EP4090852A1

EP4090852A1 - Tragmodul für einen ventilator und ventilator mit einem entsprechenden tragmodul

Info

Publication number: EP4090852A1
Application number: EP20859651.0A
Authority: EP
Inventors: Frieder Loercher; Sandra Hub; Matthias GOELLER
Original assignee: Ziehl Abegg SE
Current assignee: Ziehl Abegg SE
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2022-11-23
Also published as: CN115053072A; DE102020200363A1; WO2021143971A1; US20230121923A1; JP2023510519A; BR112022012984A2

Abstract

Ein Tragmodul für einen Ventilator, der einen Motor und ein vom Motor drehangetriebenes Ventilatorlaufrad umfaßt, insbesondere für einen Radial- oder Diagonalventilator, zur Befestigung des Ventilatorlaufrads zwischen einer zuströmseitigen Düsenplatte und einer der Düsenplatte mit Abstand gegenüber liegenden Bodenplatte, wobei der Motor mit dem Ventilatorlaufrad an bzw. in der Bodenplatte drehfest gelagert und mittels sich zwischen der Bodenplatte und der Düsenplatte erstreckenden Streben an der Düsenplatte gehalten ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Streben bei kompakter Bauweise an die aus dem Ventilatorlaufrad austretende Strömung angepasst sind. Ein Ventilator ist mit einem entsprechenden Tragmodul ausgestattet.

Description

TRAGMODUL FÜR EINEN VENTILATOR UND VENTILATOR MIT EINEM ENTSPRECHENDEN TRAGMODUL

Die Erfindung betrifft ein Tragmodul für einen Ventilator, der einen Motor und ein vom Motor drehangetriebenes Ventilatorlaufrad umfasst, insbesondere für einen Radial- oder Diagonalventilator, zur Befestigung des Ventilatorlaufrads zwischen einer zuströmseitigen Düsenplatte und einer der Düsenplatte mit Abstand gegenüber liegenden Bodenplatte, wobei der Motor mit dem Ventilatorlaufrad an bzw. in der Bodenplatte drehfest gelagert und mittels sich zwischen der Boden platte und der Düsenplatte erstreckenden Streben an der Düsenplatte gehalten ist.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Ventilator mit einem entsprechenden Tragmodul.

Grundsätzlich geht es hier um eine Trageinrichtung, welche zur Befestigung eines Motors mit Ventilatorlaufrad dient, wobei der Motor und das Ventilatorlaufrad regelmäßig an einer Bodenplatte der Trageinrichtung befestigt sind. Während der Motor an seinem Stator drehfest an der Trageinrichtung angeordnet ist, dreht das Ventilatorlaufrad mit dem Rotor des Motors. Die Anordnung der Bodenplatte der Trageinrichtung mit Motor und Ventilatorlaufrad ist mechanisch mit der üblicher weise eine Einlaufdüse umfassenden Düsenplatte mechanisch verbunden und ist, mit anderen Worten, an der Düsenplatte gehalten. Dazu dienen regelmäßig Streben, die sich zwischen der Bodenplatte und der Düsenplatte erstrecken. Dabei handelt es sich um Befestigungsmittel im weitesten Sinne, die die Düsenplatte gegenüber der Bodenplatte beabstanden und die Anordnung mit dem dazwischen befindlichen Ventilatorlaufrad stabilisieren. Durch Vorkehrung der Streben ist die Anordnung der zuvor erörterten Bauteile für sich gesehen als bauliche Einheit zu verstehen.

Die aus der Praxis bekannten Trageinrichtungen, die die Befestigung von Radial oder Diagonal-Ventilatorlaufrädern an der Düsenplatte bewerkstelligen, sind insoweit problematisch, als die verbindenden Streben stromab vom Luftaustritt verlaufen und aufgrund ihrer Vorkehrung Wirkungsgradverluste, Luftleistungs verluste und/oder eine Schallerhöhung bewirken; zumindest allerdings den statischen Wirkungsgrad nicht erhöhen. Andererseits bedingt die aus der Praxis bekannte Anordnung oft einen nicht unerheblichen Bauraum, fernab einer kompakten Bauweise. Ventilatoren mit bekannten Trageinrichtungen weisen insbesondere in Betriebspunkten hoher statischer Druckerhöhungen einen ausgeprägten, störenden subharmonischen Lärm auf, da bekannte Tragein richtungen die Strömung stromab des Laufrads nicht stabilisieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die zuvor ge nannten Nachteile zumindest zu reduzieren. Im Konkreten soll die bekannte Trageinrichtung durch die besondere Gestaltung seiner Streben und ggf. auch der Motortragplatte bzw. Bodenplatte derart zu einem Tragmodul optimiert werden, dass die Verluste und die Schallerhöhung minimal sind, wobei möglichst eine Erhöhung des Wirkungsgrads und der Luftleistung erzielt werden soll. Die Tragfunktion des Tragmoduls, insbesondere unter Nutzung besonderer Streben, soll zumindest erhalten bleiben, wenn nicht sogar verbessert werden, und das Tragmodul soll in Radialrichtung gesehen kompakt sein.

Außerdem soll ein entsprechend optimierter Ventilator angegeben werden, der ein erfindungsgemäßes Tragmodul umfasst. Der Ventilator soll in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Tragmodul einen signifikant höheren statischen Wirkungsgrad als im Stand der Technik, insbesondere unter Nutzung eines sog. GR-Moduls der Bauart „Spinne“, aufweisen. Die Tragstreben eines solchen GR- Moduls sind üblicherweise aus Rundmaterial gebildet. Das Auftreten eines subharmonischen Drehtons soll im Vergleich zum Stand der Technik hin zu höheren Pressungen verlagert sein bzw. in einem relevanten Betriebsbereich signifikant reduziert sein.

Voranstehende Aufgabe ist in Bezug auf das Tragmodul durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist das gattungsbildende Tragmodul dadurch gekenn zeichnet, dass die Streben bei kompakter Bauweise an die aus dem Ventilator laufrad austretende Strömung angepasst sind. An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Begriff „Strebe“ im Rahmen der zunächst sehr allgemein beanspruchten Lehre im weitesten Sinne zu verstehen ist. Es handelt sich dabei um stabilisierende Abstandshalter zwischen der den Motor nebst Ventilatorlaufrad tragenden Bodenplatte und der Düsenplatte. Die Streben sollen durch ihre Steifigkeit/Festigkeit und ihre Anzahl sowie Verteilung um das Ventilatorlaufrad eine kompakte Einheit bilden und die im Stand der Technik auftretenden Nachteile aufgrund ihrer Anpassung an die aus dem Ventilatorlaufrad austretende Strömung zumindest reduzieren, möglichst eliminieren.

Bei den Streben kann es sich grundsätzlich um flache, ebene Bauteile sowie um profilierte Bauteile handeln, wobei unterschiedliche Arten von Streben miteinander kombinierbar sind. Auch ist es denkbar, dass die eine Art der Streben eine andere Art von Streben ersetzt.

Im Konkreten können die Streben im Querschnitt eine Krümmung und/oder eine sich verändernde Dicke haben. Sie sind insbesondere in Form und Ausrichtung an die Strömungsverhältnisse nach dem Austritt der Luft radial aus dem Ventilatorlaufrad angepasst. Durch die Anpassung lässt sich eine Stabilisierung der Strömung erreichen und kann der Wirkungsgrad erhöht sowie der subharmonische Schall reduziert werden, je nach konkreter Anpassung.

In vorteilhafter Weise sind die Streben profiliert, wodurch sich die zuvor genannte Anpassung an den Luftstrom realisieren lässt. Dabei ist es denkbar, dass die Streben in etwa die gleiche oder eine ähnliche Querschnittskontur wie die Flügel des Ventilatorlaufrads haben können.

Die Streben haben eine zuströmseitige Kante und eine abströmseitige Kante. Dabei ist es von weiterem Vorteil, wenn die Streben zuströmseitig im Querschnitt gesehen eher runde Kanten aufweisen, im Gegensatz zu den abströmseitigen Kanten, ähnlich wie bei einem Tragflügel, um ein aerodynamisch stabiles Verhalten der Streben gegenüber variierenden Anströmwinkeln zu gewährleisten.

In weiter vorteilhafter Weise haben die Streben konvex gekrümmte saugseitige Flächen und konkav gekrümmte druckseitige Flächen. Gegenüber einer gedachten Radialen weisen die Profilstreben an ihrer Zuströmkante einen anderen Winkel auf als an ihrer Abströmkante, was sich durch ihre Krümmung ergibt. Vorderkanten- und Hinterkantenwinkel sind dabei so gestaltet, dass der Wirkungsgrad des Ventilators hoch und die Schallerzeugung des Ventilators niedrig sind.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Streben radial außerhalb des Luftaustritts des Ventilatorlaufrads abströmseitig, vorzugsweise parallel zur Laufradachse, an geordnet sind. Dadurch lässt sich der Bauraum minimieren.

Je nach Bedarf kann die Anzahl der Streben variieren. Es sollten mindestens vier Streben vorgesehen sein, wobei es möglich ist, entsprechend der erforderlichen Stabilität auch sechs bis zehn Streben vorzusehen, je nach Baugröße und Verwendungszweck des Tragmoduls bzw. des das Tragmodul umfassenden Ventilators.

Wie bereits zuvor ausgeführt, haben die Streben eine tragende Funktion, halten nämlich die Bodenplatte mit dem Motor und dem Laufrad an der Düsenplatte. Darüber hinaus lässt sich die Vorkehrung der Streben zur Begünstigung der Strömung nutzen, entsprechend der zuvor erörterten konkreten Ausgestaltung der Streben.

Die Streben können, je nach Anforderung, aus unterschiedlichen Materialien und entsprechend durch unterschiedliche Verfahren hergestellt sein. So lassen sich die Streben im Strangpressverfahren als Aluminiumprofile oder Stahlbleche oder in Spritzgießverfahren als Kunststoffprofile hersteilen. Dabei ist zu beachten, ob die Streben als alleinige Bauteile die tragende Funktion übernehmen oder ob weitere stabilisierende und somit tragende Bauteile vorgesehen sind.

Zusätzlich zu den Streben oder aber auch anstelle der Streben können Seitenteile in oder nahe den Eckbereichen der Düsenplatte vorgesehen sein, die sich zwischen der Düsenplatte und der Bodenplatte erstrecken. Dabei kann es sich um unabhängige Bauteile handeln, die mit der Düsenplatte und der Bodenplatte verbunden werden. Diese Seitenteile sind radial außerhalb des Luftaustritts des Ventilatorlaufrads abströmseitig, vorzugsweise parallel zur Laufradachse, ange ordnet.

An dieser Stelle sei betont, dass es sich bei den zuvor genannten Seitenteilen um eine Art Streben handelt, jedoch mit anderer konkreter Ausprägung, die die zuvor erörterten profilierten Streben ergänzen, im Einzelfall aber auch ersetzen können.

Die Seitenteile sind vorteilhafterweise mit geringem Abstand zu den fakultativ korrespondierenden Streben angeordnet, derart, dass die Seitenteile an ihren Vorderkanten mit den korrespondierenden Streben an deren Hinterkante mit geringem Abstand fluchten, so dass die Seitenteile und Streben mit ihren Vorder kanten und Hinterkanten eine aerodynamisch wirkende Einheit bilden.

Außerdem sind die Seitenteile in vorteilhafter Weise nahe der Eckbereiche zwischen der Düsenplatte und der Bodenplatte und/oder in der Nähe der Streben, beispielsweise unmittelbar an diese angrenzend, angeordnet.

Die Seitenteile können als flache Kunststoff-Spritzgießteile oder als flache Bleche ausgeführt sein, wobei stabilisierende Prägungen, Sicken, etc. vorgesehen sein können. Insgesamt ist es von Vorteil, wenn mindestens vier dieser Seitenteile vorgesehen sind, wobei je nach Größe und Einsatz des Tragmoduls sechs bis zehn Seitenteile, beispielsweise acht Seitenteile, alleine oder in Ergänzung zu den zuvor erörterten Streben, vorgesehen sein können.

Die Seitenteile können entsprechend den voranstehenden Ausführungen eine tragende Funktion haben und die Bodenplatte sowie den Motor mit dem Laufrad an der Düsenplatte halten. Außerdem sollen sie die Luftströmung stabilisieren und dabei den Wirkungsgrad erhöhen sowie möglichst den subharmonischen Schall reduzieren.

Auch ist es denkbar, dass die profilierten Streben und die eher flächigen Seitenteile, paarweise, vorzugsweise mittels geeigneter Verbindungsmittel, mit einander verbunden sind, so dass sich eine konkrete Anordnung und Ausrichtung der paarweise vorgesehenen Streben und Seitenteile ergibt. Durch diese Maßnahme wirkt die Anordnung von Strebe und Seitenteil ganz besonders als aerodynamische Einheit und kann dabei die Strömung begünstigen.

Im Konkreten haben die Streben und/oder Seitenteile vorzugsweise mit deren Zuströmkanten einen möglichst geringen Abstand vorzugsweise zu den Hinter kanten der Laufradflügel. Dies begünstigt abermals die kompakte Bauweise bei günstigen Strömungsverhältnissen.

Zur Befestigung der Streben und Seitenteile ist es von Vorteil, wenn diese an ihren axialen Enden zum Festlegen an entsprechenden Befestigungsbereichen der Bodenplatte und an der Düsenplatte Befestigungsmittel aufweisen, wobei die Ver bindung durch Schrauben, Nieten, Kleben oder Schweißen hergestellt sein kann. Wesentlich ist eine feste Verbindung zum Herbeiführen der erforderlichen Stabilität bzw. Steifigkeit.

In Bezug auf die Düsenplatte und Bodenplatte ist es von Vorteil, wenn diese einen Randbereich mit Umkantungen aufweisen, die die beiden Platten versteifen bzw. stabilisieren. Die Umkantungen liefern obendrein ideale Befestigungsbereiche für die Streben und/oder die Seitenteile.

Die Bodenplatte und ggf. die Düsenplatte können aus Blech oder aus Kunststoff unter Zugrundelegung geeigneter Fertigungsverfahren hergestellt sein.

Außerdem ist es denkbar, dass die Bodenplatte eine vier- oder mehreckige Kontur mit abgefasten Ecken haben können, wobei die Kontur grundsätzlich auch rechteckig sein kann. Eine Konturgebung mit abgefasten Ecken ist dann zu bevorzugen, wenn der das Tragmodul umfassende Ventilator in einen Luftkanal oder dergleichen mit axialer Luftweiterführung eingebaut ist. Vorteilhaft erstreckt sich die Bodenplatte des Tragmoduls über den gesamten Umfang radial um mindestens 10% über das gesamte Laufrad oder über die Bodenscheibe des Laufrads hinaus. Vorteilhaft hat die Bodenplatte des Tragmoduls innerhalb ihrer radialen Außenkontur keine Strömungstechnisch maßgeblichen Öffnungen oder Durchbrüche. Durch diese Merkmale der Bodenplatte des Tragmoduls wird die strömungsstabilisierende Wirkung des Tragmoduls sichergestellt, welche die Erhöhung des statischen Wirkungsgrads und die Reduzierung des subharmonischen Schalls bewirkt.

Schließlich ist in Bezug auf das Tragmodul wesentlich, dass die radiale Erstreckung der Düsenplatte den radialen Bauraum des Tragmoduls definiert. Dies ist auf die konkrete Anordnung und Ausgestaltung der Streben und Seiten teile zurückzuführen.

Der erfindungsgemäße Ventilator ist mit einem Tragmodul der zuvor erörterten Art ausgestattet, wodurch sich die im Stand der Technik auftretenden Wirkungs gradverluste, Luftleistungsverluste wie auch eine Schallerhöhung aufgrund der notwendigen Vorkehrung von Streben reduzieren, wenn nicht sogar eliminieren lassen. Ein Ventilator mit dem erfindungsgemäßen Tragmodul ist außerdem äußerst stabil bei kompakter Bauweise.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nach folgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Ventilators mit ebenso erfindungsgemäßem Tragmodul anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbei spiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevor zugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht von der Zuströmseite aus gesehen ein

Ausführungsbeispiel eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Trag modul,

Fig. 2 in axialer Draufsicht in einem ebenen Schnitt von der Abströmseite aus gesehen den Ventilator mit Tragmodul aus Fig.1 , Fig. 3 in perspektivischer Ansicht von der Seite aus in einem Schnitt an einer Ebene durch die Achse gesehen das Ausführungsbeispiel eines Ventilators mit Tragmodul gemäß den Figuren 1 und 2,

Fig. 4 in perspektivischer Ansicht von der Zuströmseite aus gesehen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ventilators mit erfindungsge mäßem Tragmodul, wobei das Tragmodul keine Seitenbleche auf weist,

Fig. 5 in axialer Draufsicht in einem ebenen Schnitt von der Zuströmseite aus gesehen den Ventilator mit Tragmodul gemäß Fig. 4,

Fig. 6 in axialer Draufsicht in einem ebenen Schnitt von der Abströmseite aus gesehen den Ventilator mit Tragmodul gemäß den Figuren 4 und 5,

Fig. 6a eine Detailansicht von Fig. 6, wobei zusätzlich schematisch Winkel größen eingezeichnet sind,

Fig. 7 in perspektivischer Ansicht von der Zuströmseite aus gesehen ein

Ausführungsbeispiel eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Trag modul mit 4 profilierten Streben,

Fig. 8 in schematischen Diagrammen die Darstellung der Verläufe der statischen Druckerhöhungen eines Ventilators mit Standardauf hängung sowie eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Tragmodul bei konstanter Drehzahl,

Fig. 9 in schematischen Diagrammen die Darstellung der Verläufe der statischen Wirkungsgrade eines Ventilators mit Standardaufhängung sowie eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Tragmodul bei konstanter Drehzahl, Fig. 10 in schematischen Diagrammen die Darstellung der Verläufe der saugseitigen Schalleistungspegel eines Ventilators mit Standardauf hängung sowie eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Tragmodul bei konstanter Drehzahl,

Fig. 11 in schematischen Diagrammen die Darstellung von Spektren des saugseitigen Schalldruckes eines Ventilators mit Standardauf hängung sowie eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Tragmodul bei konstanter Drehzahl und gleichem Fördervolumenstrom, und

Fig. 12 in axialer Draufsicht in einem ebenen Schnitt von der Zuströmseite aus gesehen den Ventilator mit Tragmodul gemäß den Figuren 4 bis 6, eingebaut in einen Luftkanal.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Tragmodul 1 in perspektivischer Darstellung von der Zuströmseite aus gesehen. Man erkennt innen das Ventilatorlaufrad 3, vorteilhaft radialer oder diagonaler Bauart. Auf der Zuströmseite ist außerdem die an einer Düsenplatte 5 angebrachte Einlaufdüse 2 zu erkennen. Das Tragmodul 1 besteht neben der Düsenplatte 5 insbesondere aus einer Bodenplatte 6 und 8 seitlichen Streben 8 radial außerhalb (abströmseitig) des Luftaustritts des Ventilatorlaufrades 3. Die Streben sind aufgrund ihrer Ausgestaltung nachfolgend als Profilstreben 8 bezeichnet. Das Ventilatorlaufrad 3 besteht im Wesentlichen aus einer Boden scheibe 9, einer Deckscheibe 19 und sich dazwischen erstreckenden Flügeln 18.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind als Seitenblech ausgeführte Seitenteile 7 vorhanden, welche tragende Funktion haben, das heißt, sie stellen die tragende Verbindung zwischen der Düsenplatte 5 und der Bodenplatte 6 dar. Vorteilhaft ist die Zahl der Seitenbleche 7, sofern vorhanden bzw. notwendig, vier. Sind tragende Seitenbleche 7 vorhanden, können die Profilstreben 8 vorteilhaft aus Kunststoff geformt sein. Die Profilstreben 8 und die Seitenbleche 7 verdecken einen Teil der Abströmfläche, wodurch die Strömung stabilisiert wird. Der statische Wirkungsgrad des Ventilators wird insbesondere in Kennlinienbereichen hoher Pressung verbessert. Die Seitenteile 7, vorteilhaft aus Blech gefertigt, sind im Ausführungsbeispiel eben, das heißt sie bestehen im Wesentlichen aus einem einteilig zusammenhängenden ebenen Bereich. Dies ist vorteilhaft für eine einfache und kostengünstige Fertigung des Tragmoduls 1 bzw. seiner Seitenteile 7.

Es sind Befestigungsvorkehrungen 23 und 24 zur Verbindung der Seitenteile 7 mit Düsenplatte 5 bzw. Bodenplatte 6 vorgesehen. Außerdem sind Befestigungsvor kehrungen 25 und 26 zur Verbindung der Profilstreben 8 mit der Düsenplatte 5 bzw. der Bodenplatte 6 ausgebildet. Die Verbindung kann vorteilhaft insbesondere durch Schrauben, Nieten, aber auch Schweißen hergestellt sein. Die aus Blech gefertigte Düsenplatte 5 weist an ihrem äußeren Rand einen Umkantungsbereich 22 auf, der die Düsenplatte 5 stabilisiert und in die Teile der Befestigungsvor kehrungen 23 und 25 integriert sind. Die aus Blech gefertigte Bodenplatte 6 weist an ihrem äußeren Rand einen Umkantungsbereich 27 auf, der die Bodenplatte 6 stabilisiert und in die Teile der Befestigungsvorkehrungen 24 und 26 integriert sind. Bei anderen Ausführungsformen kann die Bodenplatte 27 aus Kunststoff ge formt sein.

Das bodenscheibenseitige Blech 6 erstreckt sich radial bis zu den Profilstreben 8 und den Seitenteilen 7.

Fig. 2 zeigt in axialer Draufsicht und in einem ebenen Schnitt von der Abströmseite aus gesehen den Ventilator mit Tragmodul 1 gemäß Fig.1. Die im Wesentlichen ebenen, tragenden Seitenteile 7 weisen eine zuströmseitige Kante 12 sowie eine abströmseitige Kante 13 auf. Die Profilstreben 8 sind im Querschnitt gesehen nicht eben, haben vielmehr etwa die Querschnittskontur eines Trag flügels. Das heißt, sie haben eine Krümmung sowie eine nicht konstante Dicke und sind in ihrer Form und Ausrichtung optimal an die Strömungsverhältnisse angepasst, die nach dem Austritt der Luft aus dem Laufrad 3 in radialer Richtung nach außen auftreten. Die ebenfalls profiliert ausgeführten Flügel 18 des Laufrads 3 haben die zuströmseitigen Kanten 10 und die abströmseitigen Kanten 11. Die Profilstreben 8 haben zuströmseitige Kanten 14 und abströmseitige Kanten 15. Die zuströmseitigen Kanten 14 sind im Querschnitt gesehen eher rund, ähnlich wie ein Tragflügel, um ein aerodynamisch stabiles Verhalten der Profilstreben 8 gegenüber unterschiedlichen Anströmwinkeln zu gewährleisten. Sie haben konvex gekrümmte saugseitige Flächen 42 und konkav gekrümmte Druckseiten 43. Gegenüber einer gedachten Radialen weisen die Profilstreben an ihrer Zuström- kante 14 einen anderen Winkel auf als an ihrer Abströmkante 15, was ihre Krümmung, im gezeigten Querschnitt gesehen, ausdrückt.

Vorderkanten- und Hinterkantenwinkel sind so gestaltet, dass der Wirkungsgrad des Ventilators hoch und die Schallerzeugung des Ventilators niedrig sind. Die Vorderkanten 12 des ebenen Seitenteils 7 sind nicht gerundet, da das Seitenteil 7 ein ebenes Blech ist. Allerdings fluchten die ebenen Seitenteile 7 an ihren Vorderkanten 12 genau mit korrespondierenden Profilstreben 8 an deren Hinterkanten 15 mit geringem Abstand, sodass die Seitenteile 7 mit den jeweils korrespondierenden Profilstreben 8 wie eine aerodynamisch wirkende Einheit mit Vorderkanten 14 und Hinterkanten 13 in optimaler Weise wirken.

Die aerodynamisch geformten Profilstreben 8 verlaufen im Ausführungsbeispiel parallel zur Ventilatorachse, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Da die Profilstreben 8 im Ausführungsbeispiel nicht tragend und vorteilhaft in Kunststoff spritzguss gefertigt sind, wäre auch ein anderer Verlauf, beispielsweise nicht parallel zur Achse oder mit variablem Querschnitt, denkbar.

An der Düsenplatte 5 sind Befestigungsvorkehrungen 17 der Düsenplatte 5 bzw. des Ventilators an einem übergeordneten System wie beispielsweise einem luft technischen Gerät oder einem Luftkanal erkennbar.

Das Tragmodul 1 steht, in einer Blickrichtung parallel zur Achse wie hier darge stellt, im Wesentlichen nicht über die Düsenplatte 5 über und ist deshalb in Radialrichtung gesehen besonders kompakt und benötigt insoweit einen geringen Einbauraum. Das Tragmodul 1 hat einen etwa rechteckigen, vorteilhafterweise etwa quadratischen, Querschnitt mit der Breite w (37) (bei rechteckigem Quer schnitt sei w die größere Breite). W (37) ist vorteilhaft nicht größer als das 1,25- fache des mittleren Durchmessers der Hinterkanten 11 der Flügel 18 des Laufrades 3 bezüglich der Ventilatorachse. Fig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht von der Seite aus gesehen und in einem Schnitt an einer Ebene durch die Achse das Ausführungsbeispiel eines Ventilators mit Tragmodul 1 gemäß den Figuren 1 und 2. Im Betrieb des Ventilators wird Luft von rechts durch die Einlaufdüse 2 ins Laufrad 3 eingesogen und infolge der Rotation radial nach außen gefördert, ehe sie an den Profilstreben 8 und Seitenblechen 7 vorbei aus dem Tragmodul 1 weiterströmt. Das Laufrad 3 mit den sich zwischen der Bodenscheibe 9 und der Deckscheibe 19 erstreckenden Flügeln 18 wird von einem schematisch dargestellten Motor 4 angetrieben. Der Motor 4 ist rotorseits mit dem Laufrad 3 verbunden und statorseits an der Bodenplatte 6 festgelegt. An der Bodenplatte 6 ist der Motor 4 an einem Zentralbereich 31 befestigt, der insbesondere eine Aussparung aufweist, in die der Motor 4 eingesetzt ist. Möglichkeiten zur Zentrierung und Befestigung des Motors 4 sind vorgesehen. Die Einlaufdüse 2 ist an der Düsenplatte 5 befestigt oder kann vorteilhafterweise auch direkt in die Düsenplatte 5 eingeformt sein, besipielsweise durch einen Tiefziehprozess. Die Düsenplatte 5 weist einen Umkantungsbereich 22 auf, welcher die Düsenplatte 5 stabilisiert und in den Befestigungsvor kehrungen 23 und 25 integriert sein können. Der Umkantungsbereich 22 hat auch eine vorteilhafte Funktion für die Strömungsverhältnisse und somit für Luftleistung und Wirkungsgrad. So wird die Strömung in diesem Bereich innerhalb des Tragmoduls 2 durch den Umkantungsbereich 22 stabilisiert, was sich positiv auf die Sekundärströmung durch den Radialspalt 44 zwischen Einlaufdüse 2 und Deckscheibe 19 auswirkt. Was die Beschreibung der Profilstreben 8 und der Seitenbleche 7 anbetrifft, wird weitgehend auf die Beschreibung zu den Fig. 1 und 2 verwiesen.

In Fig. 4 ist in perspektivischer Ansicht von der Zuströmseite aus gesehen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Trag modul 1 dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 3 weist das Tragmodul 1 keine Seitenbleche auf. Das bedeutet, die Profil streben 8 übernehmen die Tragfunktion und halten die Bodenplatte 6, den Motor und das Laufrad 3 an der Düsenplatte 5. Um den entsprechenden Festigkeitsan forderungen zu genügen, sind die Profilstreben 8 vorteilhaft aus metallenem Werkstoff. Als besonders günstig und effektiv hat sich die Gestaltung der Profil streben 8 als Aluminium-Strangpressprofile erwiesen. Es ist aber auch denkbar, sie aus hochfestem Kunststoff, Aluminiumguss oder Stahlblech zu fertigen. Insbe sondere Aluminium-Strangpressprofile können mit der Düsenplatte 5 bzw. der Bodenplatte 6 durch direktes stirnseitiges Einschrauben von geeigneten Schrauben durch das Blech der Düsenplatte 5 bzw. der Bodenplatte 6 verbunden werden (nicht dargestellt). Das Laufrad 3 mit der Bodenscheibe 9, der Deck scheibe 19 und den Flügeln 18 ist vorteilhaft einteilig aus Kunststoff-Spritzguss ge fertigt. Auch andere Arten von Laufrädern sind denkbar, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium geschweißt.

Bei anderen Ausführungsformen ist es auch denkbar, dass die seitlichen Profilstreben 8 aus Blech gefertigt sind. Dazu kann ein Blech in geeigneter Weise gekrümmt oder gekantet sein, um eine Profilform oder zumindest die gekrümmte Mittellinie der Profilform, in einem Querschnitt analog zu Fig. 2 gesehen, zu realisieren.

In Fig. 5 ist in axialer Draufsicht und in einem ebenen Schnitt von der Zuströmseite aus gesehen der Ventilator mit Tragmodul 1 gemäß Fig. 4 dargestellt. Man erkennt zentral den Rotor des Motors 4 und die Befestigung der Bodenscheibe 9 des Laufrades 3 am Motor 4. Man erkennt deutlich die aerodynamisch vorteilhafte Gestaltung der Querschnitte der Profilstreben 8 ähnlich der Gestaltung von Tragflügelquerschnitten, wie auch anhand von Fig. 2 beschrieben. Die aus dem Laufrad 3 radial ausströmende Luft strömt verlustarm an den Profilstreben 8 zunächst über deren Vorderkantenbereiche 14 und weiter über die dünnen Hinter kantenbereiche 15 aus dem Tragmodul 1. Dabei sorgen die Profilstreben 8 durch ihre Gestaltung im Zusammenspiel mit der Düsenplatte 5 und der Bodenplatte 6 für eine Stabilisierung der Strömung im Inneren des Tragmoduls 1 und somit zu einer Wirkungsgradsteigerung und/oder einer Lärmreduktion, zumindest eines subharmonischen Lärms (Lärm in einem Frequenzbereich unterhalb der Blatt folgefrequenz, siehe auch Beschreibung zu Fig. 11). Die Außenkontur der Bodenplatte 6 ähnelt in axialer Draufsicht einem Quadrat mit abgefasten Ecken 45. Sie kann auch etwa rechteckige Kontur haben. Die Konturgebung mit den abgefasten Ecken 45 ist besonders vorteilhaft, wenn der Ventilator mit dem erfindungsgemäßen Tragmodul 1 in einen Luftkanal oder dergleichen mit axialer Luftweiterführung eingebaut ist, siehe auch Figur 12. In der axialen Draufsicht gemäß Fig. 5 erstreckt sich die Bodenplatte 6 des Tragmoduls 1 in Radialrichtung gesehen stets und über den gesamten Umfang über die Außenkontur der Bodenscheibe 9 des Laufrads 3. Vorteilhaft erstreckt sie sich über den gesamten Umfang ohne Unterbrechung um mindestens 10% radial über die Bodenscheibe 9 des Laufrades 3, weiter vorteilhaft erstreckt sie sich über den gesamten Umfang ohne Unterbrechung um mindestens 10 % radial über das gesamte Laufrad 3 inklusive Flügel 18 und Deckscheibe 19. Die Bodenplatte 6 weist innerhalb ihrer Außenkontur keine wesentlichen, strömungstechnisch maßgeblichen Öffnungen oder Durchbrüche auf (davon ausgenommen sind Bohrungen, Kabeldurchbrüche, Spalte infolge von Fertigungstoleranzen oder dergleichen)

In Fig. 6 ist in axialer Draufsicht und in einem ebenen Schnitt von der Abströmseite aus gesehen der Ventilator mit Tragmodul 1 gemäß den Figuren 4 und 5 dargestellt. Die Flügel 18 des Laufrads 3 haben mit ihren Hinterkanten 11 relativ geringen Abstand zu den Zuströmkanten 14 der Profilstreben 8, was vorteilhaft für die radiale Kompaktheit des Tragmoduls 1 und somit des Ventilators ist, und auch vorteilhaft für das Erreichen eines hohen Wirkungsgrades. Die Flügel 18 des Laufrades 3 ragen mit ihren Vorderkanten 10 nach innen radial über den inneren Rand der Deckscheibe 19 über. Die Profilstreben 8 ragen mit ihren Abströmkanten 15 nicht radial über die radiale Außenkontur der Düsenplatte 5 über, d.h. die radiale Erstreckung der Düsenplatte 5 definiert den radialen Bau raum des kompakten Tragmoduls 1 und somit des Ventilators. An der Düsenplatte 5 sind vorteilhaft Befestigungsmittel 17 zur Befestigung des Ventilators an einem übergeordneten System vorgesehen.

Fig. 6a ist eine Detailansicht von Fig. 6, wobei zusätzlich an einer Profilstrebe 8 schematisch Winkelgrößen eingezeichnet sind, und zwar der Vorderkantenwinkel a 46 an der Vorderkante 14 und der Hinterkantenwinkel ß 47 an der Hinterkante 15. Der Vorderkantenwinkel a 46 ist, in einem Schnitt an einer Ebene senkrecht zur Achse entsprechen der Darstellung gemäß Fig. 6a, der Winkel zwischen der lokalen Umfangsrichtung U 48 und der Profilmittellinie an der Zuströmkante 14 einer Profilstrebe 8. Der Hinterkantenwinkel ß 47 ist, in einem Schnitt an einer Ebene senkrecht zur Achse entsprechen der Darstellung gemäß Fig. 6a, der Winkel zwischen der lokalen Umfangsrichtung U 48 und der Profilmittellinie an der Abströmkante 15 einer Profilstrebe 8. Um optimale Strömungsverhältnisse und somit hohe Wirkungsgrade und niedrige Lärmerzeugung zu erreichen, sind der Vorderkantenwinkel a 46 und der Hinterkantenwinkel ß 47 optimal an die aus dem Laufrad 3 austretende Strömung angepasst. Vorteilhaft ist a 46 ungleich ß 47, weiter vorteilhaft ist a 46 größer als ß 47, insbesondere um mindestens 10° größer. Vorteilhaft sind a 46 und ß 47 kleiner als 45°.

Fig. 7 zeigt in perspektivischer Ansicht von der Zuströmseite aus gesehen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Trag modul 1. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 weist das Tragmodul 1 in dieser Ausführungsform nur vier Profilstreben 8 auf, hat also keine freistehenden Profilstreben ohne zugeordnete Seitenbleche. Alle vier Profilstreben 8 sind einem Seitenblech 7 zugeordnet. Die Seitenbleche 7 und die zugeordneten Profilstreben 8 sind mit Verbindungselementen 16 miteinander verbunden, um eine bessere Ausrichtung der Seitenbleche 7 und der Profilstreben 8 zueinander zu gewährleisten.

Bei anderen Ausführungsformen ist es denkbar, dass die seitlichen Profilstreben 8 aus Blech gefertigt sind. Dazu kann ein Blech in geeigneter Weise gekrümmt oder gegebenenfalls mehrfach gekantet sein, um eine Profilform oder zumindest die gekrümmte Profilmittellinie der Profilform, in einem Querschnitt analog zu Fig. 6a gesehen, zu haben. Auch bei solchen Ausführungsformen sind der Vorderkanten winkel a 46 und der Hinterkantenwinkel ß 47 wie zuvor anhand von Fig. 6 beschrieben zu wählen, um hohe Wirkungsgrade und niedrige Schallemissionen zu erreichen.

Fig. 8 zeigt die Darstellung der Verläufe der statischen Druckerhöhungen eines Ventilators mit Standardaufhängung sowie eines Ventilators mit erfindungs gemäßem Tragmodul bei konstanter Drehzahl. Diese Darstellung verdeutlicht die Wirkweise eines erfindungsgemäßen Tragmoduls, indem eine Kennlinie eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Tragmodul verglichen wird mit einer Kennlinie eines ansonsten gleichen Ventilators, insbesondere mit gleichem Laufrad und gleichem Motor, bei dem jedoch das Gehäuse durch eine Standardmotorauf- hängung, beispielsweise bestehend aus strömungstechnisch weitgehend neutralen Rundmetallstreben, ersetzt ist. Die Kurve 20 zeigt den Verlauf der statischen Druckerhöhung für den Ventilator mit Standardmotoraufhängung (Referenzventilator) in Abhängigkeit des Fördervolumenstroms. Der Ventilator mit erfindungsgemäßem Tragmodul hat die Kennlinie 21 für die statische Druck erhöhung in Abhängigkeit des Fördervolumenstroms. Durch Einsatz des er findungsgemäßen Tragmoduls können, insbesondere in Bereichen mittlerer bis niedriger Fördervolumenströme, merklich größere statische Druckerhöhungen er reicht werden als beim gehäuselosen Ventilator, und zwar kann je nach Aus führungsform ein maximaler Zugewinn von 2% bis 15% an statischer Drucker höhung bei gleicher Drehzahl und gleichem Fördervolumenstrom erreicht werden. Die gepunktete Linie 28 zeigt einen beispielhaften Volumenstrom, der auch bei den folgenden Figurenbeschreibungen zugrunde gelegt wird. Bei diesem Förder volumenstrom wird beispielhaft durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Tragmoduls die statische Druckerhöhung von etwa 480 Pa auf etwa 520 Pa um etwa 8% gesteigert.

In Fig. 9 ist die Darstellung der Verläufe der statischen Wirkungsgrade in Ab hängigkeit des Fördervolumenstroms eines Ventilators mit Standardaufhängung sowie eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Tragmodul bei konstanter Dreh zahl schematisch gezeigt. Der jeweils erreichte statische Wirkungsgrad ist, bei konstanter Drehzahl, als Funktion des Volumenstroms aufgetragen. Die gestrichelte Wirkungsgrad-Kennlinie 29 wird mit Messungen eines rückwärtsge krümmten Radialventilators mit Standardaufhängung (Referenzventilator) erreicht, wogegen die durchgezogene Wirkungsgrad-Kennlinie 30 mit Messungen des selben Ventilators aber unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Tragmoduls anstelle einer Standardaufhängung erreicht wird. Es ist gut zu erkennen, dass insbesondere in Bereichen mittlerer bis niedriger Volumenströme, das bedeutet bei eher hohen statischen Druckerhöhungen (vgl. Fig.9), der Wirkungsgrad durch ein erfindungsgemäßes Tragmodul merklich erhöht wird. Bei hohen Volumen strömen bzw. niedrigen statischen Druckerhöhungen ist die Verbesserung eher geringer. Im Bereich der mittleren bis niedrigen Volumenströme bzw. hohen statischen Druckerhöhungen beträgt die Verbesserung einige Prozentpunkte, insbesondere beträgt sie an der Stelle der maximalen Steigerung mindestens 2 Prozentpunkte oder mindestens 3% relativ. Die gepunktete Linie 28 zeigt denselben beispielhaften Volumenstrom, der auch bei Fig. 8 zugrunde gelegt ist. Bei diesem Volumenstrom wird der statische Wirkungsgrad durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Tragmoduls anstelle einer Standardaufhängung von ca. 74,5% auf ca. 77,5% um 3 Prozentpunkte oder ca. 4% relativ gesteigert.

In Fig. 10 sind die Verläufe der saugseitigen Schalleistungspegel eines Ventilators mit Standardaufhängung sowie eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Tragmodul bei gleicher und konstanter Drehzahl dargestellt. Die gestrichelte Kurve 32 stellt den Verlauf der saugseitigen Schalleistung des Referenzventilators als Funktion des Luftvolumenstroms dar, und vergleichend dazu stellt die durchge zogene Kurve 33 die saugseitige Schalleistung des ansonsten gleichen Ventilators aber mit erfindungsgemäßem Tragmodul anstelle einer Standardaufhängung dar. Über große Bereiche der Kennlinie sind Schalleistungswerte für beide Ventilatoren etwa gleich, beim Ventilator mit erfindungsgemäßem Tragmodul eher etwas erhöht. Dies liegt in erster Linie an der Interaktion des Laufrads mit den Seiten teilen und/oder den Profilstreben, welche, um hohe radiale Kompaktheit des Ventilators mit einem erfindungsgemäßen Tragmodul zu erreichen, relativ nahe am Luftaustritt aus dem Laufrad bzw. an den Schaufelhinterkanten des Laufrads liegen.

Des Weiteren ist ein konstanter Luftvolumenstrom 28 als gepunktete Linie einge zeichnet. Für diesen Luftvolumenstrom, welcher derselbe ist, wie in den Fig. 8 und 9, sind in Fig. 11 noch Schalldruckspektren vergleichend gezeigt. Es sei an dieser Stelle nochmal erwähnt, dass alle in den Figuren 8-11 gezeigten Kurven einer gleichen und konstanten Drehzahl entsprechen, wobei stets das zumindest baugleiche Laufrad und der zumindest baugleiche Motor verwendet worden ist.

Fig. 11 zeigt die Darstellung von Spektren des saugseitigen Schalldruckes eines Ventilators mit Standardaufhängung sowie eines Ventilators mit erfindungs gemäßem Tragmodul bei konstanter Drehzahl und gleichem Fördervolumenstrom 28, der in den Fig. 8-10 eingezeichnet ist. Die gestrichelte Kurve 39 zeigt das Schalldruckspektrum des Referenzventilators und die durchgezogene Kurve 40 das Schalldruckspektrum des Ventilators mit erfindungsgemäßem Tragmodul beim Fördervolumenstrom 28 (Fig. 8-10). Die Frequenzauflösung im gezeigten Diagramm ist 3.125 Flz. Bei anderen Frequenzauflösungen kann man allerdings qualitativ dieselben Effekte erkennen. Die drei eingezeichnete Frequenzen 34 sind die erste, die zweite und die dritte Harmonische der Blattfolgefrequenz des Laufrades des Ventilators. Sie entsprechen dem einfachen, doppelten bzw. dreifachen des Produktes aus Rotationsfrequenz des Laufrads in Umdrehungen pro Sekunde mit der Anzahl der Flügel des Laufrads. Der Schall bei der ersten Harmonischen der Blattfolgefrequenz wird auch als Drehton bezeichnet. Der Schalldruck ist im Bereich dieser Frequenzen sowohl beim Referenzventilator (Kurve 39) als auch beim Ventilator mit erfindungsgemäßem Tragmodul (Kurve 40) deutlich erhöht im Vergleich zum allgemeinen Trend der Kurven, wobei insbesondere der Schalldruck bei der ersten Blattfolgefrequenz beim Ventilator mit erfindungsgemäßem Tragmodul höher liegt als beim Referenzventilator. Dies liegt insbesondere an der Interaktion der Laufradflügel mit den Seitenblechen und/oder den Profilstreben. Maßgeblich für die Wirkweise des erfindungsgemäßen Tragmoduls ist allerdings die Überhöhung der Schalldruckkurven in Form von Überhöhungsbereichen 41. Der hierzu korrespondierende Schall wird als subharmonischer Schall bezeichnet. Er tritt bei rückwärtsgekrümmten Ventilatoren insbesondere bei Betriebspunkten eher höherer statischer Druckerhöhungen regelmäßig bei einer Frequenz von etwa 60%-90% der ersten Blattfolgefrequenz auf. Es ist zu erkennen, dass der subharmonische Schall, der allgemein vom Fördervolumenstrom abhängig ist, bei dem dargestellten Fördervolumenstrom beim Ventilator mit erfindungsgemäßem Tragmodul deutlich reduziert ist, im gezeigten Beispiel um etwa 7-8 dB, allgemein je nach Volumenstrom und Frequenzauflösung um 1-15 dB. Die Frequenz des subharmonischen Schalls wird außerdem leicht verschoben, um etwa 5%-20% der ersten Blattfolgefrequenz. Diese Reduktion und Frequenzverschiebung des subharmonischen Schalls bei Betriebspunkten mit mittlerem bis niedrigem Fördervolumenstrom und eher großen statischen Druckerhöhungen wird durch eine Strömungsstabilisierung durch ein erfindungsgemäßes Tragmodul verursacht. Dies ist ein sehr charakteristisches Merkmal eines erfindungsgemäßen Tragmoduls. Je nach Ausführungsform kann der übrige Schall, beispielsweise der Schall bei einer Harmonischen der Blattfolgefrequenz 34 oder der breitbandige Schall, bei einem Ventilator mit erfindungsgemäßem Tragmodul höher oder niedriger sein als beim Referenzventilator. Maßgeblich für die Beschreibung der Wirkweise ist lediglich die Reduktion des subharmonischen Schalls beim Ventilator mit Gehäuse. Typisch ist jedoch, dass der Schall bei der ersten Harmonischen der Blattfolgefrequenz beim Ventilator mit erfindungsgemäßem Tragmodul gegenüber dem Referenz ventilator erhöht ist. Bei einer sehr vorteilhaften Ausführungsform kann dieser Schall mit Active Noise Cancelling, also Auslöschung des Schalls durch Ein bringen von gegenphasigem Schall, reduziert werden. Dies ist technisch einfach, da die Blattfolgefrequenz bei bekannter Drehzahl im Ventilatorbetrieb einfach bestimmt werden kann.

Fig. 12 zeigt in axialer Draufsicht und in einem ebenen Schnitt von der Zuströmseite aus gesehen den Ventilator mit Tragmodul 1 gemäß Figuren 4 bis 6, eingebaut in einen Luftkanal 35. Man erkennt innen das Ventilatorlaufrad 3 mit den Flügeln 18 und der Bodenscheibe 9 und radial weiter außen die acht Profilstreben 8. Das Tragmodul 1 weist zumindest annähernd eine 90° Rotationssymmetrie bezüglich der Ventilatorachse auf.

Das Tragmodul 1 hat, im dargestellten Schnitt bzw. in axialer Draufsicht, eine Breite w (37). Sie ist bestimmt durch die Seitenlänge des kleinsten um das Tragmodul 1 umschriebenen Quadrats im Schnitt an einer Ebene senkrecht zur Achse bzw. in axialer Draufsicht. Die Breite w (37) des Tragmodules 1 beträgt vorteilhaft das 1,15-1,3-fache des mittleren Durchmessers D der Hinterkanten 11 der Flügel 18 des Ventilatorlaufrades 3, was die radiale Kompaktheit des Trag moduls 1 in Bezug auf das Laufrad 3 ausdrückt. Ist die Breite w für verschiedene Schnittebenen variabel, so ist für die Bewertung die über die gesamte axiale Höhe des Tragmoduls gesehen 1 maximale Breite w heranzuziehen, ohne die Düsen platte zu berückzusichtigen.

Der Luftkanal 35 hat vier Seitenwände 36. Er weist gemäß dem Schnitt aus Fig. 12 eine Breite s (38) auf. Hat ein Luftkanal etwa rechteckigen Querschnitt mit verschiedenen Seitenlängen s1 und s2, so kann s entweder als der kleinere Wert aus s1 und s2 bestimmt werden oder gemäß der Formel s s = s1 s2. Sind dabei in einem Luftkanal mehrere Ventilatoren mit Gehäusen 1 parallel eingebaut, so wird für jeden Ventilator nur der ihm zuzuordnende gedachte Bereich des Luftkanals 35 betrachtet, als wären Trennwände immer mittig zwischen be nachbarten Ventilatoren parallel zu den Seitenwänden 36 des Luftkanals 35 einge zogen. Vorteilhafterweise liegt die Breite s (38) des einem Ventilator zugeordneten Luftkanals 35 im Bereich des 1 ,2-fachen bis zum 1 ,8- fachen der Breite w (37) des zugehörigen Tragmoduls 1 oder im Bereich des 1,5-fachen bis 2,3-fachen des mittleren Durchmessers D der Hinterkanten 11 der Flügel 18 des Ventilator laufrades 3.

Ist das Verhältnis s/w aus Breite s (38) des einem Ventilator zugeordneten Luftkanals 35 und Breite w (37) des zugehörigen Tragmoduls 1 niedriger als 1,4, kann es vorteilhaft sein, am Tragmodul 1 die abgefasten Ecken 45 zu haben, sodass die abströmende Luft in Achsrichtung mehr Durchströmfläche zwischen Bodenplatte 6 und Luftkanalwand 36 hat. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Tragmoduls und des das Tragmodul umfassenden erfindungsgemäßen Ventilators wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Be schreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen. Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend be schriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Tragmoduls nebst er findungsgemäßem Ventilator lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

B e z u g s z e i c h e n l i s t e

Tragmodul

Einlaufdüse

Ventilatorlaufrad

Motor

Düsenplatte

Bodenplatte des Tragmoduls Seitenteil, Seitenblech des Tragmoduls seitliche Profilstrebe Bodenscheibe des Laufrades 3 Zuströmkante, Vorderkante eines Flügels 18 Abströmkante, Hinterkante eines Flügels 18 Zuströmseitige Kante eines Seitenblechs 7 Abströmseitige Kante eines Seitenblechs 7 Zuströmseitige Kante einer seitlichen Profilstrebe 8 Abströmseitige Kante einer seitlichen Profilstrebe 8 Verbindungselement Seitenblech 7 - seitliche Profilstrebe 8

Befestigungsvorkehrung, Befestigungsmittel, Düsenplatte - übergeordnetes System Flügel des Ventilatorlaufrades 3 Deckscheibe des Ventilatorlaufrades beispielhafte Kennlinie des statischen Druckes mit Standardaufhängung beispielhafte Kennlinie des statischen Druckes mit erfindungsgemäßem Tragmodul Umkantungsbereich der Düsenplatte 5 Befestigungsvorkehrungen Seitenblech 7 - Düsenplatte 5

Befestigungsvorkehrungen Seitenblech 7 - Bodenplatte 6 des Tragmoduls 1 Befestigungsvorkehrungen zwischen einer seitlichen Profilstrebe 8 und der Düsenplatte 5 Befestigungsvorkehrungen zwischen einer seitlichen Profilstrebe 8 und der Bodenplatte 6 Umkantungsbereich der Bodenplatte 6 Exemplarischer Betriebspunkt (Volumenstrom) beispielhafte Kennlinie des statischen Wirkungsgrades mit Standardaufhängung beispielhafte Kennlinie des statischen Wirkungsgrades mit erfindungsgemäßem Tragmodul Zentralbereich der Bodenplatte 6 beispielhafte Kennlinie der saugseitigen Schallleistung mit Standardaufhängung beispielhafte Kennlinie der saugseitigen Schallleistung mit erfindungsgemäßem Tragmodul Harmonische der Rotorblattfrequenz Luftkanal

Seitenwand des Luftkanals 35

Breite w des Tragmoduls 1

Breite s des Luftkanals 35

Spektrum des Schalldrucks beim exemplarischen

Volumenstrom 28 mit Standardaufhängung

Spektrum des Schalldrucks beim exemplarischen

Volumenstrom 28 mit erfindungsgemäßem Tragmodul

Subharmonische Schallerhöhungsbereiche

Saugseite der Profilstreben 8

Druckseite der Profilstreben 8

Radialspalt zwischen Einlaufdüse 2 und Deckscheibe

19 abgefaste Ecke der Bodenplatte 6 Vorderkantenwinkel a der Profilstreben 8 Hinterkantenwinkel ß der Profilstreben 8 Umfangsrichtung bezüglich Achse

Claims

A n s p r ü c h e

1. Tragmodul für einen Ventilator, der einen Motor und ein vom Motor drehangetriebenes Ventilatorlaufrad umfasst, insbesondere für einen Radial- oder Diagonalventilator, zur Befestigung des Ventilatorlaufrads zwischen einer zustrom- seitigen Düsenplatte und einer der Düsenplatte mit Abstand gegenüber liegenden Bodenplatte, wobei der Motor mit dem Ventilatorlaufrad an bzw. in der Bodenplatte drehfest gelagert und mittels sich zwischen der Bodenplatte und der Düsenplatte erstreckenden Streben an der Düsenplatte gehalten ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Streben bei kompakter Bauweise an die aus dem Ventilatorlaufrad austretende Strömung angepasst sind.

2. Tragmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben im Querschnitt eine Krümmung haben, und insbesondere in Form und Ausrichtung an die Strömungsverhältnisse nach dem Austritt der Luft radial aus dem Ventilator laufrad angepasst sind.

3. Tragmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben im Querschnitt eine sich verändernde Dicke haben.

4. Tragmodul nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben profiliert sind und vorzugsweise in etwa die gleiche oder eine ähnliche Querschnittskontur wie die Flügel des Ventilatorlaufrads haben.

5. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben zuströmseitig im Querschnitt gesehen eher runde Kanten auf weisen.

6. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben konvex gekrümmte saugseitige Flächen und konkav gekrümmte druckseitige Flächen haben.

7. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben radial außerhalb des Luftaustritts des Ventilatorlaufrads ab- strömseitig, vorzugsweise parallel zur Laufradachse, angeordnet sind.

8. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 4 Streben, vorzugsweise 6 bis 10 Streben, insbesondere 8

Streben, vorgesehen sind.

9. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben auch eine tragende Funktion haben und die Bodenplatte und somit auch den Motor mit Laufrad an der Düsenplatte halten.

10. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben im Strangpressverfahren als Aluminiumprofile oder aus Stahl blech oder im Spritzgießverfahren als Kunststoffprofile hergestellt sind.

11. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Streben oder anstelle der Streben Seitenteile in oder nahe den Eckbereichen der Düsenplatte vorgesehen sind, die sich zwischen der Düsen platte und der Bodenplatte erstrecken, wobei die Seitenteile radial außerhalb des Luftaustritts des Ventilatorlaufrads abströmseitig, vorzugsweise parallel zur Lauf radachse, angeordnet sind.

12. Tragmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile mit geringem Abstand zu korrespondierenden Streben angeordnet sind, derart, dass die Seitenteile an ihren Vorderkanten mit den korrespondierenden Streben an deren Hinterkanten mit geringem Abstand fluchten, so dass die Seitenteile und Streben mit ihren Vorderkanten und Hinter kanten eine aerodynamisch wirkende Einheit bilden.

13. Tragmodul nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile nahe der Eckbereiche zwischen der Düsenplatte oder der Bodenplatte und/oder nahe der Streben angeordnet sind.

14. Tragmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile als flache Kunststoff-Spritzgießteile oder als flache Bleche ausgeführt sind.

15. Tragmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 4 Seitenteile, insbesondere 6 bis 10 Seitenteile, vorzugsweise 4 Seitenteile, vorgesehen sind.

16. Tragmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile eine tragende Funktion haben und die Bodenplatte und den Motor mit Laufrad an der Düsenplatte halten.

17. Tragmodul nach Anspruch 11 und ggf. einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass einander zugeordnete Streben und Seitenteile, paarweise, vorzugsweise mittels Verbindungsmitteln, miteinander verbunden sind, insbesondere zur Definition einer konkreten Anordnung und Ausrichtung zueinander.

18. Tragmodul nach Anspruch 11 und ggf. einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben und/oder Seitenteile vorzugsweise mit deren Zuströmkanten einen möglichst geringen Abstand vorzugsweise zu den Hinterkanten der Laufradflügel haben.

19. Tragmodul nach Anspruch 11 und ggf. einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben und Seitenteile an ihren Enden Befestigungsbereiche zum Festlegen an entsprechenden Befestigungsbereichen der Bodenplatte und an der Düsenplatte aufweisen, wobei die Verbindung durch Schrauben, Nieten, Kleben oder Schweißen hergestellt ist.

20. Tragmodul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorkehrungen an der Düsenplatte und der Bodenplatte jeweiligen Umkantungen zugeordnet sind, die die beiden Platten außerdem versteifen bzw. stabilisieren.

21. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte und ggf. die Düsenplatte aus Blech oder aus Kunststoff gefertigt ist.

22. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte eine vier- oder mehreckige Kontur mit abgefasten Ecken aufweist.

23. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erstreckung der Düsenplatte den radialen Bauraum des Tragmoduls definiert.

24. Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Vergleich der saugseitigen Schmalbandschalldruckspektren eines Ventilators mit Tragmodul und des ansonsten gleichen Ventilators, bei dem das Tragmodul durch eine weitgehend die Strömungsverhältnisse nicht beeinflussende Motorauf hängung ersetzt wurde, bei einem Fördervolumenstrom, der auf einer Ventilator kennlinie für konstante Drehzahl in einem Bereich eher höherer Druckerhöhungen liegt, beim zum Ventilator mit Tragmodul korrespondierenden Schalldruck spektrum die maximale subharmonische Schalldruckerhöhung in einem Frequenz bereich zwischen 70% und 90% der ersten Blattfolgefrequenz um mindestens 3 dB niedriger ist.

25. Ventilator mit einem Motor und einem vom Motor drehangetriebenen Ventilatorlaufrad, insbesondere Radial- oder Diagonalventilator, mit einem Tragmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 24.