WO2021259429A1 - Ventilator sowie flügel und flügelrad für einen ventilator - Google Patents

Ventilator sowie flügel und flügelrad für einen ventilator Download PDF

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WO2021259429A1
WO2021259429A1 PCT/DE2021/200067 DE2021200067W WO2021259429A1 WO 2021259429 A1 WO2021259429 A1 WO 2021259429A1 DE 2021200067 W DE2021200067 W DE 2021200067W WO 2021259429 A1 WO2021259429 A1 WO 2021259429A1
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WO
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rotor
wing
fan
blade
hub
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PCT/DE2021/200067
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Sven LOENNE
Thomas Bitz
Timo HAERPFER
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Ziehl-Abegg Se
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Publication date
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    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
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    • F04D29/384—Blades characterised by form
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    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/304—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade

Definitions

  • the invention relates to a fan, in particular an axial fan, with an electric motor comprising a rotor and blades connected to the rotor, the blades extending axially on the rotor side at least over a cylindrical area of the rotor or its hub.
  • the invention also relates to a blade for a fan, individual blades being connected to the rotor or the hub of the fan.
  • the invention also relates to an impeller for a fan, the impeller comprising a plurality of blades.
  • the invention is therefore based on the object of eliminating, or at least reducing, the acoustic disadvantages caused by the blade geometry in fans of the generic type. Measures in this regard should be neutral with regard to the degree of efficiency or at least improve it slightly.
  • Such a fan is preferably an axial fan in which the blades on the rotor side are in in the axial direction at least over a cylindrical region of the rotor or its hub, regularly in an oblique or angular alignment to the longitudinal axis.
  • a fan is preferably an axial fan in which the blades on the rotor side are in in the axial direction at least over a cylindrical region of the rotor or its hub, regularly in an oblique or angular alignment to the longitudinal axis.
  • the configuration of a bevel (winglet) facing the rotor or the hub is advantageous , wherein the fold relates to the area of the overhang of the wing.
  • the acoustic performance can be improved by implementing the winglet on the hub side at the relevant point. Tests have shown that the radiated sound power level of the fan can be reduced by up to 2 dB (A).
  • the transition between the wing and the fold has a radius.
  • the fold or the winglet extends in the inflow area of the wing up to the wing connection to the hub.
  • the fold can extend on the suction side and / or on the pressure side of the wing, preferably on the leading edge and / or on the trailing edge of the wing.
  • the bevel can at least partially encompass or encircle the inflow-side and / or outflow-side area of the blade facing the hub, so that the edge of the blade facing the inflow side, close to the rotor, is entirely different from the Winglet is surrounded. To this extent, too, a reduction in the radiated sound power is achieved.
  • the fold for connecting the wing is reduced down to the wing surface. This measure favors the avoidance of additional detachments and harmonizes the flow.
  • the fold is free of sharp edges or corners.
  • the fold in the free edge area can be rounded, i.e. have a radius that promotes the flow.
  • the fold and thus the winglet are an integral part of the wing.
  • the fold is positively and / or non-positively and / or materially connected to the wing. Any joining techniques can be used to connect the winglet to the wing. It is also conceivable to manufacture the winglet from the same material as the wing or from a different material, depending on the specific needs. Any dimensioning of the winglets, also depending on specific needs, is conceivable.
  • a wing for a fan is claimed bean, with individual wings ver with the rotor or the hub of a fan are bindable.
  • the wing is equipped with a bevel in the sense of a winglet in accordance with the above statements on the fan.
  • an impeller for a fan which has several blades with corresponding bevels in the sense of a winglet.
  • the winglet has a particularly favorable effect on the acoustics when the blades on the rotor side extend in the axial direction beyond the area of the rotor or its hub with a protrusion.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an axial fan in which the individual blades extend over a cylindrical area of the rotor
  • FIG. 2 shows a schematic side view of an axial fan in which the individual blades extend beyond a cylindrical area of the rotor with an overhang towards the inflow side
  • Fig. 3 in a schematic view, obliquely from the front, the fan
  • FIG. 4 shows a schematic view of a standard wing according to the prior art seen from the pressure side
  • FIG. 5 shows a schematic view of the wing from FIG. 4 from FIG.
  • FIG. 6 shows a schematic view of the wing from FIG. 4 from FIG.
  • FIG. 7 shows a schematic view of a wing according to the invention with a winglet on the hub side on the leading edge, seen from the pressure side,
  • FIG. 8 is a schematic view of the wing from FIG. 7, of which
  • FIG. 9 shows, in a schematic view, the wing from FIG. 7, of which
  • FIG. 10 is a schematic view of the wing from FIG. 7, seen from the hub side,
  • FIG. 11 shows a schematic view of a further exemplary embodiment of a wing according to the invention with a winglet both on the leading edge and on the trailing edge, seen from the pressure side,
  • Fig. 12 is a schematic view of the wing from Fig. 11, seen from the suction side,
  • FIG. 13 is a schematic view of the wing from FIG. 11, seen from the wing tip (pressure side),
  • FIG. 14 is a schematic view of the wing from FIG. 11, seen from the wing tip (suction side),
  • FIG. 15 shows a schematic view of the wing from FIG. 11, seen from the hub side (suction side),
  • FIG. 16 shows a schematic view of a further exemplary embodiment of a wing according to the invention with a winglet that is continuous on the hub side, seen from the pressure side
  • FIG. 17 shows a schematic view of the wing from FIG. 16, seen from the suction side
  • FIG. 18 is a schematic view of the wing from FIG. 16, seen from the wing tip (pressure side),
  • FIG. 19 shows a schematic view of the wing from FIG. 16, seen from the wing tip (suction side), and FIG. 20 shows a schematic view of the wing from FIG. 16, seen from the hub side (suction side).
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an axial fan according to the invention which has an electric motor 1 with a rotor 2 which is driven in rotation.
  • the rotor 2 or its hub carries several blades 3, with a total of five blades 3 being provided in the exemplary embodiments shown here (see FIG. 3).
  • the rotor 2 is equipped with flaps 4 protruding from the rotor 2, to which the wings 3 can be fastened. It is conceivable that the blades 3 can be attached to the rotor 2 in different angular positions.
  • each wing 3 extends obliquely or diagonally over a cylindrical region 5 of the rotor 2.
  • the wing 3 ends at the end of the cylindrical area of the rotor 2.
  • There a bevel 6 is formed in the sense of a winglet, the bevel 6 extending in the inflow area of the wing 3 up to the wing connection to the rotor 2 or the hub , and wherein the wing connection is defined by the fold 4.
  • the fold 6 or the winglet is formed both on the suction side 7 and on the pressure side 8 of the wing 3.
  • the fold 6 extends over the leading edge 9.
  • the fold 6 is an integral part of the wing 3.
  • FIG. 2 shows, in a view identical to FIG. 1, a further embodiment example of an axial fan according to the invention, the blade 3 extending there not only over the cylindrical area 5 of the rotor 2 or its hub, but also with a protrusion 11.
  • This overhang 11 leads to disadvantageous acoustics, as tests have shown. This disadvantage can at least largely be eliminated by providing a bevel 6 or a winglet, as sound level measurements have shown.
  • the fold 6 is formed, similar to the embodiment shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows the embodiment from FIG. 2, with the upstream overhang 11, obliquely from the front. 3 clearly shows that the protrusion 11 of each wing 3 is equipped on the rotor side or close to the rotor with the bevel 6, which forms a type of winglet.
  • FIGS. 4, 5 and 6 show a standard blade according to the prior art, namely as seen in FIG. 4 from the pressure side 8, as seen in FIG. 5 from the suction side 7 and as seen in FIG. 6 from the hub side 13.
  • FIGS. 7 to 20 discussed below show exemplary embodiments, according to which the winglet 6 close to the rotor or on the hub side can be designed in different variants. It is basically conceivable that the winglet 6 is formed on the inflow side 9 and / or the outflow side 10 or else continuously from the inflow side 9 to the outflow side 10.
  • Each of the variants can in turn be designed in three ways, namely with a suction-side winglet 6, with a pressure-side winglet 6 or with a winglet 6 on both sides.
  • FIGS. 7 to 10 show in detail a first exemplary embodiment of a wing 3 according to the invention, in which the bevel 6 or the winglet is formed on the inflow side 9 or the inflow edge.
  • FIG. 7 shows a view from the pressure side 8 of the wing 3.
  • FIG. 8 shows the wing 3 from FIG. 7 in a view from the suction side 7 of the wing 3.
  • FIG. 9 shows the wing 3 from FIG. 7 seen from the wing tip 12.
  • FIG. 10 shows the wing 3 from FIG. 7 seen from the hub side 13.
  • FIGS. 11 to 15 show a further exemplary embodiment of a wing 3 according to the invention, with bevels 6 or winglets being provided both on the inflow edge or inflow side 9 and on the outflow edge or outflow side 10.
  • the bevels 6 are thus formed on both sides in relation to the inflow and outflow edge are thus formed on both sides.
  • FIG. 11 shows the wing 3 with bevels 6 on both sides from the pressure side 8
  • the wing 3 is shown in FIG. 12 from the suction side 7.
  • Figure 13 shows the wing 3 in a view from the wing tip 12, in a print-side view.
  • FIG. 14 shows the wing 3 in a view from the wing tip 14.
  • the wing 3 is shown from the hub side 13 on the suction side.
  • FIGS. 16 to 20 show a further exemplary embodiment of a wing 3 according to the invention, the bevel 6 or the winglet being formed continuously on both sides of the wing 3.
  • FIG. 16 shows the wing 3 seen from the pressure side 8
  • FIG. 17 shows the wing 3 from the suction side 7.
  • the wing 3 is shown from the wing tip 12 on the pressure side.
  • the wing is shown from the wing tip 12 on the suction side.
  • FIG. 20 shows a view of the wing 3 from the hub side 13, on the suction side.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventilator, insbesondere Axialventilator, mit einem einen Rotor (2) umfassenden elektrischen Motor (1) und mit dem Rotor (2) verbundenen Flügeln (3), wobei sich die Flügel (3) rotorseitig in axialer Richtung zumindest über einen zylindrischen Bereich (5) des Rotors (2) bzw. dessen Nabe hinweg erstrecken, wobei das rotornahe Ende der Anströmkante des Flügels (3), und/oder der Abströmkante (10) des Flügels (3), in einem Bereich direkt am Rotor (2) oder nahe am Rotor (2), mit einer Abkantung (6) im Sinne eines Winglets ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Flügelrad für einen Ventilator und einen Flügel für ein solches Flügelrad.

Description

VENTILATOR SOWIE FLÜGEL UND FLÜGELRAD FÜR EINEN VENTILATOR
Die Erfindung betrifft einen Ventilator, insbesondere Axialventilator, mit einem einen Rotor umfassenden elektrischen Motor und mit dem Rotor verbundenen Flügeln, wobei sich die Flügel rotorseitig in axialer Richtung zumindest über einen zylindrischen Bereich des Rotors bzw. dessen Nabe hinweg erstrecken.
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Flügel für einen Ventilator, wobei einzelne Flügel mit dem Rotor bzw. der Nabe des Ventilators verbunden sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Flügelrad für einen Ventilator, wobei das Flügelrad mehrere Flügel umfasst.
Ventilatoren der hier in Rede stehenden Art, so auch Axialventilatoren, sind mit unterschiedlichsten Ausprägungen aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft sei dazu auf die EP 1 219 837 B1 verwiesen. Aus dieser Druckschrift ist im Konkreten ein Lüfter mit Axialschaufeln bekannt, wobei die Schaufeln oder Flügel sich im Wesentlichen über einen zylindrischen Bereich des Rotors bzw. der Nabe hinweg erstrecken. Die Flügel erstrecken sich mit dem Rotor bzw. der Nabe zugewandten Stabilisatoren, anströmseitig, zumindest geringfügig über den zylindrischen Bereich des Rotors hinaus. Dies beeinflusst die Akustik nachteilig. Außerdem hat eine solche Flügelauslegung Einbußen im Spitzenwirkungsgrad zur Folge.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Ventilatoren der gattungs bildenden Art die durch die Flügelgeometrie bedingten Nachteile in der Akustik zu eliminieren, zumindest aber zu reduzieren. Diesbezügliche Maßnahmen sollen in Bezug auf den Wirkungsgrad neutral sein oder diesen zumindest geringfügig ver bessern.
Die voranstehende Aufgabe ist in Bezug auf den Ventilator durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei einem solchen Ventilator handelt es sich vorzugsweise um einen Axialventilator, bei dem sich die Flügel rotorseitig in axialer Richtung zumindest über einen zylindrischen Bereich des Rotors bzw. dessen Nabe hinweg erstrecken, regelmäßig in einer schrägen bzw. winkeligen Ausrichtung zur Längsachse. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass man einer durch die Flügelauslegung verursachten Geräuschentwicklung dadurch entgegenwirken kann, dass das rotornahe Ende der Anströmkante des Flügels (es handelt sich dabei um das anströmseitige Ende des Flügels) und/oder der Abströmkante des Flügels (es handelt sich dabei um das abströmseitige Ende des Flügels) in einem Bereich direkt am Rotor oder nahe am Rotor mit einer Abkantung im Sinne eines Winglets ausgebildet ist. Die Realisierung solcher Winglets ist bereits bei Axialventilatoren bekannt, jedoch ausschließlich im Kopfspaltbereich, d.h. an der Flügelspitze, ganz überwiegend zur Strömungs beeinflussung, insbesondere in Bezug auf die Akustik, gegebenenfalls auch in Bezug auf den Wirkungsgrad.
Insbesondere dann, wenn sich die Flügel zumindest über einen zylindrischen Bereich des Rotors bzw. dessen Nabe hinaus mit einem Überstand erstrecken, d.h. über das anströmseitige Ende des Rotors hinausragen, ist die dem Rotor bzw. der Nabe zugewandte Ausgestaltung einer Abkantung (Winglet) von Vorteil, wobei die Abkantung den Bereich des Überstands des Flügels betrifft. Durch Realisierung des nabenseitigen Winglets an der betreffenden Stelle lässt sich die akustische Performance verbessern. Versuche haben ergeben, dass sich der abgestrahlte Schallleistungspegel des Ventilators um bis zu 2 dB(A) reduzieren lässt.
In weiter vorteilhafter Weise, d.h. zur Begünstigung der Akustik, hat der Übergang zwischen dem Flügel und der Abkantung einen Radius.
Die Abkantung bzw. das Winglet erstreckt sich im Anström bereich des Flügels bishin zur Flügelanbindung an die Nabe. Außerdem kann sich die Abkantung auf der Saugseite und/oder auf der Druckseite des Flügels erstrecken, vorzugsweise an der Anströmkante und/oder an der Abströmkante des Flügels. Dabei kann die Abkantung den anströmseitigen und/oder abströmseitigen, der Nabe zugewandten Bereich des Flügels zumindest teilweise umgreifen bzw. umlaufen, so dass die zur Anströmseite hin gewandte, rotornahe Kante des Flügels insgesamt von dem Winglet umgeben ist. Auch insoweit ist eine Reduzierung der abgestrahlten Schall leistung realisiert.
Des Weiteren ist es denkbar, dass sich die Abkantung zur Flügelanbindung bis hin auf die Flügeloberfläche reduziert. Diese Maßnahme begünstigt die Vermeidung zusätzlicher Ablösungen und harmonisiert die Strömung. Gleiches gilt für eine weitere Maßnahme, wonach die Abkantung frei von scharfen Kanten oder Ecken ist. Im Konkreten kann die Abkantung im freien Randbereich abgerundet sein, d.h. einen die Strömung begünstigenden Radius haben.
In konstruktiver Hinsicht ist es von Vorteil, wenn die Abkantung und somit das Winglet integraler Bestandteil des Flügels ist. Dabei handelt es sich um eine kostengünstige Variante des Flügels, der inkl. Winglet einteilig herstellbar ist. Alternativ ist es denkbar, dass die Abkantung form- und/oder kraft- und/oder materialschlüssig mit dem Flügel verbunden ist. Beliebige Fügetechniken lassen sich anwenden, um das Winglet mit dem Flügel zu verbinden. Dabei ist es obendrein denkbar, das Winglet aus dem gleichen Material wie der Flügel oder aus einem anderen Material zu fertigen, je nach konkretem Bedarf. Beliebige Dimensionierungen der Winglets, ebenfalls je nach konkretem Bedarf, sind denkbar.
Mit dem nebengeordneten Anspruch 12 ist ein Flügel für einen Ventilator bean sprucht, wobei einzelne Flügel mit dem Rotor bzw. der Nabe eines Ventilators ver bindbar sind. Der Flügel ist mit einer Abkantung im Sinne eines Winglet ent sprechend den voranstehenden Ausführungen zu dem Ventilator ausgestattet.
Mit dem weiter nebengeordneten Anspruch 13 ist ein Flügelrad für einen Ventilator beansprucht, welches mehrere Flügel mit entsprechenden Abkantungen im Sinne eines Winglets aufweist. Auch hier wirkt sich das Winglet insbesondere dann begünstigend auf die Akustik aus, wenn sich die Flügel rotorseitig in axialer Richtung über den Bereich des Rotors bzw. dessen Nabe hinaus mit einem Überstand erstrecken. Zur Vermeidung von Wiederholungen sei in Bezug auf den einzelnen Flügel und in Bezug auf das Flügelrad mit integralen Flügeln auf die voranstehende Erörterung zu dem erfindungsgemäßen Ventilator verwiesen.
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 der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre er läutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht einen Axialventilator, bei dem sich die einzelnen Flügel über einen zylindrischen Bereich des Rotors hinweg erstrecken,
Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht einen Axialventilator, bei dem sich die einzelnen Flügel über einen zylindrischen Bereich des Rotors hinaus mit einem Überstand zur Anströmseite hin erstrecken,
Fig. 3 in einer schematischen Ansicht, schräg von vorne, den Ventilator aus
Fig. 2,
Fig. 4 in einer schematischen Ansicht einen Standardflügel gemäß Stand der Technik von der Druckseite her gesehen,
Fig. 5 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 4 von der
Saugseite her gesehen,
Fig. 6 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 4 von der
Nabenseite her gesehen, Fig. 7 in einer schematischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Flügel mit nabenseitigem Winglet an der Anströmkante, von der Druckseite her gesehen,
Fig. 8 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 7, von der
Saugseite her gesehen,
Fig. 9 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 7, von der
Flügelspitze her gesehen,
Fig. 10 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 7, von der Nabenseite her gesehen,
Fig. 11 in einer schematischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flügels mit Winglet sowohl an der Anströmkante als auch an der Abströmkante, von der Druckseite her gesehen,
Fig. 12 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 11, von der Saugseite her gesehen,
Fig. 13 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 11, von der Flügelspitze (Druckseite) her gesehen,
Fig. 14 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 11, von der Flügelspitze (Saugseite) her gesehen,
Fig. 15 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 11, von der Nabenseite (Saugseite) her gesehen,
Fig. 16 in einer schematischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flügels mit nabenseitig durchgehendem Winglet, von der Druckseite her gesehen, Fig. 17 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 16, von der Saugseite her gesehen,
Fig. 18 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 16, von der Flügelspitze (Druckseite) her gesehen,
Fig. 19 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 16, von der Flügelspitze (Saugseite) her gesehen, und Fig. 20 in einer schematischen Ansicht den Flügel aus Fig. 16, von der Nabenseite (Saugseite) her gesehen.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Axialventilator, der einen elektrischen Motor 1 mit einem Rotor 2 aufweist, der drehangetrieben ist. Der Rotor 2 bzw. dessen Nabe trägt mehrere Flügel 3, wobei bei den hier gezeigten Ausführungsbeispielen (vgl. Figur 3) insgesamt fünf Flügel 3 vorgesehen sind.
Zur Befestigung der Flügel 3 ist der Rotor 2 mit vom Rotor 2 abragenden Flalterungen 4 ausgestattet, an denen die Flügel 3 befestigbar sind. Es ist denk bar, dass die Flügel 3 in unterschiedlicher Winkelstellung am Rotor 2 anbringbar sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 erstreckt sich die rotorseitige Kante eines jeden Flügels 3 schräg oder diagonal über einen zylindrischen Bereich 5 des Rotors 2 hinweg. Anströmseitig endet der Flügel 3 am Ende des zylindrischen Bereichs des Rotors 2. Dort ist eine Abkantung 6 im Sinne eines Winglets ausge bildet, wobei sich die Abkantung 6 im Anström bereich des Flügels 3 bis hin zur Flügelanbindung an den Rotor 2 bzw. die Nabe erstreckt, und wobei die Flügelanbindung durch die Flalterung 4 definiert ist.
Es ist wesentlich, dass die Abkantung 6 bzw. das Winglet sowohl auf der Saugseite 7 als auch auf der Druckseite 8 des Flügels 3 ausgebildet ist. Darüber hinaus erstreckt sich die Abkantung 6 über die Anströmkante 9 hinweg. Bei der Abkantung 6 handelt es sich um einen integralen Bestandteil des Flügels 3.
Figur 2 zeigt in einer identischen Ansicht wie Figur 1 ein weiteres Ausführungs beispiel eines erfindungsgemäßen Axialventilators, wobei sich dort der Flügel 3 nicht nur über den zylindrischen Bereich 5 des Rotors 2 bzw. dessen Nabe, sondern darüber hinaus mit einem Überstand 11 erstreckt. Dieser Überstand 11 führt zu einer nachteiligen Akustik, wie Versuche gezeigt haben. Dieser Nachteil lässt sich durch Vorkehrung einer Abkantung 6 bzw. eines Winglets zumindest weitestgehend eliminieren, wie Schallpegelmessungen gezeigt haben. Im Bereich des Überstands 11 ist die Abkantung 6 ausgebildet, ähnlich wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel aus Figur 2, mit dem anströmseitigen Über stand 11, schräg von vorne. Fig. 3 zeigt deutlich, dass der Überstand 11 eines jeden Flügels 3 rotorseitig bzw. nahe am Rotor mit der Abkantung 6 ausgestattet ist, die eine Art Winglet bildet.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sei in Bezug auf Fig. 3 auf die Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 verwiesen.
Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen einen Standardflügel gemäß Stand der Technik, und zwar gemäß Figur 4 von der Druckseite 8 her gesehen, gemäß Figur 5 von der Saugseite 7 her gesehen und gemäß Figur 6 von der Nabenseite 13 her gesehen.
Die Figuren zeigen deutlich, dass dort weder an der Anströmkante 9 noch an der Abströmkante 10 Abkantungen vorgesehen sind. Die in der Beschreibungsein leitung zum Stand der Technik genannten Probleme treten dort auf.
Die nachfolgend erörterten Figuren 7 bis 20 zeigen Ausführungsbeispiele, wonach das rotornahe bzw. nabenseitige Winglet 6 in verschiedenen Varianten ausgeführt sein kann. So ist es grundsätzlich denkbar, dass das Winglet 6 an der Anströmseite 9 und/oder der Abströmseite 10 oder aber durchgehend von der Anströmseite 9 zur Abströmseite 10 ausgebildet ist. Jede der Varianten kann wiederum auf drei Arten ausgeführt sein, nämlich mit saugseitigem Winglet 6, mit druckseitigem Winglet 6 oder mit beidseitigem Winglet 6.
Die Figuren 7 bis 10 zeigen im Detail ein erstes Ausführungsbeispiel eines er findungsgemäßen Flügels 3, bei dem die Abkantung 6 bzw. das Winglet auf der Anströmseite 9 bzw. der Anströmkante ausgebildet ist. Figur 7 zeigt eine Ansicht von der Druckseite 8 des Flügels 3 her gesehen.
Figur 8 zeigt den Flügel 3 aus Figur 7 in einer Ansicht von der Saugseite 7 des Flügels 3 her gesehen.
Figur 9 zeigt den Flügel 3 aus Figur 7 von der Flügelspitze 12 her gesehen. Figur 10 zeigt den Flügel 3 aus Figur 7 von der Nabenseite 13 her gesehen.
Die Figuren 11 bis 15 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines er findungsgemäßen Flügels 3, wobei Abkantungen 6 bzw. Winglets sowohl an der Anströmkante bzw. Anströmseite 9 als auch an der Abströmkante bzw. Abströmseite 10 vorgesehen sind. Die Abkantungen 6 sind in Bezug auf die An- und Abströmkante somit beidseitig ausgebildet sind somit beidseitig ausgebildet.
Während Figur 11 den Flügel 3 mit beidseitigen Abkantungen 6 von der Druckseite 8 her zeigt, ist der Flügel 3 in Figur 12 von der Saugseite 7 her gezeigt. Figur 13 zeigt den Flügel 3 in einer Ansicht von der Flügelspitze 12 her, in druck seitiger Ansicht.
Figur 14 zeigt den Flügel 3 in einer Ansicht von der Flügelspitze 14 her.
Gemäß Figur 15 ist der Flügel 3 von der Nabenseite 13 her, saugseitig abgebildet.
Die Figuren 16 bis 20 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungs gemäßen Flügels 3, wobei die Abkantung 6 bzw. das Winglet beidseitig des Flügels 3 durchgehend ausgebildet ist.
Figur 16 zeigt den Flügel 3 von der Druckseite 8 her gesehen, während Figur 17 den Flügel 3 von der Saugseite 7 her zeigt.
Gemäß der Darstellung in Figur 18 ist der Flügel 3 von der Flügelspitze 12 her, druckseitig gezeigt. Gemäß Figur 19 ist der Flügel von der Flügelspitze 12 her saugseitig gezeigt.
Schließlich zeigt Figur 20 eine Ansicht des Flügels 3 von der Nabenseite 13 her, saugseitig.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Be schreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen. Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend be schriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lehre lediglich zur Er örterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Aus- führungsbeispiele einschränken.
Bezugszeichenliste
1 elektrischer Motor, Antrieb
2 Rotor, Nabe
3 Flügel
4 Halterung am Rotor für den Flügel
5 zylindrischer Bereich des Rotors/der Nabe
6 Abkantung am anströmseitigen Ende des Flügels, Winglet
7 Saugseite des Flügels
8 Druckseite des Flügels
9 Anströmkante des Flügels, Anströmseite
10 Abströmkante des Flügels, Abströmseite
11 Überstand des Flügels
12 Flügelspitze
13 Nabenseite

Claims

A n s p r ü c h e
1. Ventilator, insbesondere Axialventilator, mit einem einen Rotor (2) umfassenden elektrischen Motor (1) und mit dem Rotor (2) verbundenen Flügeln (3), wobei sich die Flügel (3) rotorseitig in axialer Richtung zumindest über einen zylindrischen Bereich (5) des Rotors (2) bzw. dessen Nabe hinweg erstrecken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das rotornahe Ende der Anströmkante des Flügels (3) und/oder der Abströmkante (10) des Flügels (3), in einem Bereich direkt am Rotor (2) oder nahe am Rotor (2), mit einer Abkantung (6) im Sinne eines Winglets ausgebildet ist.
2. Ventilator nach Anspruch 1 , wobei sich die Flügel (3) zumindest über einen zylindrischen Bereich (5) des Rotors (2) bzw. dessen Nabe hinaus mit einem Überstand (11) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen der Überstand (11) des Flügels (3) mit der Abkantung (6) ausgebildet ist.
3. Ventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (11) zwischen dem Flügel und der Abkantung (6) einen Radius hat.
4. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abkantung (6) im Anström bereich des Flügels (3) bis hin zur Flügelanbindung an die Nabe erstreckt.
5. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkantung (6) auf der Saugseite (7) und/oder auf der Druckseite (8) und/oder an der Anströmkante (9) und/oder an der Abströmkante (10) des Flügels (3) ausgebildet ist.
6. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkantung (6) den anströmseitigen, der Nabe zugewandten Bereich des Flügels (3) zumindest teilweise umläuft.
7. Ventilator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abkantung (6) zur Flügelanbindung hin bis auf die Flügeloberfläche reduziert.
8. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkantung (6) frei von scharfen Kanten oder Ecken ist.
9. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkantung (6) im freien Randbereich abgerundet, d.h. mit einem Radius versehen ist.
10. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkantung (6) integraler Bestandteil des Flügels (3) ist.
11. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkantung (6) form- und/oder kraft- und/oder materialschlüssig mit dem Flügel (3) verbunden ist.
12. Flügel für einen Ventilator, insbesondere einen Axialventilator, der einen einen Rotor (2) umfassenden elektrischen Motor (1) aufweist, wobei einzelne Flügel (3) mit dem Rotor (2) verbunden werden, wobei sich die Flügel (3) rotorseitig in axialer Richtung zumindest über einen zylindrischen Bereich (5) des Rotors (2) bzw. dessen Nabe hinweg erstrecken, oder wobei sich die Flügel (3) rotorseitig in axialer Richtung zumindest über einen zylindrischen Bereich (5) des Rotors (2) bzw. dessen Nabe hinaus mit einem Überstand (11) erstrecken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das rotornahe Ende der Anströmkante (9) des Flügels (3) und/oder der Abströmkante (10) des Flügels (3), in einem Bereich direkt am Rotor (2) oder nahe am Rotor (2), mit einer Abkantung (6) im Sinne eines Winglets ausgebildet ist oder dass zumindest der Überstand (11) mit einer Abkantung (6) im Sinne eines Winglets ausgebildet ist.
13. Flügelrad für einen Ventilator, insbesondere einen Axialventilator, der einen einen Rotor (2) umfassenden elektrischen Motor (1) aufweist, wobei das mehrere Flügel (3) umfassende Flügelrad mit dem Rotor (2) verbunden ist, derart, dass sich die Flügel (3) rotorseitig in axialer Richtung zumindest über einen zylindrischen Bereich (5) des Rotors (2) bzw. dessen Nabe hinweg erstrecken, oder dass sich die Flügel (3) rotorseitig in axialer Richtung zumindest über einen zylindrischen Bereich (5) des Rotors (2) bzw. dessen Nabe hinaus mit einem Überstand (11) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass das rotornahe Ende der Anströmkante (9) des Flügels (3) und/oder der Abströmkante (10) des Flügels (3), in einem Be reich direkt am Rotor (2) oder nahe am Rotor (2), mit einer Abkantung (6) im Sinne eines Winglets ausgebildet ist oder dass zumindest der Überstand (11) mit einer Abkantung (6) im Sinne eines Winglets ausgebildet ist.
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