EP3702620B1 - Axialventilator mit geräuschreduzierenden lüfterradschaufeln, die bohrungen aufweisen - Google Patents

Axialventilator mit geräuschreduzierenden lüfterradschaufeln, die bohrungen aufweisen Download PDF

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EP3702620B1
EP3702620B1 EP20155642.0A EP20155642A EP3702620B1 EP 3702620 B1 EP3702620 B1 EP 3702620B1 EP 20155642 A EP20155642 A EP 20155642A EP 3702620 B1 EP3702620 B1 EP 3702620B1
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EP
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fan wheel
boreholes
blade tip
along
axial
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Tobias SIEGER
Wolfgang Laufer
Jürgen Herr
Arnold Schulde
Georg Eimer
Martin Müller
Dominik Haas
Simon HOPPE
Julien GRILLIAT
Johannes DANNECKER
Clemens GÜNTER
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Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
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    • F05D2260/962—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by means of "anti-noise"

Definitions

  • the invention relates to an axial fan with a housing and a fan wheel arranged in the housing for generating an axial air flow through the housing.
  • the object of the invention is to improve the noise behavior of an axial fan.
  • an axial fan with a housing and a fan wheel arranged in the housing is proposed for generating an axial air flow through the housing.
  • the fan wheel has a plurality of fan wheel blades which extend radially outwards from a hub to the respective blade tip and which run at a distance from an inner wall of the housing via a head gap.
  • the blade tip is the extension of the fan wheel blades along the inner wall of the housing, which surrounds the fan wheel in particular as a housing ring.
  • the fan wheel blades have bores along the respective blade tip.
  • the holes along the respective blade tip interact directly with the tip gap vortex and reduce the noise emissions of the fan wheel during operation.
  • the shape and propagation of the flow vortex along the blade tips of the fan wheel blades is favorably influenced.
  • reductions in noise development were found in measurements of over 20% can be achieved.
  • the bores are particularly advantageous in axial fans in which the fan wheel blades have a very shallow angle of attack relative to the axial plane running perpendicular to the direction of flow, which is in particular in the range of 5-25°, preferably 10-20°.
  • the bores are formed on both axial sides of the fan wheel blades or as through-holes through the fan wheel blades.
  • the bores are provided for each fan wheel blade along the respective blade tip.
  • the number of holes is at least two, but in particular at least three, preferably at least five, more preferably at least seven.
  • the holes run along a line parallel to the blade tip. Their arrangement is thus defined by the course of the blade tip along the head gap in relation to the inner wall of the housing.
  • the bores with a circular cross-section has proven to be particularly favorable.
  • the size of the holes is determined by their diameter.
  • the bores have a maximum diameter DBmax, which corresponds to 0.7-1.5%, preferably 1%, of a maximum fan wheel diameter of the fan wheel.
  • a special arrangement of the holes in relation to each other also promotes noise reduction.
  • An embodiment variant is advantageous in which the bores are at a distance A from one another along the respective blade tip, which corresponds to twice the maximum diameter DBmax of the bores. The distance A is measured at the center of the respective hole. Based on the maximum fan wheel diameter D of the fan wheel, the distance A between the bores along the respective blade tip is advantageous if it corresponds to 2% of the maximum fan wheel diameter D.
  • the bores are spaced somewhat radially inward from the respective blade tip of the respective fan wheel blade but are nevertheless adjacent, so that the radially outer blade tip of the respective fan wheel blade runs continuously and uninterrupted.
  • the bores are preferably offset radially inward from the blade tip by 1.5 times the bore diameter.
  • measurements are always taken in the center of the bores.
  • the length LS with which the bores are spaced apart from the respective blade tip corresponds to preferably 1.5% of the maximum fan wheel diameter D of the fan wheel.
  • all bores of the fan wheel are each identical in terms of shape and size.
  • the bores are arranged over an extension along the blade tip of the respective fan wheel blade, which corresponds to 10-40% of a maximum extension of the blade tip along the head gap. This means that there is a predominant section along the blade tip in which no bores are provided, but in which a minimum quantity and a minimum extent must not be undershot. Furthermore, it is favorable that the bores are in particular in a region of the blade tip to be arranged, which is adjacent to the respective blade leading edge and / or respective blade trailing edge.
  • the axial fan provides that each of the fan wheel blades along the blade tip has a middle section which adjoins a radial center line of the fan wheel blades on both sides and is free of bores.
  • the bores are thus provided in an area of the front edge and rear edge of the fan wheel blades.
  • the middle section determines 20-90%, more preferably 40-80% of the maximum extent of the respective fan blade in the circumferential direction.
  • the bores are additionally provided along the front edge and/or the rear edge of the fan wheel blades.
  • the distances from one another or from the front edge and/or a rear edge preferably correspond to those of the bores along the blade tip or from the blade tip.
  • an embodiment is favorable in which, in the case of the axial fan, the respective number of bores along the front edge and/or the rear edge of the fan wheel blades is less than or equal to the number of bores along the blade tip. This means that the number of holes on the leading edge and on the trailing edge is always no greater than the number of holes on the blade tip.
  • the axial fan is further characterized in that the fan wheel is designed to be reversible and its generated during operation Flow direction depends on its direction of rotation. Then the bores are preferably provided both on the front edge and the rear edge as well as on both axial sides of the respective fan wheel blades.
  • a first embodiment variant of the axial fan 1 is shown.
  • This comprises a ring-shaped, closed housing 2 in which the reversible fan wheel 3 is arranged for generating the axial air flow, the direction of flow of which depends on the direction of rotation of the fan wheel 4 .
  • the fan wheel 3 has the hub 5 with a plurality of ventilation openings 25 arranged in a circle, in which the drive motor is accommodated, which is electrically connected via the connections 14 is supplied.
  • the drive motor is held by the holder 20, which is connected to the housing 2 via webs 11 distributed in the circumferential direction.
  • the webs 11 run in a straight line, but are inclined relative to a radial plane.
  • the fan wheel blades 4 extend radially outward from the hub 5 to their respective blade tip 8 , which forms the blade edge adjoining the inner wall of the housing 2 .
  • the head gap 12 is provided between the blade tips 8 and the inner wall of the housing 2 so that the fan wheel 3 can rotate relative to the housing 2 .
  • the fan wheel blades 4 are each shaped identically. Adjacent to the blade tip 8 , viewed in the circumferential direction, they each have a radially constricted section 9 on both sides, in which the blade edge still points radially outward, but is at a distance from the inner wall of the housing 2 .
  • the blade edge then transitions into the front edge 17 and rear edge 18 , which each point in the circumferential direction, but are designed to be drawn in in the circumferential direction compared to the radially outermost section of the fan wheel blade 4 .
  • An axial step 24 is formed on each of the fan wheel blades 4 along their central axis, viewed in the circumferential direction, which increases in size viewed radially inward and tapers off towards the blade tip 8, so that the impeller blade 4 runs steplessly in the area of the blade tip 8.
  • a plurality of bores 7 with a circular cross-section are provided on each of the fan wheel blades 4 along the respective blade tip 8 on both axial sides.
  • the bores 7 are formed on both axial sides at the respective identical position and thus have the respective identical central axis.
  • the bores 7 are designed as through bores.
  • a total of 16 bores 7 are provided per fan blade 4 , of which six bores 7 are located in each area with bores 7 along the blade tip 8 along the head gap 12 and two bores 7 in each case in the drawn-in section 9 .
  • each of the fan wheel blades 4 comprises a central section 15 along the blade tip 8 which adjoins a radial center line of the fan wheel blades 4 on both sides and is free of bores 7 .
  • the middle section 15 without holes 7 determined in both versions according to figures 1 and 5 No bores 7 are provided in the comparatively larger area, ie over a larger extent of the respective fan wheel blade 4, since these are essentially located in the peripheral edge sections.
  • the fan wheel blades 4 have a very small angle of attack of less than 25° with respect to the axial plane extending through the housing 2, which is good in figure 3 can be seen. With such small angles of attack, the bores are 7 particularly effective.
  • the size, shape and arrangement of the holes 7 influences the noise-reducing effect significantly.
  • advantageous dimensions which are identical for the embodiment of Figures 1-4 are applicable.
  • the bores 7 have a maximum diameter DBmax, which corresponds to 1% of the maximum fan wheel diameter D of the fan wheel 4, measured in each case in the center of the bores 7.
  • the distance A of the bores 7 to one another along the respective blade tip 8 corresponds to twice the maximum diameter DBmax and 2 % of the maximum impeller diameter D of the impeller 4.
  • the bores 7 are spaced apart from the blade tip 8 over the length LS, which makes up 1.5% of the impeller diameter D and 1.5 times the maximum diameter DBmax.
  • the radially outer blade tip 8 of the respective fan blade 4 runs continuously and without interruption.
  • the bores 7 are distributed along the blade tip 8 over a length which corresponds to 10% of the blade tip length L, along which the tip gap 12 is formed. In the execution according to Figures 1 - 4 it is 20%.

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Axialventilator mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Lüfterrad zur Erzeugung eines Axialluftstromes durch das Gehäuse.
  • Bei Axialventilatoren mit ringförmigen, das Lüfterrad umschließenden Gehäusen entstehen am Kopfspalt zwischen den Lüfterradschaufeln und der Gehäuseinnenwand Kopfspaltwirbel, die in Praxis zu einer erheblichen Geräuschentwicklung führen. Zu deren Reduzierung gibt es im Stand der Technik bereits mehrere Ansätze, die jedoch nicht für jeden Einsatz geeignet sind. Beispielsweise kann der Durchmesser des Axialventilators vergrößert werden. Dies ist jedoch kontraproduktiv hinsichtlich seines Wirkungsgrads und Windlastverhaltens. Alternativ gibt es die Möglichkeit, die Zuströmung oder Abströmung zu beeinflussen, jedoch sind hierfür zusätzliche Bauteile und meist ein erhöhter Bauraumbedarf nötig. Den Oberbegriff des Hauptanspruchs bildender Stand der Technik ist in den Dokumenten CN 107 313 979 A , JP 2005 240749 A , CN 107 489 658 A und JP H11 201090 A offenbart.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Geräuschverhalten eines Axialventilators zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Axialventilator mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Lüfterrad zur Erzeugung eines Axialluftstromes durch das Gehäuse vorgeschlagen. Das Lüfterrad weist mehrere sich von einer Nabe nach radial außen bis zur jeweiligen Schaufelspitze erstreckende Lüfterradschaufeln auf, welche über einen Kopfspalt beanstandet zu einer Innenwand des Gehäuses verlaufen. Die Schaufelspitze ist die Erstreckung der Lüfterradschaufeln entlang der Innenwand des Gehäuses, das insbesondere als Gehäusering das Lüfterrad umgibt. Die Lüfterradschaufeln weisen entlang der jeweiligen Schaufelspitze Bohrungen auf.
  • Die Bohrungen entlang der jeweiligen Schaufelspitze interagieren unmittelbar mit dem Kopfspaltwirbel und reduzieren die Geräuschemission des Lüfterrads im Betrieb. Insbesondere wird die Form und Ausbreitung des Strömungswirbels entlang der Schaufelspitzen der Lüfterradschaufeln günstig beeinflusst. Bei Axialventilatoren, die sich ausschließlich durch die Laufradschaufeln mit und ohne entlang der Schaufelspitze vorgesehene Bohrungen unterschieden, konnten bei Messungen Reduzierungen der Geräuschentwicklung von über 20% erreicht werden.
  • Besonders vorteilhaft wirken die Bohrungen bei Axialventilatoren, bei denen die Lüfterradschaufeln einen sehr flachen Anstellwinkel gegenüber der senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Axialebene aufweisen, der insbesondere im Bereich von 5-25°, vorzugsweise 10-20° liegt.
  • Erfindungsgemäß sind die Bohrungen auf beiden axialen Seiten der Lüfterradschaufeln oder als Durchgangsbohrungen durch die Lüfterradschaufeln ausgebildet.
  • Erfindungsgemäß werden mehrere der Bohrungen je Lüfterradschaufel entlang der jeweiligen Schaufelspitze vorgesehen. Die Anzahl der Bohrungen beträgt mindestens zwei, insbesondere jedoch mindestens drei, vorzugsweise mindestens fünf, weiter bevorzugt mindestens sieben. Die Bohrungen verlaufen dabei entlang einer Linie parallel zur Schaufelspitze. Ihre Anordnung ist somit über den Verlauf der Schaufelspitze entlang des Kopfspalts gegenüber der Innenwand des Gehäuses festgelegt.
  • Als besonders günstig hat sich eine Ausführung der Bohrungen mit einem kreisförmigen Querschnitt erwiesen. Die Größe der Bohrungen wird über ihren Durchmesser bestimmt. In einer vorteilhaften Ausführung des Axialventilators weisen die Bohrungen einen maximalen Durchmesser DBmax auf, der 0,7-1,5%, vorzugsweise 1% eines maximalen Lüfterraddurchmessers des Lüfterrads entspricht.
  • Eine spezielle Anordnung der Bohrungen zueinander begünstigt die Geräuschreduzierung ebenfalls. Günstig ist eine Ausführungsvariante, bei der die Bohrungen zueinander einen Abstand A entlang der jeweiligen Schaufelspitze aufweisen, der dem doppelten maximalen Durchmesser DBmax der Bohrungen entspricht. Der Abstand A wird dabei jeweils am Mittelpunkt der jeweiligen Bohrung gemessen. Bezogen auf den maximalen Lüfterraddurchmesser D des Lüfterrads ist der Abstand A der Bohrungen entlang der jeweiligen Schaufelspitze zueinander dann vorteilhaft, wenn er 2% des maximalen Lüfterraddurchmessers D entspricht.
  • Ferner ist vorteilhaft, dass die Bohrungen von der jeweiligen Schaufelspitze der jeweiligen Lüfterradschaufel nach radial innen etwas beabstandet gleichwohl angrenzend sind, so dass die radial außen liegende Schaufelspitze der jeweiligen Lüfterradschaufel durchgängig und ununterbrochen verläuft. Eine bezüglich der Geräuscherzeugung vorteilhafte Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen einen maximalen Durchmesser DBmax aufweisen und von der jeweiligen Schaufelspitze über eine radiale Länge LS beanstandet sind, so dass gilt: DBmax ≤ LS ≤ 2,5 x DBmax. Besonders bevorzugt ist LS=1,5 x DBmax. In anderen Worten sind die Bohrungen vorzugsweise um den 1,5-fachen Bohrungsdurchmesser von der Schaufelspitze nach radial innen versetzt. Gemessen wird auch hier stets im Mittelpunkt der Bohrungen.
  • Bezogen auf den maximalen Lüfterraddurchmesser D des Lüfterrads entspricht die Länge LS, mit welcher die Bohrungen von der jeweiligen Schaufelspitze über beanstandet sind, vorzugsweise 1,5% des maximalen Lüfterraddurchmessers D des Lüfterrads.
  • Vorzugsweise sind alle Bohrungen des Lüfterrads bezüglich Form und Größe jeweils identisch ausgebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des Axialventilators ist vorgesehen, dass die Bohrungen über eine Erstreckung entlang der Schaufelspitze der jeweiligen Lüfterradschaufel angeordnet sind, welche 10-40% einer maximalen Erstreckung der Schaufelspitze entlang des Kopfspalts entspricht. Das bedeutet, dass es entlang der Schaufelspitze einen überwiegenden Abschnitt gibt, in dem keine Bohrungen vorgesehen sind, jedoch eine Mindestmenge und eine Mindesterstreckung nicht zu unterschreiten sind. Ferner ist günstig, die Bohrungen insbesondere in einem Bereich der Schaufelspitze anzuordnen, der an die jeweilige Schaufelvorderkante und/oder jeweilige Schaufelhinterkante angrenzt. Soweit die Lüfterradschaufeln im Übergangsbereich von der Schaufelspitze zur Schaufelvorderkante oder jeweilige Schaufelhinterkante radial eingezogen verlaufen und in diesem Abschnitt kein Kopfspalt zu dem Gehäuse mehr besteht, können Bohrungen gleichwohl auch in diesem Abschnitt entlang der Schaufelspitze vorgesehen werden.
  • Der Axialventilator sieht erfindungsgemäß vor, dass jede der Lüfterradschaufeln entlang der Schaufelspitze jeweils einen sich an eine radiale Mittellinie der Lüfterradschaufeln beidseitig angrenzenden Mittelabschnitt aufweist, der frei von Bohrungen ist. Die Bohrungen werden somit in einem Bereich der Vorderkante und Hinterkante der Lüfterradschaufeln vorgesehen. Der Mittelabschnitt bestimmt 20-90%, weiter bevorzugt 40-80% der maximalen Erstreckung der jeweiligen Lüfterradschaufel in Umfangsrichtung.
  • In einer Weiterbildung des Axialventilators sind die Bohrungen zusätzlich entlang der Vorderkante und/oder der Hinterkante der Lüfterradschaufeln vorgesehen. Die Abstände zueinander bzw. zur Vorderkante und/oder einer Hinterkante entsprechen dabei vorzugsweise denjenigen der Bohrungen entlang der Schaufelspitze bzw. zu der Schaufelspitze.
  • Ferner ist eine Ausführung günstig, bei welcher bei dem Axialventilator die jeweilige Anzahl der Bohrungen zusätzlich entlang der Vorderkante und/oder der Hinterkante der Lüfterradschaufeln kleiner oder gleich der Anzahl an Bohrungen entlang der Schaufelspitze ist. Das bedeutet, dass die Anzahl der Bohrungen an der Vorderkante und an der Hinterkante jeweils stets nicht größer ist, als die Anzahl der Bohrungen an der Schaufelspitze. Der Axialventilator ist in einer Ausführung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad reversierbar ausgebildet und seine im Betrieb erzeugte Strömungsrichtung von seiner Rotationsrichtung abhängt. Dann werden die Bohrungen vorzugsweise sowohl an der Vorderkante als auch der Hinterkante sowie an beiden axialen Seiten der jeweiligen Lüfterradschaufeln vorgesehen.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf einen Axialventilator in einer ersten Ausführung;
    Fig. 2
    eine Detailansicht des Axialventilators aus Figur 1;
    Fig. 3
    eine perspektivische Vorderansicht des Axialventilators aus Figur 1;
    Fig. 4
    eine perspektivische Rückansicht des Axialventilators aus Figur 1;
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf einen Axialventilator in einer zweiten Ausführung.
  • In den Figuren 1 - 4 ist eine erste Ausführungsvariante des Axialventilators 1 gezeigt. Dieser umfasst ein ringförmig geschlossenes Gehäuse 2, in dem das reversierbare ausgebildete Lüfterrad 3 zur Erzeugung des Axialluftstromes angeordnet ist, dessen Strömungsrichtung von der Rotationsrichtung des Lüfterrads 4 abhängt. Das Lüfterrad 3 weist die Nabe 5 mit mehreren in Kreisform angeordneten Belüftungsöffnungen 25 auf, in der der Antriebsmotor aufgenommen ist, welcher über die Anschlüsse 14 elektrisch versorgt wird. Rückseitig ist der Antriebsmotor von der Halterung 20 gehalten, welche über in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Stege 11 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Die Stege 11 verlaufen geradlinig, sind jedoch gegenüber einer Radialebene geneigt. Von der Nabe 5 aus erstrecken sich die Lüfterradschaufeln 4 nach radial außen bis zu ihrer jeweiligen Schaufelspitze 8, welche die an die Innenwand des Gehäuses 2 angrenzende Schaufelkante bildet. Zwischen den Schaufelspitzen 8 und der Innenwand des Gehäuses 2 ist der Kopfspalt 12 vorgesehen, so dass das Lüfterrad 3 gegenüber dem Gehäuse 2 rotieren kann. Die Lüfterradschaufeln 4 sind jeweils identisch geformt. Angrenzend zur Schaufelspitze 8 weisen sie in Umfangsrichtung gesehen beidseitig jeweils einen radial eingezogenen Abschnitt 9 auf, in dem die Schaufelkante zwar noch nach radial außen weist, jedoch von der Innenwand des Gehäuses 2 beabstandet ist. Anschließend geht die Schaufelkante in die Vorderkante 17 und Hinterkante 18 über, welche jeweils in Umfangsrichtung weisen, jedoch gegenüber dem radial äußersten Abschnitt der Lüfterradschaufel 4 jeweils in Umfangsrichtung eingezogen gestaltet sind. Entlang ihrer jeweils in Umfangsrichtung gesehenen Mittelachse ist an den Lüfterradschaufeln 4 jeweils eine axiale Stufe 24 ausgebildet, die sich nach radial innen gesehen vergrößert und zur Schaufelspitze 8 hin ausläuft, so dass im Bereich der Schaufelspitze 8 ein stufenloser Verlauf der Laufradschaufel 4 gegeben ist.
  • An jeder der Lüfterradschaufeln 4 sind entlang der jeweiligen Schaufelspitze 8 auf beiden axialen Seiten mehrere Bohrungen 7 mit kreisförmigem Querschnitt vorgesehen. Die Bohrungen 7 sind auf beiden axialen Seiten an der jeweils identischen Position ausgebildet und weisen somit die jeweils identische Mittelachse auf. Erfindungsgemäß wird vorgesehen, die Bohrungen 7 als Durchgangsbohrungen zu gestalten. In der Ausführung gemäß der Figuren 1 - 4 sind auf beiden zur Vorderkante 17 und zur Hinterkante 18 weisenden Endabschnitten entlang der Schaufelspitze 8 jeweils acht Bohrungen 7, d.h. pro Lüfterradschaufel 4 insgesamt 16 Bohrungen 7 vorgesehen, von denen sich pro Bereich mit Bohrungen 7 jeweils sechs Bohrungen 7 entlang der Schaufelspitze 8 entlang des Kopfspalts 12 und jeweils zwei Bohrungen 7 im eingezogenen Abschnitt 9 befinden. In der Ausführung gemäß Figur 5 sind an den jeweiligen Endabschnitten entlang der Schaufelspitze 8 jeweils nur sieben Bohrungen 7, d.h. pro Lüfterradschaufel 4 insgesamt 14 Bohrungen 7 vorgesehen. Gegenüber der Ausführung gemäß Figur 1 - 4 sind bei der Ausführung gemäß Figur 5 die Bohrungen 7 in Umfangsrichtung gesehen weiter nach außen verlagert, so dass sich vier der sieben Bohrungen 7 jeweils entlang der Schaufelspitze 8 entlang des Kopfspalts 12 und jeweils drei Bohrungen 7 im eingezogenen Abschnitt 9 befinden. Im Übrigen sind die Ausführungen gemäß Figur 1-4 und Figur 5 identisch. In beiden Ausführungen nicht gezeigt, gleichwohl ebenfalls vorsehbar sind entsprechende Bohrungen 7 im Bereich der Vorderkante 17 und der Hinterkante 18 sowie sowohl an der Vorderkante 17 als auch der Hinterkante 18 der jeweiligen Lüfterradschaufeln 4. Die Anzahl der Bohrungen jeweils entlang der Vorderkante 17 bzw. der Hinterkante 18 wird jedoch geringer festgelegt als diejenige der radialen Außenkante. Jede der Lüfterradschaufeln 4 umfasst entlang der Schaufelspitze 8 jeweils einen sich an eine radiale Mittellinie der Lüfterradschaufeln 4 beidseitig angrenzenden Mittelabschnitt 15 auf, der frei von Bohrungen 7 ist. Der Mittelabschnitt 15 ohne Bohrungen 7 bestimmt in beiden Ausführungen gemäß der Figuren 1 und 5 den vergleichsweise größeren Bereich, d.h. über eine größere Erstreckung der jeweiligen Lüfterradschaufel 4 sind keine Bohrungen 7 vorgesehen, da sich diese im Wesentlichen in den Umfangsrandabschnitten befinden.
  • In beiden Ausführungen der Figuren 1 und 5 weisen die Lüfterradschaufeln 4 gegenüber der sich durch das Gehäuse 2 erstreckenden Axialebene einen sehr geringen Anstellwinkel weniger als 25° auf, der gut in Figur 3 zu erkennen ist. Bei derartig geringen Anstellwinkeln sind die Bohrungen 7 besonders wirkungsvoll.
  • Die Größe, Form und Anordnung der Bohrungen 7 beeinflusst den geräuschmindernden Effekt deutlich. In Figur 5 sind vorteilhafte Dimensionierungen eingetragen, welche identisch auch für das Ausführungsbeispiel der Figuren 1-4 anwendbar sind. Die Bohrungen 7 weisen einen maximalen Durchmesser DBmax auf, der 1% des maximalen Lüfterraddurchmessers D des Lüfterrads 4 entspricht, gemessen jeweils im Mittelpunkt der Bohrungen 7. Der Abstand A der Bohrungen 7 zueinander entlang der jeweiligen Schaufelspitze 8 entspricht dem doppelten maximalen Durchmesser DBmax und 2% des maximalen Lüfterraddurchmessers D des Lüfterrads 4. Von der Schaufelspitze 8 sind die Bohrungen 7 über die Länge LS beabstandet, welche 1,5% des Laufraddurchmessers D und dem 1,5-fachen des maximalen Durchmessers DBmax ausmacht. Die radial außen liegende Schaufelspitze 8 der jeweiligen Lüfterradschaufel 4 verläuft durchgängig und ununterbrochen. Gemäß der Ausführung in Figur 5 erfolgt die Verteilung der Bohrungen 7 entlang der Schaufelspitze 8 über eine Länge, welcher 10% der Schaufelspitzenlänge L entspricht, entlang derer der Kopfspalt 12 gebildet ist. In der Ausführung gemäß der Figuren 1 - 4 sind es 20%.
  • In beiden Ausführungen gemäß der Figuren 1-4 und 5 sind alle Bohrungen 7 jeweils identisch ausgebildet. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen werden, dass sich die Bohrungen 7 zueinander in Form und Größe unterscheiden.

Claims (13)

  1. Axialventilator (1) mit einem Gehäuse (2) und einem in dem Gehäuse (2) angeordneten Lüfterrad (3) zur Erzeugung eines Axialluftstromes durch das Gehäuse (2), wobei das Lüfterrad (3) mehrere sich von einer Nabe (5) nach radial außen bis zur jeweiligen Schaufelspitze (8) erstreckende Lüfterradschaufeln (4) aufweist, welche über einen Kopfspalt (12) beanstandet zu einer Innenwand des Gehäuses (2) verlaufen, wobei die Lüfterradschaufeln (4) entlang der jeweiligen Schaufelspitze (8) im Bereich einer Vorderkante (17) und einer Hinterkante (18) der Lüfterradschaufeln (4) Bohrungen (7) aufweisen, wobei jede der Lüfterradschaufeln (4) entlang der Schaufelspitze (8) jeweils einen sich an eine radiale Mittellinie der Lüfterradschaufeln (4) beidseitig angrenzenden Mittelabschnitt (15) aufweist, der frei von Bohrungen (7) ist, wobei der Mittelabschnitt 20-90% einer Erstreckung der jeweiligen Lüfterradschaufel (4) in Umfangsrichtung bestimmt, und wobei die Bohrungen (7) auf beiden axialen Seiten der Lüfterradschaufeln (4) oder als Durchgangsbohrungen durch die Lüfterradschaufeln (4) ausgebildet sind.
  2. Axialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterradschaufeln (4) einen geringen Anstellwinkel gegenüber einer Axialebene im Bereich von 5-25°, insbesondere 10-20° aufweist.
  3. Axialventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der Bohrungen (7) je Lüfterradschaufel (4) entlang der jeweiligen Schaufelspitze (8) mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens fünf beträgt, und wobei die Bohrungen (7) entlang einer Linie parallel zur Schaufelspitze (8) angeordnet sind.
  4. Axialventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (7) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
  5. Axialventilator nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (7) einen maximalen Durchmesser DBmax aufweisen, der 1% eines maximalen Lüfterraddurchmessers D des Lüfterrads (3) entspricht.
  6. Axialventilator nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (7) zueinander einen Abstand A entlang der jeweiligen Schaufelspitze (8) aufweisen, der dem doppelten maximalen Durchmesser DBmax entspricht, wobei der Abstand jeweils am Mittelpunkt der jeweiligen Bohrung (7) gemessen wird.
  7. Axialventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (7) zueinander einen Abstand A entlang der jeweiligen Schaufelspitze (8) aufweisen, der 2% eines maximalen Lüfterraddurchmessers D des Lüfterrads (3) entspricht
  8. Axialventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (7) einen maximalen Durchmesser DBmax aufweisen und von der jeweiligen Schaufelspitze (8) über eine Länge LS beanstandet sind, so dass gilt: DBmax ≤ LS ≤ 2,5 x DBmax, insbesondere LS=1,5 x DBmax.
  9. Axialventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (7) von der jeweiligen Schaufelspitze (8) über eine Länge LS beanstandet sind, die 1,5% eines maximalen Lüfterraddurchmessers D des Lüfterrads entspricht.
  10. Axialventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (7) über eine Erstreckung entlang der Schaufelspitze (8) der jeweiligen Lüfterradschaufel (4) vorgesehen sind, welche 10-40% einer maximalen Erstreckung der Schaufelspitze (8) entlang des Kopfspalts entspricht.
  11. Axialventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (7) zusätzlich entlang der Vorderkante (17) und/oder der Hinterkante (18) der Lüfterradschaufeln (4) vorgesehen sind.
  12. Axialventilator nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Anzahl der Bohrungen (7) zusätzlich entlang der Vorderkante (17) und/oder der Hinterkante (18) der Lüfterradschaufeln kleiner oder gleich einer Anzahl an Bohrungen (7) entlang der Schaufelspitze (8) ist.
  13. Axialventilator nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (3) reversierbar ausgebildet und seine im Betrieb erzeugte Strömungsrichtung von seiner Rotationsrichtung abhängt.
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