WO2021143972A1 - Gehäuse für einen ventilator und ventilator mit einem entsprechenden gehäuse - Google Patents

Gehäuse für einen ventilator und ventilator mit einem entsprechenden gehäuse Download PDF

Info

Publication number
WO2021143972A1
WO2021143972A1 PCT/DE2020/200108 DE2020200108W WO2021143972A1 WO 2021143972 A1 WO2021143972 A1 WO 2021143972A1 DE 2020200108 W DE2020200108 W DE 2020200108W WO 2021143972 A1 WO2021143972 A1 WO 2021143972A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
guide elements
free
standing guide
wall
Prior art date
Application number
PCT/DE2020/200108
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frieder Loercher
Original Assignee
Ziehl-Abegg Se
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 Ziehl-Abegg Se filed Critical Ziehl-Abegg Se
Priority to CN202080092984.4A priority Critical patent/CN114981544B/zh
Priority to JP2022540637A priority patent/JP2023510185A/ja
Priority to EP20845387.8A priority patent/EP4090853A1/de
Priority to US17/791,812 priority patent/US11859640B2/en
Priority to BR112022013007A priority patent/BR112022013007A2/pt
Publication of WO2021143972A1 publication Critical patent/WO2021143972A1/de

Links

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
    • 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
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • 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
    • 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
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/52—Outlet

Definitions

  • the invention relates to a housing for a fan, preferably for an axial or diagonal fan, the fan comprising an impeller and at least one through-flow area.
  • the invention also relates to a fan with such a housing.
  • Fans which comprise a drive, an impeller and a housing, in particular axial or diagonal fans, are well known from practice. It is also known to provide such fans with guide wheels, diffusers, multi-diffusers and combinations thereof in order to influence the flow. In particular, high static efficiencies are to be achieved.
  • FIG. 1 there is a fan 1 of axial design with a housing 2.
  • a Leitein direction 15 can be made in one piece with the housing 2 in plastic injection molding.
  • it essentially comprises a hub ring 4, an outer ring 5, inner guide vanes 3 extending between them, and outer guide vanes 3 a, which extend between the outer ring 5 and the housing 2.
  • this guide device 15 is arranged downstream of an impeller (not shown there) within the housing 2, so that an air duct 6 is formed as an outer flow area between the guide device 15 or its outer ring 5 and the wall of the housing 2. Part of the air flowing off the impeller is passed through this outer flow area or air duct. Another part of the air flowing out of the impeller is passed through an inner flow area 7, which, as seen in the span direction, is delimited by the hub ring 4 towards the axis. Viewed towards the outer flow area 6, the inner flow area 7 is from the outer Ring 5 limited.
  • the inner flow area 7 is equipped with inner guide vanes 3, which stabilize the swirling flow which is close to the axis and which emerges from the impeller by reducing the swirl in the flow.
  • the hub ring 4 and the outer ring 5 run essentially over the entire circumference around the axis.
  • the hub ring 4 surrounds an inner receiving area 8 in which, for example, the drive motor of the fan is arranged.
  • the receiving area 8 does not flow through it, or at most only a small volume flow of air flows through it in order to be able to remove the waste heat from the engine.
  • the outer flow area 6 has a small number of outer guide vanes 3 a, which in particular assume the static connection of the outer ring 5 to the housing 2. Due to the small number of outer guide vanes 3a in the outer flow area 7, little additional noise is caused in this area as a result of the interaction of the flow emerging from the impeller with the outer guide vanes 3a.
  • the inner guide vanes 3 and the outer guide vanes 3a are advantageously load-bearing guide vanes, that is, they have, inter alia, the function of ensuring the load-bearing connection of the motor to the housing.
  • the present invention is based on the object of designing and developing the housing for such a fan, in particular for an axial or diagonal fan, in such a way that harmful influences of a so-called head gap leakage flow are at least reduced, if not largely eliminated.
  • the effectiveness of downstream diffusers is to be improved, and blocking effects in the form of a backflow area are to be reduced.
  • the problems occurring in the prior art are to be eliminated with simple structural means that distinguish both the housing according to the invention and the fan according to the invention from competitive products under.
  • the object relating to the housing is achieved by the features of claim 1.
  • the generic housing is characterized in that several individual, free-standing guide elements are provided immediately downstream of the impeller or the blades of the impeller in an outer region of the housing.
  • the problem relating to the fan is achieved by the features of claim 18.
  • the features according to the invention appear remarkably simple, according to which individual obstacles are provided downstream of the impeller and thus downstream of the blades of the impeller where head gap leakage flows or a backflow area can occur, specifically in an outer area of the housing, regardless of which specific ones structural / constructive features have the housing and the fan.
  • the obstacles are designed as individual free-standing guide elements, so they do not belong to a single or load-bearing guide device. They are available as individual structural elements that are advantageously formed directly on or in the inner wall of the housing.
  • the individual free-standing guide elements are formed by a combination of depressions and elevations in the inner wall of the housing in order to achieve special flow effects. This measure enables the inside wall of the housing to be properly profiled with the aid of free-standing guide elements.
  • the individual free-standing guide elements are integrated into the inner wall of the housing.
  • the housing can be manufactured using injection molding or metal casting with integral individual free-standing guide elements.
  • the individual free-standing guide elements regardless of the material and the manufacture of the housing, are made of metal or plastic and are attached to the inner wall of the housing, for example by adhesive or welding technology.
  • a sufficiently large number of free-standing guide elements is provided, depending on the size of the housing in the range between 20 and 100 pieces.
  • the individual free-standing guide elements can be arranged on the housing inner wall equidistant from one another over the circumference of the housing inner wall. An even distribution of the free-standing guide elements should bring about an effective stabilization of the otherwise swirling flow and / or rather deflect this flow in the flow direction. This means that turbulence can also be transported away from the impeller more quickly.
  • the individual free-standing guide elements with load-bearing guide vanes of a guide device alternate in their position seen in the circumferential direction, such that between two load-bearing guide vanes of the guide device, several individual free-standing guide elements, for example four to twelve free-standing guide elements, from the housing wall essentially protrude radially, possibly obliquely at a predetermined angle.
  • the individual free-standing guide elements are attached essentially immediately downstream of the impeller and there counteract a backflow counter to the actual conveying direction.
  • the individual free-standing guide elements can be designed identically and protrude from the housing inner wall at an identical angle. It is also conceivable that the individual free-standing guide elements are aligned alternately with alternating angles and correspondingly protrude from the inner wall of the housing in different directions.
  • the individual free-standing guide elements at the end of the cylindrical area or are formed at the beginning of an adjoining, preferably widening diffuser area or in the transition between the two areas.
  • the immediate proximity to the impeller is essential. That's how they work Free-standing guide elements counteract any flow separation on the inner wall of the housing downstream of the impeller, which results in a low-noise fan with high efficiency, namely as a result of flow stabilization by the individual free-standing guide elements on the inner wall of the housing.
  • the provision of the individual free-standing guide elements improves the effectiveness of a diffuser integrated in the housing, which can be connected to the aforementioned cylindrical area of the housing wall.
  • the individual free-standing Leit elements extend only slightly less or slightly more than an annular gap formed between the blades of the impeller and the inner wall of the housing radially away from the inner wall of the housing.
  • the ratio of the height of the individual free-standing guide element to the annular gap width can be in the range from 0.8 to 3.0.
  • the axial distance between the individual free-standing guide element and the blade of the impeller is advantageously less than eight times the gap width on the housing wall.
  • the mere provision of the individual free-standing guide elements makes an enormous contribution to stabilizing the otherwise swirled flow in the area downstream of the radial gap between the impeller and the housing. Further optimization is possible through the specific shape of the individual free-standing guide elements.
  • the individual free-standing guide elements can have a more rounded leading edge and a rather thin, “pointed” trailing edge.
  • the individual free-standing guide elements have a profiled contour which roughly corresponds to the contour of a wing or an impeller blade. Such a measure also favors the effect and thus stabilization of the flow.
  • adjacent individual free-standing guide elements have a certain inclination, ie below a certain angle Angle are aligned transversely to the longitudinal axis.
  • free-standing guide elements that are adjacent in the circumferential direction viewed in projection onto a plane perpendicular to the fan axis, do not overlap in the circumferential direction, or at least have a small distance from one another. This makes it easier to remove the mold from a casting tool, for example an injection molding tool.
  • the individual free-standing guide elements can be designed differently, depending on the specific installation situation and dimensions.
  • the individual free-standing guide elements can have a blunt, angular, rounded, beveled or even angled free end, which has a significant influence on the air flow. Coordination with the overall structural situation is an advantage.
  • Fig. 1 seen in a perspective view from the downstream side, a
  • FIG. 2 shows the fan with the housing of the fan from FIG. 1 in a side view and in section on a plane through the axis
  • FIG 3 shows the housing of the fan from FIGS. 1 and 2 in a side view and in section on a plane through the axis
  • FIG. 4 shows a perspective view of a further embodiment of a fan with a housing according to the invention, seen from the downstream side,
  • FIG. 5 shows the fan and the housing according to FIG. 4 in a side view and in section on a plane through the axis
  • FIG. 6 shows a detailed view from FIG. 5, the area of the free-standing
  • FIG. 7 is a perspective view of a further embodiment of a housing according to the invention, seen from the downstream side, which has no guide devices,
  • FIG. 8 shows the housing according to FIG. 7 in a side view and in section on a plane through the axis
  • FIG. 9 shows a detailed view from FIG. 8 in the area of the fan axis, with an area of the individual free-standing guide elements being shown enlarged and provided with additional designations,
  • Fig. 10 shows a further detailed view from Fig. 8 in the area of the section through the housing wall above, with a region of the individual free-standing guide elements shown enlarged and provided with additional Be drawings
  • 11 shows a further embodiment of a housing according to the invention in a detailed view analogous to that according to FIG. 10, the individual free-standing guide elements being provided with a first type of winglets,
  • FIG. 12 shows a further embodiment of a housing according to the invention in a detailed view analogous to that according to FIG. 10, the individual free-standing guide elements being provided with a second type of winglets,
  • FIG. 13 shows a further embodiment of a housing according to the invention in a detailed view analogous to that according to FIG. 10, the individual free-standing guide elements being provided with a third type of winglets.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a fan 1 according to the invention of axial design with a housing 2.
  • a guide device 15 is advantageously made in one piece with the housing 2 in plastic injection molding, and in the exemplary embodiment consists essentially of a hub ring 4, an outer ring 5 in between extending inner guide vanes 3 and outer guide vanes 3a, which extend between the outer ring 5 and the housing 2.
  • this guide device 15 is arranged downstream of a (not visible) impeller inside the housing 2, so that an air duct (outer flow area) 6 is created between the guide device 15 or its outer ring 5 and the wall of the housing 2 through which part of the air flowing off the impeller is passed.
  • the inner flow area 7 is interspersed with inner guide vanes 3 (17 pieces in the exemplary embodiment, advantageously 9-23 pieces), which stabilize the swirling flow that is close to the axis and exiting the impeller by reducing the swirl in the Reduce flow. This increases the efficiency.
  • the hub ring 4 and the outer ring 5 run essentially over the entire circumference around the axis.
  • the hub ring 4 surrounds an inner receiving area 8 in which, for example, the drive motor of the fan can be arranged.
  • the flow through the receiving area 8 can also take place against the main conveying direction, in particular if it is driven by a pressure difference between the outflow and inflow side.
  • the outer flow area 6 has a smaller number (three to eight) of outer guide vanes 3 a, which in particular assume the static connection of the outer ring 5 to the housing 2.
  • a large number of free-standing guide elements 16 are attached to the inner wall of the housing 2, 54 pieces in the exemplary embodiment, advantageously 30-100 pieces. They are advantageously integrally connected to the housing 2, for example in plastic injection molding. Metal casting is also conceivable. It is also conceivable that free-standing guide elements made of plastic or metal are glued, welded or the like into a housing.
  • the free-standing guide elements 16 are attached in an area on the housing wall on the inflow side of the guide device 15, but can also overlap with the latter when viewed in the axial direction. It is essential that the free-standing guide elements 16 are attached essentially directly, at a small distance, which is advantageously not greater than the axial extent of the relevant free-standing guide element 16, downstream of the impeller (not shown here). They have a free end facing away from the wall of the housing 2 and protrude from the wall of the housing 2 at only a relatively small height.
  • the free-standing guide elements 16 ensure a stabilization of the, depending on the operating point, strongly swirled flow in the area downstream of the radial gap between the impeller and the housing 2 (see in particular also Fig. 6) and thus help to break off flow and / or turbulence on the inner wall of the housing in the area of Avoid impeller and downstream of it, at least reduce it, or transport it away in an accelerated manner in the flow direction.
  • a fan is obtained that is quiet and highly efficient, namely as a result of the flow stabilization or the flow acceleration in the flow direction through the free-standing guide elements 16 on the wall of the housing 2, which in particular improve the effectiveness of the outer diffuser 10 integrated in the housing 2 can.
  • FIG. 2 shows in a side view and in section on a plane through the axis the fan 1 with the housing 2 according to the invention from FIG. 1.
  • the impeller 19, the motor 34 and the guide device 15 of the fan can be clearly seen.
  • the outer flow area 6 with the outer guide vanes 3a, the inner flow area 7 with the inner guide vanes 3 and a receiving area 8 within the hub ring 4 can be seen.
  • the impeller 19 is arranged upstream of the guide device 15.
  • the air flows roughly from left to right in this view, first through the inlet nozzle 9 integrated on the housing 2, then through the impeller 19, before it is divided into the outer flow area 6 and the inner flow area 7, in which the flow is stabilized by outer guide vanes 3a or inner guide vanes 3 (especially in the inner flow area 7) and in which kinetic energy of the flow is converted into pressure energy.
  • both the inner guide vanes 3 and the outer guide vanes 3a in a section on a cylinder jacket coaxial to the fan axis, on their inflow-side edge facing the impeller 19, have an inflow edge angle that optimally matches the flow angle of the impeller 19 exiting and flow impinging on the outer guide vanes 3a and the inner guide vanes 3 is adapted.
  • the inflow edge angle measured in relation to a plane through the axis is advantageously in a range between 20 ° and 70 °.
  • the inner guide vanes 3 and / or the outer guide vanes 3a advantageously have a rounded inflow edge, and further advantageously a variable thickness with a profile similar to that of a wing or a drop.
  • the free-standing guide elements 16 attached in a front area of the guide device 15 in the flow direction or in front of the guide device 15, stabilize the flow flowing off the impeller 19, which is strongly swirled in the area of the outer wall of the housing 2, and / or accelerate it in the flow direction and prevent or reduce detachments or turbulence. This prevents, or at least reduces, blocking effects of the outer flow area 6 caused by large detachment areas, which are harmful to the efficiency and the air performance.
  • the motor 34 shown here schematically, is fastened there.
  • the guide device 15 takes over the connection of the motor 34 and, indirectly via this, also the impeller 19 to the housing 2.
  • the motor 34 is connected to the guide device 15 on the stator side.
  • On the rotor side, the motor 34 is connected to the impeller 19 at a fastening device 30.
  • the impeller 19 consists essentially of a hub ring 21 and blades 22 attached to it.
  • the hub ring 21 is advantageously designed so that the stagger angle of the blades 22 can be adjusted depending on the needs of the ventilation application in which the fan 1 is used.
  • a supporting guide device 15 can be provided. That is, a guide device 15 with an aerodynamic function connects the motor 34 to the housing 2 and holds it.
  • the motor 34 can be attached to the housing 2 with a purely mechanical connection, for example consisting of rods, wire, flat material or the like. In such a case, a guide device 15 may or may not be provided.
  • a guide device 15 can also be designed without an outer ring 5 and / or with only one type of guide vanes, which are advantageously load-bearing.
  • Fig. 2 it can be seen that load-bearing guide vanes (here outer guide vanes 3a) viewed in the flow direction in the same area as the free-standing guide elements 16 are arranged.
  • the free-standing guide elements 16 are in the Embodiment not evenly distributed over the circumference, but interrupted again and again by the outer guide wings 3a.
  • nine, advantageously four to twelve, free-standing guide elements 16 are arranged between two adjacent outer guide vanes 3a in the circumferential direction.
  • the free-standing guide elements 16 can also be arranged distributed uniformly or otherwise unevenly over the circumference.
  • FIG 3 shows the housing 2 of the fan 1 from FIGS. 1 and 2 in a side view and in section on a plane through the axis.
  • the outer throughflow area 6 with the outer guide vanes 3a and the inner throughflow area 7 are well included the inner guide vanes 3, separated by the outer ring 5, can be seen.
  • both the wall of the housing 2 and the hub ring 4 have a conical design towards the outflow end.
  • An outer diffuser 10 is thus integrated in the housing 2.
  • Both the inner through-flow area 7 and the outer through-flow area 6 are designed as diffusers towards their outflow end with a widening flow cross-section. This is, in particular with axial fans, very advantageous for the static degree of effectiveness.
  • the outer ring 5 of the guide device 15 is also designed in the exemplary embodiment slightly conical, slightly expanding radially in the direction of flow.
  • the inner flow-guiding wall of the housing 2 essentially has the contour of an inlet nozzle 9, which is followed by a cylindrical area 11, followed by the radially opening diffuser area 10.
  • the impeller advantageously runs at least for the most part in the area 29 in the flow direction at the level of the cylindrical flow area 11.
  • the free-standing guide elements 16 can be arranged at the end of the cylindrical area 11 or at the beginning of the diffuser area 10 or in the transition area between the two areas. In any case, the free-standing guide elements 16 are attached downstream of the impeller 19 or its blades 22 (see FIG. 2).
  • the free-standing guide elements 16 are completely or widely are arranged going in the cylindrical area 11.
  • Fastening provisions for example fastening flanges, can advantageously be integrated or attached to a housing 2 and / or a guide device 15 on both the inflow and outflow side, which serve to fasten the fan to a higher-level system, for example an air conditioning system.
  • FIG. 4 shows, in a perspective view from the downstream side, a further embodiment of a fan 1 with a housing according to the invention.
  • no guide device is provided downstream of the impeller 19 with the blades 22.
  • a support device (not shown here), for example made of rod or flat material, must establish the connection between the motor 34 and the housing 2 in order to fix the motor 34 relative to the housing 2.
  • the free-standing guide elements 16 run evenly distributed over the circumference directly downstream of the impeller 22 or the outer ends of its blades 22 on the inner, flow-guiding wall of the housing 2.
  • the housing 2 has an outflow-side edge 25 at the downstream end of the outer diffuser 10, from which the air flows out of the fan 1 during operation.
  • the blades 22 are advantageously provided at their outer end with so-called winglets 20, ie special geometric structures which positively influence the flow in the outer area of the blades 22 near the housing with regard to the noise emission of the fan 1 and / or with regard to its efficiency.
  • FIG. 5 shows in a side view and in section on a plane through the axis the fan 1 with the housing 2 according to FIG. 4. It can be seen that the free-standing guide elements 16 are in the flow direction, in the illustration essentially from left to right, directly to the impeller 19 or its blades 22, which are attached to the hub 21, connect.
  • FIG. 6 shows a detailed view of FIG. 5, the area of the free-standing guide elements 16 on the wall of the housing 2 being shown enlarged and provided with additional designations.
  • a wing 22 of the impeller 19 can be seen with its winglet 20 at the radially outer end. The blades 22 run in the area of the cylindrical area 11 at a distance from the housing 2, so that the impeller 19 does not streak during operation.
  • a radial gap of width d 12 arises between the wing 22 and the wall of the housing 2, through which a return flow (leakage flow) of air is regularly created against the actual flow direction.
  • a flow area with very high velocity components in the circumferential direction and low velocity components in the flow direction arises locally near the wall of the housing 2 in the area of the blades 22. This flow area induces high flow losses and sound missions, and can in particular lead to a blocking effect on a diffuser that is closing.
  • the free-standing guide elements 16 run radially only very locally in the area of the radial gap of the impeller with the width d 12 or only a small factor beyond this.
  • the free-standing guide elements 16 have the height h 23, measured from the wall of the housing 2.
  • the ratio of h 23 to d 12 is advantageously in the range of 0.8-3.
  • the axial distance between the free-standing guide elements 16 and the wing 22 on the wall of the housing 2 is advantageously less than 8 times the gap width d 12.
  • the free-standing guide elements 16 run in the region of the outer diffuser 10. In other embodiments, they can also run in the cylindrical region 11.
  • the free-standing guide elements 16 cause the flow, which is subject to strong swirls, to be deflected in the area of the wall of the housing 2, rather in the axial direction.
  • the free-standing guide elements are, for example, more strongly integrated into the contour of the housing, for example in the form of depressions, elevations or the like. It is essential that this flow influencing only takes place near the housing wall and in the immediate vicinity of the impeller blades, where there is an interaction with a leakage flow of a radial gap between the impeller blades and the housing.
  • FIG. 7 shows a perspective view, seen from the outflow side, of a further embodiment of a housing 2 according to the invention, which does not have a guide device.
  • the free-standing guide elements 16 run approximately evenly distributed over the circumference on the wall of the housing 2.
  • the housing 2 has, on its flow-guiding inner wall, essentially an inlet nozzle 9, a cylindrical area 11 and an outer diffuser 10, which is located on the outflow-side edge 25 of the housing 2 ends.
  • Fig. 8 shows in a side view and in section on a plane through the axis 26, the housing 2 according to FIG. 7.
  • the free-standing guide elements 16 are arranged approximately in the transition area between the cylindrical area 11 and the outer diffuser 10, that is, they run over the Boundary between the cylindrical area 11 and the outer diffuser 10, which is characterized in that, viewed in the flow direction, it gradually widens radially.
  • the one-sided The opening angle of the contour of the outer diffuser 10 is approximately 12 ° in the exemplary embodiment, advantageously 6 ° -18 °.
  • FIG. 9 shows a detailed view from FIG. 8 in the area of the fan axis, an area of the free-standing guide elements 16 being shown enlarged and provided with additional reference symbols.
  • the free-standing guide elements 16 have an inflow edge 13, which is advantageously at least approximately rounded, and an outflow edge 14 which is thin compared to the rest of the course.
  • the free-standing guide elements 16, seen in cross section have approximately the profiled contour of a wing. In other embodiments, other cross-sectional contours are also possible, for example a thin contour with an essentially constant thickness.
  • the free-standing guide elements 16 have a chord length s 31 and an axial extension I 32. In terms of amount, I 32 is advantageously small, for example 0.2% -5% of the impeller diameter or 10% -60% of the axial extent of an impeller blade.
  • the chord length s 31 is advantageously about a factor of 1.2-2 greater than I 32.
  • the inflow angle ⁇ 27 is assigned to the inflow edge 13. This is the local angle between the chord 37 or its tangential extension and a parallel to the axis 26.
  • the outflow edge 14 is assigned the outflow angle ß 28. This is the local angle there between the Skeleton line 37 or its tangential extension and a parallel to the axis 26.
  • the angle ⁇ 28 is smaller than the angle ⁇ 27, advantageously by at least 20 °. As a result, the swirling flow is more likely to be deflected in the axial direction.
  • the free-standing guide elements 16 have a front end 24 here.
  • FIG. 10 shows a further detailed view from FIG. 8 in the area of the section through the wall of the housing 2 at the top, an area of the free-standing guide elements 16 shown enlarged and provided with additional reference numerals is.
  • the free-standing guide elements 16 have a blunt free end 24.
  • the free-standing guide elements 16 In the cross section shown, seen approximately along the height of the free-standing guide elements 16, the free-standing guide elements 16 have approximately the contour of a rectangle. However, a rounded transition area 17 to the wall of the housing 2 is advantageously formed.
  • FIG. 11 shows a further embodiment of a housing 2 according to the invention in a detailed view analogous to the embodiment according to FIG. 10, the free-standing guide elements 16 being provided with a first type of winglets 38a at their open end.
  • a contour with a thickness of 1 mm to 3 mm protrudes toward the concave side of the free-standing guide elements 16.
  • the free-standing guide elements 16 In the cross section shown, seen approximately along the height of the free-standing guide elements 16, the free-standing guide elements 16 have an approximately L-shaped contour.
  • FIG. 12 shows a further embodiment of a housing 2 according to the invention in a detailed view analogous to the embodiment according to FIG. 10, the free-standing guide elements 16 being provided with a second type of winglets 38b at their open end.
  • a type of bevel is formed towards the free-standing edge, so that the free-standing guide elements 16 taper approximately to a point towards their open end.
  • the free-standing guide elements 16 are nevertheless not completely pointed, but rather provided with a very thin, finely thick end.
  • FIG. 13 shows a further embodiment of a housing 2 according to the invention in a detailed view analogous to the embodiment according to FIG. 10, the free-standing guide elements 16 being provided with a third type of winglets 38c at their open end.
  • a type of rounding is formed, so that the free-standing guide elements 16 appear approximately with a quarter-circle rounding towards their open end.
  • the edge to the convexly curved side of the free-standing guide elements 16 remains at least approximately pointed.

Abstract

Ein Gehäuse für einen Ventilator, vorzugsweise für einen Axial- oder Diagonalventilator, wobei der Ventilator ein Laufrad und zumindest einen Durchströmbereich umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar stromab des Laufrads bzw. der Flügel des Laufrads in einem Außenbereich des Gehäuses und somit im Durchströmbereich, mehrere einzelne, freistehende Leitelemente vorgesehen sind. Ein Ventilator umfasst ein entsprechendes Gehäuse.

Description

GEHÄUSE FÜR EINEN VENTILATOR UND VENTILATOR MIT EINEM ENTSPRECHENDEN GEHÄUSE
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Ventilator, vorzugsweise für einen Axial- oder Diagonalventilator, wobei der Ventilator ein Laufrad und zumindest einen Durchströmbereich umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Ventilator mit einem solchen Gehäuse.
Ventilatoren, welche einen Antrieb, ein Laufradund ein Gehäuse umfassen, insbesondere Axial- oder Diagonalventilatoren, sind hinlänglich aus der Praxis bekannt. Außerdem ist es bekannt, solche Ventilatoren mit Nachleiträdern, Diffusoren, Multidiffusoren und Kombination davon zu versehen, um die Strömung zu beeinflussen. Dabei sollen insbesondere hohe statische Wirkungsgrade erreicht werden.
Wenngleich sich die Erfindung ganz allgemein auf ein Gehäuse für einen Ventilator und einen Ventilator mit einem solchen Gehäuse bezieht, geht es hier insbesondere um einen Ventilator und ein dort vorgesehenes Gehäuse, wie er vom grundsätzlichen Aufbau her in Fig. 1 gezeigt ist. Beispielhaft handelt es sich dort um einen Ventilator 1 axialer Bauart mit einem Gehäuse 2. Eine Leitein richtung 15 kann einteilig mit dem Gehäuse 2 in Kunststoffspritzguss gefertigt sein. Sie umfasst beispielhaft im Wesentlichen einen Nabenring 4, einen äußeren Ring 5, dazwischen sich erstreckende innere Leitflügel 3 sowie äußere Leitflügel 3a, die sich zwischen dem äußeren Ring 5 und dem Gehäuse 2 erstrecken. Diese Leiteinrichtung 15 ist im zusammengebauten Zustand des Ventilators stromab eines dort nicht gezeigten Laufrads innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet, so dass zwischen der Leiteinrichtung 15 bzw. deren äußerem Ring 5 und der Wand des Gehäuses 2 ein Luftkanal 6 als äußerer Durchströmbereich gebildet ist. Durch diesen äußeren Durchströmbereich bzw. Luftkanal wird ein Teil der vom Laufrad abströmenden Luft geleitet. Ein anderer Teil der vom Laufrad abströmenden Luft wird durch einen inneren Durchströmbereich 7 geleitet, der, in Spannweiten richtung gesehen, hin zur Achse vom Nabenring 4 begrenzt ist. Hin zum äußeren Durchströmbereich 6 gesehen ist der innere Durchströmbereich 7 vom äußeren Ring 5 begrenzt. Der innere Durchströmbereich 7 ist mit inneren Leitflügeln 3 ausgestattet, die die achsnahe, drallbehaftete, aus dem Laufrad austretende Strömung stabilisieren, indem sie den Drall in der Strömung reduzieren. Dadurch wird der Wirkungsgrad erhöht. Der Nabenring 4 und der äußere Ring 5 verlaufen im Wesentlichen über den kompletten Umfang um die Achse. Der Nabenring 4 umgibt einen inneren Aufnahmebereich 8, in dem beispielsweise der Antriebs motor des Ventilators angeordnet ist. Der Aufnahmebereich 8 ist nicht oder allenfalls von einem geringen Luftvolumenstrom durchströmt, um die vom Motor stammende Abwärme abtransportieren zu können. Der äußere Durchströmbereich 6 weist eine geringe Zahl an äußeren Leitflügeln 3a auf, die insbesondere die statische Anbindung des äußeren Rings 5 an das Gehäuse 2 übernehmen. Durch die geringe Zahl an äußeren Leitflügeln 3a im äußeren Durchströmbereich 7 wird in diesem Bereich wenig zusätzlicher Lärm infolge der Interaktion der vom Laufrad austretenden Strömung mit den äußeren Leitflügel 3a verursacht. Im Bereich des Radialspalts zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse 2 sowie stromab davon tritt eine stark drallbehaftete Strömung auf, wodurch Strömungsablösungen an der Gehäuseinnenwand im Bereich des Laufrads und stromab davon entstehen. Eine Rückströmung durch den Radialspalt zwischen Laufrad und Gehäuse reduziert insbesondere den statischen Wirkungsgrad und sorgt für eine nicht unerhebliche Geräuschentwicklung. Die inneren Leitflügel 3 und die äußeren Leitflügel 3a sind vorteilhaft tragende Leitflügel, das heißt, sie haben unter anderem die Funktion, die tragende Anbindung des Motors an das Gehäuse zu gewährleisten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gehäuse für einen solchen Ventilator, insbesondere für einen Axial- oder Diagonalventilator, derart auszugestalten und weiterzubilden, dass schädliche Einflüsse einer sog. Kopf- spalt-Leckageströmung zumindest reduziert, wenn nicht sogar weitestgehend eliminiert sind. Die Wirksamkeit nachgeschalteter Diffusoren soll verbessert, Blockageeffekte in Form eines Rückströmbereichs sollen reduziert werden. Die im Stand der Technik auftretenden Probleme sollen mit einfachen konstruktiven Mitteln behoben werden, die sowohl das erfindungsgemäße Gehäuse als auch den erfindungsgemäßen Ventilator von wettbewerblichen Produkten unter scheiden. Erfindungsgemäß wird die das Gehäuse betreffende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist das gattungsbildende Gehäuse dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar stromab des Laufrads bzw. der Flügel des Laufrads in einem Außenbereich des Gehäuses mehrere einzelne, freistehende Leitelemente vorgesehen sind. Die den Ventilator betreffende Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 18 gelöst.
Die erfindungsgemäßen Merkmale erscheinen verblüffend einfach, wonach nämlich stromab des Laufrads und somit stromab der Flügel des Laufrads dort, wo Kopfspalt-Leckageströmungen bzw. ein Rückstrom bereich auftreten kann, einzelne Hindernisse vorgesehen sind, im Konkreten in einem Außenbereich des Gehäuses, ganz gleich welche konkreten baulichen/konstruktiven Merkmale das Gehäuse und der Ventilator aufweisen. Die Hindernisse sind als einzelne frei stehende Leitelemente ausgebildet, gehören also nicht etwa zu einer einheitlichen oder tragenden Leiteinrichtung. Sie sind als einzelne bauliche Elemente zu ver stehen, die in vorteilhafter Weise unmittelbar an oder in der Gehäuseinnenwand ausgebildet sind.
Im Konkreten ist es denkbar, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente durch Kombination von Vertiefungen und Erhöhungen in der Gehäuseinnenwand gebildet sind, um besondere Strömungseffekte zu erzielen. Durch diese Maß nahme ist eine regelrechte Profilierung der Gehäuseinnenwandung mit Hilfe frei stehender Leitelemente möglich.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente, jeweils für sich gesehen, in die Gehäuseinnenwand integriert sind. Dabei kann das Gehäuse in Spritzgusstechnik oder Metallguss mit integralen einzelnen frei stehenden Leitelementen hergestellt sein.
Alternativ ist es denkbar, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente, unge achtet des Materials und der Herstellung des Gehäuses, aus Metall oder Kunst stoff bestehen und an der Gehäuseinnenwand befestigt sind, beispielsweise klebetechnisch oder schweißtechnisch. Um einen hinreichend guten strömungstechnischen Effekt zu erzielen, ist eine hinreichend große Zahl an freistehenden Leitelementen vorgesehen, je nach Größe des Gehäuses im Bereich zwischen 20 und 100 Stück.
Die einzelnen freistehenden Leitelemente können an der Gehäuseinnenwand äquidistant zueinander über den Umfang der Gehäuseinnenwand angeordnet sein. Eine Gleichverteilung der freistehenden Leitelemente soll eine wirksame Stabilisierung der ansonsten drallbehafteten Strömung bewirken und/oder diese Strömung eher in Durchströmrichtung umlenken. Dadurch können auch Turbulenzen schneller vom Laufrad wegtransportiert werden.
Auch ist es denkbar, dass sich die einzelnen freistehenden Leitelemente mit tragenden Leitflügeln einer Leiteinrichtung in ihrer Position in Umfangsrichtung gesehen abwechseln, derart, dass zwischen zwei tragenden Leitflügeln der Leiteinrichtung mehrere einzelne freistehende Leitelemente, beispielsweise vier bis zwölf freistehende Leitelemente, von der Gehäusewand im Wesentlichen radial, ggf. schräg unter einem vorgegebenen Winkel, abragen. Wesentlich ist jedenfalls, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente im Wesentlichen un mittelbar stromab des Laufrads angebracht sind und dort einer Rückströmung ent gegen der eigentlichen Förderrichtung entgegenwirken.
Die einzelnen freistehenden Leitelemente können identisch ausgebildet sein und unter einem identischen Winkel von der Gehäuseinnenwand abragen. Auch ist es denkbar, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente alternierend mit ab wechselnden Winkeln ausgerichtet sind und entsprechend von der Gehäuseinnen wand in unterschiedliche Richtungen abragen.
Geht man von einem besonderen Gehäuse aus, welches einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt mit einem im Wesentlichen zylindrischen, ggf. ringartigen Strömungsbereich aufweist, in dem das Laufrad angeordnet ist, ist es von Vorteil, wenn die einzelnen freistehenden Leitelemente am Ende des zylindrischen Be reichs oder am Anfang eines sich anschließenden, sich vorzugsweise er weiternden Diffusorbereichs oder im Übergang zwischen den beiden Bereichen ausgebildet sind. Wesentlich ist die unmittelbare Nähe zum Laufrad. So wirken die freistehenden Leitelemente etwaigen Strömungsablösungen an der Gehäuse innenwand stromab des Laufrads entgegen, woraus ein geräuscharmer Ventilator mit hohem Wirkungsgrad resultiert, nämlich infolge einer Strömungsstabilisierung durch die einzelnen freistehenden Leitelemente an der Innenwand des Gehäuses. Außerdem wird durch die Vorkehrung der einzelnen freistehenden Leitelemente die Wirksamkeit eines im Gehäuse integrierten Diffusors verbessert, der sich an den zuvor genannten zylindrischen Bereich der Gehäusewandung anschließen kann.
Im Konkreten ist es von Vorteil, wenn sich die einzelnen freistehenden Leit elemente nur geringfügig weniger oder etwas mehr als ein zwischen den Flügeln des Laufrades und der Gehäuseinnenwand gebildeter Ringspalt radial von der Gehäuseinnenwand weg erstrecken. Das Verhältnis der Höhe des einzelnen freistehenden Leitelements zur Ringspaltweite kann im Bereich von 0,8 bis 3,0 liegen. Der axiale Abstand des einzelnen freistehenden Leitelements zum Flügel des Laufrads ist in vorteilhafter Weise an der Gehäusewand geringer als das achtfache der Spaltweite.
Die bloße Vorkehrung der einzelnen freistehenden Leitelemente liefert ent sprechend den voranstehenden Ausführungen einen enormen Beitrag zur Stabilisierung der ansonsten drallbehafteten Strömung im Bereich stromab des Radialspalts zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse. Eine weitere Optimierung ist durch die konkrete Formgebung der einzelnen freistehenden Leitelemente möglich. So können die einzelnen freistehenden Leitelemente eine eher abge rundete Anströmkante und eine eher dünne, „spitz“ zulaufende Abströmkante haben.
Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn die einzelnen freistehenden Leitelemente eine profilierte Kontur haben, die in etwa der Kontur eines Tragflügels oder eines Laufradflügels entspricht. Auch eine solche Maßnahme begünstigt die Wirkung und somit Stabilisierung der Strömung.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn benachbarte einzelne freistehende Leit elemente eine gewisse Schrägstellung haben, d.h. unter einem bestimmten Winkel quer zur Längsachse ausgerichtet sind. Dabei ist es wiederum von Vorteil, wenn in Umfangsrichtung benachbarte freistehenden Leitelemente, in Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Ventilatorachse gesehen, sich in Umfangsrichtung nicht überlappen, oder zumindest einen geringen Abstand voneinander haben. Dadurch wird die Entformung aus einem Gusswerkzeug, beispielsweise einem Spritzgiesswerkzeug, erleichtert.
Am freien Ende können die einzelnen freistehenden Leitelemente unterschiedlich ausgebildet sein, je nach konkreter Einbausituation und Dimensionierung. So können die einzelnen freistehenden Leitelemente ein stumpfes, eckiges, abgerundetes, abgeschrägtes oder gar abgewinkeltes freies Ende aufweisen, wo durch sich ein erheblicher Einfluss auf die Luftströmung ergibt. Eine Abstimmung mit der gesamten baulichen Situation ist dabei von Vorteil.
Des Weiteren wird die zugrundeliegende Aufgabe in Bezug auf den bean spruchten Ventilator, insbesondere Axial- oder Diagonalventilator, durch Nutzung eines Gehäuses mit Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 17 gelöst. Aus führungen dazu erübrigen sich unter Hinweis auf die das Gehäuse betreffenden Ausführungen.
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 Gehäuses sowie eines erfindungsgemäßen Ventilators 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 Abströmseite aus gesehen, einen
Ventilator axialer Bauart mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse mit einzelnen freistehenden Leitelementen, Fig. 2 in einer Seitenansicht und im Schnitt an einer Ebene durch die Achse den Ventilator mit dem Gehäuse des Ventilators aus Fig. 1 ,
Fig. 3 in einer Seitenansicht und im Schnitt an einer Ebene durch die Achse das Gehäuse des Ventilators aus den Fig. 1 und 2,
Fig. 4 in perspektivischer Ansicht von der Abströmseite aus gesehen eine weitere Ausführungsform eines Ventilators mit erfindungsgemäßem Gehäuse,
Fig. 5 in einer Seitenansicht und im Schnitt an einer Ebene durch die Achse den Ventilator und das Gehäuse gemäß Fig. 4,
Fig. 6 eine Detailansicht aus Fig. 5, wobei der Bereich der freistehenden
Leitelemente vergrößert gezeigt und mit zusätzlichen Bezugszeichen versehen ist,
Fig. 7 in perspektivischer Ansicht von der Abströmseite aus gesehen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses, welches keine Leiteinrichtungen aufweist,
Fig. 8 in einer Seitenansicht und im Schnitt an einer Ebene durch die Achse das Gehäuse gemäß Fig. 7,
Fig. 9 eine Detailansicht aus Fig. 8 im Bereich der Ventilatorachse, wobei ein Bereich der einzelnen freistehenden Leitelemente vergrößert gezeigt und mit zusätzlichen Bezeichnungen versehen ist,
Fig. 10 eine weitere Detailansicht aus Fig. 8 im Bereich des Schnittes durch die Gehäusewand oben, wobei ein Bereich der einzelnen frei stehenden Leitelemente vergrößert gezeigt und mit zusätzlichen Be zeichnungen versehen ist, Fig. 11 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses in einer Detailansicht analog zu der gemäß Fig. 10, wobei die einzelnen freistehenden Leitelemente mit einer ersten Art von Winglets versehen sind,
Fig. 12 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses in einer Detailansicht analog zu der gemäß Fig. 10, wobei die einzelnen freistehenden Leitelemente mit einer zweiten Art von Winglets versehen sind,
Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses in einer Detailansicht analog zu der gemäß Fig. 10, wobei die einzelnen freistehenden Leitelemente mit einer dritten Art von Winglets versehen sind.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen erfindungsgemäßen Ventilator 1 axialer Bauart mit einem Gehäuse 2. Eine Leiteinrichtung 15 ist vorteilhaft einteilig mit dem Gehäuse 2 in Kunststoffspritzguss gefertigt, und besteht im Aus führungsbeispiel im Wesentlichen aus einem Nabenring 4, einem äußeren Ring 5, dazwischen sich erstreckenden inneren Leitflügeln 3 sowie äußeren Leitflügeln 3a, die sich zwischen dem äußeren Ring 5 und dem Gehäuse 2 erstrecken. Diese Leiteinrichtung 15 ist, im zusammengebauten Zustand des erfindungsgemäßen Ventilators, stromab eines (nicht sichtbaren) Laufrades innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet, sodass ein Luftkanal (äußerer Durchströmbereich) 6 zwischen der Leiteinrichtung 15 bzw. deren äußerem Ring 5 und der Wand des Gehäuses 2 entsteht, durch den ein Teil der vom Laufrad abströmenden Luft geleitet wird. Ein anderer Teil der vom Laufrad abströmenden Luft wird durch den inneren Durch strömbereich 7 geleitet, der, in Spannweitenrichtung gesehen, hin zur Achse vom Nabenring 4 begrenzt ist, und der, in Spannweitenrichtung gesehen, hin zum äußeren Durchströmbereich 6 vom äußeren Ring 5 begrenzt ist. Der innere Durchströmbereich 7 ist mit inneren Leitflügeln 3 (im Ausführungsbeispiel 17 Stück, vorteilhaft 9-23 Stück) durchsetzt, welche die achsnahe, drallbehaftete, aus dem Laufrad austretende Strömung stabilisieren, indem sie den Drall in der Strömung reduzieren. Dadurch wird der Wirkungsgrad erhöht. Der Nabenring 4 und der äußere Ring 5 verlaufen im Wesentlichen über den kompletten Umfang um die Achse. Der Nabenring 4 umgibt einen inneren Aufnahmebereich 8, in dem beispielsweise der Antriebsmotor des Ventilators angeordnet sein kann. Der Aufnahmebereich 8 ist nicht durchströmt oder vorteilhaft von einem geringen Luftvolumenstrom durchströmt (0,1 %-2% des Gesamtluftvolumenstroms), um die vom Motor produzierte Abwärme abtransportieren zu können. Dabei kann die Durchströmung des Aufnahmebereichs 8 auch entgegen der Hauptförderrichtung stattfinden, insbesondere wenn sie durch eine Druckdifferenz zwischen Abström- und Zuströmseite angetrieben wird.
Der äußere Durchströmbereich 6 weist eine geringere Zahl (drei bis acht) an äußeren Leitflügeln 3a auf, welche insbesondere die statische Anbindung des äußeren Ringes 5 an das Gehäuse 2 übernehmen. Durch die geringe Zahl an äußeren Leitflügeln 3a wird in diesem Bereich wenig zusätzlicher Lärm infolge der Interaktion der vom Laufrad austretenden Strömung und äußeren Leitflügeln 3a verursacht. An der Innenwand des Gehäuses 2 ist eine große Zahl an freistehenden Leitelementen 16 angebracht, im Ausführungsbeispiel 54 Stück, vorteilhaft 30-100 Stück. Sie sind vorteilhaft integral mit dem Gehäuse 2 verbunden, beispielshaft in Kunststoffspritzguss. Auch Metallguss ist denkbar. Weiter ist denkbar, dass freistehende Leitelemente aus Kunststoff oder Metall in ein Gehäuse eingeklebt, eingeschweißt oder dergleichen sind. Die freistehenden Leitelemente 16 sind in einem Bereich an der Gehäusewand zuströmseitig der Leiteinrichtung 15 angebracht, können sich mit dieser in Axialrichtung gesehen jedoch auch überlappen. Wesentlich ist, dass die freistehenden Leitelemente 16 im Wesentlichen unmittelbar, mit geringem Abstand, der vorteilhaft nicht größer ist als die axiale Erstreckung des betreffenden freistehenden Leitelements 16, stromab des (hier nicht dargestellten) Laufrads angebracht sind. Sie haben ein freies, der Wand des Gehäuses 2 abgewandtes Ende und stehen mit einer nur relativ geringen Höhe von der Wand des Gehäuses 2 ab. Die freistehenden Leitelemente 16 sorgen für eine Stabilisierung der, je nach Betriebspunkt, stark drallbehafteten Strömung im Bereich stromab des Radialspaltes zwischen Laufrad und Gehäuse 2 (siehe insbesondere auch Fig. 6) und helfen so, Strömungs ablösungen und/oder Turbulenzen an der Gehäuseinnenwand im Bereich des Laufrads und stromab davon zu vermeiden, zumindest zu reduzieren, oder beschleunigt in Durchströmrichtung abzutransportieren.
Insgesamt erhält man einen Ventilator, der geräuscharm ist und einen hohen Wirkungsgrad aufweist, nämlich infolge der Strömungsstabilisierung oder die Strömungsbeschleunigung in Durchströmrichtung durch die freistehenden Leit elemente 16 an der Wand des Gehäuses 2, die insbesondere die Wirksamkeit des im Gehäuse 2 integrierten äußeren Diffusors 10 verbessern kann.
Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht und im Schnitt an einer Ebene durch die Achse den Ventilator 1 mit dem erfindungsgemäßen Gehäuse 2 aus Fig. 1. Das Laufrad 19, der Motor 34 sowie die Leiteinrichtung 15 des Ventilators sind gut zu erkennen. Im Schnitt durch die Leiteinrichtung 15 sind der äußere Durchström- bereich 6 mit den äußeren Leitflügeln 3a, der innere Durchströmbereich 7 mit den inneren Leitflügeln 3 sowie ein Aufnahmebereich 8 innerhalb des Nabenrings 4 erkennbar. Das Laufrad 19 ist stromauf der Leiteinrichtung 15 angeordnet. Im Betrieb des Ventilators 1 strömt die Luft in dieser Ansicht gesehen etwa von links nach rechts, zunächst durch die am Gehäuse 2 integrierte Einlaufdüse 9, dann durch das Laufrad 19, ehe sie sich aufteilt auf den äußeren Durchströmbereich 6 und den inneren Durchströmbereich 7, in denen die Strömung durch äußere Leitflügel 3a bzw. innere Leitflügel 3 stabilisiert wird (vor allem im inneren Durch strömbereich 7) und in denen kinetische Energie der Strömung in Druckenergie umgewandelt wird. Im Ausführungsbeispiel weisen sowohl die inneren Leitflügel 3 als auch die äußeren Leitflügel 3a, in einem Schnitt an einem zur Ventilatorachse koaxialen Zylindermantel, an ihrer zuströmseitigen, dem Laufrad 19 zugewandten, Kante einen Zuströmkantenwinkel auf, der optimal an den Strömungswinkel der aus dem Laufrad 19 austretenden und auf die äußeren Leitflügel 3a und die inneren Leitflügel 3 auftreffenden Strömung angepasst ist. Der zu einer Ebene durch die Achse gemessene Zuströmkantenwinkel liegt vorteilhaft in einen Bereich zwischen 20° und 70°. Vorteilhaft weisen die inneren Leitflügel 3 und/oder die äußeren Leitflügel 3a eine gerundete Zuströmkante auf, und weiter vorteilhaft eine variable Dicke mit einem Verlauf ähnlich der eines Tragflügels oder eines Tropfens. In einem in Durchströmrichtung vorderen Bereich der Leiteinrichtung 15 oder vor der Leiteinrichtung 15 sind an der Wand des Gehäuses 2 die freistehenden Leitelemente 16 angebracht. Sie stabilisieren die vom Laufrad 19 abströmende, im Bereich der Außenwand des Gehäuses 2 stark drallbehaftete Strömung und/oder beschleunigen sie in Durchströmrichtung und verhindern oder vermindern Ablösungen oder Turbulenzen. Dadurch werden für den Wirkungsgrad und die Luftleistung schädliche Blockageeffekte des äußeren Durchströmbereichs 6 durch große Ablösegebiete verhindert, zumindest aber reduziert.
Es ist im Bereich des Aufnahmebereichs 8 innerhalb des Nabenringes 4 eine Vorkehrung 18 zur Befestigung eines Motors 34 vorhanden. Dort ist der Motor 34, hier schematisch dargestellt, befestigt. Die Leiteinrichtung 15 übernimmt die Anbindung des Motors 34 und, indirekt über diesen, auch des Laufrads 19 an das Gehäuse 2. Der Motor 34 ist statorseits mit der Leiteinrichtung 15 verbunden. Der Motor 34 ist rotorseits an einer Befestigungsvorkehrung 30 mit dem Laufrad 19 verbunden. Das Laufrad 19 besteht im Wesentlichen aus einem Nabenring 21 und daran befestigten Flügeln 22. Vorteilhaft ist der Nabenring 21 so gestaltet, dass die Staffelwinkel der Flügel 22, je nach Notwendigkeiten der lufttechnischen An wendung, in welcher der Ventilator 1 verwendet wird, einstellbar sind.
Es gibt grundsätzlich zwei verschiedene Tragkonzepte für den Motor 34 mit dem Laufrad 19. Zum einen kann, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, eine tragende Leiteinrichtung 15 vorgesehen sein. Das heißt, eine Leiteinrichtung 15 mit aerodynamischer Funktion verbindet den Motor 34 mit dem Gehäuse 2 und hält ihn. Zum anderen kann der Motor 34 mit einer rein mechanischen Verbindung am Gehäuse 2 befestigt sein, beispielsweise bestehend aus Stangen, Draht, Flach material oder dergleichen. In einem solchen Fall kann eine Leiteinrichtung 15 vorgesehen sein oder nicht.
Eine Leiteinrichtung 15 kann bei anderen Ausführungsbeispielen auch ohne äußeren Ring 5 und / oder mit nur einer Sorte von, vorteilhaft tragenden, Leitflügeln ausgebildet sein.
In Fig. 2 ist erkennbar, dass tragende Leitflügel (hier äußere Leitflügel 3a) in Durchströmrichtung gesehen im selben Bereich wie die freistehenden Leit elemente 16 angeordnet sind. Dadurch sind die freistehenden Leitelemente 16 im Ausführungsbeispiel nicht gleichmäßig über den Umfang verteilt, sondern immer wieder von den äußeren Leiteiflügeln 3a unterbrochen. Zwischen zwei in Um fangsrichtung benachbarten äußeren Leitflügeln 3a sind im Ausführungsbeispiel neun, vorteilhaft vier bis zwölf freistehende Leitelemente 16 angeordnet. Bei anderen Ausführungsformen können die freistehenden Leitelemente 16 auch gleichmäßig oder auf andere Art ungleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sein.
Fig. 3 zeigt in einer Seitenansicht und im Schnitt an einer Ebene durch die Achse das Gehäuse 2 des Ventilators 1 aus den Fig. 1 und 2. Es sind gut der äußere Durchströmbereich 6 mit den äußeren Leitflügeln 3a und der innere Durch- strömbereich 7 mit den inneren Leitflügeln 3, getrennt durch den äußeren Ring 5, zu erkennen.
Im Ausführungsbeispiel weisen zum Ausströmende hin sowohl die Wand des Gehäuses 2 als auch der Nabenring 4 eine konische Gestaltung auf. Im Gehäuse 2 ist somit ein äußerer Diffusor 10 integriert. Sowohl der innere Durchströmbereich 7 als auch der äußere Durchströmbereich 6 sind zu ihrem Ausströmende hin mit sich erweiterndem Strömungsquerschnitt als Diffusoren ausgebildet. Dies ist, insbesondere bei Axialventilatoren, sehr vorteilhaft für den statischen Wirkungs grad. Der äußere Ring 5 der Leiteinrichtung 15 ist im Ausführungsbeispiel eben falls leicht konisch, in Strömungsrichtung sich leicht radial erweiternd, gestaltet.
Die innere strömungsführende Wand des Gehäuses 2 weist im Wesentlichen die Kontur einer Einlaufdüse 9 auf, an die sich ein zylindrischer Bereich 11 anschließt, gefolgt von dem sich radial öffnenden Diffusorbereich 10. Das Laufrad läuft vorteilhaft zumindest zum Großteil im Bereich 29 in Durchströmrichtung auf Höhe des zylindrischen Strömungsbereichs 11. Die freistehenden Leitelemente 16 können am Ende des zylindrischen Bereichs 11 oder am Anfang des Diffusorbe reichs 10 oder im Übergangsbereich zwischen beiden Bereichen angeordnet sein. Jedenfalls sind die freistehenden Leitelemente 16 stromab des Laufrades 19 bzw. seiner Flügel 22 angebracht (siehe Fig. 2). Für die Entformung des Gehäuses 2 aus einem Gusswerkzeug, insbesondere Kunststoffspritzgiesswerkzeug, bringt es Vorteile mit sich, wenn die freistehenden Leitelemente 16 komplett oder weit- gehend im zylindrischen Bereich 11 angeordnet sind. Für axiale Kompaktheit des Ventilators kann es allerdings vorteilhaft sein, wenn die freistehenden Leit elemente 16 zumindest zu einem großen Teil im Diffusorbereich 10 angeordnet sind, da sich der Diffusorbereich 16 dann direkt an das Laufrad 19 anschließen kann.
An einem Gehäuse 2 und/oder einer Leiteinrichtung 15 können sowohl zuström- als auch abströmseitig vorteilhaft Befestigungsvorkehrungen, beispielsweise Befestigungsflansche, integriert oder angebracht sein, die dazu dienen, den Ventilator an einem übergeordneten System, beispielsweise einer lufttechnischen Anlage, zu befestigen.
Fig. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht von der Abströmseite aus gesehen, eine weitere Ausführungsform eines Ventilators 1 mit erfindungsgemäßem Gehäuse. In diesem Ausführungsbeispiel ist keine Leiteinrichtung stromab des Laufrads 19 mit den Flügeln 22 vorgesehen. Eine (hier nicht dargestellte) Trageinrichtung, bei spielsweise aus Stangen- oder Flachmaterial, muss die Verbindung zwischen Motor 34 und Gehäuse 2 hersteilen, um den Motor 34 relativ zum Gehäuse 2 zu fixieren. Die freistehenden Leitelemente 16 verlaufen gleichmäßig über den Umfang verteilt unmittelbar stromab des Laufrads 22 bzw. der äußeren Enden seiner Flügel 22 an der inneren, strömungsführenden Wand des Gehäuses 2. Das Gehäuse 2 weist am abströmseitigen Ende des äußeren Diffusors 10 einen abströmseitigen Rand 25 auf, aus dem die Luft bei Betrieb aus dem Ventilator 1 ausströmt. Vorteilhaft sind die Flügel 22 an ihrem äußeren Ende mit sogenannten Winglets 20 versehen, also speziellen geometrischen Strukturen, welche die Strömung im gehäusenahen äußeren Bereich der Flügel 22 hinsichtlich der Geräuschemission des Ventilators 1 und/oder hinsichtlich seines Wirkungsgrades, positiv beeinflussen.
Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht und im Schnitt an einer Ebene durch die Achse den Ventilator 1 mit dem Gehäuse 2 gemäß Fig. 4. Man erkennt, dass sich die freistehenden Leitelemente 16 in Durchströmrichtung, in der Darstellung im Wesentlichen von links nach rechts, unmittelbar an das Laufrad 19 bzw. dessen Flügel 22, die an der Nabe 21 befestigt sind, anschließen. In Fig. 6 ist eine Detailansicht von Fig. 5 dargestellt, wobei der Bereich der freistehenden Leitelemente 16 an der Wand des Gehäuses 2 vergrößert gezeigt und mit zusätzlichen Bezeichnungen versehen ist. Es ist ein Flügel 22 des Laufrads 19 mit seinem Winglet 20 am radial äußeren Ende zu erkennen. Die Flügel 22 laufen im Bereich des zylindrischen Bereichs 11 mit Abstand zum Gehäuse 2, damit ein Streifen des Laufrads 19 im Betrieb ausgeschlossen ist. Infolge dessen entsteht ein Radialspalt der Weite d 12 zwischen Flügel 22 und Wand des Gehäuses 2, durch welchen regelmäßig eine Rückströmung (Leckage strömung) von Luft entgegen der eigentlichen Durchströmrichtung entsteht. Infolgedessen entsteht lokal nahe der Wand des Gehäuses 2 im Bereich der Flügel 22 ein Strömungsbereich mit sehr hohen Geschwindigkeitskomponenten in Umfangsrichtung und niedrigen Geschwindigkeitskomponenten in Durchström richtung. Dieser Strömungsbereich induziert hohe Strömungsverluste und Schalle missionen, und kann insbesondere zu einem Blockageeffekt eines an schließenden Diffusors führen.
Durch die freistehenden Leitelemente 16, die sehr nahe an den Flügeln 22 stromab von selbigen verlaufen, können diese Verluste deutlich reduziert werden. Diese freistehenden Leitelemente 16 wandeln einen Teil der Geschwindigkeits komponenten in Umfangsrichtung in solche in Achsrichtung um, d.h. sie lenken die lokale Strömung eher in Achsrichtung um. Dies bewirkt eine Reduktion des Rückströmgebiets im Bereich des Radialspaltes mit Weite d 12 und somit eine Reduktion der Verluste und der Schallerzeugung sowie der (Teil-)Blockage eines sich anschließenden Diffusors begrenzt nach außen durch einen Außendiffusor 10.
Die freistehenden Leitelemente 16 verlaufen radial nur sehr lokal im Bereich des Radialspaltes des Laufrades mit der Weite d 12 bzw. nur einem kleinen Faktor über diesen hinaus. Praktisch haben die freistehenden Leitelemente 16 die Höhe h 23, von der Wand des Gehäuses 2 aus gemessen. Das Verhältnis von h 23 zu d 12 liegt vorteilhaft im Bereich von 0,8-3. Der axiale Abstand der freistehenden Leitelemente 16 zum Flügel 22 an der Wand des Gehäuses 2 ist vorteilhaft geringer als das 8-fache der Spaltweite d 12. Im Ausführungsbeispiel verlaufen die freistehenden Leitelemente 16 im Bereich des Außendiffusors 10. Bei anderen Ausführungsformen können sie auch im zylindrischen Bereich 11 verlaufen. Verlaufen sie wie im Ausführungsbeispiel im Bereich des Außendiffusors 10, wird die Entformung eines einteiligen Gehäuses 2 aus Guss erschwert. Vorteilhaft sind spezielle Entformbereiche (nicht dargestellt) eingebracht, die eine Entformung mit einem Auf-Zu-Werkzeug mit Entformungs richtungen parallel zur Achse ohne weitere Schieber ermöglichen.
Im Sinne der Erfindung bewirken die freistehenden Leitelemente 16 eine Um- lenkung der stark drallbehafteten Strömung im Bereich der Wand des Gehäuses 2 eher in Achsrichtung. Es sind bei anderen Ausführungsformen auch andere geometrische Lösungen denkbar, bei denen die freistehenden Leitelemente beispielsweise stärker in die Kontur des Gehäuses integriert sind, beispielsweise in Form von Vertiefungen, Erhöhungen oder dergleichen. Wesentlich ist, dass diese Strömungsbeeinflussung nur nahe der Gehäusewand und in unmittelbarer Nähe der Laufradflügel stattfindet, wo eine Wechselwirkung mit einer Leckage strömung eines Radialspalts zwischen den Laufradflügeln und dem Gehäuse stattfindet.
Fig. 7 zeigt in perspektivischer Ansicht, von der Abströmseite aus gesehen, eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2, welches keine Leiteinrichtung aufweist. Die freistehenden Leitelemente 16 verlaufen hier in etwa gleichmäßig über den Umfang verteilt an der Wand des Gehäuses 2. Das Gehäuse 2 weist an seiner strömungsführenden Innenwand, im Wesentlichen eine Einlaufdüse 9, einen zylindrischen Bereich 11 und einen Außendiffusor 10 auf, welcher am ausströmseitigen Rand 25 des Gehäuses 2 endet.
Fig. 8 zeigt in einer Seitenansicht und im Schnitt an einer Ebene durch die Achse 26 das Gehäuse 2 gemäß Fig. 7. Die freistehenden Leitelemente 16 sind in etwa im Übergangsbereich zwischen zylindrischem Bereich 11 und Außendiffusor 10 angeordnet, das heißt, sie verlaufen über die Grenze zwischen zylindrischem Bereich 11 und Außendiffusor 10, der sich dadurch auszeichnet, dass er sich, in Durchströmrichtung gesehen, radial allmählich aufweitet. Der einseitige Öffnungswinkel der Kontur des Außendiffusors 10 beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 12°, vorteilhaft 6°-18°.
Fig. 9 zeigt eine Detailansicht aus Fig. 8 im Bereich der Ventilatorachse, wobei ein Bereich der freistehenden Leitelemente 16 vergrößert gezeigt und mit zusätzlichen Bezugszeichen versehen ist. Infolge der starken Vergrößerung und dem Blick auf einen (in der gezeigten Projektion) achsnahen Bereich wird näherungsweise ein ebener Ausschnitt der Wand des Gehäuses 2 betrachtet.
Die freistehenden Leitelemente 16 haben eine Zuströmkante 13, die vorteilhaft zumindest annähernd verrundet ist, und eine Abströmkante 14, die im Vergleich zum übrigen Verlauf dünn ist. Vorteilhaft haben die freistehenden Leitelemente 16 im Querschnitt gesehen etwa die profilierte Kontur eines Tragflügels. Bei anderen Ausführungformen kommen auch andere Querschnittskonturen in Frage, beispielsweise eine dünne Kontur mit im Wesentlichen konstanter Dicke. Die freistehenden Leitelemente 16 weisen eine Sehnenlänge s 31 und eine axiale Erstreckung I 32 auf. Betragsmäßig ist I 32 vorteilhaft klein, beispielsweise 0,2%- 5% des Laufraddurchmessers oder 10%-60% der axialen Erstreckung eines Laufradflügels. Die Sehnenlänge s 31 ist vorteilhaft etwa um den Faktor 1,2-2 größer als I 32. In Umfangsrichtung gesehen überlappen sich benachbarte freistehende Leitelemente 16 vorteilhaft deswegen nicht, um eine einfachere Entformung des Gehäuses 2 aus einem Gusswerkzeug zu ermöglichen. Zur Zuströmkante 13 zugeordnet ist der Zuströmwinkel a 27. Dies ist der dort lokale Winkel zwischen der Sehne 37 bzw. deren tangentialer Verlängerung und einer parallelen zur Achse 26. Die Abströmkante 14 zugeordnet ist der Abströmwinkel ß 28. Dies ist der dort lokale Winkel zwischen der Skelettlinie 37 bzw. deren tangentialer Verlängerung und einer parallelen zur Achse 26. Der Winkel ß 28 ist kleiner als der Winkel a 27, vorteilhaft um mindestens 20°. Dadurch wird drallbehaftete Strömung eher in Achsrichtung umgelenkt. Die freistehenden Leitelemente 16 haben hier ein stirnseitiges Ende 24.
Fig. 10 zeigt eine weitere Detailansicht aus Fig. 8 im Bereich des Schnittes durch die Wand des Gehäuses 2 oben, wobei ein Bereich der freistehenden Leitelemente 16 vergrößert gezeigt und mit zusätzlichen Bezugszeichen versehen ist. Die freistehenden Leitelemente 16 weisen ein stumpfes freies Ende 24 auf. Im gezeigten Querschnitt, etwa entlang der Höhe der freistehenden Leitelemente 16 gesehen, weisen die freistehenden Leitelemente 16 etwa die Kontur eines Rechtecks auf. Es ist allerdings vorteilhaft ein verrundeter Übergangsbereich 17 zur Wand des Gehäuses 2 ausgebildet.
Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2 in einer Detailansicht analog zu der Ausführungsform gemäß Fig. 10, wobei die freistehenden Leitelemente 16 an ihrem offenen Ende mit einer ersten Art von Winglets 38a versehen sind. Am freien Ende der freistehenden Leitelemente 16 steht eine Kontur mit einer Dicke von 1 mm bis 3 mm hin zur konkaven Seite der freistehenden Leitelemente 16 über. Im gezeigten Querschnitt etwa entlang der Höhe der freistehenden Leitelemente 16 gesehen, haben die freistehenden Leitelemente 16 etwa eine L-förmige Kontur.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2 in einer Detailansicht analog zu der Ausführungsform gemäß Fig. 10, wobei die freistehenden Leitelemente 16 an ihrem offenen Ende mit einer zweiten Art von Winglets 38b versehen sind. Auf der konvex gewölbten Seite der freistehenden Leitelemente 16 ist, hin zum freistehenden Rand, eine Art Fase ausgebildet, sodass die freistehenden Leitelemente 16 zu ihrem offenen Ende hin etwa spitz zulaufen. Am äußeren Ende sind die freistehenden Leitelemente 16 dennoch nicht komplett spitz, sondern mit einem sehr dünnen, endlich dicken Ende versehen.
Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2 in einer Detailansicht analog zu der Ausführungsform gemäß Fig. 10, wobei die freistehenden Leitelemente 16 an ihrem offenen Ende mit einer dritten Art von Winglets 38c versehen sind. Auf der konkav gewölbten Seite der freistehenden Leitelemente 16 ist, hin zum freistehenden Rand, eine Art Verrundung ausgebildet, sodass die freistehenden Leitelemente 16 zu ihrem offenen Ende hin etwa mit einer Viertelkreisverrundung erscheinen. Die Kante zur konvex gewölbten Seite der freistehenden Leitelemente 16 bleibt dabei zumindest annähernd spitz. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ventilators mit erfindungsgemäßem Gehäuse wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend be schriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ventilators nebst erfindungsgemäßem Gehäuse lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
Bezugszeichenliste
1 Ventilator
2 Gehäuse
3 innerer Leitflügel a äußerer Leitflügel
4 Nabenring, innerer Ring der
Leiteinrichtung
5 äußerer Ring der Leiteinrichtung
6 äußerer Durchströmbereich
7 innerer Durchströmbereich
8 Aufnahmebereich innerhalb des
Nabenrings
9 Einlaufdüse 0 äußerer Diffusor 1 zylindrischer Strömungsbereich des Gehäuses 2 Weite d des Radialspalt des Laufrads3 Zuströmkante eines freistehenden Leitelementes 4 Abströmkante eines freistehenden
Leitelementes 5 Leiteinrichtung 6 freistehendes Leitelement 7 Übergangsbereich eines freistehenden
Leitelementes zum Gehäuse 8 Befestigungsvorkehrung für Motor an
Leiteinrichtung 9 Laufrad 0 Winglet eines Flügels des Laufrads1 Nabenring des Laufrads 2 Flügel des Laufrads 3 Höhe h eines freistehenden Leitelements stirnseitiges Ende eines freistehenden Leitelementes ausströmseitiger Rand des Gehäuses Achse des Ventilators zuströmseitiger Winkel a eines freistehenden Leitelementes abströmseitiger Winkel ß eines freistehenden Leitelementes Bereich für ein Laufrad Befestigungsvorkehrung für Motor am Laufrad Sehnenlänge s eines freistehenden Leitelementes axiale Erstreckung I eines freistehenden Leitelementes Motor Skelettlinie eines freistehenden
Leitelementes mit tangentialer Verlängerung a, Winglets von freistehenden b, Leitelementen c

Claims

A n s p r ü c h e
1. Gehäuse für einen Ventilator, vorzugsweise für einen Axial- oder Diagonal ventilator, wobei der Ventilator ein Laufrad und zumindest einen Durchströmbe- reich umfasst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass unmittelbar stromab des Laufrads bzw. der Flügel des Laufrads in einem Außenbereich des Gehäuses, mehrere einzelne, freistehende Leitelemente vorgesehen sind.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente unmittelbar an oder in der Gehäuseinnenwand ausge bildet sind.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente durch Kombination von Vertiefungen und Erhöhungen in der Gehäuseinnenwand gebildet sind.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente in die Gehäuseinnenwand integriert sind.
5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse in Kunststoffspritzguss oder Metallguss mit integralen einzelnen freistehenden Leit elementen hergestellt ist.
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente aus Metall oder Kunststoff bestehen und an die Gehäuseinnenwand geklebt sind.
7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der einzelnen freistehenden Leitelemente im Bereich zwischen 20 und 100 Stück liegt, vorzugsweise 30 bis 90 Stück, insbesondere 40 bis 70 Stück.
8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente an der Gehäuseinnenwand äquidistant zueinander über den Umfang der Gehäuseinnenwand angeordnet sind.
9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente ungleichmäßig über den Umfang der Gehäuseinnenwand verteilt angeordnet sind.
10. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die einzelnen freistehenden Leitelemente mit tragenden Leitelementen einer Leitein richtung in ihrer Position abwechseln, derart, dass zwischen zwei tragenden Leit flügeln der Leiteinrichtung mehrere einzelne freistehende Leitelemente, beispiels weise 4 bis 12 freistehende Leitelemente, von der Gehäuseinnenwand im wesent lichen radial abragen.
11. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente identisch ausgebildet sind und unter einem identischen Winkel von der Gehäuseinnenwand abragen.
12. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das Gehäuse einen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt mit einem im wesentlichen zylindrischen Strömungsbereich aufweist, in dem das Laufrad angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente am Ende des zylindrischen Bereichs oder am Anfang eines sich anschließenden, sich vorzugs weise erweiternden Diffusorbereichs oder im Übergang zwischen den Bereichen ausgebildet sind.
13. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die einzelnen freistehenden Leitelemente um geringfügig weniger oder etwas mehr als die Weite eines zwischen den Flügeln des Laufrads und der Gehäuseinnenwand gebildeten Ringspalts radial von der Gehäuseinnenwand weg erstrecken, wobei das Verhältnis der Höhe des einzelnen freistehenden Leit elements zur Weite des Ringspalts im Bereich vom 0,8 bis 3,0 liegen kann und wobei der axiale Abstand des einzelnen freistehenden Leitelements zum Flügel des Laufrads an der Gehäuseinnenwand geringer als das 8-fache der Ring spaltweite sein kann.
14. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente eine eher abgerundete Anström- kante und eine eher dünne Abströmkante haben.
15. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente im Schnitt an einem zur Ventilator achse koaxialen Zylindermantel eine profilierte Kontur, in etwa die eines Trag flügels oder eines Laufradflügels, haben.
16. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich benachbarte einzelne freistehende Leitelemente, unter Zugrundelegung einer gewissen Schrägstellung, in einer Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Ventilatorachse gesehen, nicht überlappen oder zumindest einen geringfügigen Abstand zueinander haben.
17. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen freistehenden Leitelemente ein stumpfes, eckiges, abge rundetes, abgeschrägtes, oder abgewinkeltes freies Ende aufweist.
18. Ventilator, insbesondere Axial- oder Diagonalventilator, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
PCT/DE2020/200108 2020-01-15 2020-12-04 Gehäuse für einen ventilator und ventilator mit einem entsprechenden gehäuse WO2021143972A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080092984.4A CN114981544B (zh) 2020-01-15 2020-12-04 用于风机的承壳体和具有相应的壳体的风机
JP2022540637A JP2023510185A (ja) 2020-01-15 2020-12-04 ファンに用いるハウジングおよび対応するハウジングを有するファン
EP20845387.8A EP4090853A1 (de) 2020-01-15 2020-12-04 Gehäuse für einen ventilator und ventilator mit einem entsprechenden gehäuse
US17/791,812 US11859640B2 (en) 2020-01-15 2020-12-04 Housing for a ventilator and ventilator with a corresponding housing
BR112022013007A BR112022013007A2 (pt) 2020-01-15 2020-12-04 Carcaça para um ventilador e um ventilador com uma carcaça correspondente

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200447.1A DE102020200447A1 (de) 2020-01-15 2020-01-15 Gehäuse für einen Ventilator und Ventilator mit einem entsprechenden Gehäuse
DE102020200447.1 2020-01-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021143972A1 true WO2021143972A1 (de) 2021-07-22

Family

ID=74205576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2020/200108 WO2021143972A1 (de) 2020-01-15 2020-12-04 Gehäuse für einen ventilator und ventilator mit einem entsprechenden gehäuse

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11859640B2 (de)
EP (1) EP4090853A1 (de)
JP (1) JP2023510185A (de)
CN (1) CN114981544B (de)
BR (1) BR112022013007A2 (de)
DE (1) DE102020200447A1 (de)
WO (1) WO2021143972A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11835065B2 (en) * 2022-04-07 2023-12-05 Asia Vital Components (China) Co., Ltd. Fan frame turbulence structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1432609A (fr) * 1965-01-15 1966-03-25 Ventilateur centrifuge axial à réaction directe des filets d'air sur aubes directrices
DE19860515A1 (de) * 1998-07-04 2000-06-29 Delta Electronics Inc Ventilator und Luftstrom zum Kühlen elektronischer Vorrichtungen mit verminderter Turbulenz, vermindertem Geräusch und höherer Effizienz
DE102004033977A1 (de) * 2004-07-14 2006-02-02 Asia Vital Component Co., Ltd Kühlventilator mit Luftführung
DE202006016962U1 (de) * 2006-11-03 2007-01-04 Asia Vital Components Co., Ltd., Hsin Chuan City Nabensitz mit Luftführungswirkung
EP3321512A1 (de) * 2015-08-10 2018-05-16 Mitsubishi Electric Corporation Gebläse- und klimatisierungsvorrichtung

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB741797A (en) * 1953-12-21 1955-12-14 Sulzer Ag Rotors for centrifugal pumps, blowers and compressors
DE3141245A1 (de) * 1981-10-16 1983-04-28 Richard 8000 München Enhuber Geblaese, insbesondere fuer kleindimensionierte, elektrisch betriebene handhaartrockner
CN1042590A (zh) * 1988-10-05 1990-05-30 巴特里沙·卢蒙巴人民友好大学 径流式通风机
JP3726386B2 (ja) * 1996-11-05 2005-12-14 株式会社デンソー 遠心式送風機
GB0004140D0 (en) * 2000-02-23 2000-04-12 Holset Engineering Co Compressor
DE10330084B4 (de) * 2002-08-23 2010-06-10 Mtu Aero Engines Gmbh Rezirkulationsstruktur für Turboverdichter
JP2007113474A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Mitsubishi Electric Corp 送風機
FR2899269A1 (fr) * 2006-03-30 2007-10-05 Snecma Sa Aube de redresseur optimisee, secteur de redresseurs, etage de compression, compresseur et turbomachine comportant une telle aube
JP2008223625A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Daikin Ind Ltd 送風装置
ATE547591T1 (de) * 2009-08-28 2012-03-15 Siemens Ag Leitschaufel für eine axial durchströmbare turbomaschine und zugehörige leitschaufelanordnung
DE102009054188A1 (de) * 2009-11-23 2011-05-26 Behr Gmbh & Co. Kg Radiallüftergehäuse
DE102012004617A1 (de) * 2012-03-06 2013-09-12 Ziehl-Abegg Ag Axialventilator
DE102013104849A1 (de) * 2012-06-20 2013-12-24 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Lüfterrad sowie Elektromotor
DE102012106412A1 (de) * 2012-07-17 2014-01-23 Ruck Ventilatoren Gmbh Diagonal-Laufrad für einen Diagonal-Ventilator sowie Diagonal-Ventilator
US9644639B2 (en) * 2014-01-27 2017-05-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Shroud treatment for a centrifugal compressor
DE102015104982A1 (de) * 2015-03-31 2016-10-06 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Lüftervorrichtung, insbesondere Radiallüftervorrichtung
DE102015207800A1 (de) * 2015-04-28 2016-11-03 Ziehl-Abegg Se Diagonal- oder Radialventilator, Leiteinrichtung für einen solchen Ventilator und System mit einem solchen Ventilator oder mit mehreren solcher Ventilatoren
CN204877974U (zh) * 2015-06-12 2015-12-16 德昌电机(深圳)有限公司 泵及清洗装置
DE202015105729U1 (de) * 2015-10-28 2015-11-10 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Ventilatorrad und Ventilator
DE102017101590A1 (de) * 2017-01-27 2018-08-02 Man Diesel & Turbo Se Radialverdichter und Turbolader
CN109114014A (zh) * 2017-06-23 2019-01-01 博格华纳公司 具有用于降低再循环流量的集成风扇护罩通道的风扇系统
DE102018102697A1 (de) * 2018-02-07 2019-08-08 Man Energy Solutions Se Verschalung eines Turboladers und Turbolader
DE102018211808A1 (de) * 2018-07-16 2020-01-16 Ziehl-Abegg Se Ventilator und Leiteinrichtung für einen Ventilator
DE102019220232A1 (de) * 2019-12-19 2021-06-24 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Kühlerlüfter
US20230184261A1 (en) * 2021-12-14 2023-06-15 Stokes Technology Development Ltd. Rotor-stator axial air moving device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1432609A (fr) * 1965-01-15 1966-03-25 Ventilateur centrifuge axial à réaction directe des filets d'air sur aubes directrices
DE19860515A1 (de) * 1998-07-04 2000-06-29 Delta Electronics Inc Ventilator und Luftstrom zum Kühlen elektronischer Vorrichtungen mit verminderter Turbulenz, vermindertem Geräusch und höherer Effizienz
DE102004033977A1 (de) * 2004-07-14 2006-02-02 Asia Vital Component Co., Ltd Kühlventilator mit Luftführung
DE202006016962U1 (de) * 2006-11-03 2007-01-04 Asia Vital Components Co., Ltd., Hsin Chuan City Nabensitz mit Luftführungswirkung
EP3321512A1 (de) * 2015-08-10 2018-05-16 Mitsubishi Electric Corporation Gebläse- und klimatisierungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023510185A (ja) 2023-03-13
CN114981544A (zh) 2022-08-30
US20230032483A1 (en) 2023-02-02
CN114981544B (zh) 2024-01-23
EP4090853A1 (de) 2022-11-23
DE102020200447A1 (de) 2021-07-15
US11859640B2 (en) 2024-01-02
BR112022013007A2 (pt) 2022-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2655891B1 (de) Ventilatordiffusor mit kreisförmigem einlass und nicht rotationssymmetrischem auslass
EP1766192B1 (de) Schaufelrad einer turbine mit einer schaufel und mindestens einem kühlkanal
DE19929978A1 (de) Lüfter mit Axialschaufeln
EP2356320B1 (de) Ringdiffusor für eine axialturbomaschine
WO2014139959A1 (de) Ventilatoranordnung mit strömungsgleichrichter
DE69817526T2 (de) Axiallüfter
WO2013120623A2 (de) Diffusor, ventilator mit einem solchen diffusor sowie gerät mit solchen ventilatoren
WO2020015792A1 (de) Ventilator und leiteinrichtung für einen ventilator
EP3631210A2 (de) Ventilator und vorleitgitter für einen ventilator
EP3404269B1 (de) Gebläseanordnung mit strömungsteilungsdüse
EP2716915A1 (de) Gehäuse für einen Axialventilator
EP3372838A1 (de) Luftleitanordnung
EP3009682B1 (de) Axialventilator mit aussen- und innendiffusor
EP1914402B1 (de) Axialgebläse und Verfahren zur Verhinderung einer Rezirkulationsströmung
WO2021143972A1 (de) Gehäuse für einen ventilator und ventilator mit einem entsprechenden gehäuse
DE102009028125A1 (de) Eintrittsgeometrie für halbaxiale Lüfterräder
DE102018211809A1 (de) Gehäuse für einen Ventilator und Ventilator
EP2626644A1 (de) Lüftungsbauteil, umfassend ein kanalförmiges Gehäuse mit umlaufend angeordneten Gehäusewandungen
EP4278093A1 (de) Ventilator mit einem sprungdiffusor
DE102017119213A1 (de) Strömungsgitter zur Reduktion der Wirbelgröße in einer Fluidströmung
EP1122444A2 (de) Radialventilator und Düse für einen Radialventilator
DE4227901C2 (de) Lüfteranordnung, insbesondere für die Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren
EP0413987B1 (de) Axialventilator
WO2024074176A1 (de) Nachleiteinrichtung für einen ventilator und ventilator mit einer nachleiteinrichtung
DE102022210555A1 (de) Ventilator und Kühlstruktur für einen Ventilator

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20845387

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022540637

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112022013007

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020845387

Country of ref document: EP

Effective date: 20220816

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112022013007

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20220629