EP3705727A1 - Fan wheel of an axial fan - Google Patents

Fan wheel of an axial fan Download PDF

Info

Publication number
EP3705727A1
EP3705727A1 EP20158943.9A EP20158943A EP3705727A1 EP 3705727 A1 EP3705727 A1 EP 3705727A1 EP 20158943 A EP20158943 A EP 20158943A EP 3705727 A1 EP3705727 A1 EP 3705727A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fan wheel
blade
fan
projection
blade edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP20158943.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3705727B1 (en
Inventor
Oliver Haaf
Thorsten Pissarczyk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Original Assignee
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG filed Critical Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Publication of EP3705727A1 publication Critical patent/EP3705727A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3705727B1 publication Critical patent/EP3705727B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38—Blades
    • F04D29/384—Blades characterised by form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/002—Axial flow fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38—Blades
    • F04D29/388—Blades characterised by construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
    • F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/301—Cross-section characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/304—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/307—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the tip of a rotor blade

Definitions

  • the invention relates to a fan wheel of an axial fan with a plurality of fan wheel blades arranged around an axis of rotation in a blade ring.
  • Fan wheels of the generic type of axial fans for generating an axial air flow have been known for a long time and usually comprise a plurality of fan wheel blades which, starting from the hub, extend radially outward and are arranged in a blade ring.
  • the invention is therefore based on the object of providing a fan wheel that ensures a reduction in the sound level generated during operation, in particular in such disturbed installation situations.
  • a fan wheel of an axial fan with several fan wheel blades arranged around an axis of rotation in a blade ring in which at least one of the fan wheel blades has a radially inner section and a blade edge section directly adjoining the inner section and adjoining a blade edge.
  • the at least one fan wheel blade has a local projection over a radial extent of the blade edge section, which is formed as an extension of the chord length of the fan wheel blade and locally enlarges the fan wheel blade in the blade edge section.
  • the blade edge section is thus delimited from the inner section and defined in that the projection is always provided. It is also essential to the invention that a mean angle of attack of the fan wheel blade, in particular in the blade edge section, with respect to a plane of rotation of the fan wheel is greater than a mean angle of attack of the projection with respect to the plane of rotation.
  • a preferred embodiment variant provides that the mean angle of attack of the projection with respect to the plane of rotation of the fan wheel has a value between 1-15 °, more preferably between 3-10 °.
  • the angle of attack of the projection is always smaller than that of the fan impeller blade in the area outside the projection.
  • fan impellers of axial fans use a ring that surrounds the impeller blades radially on the outside, which is often referred to as a centrifugal ring.
  • an advantageous embodiment of the fan wheel of the present disclosure is specifically directed to the fan wheel blades ending freely at their respective radial blade edges and being free from connection, i. that no ring or the like connects the impeller blades.
  • the free end the radially outer blade edges of the impeller blades are not influenced in terms of flow, so that the effect of the projection is beneficial.
  • the blade edge section of the at least one fan wheel blade adjoining the blade edge is determined in a radial outer region of the fan wheel blade.
  • the size of this radial outer area and thus the radial extent of the projection is defined by the ratio of the radius LS of the fan wheel blade up to the blade edge section to the maximum radius of the fan wheel blade LD such that 0.7 LS / LD 1, preferably 0.85 LS / LD ⁇ 0.95.
  • the chord length of the fan wheel blade in a direction perpendicular to the axis of rotation is locally increased relative to the inner section such that 1.05 L1 / L2 1 applies, 4, more preferably 1.1 L1 / L2 1.3, where L1 is the maximum chord length of the fan wheel blade in the blade edge section and L2 is the chord length of the fan impeller blade at the boundary between the inner section and the blade edge section, in each case measured at the radially outer blade edge of the fan wheel blade.
  • the fan impeller blades each have a leading edge and a trailing edge. A particularly advantageous effect for noise reduction is achieved if the projection is formed on the blade leading edge.
  • the blade trailing edge in turn, has a convexly rounded, arched course in a favorable embodiment.
  • the blade leading edge is also preferably curved in an arc shape, but with a larger, in particular many times larger, radius than the blade trailing edge.
  • an embodiment of the fan wheel is advantageous in which the projection is formed in one piece with the fan wheel blade.
  • the fan wheel is preferably made of plastic, so that all technical features influencing the flow are integrally formed in the fan wheel blades.
  • the projection has a tip pointing in the circumferential direction.
  • the tip is preferably spaced radially inward relative to a maximum outer radius of the fan wheel blade. This means that the projection is designed to be drawn in radially inward, but the tip preferably defines an imaginary circle during operation which is spaced apart from the outer radius of the fan wheel.
  • an embodiment variant of the fan wheel is advantageous in which the tip of the projection in the blade edge section is offset radially outwards off-center.
  • the projection is formed in such a way that its tip pointing in the circumferential direction is closer to the outer radius than to the inner section of the fan wheel blade.
  • a configuration of the impeller blades in which the tip of the projection is rounded off also has a flow-technical and noise-reducing effect on the fan wheel.
  • the fan wheel blades each have a winglet on their radially outer blade edge.
  • a winglet is defined as a design on the fan wheel blade in which a thickening or rounding from the bottom to the top is provided on the radial end of the fan wheel blade.
  • brushes can also be provided on the radially outer edge of the blade.
  • the fan wheel blades at least along the projection, have a smaller average blade thickness than in the remaining area of the respective fan wheel blade.
  • the fan wheel blades are preferably designed in such a way that they each define a radial central region around their radial center, in which the chord length of the fan wheel blade has a maximum.
  • the central area extends preferably up to 30% of the radial maximum extent of the fan wheel blade around its radial center.
  • fan wheel is preferred in which all fan wheel blades are of identical design.
  • the disclosure further includes an axial fan with a fan wheel described above.
  • FIGS. 1 - 5 show an embodiment of a fan wheel 1 of an axial fan, in which five identical fan wheel blades 2 extend radially outward starting from the hub 17 and form a ring of blades around the axis of rotation RA.
  • the number of fan wheel blades 2 is set to five merely by way of example, but can also be higher or lower in alternative embodiments.
  • Each fan wheel blade 2 has a blade trailing edge 8, a blade leading edge 9 and a radial blade edge 5 which ends freely.
  • the individual fan impeller blades 2 are connected exclusively via the hub 17.
  • the blade leading edges 8 are convexly rounded in the circumferential direction and each determine an arcuate course, the blade leading edges 9 extending from the hub 17 essentially in a straight line radially outward.
  • the fan impeller blades 2 are clearly seen to be arched and inclined with respect to the plane of rotation RE.
  • Stiffening ribs 25 aligned in the circumferential direction are formed on their respective axial underside, some of which extend as far as the hub 17 and are connected to it over a predetermined axial extent.
  • the fan impeller blades 2 each have an inner section 3 lying radially on the inside and a blade edge section 4 which, viewed in the radial direction, directly adjoins the inner section 3 and extends to the respective blade edge 5.
  • the boundary 13 between the inner section 3 and the blade edge section 4 is shown in FIG Figure 1 entered a dashed line.
  • the radially outwardly lying blade edge section 4 is defined in the fan wheel blades 2 in that it has the local protrusion 6 over its radial extent, which locally increases the chord length of the respective fan wheel blade 2 in the blade edge section 4 in the circumferential direction.
  • the boundary 13 is thus defined at the point at which the projection 6 begins.
  • the projection 6 is embodied on the respective blade leading edges 9 in an essentially triangular basic shape which has a rounded tip 10 pointing in the circumferential direction.
  • a line is identified by the reference numeral 12 which shows the position of the tip 10 parallel to the blade edge 5.
  • the tip 10 of the projection 6 is spaced radially inwardly in relation to a maximum outer radius of the fan wheel blade 2 and is thus offset radially outwardly off-center in the radial direction in the blade edge section 4. This is achieved by different angular profiles of the outer edges of the projection 6, which are formed on the one hand by the blade leading edge 9 and on the other hand by the blade edge 5.
  • each setting angle along the fan wheel blade 2 with respect to the plane of rotation RE is always smaller than each setting angle along the projection 6 with respect to the plane of rotation RE.
  • the total angle of incidence ⁇ of the fan impeller blade 2 is shown along the chord length L in the central area MB around the radial center, which connects the edge point XV1 on the blade trailing edge 8 with the edge point XV2 on the blade leading edge 9.
  • the chord length L has its maximum in the central area MB.
  • the projection 6 is formed in one piece on the fan impeller blade 2, but its extension and the resulting chord lengthening can be clearly determined and delimited by the abrupt change in the course of the blade leading edge 9.
  • Alternative designs provide that the projection is attached as an attachment to the respective fan wheel blade.
  • the projection 6 in the blade edge section 4 assumes a radial extent which is determined by the ratio LS / LD, which in the case shown is 0.88.
  • LS is the radius of the fan wheel blade 2 up to the blade edge section 4, LD the maximum outer radius of the fan wheel blade 2.
  • the ratio LS / LD should be between 0.7-1, in particular between 0.85-0.98.
  • the size of the projection 6 in the circumferential direction is determined by the different chord lengths.
  • the chord length of the fan impeller blade 2 is increased by the projection 6 in the direction perpendicular to the axis of rotation RA such that the ratio of the maximum chord length L1 of Fan wheel blade 2 including the projection 6 for the chord length L2 of the fan wheel blade 2 without the projection 6 is 1.2.
  • the ratio should be set between 1.05-1.3, in particular between 1.1-1.2.
  • the blade thickness of the projection 6 can optionally be greater than the blade thickness of the remaining fan wheel 2, as in FIG Figure 4 shown.
  • Figure 6 shows the advantages achieved by the design of the fan wheel 2 according to the invention for reducing the sound pressure level Lp at the different frequencies f
  • the solid line 77 showing the result of the wheel 2 according to FIG Figure 1
  • the dashed line 88 identifies an identical impeller without a projection 6.
  • the sound pressure level can be reduced significantly over the entire frequency curve, but especially at very low frequencies.
  • the Figure 7 shows a comparison of the ratio of the angle of attack ⁇ to the maximum angle of attack p_max of the fan impeller blade 2 with the projection 6 from FIG Figure 1 over the radial course of the radius r to the maximum radius r_max compared to the prior art (dashed line) without a projection.
  • the falling angle of attack at the beginning of the blade edge section 4 at a ratio r / r_max of 0.9 can be clearly seen.
  • Figure 8 shows a diagram of the chord length L to the maximum chord length L_max of the fan wheel blade 2 with the projection 6 from Figure 1 over the radial course of the radius r to the maximum radius r_max compared to the prior art (dashed line) without a projection.
  • the maximum of the chord length is 0.7 of the total radial extension of the fan impeller blade 2. In the blade edge section 4, the chord length increases locally around the projection 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad (1) eines Axialventilators mit mehreren um eine Rotationsachse (RA) in einem Schaufelkranz angeordneten Lüfterradschaufeln (2), wobei mindestens eine der Lüfterradschaufeln (2) einen radial innen liegenden Innenabschnitt (3) und einen sich an den Innenabschnitt (3) unmittelbar anschließenden an einen Schaufelrand (5) angrenzenden Schaufelrandabschnitt (4) aufweist, wobei die mindestens eine Lüfterradschaufel (1) über eine Radialerstreckung des Schaufelrandabschnitts (4) einen lokalen Vorsprung (6) aufweist, welcher in Verlängerung der Sehnenlänge der Lüfterradschaufel ausgebildet ist und die Lüfterradschaufel (2) im Schaufelrandabschnitt (4) lokal vergrößert, und wobei ein mittlerer Anstellwinkel (α) der Lüfterradschaufel (2) gegenüber einer Rotationsebene (RE) des Lüfterrads (1) größer ist als ein mittlerer Anstellwinkel (ß) des Vorsprungs (6) gegenüber der Rotationsebene (RE).

Figure imgaf001
The invention relates to a fan wheel (1) of an axial fan with several fan wheel blades (2) arranged around an axis of rotation (RA) in a blade ring, with at least one of the fan wheel blades (2) having a radially inner section (3) and an inner section ( 3) has a blade edge section (4) immediately adjoining a blade edge (5), the at least one fan wheel blade (1) having a local projection (6) over a radial extent of the blade edge section (4), which is formed as an extension of the chord length of the fan wheel blade and the fan wheel blade (2) in the blade edge section (4) is enlarged locally, and an average angle of attack (α) of the fan wheel blade (2) with respect to a plane of rotation (RE) of the fan wheel (1) is greater than an average angle of attack (ß) of the projection ( 6) opposite the plane of rotation (RE).
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad eines Axialventilators mit mehreren um eine Rotationsachse in einem Schaufelkranz angeordneten Lüfterradschaufeln.The invention relates to a fan wheel of an axial fan with a plurality of fan wheel blades arranged around an axis of rotation in a blade ring.

Gattungsgemäße Lüfterräder von Axialventilatoren zur Erzeugung eines Axialluftstromes sind seit langem bekannt und umfassen üblicherweise eine Mehrzahl von Lüfterradschaufeln, die sich ausgehend von der Nabe nach radial außen erstrecken und in einem Schaufelkranz angeordnet sind.Fan wheels of the generic type of axial fans for generating an axial air flow have been known for a long time and usually comprise a plurality of fan wheel blades which, starting from the hub, extend radially outward and are arranged in a blade ring.

Problematisch ist die Geräuscherzeugung aufgrund von Wirbelbildung, insbesondere in hinsichtlich der Zuströmung und/oder Anströmung gestörten EinbaubedingungenThe generation of noise due to the formation of eddies is particularly problematic in installation conditions that are disturbed in terms of inflow and / or inflow

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Lüfterrad bereitzustellen, das insbesondere in derartigen gestörten Einbausituationen eine Reduktion des im Betrieb erzeugten Schallpegels gewährleistet.The invention is therefore based on the object of providing a fan wheel that ensures a reduction in the sound level generated during operation, in particular in such disturbed installation situations.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to patent claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein Lüfterrad eines Axialventilators mit mehreren um eine Rotationsachse in einem Schaufelkranz angeordneten Lüfterradschaufeln vorgeschlagen, bei dem mindestens eine der Lüfterradschaufeln einen radial innen liegenden Innenabschnitt und einen sich an den Innenabschnitt unmittelbar anschließenden an einen Schaufelrand angrenzenden Schaufelrandabschnitt aufweist. Die mindestens eine Lüfterradschaufel weist über eine Radialerstreckung des Schaufelrandabschnitts einen lokalen Vorsprung auf, welcher in Verlängerung der Sehnenlänge der Lüfterradschaufel ausgebildet ist und die Lüfterradschaufel im Schaufelrandabschnitt lokal vergrößert. Der Schaufelrandabschnitt ist somit von dem Innenabschnitt abgegrenzt und dadurch definiert, dass stets der Vorsprung vorgesehen ist. Ferner ist erfindungswesentlich, dass ein mittlerer Anstellwinkel der Lüfterradschaufel, insbesondere im Schaufelrandabschnitt, gegenüber einer Rotationsebene des Lüfterrads größer ist als ein mittlerer Anstellwinkel des Vorsprungs gegenüber der Rotationsebene.According to the invention, a fan wheel of an axial fan with several fan wheel blades arranged around an axis of rotation in a blade ring is proposed, in which at least one of the fan wheel blades has a radially inner section and a blade edge section directly adjoining the inner section and adjoining a blade edge. The at least one fan wheel blade has a local projection over a radial extent of the blade edge section, which is formed as an extension of the chord length of the fan wheel blade and locally enlarges the fan wheel blade in the blade edge section. The blade edge section is thus delimited from the inner section and defined in that the projection is always provided. It is also essential to the invention that a mean angle of attack of the fan wheel blade, in particular in the blade edge section, with respect to a plane of rotation of the fan wheel is greater than a mean angle of attack of the projection with respect to the plane of rotation.

Die Kombination der technischen Merkmale, im Schaufelrandabschnitt den Vorsprung mit vergrößerter Sehnenlänge vorzusehen und gleichzeitig den Anstellwinkel des Vorsprungs gegenüber der Rotationsachse gegenüber der übrigen Lüfterradschaufel zu reduzieren verringert die Ablöseneigung der Strömung am Lüfterrad und mithin die als besonders unangenehm empfundenen Drehtöne.The combination of the technical features of providing the projection with an increased chord length in the blade edge section and at the same time reducing the angle of attack of the projection with respect to the axis of rotation with respect to the rest of the fan impeller reduces the tendency of the flow to detach on the fan impeller and therefore the particularly uncomfortable turning sounds.

Bei dem Lüfterrad sieht eine bevorzugte Ausführungsvariante vor, dass der mittlere Anstellwinkel des Vorsprungs gegenüber der Rotationsebene des Lüfterrads einen Wert zwischen 1-15°, weiter bevorzugt zwischen 3-10° aufweist. Der Anstellwinkel des Vorsprungs ist dabei stets kleiner als derjenige der Lüfterradschaufel im Bereich außerhalb des Vorsprungs.In the case of the fan wheel, a preferred embodiment variant provides that the mean angle of attack of the projection with respect to the plane of rotation of the fan wheel has a value between 1-15 °, more preferably between 3-10 °. The angle of attack of the projection is always smaller than that of the fan impeller blade in the area outside the projection.

Viele Lüfterräder von Axialventilatoren verwenden einen die Laufradschaufeln radial außenseitig umspannenden Ring, der häufig als Schleuderring bezeichnet wird. Eine vorteilhafte Ausführung des Lüfterrad der vorliegenden Offenbarung ist jedoch speziell darauf gerichtet, dass die Lüfterradschaufeln an ihren jeweiligen radialen Schaufelrändern frei enden und verbindungsfrei sind, d.h. dass kein Ring oder dergleichen die Laufradschaufeln verbindet. Durch das freie Ende sind die radial außen liegenden Schaufelränder der Laufradschaufeln strömungstechnisch unbeeinflusst, so dass die Wirkung des Vorsprungs günstig zur Geltung kommt.Many fan impellers of axial fans use a ring that surrounds the impeller blades radially on the outside, which is often referred to as a centrifugal ring. However, an advantageous embodiment of the fan wheel of the present disclosure is specifically directed to the fan wheel blades ending freely at their respective radial blade edges and being free from connection, i. that no ring or the like connects the impeller blades. As a result of the free end, the radially outer blade edges of the impeller blades are not influenced in terms of flow, so that the effect of the projection is beneficial.

Ferner ist bei dem Lüfterrad vorzugsweise vorgesehen, dass der an den Schaufelrand angrenzende Schaufelrandabschnitt der mindestens einen Lüfterradschaufel in einem radialen Außenbereich der Lüfterradschaufel bestimmt ist. Die Größe dieses radialen Außenbereichs und damit die Radialerstreckung des Vorsprungs wird durch das Verhältnis des Radius LS der Lüfterradschaufel bis zum Schaufelrandabschnitt zu dem maximalen Radius der Lüfterradschaufel LD derart definiert, dass gilt 0,7≤LS/LD≤1, vorzugsweise 0,85≤LS/LD≤0,95.Furthermore, it is preferably provided in the case of the fan wheel that the blade edge section of the at least one fan wheel blade adjoining the blade edge is determined in a radial outer region of the fan wheel blade. The size of this radial outer area and thus the radial extent of the projection is defined by the ratio of the radius LS of the fan wheel blade up to the blade edge section to the maximum radius of the fan wheel blade LD such that 0.7 LS / LD 1, preferably 0.85 LS / LD≤0.95.

Hinsichtlich der Erstreckung des Vorsprungs in Umfangsrichtung in der Rotationsebene des Lüfterrads ist vorzugsweise vorgesehen, dass durch den Vorsprung die Sehnenlänge der Lüfterradschaufel in einer Richtung senkrecht zur Rotationsachse lokal gegenüber dem Innenabschnitt derart vergrößert ist, dass gilt 1,05≤L1/L2≤1,4, weiter bevorzugt 1,1≤L1/L2≤1,3, wobei L1 die maximale Sehnenlänge der Lüfterradschaufel im Schaufelrandabschnitt und L2 die Sehnenlänge der Lüfterradschaufel an der Grenze zwischen dem Innenabschnitt und dem Schaufelrandabschnitt, jeweils gemessen an dem radial außen liegenden Schaufelrand der Lüfterradschaufel, sind.With regard to the extent of the projection in the circumferential direction in the plane of rotation of the fan wheel, it is preferably provided that the chord length of the fan wheel blade in a direction perpendicular to the axis of rotation is locally increased relative to the inner section such that 1.05 L1 / L2 1 applies, 4, more preferably 1.1 L1 / L2 1.3, where L1 is the maximum chord length of the fan wheel blade in the blade edge section and L2 is the chord length of the fan impeller blade at the boundary between the inner section and the blade edge section, in each case measured at the radially outer blade edge of the fan wheel blade.

Die Lüfterradschaufeln weisen jeweils eine Schaufelvorderkante und eine Schaufelhinterkante auf. Eine besonders vorteilhafte Wirkung zur Geräuschreduzierung wird erzielt, wenn der Vorsprung an der Schaufelvorderkante ausgebildet ist. Die Schaufelhinterkante wiederum weist in einer günstigen Ausführung einen konvex gerundeten, bogenförmigen Verlauf auf. Auch die Schaufelvorderkante ist vorzugsweise bogenförmig gekrümmt, jedoch mit einem größeren, insbesondere um ein Vielfaches größeren Radius als die Schaufelhinterkante.The fan impeller blades each have a leading edge and a trailing edge. A particularly advantageous effect for noise reduction is achieved if the projection is formed on the blade leading edge. The blade trailing edge, in turn, has a convexly rounded, arched course in a favorable embodiment. The blade leading edge is also preferably curved in an arc shape, but with a larger, in particular many times larger, radius than the blade trailing edge.

Zudem ist eine Ausführungsvariante des Lüfterrad vorteilhaft, bei welcher der Vorsprung einstückig mit der Lüfterradschaufel ausgebildet ist. Das Lüfterrad ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, so dass alle technischen die Strömung beeinflussenden Merkmale in den Lüfterradschaufeln integral ausgebildet sind.In addition, an embodiment of the fan wheel is advantageous in which the projection is formed in one piece with the fan wheel blade. The fan wheel is preferably made of plastic, so that all technical features influencing the flow are integrally formed in the fan wheel blades.

Eine Weiterbildung des Lüfterrads ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung eine in Umfangsrichtung weisende Spitze aufweist. Die Spitze ist vorzugsweise gegenüber einem maximalen Außenradius der Lüfterradschaufel nach radial innen beabstandet ist. Das bedeutet, dass der Vorsprung radial nach innen eingezogen ausgebildet ist, die Spitze jedoch vorzugsweise im Betrieb einen gedachten Kreis bestimmt, der gegenüber dem Außenradius des Lüfterrads beabstandet ist.A further development of the fan wheel is further characterized in that the projection has a tip pointing in the circumferential direction. The tip is preferably spaced radially inward relative to a maximum outer radius of the fan wheel blade. This means that the projection is designed to be drawn in radially inward, but the tip preferably defines an imaginary circle during operation which is spaced apart from the outer radius of the fan wheel.

Ferner ist eine Ausführungsvariante des Lüfterrads vorteilhaft, bei der die Spitze des Vorsprungs im Schaufelrandabschnitt außermittig nach radial außen versetzt ist. In anderen Worten wird der Vorsprung derart ausgebildet, dass seine in Umfangsrichtung weisende Spitze näher am Außenradius der als an dem Innenabschnitt der Lüfterradschaufel liegt.Furthermore, an embodiment variant of the fan wheel is advantageous in which the tip of the projection in the blade edge section is offset radially outwards off-center. In other words, the projection is formed in such a way that its tip pointing in the circumferential direction is closer to the outer radius than to the inner section of the fan wheel blade.

Strömungstechnisch vorteilhaft und geräuschreduzierend wirkt sich bei dem Lüfterrad ferner eine Ausgestaltung der Laufradschaufeln aus, bei der die Spitze des Vorsprungs jeweils abgerundet ausgebildet ist.A configuration of the impeller blades in which the tip of the projection is rounded off also has a flow-technical and noise-reducing effect on the fan wheel.

Weitere günstige Ausführungsformen des Lüfterrads sehen vor, dass die Lüfterradschaufeln jeweils an ihrem radial äußeren Schaufelrand ein Winglet aufweisen. Als Winglet ist eine Ausbildung an der Lüfterradschaufel definiert, bei der radial endseitig an der Lüfterradschaufel eine Verdickung oder Rundung von der Unterseite zur Oberseite vorgesehen ist. Optional können zudem jeweils am radial äußeren Schaufelrand Bürsten vorgesehen werden.Further favorable embodiments of the fan wheel provide that the fan wheel blades each have a winglet on their radially outer blade edge. A winglet is defined as a design on the fan wheel blade in which a thickening or rounding from the bottom to the top is provided on the radial end of the fan wheel blade. Optionally, brushes can also be provided on the radially outer edge of the blade.

In einer weiteren Ausführungsform weisen die Lüfterradschaufeln zumindest entlang des Vorsprungs eine geringere mittlere Schaufeldicke auf als im übrigen Bereich der jeweiligen Lüfterradschaufel.In a further embodiment, the fan wheel blades, at least along the projection, have a smaller average blade thickness than in the remaining area of the respective fan wheel blade.

Die Lüfterradschaufeln sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie jeweils einen radialen Mittelbereich um ihre radiale Mitte bestimmen, in dem die Sehnenlänge der Lüfterradschaufel ein Maximum aufweist. Der Mittelbereich erstreckt sich dabei vorzugsweise bis zu 30% der radialen Maximalerstreckung der Lüfterradschaufel um ihre die radiale Mitte.The fan wheel blades are preferably designed in such a way that they each define a radial central region around their radial center, in which the chord length of the fan wheel blade has a maximum. The central area extends preferably up to 30% of the radial maximum extent of the fan wheel blade around its radial center.

Ferner ist eine Ausführung des Lüfterrads bevorzugt, bei der alle Lüfterradschaufeln identisch ausgebildet sind.Furthermore, an embodiment of the fan wheel is preferred in which all fan wheel blades are of identical design.

Die Offenbarung umfasst ferner einen Axialventilator mit einem vorstehend beschriebenen Lüfterrad.The disclosure further includes an axial fan with a fan wheel described above.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1
eine axiale Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Lüfterrad,
Fig. 2
eine Seitenansicht des Lüfterrad gemäß Figur 1,
Fig. 3
eine Detailansicht einer Lüfterradschaufel des Lüfterrad gemäß Figur 1 von der axial gegenüberliegenden Seite,
Fig. 4
eine Profilansicht auf den radialen Schaufelrand einer Lüfterradschaufel des Lüfterrads aus Figur 1;
Fig. 5
eine weitere Profilansicht auf den radialen Schaufelrand einer Lüfterradschaufel des Lüfterrads aus Figur 1;
Fig. 6
ein Diagramm des Schalldruckpegels gegenüber der Frequenz bei dem Lüfterrad aus Figur 1 gegenüber einem Lüfterrad des Stands der Technik;
Fig. 7
ein Diagramm des Anstellwinkels der Lüfterradschaufel aus Fi-gur 1 gegenüber dem Stand der Technik;
Fig. 8
ein Diagramm der Sehnenlänge der Lüfterradschaufel aus Figur 1 gegenüber dem Stand der Technik.
Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:
Fig. 1
an axial plan view of a fan wheel according to the invention,
Fig. 2
a side view of the fan wheel according to Figure 1 ,
Fig. 3
a detailed view of a fan wheel blade of the fan wheel according to Figure 1 from the axially opposite side,
Fig. 4
a profile view of the radial blade edge of a fan wheel blade of the fan wheel Figure 1 ;
Fig. 5
a further profile view of the radial blade edge of a fan wheel blade of the fan wheel Figure 1 ;
Fig. 6
a diagram of the sound pressure level versus frequency at the fan wheel Figure 1 compared to a fan wheel of the prior art;
Fig. 7
a diagram of the angle of attack of the fan wheel blade from FIG. 1 compared to the prior art;
Fig. 8
a diagram of the chord length of the fan impeller blade Figure 1 compared to the state of the art.

Die Figuren 1 - 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Lüfterrads 1 eines Axialventilators, bei dem sich fünf identische Lüfterradschaufeln 2 ausgehend von der Nabe 17 nach radial außen erstrecken und um die Rotationsachse RA einen Schaufelkranz bilden. Die Anzahl der Lüfterradschaufeln 2 ist lediglich beispielhaft auf fünf festgelegt, kann jedoch in alternativen Ausführungen auch höher oder geringer sein.The Figures 1 - 5 show an embodiment of a fan wheel 1 of an axial fan, in which five identical fan wheel blades 2 extend radially outward starting from the hub 17 and form a ring of blades around the axis of rotation RA. The number of fan wheel blades 2 is set to five merely by way of example, but can also be higher or lower in alternative embodiments.

Jede Lüfterradschaufel 2 weist eine Schaufelhinterkante 8, eine Schaufelvorderkante 9 und einen radialen Schaufelrand 5 auf, der frei endet. Die einzelnen Lüfterradschaufeln 2 sind ausschließlich über die Nabe 17 verbunden. Die Schaufelvorderkanten 8 sind konvex in Umfangsrichtung vorstehend gerundet und bestimmen jeweils einen bogenförmigen Verlauf, die Schaufelvorderkanten 9 erstrecken sich ausgehend von der Nabe 17 im Wesentlichen geradlinig nach radial außen. Wie in Figur 2 gut zu erkennen sind die Lüfterradschaufeln 2 gewölbt geformt und gegenüber der Rotationsebene RE geneigt. Auf ihrer jeweiligen axialen Unterseite sind in Umfangsrichtung ausgerichtete Versteifungsrippen 25 ausgebildet, die sich teilweise bis zur Nabe 17 erstrecken und an dieser über eine vorbestimmte Axialerstreckung verbunden sind.Each fan wheel blade 2 has a blade trailing edge 8, a blade leading edge 9 and a radial blade edge 5 which ends freely. The individual fan impeller blades 2 are connected exclusively via the hub 17. The blade leading edges 8 are convexly rounded in the circumferential direction and each determine an arcuate course, the blade leading edges 9 extending from the hub 17 essentially in a straight line radially outward. As in Figure 2 The fan impeller blades 2 are clearly seen to be arched and inclined with respect to the plane of rotation RE. Stiffening ribs 25 aligned in the circumferential direction are formed on their respective axial underside, some of which extend as far as the hub 17 and are connected to it over a predetermined axial extent.

Die Lüfterradschaufeln 2 weisen jeweils einen radial innen liegenden Innenabschnitt 3 und einen sich in radialer Richtung gesehen an den Innenabschnitt 3 unmittelbar anschließenden Schaufelrandabschnitt 4 auf, der sich bis an den jeweiligen Schaufelrand 5 erstreckt. Als Grenze 13 zwischen dem Innenabschnitts 3 und dem Schaufelrandabschnitt 4 ist in Figur 1 eine gestrichelte Linie eingetragen. Der radial außerhalb liegende Schaufelrandabschnitt 4 ist bei den Lüfterradschaufeln 2 jeweils dadurch definiert, dass er über seine Radialerstreckung den lokalen Vorsprung 6 aufweist, der die Sehnenlänge der jeweiligen Lüfterradschaufel 2 im Schaufelrandabschnitt 4 lokal in Umfangsrichtung vergrößert. Die Grenze 13 ist somit an der Stelle festgelegt, an welcher der Vorsprung 6 beginnt. Der Vorsprung 6 ist in der gezeigten Ausführung an den jeweiligen Schaufelvorderkanten 9 ausgebildet in einer im wesentlichen dreieckigen Grundform, welche eine in Umfangsrichtung weisende abgerundete Spitze 10 aufweist. In Figur 3 ist mit dem Bezugszeichen 12 eine Linie gekennzeichnet, welche die Position der Spitze 10 parallel zum Schaufelrand 5 aufzeigt. Dabei ist erkennbar, dass die Spitze 10 des Vorsprungs 6 gegenüber einem maximalen Außenradius der Lüfterradschaufel 2 nach radial innen beabstandet und somit im Schaufelrandabschnitt 4 in radialer Richtung gesehen außermittig nach radial außen versetzt ist. Dies wird durch unterschiedliche Winkelverläufe der Außenkanten des Vorsprungs 6 erreicht, die zum einen durch die Schaufelvorderkante 9, zum anderen durch den Schaufelrand 5 gebildet sind.The fan impeller blades 2 each have an inner section 3 lying radially on the inside and a blade edge section 4 which, viewed in the radial direction, directly adjoins the inner section 3 and extends to the respective blade edge 5. The boundary 13 between the inner section 3 and the blade edge section 4 is shown in FIG Figure 1 entered a dashed line. The radially outwardly lying blade edge section 4 is defined in the fan wheel blades 2 in that it has the local protrusion 6 over its radial extent, which locally increases the chord length of the respective fan wheel blade 2 in the blade edge section 4 in the circumferential direction. The boundary 13 is thus defined at the point at which the projection 6 begins. In the embodiment shown, the projection 6 is embodied on the respective blade leading edges 9 in an essentially triangular basic shape which has a rounded tip 10 pointing in the circumferential direction. In Figure 3 a line is identified by the reference numeral 12 which shows the position of the tip 10 parallel to the blade edge 5. It can be seen that the tip 10 of the projection 6 is spaced radially inwardly in relation to a maximum outer radius of the fan wheel blade 2 and is thus offset radially outwardly off-center in the radial direction in the blade edge section 4. This is achieved by different angular profiles of the outer edges of the projection 6, which are formed on the one hand by the blade leading edge 9 and on the other hand by the blade edge 5.

Bezugnehmend auf Figur 4 sind die unterschiedlichen mittleren Anstellwinkel α, β der Lüfterradschaufel 2 im Vergleich zum Vorsprung 6, jeweils gegenüber der Rotationebene RE dargestellt. Der mittlere Anstellwinkel α der Lüfterradschaufel 2 gegenüber der Rotationsebene RE liegt bei 35°, der mittlere Anstellwinkel β des Vorsprungs 6 gegenüber der Rotationsebene RE entspricht 10°. Zudem ist jeder Anstellwinkel entlang der Lüfterradschaufel 2 gegenüber der Rotationsebene RE stets kleiner als jeder Anstellwinkel entlang des Vorsprungs 6 gegenüber der Rotationsebene RE. Ferner ist der Gesamtanstellwinkel µ der Lüfterradschaufel 2 entlang der Sehnenlänge L im Mittelbereich MB um die radiale Mitte gezeigt, welche den Randpunkt XV1 an der Schaufelhinterkante 8 mit dem Randpunkt XV2 an der Schaufelvorderkante 9 verbindet. Im Mittelbereich MB weist die Sehnenlänge L ihr Maximum auf.Referring to Figure 4 the different mean angles of incidence α, β of the fan impeller blade 2 compared to the projection 6, each with respect to the plane of rotation RE are shown. The mean angle of attack α of the fan wheel blade 2 with respect to the plane of rotation RE is 35 °, the mean angle of attack β of the projection 6 with respect to the plane of rotation RE corresponds to 10 °. In addition, each setting angle along the fan wheel blade 2 with respect to the plane of rotation RE is always smaller than each setting angle along the projection 6 with respect to the plane of rotation RE. Furthermore, the total angle of incidence μ of the fan impeller blade 2 is shown along the chord length L in the central area MB around the radial center, which connects the edge point XV1 on the blade trailing edge 8 with the edge point XV2 on the blade leading edge 9. The chord length L has its maximum in the central area MB.

In der gezeigten Ausführung ist der Vorsprung 6 einstückig an der Lüfterradschaufel 2 ausgebildet, gleichwohl kann seine Erstreckung und die dadurch bedingte Sehnenverlängerung eindeutig über die sprunghafte Verlaufsveränderung der Schaufelvorderkante 9 bestimmt und abgegrenzt werden. Alternative Ausführungen sehen vor, dass der Vorsprung als Anbauteil an der jeweiligen Lüfterradschaufel befestigt wird.In the embodiment shown, the projection 6 is formed in one piece on the fan impeller blade 2, but its extension and the resulting chord lengthening can be clearly determined and delimited by the abrupt change in the course of the blade leading edge 9. Alternative designs provide that the projection is attached as an attachment to the respective fan wheel blade.

Der Vorsprung 6 im Schaufelrandabschnitt 4 nimmt eine Radialerstreckung ein, welche über das Verhältnis LS/LD bestimmt ist, das im gezeigten Fall bei 0,88 liegt. LS ist der Radius der Lüfterradschaufel 2 bis zum Schaufelrandabschnitt 4, LD der maximale Außenradius der Lüfterradschaufel 2. Das Verhältnis LS/LD soll zwischen 0,7-1, insbesondere zwischen 0,85-0,98 liegen.The projection 6 in the blade edge section 4 assumes a radial extent which is determined by the ratio LS / LD, which in the case shown is 0.88. LS is the radius of the fan wheel blade 2 up to the blade edge section 4, LD the maximum outer radius of the fan wheel blade 2. The ratio LS / LD should be between 0.7-1, in particular between 0.85-0.98.

Die Größe des Vorsprungs 6 in Umfangsrichtung wird über die unterschiedliche Sehnenlänge festgelegt. Die Sehnenlänge der Lüfterradschaufel 2 wird durch den Vorsprung 6 in Richtung senkrecht zur Rotationsachse RA derart vergrößert, dass das Verhältnis der maximalen Sehnenlänge L1 der Lüfterradschaufel 2 inklusive des Vorsprungs 6 zur Sehnenlänge L2 der Lüfterradschaufel 2 ohne den Vorsprung 6 bei 1,2 liegt. Das Verhältnis soll zwischen 1,05-1,3, insbesondere zwischen 1,1-1,2 festgelegt werden. Ferner kann die Schaufeldicke des Vorsprungs 6 optional größer als die Schaufeldicke des übrigen Lüfterrads 2 sein, wie in Figur 4 gezeigt.The size of the projection 6 in the circumferential direction is determined by the different chord lengths. The chord length of the fan impeller blade 2 is increased by the projection 6 in the direction perpendicular to the axis of rotation RA such that the ratio of the maximum chord length L1 of Fan wheel blade 2 including the projection 6 for the chord length L2 of the fan wheel blade 2 without the projection 6 is 1.2. The ratio should be set between 1.05-1.3, in particular between 1.1-1.2. Furthermore, the blade thickness of the projection 6 can optionally be greater than the blade thickness of the remaining fan wheel 2, as in FIG Figure 4 shown.

Figur 6 zeigt die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lüfterrads 2 erzielten Vorteile zur Reduzierung des Schalldruckpegels Lp bei den unterschiedlichen Frequenzen f, wobei die durchgezogene Linie 77 das Ergebnis des Laufrads 2 gemäß Figur 1 darstellt und die gestrichelte Line 88 ein identisches Laufrad ohne Vorsprung 6 kennzeichnet. Im Wesentlichen über den gesamten Frequenzverlauf, insbesondere jedoch bei sehr niedrigen Frequenzen kann der Schalldruckpegel deutlich reduziert werden. Figure 6 shows the advantages achieved by the design of the fan wheel 2 according to the invention for reducing the sound pressure level Lp at the different frequencies f, the solid line 77 showing the result of the wheel 2 according to FIG Figure 1 and the dashed line 88 identifies an identical impeller without a projection 6. The sound pressure level can be reduced significantly over the entire frequency curve, but especially at very low frequencies.

Die Figur 7 zeigt einen Vergleich des Verhältnisses des Anstellwinkels µ zu dem maximalen Anstellwinkel p_max der Lüfterradschaufel 2 mit dem Vorsprung 6 aus Figur 1 über den radialen Verlauf des Radius r zum Maximalradius r_max gegenüber dem Stand der Technik (gestrichelte Linie) ohne Vorsprung. Gut zu erkennen ist der abfallende Anstellwinkel zu Beginn des Schaufelrandabschnitts 4 bei einem Verhältnis r/r_max von 0,9.The Figure 7 shows a comparison of the ratio of the angle of attack μ to the maximum angle of attack p_max of the fan impeller blade 2 with the projection 6 from FIG Figure 1 over the radial course of the radius r to the maximum radius r_max compared to the prior art (dashed line) without a projection. The falling angle of attack at the beginning of the blade edge section 4 at a ratio r / r_max of 0.9 can be clearly seen.

Figur 8 zeigt ein Diagramm der Sehnenlänge L zu der maximalen Sehnenlänge L_max der Lüfterradschaufel 2 mit dem Vorsprung 6 aus Figur 1 über den radialen Verlauf des Radius r zum Maximalradius r_max gegenüber dem Stand der Technik (gestrichelte Linie) ohne Vorsprung. Das Maximum der Sehnenlänge liegt bei 0,7 der Gesamtradialerstreckung der Lüfterradschaufel 2. Im Schaufelrandabschnitt 4 vergrößert sich die Sehnenlänge lokal um den Vorsprung 6. Figure 8 shows a diagram of the chord length L to the maximum chord length L_max of the fan wheel blade 2 with the projection 6 from Figure 1 over the radial course of the radius r to the maximum radius r_max compared to the prior art (dashed line) without a projection. The maximum of the chord length is 0.7 of the total radial extension of the fan impeller blade 2. In the blade edge section 4, the chord length increases locally around the projection 6.

Claims (16)

Lüfterrad (1) eines Axialventilators mit mehreren um eine Rotationsachse (RA) in einem Schaufelkranz angeordneten Lüfterradschaufeln (2), wobei mindestens eine der Lüfterradschaufeln (2) einen radial innen liegenden Innenabschnitt (3) und einen sich an den Innenabschnitt (3) unmittelbar anschließenden an einen Schaufelrand (5) angrenzenden Schaufelrandabschnitt (4) aufweist, wobei die mindestens eine Lüfterradschaufel (2) über eine Radialerstreckung des Schaufelrandabschnitts (4) einen lokalen Vorsprung (6) aufweist, welcher in Verlängerung der Sehnenlänge der Lüfterradschaufel (2) ausgebildet ist und die Lüfterradschaufel (2) im Schaufelrandabschnitt (4) lokal vergrößert, und wobei ein mittlerer Anstellwinkel (α) der Lüfterradschaufel (2) gegenüber einer Rotationsebene (RE) des Lüfterrads (1) größer ist als ein mittlerer Anstellwinkel (β) des Vorsprungs (6) gegenüber der Rotationsebene (RE).Fan wheel (1) of an axial fan with several fan wheel blades (2) arranged around an axis of rotation (RA) in a blade ring, at least one of the fan wheel blades (2) having a radially inner inner section (3) and one directly adjoining the inner section (3) has a blade edge section (4) adjoining a blade edge (5), the at least one fan wheel blade (2) having a local projection (6) over a radial extent of the blade edge section (4) which is formed as an extension of the chord length of the fan wheel blade (2) and the fan impeller blade (2) locally enlarged in the blade edge section (4), and an average angle of attack (α) of the fan impeller blade (2) relative to a plane of rotation (RE) of the fan wheel (1) is greater than an average angle of attack (β) of the projection (6) ) opposite the plane of rotation (RE). Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel (β) des Vorsprungs (6) gegenüber der Rotationsebene (RE) einen Wert zwischen 2-15°, insbesondere zwischen 4-10° aufweist.Fan wheel according to Claim 1, characterized in that the angle of incidence (β) of the projection (6) with respect to the plane of rotation (RE) has a value between 2-15 °, in particular between 4-10 °. Lüfterrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterradschaufeln (2) an ihren jeweiligen radialen Schaufelrändern (5) frei enden und verbindungsfrei sind.Fan wheel according to Claim 1 or 2, characterized in that the fan wheel blades (2) end freely at their respective radial blade edges (5) and are free of connections. Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Schaufelrand (5) angrenzende Schaufelrandabschnitt (4) der mindestens einen Lüfterradschaufel (2) in einem Außenbereich der Lüfterradschaufel (2) bestimmt ist, so dass gilt 0,7≤LS/LD≤1, insbesondere 0,85≤LS/LD≤0,95, wobei LD ein maximaler Radius der Lüfterradschaufel und LS ein Radius der Lüfterradschaufel bis zum Schaufelrandabschnitt (4) sind.Fan wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the blade edge section (4) of the at least one fan wheel blade (2) adjoining the blade edge (5) is determined in an outer region of the fan wheel blade (2), so that 0.7≤LS / LD≤1, in particular 0.85≤LS / LD≤0.95, where LD is a maximum radius of the fan impeller and LS is a radius of Fan wheel blade up to the blade edge section (4). Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Vorsprung (6) eine Sehnenlänge der Lüfterradschaufel (2) in einer Richtung senkrecht zur Rotationsachse (RA) lokal gegenüber dem Innenabschnitt vergrößert ist, dass gilt 1,05≤L1/L2≤1,4, insbesondere 1,1≤L1/L2≤1,3, wobei L1 eine maximale Sehnenlänge der Lüfterradschaufel (2) im Schaufelrandabschnitt und L2 eine Sehnenlänge der Lüfterradschaufel (2) an der Grenze zwischen dem Innenabschnitt (3) und dem Schaufelrandabschnitt (4) sind.Fan wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the projection (6) increases a chord length of the fan wheel blade (2) in a direction perpendicular to the axis of rotation (RA) locally compared to the inner section, that is, 1.05 L1 / L2 1.4, in particular 1.1≤L1 / L2≤1.3, where L1 is a maximum chord length of the fan wheel blade (2) in the blade edge section and L2 is a chord length of the fan wheel blade (2) at the boundary between the inner section (3) and the blade edge section (4) are. Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lüfterradschaufel (2) eine Schaufelvorderkante (9) und eine Schaufelhinterkante (8) aufweist, wobei der Vorsprung an der Schaufelvorderkante (9) ausgebildet ist.Fan wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one fan wheel blade (2) has a front blade edge (9) and a rear blade edge (8), the projection being formed on the front blade edge (9). Lüfterrad nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelhinterkante (8) einen konvex gerundeten, bogenförmigen Verlauf aufweist.Fan wheel according to the previous claim, characterized in that the blade rear edge (8) has a convexly rounded, arcuate course. Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (6) einstückig mit der Lüfterradschaufel (2) ausgebildet ist.Fan wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the projection (6) is formed in one piece with the fan wheel blade (2). Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (6) eine in Umfangsrichtung weisende Spitze (10) aufweist, die gegenüber einem maximalen Außenradius der Lüfterradschaufel (2) nach radial innen beabstandet ist.Fan wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the projection (6) has a tip (10) pointing in the circumferential direction, which is spaced radially inward relative to a maximum outer radius of the fan wheel blade (2). Lüfterrad nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (10) im Schaufelrandabschnitt (4) außermittig nach radial außen versetzt ist.Fan wheel according to the preceding claim, characterized in that the tip (10) in the blade edge section (4) is offset radially outwards off-center. Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (10) abgerundet ausgebildet ist.Fan wheel according to one of the preceding claims 9 or 10, characterized in that the tip (10) is rounded. Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterradschaufeln (2) jeweils an ihrem radial äußeren Schaufelrand (5) ein Winglet aufweisen.Fan wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the fan wheel blades (2) each have a winglet on their radially outer blade edge (5). Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche 6 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterradschaufeln (2) im Bereich des Vorsprungs(6) eine größere mittlere Schaufeldicke als im übrigen Bereich der Lüfterradschaufel (2) aufweist.Fan wheel according to one of the preceding claims 6-12, characterized in that the fan wheel blades (2) have a greater mean blade thickness in the area of the projection (6) than in the remaining area of the fan wheel blade (2). Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterradschaufeln (2) einen radialen Mittelbereich (MB) um eine radiale Mitte der jeweiligen Lüfterradschaufel (2) und die Lüfterradschaufel (2) im Mittelbereich (MB) eine maximale Sehnenlänge aufweist.Fan wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the fan wheel blades (2) have a radial central area (MB) around a radial center of the respective fan wheel blade (2) and the fan wheel blade (2) has a maximum chord length in the central area (MB). Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lüfterradschaufeln des Lüfterrads identisch ausgebildet sind.Fan wheel according to one of the preceding claims, characterized in that all fan wheel blades of the fan wheel are designed identically. Axialventilator mit einem Lüfterrad nach einem der vorigen Ansprüche.Axial fan with a fan wheel according to one of the preceding claims.
EP20158943.9A 2019-03-04 2020-02-24 Fan wheel of an axial fan Active EP3705727B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019105355.2A DE102019105355B4 (en) 2019-03-04 2019-03-04 Fan wheel of an axial fan

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3705727A1 true EP3705727A1 (en) 2020-09-09
EP3705727B1 EP3705727B1 (en) 2024-08-07

Family

ID=69726469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20158943.9A Active EP3705727B1 (en) 2019-03-04 2020-02-24 Fan wheel of an axial fan

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11248623B2 (en)
EP (1) EP3705727B1 (en)
CN (2) CN210265263U (en)
DE (1) DE102019105355B4 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD972119S1 (en) * 2018-11-28 2022-12-06 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Fan
USD971398S1 (en) * 2019-03-04 2022-11-29 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Fan wheel of an axial fan
USD980409S1 (en) * 2019-03-07 2023-03-07 Ziehl-Abegg Se Fan wheel
WO2024086324A1 (en) * 2022-10-21 2024-04-25 Texas Tech University System Aircraft with ducted propulsion

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991007593A1 (en) * 1989-11-16 1991-05-30 Airflow Research And Manufacturing Corporation Multi-sweep blade with abrupt sweep transition
WO1996016272A1 (en) * 1994-11-18 1996-05-30 Itt Automotive Electrical Systems, Inc. Fan blade with curved planform and high-lift airfoil having bulbous leading edge
WO2009019559A1 (en) * 2007-08-07 2009-02-12 Spal Automotive S.R.L. Axial flow fan
JP2014062534A (en) * 2012-09-24 2014-04-10 Denso Corp Blower
EP3029336A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-08 ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG Blade of a fan wheel, fan wheel and axial fan

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2014032A (en) * 1934-10-24 1935-09-10 Robbins & Myers An and the like
US4063852A (en) * 1976-01-28 1977-12-20 Torin Corporation Axial flow impeller with improved blade shape
US4274806A (en) * 1979-06-18 1981-06-23 General Electric Company Staircase blade tip
CH667901A5 (en) * 1985-05-02 1988-11-15 Papst Motoren Gmbh & Co Kg BUILT-IN FAN.
US4662823A (en) * 1985-10-28 1987-05-05 Cooke Frank L Air turbulence blades for ceiling fans
DE3801353C1 (en) 1988-01-19 1989-03-23 Rhein-Flugzeugbau Gmbh, 4050 Moenchengladbach, De
IT219392Z2 (en) * 1990-03-12 1993-02-26 FIXING SYSTEM BETWEEN EXTRUDED BUCKET WITH HOLLOW STRUCTURE FOR AXIAL FAN AND BUCKET LEG INSERTED
DE69228189T2 (en) * 1991-08-30 1999-06-17 Airflow Research & Mfg. Corp., Watertown, Mass. FAN WITH FORWARD CURVED BLADES AND ADAPTED BLADE CURVING AND ADJUSTMENT
EP0897479A4 (en) * 1996-05-07 2001-12-05 Rollo Entpr Ltd An impeller and fan incorporating same
US5681145A (en) 1996-10-30 1997-10-28 Itt Automotive Electrical Systems, Inc. Low-noise, high-efficiency fan assembly combining unequal blade spacing angles and unequal blade setting angles
JPH1144432A (en) * 1997-07-24 1999-02-16 Hitachi Ltd Air conditioner
DE102004017727A1 (en) 2003-04-19 2004-11-04 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Fan for equipment comprises an air-conveying channel containing a fan wheel rotating about a central axis and having a central hub with an outer periphery on which fan blades are fixed
KR101577875B1 (en) * 2013-12-30 2015-12-28 동부대우전자 주식회사 Centrifugal fan for refrigerator
DE202015100241U1 (en) 2014-12-03 2015-05-06 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Blade of a fan wheel, fan wheel and axial fan
US11480186B2 (en) * 2015-03-05 2022-10-25 Regal Beloit America, Inc. Assembly blower and associated method
FR3033845B1 (en) * 2015-03-19 2018-04-27 Valeo Systemes Thermiques AERODYNAMICALLY AND ACOUSTICALLY ENHANCED AUTOMOBILE FAN
CA2996284A1 (en) * 2015-09-02 2017-04-20 Jetoptera, Inc. Fluidic propulsive system
JP6414268B2 (en) * 2016-12-28 2018-10-31 ダイキン工業株式会社 Propeller fan
US10527057B2 (en) * 2017-09-12 2020-01-07 Delta Electronics, Inc. Fan module
DE102019105190A1 (en) * 2019-02-28 2020-09-03 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Axial fan with noise-reducing fan blades

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991007593A1 (en) * 1989-11-16 1991-05-30 Airflow Research And Manufacturing Corporation Multi-sweep blade with abrupt sweep transition
WO1996016272A1 (en) * 1994-11-18 1996-05-30 Itt Automotive Electrical Systems, Inc. Fan blade with curved planform and high-lift airfoil having bulbous leading edge
WO2009019559A1 (en) * 2007-08-07 2009-02-12 Spal Automotive S.R.L. Axial flow fan
JP2014062534A (en) * 2012-09-24 2014-04-10 Denso Corp Blower
EP3029336A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-08 ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG Blade of a fan wheel, fan wheel and axial fan

Also Published As

Publication number Publication date
CN111649000A (en) 2020-09-11
US20200284268A1 (en) 2020-09-10
CN210265263U (en) 2020-04-07
DE102019105355A1 (en) 2020-09-10
EP3705727B1 (en) 2024-08-07
US11248623B2 (en) 2022-02-15
DE102019105355B4 (en) 2024-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3705727B1 (en) Fan wheel of an axial fan
EP2646695B1 (en) Axial fan
EP2418389B1 (en) Impeller for a ventilator
DE202015104813U1 (en) Flow guide for arrangement on a fan
DE2551614A1 (en) AXIAL SHORT AXIAL FAN
EP3029336B1 (en) Blade of a fan wheel, fan wheel and axial fan
EP3702620B1 (en) Axial fan with noise reducing fan impeller vanes having bores
WO2016184970A1 (en) Flat flow-conducting grille
EP2771581A1 (en) Axial ventilator wheel
DE202019101209U1 (en) Fan wheel of an axial fan
EP3571416B1 (en) Shrouded centrifugal fan impeller with a periodically and asymmetrically shaped shroud
DE212009000007U1 (en) radial fans
EP3273066B1 (en) Blower wheel
EP3306100B1 (en) Inlet nozzle for a radial fan
DE102008061380A1 (en) Caseless blower with rotating tip ring as silencer
DE3022206C2 (en) Axial compressor with shifted surge limit
EP4063664A1 (en) Fan wheel of an axial fan
EP3559475A1 (en) Vortex pump
EP3686423B1 (en) Rotor blade for a wind turbine
DE102022113141A1 (en) Diverting device and fan with diverting device
DE102022113142A1 (en) Diverting device and fan with diverting device
EP4283135A1 (en) Outlet flow guide device and fan with outlet flow guide device
DE202015102578U1 (en) Eben Strömungsleitgitter
EP4450818A1 (en) Radial ventilator with inlet tongue geometry
DE102021107355A1 (en) Bladeless flow diffuser

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210215

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220727

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20240402

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20240523

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502020008775

Country of ref document: DE