WO2010133354A1 - Ventilatorschaufel - Google Patents

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WO2010133354A1
WO2010133354A1 PCT/EP2010/003082 EP2010003082W WO2010133354A1 WO 2010133354 A1 WO2010133354 A1 WO 2010133354A1 EP 2010003082 W EP2010003082 W EP 2010003082W WO 2010133354 A1 WO2010133354 A1 WO 2010133354A1
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WO
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fan blade
fan
cavity
blade
carrier element
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PCT/EP2010/003082
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English (en)
French (fr)
Inventor
Henrik Witt
Original Assignee
W & S Management Gmbh & Co. Kg
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    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/403—Casings; Connections of working fluid especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit

Definitions

  • the present invention relates to a fan blade, in particular for smoke extraction fans, with fastening means for fastening the fan blade to a fan hub and with a blade section.
  • fans In general, fans consist of their basic construction of a fan hub to which a number of fan blades is mounted radially. The attachment of the fan blades by means of fasteners such. B. bolts.
  • fan blades made of aluminum are their limited Usability at temperatures above about 300 0 C. Because the tensile strength of aluminum decreases sharply at the temperatures mentioned, so that the aluminum begins to flow gradually. Even special aluminum alloys do not significantly improve this inadequacy. As a result of this detrimental property of aluminum, fan blades can change shape and / or length at high temperatures, such as may occur in fires, so as to severely impair or even prohibit proper use in fires.
  • this object is achieved in a fan blade of the type mentioned above in that the blade section has a cavity enclosing the outer jacket.
  • the invention thus provides that the blade section of the fan blade is not solid throughout, as in the prior art. This results directly in a material and mass savings.
  • a carrier element may be arranged in the cavity.
  • the carrier element is integrally formed with the fastening means.
  • the unit of the fastening means and the carrier element arranged in the cavity of the blade section can advantageously absorb all tensile forces during operation.
  • the outer shell of the blade section fulfills according to this advantageous embodiment of this invention predominantly aerodynamic functions.
  • a material optimized for the purpose of tensile fastening of the fan blade to the fan hub can be selected, and at the same time, irrespective of this, a material optimized for the aerodynamic shaping of the fan blade can be selected.
  • the carrier element may advantageously be selected from a material with high hot tensile strength, hot tensile strength and good creep behavior at high temperatures.
  • a light outer shell of the fan blade for example made of a suitable steel alloy, can be selected, without thereby impairing the overall strength of the fan blades.
  • a suitable steel alloy for example made of a suitable steel alloy
  • other materials or alloys, for example based on titanium can also be used.
  • the carrier element is essentially made of a steel alloy and / or a titanium alloy
  • the advantage in a particularly favorable embodiment of the invention is that the hot tensile strength and the creep behavior of the fan blade are particularly large. This is the case in particular with steel alloys. Because the hot tensile strength and the creep behavior of steel are - A -
  • the carrier element can be configured in a modular manner from a plurality of individual elements that can be connected to one another in particular by a plug connection.
  • the modular design of the carrier element enables a particularly cost-effective production based on standardized individual components, which are adaptable to different fan types.
  • the modular design also allows manufacturing technology, the use of standardized components for a variety of fan blades, especially in terms of length.
  • the carrier element has one or more adapted to a shape of the outer sheath profile chords.
  • a profile shape of the fan blade can be realized in this way production technology by positive bending of the outer shell to the chords. Maintaining the aerodynamic profile of the fan blade even at high temperatures is therefore ensured with advantage.
  • the cavity is configured with a foam-like filling compound.
  • the foam-like filling material should expediently have a low mass or density.
  • the outer sheath to maintain the aerodynamic profile in this way be supported by the foam-like filling material according to the invention. Bumping of the outer shell in areas, for example between chords of the support member is therefore effectively avoided.
  • the fact that the cavity is filled with a foam-like filling compound is also avoided with advantage, that liquids accumulate in the cavity. The accumulation of liquids in the cavity would undesirably increase the effective mass of the fan blade.
  • the vibration behavior and the damping of the blade are improved by the foaming. All this is effectively prevented by filling the cavity with the foam-like filling compound.
  • a foam which can be stirred from two components has proved to be suitable as the filling compound.
  • the outer jacket is provided in another embodiment of the invention with at least one through hole in the cavity inside, there results a further favorable embodiment of the invention.
  • the bore is attached to the radially outer end of the fan blade, any liquid entering the cavity will be carried out of the cavity during operation by the centrifugal force. An undesirable increase in the mass of the fan blade by condensate accumulated in the interior and an increased risk of corrosion are thereby advantageously avoided.
  • the attachment of a bore at the radially inner end of the fan blade in particular allows a review of internal welds, such as endoscopic procedures. This is advantageous if a welding of the outer shell to the carrier element is present.
  • the outer shell is provided on the cavity side with a corrosion protection and / or is essentially made of a steel alloy. Both measures, alone or in combination, cause a significant improvement in the corrosion resistance of the outer jacket. This in turn allows the design of the outer shell thin-walled make. For example, a material thickness of the outer shell of 1 mm suffice.
  • the outer shell of two or more interconnected plate-like shell elements.
  • Fan blade is improved in an advantageous embodiment of the invention, when the outer sheath is provided on the outside with stiffening elements for stiffening the fan blade (6).
  • the stiffening means can be arranged in another embodiment of the invention on a pressure side and / or on a negative pressure side of the outer shell.
  • the stiffening means may be more pronounced on the negative pressure side than on the overpressure side.
  • Figure 1 support element for a fan blade according to the invention in a perspective view
  • FIG. 2 shows fan blade (a) according to the invention in an axial view and (b) in a radial sectional view;
  • FIG. 3 fan blade according to the invention in an alternative
  • FIG. 1 shows a perspective view of a steel girder scaffold 1.
  • the steel girder 1 is constructed of a total of three chords 2.
  • the chords 2 are connected via two transverse struts 3 with each other by a plug connection.
  • the chords are connected by the cross braces 3 with each other such that a
  • Twisting of the profile of one of the steel girder 1 by applying an outer shell on peripheral edges 4 of the chord 2 manufactured fan blade is generated.
  • the standing in the figure in the foreground chord 2 is integrally connected to a mounting bolt 5. This can not be seen in FIG.
  • the fastening bolt 5 serves to fasten the fan blade to the steel girder 1 shown in FIG. 1 in a fan hub (not shown).
  • FIG. 2 shows a fan blade 6 according to the invention.
  • the fan blade 6 has on the radial inner side of the fastening bolt 5, which has already been mentioned in connection with Figure 1.
  • the fan blade 6 has a blade section 7.
  • the blade section 7 consists of an outer casing 8.
  • the outer casing 8 is made of a number of individual plates made of steel with a material thickness of 1 mm.
  • the steel plates are on the peripheral edges 4 of the chord 2 of the steel girder 1 by
  • the outer jacket 8 encloses in this way a cavity.
  • the cavity is partially filled with the steel girder 1.
  • the remaining cavity can be filled with a filling compound.
  • the radial plan view according to part (b) of FIG. 2 shows the aerodynamic profile of the fan blade 6 particularly clearly. It can also be seen that a base plate 9 separates the blade section 7 from the fastening bolt 5.
  • the fastening bolt 5 extends through the base plate 9.
  • the profile of the outer casing 8 corresponds to the profile of the chords 2 of the steel girder frame 1 according to FIG.
  • the steel girder 1 is preferably made of steel.
  • the outer jacket 8 may be made of a steel alloy.
  • an endoscope bore 13 may be present radially inward in the outer jacket 8.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a fan blade according to the invention.
  • the illustration and the basic structure essentially correspond to those of FIG. 2.
  • the aforementioned blade 6 according to FIG. 3 is additionally provided with support plates 10, 11.
  • the support plates 10, 11 are substantially perpendicular to the base plate 9.
  • the support plates 10, 11 with its other edge substantially perpendicular to the surface of the
  • the support plates 10, 11 are thus oriented substantially radially, but oriented to the outer shell 8 of the blade portion 7 is rotated substantially 90 °.
  • the overpressure-side support plate 11 is stronger than the vacuum-side support plate 10.
  • the support plates 10, 11 may also be connected.
  • the construction of a fan blade 6 according to the invention is thus sketched with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the fan blade 6 according to the invention is characterized in that a outer casing 8, for example made of a steel alloy, is welded onto a steel girder frame 1. The welding takes place along the
  • the outer casing 8 encloses a cavity in which the steel girder 1 is arranged.
  • the remaining cavity can be filled with a filler according to the invention. Obtained in the manner described in the context of the invention, a special lightweight, material-saving producible yet tensile design of a fan blade.

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Abstract

Um eine Ventilatorschaufel (6), insbesondere für Entrauchungsventilatoren, mit Befestigungsmitteln (5) zum Befestigen der Ventilatorschaufel (6) an einer Ventilatornabe sowie mit einem Schaufelabschnitt (7), hinsichtlich Materialeinsatz und Masse zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Schaufelabschnitt (7) einen einen Hohlraum einschließenden Außenmantel (8) aufweist.

Description

Ventilatorschaufel
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilatorschaufel, insbesondere für Entrauchungsventilatoren, mit Befestigungsmitteln zum Befestigen der Ventilatorschaufel an einer Ventilatornabe sowie mit einem Schaufelabschnitt.
Ventilatoren für U-Bahn oder Tunnel und/oder geschlossene Fahrzeuggebäude wie z. B. Tiefgaragen müssen über sehr lange Standzeiten bei unterschiedlichsten Last- und Umgebungsbedingungen zuverlässig arbeiten. Typisch ist die Installation von Ventilatoren in U- Bahnen oder Tunneln oder Tiefgaragen für einen Betrieb über mehrere Jahre oder Jahrzehnte ausgelegt. Insbesondere beim Einsatz von Ventilatoren als Entrauchungsventilator in U-Bahnen oder Tunneln bestehen seitens des Metro- oder Tunnelbetreibers Anforderungen an die Betreibbarkeit des Ventilators bei hohen Temperaturen, wie sie insbesondere in Brandfällen auftreten. Die Anforderungen sind zum Teil gesetzlich vorgegeben. Andererseits besteht, wie allgemein üblich, das Bestreben, Ventilatoren möglichst günstig und materialsparend herzustellen.
Allgemein bestehen Ventilatoren ihrem Grundaufbau nach aus einer Ventilatornabe, an welcher radial eine Anzahl Ventilatorschaufeln angebracht ist. Die Befestigung der Ventilatorschaufeln erfolgt anhand von Befestigungsmitteln wie z. B. Bolzen.
Vor dem Hintergrund der geschilderten allgemeinen Anforderungen an Ventilatoren sind unterschiedliche Ventilatorschaufeln denkbar. Um die Masse gering zu halten, können Ventilatorschaufeln massiv aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt werden. Nachteilig an aus Aluminium gefertigten Ventilatorschaufeln ist jedoch deren begrenzte Einsetzbarkeit bei Temperaturen oberhalb etwa 3000C. Denn die Zugfestigkeit von Aluminium nimmt bei den genannten Temperaturen stark ab, so dass das Aluminium allmählich zu fließen beginnt. Selbst spezielle Aluminium-Legierungenvermögen diese Unzulänglichkeit nicht wesentlich zu verbessern. Als Folge dieser nachteiligen Eigenschaft von Aluminium können Ventilatorschaufeln bei hohen Temperaturen, wie sie beispielsweise bei Bränden auftreten können, ihre Form und/oder Länge verändern, um so einen bestimmungsgemäßen Gebrauch bei Bränden stark zu beeinträchtigen oder gar unmöglich zu machen.
Aufgrund dieser Unzulänglichkeit von aus Aluminium gefertigten Ventilatorschaufeln werden im Stand der Technik für Entrauchungs- ventilatoren bei hohen Belastungen, also bei hohen Drehzahlen und/oder bei großen Schaufellängen, massiv aus Stahl gefertigte Ventilatorschaufeln verwendet. Ventilatorschaufeln aus Stahl haben jedoch den Nachteil, eine sehr hohe Masse zu haben und wegen des großen Materialeinsatzes teuer in der Herstellung zu sein.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilatorschaufel der eingangs genannten Art anzugeben, welche auch bei hohen Temperaturen, wie sie z. B. bei Tunnelbränden auftreten können, ohne Einschränkung einsetzbar sind, ohne dabei eine unerwünscht hohe Masse aufzuweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Ventilatorschaufel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Schaufelabschnitt einen Hohlraum einschließenden Außenmantel aufweist. Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der Schaufelabschnitt der Ventilatorschaufel nicht durchgehend massiv ist, wie im Stand der Technik. Dadurch ergibt sich unmittelbar eine Material- und Masseneinsparung. Um die Stabilität der erfindungsgemäßen Ventilatorschaufel, insbesondere deren Zugfestigkeit, zu verbessern, kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung in dem Hohlraum ein Trägerelement angeordnet sein.
Insbesondere ist in weiterer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung das Trägerelement einteilig mit den Befestigungsmitteln ausgeformt. Auf diese Weise kann die Einheit aus den Befestigungsmitteln und dem im Hohlraum des Schaufelabschnitts angeordneten Trägerelement mit Vorteil im Betrieb alle Zugkräfte aufnehmen. Der Außenmantel des Schaufelabschnitts erfüllt gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung dieser Erfindung überwiegend aerodynamische Funktionen. Mit Vorteil kann auf diese Weise ein für die Zwecke der zugfesten Befestigung der Ventilatorschaufel an der Ventilatornabe optimierter Werkstoff ausgewählt werden und gleichzeitig kann, unabhängig davon, ein für die aerodynamische Formgebung der Ventilatorschaufel optimierter Werkstoff gewählt werden. Insbesondere kann mit Vorteil das Trägerelement aus einem Werkstoff mit hoher WarmzugfestigkeitWarmzugfestigkeit und gutem Zeitstandverhalten bei hohen Temperaturen gewählt werden. Erfindungsgemäß kann gleichzeitig ein leichter Außenmantel der Ventilatorschaufel, beispielsweise aus einer geeigneten Stahllegierung, gewählt werden, ohne dass dadurch die Festigkeit der Ventilatorschaufeln insgesamt beeinträchtigt wird. Im Rahmen der Erfindung können aber auch andere Werkstoffe oder Legierungen, beispielsweise auf Basis von Titan, verwendet werden.
Wenn das Trägerelement im Wesentlichen aus einer Stahllegierung und/oder einer Titanlegierung hergestellt ist, ergibt sich in besonders günstiger Ausgestaltung der Erfindung der Vorteil, dass die Warmzugfestigkeit und das Zeitstandverhalten der Ventilatorschaufel besonders groß sind. Dies ist insbesondere bei Stahllegierungen der Fall. Denn die Warmzugfestigkeit und das Zeitstandverhalten von Stahl sind - A -
auch bei Temperaturen oberhalb von beispielsweise 3000C ausgezeichnet. Insbesondere ist die Warmzugfestigkeit bei den genannten Temperaturen wesentlich besser als jene von Aluminium.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Trägerelement modular aus mehreren, insbesondere miteinander durch eine Steckverbindung verbindbaren, Einzelelementen ausgestaltet sein. Der modulare Aufbau des Trägerelements ermöglicht eine besonders kostengünstige Fertigung basierend auf standardisierten Einzelbauteilen, welche an unterschiedliche Ventilatortypen anpassbar sind. Der modulare Aufbau ermöglicht zudem fertigungstechnisch den Einsatz standardisierter Bauteile für unterschiedlichste Ventilatorschaufeln, insbesondere hinsichtlich der Länge.
Besonders günstig ist es in anderer Ausgestaltung der Erfindung, wenn das Trägerelement eine oder mehrere an eine Form des Außenmantels angepasste Profilsehnen aufweist. Eine Profilform der Ventilatorschaufel lässt sich auf diese Weise fertigungstechnisch durch formschlüssiges Anbiegen des Außenmantels an die Profilsehnen realisieren. Eine Beibehaltung des aerodynamischen Profils der Ventilatorschaufel auch bei hohen Temperaturen ist daher mit Vorteil sichergestellt.
In anderer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlraum mit einer schaumartigen Füllmasse ausgestaltet. Die schaumartige Füllmasse sollte zweckmäßiger Weise eine geringe Masse bzw. Dichte aufweisen. Mit Vorteil kann der Außenmantel zur Beibehaltung des aerodynamischen Profils auf diese Weise durch die schaumartige Füllmasse erfindungsgemäß abgestützt sein. Ein Verbeulen des Außenmantels in Bereichen beispielsweise zwischen Profilsehnen des Trägerelements wird daher wirksam vermieden. Dadurch, dass der Hohlraum mit einer schaumartigen Füllmasse ausgefüllt ist, wird zudem mit Vorteil vermieden, dass sich Flüssigkeiten in dem Hohlraum ansammeln. Die Ansammlung von Flüssigkeiten in dem Hohlraum würde die effektive Masse der Ventilatorschaufel in unerwünschte Weise erhöhen. Ferner besteht beim Einbringen von Wasser in den Hohlraum die Gefahr von Korrosion. Außerdem werden das Schwingverhalten und die Dämpfung der Schaufel durch das Ausschäumen verbessert. All dies wird wirksam durch das Ausfüllen des Hohlraums mit der schaumartigen Füllmasse unterbunden. Als Füllmasse hat sich insbesondere ein aus zwei Komponenten anrührbarer Schaum geeignet gezeigt.
Wenn der Außenmantel in anderer Ausgestaltung der Erfindung mit mindestens einer Durchbohrung in den Hohlraum hinein versehen ist, ergibt sich eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung. Sofern die Bohrung am radial äußeren Ende der Ventilatorschaufel angebracht ist, wird etwaige in den Hohlraum eingetretene Flüssigkeit im Betrieb durch die Fliehkraft aus dem Hohlraum herausgetragen. Eine unerwünschte Erhöhung der Masse der Ventilatorschaufel durch im Innenraum akkumuliertes Kondensat und eine erhöhte Korrosionsgefahr werden dadurch mit Vorteil vermieden. Das Anbringen einer Bohrung an dem radial inneren Ende der Ventilatorschaufel ermöglicht insbesondere eine Überprüfung von inneren Schweißnähten, etwa durch endoskopische Verfahren. Dies ist von Vorteil, wenn eine Verschweißung des Außenmantels mit dem Trägerelement vorhanden ist.
Eine andere günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Außenmantel hohlraumseitig mit einem Korrosionsschutz versehen ist und/oder im wesentlichen aus einer Stahllegierung hergestellt ist. Beide Maßnahmen, allein oder in Kombination, bewirken eine deutliche Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Außenmantels. Dies wiederum ermöglicht es die Auslegung des Außenmantels dünnwandig vorzunehmen. Z. B. kann eine Materialstärke des Außenmantels von 1 mm ausreichen.
In anderer Ausgestaltung der Erfindung besteht der Außenmantel aus zwei oder mehr miteinander verbundenen plattenartigen Mantelelementen.
Insbesondere die Torsionsfestigkeit der erfindungsgemäßen
Ventilatorschaufel wird in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung verbessert, wenn der Außenmantel außen mit Versteifungselementen zur Versteifung der Ventilatorschaufel (6) versehen ist.
Die Versteifungsmittel können in anderer Ausgestaltung der Erfindung an einer Druckseite und/oder an einer Unterdruckseite des Außenmantels angeordnet sein. Beispielsweise können die Versteifungsmittel an der Unterdruckseite stärker ausgeprägt sein als an der Überdruckseite.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform mit der Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit den selben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : Trägerelement für eine erfindungsgemäße Ventilatorschaufel in einer perspektivischen Ansicht;
Figur 2: erfindungsgemäße Ventilatorschaufel (a) in einer Axialsicht und (b) in einer radialen Schnittansicht;
Figur 3: erfindungsgemäße Ventilatorschaufel in einer alternativen
Ausgestaltung, die Ansichten entsprechen jenen der Figur 2. In Figur 1 ist ein Stahlträgergerüst 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Das Stahlträgergerüst 1 ist aufgebaut aus insgesamt drei Profilsehnen 2. Die Profilsehnen 2 sind über zwei Querstreben 3 miteinander durch eine Steckverbindung verbunden. Die Profilsehnen sind durch die Querstreben 3 derart miteinander verbunden, dass eine
Verdrillung des Profils einer aus dem Stahlträgergerüst 1 durch Aufbringen eines Außenmantels auf Umfangskanten 4 der Profilsehne 2 gefertigten Ventilatorschaufel erzeugt wird. Die in der Figur im Vordergrund stehende Profilsehne 2 ist einteilig mit einem Befestigungsbolzen 5 verbunden. Dies ist in Figur 1 nicht erkennbar. Der Befestigungsbolzen 5 dient zur Befestigung der Ventilatorschaufel mit dem in Figur 1 gezeigten Stahlträgergerüst 1 in einer nicht dargestellten Ventilatornabe.
In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Ventilatorschaufel 6 gezeigt. Die Ventilatorschaufel 6 weist an der radialen Innenseite den Befestigungsbolzen 5 auf, der bereits im Zusammenhang mit Figur 1 erwähnt wurde. Die Ventilatorschaufel 6 weist einen Schaufelabschnitt 7 auf. Der Schaufelabschnitt 7 besteht aus einem Außenmantel 8. Der Außenmantel 8 ist aus einer Anzahl Einzelplatten aus Stahl mit einer Materialstärke von 1 mm gefertigt. Die Stahlplatten sind auf die Umfangskanten 4 der Profilsehne 2 des Stahlträgergerüsts 1 durch
Schweißen angebracht. Der Außenmantel 8 umschließt auf diese Weise einen Hohlraum. Der Hohlraum ist zum Teil mit dem Stahlträgergerüst 1 ausgefüllt. Der verbleibende Hohlraum kann mit einer Füllmasse ausgefüllt sein. Die radiale Draufsicht gemäß Teil (b) der Figur 2 zeigt das aerodynamische Profil der Ventilatorschaufel 6 besonders deutlich. Zu erkennen ist auch, dass eine Basisplatte 9 den Schaufelabschnitt 7 von dem Befestigungsbolzen 5 trennt. Der Befestigungsbolzen 5 verläuft durch die Basisplatte 9. In der radialen Draufsicht gemäß Figur 2 (b) ist deutlich zu erkennen, dass das Profil des Außenmantels 8 dem Profil der Profilsehnen 2 des Stahlträgergerüsts 1 gemäß Figur 1 entspricht. Das Stahlträgergerüst 1 ist vorzugsweise aus Stahl gefertigt. Der Außenmantel 8 kann aus einer Stahllegierung gefertigt sein.
In dem Außenmantel 8 kann radial außen eine Entwässerungsbohrung 12 angebracht sein. Außerdem kann radial innen in dem Außenmantel 8 eine Endoskopiebohrung 13 vorhanden sein.
Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilatorschaufel. Die Darstellung und der grundlegende Aufbau entsprechen im wesentlichen jenen der Figur 2. Die genannte Schaufel 6 gemäß Figur 3 ist jedoch zusätzlich mit Stützblechen 10, 11 , versehen. Die Stützbleche 10, 11 stehen im wesentlichen senkrecht auf der Basisplatte 9. Andererseits stehen die Stützbleche 10, 11 mit ihrer anderen Kante im wesentlichen senkrecht auf der Fläche des
Außenmantels 8. Die Stützbleche 10, 11 sind somit im wesentlichen radial orientiert, jedoch zu dem Außenmantel 8 des Schaufelabschnitt 7 im wesentlichen um 90° gedreht orientiert. Das überdruckseitige Stützblech 11 ist stärker als das unterdruckseitige Stützblech 10. Die Stützbleche 10, 11 können auch verbunden sein.
Anhand der Figuren 1 bis 3 ist somit der Aufbau einer erfindungsgemäßen Ventilatorschaufel 6 skizziert. Die erfindungsgemäße Ventilatorschaufel 6 zeichnet sich dadurch aus, dass auf einem Stahlträgergerüst 1 ein beispielsweise aus einer Stahllegierung gefertigter Außenmantel 8 angeschweißt ist. Die Schweißung erfolgt dabei entlang der
Umfangskanten 4 der Profilsehnen 2 des Stahlträgergerüsts 1. Auf diese Weise umschließt der Außenmantel 8 einen Hohlraum, in welchem das Stahlträgergerüst 1 angeordnet ist. Der verbleibende Hohlraum kann erfindungsgemäß mit einem Füllstoff ausgefüllt sein. Man erhält auf die beschriebene Weise im Rahmen der Erfindung eine besonderes leichte, materialsparend herstellbare und dennoch zugfeste Ausführung einer Ventilatorschaufel.
Im Rahmen der Erfindung kann anstelle von Stahl auch eine Titanlegierung oder auch ein anderer Werkstoff verwendet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
Stahlträgergerüst
Profilsehne
Querstrebe
Umfangskante
Befestigungsbolzen
Ventilatorschaufel
Schaufelabschnitt
Außenmantel
Basisplatte
Stützblech
Stützblech
Entwässerungsbohrung
Endoskopiebohrung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Ventilatorschaufel (6), insbesondere für Entrauchungsventilatoren, mit Befestigungsmitteln (5) zum Befestigen der Ventilatorschaufel (6) an einer Ventilatornabe sowie mit einem Schaufelabschnitt (7), dadurch gekennzeichnet, dass der
Schaufelabschnitt (7) einen einen Hohlraum einschließenden Außenmantel (8) aufweist.
2. Ventilatorschaufel (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum ein Trägerelement (1) angeordnet ist.
3. Ventilatorschaufel (6) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, dass das Trägerelement (1) einteilig mit den Befestigungsmitteln (5) ausgeformt ist.
4. Ventilatorschaufel (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (1) im wesentlichen aus einer Stahllegierung und/oder einer Titanlegierung hergestellt ist.
5. Ventilatorschaufel (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge ke n nze i c h n et , dass das Trägerelement (1) modular aus mehreren, insbesondere miteinander durch eine
Steckverbindung verbindbaren, Einzelelementen ausgestaltet ist.
6. Ventilatorschaufeln (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (1 ) eine oder mehrere an eine Form des Außenmantels (8) angepaßte Profilsehne(n) (2) aufweist.
7. Ventilatorschaufel (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum mit einer schaumartigen Füllmasse ausgefüllt ausgestaltet ist.
8. Ventilatorschaufel (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g eke n nze ich net, dass der Außenmantel (8) mit mindestens einer Durchbohrung (12, 13) in den Hohlraum hinein versehen ist.
9. Ventilatorschaufel (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (8) hohlraumseitig mit einem Korrosionsschutz versehen ist und/oder im wesentlichen aus einer Stahllegierung hergestellt ist.
10. Ventilatorschaufel (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (8) aus zwei oder mehr miteinander verbundenen plattenartigen Mantelelementen besteht.
11. Ventilatorschaufel (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (8) außen mit Versteifungselementen (10, 11) zur Versteifung der Ventilatorschaufel (6) versehen ist.
12. Ventilatorschaufel (6) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsmittel (10, 11 ) an einer Druckseite und/oder an einer Unterdruckseite des Außenmantels (8) angeordnet sind.
PCT/EP2010/003082 2009-05-20 2010-05-19 Ventilatorschaufel WO2010133354A1 (de)

Priority Applications (9)

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