EP3559474A1 - Ventilatormodul sowie anordnung eines oder mehrerer solcher ventilatormodule in einem strömungskanal - Google Patents

Ventilatormodul sowie anordnung eines oder mehrerer solcher ventilatormodule in einem strömungskanal

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EP3559474A1
EP3559474A1 EP17828648.0A EP17828648A EP3559474A1 EP 3559474 A1 EP3559474 A1 EP 3559474A1 EP 17828648 A EP17828648 A EP 17828648A EP 3559474 A1 EP3559474 A1 EP 3559474A1
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EP
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fan
blocker
fan module
suspension
housing
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Application number
EP17828648.0A
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English (en)
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Inventor
Frieder Loercher
Matthias GOELLER
André MUELLER
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Ziehl Abegg SE
Original Assignee
Ziehl Abegg SE
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Publication date
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    • F24F13/24Means for preventing or suppressing noise
    • F24F2013/242Sound-absorbing material

Definitions

  • the present invention relates to a fan module and the arrangement of one or more such fan modules in a flow channel or a comparable ventilation system, the fan module on the pressure side, a device for reducing or suppressing a backflow of the outflowing air is provided.
  • fan is to be understood in the broadest sense, which is usually radial, diagonal or axial fans, which are arranged modularly in housings or are connected on the pressure side to flow channels which direct the air flow in a mostly axial direction
  • Corresponding flow channels are typically rectangular in cross-section, in particular square or round.
  • the flow channels often have a relatively small cross-section in comparison with the fan diameter, or the side walls of the flow channels, which deflect the air flowing out from the fan in the axial direction, are arranged relatively close to the fan outlet, which results in considerable flow losses for free-running fans.
  • the distance between opposite sidewalls is equal to or less than 1.6 times the maximum fan blade diameter of a built-in fan.
  • the Nachleitrad is arranged on the pressure side of the blower.
  • a generic arrangement is known in which a fan is arranged in a housing.
  • a plurality of relatively thick intermediate walls are provided, which form two square annular channels with a small flow cross-section, which are arranged concentrically.
  • a filter is arranged downstream.
  • the inner wall parts are made of a sound absorbing material for the purpose of noise reduction of the unit.
  • the nested ring channels serve a uniform flow distribution.
  • the partitions have a considerable axial extent due to their geometry and arrangement, so that a considerable axial space is required together with the fan. This is particularly disadvantageous if the fan is to be accommodated in a modular housing.
  • the present invention has the object to eliminate the disadvantages known in the prior art as far as possible. Above all, a low-noise operation should be possible while avoiding flow losses.
  • the fan module and the arrangement of fan modules should differ from competitive products in design and construction.
  • the above object is solved by the features of the independent claims 1 and 15.
  • the fan module comprises a fan, which may be arranged in a housing.
  • An arrangement consists of one or more fan module (s), which are arranged in a modular combination for the design of a fan wall, and depending on the embodiment of a flow channel or a comparable ventilation system in which the fan module (s) is / are installed, the Flow channel regularly has a rectangular, square or round cross-section.
  • a device for reducing or suppressing a return flow is provided, which serves to equalize the outflowing air.
  • the device consists of a mechanical backflow blocker, which is arranged approximately in the middle in the flow path and blocks a part of the flow cross section.
  • the backflow blocker is a compact component which, in a comparatively flat design, has only a small axial size.
  • the return flow blocker is designed as a plate or preferably flat box (flat configuration in the axial direction), the active surface is transverse or orthogonal to the flow direction.
  • the return flow blocker is an obstacle in the flow path, but does not form any additional flow paths or flow channels.
  • the backflow blocker is designed to be self-contained.
  • the return flow blocker has substantially the same or similar contour or cross-sectional shape as the housing or the flow channel. This means that in the case of, for example, a square flow channel, the backflow blocker has a square base area. When the flow channel is round in cross section, the backflow blocker is correspondingly provided with a round cross section.
  • the return flow blocker has a preferably central recess or a passage.
  • a portion of the motor of the fan in the installed state of the stamina blockerers, so that the remindstromblockierer can be arranged or positioned so that it does not protrude on the pressure side over the end of the fan.
  • Such an embodiment has the enormous advantage that the size of the arrangement in the axial direction is not increased by provision of the backflow blocker, after which the arrangement can maximally have the axial size of the fan.
  • the return flow blocker is designed like a frame, wherein the part of the fan projecting into the return flow blocker or through the backflow blocker lies on the pressure side within the frame legs and is protected at least laterally.
  • the peripheral frame promotes the formation of the flow path while avoiding turbulence.
  • the return flow blocker is advantageously dimensioned such that it reduces the effective flow cross section within the housing or the flow channel by 40 to 70%, preferably by about 55%.
  • the homogeneous flow pattern also promotes the functionality of the following components, namely due to the homogeneous flow, and this with at least low reduction of the pressure side acoustics.
  • the return flow blocker is made of a preferably flanged or folded sheet metal.
  • this can be made of plastic, one-piece or multi-part, manufactured, with the items of remindstromblockierers be joined together by joining technology.
  • the return flow blocker is made as a sound-absorbing component, for example as a perforated plate with backfill with sound-absorbing material, or of a dimensionally stable sound-absorbing Material is made completely, for example, a foamed plastic with preferably open porosity.
  • the backflow blocker can have its own suspension, which positions it in the housing or flow channel as described above. It is also conceivable that the return flow blocker uses an existing suspension of the fan. The return flow blocker can be screwed to the suspension or clipped onto the suspension or snapped or clamped there. Any force / positive connections between the backflow blocker and the suspension are conceivable, the attachment should be reversible to favor access to the fan.
  • the special suspension of the return flow blocker or the suspension of the fan used by the backflow blocker can consist of round material, which promotes the flow conditions.
  • the suspension of a flat sheet such as metal strips or sheet metal strips, as well as plastic, exist.
  • the fluidic function of the return flow blocker and the mechanical function of the fan suspension can be taken over by one and the same part, preferably a sheet metal part.
  • the return flow blocker or the suspension of the fan in the housing or in the flow channel can be moved in its position, namely along the suspension or along positioning rails, which are associated with the suspension. This allows the otherwise identical fan module without further measures with fans with different engines, different impeller sizes and impeller types, which often have different heights, use.
  • the backflow blocker can be made of sheet metal or plastic, wherein the surface can be structured in order to promote the effect of the backflow blocker.
  • this may consist of foamed plastic with open porosity.
  • a pressure-side contact protection is formed which, in addition to the backflow blocker, is required only in those areas which are not shielded by the backflow blocker.
  • the inventive arrangement consists of one or more juxtaposed, parallel fan modules, often arranged in flow channels or comparable ventilation systems. Since the fan modules have a backflow blocker, they can be positioned in a compact manner relatively close to each other or close to sidewalls of flow channels, without having significant flow losses. Such arrangements may optionally be formed of fan modules with or without housing, the backflow blocker in each case unfolds its positive effect. In the case of fan modules with housings, adjacent fan modules can advantageously be connected to one another via the housing, in particular via the frame construction of the housing.
  • the backflow blocker can be arranged downstream of any functional units to which the backflow blocker has a positive effect insofar as it brings about a homogenization of the flow.
  • a filter or a filter group or a heat exchanger or a heating unit can be arranged downstream.
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a fan module according to the invention, in a pressure-side plan view of the fan module of Figure 1, in a pressure-side plan view another embodiment of a fan module according to the invention, without backflow blocker, with visible suspension of the fan, in a perspective view of the The object of Figure 3, but with mounted remindstromblockierer, in a pressure-side plan view the subject matter of Figure 4, in a side view, with disassembled side wall, the fan module of Figures 1 and 2, in a side view, with disassembled side wall, the fan module of the figures 3 to 5, in a perspective view, from the suction side, an embodiment of a fan module according to the invention, without housing, for installation in a flow channel, in a view from the pressure side, the embodiment of Figure 8,
  • FIG. 10 is a side view of the subject matter of Figures 8 and 9, in a pressure-side plan view of the subject matter of Figures 8 to 10, in a perspective view another embodiment of a fan module according to the invention in a housing with downstream or integrated sound absorber, in a pressure-side plan view the subject of Figure 12, in a side view, with the side wall removed ,
  • the object of Figures 12 and 13 in a perspective view another embodiment of a fan module according to the invention with safety guard, in a perspective view a compact arrangement of 4 parallel fan modules, and in a perspective view another embodiment of a fan module according to the invention, in which the backflow preventer is integrated in the fan suspension.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a fan module 24 according to the invention, wherein there is a subsequently always referred to as a fan 1 radial fan in a housing 2 is arranged.
  • the fan 1 may be any type of fan.
  • the fan module 24 is to be understood in terms of a compact, modular component and may be an element of an arrangement with one or more fan modules, which may advantageously be arranged directly adjacent to one another and / or one above the other, for example a fan wall. Again, results in a compact design.
  • the housing 2 has a frame structure 3, which is laterally closed by side walls 4. On the inflow side, the housing 2 is closed by a nozzle plate 5. In the nozzle plate 5, an inlet nozzle 23 is mounted or integrated for the fan 1.
  • the attachment of the fan module 24 in a flow channel, a ventilation system or on another fan module can be done via various elements of the housing 2, in particular via the nozzle plate 5, the frame structure 3 or the side walls. 4
  • FIG. 1 clearly shows that on the pressure side (outflow side) a special device is provided which serves to reduce or suppress backflow and to even out the outflowing air.
  • This device is hereinafter referred to as scrubströmblockierer 6.
  • It is a fluid-mechanical component, which advantageously has an outer contour of the housing 2 similar outer contour.
  • the contours of the housing 2 and the return flow blocker 6, viewed in cross-section perpendicular to the fan axis are approximately square. In particular, they can also be rectangular or hexagonal or have any other desired shape.
  • the remindströmblockierer 6 occupies about 55% of the housing cross-section, so that between the side walls 4 of the housing 2 and the remindstrom- blocker 6 an annular channel 15 or air passage remains.
  • the shape of the outer contour of the remindstromblockierers 6 also differ significantly from the shape of the inner contour of the housing 2, as long as the remindströmblockierer occupies about 40% -70% of the housing cross-section in cross section.
  • the remindströmblockierer 6 has as shown in the embodiment advantageously in the region of the annular channel 15 has an axial height, which is realized here by the frame 7.
  • this axial height is higher than a sheet thickness, advantageously greater than 5% of the width of the housing seen in cross section or greater than 20% of the average width of the annular channel.
  • the return flow blocker 6 is still relatively thin in the axial direction compared to the axial height of the housing 2.
  • the axial height of the return flow blocker 6 is not It consists in the embodiment of a sheet metal, which is laterally bent or crimped to a circumferential frame 7. This also results in the compact design.
  • an approximately circular recess 8 is provided, through which a part of the electric motor of the fan 1 protrudes.
  • FIG. 1 further reveals that the return flow blocker 6 is attached to a suspension 10, which consists of round struts 1 1.
  • a suspension 10 which consists of round struts 1 1.
  • the struts 1 1 are screwed on angle plates 12, each with two side walls 4, whereby not only a suspension 10 for the fan 1 and the return flow blocker 6 but also a stabilization of the housing 2 is realized.
  • the use of round material favors the air flow and reduces the flow resistance.
  • the optimal geometry of the return flow blocker 6 does not depend or only at the edge of the type of impeller or the impeller size of the fan 1. Rather, it is primarily about the ratio of the cross-sectional areas of the housing 2 and the sudstromblockierers 6, seen in the axial direction. This finding allows the use of different fan impellers in the same housing or flow channel with the same return flow blocker 6, which has a favorable effect on the manufacturing costs and the variety of parts.
  • FIG. 1 further shows that the circular recess 8 has a widened recess 13 or notch in the lower region, through which is accessible from the pressure side by an electronics / control area 14 of the fan 1, without dismantling the return flow blocker.
  • the return flow blocker 6 can be removed according to the fastening means used, so that access to the entire fan 1 is easily possible.
  • the laying of the cable can be done through the recess 13 to allow easy removal of the remindstromblockierers without disassembly of the electrical connection cable.
  • Figure 2 shows the compact fan module 24 of Figure 1 in an axial top view, i. from the print side.
  • the backflow blocker 6 occupies approximately 55% of the cross-sectional area of the housing 2. Due to the provision of the return flow blocker 6 on top of that, the pressure-side sound level can be reduced, wherein the return flow blocker 6 is made of sheet metal in the embodiment shown here. It is also conceivable to coat the return flow blocker 6 with sound-absorbing material or to produce a total of this. It is also conceivable to manufacture the return flow blocker 6 made of plastic, for example by injection molding. Advantageously, foamed plastic can be used to save weight and increase the Schallabsortion.
  • devices for fastening the return-flow blocker can be integrated on a suspension 10, which, for example, allows a simple clipping onto the suspension 10.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a fan module according to the invention, but without the backflow blocker 6, so that a suspension 10 for the fan 1 can be seen unobstructed.
  • the suspension 10 comprises vertical profiles 16 and lower and upper adjustment rails 17 for the variable axial positioning.
  • the adjustment rails 17 are provided with elongated slots, along which a displacement of the suspension 10 via the profiles 16 is possible.
  • This makes it possible to install in a housing 2 different fans, which have different axial height.
  • the same fan impeller with different engine lengths can be used, or fans of different design or impeller type are installed in the same housing.
  • the ratio of its cross section to the housing cross-section is crucial, the same backflow blocker can be used for different fans.
  • FIG. 4 shows the fan module according to FIG. 3, but with a downstream bellows blocker 6.
  • the axial position of the return flow blocker is always coupled to the axial position of the vertical braces 16 of the suspension 10.
  • a fluidically favorable distance to the fan outlet can be realized independently of the fan used without any special further measures.
  • FIG. 4 further clearly shows that a part 9 of the electric motor of the fan 1 projects into the return flow blocker 6 or through the recess 8 in the backflow blocker 6, so that the provision of the backflow blocker 6 in no way satisfies the required installation space and thus the volume of the housing 2, whereby a retrofitting of conventional arrangements with a return flow blocker 6 is possible.
  • FIG. 5 shows the fan module from FIG. 4 in an axial plan view, ie from the pressure side.
  • the return flow blocker 6 is attached to the suspension 10 from the pressure side with a total of four screws 18.
  • the return flow blocker 6 can be easily disassembled by loosening the screws 18.
  • any other fastening variants are conceivable, for example fastening by clipping, snapping or clamping.
  • Such mounting options are particularly advantageous in non-structural embodiments of the sudstromblockierers 6, if this consists for example of foamed plastic.
  • FIG. 6 shows the fan module from FIGS. 1 and 2 from the side, the side wall 4 being dismantled on this side. In the background you can see the opposite side wall 4.
  • the provided there remindstromblockierer 6 prevents air backflow in a central, near-axis region towards the fan 1. A toroidal, lossy vortex can not arise due to the provision ofraststromblockierers 6.
  • the channel width is at 1.6 times the maximum axial diameter of the impeller blades, the range of this ratio typically being between 1.3 and 1.8.
  • FIG. 6 clearly shows the special suspension 10 provided there, which comprises round struts 11 in the exemplary embodiment.
  • FIG. 7 shows a view corresponding to FIG. 6, this view being based on the exemplary embodiment from FIGS. 3 to 5.
  • the suspension 10 provided there comprises vertical profiles 16 and adjustment rails 17 for optimum positioning.
  • FIGS. 8 and 9 show a further embodiment of a fan module, respectively in a schematic view, namely Figure 8 from the suction side and Figure 9 from the pressure side.
  • the fan module 24 has no housing and is used for arrangement alone or with other parallel-connected fan modules in a flow channel. This is a built-in module for a flow channel, not shown in the two figures. Otherwise, the same statements apply to the previously described embodiments of the arrangement in a housing 2.
  • the return flow blocker 6 reduces the effective flow cross section in the flow channel instead of in the housing 2 as described above. Otherwise, the same statements apply as before.
  • a suspension 10 is provided from round material. This measure minimizes losses.
  • the return flow blocker 6 is made in sheet metal and attached to the round material or to the struts 10 of the fan suspension 10, namely clipped.
  • a return flow blocker 6 is designed with its fastening means so that it can be attached both to a suspension 10 of a fan module 24 without housing and to a suspension of a fan module 24 with housing 2, for example according to FIG.
  • identical backflow blockers 6 can be used for both types of fan modules.
  • the fan module 24 shown in FIGS. 8 and 9 can be installed in an air conditioning box unit with an axial flow channel, whereby the effect of the backflow blocker 6 becomes particularly evident, since fluidically a system is produced which is comparable to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is.
  • the return flow blocker 6 is advantageously designed such that it can be clipped onto both a suspension 10 according to this figure and to a suspension 10 according to Figures 1 and 2.
  • the backflow blocker 6 is optionally attachable, in case it is needed. If the provision of the remindstromblockierers 6 not desired, it can be removed or omitted from the outset. In any case, it can be retrofitted to fans already in central air conditioning units or similar.
  • the same principle can also be implemented with differently designed suspensions, for example based on a flat material construction according to FIGS. 3 to 6.
  • FIG. 10 shows the fan module from FIGS. 8 and 9 from the side, the suspension 10 being particularly clearly visible there.
  • FIG. 11 shows the object from FIGS. 8, 9 and 10 in a plan view from the pressure side, frontal view of the backflow blocker 6 being recognizable therefrom.
  • FIG. 12 shows, in a schematic view, a further exemplary embodiment of a fan module according to the invention, where the fan 1 is arranged in a housing 2.
  • a sound absorber 20 consisting of perforated plate is arranged, which adjoins the backflow blocking device (not shown in FIG. 12) and extends to the pressure-side edge of the housing 2.
  • the sound absorber 20 consists of perforated sheet metal, it being possible for a sound-absorbing material to be used in the inner, central area 25 surrounding the perforated sheet metal. Likewise, it is conceivable to manufacture the sound absorber 20 as a whole from a dimensionally stable sound-absorbing material.
  • FIG. 13 shows the fan module from FIG. 12 in a plan view from the pressure side.
  • the perforated sound absorber 20 is clearly visible, especially in that it adjoins the return flow blocker 6 with the same shape.
  • the suspension 10 with round struts 1 1 is also recognizable.
  • Figure 14 shows the fan module of Figures 12 and 13 from the side with the side wall removed.
  • the sound absorber 20 directly adjoins the return flow blocker 6, wherein both components are fastened and positioned together via the suspension 10.
  • the return flow blocker 6 is fastened to the struts 11 of the suspension 10 by means of a simple clip connection 26.
  • the sound absorber 20 acts in relation to the air flow from its outside.
  • the axial position of the suspension 10 can be adjusted and adapted to different fans 1.
  • a pressure-reducing device 22 is provided, which can serve to measure the volume flow during operation of the fan 1.
  • the sound absorber 20 has the shape of a truncated pyramid.
  • expanding flow channels 15 * are formed in the sense of a diffuser between the side walls 4 and the sound absorber 20 or its wall 19, which serve to convert dynamic energy into pressure energy. Also, this can cause an increase in efficiency, with an optimal positioning of both the fan 1 and the return flow blocker 6 including sound absorber 20 is to be assumed.
  • Expanding flow channels 15 * in particular with other housing cross-sections, can also be realized by means of sound absorbers which have a shape deviating from the truncated pyramid, for example the shape of a truncated cone.
  • the sound absorber 20 may also have the shape of a cuboid, so that no diffusers are formed. In any case, can be reduced by the use of the sound absorber 20 in a channel system radiated sound power.
  • the outer, square flow path of the housing 2 extends from the backflow blocker 6 in the axial direction over the entire effective area of the sound absorber 20, wherein it is also conceivable for the sound absorber 20 to extend out of the housing 2 into a flow channel , wherein this is in the installed state, for example in a central air conditioning unit, then surrounded by channel walls similar to the side walls 4 of the housing 2, whereby the sound absorber 20 can exert its effect.
  • the outer walls 4 of the housing 2 may be formed as a sound absorber. This is possible, for example, in that 4 panels of sound-absorbing material are used as outer walls. It is also possible to make the outer walls 4 of perforated plate and attach a sound absorbing material outside of the flow path. In the radial direction (transverse to the side wall 4) there is space for this, which is given by the overall height of the frame structure 3 transversely to the housing side wall 4, as can be seen well in Fig. 1, for example.
  • FIG. 15 shows a further exemplary embodiment of a fan module 24 with return flow blocker 6.
  • a pressure-side contact protection 27 in the form of a contact protection grid is integrated on the fan module 24.
  • a pressure-side contact protection is necessary if the outflow side of a fan module 24 can be accessible in fan operation. Since the backflow blocker 6 protects against contact with the fan for the inner, near-axis region, the additional contact protection 27 can be limited to the regions of the annular channel 15, which contributes to material and weight savings. Since the distance of the contact protection 27 to rotating parts of the fan 1 in the region of the pressure-side outlet of the annular channel 15 is relatively large, large grid mesh sizes can be selected, which is advantageous for efficiency and noise.
  • the touch guard 27 may be formed in various ways, as a stamped sheet metal, with a mesh structure or a wire ring grid construction. The fastening can take place on the housing 2, on the backflow blocker 6 or on both, and optionally with screws, rivets, clips, snap-in hooks or the like. Otherwise, this embodiment is comparable to that according to, for example, FIG. 1.
  • FIG. 16 shows an advantageous arrangement of four fan modules 24 according to FIGS. 8 to 11. It is fan modules 24 without housing, which are arranged side by side in parallel. This arrangement could be used, for example, in a flow channel surrounding the entire assembly. A special feature of this arrangement is that between adjacent backflow blockers 6 are no side walls. Instead of annular channels 15 as in the case of fan modules with housing, flow channels 15 ** are formed between adjacent backflow blockers. Also in this arrangement, the return flow blocker 6 cause comparable advantages as in embodiments with housing. In central, near-axis areas behind the fans 1, backflow is reduced or prevented, the efficiency increased and the noise emission reduced.
  • FIG. 17 shows a further embodiment of a fan module 24 with housing 2 and return flow blocker 6.
  • the return flow blocker 6 is designed as a supporting part and integrated into the fan suspension, ie fan suspension 10 and return flow blocker 6 are the same sheet metal part.
  • the suspension 10 assumes a fluid-mechanical positive acting function.
  • the fan is attached via its motor similar to that described in FIG. 3 on the carrying backflow blocker 6, 10, wherein the pressure-side end 9 of the motor protrudes through a recess 8 in the carrying backflow blocker 6, 10.
  • Advantage of such an embodiment is that fewer parts are needed for the construction, since the functions of the return flow blocker 6 and the suspension 10 are taken over by the same part.
  • the disadvantage, however, is that the return flow blocker 6 must be made of a strong sheet metal in order to take over the supporting function. For static reasons, this would not actually be necessary over the entire dimensions of the return flow blocker 6.

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Abstract

Ein Ventilatormodul umfassend mindestens einen Ventilator (1), ggf. eine Düsenplatte (5) und eine Aufhängung (10), hat druckseitig eine Einrichtung zur Reduktion oder Unterdrückung einer Rückströmung und Vergleichmäßigung der ausströmenden Luft, wobei die Einrichtung als mechanischer Rückstromblockierer (6) ausgeführt ist, der in etwa mittig im Strömungspfad angeordnet ist und einen Teil des Strömungsquerschnitts blockiert, sowie eine Anordnung mit einem oder mehreren Ventilatormodulen (24) in einem Strömungskanal.

Description

VENTILATORMODUL SOWIE ANORDNUNG EINES ODER MEHRERER SOLCHER VENTILATORMODULE IN EINEM
STRÖMUNGSKANAL
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilatormodul sowie die Anordnung eines oder mehrerer solcher Ventilatormodule in einem Strömungskanal oder einer vergleichbaren lufttechnischen Anlage, wobei beim Ventilatormodul druckseitig eine Einrichtung zur Reduktion oder Unterdrückung einer Rückströmung der aus- strömenden Luft vorgesehen ist.
Der Begriff „Ventilator" ist im weitesten Sinne zu verstehen. Regelmäßig handelt es sich dabei um Radial-, Diagonal- oder Axialventilatoren. Solche Ventilatoren sind bei modularer Verwendung in Gehäusen angeordnet oder werden druckseitig an Strömungskanäle angeschlossen, die die Luftströmung in meist axialer Richtung weiterleiten. Entsprechende Strömungskanäle sind im Querschnitt typischerweise rechteckig, insbesondere quadratisch oder rund.
Oft haben in der Praxis die Strömungskanäle im Vergleich zum Ventilatordurch- messer einen relativ geringen Querschnitt, bzw. sind die Seitenwände der Strömungskanäle, welche die vom Ventilator abströmende Luft in Achsrichtung umlenken, relativ nah am Ventilatoraustritt angeordnet, wodurch bei freilaufenden Ventilatoren erhebliche Strömungsverluste auftreten. Beispielsweise ist bei einem quadratischen oder rechteckigen Kanal der Abstand gegenüberliegender Seiten- wände gleich oder geringer als das 1 ,6-fache des maximalen Ventilatorschaufeldurchmessers eines eingebauten Ventilators. Diese Strömungsverluste sind darauf zurückzuführen, dass sich in einem zentralen bzw. achsnahen Bereich hinter dem Ventilator eine Rückströmung bildet, die einen großen, torusförmigen Wirbel induziert. Dies führt zu erheblichen Leistungsverlusten und Lärmer- zeugung. Die Verluste sind umso größer, je enger bzw. kleiner der Kanal baut. In ganz ähnlicher Weise entstehen Verluste, wenn benachbarte, parallel geschaltete Radial- oder Diagonalventilatoren geringen Abstand zueinander haben und die abströmende Luft dadurch schnell in Achsrichtung umgelenkt wird. Um diesen Verlusten entgegenzuwirken, ist es aus der Praxis bereits bekannt, durch den Einsatz von Nachleiträdern den Drall aus der Strömung zu nehmen, wodurch Strömungsverluste deutlich reduzierbar sind. Die Verwendung von Nachleiträdern ist konstruktiv aufwändig. Außerdem wird durch den Einsatz von Nachleiträdern die Lärmemission erhöht. Zum einschlägigen Stand der Technik sei lediglich beispielhaft auf die DE 195 23 339 A1 verwiesen, die im Konkreten ein in einem Gehäuse angeordnetes Axialgebläse mit einem Nachleitrad zeigt, wodurch eine Stabilisierung der durch das Flügelrad erzeugten Luftströmung erfolgen soll. Entsprechend ist das Nachleitrad auf der Druckseite des Gebläses angeordnet. Aus der EP 0 497 296 B1 ist eine gattungsbildende Anordnung bekannt, bei der in einem Gehäuse ein Ventilator angeordnet ist. Druckseitig sind mehrere relativ dicke Zwischenwände vorgesehen, die zwei quadratische Ringkanäle mit geringem Strömungsquerschnitt bilden, die konzentrisch angeordnet sind. Druckseitig ist ein Filter nachgeordnet. Die inneren Wandteile bestehen aus einem schalldämmenden Material zum Zwecke der Geräuschdämmung der Einheit. Außerdem dienen die ineinander verschachtelten Ringkanäle einer gleichmäßigen Strömungsverteilung.
Bei der zuvor beschriebenen Anordnung ist nachteilig, dass die Vorkehrung der Wandteile und Schaffung relativ enger Ringkanäle erhebliche Strömungsverluste mit sich bringt. Wären die Zwischenwände nicht aus geräuschdämmendem Material gefertigt, entstünden erhebliche Strömungsgeräusche.
Außerdem haben die Zwischenwände aufgrund ihrer Geometrie und Anordnung eine erhebliche axiale Erstreckung, so dass gemeinsam mit dem Ventilator ein erheblicher axialer Bauraum erforderlich ist. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn der Ventilator in einem modularen Gehäuse unterzubringen ist.
Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Nachteile weitestgehend zu eliminieren. Vor allem soll unter Vermeidung von Strömungsverlusten ein geräuscharmer Betrieb möglich sein. Außerdem soll sich das Ventilatormodul und die Anordnung von Ventilatormodulen von wettbewerblichen Produkten im Design und in der Konstruktion unterscheiden. Voranstehende Aufgabe ist durch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1 und 15 gelöst. Danach umfasst das Ventilatormodul einen Ventilator, der in einem Gehäuse angeordnet sein kann. Eine Anordnung besteht aus einem oder mehreren Ventilatormodul(en), das/die in modularer Kombination zur Gestaltung einer Gebläsewand angeordnet sind, sowie je nach Ausführungsform einem Strömungskanal oder einer vergleichbaren lufttechnischen Anlage, in welche das oder die Ventilatormodule eingebaut ist/sind, wobei der Strömungskanal regelmäßig einen rechteckigen, quadratischen oder runden Querschnitt hat. Druckseitig ist eine Einrichtung zur Reduktion oder Unterdrückung einer Rück- strömung vorgesehen, die zur Vergleichmäßigung der ausströmenden Luft dient.
Die Einrichtung besteht aus einem mechanischen Rückstromblockierer, der in etwa mittig im Strömungspfad angeordnet ist und einen Teil des Strömungs- querschnitts blockiert. Bei dem Rückstromblockierer handelt es sich um ein in sich kompaktes Bauteil, welches in vergleichsweise flacher Ausführung eine nur geringe axiale Baugröße hat.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Rückstromblockierer als Platte oder vorzugs- weise flacher Kasten (flache Ausgestaltung in axialer Richtung) ausgeführt, dessen Wirkfläche quer bzw. orthogonal zur Strömungsrichtung verläuft. Der Rückstromblockierer stellt ein Hindernis im Strömungspfad dar, bildet jedoch in sich keine zusätzlichen Strömungspfade bzw. Strömungskanäle. In Bezug auf die Luftströmung ist der Rückstromblockierer in sich geschlossen ausgeführt.
In weiter vorteilhafter Ausgestaltung hat der Rückstromblockierer im Wesentlichen die gleiche oder ähnliche Kontur oder Querschnittsform wie das Gehäuse oder der Strömungskanal. Das bedeutet, dass bei beispielsweise quadratischem Strömungskanal der Rückstromblockierer eine quadratische Grundfläche hat. Bei im Querschnitt rundem Strömungskanal ist der Rückstromblockierer entsprechend mit einem runden Querschnitt ausgestattet.
Im Rahmen einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung hat der Rückstromblockierer eine vorzugsweise mittige Ausnehmung bzw. einen Durchgang. In diese Ausnehmung hinein oder durch diese Ausnehmung hindurch ragt, im eingebauten Zustand des Rückstromblockierers, ein Bereich des Motors des Ventilators, so dass der Rückstromblockierer derart anordenbar bzw. positionierbar ist, dass er druckseitig nicht über das Ende des Ventilators hinausragt. Eine solche Ausge- staltung hat den enormen Vorteil, dass durch Vorkehrung des Rückstrom- blockierers die Baugröße der Anordnung in axialer Richtung nicht vergrößert wird, wonach die Anordnung maximal die axiale Baugröße des Ventilators haben kann. Außerdem ist es denkbar, dass der Rückstromblockierer rahmenartig ausgebildet ist, wobei der in den Rückstromblockierer hinein oder durch den Rückstrom- blockierer hindurch ragende Teil des Ventilators, druckseitig, innerhalb der Rahmenschenkel liegt und zumindest seitlich geschützt ist. Außerdem begünstigt der umlaufende Rahmen die Bildung des Strömungspfads unter Vermeidung von Verwirbelungen. Der Rückstromblockierer ist in vorteilhafter Weise derart dimensioniert, dass er den wirksamen Strömungsquerschnitt innerhalb des Gehäuses oder des Strömungskanals um 40 bis 70%, vorzugsweise um etwa 55%, reduziert.
Mit dem Rückstromblockierer werden im Vergleich zum Stand der Technik eine deutlich geringere Geschwindigkeitsspreizung sowie eine homogene Anströmung nachfolgender Komponenten erreicht. Dadurch ist ein reduzierter Abstand zu nachfolgenden Komponenten wie beispielsweise einem Filter oder einem Wärmetauscher möglich. Das homogene Strömungsbild fördert außerdem die Funktionalität der nachfolgenden Komponenten, nämlich aufgrund der homogenen Anströmung, und dies bei zumindest geringer Reduzierung der druckseitigen Akustik.
Grundsätzlich ist es möglich, dass der Rückstromblockierer aus einem vorzugsweise umbördelten oder abgekanteten Blech hergestellt wird. Ebenso kann dieser aus Kunststoff, einteilig oder mehrteilig, hergestellt sein, wobei die Einzelteile des Rückstromblockierers fügetechnisch miteinander verbunden werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass der Rückstromblockierer als schallabsorbierende Komponente gefertigt ist, beispielsweise als Lochblech mit Hinterfüllung mit schallabsorbierendem Material, oder aus einem formstabilen schallabsorbierenden Material komplett gefertigt ist, beispielsweise aus einem geschäumten Kunststoff mit vorzugsweise offener Porosität.
Der Rückstromblockierer kann über eine eigene Aufhängung verfügen, die ihn im Gehäuse oder Strömungskanal entsprechend den voranstehenden Ausführungen positioniert. Ebenso ist es denkbar, dass der Rückstromblockierer eine bereits vorhandene Aufhängung des Ventilators nutzt. Der Rückstromblockierer kann mit der Aufhängung verschraubt oder an die Aufhängung angeklipst bzw. dort eingerastet oder festgeklemmt sein. Beliebige kraft-/formschlüssige Verbindungen zwischen dem Rückstromblockierer und der Aufhängung sind denkbar, wobei die Befestigung reversibel sein sollte, um den Zugriff auf den Ventilator zu begünstigen.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass ein solcher Rückstromblockierer zu Wartungs- oder Reparaturzwecken des Ventilators mühelos entfernt werden kann. Auch ist es denkbar, eine gattungsbildende Anordnung mit einem Rückstromblockierer nachzurüsten, nämlich beispielsweise unter Nutzung der ohnehin vorgesehenen Aufhängung des Ventilators.
Die besondere Aufhängung des Rückstromblockierers oder die vom Rückstrom- blockierer genutzte Aufhängung des Ventilators kann aus Rundmaterial bestehen, wodurch die Strömungsverhältnisse begünstigt sind. Im Rahmen einer besonders einfachen Ausgestaltung kann die Aufhängung aus einem flachen Blech, beispielsweise aus Blechstreifen oder Blechleisten, ebenso aus Kunststoff, bestehen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die strömungstechnische Funktion des Rückstromblockierers und die mechanische Funktion der Ventilatoraufhängung von ein und demselben Teil übernommen werden, vorzugsweise einem Blechteil. In ganz besonders vorteilhafter Weise lässt sich der Rückstromblockierer bzw. die Aufhängung des Ventilators im Gehäuse bzw. im Strömungskanal in seiner Position verschieben, nämlich entlang der Aufhängung oder entlang von Positionierungsschienen, die der Aufhängung zugeordnet sind. So lässt sich das ansonsten identische Ventilatormodul ohne weitere Maßnahmen mit Ventilatoren mit verschiedenen Motoren, verschiedenen Laufradbaugrößen und Laufradbautypen, welche oft unterschiedliche Bauhöhe aufweisen, einsetzen.
Wie bereits zuvor erwähnt, kann der Rückstromblockierer aus Blech oder Kunst- stoff gefertigt sein, wobei die Oberfläche strukturiert sein kann, um die Wirkung des Rückstromblockierers zu begünstigen. Im Falle einer Fertigung aus Kunststoff kann diese aus geschäumtem Kunststoff mit offener Porosität bestehen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines Ventilatormoduls ist ein druckseitiger Berührschutz ausgebildet, welcher zusätzlich zum Rückstrom- blockierer nur in den Bereichen nötig ist, die nicht vom Rückstromblockierer abgeschirmt sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einem oder mehreren neben- einander angeordneten, parallel geschalteten Ventilatormodulen, oft in Strömungskanälen oder vergleichbaren lufttechnischen Anlagen angeordnet. Da die Ventilatormodule einen Rückstromblockierer aufweisen, können sie in kompakter Weise vergleichsweise nah aneinander oder nahe an Seitenwänden von Strömungskanälen positioniert werden, ohne maßgebliche Strömungsverluste zu haben. Solche Anordnungen können wahlweise gebildet werden aus Ventilatormodulen mit oder ohne Gehäuse, wobei der Rückstromblockierer in jedem Fall seine positive Wirkung entfaltet. Bei Ventilatormodulen mit Gehäuse können benachbarte Ventilatormodule vorteilhaft über das Gehäuse, insbesondere über die Rahmenkonstruktion des Gehäuses, miteinander verbunden werden.
Dem Rückstromblockierer können beliebige funktionale Einheiten nachgeordnet sein, auf die sich der Rückstromblockierer insoweit positiv auswirkt, als er eine Vergleichmäßigung der Strömung herbeiführt. So kann ein Filter bzw. eine Filtergruppe oder ein Wärmetauscher bzw. ein Heizaggregat nachgeordnet sein.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilatormoduls, in einer druckseitigen Draufsicht das Ventilatormodul aus Figur 1 , in einer druckseitigen Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilatormoduls, ohne Rückstrom- blockierer, mit sichtbarer Aufhängung des Ventilators, in einer perspektivischen Ansicht den Gegenstand aus Figur 3, jedoch mit montiertem Rückstromblockierer, in einer druckseitigen Draufsicht den Gegenstand aus Figur 4, in einer Seitenansicht, bei demontierter Seitenwand, das Ventilatormodul aus den Figuren 1 und 2, in einer Seitenansicht, bei demontierter Seitenwand, das Ventilatormodul aus den Figuren 3 bis 5, in einer perspektivischen Ansicht, von der Ansaugseite her, ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilatormoduls, ohne Gehäuse, zum Einbau in einen Strömungskanal, in einer Ansicht, von der Druckseite her, das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8,
Fig. 10 in einer Seitenansicht den Gegenstand aus den Figuren 8 und 9, in einer druckseitigen Draufsicht den Gegenstand aus den Figuren 8 bis 10, in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilatormoduls in einem Gehäuse mit nachgeschaltetem bzw. integriertem Schallabsorber, in einer druckseitigen Draufsicht den Gegenstand aus Figur 12, in einer Seitenansicht, bei entfernter Seitenwand, den Gegenstand aus den Figuren 12 und 13, in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilatormoduls mit Berührschutzgitter, in einer perspektivischen Ansicht eine kompakte Anordnung von 4 parallel geschalteten Ventilatormodulen, und in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilatormoduls, bei dem der Rückstrom- blockierer in die Ventilatoraufhängung integriert ist.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilatormoduls 24, wobei dort ein nachfolgend stets als Ventilator 1 bezeichneter Radialventilator in einem Gehäuse 2 angeordnet ist. Bei dem Ventilator 1 kann es sich um jedwede Ventilatorbauart handeln.
Das Ventilatormodul 24 ist im Sinne eines kompakten, modularen Bauteils zu ver- stehen und kann Element einer Anordnung mit einem oder mehreren Ventilatormodulen sein, die vorteilhaft direkt nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein können, beispielsweise einer Gebläsewand. Auch hier ergibt sich eine kompakte Bauweise. Das Gehäuse 2 hat eine Rahmenstruktur 3, die seitlich durch Seitenwände 4 geschlossen ist. Zuströmseitig ist das Gehäuse 2 durch eine Düsenplatte 5 abgeschlossen. In der Düsenplatte 5 ist eine Einlaufdüse 23 für den Ventilator 1 angebracht bzw. integriert. Die Befestigung des Ventilatormoduls 24 in einem Strömungskanal, einer lufttechnischen Anlage oder an einem anderen Ventilatormodul kann über verschiedene Elemente des Gehäuses 2 erfolgen, insbesondere über die Düsenplatte 5, die Rahmenstruktur 3 oder die Seitenwände 4.
Figur 1 zeigt deutlich, dass druckseitig (ausströmseitig) eine besondere Einrich- tung vorgesehen ist, die zur Reduktion oder Unterdrückung einer Rückströmung und zur Vergleichmäßigung der ausströmenden Luft dient. Diese Einrichtung ist nachfolgend als Rückströmblockierer 6 bezeichnet. Dabei handelt es sich um ein strömungsmechanisch wirkendes Bauteil, welches vorteilhaft eine der Innenkontur des Gehäuses 2 ähnliche Aussenkontur hat. Im Ausführungsbeispiel sind die Konturen des Gehäuses 2 und des Rückstromblockierers 6, im Querschnitt senkrecht zur Ventilatorachse gesehen, etwa quadratisch. Sie können insbesondere auch rechteckig oder sechseckig sein oder eine sonstige beliebige Form haben. Der Rückströmblockierer 6 nimmt etwa 55% des Gehäusequerschnitts ein, so dass zwischen den Seitenwänden 4 des Gehäuses 2 und dem Rückstrom- blockierer 6 ein Ringkanal 15 bzw. Luftdurchtritt verbleibt. Bei anderen Ausführungsformen kann die Form der Außenkontur des Rückstromblockierers 6 auch deutlich von der Form der Innenkontur des Gehäuses 2 abweichen, solange der Rückströmblockierer im Querschnitt etwa 40%-70% des Gehäusequerschnitts einnimmt.
Der Rückströmblockierer 6 hat wie im Ausführungsbeispiel gezeigt vorteilhaft im Bereich des Ringkanals 15 eine axiale Höhe, welche hier durch den Rahmen 7 realisiert ist. Insbesondere ist diese axiale Höhe höher als eine Blechstärke, vorteilhaft größer als 5% der Breite des Gehäuses im Querschnitt gesehen oder größer als 20% der mittleren Breite des Ringkanals.
Der Rückströmblockierer 6 ist in axialer Richtung dennoch relativ dünn ausgeführt im Vergleich zur axialen Höhe des Gehäuses 2. Um eine optimale Bauraumeinsparung zu erreichen, ist die axiale Bauhöhe des Rückstromblockierers 6 nicht größer als 20% der axialen Bauhöhe des Ventilatormoduls 24. Er besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Blech, welches seitlich zu einem umlaufenden Rahmen 7 gebogen bzw. gebördelt ist. Auch daraus resultiert die kompakte Bauweise.
Mittig im Rückstromblockierer 6 ist eine in etwa runde Ausnehmung 8 vorgesehen, durch die hindurch ein Teil des Elektromotors des Ventilators 1 ragt. Damit ist es möglich, den Rückstromblockierer 6 soweit über den Ventilator 1 bzw. dessen druckseitiges Ende 9 zu schieben bzw. zu positionieren, dass der Ventilator 1 selbst die notwendige axiale Baulänge des Ventilatormoduls 24 vorgibt, und nicht etwa der Rückstromblockierer 6, mit zusätzlichem Bauraum.
Figur 1 lässt des Weiteren erkennen, dass der Rückstromblockierer 6 an einer Aufhängung 10 befestigt ist, die aus runden Streben 1 1 besteht. An dieser Aufhängung ist auch der Ventilator 1 mit seinem Elektromotor befestigt, wodurch die Verbindung des Ventilators 1 zum Gehäuse sichergestellt ist. Die Streben 1 1 sind über Winkelbleche 12 mit jeweils zwei Seitenwänden 4 verschraubt, wodurch nicht nur eine Aufhängung 10 für den Ventilator 1 und den Rückstromblockierer 6 sondern auch eine Stabilisierung des Gehäuses 2 realisiert ist. Anstelle der runden Streben 1 1 bzw. des Rundmaterials können auch dünne Blechstreben verwendet werden, wobei die Verwendung von Rundmaterial die Luftströmung begünstigt bzw. den Strömungswiderstand reduziert.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass Untersuchungen ergeben haben, dass die optimale Geometrie des Rückstromblockierers 6 nicht oder allenfalls nur am Rande vom Laufradtyp oder von der Laufradgröße des Ventilators 1 abhängt. Vielmehr geht es hier in erster Linie um das Verhältnis der Querschnittsflächen des Gehäuses 2 und des Rückstromblockierers 6, in axialer Richtung gesehen. Diese Erkenntnis ermöglicht den Einsatz von verschiedenen Ventilatorlaufrädern im gleichen Gehäuse bzw. Strömungskanal mit demselben Rückstromblockierer 6, was sich günstig auf die Fertigungskosten und die Teilevielfalt auswirkt.
Figur 1 zeigt des Weiteren, dass die an sich kreisrunde Ausnehmung 8 im unteren Bereich eine erweiterte Ausnehmung 13 bzw. Ausklinkung aufweist, durch die hin- durch ein Elektronik-/Steuerbereich 14 des Ventilators 1 von der Druckseite her zugänglich ist, ohne den Rückstromblockierer zu demontieren. Ungeachtet dessen lässt sich der Rückstromblockierer 6 entsprechend der verwendeten Befestigungsmittel entfernen, so dass ein Zugriff auf den gesamten Ventilator 1 mühelos mög- lieh ist. Die Verlegung der Kabel kann durch die Ausnehmung 13 erfolgen, um ein müheloses Abnehmen des Rückstromblockierers ohne Demontage des elektrischen Anschlusskabels zu ermöglichen.
Figur 2 zeigt das kompakte Ventilatormodul 24 aus Figur 1 in einer axialen Drauf- sieht, d.h. von der Druckseite her. Anhand von Figur 2 lässt sich in etwa abschätzen, dass der Rückstromblockierer 6 in etwa 55% der Querschnittsfläche des Gehäuses 2 einnimmt. Aufgrund der Vorkehrung des Rückstromblockierers 6 lässt sich obendrein der druckseitige Schallpegel reduzieren, wobei der Rückstromblockierer 6 bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus Blech gefertigt ist. Ebenso ist es denkbar, den Rückstromblockierer 6 mit schallabsorbierendem Material zu beschichten oder aus diesem insgesamt zu fertigen. Es ist auch denkbar, den Rückstromblockierer 6 aus Kunststoff beispielsweise im Spritzgiessver- fahren zu fertigen. Vorteilhaft kann geschäumter Kunststoff eingesetzt werden, um Gewicht einzusparen und die Schallabsortion zu erhöhen. Bei gegossenen Rück- stromblockierern 6 können Vorrichtungen zur Befestigung des Rückstromblockierers an einer Aufhängungen 10 integriert sein, die beispielsweise ein einfaches Aufklipsen an die Aufhängung 10 ermöglichen.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilatormoduls, jedoch ohne den Rückstromblockierer 6, so dass eine Aufhängung 10 für den Ventilator 1 unverdeckt erkennbar ist. Die Aufhängung 10 umfasst vertikale Profile 16 sowie untere und obere Verstellschienen 17 zur variablen axialen Positionierung. Die Verstellschienen 17 sind mit länglichen Schlitzen ausgestattet, entlang derer eine Verschiebung der Aufhängung 10 über die Profile 16 möglich ist. Dadurch ist es möglich, in ein Gehäuse 2 verschiedene Ventilatoren einzubauen, die unterschiedliche axiale Bauhöhe haben. So können das gleiche Ventilatorlaufrad mit verschiedenen Motorbaulängen eingesetzt werden, oder auch Ventilatoren unterschiedlicher Bauart oder Laufradtyps in dasselbe Gehäuse eingebaut werden. Da für die Funktionsweise des Rückstrom- blockierers das Verhältnis seines Querschnitts zum Gehäusequerschnitt ausschlaggebend ist, kann derselbe Rückstromblockierer für verschiedene Ventilatoren eingesetzt werden. Figur 4 zeigt das Ventilatormodul nach Figur 3, jedoch mit einem beispielsweise nachträglich montierten Rückstromblockierer 6. Es ist deutlich zu erkennen, dass die axiale Position des Rückstromblockierers immer an die axiale Position der vertikalen Streben 16 der Aufhängung 10 gekoppelt ist. Dadurch kann ein strömungstechnisch günstiger Abstand zum Ventilatoraustritt unabhängig vom eingesetzten Ventilator ohne besondere weitere Maßnahmen realisiert werden.
Figur 4 zeigt des Weiteren deutlich, dass ein Teil 9 des Elektromotors des Ventilators 1 in den Rückstromblockierer 6 bzw. durch die Ausnehmung 8 im Rückstromblockierer 6 ragt, so dass die Vorkehrung des Rückstromblockierers 6 in keiner Weise den erforderlichen Bauraum und somit das Volumen des Gehäuses 2 vergrößert, wodurch ein Nachrüsten herkömmlicher Anordnungen mit einem Rückstromblockierer 6 möglich ist.
Figur 5 zeigt das Ventilatormodul aus Figur 4 in einer axialen Draufsicht, d.h. von der Druckseite her. Dort ist der Rückstromblockierer 6 von der Druckseite her mit insgesamt vier Schrauben 18 an der Aufhängung 10 befestigt. Um den Ventilator 1 zur Wartung oder Reparatur zugänglich zu machen, kann der Rückstromblockierer 6 durch Lösen der Schrauben 18 leicht demontiert werden. An dieser Stelle sei angemerkt, dass beliebige andere Befestigungsvarianten denkbar sind, beispiels- weise ein Befestigen durch Anklipsen, Einrasten oder Festklemmen. Solche Befestigungsmöglichkeiten sind insbesondere bei nichttragenden Ausführungsformen des Rückstromblockierers 6 von Vorteil, wenn dieser beispielsweise aus geschäumtem Kunststoff besteht. Als besonders vorteilhafte Befestigungsvariante bei Rückstromblockierern aus Blech haben sich spezielle Klipselemente herausgestellt, wie sie in gleicher oder ähnlicher Weise bei der Installation von Kabelleerrohren bei der Elektroinstallation üblich sind. Diese Klipselemente sind einerseits in dafür vorgesehene Ausstanzungen im Blech des Rückstromblockierers 6 einklipsbar, und andererseits auf runde Streben 1 1 einer Aufhängung 10 ebenfalls aufklipsbar. Genauso ist es auch denkbar, ähnliche Klipselemente für Flachmaterialaufhängungen einzusetzen, welche gegebenenfalls entsprechende Ausstanzungen aufweisen. Figur 6 zeigt das Ventilatormodul aus den Figuren 1 und 2 von der Seite her, wobei auf dieser Seite die Seitenwand 4 demontiert ist. Im Hintergrund sieht man die gegenüberliegende Seitenwand 4.
Der dort vorgesehene Rückstromblockierer 6 verhindert eine Luftrückströmung in einem zentralen, achsnahen Bereich hin zum Ventilator 1. Ein torusförmiger, verlustbehafteter Wirbel kann aufgrund der Vorkehrung des Rückstromblockierers 6 nicht entstehen.
Des Weiteren sei angemerkt, dass bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Kanalweite bei 1 ,6 x maximaler Achsdurchmesser der Laufradschaufeln liegt, wobei der Bereich dieses Verhältnisses typischerweise zwischen 1 ,3 und 1 ,8 liegen kann.
Weiter zeigt Figur 6 deutlich die dort vorgesehene besondere Aufhängung 10, die im Ausführungsbeispiel runde Streben 1 1 umfasst.
Figur 7 zeigt eine Ansicht entsprechend Figur 6, wobei sich diese Ansicht auf das Ausführungsbeispiel aus den Figuren 3 bis 5 bezieht. Die dort vorgesehene Aufhängung 10 umfasst vertikale Profile 16 und Verstellschienen 17 zur optimalen Positionierung.
Die Figuren 8 und 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ventilatormoduls, jeweils in schematischer Ansicht, und zwar Figur 8 von der Saugseite her und Figur 9 von der Druckseite her. Das Ventilatormodul 24 hat kein Gehäuse und dient zur Anordnung allein oder mit weiteren parallelgeschalteten Ventilatormodulen in einem Strömungskanal. Es handelt sich hier um ein Einbaumodul für einen in den beiden Figuren nicht gezeigten Strömungskanal. Ansonsten gelten die gleichen Ausführungen wie zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Anordnung in einem Gehäuse 2. Bei dem in den Figuren 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel reduziert der Rückstromblockierer 6 den wirksamen Strömungsquerschnitt im Strömungskanal, anstelle im Gehäuse 2 entsprechend den voranstehenden Ausführungen. Ansonsten gelten die gleichen Ausführungen wie zuvor.
Auch hier ist eine Aufhängung 10 aus Rundmaterial vorgesehen. Durch diese Maßnahme lassen sich Verluste minimieren. Der Rückstromblockierer 6 ist in Blech gefertigt und am Rundmaterial bzw. an den Streben 10 der Ventilatoraufhängung 10 befestigt, nämlich festgeklipst.
Vorteilhaft ist ein Rückstromblockierer 6 mit seinen Befestigungsmitteln so gestaltet, dass er sowohl an einer Aufhängung 10 eines Ventilatormoduls 24 ohne Gehäuse als auch an einer Aufhängung eines Ventilatormoduls 24 mit Gehäuse 2, beispielsweise gemäß Figur 1 , befestigt werden kann. So können identische Rückstromblockierer 6 für beide Arten von Ventilatormodulen verwendet werden.
Das in den Figuren 8 und 9 gezeigte Ventilatormodul 24 kann in einen Klimakastengerät mit einem axialen Strömungskanal eingebaut werden, wodurch die Wirkung des Rückstromblockierers 6 ganz besonders zur Geltung kommt, da strömungstechnisch ein System entsteht, welches mit dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 und 2 vergleichbar ist. Der Rückstromblockierer 6 ist dabei vorteilhaft derart gestaltet, dass er sowohl auf eine Aufhängung 10 gemäß dieser Figur als auch an eine Aufhängung 10 gemäß den Figuren 1 und 2 aufgeklipst werden kann. Außerdem ist der Rückstromblockierer 6 optional anbringbar, für den Fall, dass er benötigt wird. Ist die Vorkehrung des Rückstromblockierers 6 nicht gewünscht, kann er entnommen oder von vorneherein weggelassen werden. Er ist auf jeden Fall bei Ventilatoren nachrüstbar, die sich bereits in Klimazentralgeräten oder Ähnlichem befinden. Das gleiche Prinzip ist auch bei anders gestalteten Aufhängungen realisierbar, beispielsweise basierend auf einer Flach- materialkonstruktion entsprechend den Figuren 3 bis 6.
Figur 10 zeigt das Ventilatormodul aus den Figuren 8 und 9 von der Seite, wobei dort ganz besonders deutlich die Aufhängung 10 erkennbar ist. Figur 1 1 zeigt den Gegenstand aus den Figuren 8, 9 und 10 in einer Draufsicht von der Druckseite her, wobei dort frontal der Rückstromblockierer 6 erkennbar ist.
Figur 12 zeigt in einer schematischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilatormoduls, wobei dort der Ventilator 1 in einem Gehäuse 2 angeordnet ist.
Druckseitig ist ein aus Lochblech bestehender Schallabsorber 20 angeordnet, der sich an den in Figur 12 nicht gezeigten Rückstromblockierer anschließt und bis an den druckseitigen Rand des Gehäuses 2 reicht.
Der Schallabsorber 20 besteht aus gelochtem Blech, wobei im inneren, zentralen, vom gelochten Blech umgebenden Bereich 25 ein schallabsorbierendes Material eingesetzt sein kann. Ebenso ist es denkbar, den Schallabsorber 20 insgesamt aus einem formstabilen schallabsorbierenden Material zu fertigen.
Figur 13 zeigt das Ventilatormodul aus Figur 12 in einer Draufsicht von der Druckseite her. Der gelochte Schallabsorber 20 ist gut erkennbar, vor allem dahingehend, dass dieser sich formgleich an den Rückstromblockierer 6 anschließt. Die Aufhängung 10 mit runden Streben 1 1 ist ebenso erkennbar.
Figur 14 zeigt das Ventilatormodul aus den Figuren 12 und 13 von der Seite her bei abgenommener Seitenwand. Auch hier ist deutlich erkennbar, dass sich der Schallabsorber 20 unmittelbar an den Rückstromblockierer 6 anschließt, wobei beide Bauteile gemeinsam über die Aufhängung 10 befestigt und positioniert sind. In Figur 14 ist gut zu erkennen, dass der Rückstromblockierer 6 mittels einer einfachen Klipsverbindung 26 an den Streben 1 1 der Aufhängung 10 befestigt ist. Der Schallabsorber 20 wirkt in Bezug auf die Luftströmung von seiner Außenseite her.
Auch hier lässt sich die axiale Position der Aufhängung 10 einstellen und an verschiedene Ventilatoren 1 anpassen. An der Einlaufdüse 23 ist eine Druckabnahmevorrichtung 22 vorgesehen, die zur Volumenstrommessung im Betrieb des Ventilators 1 dienen kann. Bei dem in den Figuren 12 bis 14 gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Schallabsorber 20 die Form eines Pyramidenstumpfes. Dadurch werden zwischen den Seitenwänden 4 und dem Schallabsorber 20 bzw. dessen Wandung 19 sich erweiternde Strömungskanäle 15* im Sinne eines Diffusors ausgebildet, die zur Um- setzung dynamischer Energie in Druckenergie dienen. Auch dadurch lässt sich eine Wirkungsgradsteigerung bewirken, wobei eine optimale Positionierung sowohl des Ventilators 1 als auch des Rückstromblockierers 6 inklusive Schallabsorber 20 vorauszusetzen ist. Insbesondere bei anderen Gehäusequerschnitten können sich erweiternde Strömungkanäle 15* auch mittels Schallabsorbern realisiert werden, die ein eine vom Pyramidenstumpf abweichende Form haben, beispielsweise die Form eines Kegelstumpfs. Der Schallabsorber 20 kann auch die Form eines Quaders haben, so dass keine Diffusoren ausgebildet werden. Jedenfalls lässt sich durch den Einsatz des Schallabsorbers 20 in ein Kanalsystem abgestrahlte Schallleistung reduzieren. Der äußere, quadratische Strömungspfad des Gehäuses 2 erstreckt sich vom Rück- stromblockierer 6 her in Achsrichtung gesehen über die gesamte wirksame Fläche des Schallabsorbers 20 hinweg, wobei es auch denkbar ist, dass sich der Schallabsorber 20 aus dem Gehäuse 2 hinaus in einen Strömungskanal hinein erstreckt, wobei dieser im eingebauten Zustand, beispielsweise in einem Klimazentralgerät, auch dann von Kanalwänden ähnlich den Seitenwänden 4 des Gehäuses 2, umgeben ist, wodurch der Schallabsorber 20 seine Wirkung entfalten kann.
Auch die Außenwände 4 des Gehäuses 2 können als Schallabsorber ausgebildet sein. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass als Außenwände 4 Paneele aus schallabsorbierendem Material benutzt werden. Es ist auch möglich, die Außenwände 4 aus gelochtem Blech zu fertigen und außerhalb des Strömungspfades ein schallabsorbierendes Material anzubringen. In radialer Richtung (quer zur Seitenwand 4) ist dafür Platz vorhanden, der durch die Bauhöhe der Rahmenkonstruktion 3 quer zur Gehäuseseitenwand 4 gegeben ist, wie beispielsweise gut in Fig. 1 zu erkennen ist. Fig. 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ventilatormoduls 24 mit Rückstromblockierer 6. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein druckseitiger Berührschutz 27 in Form eines Berührschutzgitters am Ventilatormodul 24 integriert. Ein druckseitiger Berührschutz ist nötig, falls die Abströmseite eines Ventilatormoduls 24 im Ventilatorbetrieb zugänglich sein kann. Da der Rückstromblockierer 6 für den inneren, achsnahen Bereich vor dem Berühren mit dem Ventilator schützt, kann der zusätzliche Berührschutz 27 auf die Bereiche des Ringkanals 15 beschränkt werden, was zur Material- und Gewichtseinsparung beiträgt. Da der Abstand des Berührschutz 27 zu rotierenden Teilen des Ventilators 1 im Bereich des druckseitigen Austritts des Ringkanals 15 relativ groß ist, können große Gittermaschenweiten gewählt werden, was vorteilhaft für Wirkungsgrad und Lärmentwicklung ist. Der Berührschutz 27 kann in verschiedener Weise ausgebildet sein, als ein ausgestanztes Blech, mit einer Maschengitterkonstruktion oder einer Drahtringgitterkonstruktion. Die Befestigung kann am Gehäuse 2, am Rück- stromblockierer 6 oder an beiden erfolgen, und zwar wahlweise mit Schrauben, Nieten, Klipsen, Rasthaken oder dergleichen. Ansonsten ist diese Ausführungsform vergleichbar mit der gemäß beispielsweise Fig. 1.
In Fig. 16 ist eine vorteilhafte Anordnung von vier Ventilatormodulen 24 gemäß den Figuren 8 bis 1 1 dargestellt. Es handelt sich um Ventilatormodule 24 ohne Gehäuse, welche parallel geschaltet nebeneinander angeordnet sind. Diese Anordnung könnte beispielsweise in einem Strömungskanal, der die gesamte Anordnung umgibt, eingesetzt werden. Eine Besonderheit bei dieser Anordnung liegt darin, dass zwischen benachbart angeordneten Rückstromblockierern 6 keinerlei Seitenwände liegen. Anstelle von Ringkanälen 15 wie bei Ventilatormodulen mit Gehäuse enststehen zwischen benachbarten Rückstromblockierern Strömungskanäle 15**. Auch in dieser Anordnung bewirken die Rückstromblockierer 6 vergleichbare Vorteile wie bei Ausführungsformen mit Gehäuse. In zentralen, achsnahen Bereichen hinter den Ventilatoren 1 wird Rückströmung reduziert oder verhindert, der Wirkungsgrad gesteigert und die Lärmabstrahlung reduziert. Die Kompaktheit der Anordnung ist durch den geringen seitlichen Abstand der Ventilatormodule 24 gegeben, wodurch eine axiale Weiterströmung der Luft erzwungen wird und der Einsatz von Rückstromblockierern 6 vorteilhaft ist. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz von Rückstromblockierern 6 bei benach- barten Ventilatormodulen 24 ohne Gehäuse, wenn ein Achsabstand benachbarter Ventilatoren 1 1 ,6 x D unterschreitet, wobei D der größte Durchmesser einer Ventilatorschaufel der betreffenden Ventilatoren 1 ist. In Fig. 17 schließlich ist eine weitere Ausführungsform eines Ventilatormoduls 24 mit Gehäuse 2 und Rückstromblockierer 6 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Rückstromblockierer 6 als tragendes Teil ausgeführt und in die Ventilatoraufhängung integriert, d.h. Ventilatoraufhängung 10 und Rückstromblockierer 6 sind dasselbe Blechteil. Insofern übernimmt hier die Aufhängung 10 eine strömungsmechanisch positive wirkende Funktion. Der Ventilator ist über seinen Motor ähnlich wie bei Fig. 3 beschrieben am tragenden Rückstromblockierer 6, 10 befestigt, wobei das druckseitige Ende 9 des Motors durch eine Ausnehmung 8 im tragenden Rückstromblockierer 6, 10 ragt. Vorteil einer solchen Ausführungsform ist es, dass weniger Teile für die Konstruktion benötigt werden, da die Funktionen des Rückstromblockierer 6 und der Aufhängung 10 durch dasselbe Teil übernommen werden. Nachteil ist allerdings, dass der Rückstromblockierer 6 aus einem starken Blech gefertigt werden muss, um die Tragfunktion übernehmen zu können. Dies wäre aus statischen Gründen eigentlich nicht über die gesamten Abmessungen des Rückstromblockierers 6 hinweg nötig.
Es sind insofern auch Mischformen denkbar, bei denen ein tragender Teil des Rückstromblockierers 6 aus starkem Blech hergestellt wird, nicht tragende Teile aus schwächerem Blech. Allerdings führt dies wieder zu einer größeren Teilezahl. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend be- schriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lehre lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken. Bezugszeichenliste
Ventilator, Radialventilator
Gehäuse
Rahmenstruktur
Seitenwand
Düsenplatte
Rückstromblockierer
Rahmen (des Rückstromblockierers) Ausnehmung (des Rückstromblockierers) druckseitiges Ende des Ventilatormotors Aufhängung
Streben
Winkelblech
weitere Ausnehmung im Rückstromblockierer Elektron ik-/Steuerbereich des Ventilators Ringkanal
* sich diffusorartig erweiternder Ringkanal** Strömungskanal zwischen benachbarten
Ventilatormodulen bzw. Rückstrom- blockierern
vertikales Profil der Aufhängung
Verstellschiene
Schraube
Wandung
Schallabsorber
nicht vergeben
Druckabnahmevorrichtung
Einlaufdüse
Ventilatormodul
Bereich für Schall absorbierendes Material Klipsverbindung
Berührschutz, Berührschutzgitter

Claims

A n s p r ü c h e
1. Ventilatormodul umfassend mindestens einen Ventilator (1), ggf. eine Düsenplatte (5) und eine Aufhängung (10), wobei druckseitig eine Einrichtung zur Reduktion oder Unterdrückung einer Rückströmung der ausströmenden Luft vorgesehen ist, wobei die Einrichtung als mechanischer Rückstromblockierer (6) ausgeführt ist, der in etwa mittig im Strömungspfad angeordnet ist und einen Teil des Strömungsquerschnitts blockiert.
2. Ventilatormodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromblockierer (6) als Platte oder vorzugsweise flacher Kasten ausgeführt ist, dessen größte Wirkfläche quer bzw. orthogonal zur Strömungsrichtung verläuft.
3. Ventilatormodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, in Achsrichtung gesehen, die äußere Kontur oder Querschnittsform des Rückstrom- blockierers (6) im Wesentlichen gleich oder ähnlich der inneren Kontur oder Querschnittsform des Gehäuses (2) oder des umgebenden Strömungskanals ist.
4. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Innenkontur des Gehäuses (2) bzw. des umgebenden
Strömungskanals im Querschnitt in Achsrichtung gesehen rechteckig, insbesondere quadratisch, ist und dass der Rückstromblockierer (6) entsprechend im Querschnitt in Achsrichtung gesehen rechteckig bzw. quadratisch ausgeführt ist.
5. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur des Gehäuses (2) bzw. des umgebenden Strömungskanals im Querschnitt in Achsrichtung gesehen rund ist und dass der Rückstromblockierer (6) entsprechend im Querschnitt in Achsrichtung gesehen rund ausgeführt ist.
6. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromblockierer (6) eine vorzugsweise mittige Aus- nehmung (8) bzw. einen Durchgang hat, durch die/den ein druckseitiger Bereich des Motors des Ventilators (1 ) hinein oder hindurch ragt.
7. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Rückstromblockierer (6) den wirksamen Strömungsquerschnitt um 40% bis 70%, vorzugsweise um etwa 55%, reduziert.
8. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromblockierer (6) als schallabsorbierende Komponente gefertigt ist, vorzugsweise komplett aus schallabsorbierendem Material gefertigt ist.
9. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromblockierer (6) gleichzeitig eine tragende Funktion für den Ventilator (1) hat, also Komponente der Aufhängung (10) ist, die den Ventilator (1 ) am Gehäuse (2) oder an der Düsenplatte (5) befestigt.
10. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromblockierer (6) keine tragende Funktion hat und eine Aufhängung (10) des Ventilators (1 ) nutzt.
1 1. Ventilatormodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromblockierer (6) mit der Aufhängung (10) verschraubt oder an der Aufhängung (10) angeklipst, eingerastet, festgeklemmt, etc. ist.
12. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (10) aus einem Rundmaterial oder aus einem Flachmaterial besteht.
13. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung (10) und somit der Rückstromblockierer (6) im Gehäuse (1 ) oder im Strömungskanal in seiner Position justierbar ist, insbesondere entlang der Aufhängung (10) axial zur Düsenplatte (5) hin oder von dieser weg verstellbar ist.
14. Ventilatormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstromblockierer (6) aus Blech oder Kunststoff, insbesondere oberflächenstrukturiertem und/oder geschäumtem Kunststoff, gefertigt ist.
15. Anordnung umfassend mindestens ein oder mehrere Ventilatormodul(e) (24) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 in einem Strömungskanal oder einer vergleichbaren lufttechnischen Anlage, wobei die Strömung nach dem oder den Ventilatormodul(en) (24) in Achsrichtung weitergeleitet wird.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand einer Wand eines Strömungskanals oder einer Seitenwand (4) eines Gehäuses (2) von einer Ventilatorachse kleiner als das 0,8-fache des größten Durchmessers eines Laufradflügels des betreffenden Ventilators (1 ) ist.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Ventilatormodule (24) nebeneinander angeordnet sind
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Ventilatormodule (24) mit ihren Gehäusen (2) direkt aneinander liegen und ggf. aneinander befestigt sind.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoren (1 ) zweier benachbarter Ventilatormodule (24) einen Achs- abstand aufweisen, der gleich oder geringer als das 1 ,6-fache des größten Durchmessers eines Laufradflügels eines betreffenden Ventilators (1 ) ist.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere Ventilatoren (1 ) kein Gehäuse (2) haben.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rückstromblockierer (6) druckseitig ein Wärmetauscher nachgeordnet ist.
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