotation RA and runs obliquely radially outwards in the axial direction of flow over the entire width B of the guide wheel 4 .
  • the inner ring 7 has a V-shaped cross section with a leg engaging on the stator hub 13 and a leg forming the offset section. The inner ring 7 effectively prevents an axial backflow of air in the direction of the fan wheel 2 in the radially inner area adjoining the hubs 12, 13.
  • the execution according to 3 is identical to that in figure 2 until, that the outer peripheral ring 11 is modified.
  • the guide wheel 4 thus forms, through the inner ring 7 and the outer peripheral ring 11, a nozzle with a flow cross section that decreases in the direction of flow. Due to the inclined position of the outer peripheral ring 11, the maximum guide wheel cross section increases by the length of the opposite side of the angle ⁇ .
  • figure 4 is a diagram with characteristic curves for the pressure profile psf [Pa] and the efficiency nse [%] at different volume flows qv [m 3 /h] of the fan 1 according to 1 and the same fan shown without guide wheel 4, the solid curves each according to the fan 1 figure 1 and the dashed characteristic curves each identify the fan without diffuser.
  • the advantageous effect with increased peak efficiency at a volume flow of approx. 1100 m 3 /h and higher pressure up to approx. 1300 m 3 /h, ie in the highly relevant operating range, can be clearly seen.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ventilator mit einem Ventilatorrad und einem Leitrad.
  • Die Verwendung von Leiträdern bei Ventilatoren ist aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2012 109 542 A1 einen Axiallüfter mit einem als Strömungsgleichrichter ausgebildeten Leitrad, das im technischen Fachgebiet auch als Nachleitrad bezeichnet wird.
  • Bei den bekannten Leiträdern ist man davon ausgegangen, dass sie ihre größte strömungstechnische und geräuschreduzierende Wirkung in einem radial äußeren Bereich von Ventilatoren bzw. Ventilatorrädern gewährleisten, da in diesem Bereich die Geschwindigkeit der von dem Ventilator erzeugten Luftströmung maximal ist. Das Leitrad soll die Strömung vergleichmäßigen und eine sich negativ auf den Wirkungsgrad und das Geräuschverhalten auswirkende Rückströmung zum Ventilatorrad verhindern. Die bekannte Lösung des oben genannten Stands funktioniert in der Praxis gut, kann jedoch noch weiter verbessert werden, um weitere positive Aspekte bezüglich des benötigen axialen Bauraums, des Strömungsverlaufs und des Geräuschverhaltens zu erzielen. Weiterer Stand der technik ist in den Dokumenten US 2006/067816 A1 , WO 2011/151323 A2 und DE 103 30 088 A1 offenbart.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist deshalb, einen Ventilator mit Lachleitrad bereit zu stellen, der eine kompakte axiale Bauweise bei gleichzeitig verbessernder Strömungscharaktereristik ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Ventilator mit einem Ventilatorschaufeln aufweisenden Ventilatorrad vorgeschlagen, das sich um eine Rotationsachse des Ventilators nach radial außen erstreckt und dessen radialer Außenumfang einen Ventilatorraddurchmesser bestimmt. Der Ventilator umfasst zudem ein in axialer Strömungsrichtung zu dem Ventilatorrad in einem Abstand angeordnetes Leitrad mit Luftleitstegen, das sich ebenfalls nach radial außen erstreckt und einen Leitraddurchmesser aufweist, der geringer ist als der Ventilatorraddurchmesser, so dass das Leitrad eine Teilquerschnittfläche einer Ventilatorradquerschnittsfläche bestimmt.
  • Durch das gegenüber dem Ventilatorrad im Durchmesser kleinere Leitrad ist es möglich, den Abstand zwischen dem Ventilatorrad und dem Leitrad zu reduzieren, d.h. das Leitrad in Strömungsrichtung näher an das Ventilatorrad zu positionieren. Dies reduziert zum einen die Baugröße des Ventilators in axialer Strömungsrichtung, zum anderen verbessert sich sein Geräuschverhalten. Die grundsätzlich bekannte Wirkung der Vergleichmäßigung der Strömung und Verhinderung der Rückströmung bleiben ohnedies erhalten. Zudem kann das Leitrad aufgrund des geringen Bauraumbedarfs als nachrüstbares Teil an bestehende Ventilatoren montiert werden.
  • Ein weiterer vorteilhafter Aspekt des im Durchmesser gegenüber dem Ventilatorrad reduzierten Leitrads liegt darin, dass die Druckdifferenz über den kleineren Querschnitt des Leitrads geringer ist, so dass die Vereisungsgefahr bei einer Anwendung in der Kältetechnik reduziert wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführung des Ventilators ist vorgesehen, dass das Ventilatorrad eine Ventilatorradnabe und einen sich in radialer Richtung an die Ventilatorradnabe bis zum Außenumfang des Ventilatorrades anschließenden durchströmbaren Schaufelabschnitt aufweist. Zudem umfasst das Leitrad eine Leitradnabe und einen sich in radialer Richtung an die Leitradnabe bis zum Außenumfang des Leitrades anschließenden Leitabschnitt. Dabei ist vorteilhaft, wenn das Durchmesserverhältnis des Leitabschnitts zum Schaufelabschnitt in einem Bereich von 0,1 bis 0,8, weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 0,5 liegt. Als Leitradnabe muss kein eigenes Bauteil vorgesehen werden, vielmehr kann die Leitradnabe auch durch Elemente anderer Bauteile, beispielsweise ein Motorgehäuse ausgebildet werden.
  • Erfindungsgemäß wird das Leitrad in axialer Strömungsrichtung mit einer Breite ausgebildet, die 0,02 bis 0,1 (d.h. 2% - 10%) des Ventilatorraddurchmessers entspricht. Das bedeutet, dass die Bezugsgröße zur Anpassung der Breite des Leitrads der Ventilatorraddurchmesser ist.
  • Die geometrische Ausbildung des Leitrads hat unmittelbare strömungstechnische Auswirkungen, wobei die vorstehend beschriebenen Dimensionierungen sowohl einzeln als auch kumulativ dazu führen, dass die turbulenten Anteile und die radiale Komponente im radialen Innenbereich der von dem Ventilator erzeugten Luftströmung verringert werden. Der Ausströmungswinkel in der Meridianebene nähert sich im Wesentlichen dem optimalen Wert Null an, so dass die üblicherweise im Naben- bzw. radialen Innenbereich auftretende Rückströmung entgegen der erzeugten Strömungsrichtung beseitigt wird.
  • Die positive Wirkung des Leitrads und die kompakte Bauweise werden ferner dadurch gefördert, dass der minimale Abstand in axialer Strömungsrichtung zwischen dem Ventilatorrad und dem Leitrad in einem Bereich von 0,01 und 0,2, weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,01 und 0,05 des Ventilatorraddurchmessers liegt.
  • Strömungstechnisch günstig ist zudem eine Ausführungsvariante, bei der das Leitrad an seinem radialen Außenumfang einen Außenumfangsring aufweist. Der Außenumfangsring ist vorzugsweise dünnwandig ausgebildet und weist eine radiale Dicke auf, die 0,002 bis 0,015 des Ventilatorraddurchmessers entspricht.
  • Ferner ist vorteilhaft, wenn der Außenumfangsring vollständig um das Leitrad umlaufend ausgebildet ist und im Axialschnitt einen nichteckigen Querschnitt aufweist. Neben einem strömungstechnischen Einfluss begünstigt der Außenumfangsring dann zudem eine Steifigkeitserhöhung des Leitrads.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgesehen, dass der Außenumfangsring gegenüber der Rotationsachse in einem Winkel β von 5 - 25°, weiter bevorzugt von 5 - 10° angestellt in axialer Strömungsrichtung nach radial außen verläuft.
  • Eine weitere Ausführungsvariante des Ventilator ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leitradnabe gegenüber der Rotationsachse in einem Winkel α von bis zu 60° angestellt in axialer Strömungsrichtung nach radial außen verläuft, d.h. die Leitradnabe ist in Strömungsrichtung kegelförmig ausgebildet.
  • Alternativ zur Leitradnabe kann in einer alternative Lösung vorgesehen werden, dass das Leitrad in radialer an die Leitradnabe angrenzend einen Innenring aufweist, der zur Rotationsachse in einem Winkel α von bis zu 60° angestellt in axialer Strömungsrichtung, vorzugsweise über die gesamte Breite des Leitrads, nach radial außen verläuft. Das Anstellen der Leitradnabe bzw. des sich an die Leitradnabe angrenzenden Innenrings führt die von dem Ventilatorrad erzeugte Luftströmung im radialen Innenbereich in Richtung nach radial außen von der Rotationsachse des Ventilators weg.
  • Als vorteilhaft hat sich zudem eine Ausgestaltung erwiesen, bei der der Winkel α größer als der Winkel β ist.
  • Strömungstechnisch ist weiterhin eine Ausführung günstig, bei der die Leitradnabe oder der Innenring mit dem Außenumfangsring eine Düse mit sich in Strömungsrichtung verringerndem Durchströmungsquerschnitt bildet.
  • Die Ausführung der Luftleitstege des Leitrads erfolgt vorzugsweise in einer Weise gemäß der Offenbarung der DE102012109542A1 . Weitere für den Ventilator standardmäßig vorzusehende Bauteile wie z.B. ein Motor und eine Antriebswelle sind ebenfalls umfasst, auch wenn sie nicht ausdrücklich beschrieben werden. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische hälftig geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventilators;
    Fig. 2
    eine schematische hälftig geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventilators in einer weiteren Ausführungsvariante,
    Fig. 3
    eine schematische hälftig geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventilators in einer weiteren Ausführungsvariante,
    Fig. 4
    ein Diagramm mit Kurvenverläufen des Ventilators gemäß Fig. 1 und dem Stand der Technik ohne Leitrad.
  • Gleiche Bezugszeichen benennen gleich Teile in allen Ansichten. Alle Figuren sind rein schematisch und dienen dem Verständnis der Erfindung.
  • In Figur 1 ist im Axialschnitt die obere Hälfte eines als (Axial-)Ventilators 1 mit einem sich um die Rotationsachse RA des Ventilators 1 nach radial außen erstreckenden Ventilatorrad 2 sowie einem in axialer Strömungsrichtung in einem sehr geringen Abstand A zu dem Ventilatorrad 2 angeordneten Leitrad 4 gezeigt, wobei der Abstand A einem Wert von 0,02 des Ventilatorraddurchmessers Dv entspricht. Die untere, nicht gezeigte Hälfte des Ventilators 1 ist spiegelsymmetrisch ausgebildet. Das Ventilatorrad 2 weist mehrere in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnete Ventilatorschaufeln 3 auf, die sich jeweils von der Ventilatorradnabe 12 radial nach außen erstrecken und dabei ihre axiale Breite vergrößern. Für alle Ausführungsbeispiele sind auch alternative, aus der Technik bekannte Formen der Ventilatorschaufeln einsetzbar. Das radial äußere freie Ende der Ventilatorradschaufeln 3 bestimmt den Außenumfang und mithin den Ventilatorraddurchmessers Dv. Zudem ist ein einen Strömungskanal ausbildendes Gehäuseteil 30 angedeutet, in den der Ventilator 1 mit einem Spaltabstand 31 zwischen Ventilatorschaufeln 3 und Innenwand des Gehäuseteils 30 eingesetzt ist. Das Gehäuseteil 30 kann ein externes Bauteil oder in den Ventilator integriert sein.
  • Das Leitrad 4 umfasst eine Vielzahl von in axialer Richtung durch das Leitrad verlaufende Luftleitstege 5 und erstreckt sich von der Leitradnabe 13 nach radial außen bis zum Außenumfangsring 11. Der maximale Leitraddurchmesser DI ist geringer ist als der Ventilatorraddurchmesser Dv. Da das Leitrad 4 und das Ventilatorrad 2 sich in Strömungsrichtung überdeckend angeordnet sind, bestimmt das Leitrad 4 eine durchströmbare Teilquerschnittfläche der durchströmbaren Ventilatorradquerschnittsfläche. Die durchströmbaren Querschnittsflächen werden durch den sich von der Ventilatorradnabe 12 nach radial außen erstreckenden Schaufelabschnitt 8 und den sich von der Leitradnabe 13 nach radial außen erstreckenden Leitabschnitt 9 gebildet, wobei das Durchmesserverhältnis des Leitabschnitts 9 zum Schaufelabschnitt 8 in der gezeigten Ausführung bei 0,4 liegt. Der radial äußere Teil des Schaufelabschnitts 8 ist von dem Leitrad 4 nicht überdeckt, so dass die von dem Ventilatorrad 2 erzeugte Strömung teilweise zunächst durch das Leitrad 4, teilweise unmittelbar nach axial außen gelangt.
  • Der Außenumfangsring 11 verläuft parallel zur Rotationsachse RA im Wesentlichen über die gesamte Breite B des Leitrads 4 und ist als dünnwandiger umlaufender Ring ausgebildet, dessen Dicke einem Wert von 0,01 des Ventilatorraddurchmessers Dv entspricht. Die Breite B des Leitrads 4 entspricht einem Wert von 0,065 des Ventilatorraddurchmessers Dv. Die Ventilatorradnabe 12 und die Leitradnabe 13 weisen denselben Nabendurchmesser Dn auf.
  • Die Ausführung gemäß Fig. 2 ist zu derjenigen in Figur 1 bis auf die Ausbildung des Leitrads identisch, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die zu Figur 1 beschriebenen Merkmale Bezug genommen wird. Das Leitrad 4 der Ausführung gemäß Figur 3 umfasst zusätzlich einen Innenring 7, der einen gegenüber der Rotationsachse RA im Winkel α von 40° angestellten Abschnitt aufweist und in axialer Strömungsrichtung über die gesamte Breite B des Leitrads 4 schräg nach radial außen verläuft. Im gezeigten Axialschnitt weist der Innenring 7 einen V-förmigen Querschnitt mit einem an die Leitradnabe 13 angreifenden Schenkel und einem den angestellten Abschnitt bildenden Schenkel auf. Der Innenring 7 verhindert effektiv eine axiale Rückströmung von Luft in Richtung des Ventilatorrades 2 im radial innen liegenden, an die Naben 12, 13 angrenzenden Bereich.
  • Die Ausführung gemäß Fig. 3 ist identisch zu derjenigen in Figur 2 bis auf, dass der Außenumfangsring 11 abgewandelt ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb auf die Offenbarung zu den Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Gemäß Figur 3 ist der Außenumfangsring 11 gegenüber der Rotationsachse RA in einem Winkel β=10° angestellt und verläuft in axialer Strömungsrichtung nach radial außen. Das Leitrad 4 bildet somit durch den Innenring 7 und den Außenumfangsring 11 eine Düse mit sich in Strömungsrichtung verringerndem Durchströmungsquerschnitt. Aufgrund der Schrägstellung des Außenumfangsrings 11 vergrößert sich der maximale Leitradquerschnitt um die Länge der Gegenkathete des Winkels β.
  • In Figur 4 ist ein Diagramm mit Kennlinien zum Druckverlauf psf [Pa] und dem Wirkungsgrad nse [%] bei unterschiedlichen Volumenströmen qv [m3/h] des Ventilators 1 gemäß Fig. 1 und desselben Ventilators ohne Leitrad 4 dargestellt, wobei die durchgezogenen Kennlinien jeweils den Ventilator 1 gemäß Figur 1 und die gestrichelten Kennlinien jeweils den Ventilator ohne Leitrad kennzeichnen. Die vorteilhafte Wirkung mit erhöhtem Spitzwirkungsgrad bei einem Volumenstrom von ca. 1100 m3/h und höherem Druck bis ca. 1300 m3/h, d.h. im hochrelevanten Betriebsbereich, ist eindeutig zu entnehmen.

Claims (13)

  1. Ventilator mit einem Ventilatorschaufeln (3) aufweisenden Ventilatorrad (2), das sich um eine Rotationsachse des Ventilators (1) nach radial außen erstreckt und dessen radialer Außenumfang einen Ventilatorraddurchmesser (Dv) bestimmt, und einem in axialer Strömungsrichtung zu dem Ventilatorrad (1) in einem Abstand (A) angeordneten Leitrad (4) mit Luftleitstegen (5), das sich nach radial außen erstreckt und einen Leitraddurchmesser (DI) aufweist, der geringer ist als der Ventilatorraddurchmesser (Dv), so dass das Leitrad (4) eine Teilquerschnittfläche einer Ventilatorradquerschnittsfläche bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das das Leitrad (4) in axialer Strömungsrichtung eine Breite (B) aufweist, die in einem Bereich von 0,02 bis 0,1 des Ventilatorraddurchmessers (Dv) liegt.
  2. Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilatorrad (2) eine Ventilatorradnabe (12) und einen sich in radialer Richtung an die Ventilatorradnabe (12) bis zum Außenumfang des Ventilatorrades (2) anschließenden Schaufelabschnitt (8) aufweist, und das Leitrad (4) eine Leitradnabe (13) und einen sich in radialer Richtung an die Leitradnabe (13) bis zum Außenumfang des Leitrades (4) anschließenden Leitabschnitt (9) aufweist, wobei ein Durchmesserverhältnis des Leitabschnitts (9) zum Schaufelabschnitt (8) in einem Bereich von 0,1 bis 0,8 liegt.
  3. Ventilator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchmesserverhältnis des Leitabschnitts (9) zum Schaufelabschnitt (8) in einem Bereich von 0,2 bis 0,5 liegt.
  4. Ventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) in axialer Strömungsrichtung zwischen dem Ventilatorrad (2) und dem Leitrad (4) in einem Bereich von 0,01 und 0,2, vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 und 0,05 des Ventilatorraddurchmessers (Dv) liegt.
  5. Ventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitrad (4) an seinem radialen Außenumfang einen Außenumfangsring (11) aufweist.
  6. Ventilator nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfangsring (11) eine radiale Dicke aufweist, die 0,002 bis 0,015 des Ventilatorraddurchmessers (Dv) entspricht.
  7. Ventilator nach einem der vorigen beiden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfangsring (11) vollständig um das Leitrad (4) umlaufend ausgebildet ist und im Axialschnitt einen nichteckigen Querschnitt aufweist.
  8. Ventilator nach einem der vorigen Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfangsring (11) gegenüber der Rotationsachse in einem Winkel β von 5 - 25° angestellt in axialer Strömungsrichtung nach radial außen verläuft.
  9. Ventilator nach einem der vorigen Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfangsring (11) gegenüber der Rotationsachse in einem Winkel β von 5 - 10° angestellt in axialer Strömungsrichtung nach radial außen verläuft.
  10. Ventilator nach einem der vorigen Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitradnabe (13) gegenüber der Rotationsachse in einem Winkel α von bis zu 60° angestellt in axialer Strömungsrichtung nach radial außen verläuft.
  11. Ventilator nach einem der vorigen Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitrad (4) in radialer Richtung an die Leitradnabe (13) angrenzend einen Innenring (7) aufweist, der zur Rotationsachse in einem Winkel von 0 - 60° angestellt in axialer Strömungsrichtung über die gesamte Breite (B) des Leitrads (4) nach radial außen verläuft.
  12. Ventilator nach einem der vorigen Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α größer als der Winkel β ist.
  13. Ventilator nach einem der vorigen Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitradnabe (13) mit dem Außenumfangsring (11) eine Düse mit sich in Strömungsrichtung verringerndem Durchströmungsquerschnitt bildet.
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