WO2022128011A1 - Ventilator und spiralgehäuse für einen ventilator - Google Patents

Ventilator und spiralgehäuse für einen ventilator Download PDF

Info

Publication number
WO2022128011A1
WO2022128011A1 PCT/DE2021/200205 DE2021200205W WO2022128011A1 WO 2022128011 A1 WO2022128011 A1 WO 2022128011A1 DE 2021200205 W DE2021200205 W DE 2021200205W WO 2022128011 A1 WO2022128011 A1 WO 2022128011A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inflow
impeller
nozzle
fan
area
Prior art date
Application number
PCT/DE2021/200205
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frieder Loercher
Alexander Herold
Matthias GOELLER
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 JP2023535716A priority Critical patent/JP2023554341A/ja
Priority to EP21851800.9A priority patent/EP4153868A1/de
Priority to US18/257,238 priority patent/US20240035487A1/en
Priority to CN202180084743.XA priority patent/CN116648562A/zh
Publication of WO2022128011A1 publication Critical patent/WO2022128011A1/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
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4226—Fan casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal 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
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • 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
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • 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
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/624—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/626—Mounting or removal of fans
    • 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
    • F05D2250/70—Shape

Definitions

  • the invention relates to a fan with an impeller comprising blades, an electric motor driving the impeller, and a spiral housing, with a flow channel being formed by the inner contour of the spiral housing, with an inflow nozzle, preferably designed as a rotating body, being provided on the inflow side, and with the flow channel passing through the inflow nozzle leads sucked-in air via the impeller to an outlet.
  • Spiral case fans are widely used, especially for forward curved centrifugal and mixed flow fans.
  • Spiral casings are also increasingly being used for backward curved fans.
  • Practice shows that the use of a volute casing results in an additional increase in pressure and an associated increase in static efficiency.
  • Spiral casings are suitable for efficiently directing the air flowing out after the fan impeller into a flow channel running approximately orthogonally to the fan axis, for example into a tube with a round or square cross section.
  • Centrifugal or diagonal fans especially when the impeller is installed in a volute casing, often have increased noise levels, especially when the inflow is asymmetrical to the axis of rotation of the fan impeller.
  • Such asymmetrical inflows can be traced back, for example, to an asymmetrical geometry in the inlet area.
  • the volute casings known from practice, which only have one outlet, are inherently asymmetrical with respect to the axis of rotation of the fan impeller. As a result, this asymmetry of the flow also occurs in the vicinity of the inlet area. The increased noise level is annoying.
  • the present invention is therefore based on the object of optimizing fans, which use so-called spiral housings to increase performance, with regard to noise generation.
  • Such solutions should be simple in construction and different from competitive fans.
  • the above object is achieved by the features of claim 1 in relation to the fan according to the invention.
  • the generic fan is characterized in that the inflow nozzle is surrounded by an inflow area comprising an inflow area, which expands the inflow nozzle essentially in the radial direction, ie transversely or in particular approximately orthogonally to the impeller axis.
  • the noise problems that occur when using volute casings can be reduced, if not eliminated, by expanding the inflow nozzle by an outer inflow surface, as a result of which the inflow nozzle extends in the radial direction, i.e. transversely or, in particular, approximately orthogonally to the impeller axis. is expanded.
  • the inflow nozzle which is expanded by the inflow area, is designed symmetrically or rotationally symmetrically to the fan axis, i.e. to the axis of rotation of the fan.
  • the inflow area can be designed in the form of a rotating body.
  • the inflow nozzle expanded by the inflow area is designed symmetrically to the fan axis only in the broader sense.
  • the expanded inflow nozzle can be equipped with a rectangular, square or polygonal (for example hexagonal) or elliptical outer contour.
  • the inflow area or the inflow area can be designed to be essentially planar or flat.
  • a conical or pyramidal surface is also conceivable.
  • the inflow area or the widened inflow nozzle can extend in the radial direction close to the radial extent of the impeller or preferably beyond the radial extent of the impeller, which particularly promotes the inflow behavior.
  • the inflow region can begin at the outer end of the inlet nozzle, preferably where its local surface curvature has a very low value compared to the value of the maximum surface curvature of the inner contour of the inlet nozzle, which value can be ⁇ 20%, but in the radial direction seen at the latest at a radial distance DRD from the narrowest point of the inlet nozzle, which corresponds to the axial extent LD of the widened inlet nozzle.
  • the radially outer edge of the inflow area or the widened inflow nozzle is adjoined by a transition area to the contour of the spiral housing that guides the main flow.
  • the transition can be continuous or discontinuous, in particular rounded or edged up to sharply edged.
  • the inflow nozzle together with the inflow area and optionally including the transition area is an integral part of the housing, preferably an inflow-side housing half.
  • housing halves can be made of plastic. Injection molding technology is ideal for production.
  • a secondary flow channel open to the flow channel can be formed, which controls a secondary flow, which preferably flows into the impeller between the inlet nozzle and a cover disk of the impeller and which extends beyond the impeller in the radial direction. stretches This means that the secondary flow channel cannot be strictly separated from the main flow channel.
  • the secondary flow influences not only the air performance and efficiency, but also the noise emission of the fan, so that the design of the secondary flow channel can reduce the noise emission.
  • the secondary flow duct is formed approximately rotationally symmetrically to the fan axis, with the inner wall of the widened inflow nozzle delimiting the secondary flow duct to the outside.
  • the spiral housing according to the invention is characterized by the features of claim 12, namely by those features of the claimed fan that relate exclusively to the spiral housing.
  • volute housing it is essential for the volute housing that it can consist of a nozzle-side housing half and a motor-side housing half, with both housing halves preferably being produced by injection molding.
  • the housing halves can be connected to one another via a flange-like connection area, preferably by means of screws, rivets, adhesives or clips.
  • the housing halves are designed with stiffening elements, preferably in the form of stiffening ribs, especially since considerable pressures and pressure fluctuations can occur within the housing, which the housing must withstand.
  • FIG. 1 is a perspective view of a fan according to the invention with a spiral casing seen from the inlet nozzle, and
  • FIG. 2 shows a schematic view of the fan according to FIG. 1 in section on a plane running through the fan axis.
  • the spiral housing 2 is made up of two halves, the nozzle-side half 2a and the motor-side half 2b.
  • the two halves 2a and 2b are connected to one another at a connection area 16 .
  • a type of flange with bores 17b is shown as the connection area 16, at which the halves 2a and 2b can be connected to one another by screws.
  • Other types of connection are also conceivable, for example advantageously by clipping, riveting and/or gluing.
  • the fan consists in particular of a motor 10 with rotor 11 and stator 12 (see FIG. 2), on which an impeller 3 consisting of a bottom disk 7, a cover disk 9 (see FIG. 2) and extending in between Wings 8 is attached.
  • the halves 2a, 2b are advantageously made of plastic injection molding.
  • the inlet nozzle 14 is integrated in the nozzle-side half 2a, through which the air from the environment flows into the impeller 3 during fan operation. Through the inflow nozzle 14, parts of the impeller 3 (wings 8 with suction sides 35 and bottom disk 7) and the rotor 11 of the motor 10 can be seen in FIG. 1, on which the impeller 3 is fastened.
  • An inflow surface 24 is formed radially outside of the inflow nozzle 14 on the inflow side. Seen radially, the inflow surface 24 begins at the outer end of the inflow nozzle 14, in particular approximately there where the local surface curvature of assumes a very low value relative to the value of the maximum surface curvature on the inner contour of the inlet nozzle 14, for example ⁇ 25%, but viewed in the radial direction at the latest at a radial distance DRD 20 from the narrowest point of the inlet nozzle 14, which corresponds to the axial extension LD 19 of the expanded Inlet nozzle 14, 24 corresponds (see also Fig. 2).
  • the inflow surface 24 has a very low surface curvature of at most 25% of the maximum surface curvature on the inner contour of the inflow nozzle 14 over its entire course. Its radially outer edge is characterized by the beginning of the radially adjoining transition area 6 . This transition area 6 connects the inflow surface 24 with the outer contour 37 of the spiral housing 2, which carries the main flow.
  • the start of the transition area 6 radially outside of the inflow surface 24 can be characterized by a sharp edge or a non-tangential transition, or else, as in the exemplary embodiment , by a rounding, which then again has a higher surface curvature than the inflow surface 24, which has a surface curvature of at most 25% of the maximum surface curvature on the inner contour of the inflow nozzle 14.
  • the local mean surface curvature of the two main curvatures of a surface is always referred to as surface curvature.
  • the transition from the inflow nozzle 14 to the inflow surface 24 advantageously runs tangentially and smoothly.
  • the inflow nozzle 14 can be viewed together with the inflow area 24 as a type of expanded inflow nozzle 14 , 24 .
  • the shape of the inflow area 24 or of the extended inflow nozzle 14, 24 is important because this area influences the distribution (seen in the radial direction and in the circumferential direction) of the flow velocities of the inflow flowing through the inflow nozzle 14 to the impeller 3. It is important for high efficiencies and low noise emissions that this inflow has a speed distribution that is as symmetrical to the axis of rotation of the impeller as possible.
  • the inflow area 24 or the extended inflow nozzle 14, 24 is designed symmetrically to the axis of rotation.
  • the inflow area 24 is even formed entirely of surfaces of revolution, which is particularly advantageous, and the radially outer edge of the inflow area 24 has the shape of a circle concentric to the axis of rotation.
  • the inflow area 24 in the exemplary embodiment is approximately flat over large areas and runs perpendicularly to the axis of rotation.
  • inflow area 24 or of the widened inflow nozzle 14, 24 are also conceivable, as long as they are symmetrical to the fan axis, preferably rotationally symmetrical.
  • rotationally symmetrical shapes in a broader sense such as external contours of approximately hexagonal, rectangular, square or elliptical shape, which have rotational symmetry at least in the sense of rotations through very specific angles of rotation (which are not multiples of 360°).
  • the inflow surface 24 also does not necessarily have to have flat areas; it can, for example, run conically or otherwise at an angle other than 90° to the axis of rotation.
  • a relatively large radial extent of the expanded inlet nozzle 14, 24 is also essential in order to achieve an inflow that is as uniform as possible.
  • the annular surface of the expanded inlet nozzle 14, 24 projected onto a plane perpendicular to the axis of rotation is at least 1.5 times as large as the smallest flow cross-sectional area in the area of the narrowest point of the inlet nozzle 14.
  • the radially outer edge of the inflow area 24 also runs advantageously radially outside of the impeller 3 or its cover plate 9 (see also Fig. 2).
  • a fastening flange 15 is formed in the area around the outlet 5 from the spiral housing 2, through which the air exits and advantageously flows into a correspondingly shaped channel.
  • the entire fan 1 can be attached to a surrounding structure, for example an air conditioning system or a an air duct.
  • the bores 17a, to which screws can be attached, are used for this purpose. Since during operation inside the spiral housing 2, in its main flow channel 21 (see Fig. 2), considerable overpressures can occur compared to the outside environment, the two halves 2a and 2b, which are advantageously made in plastic injection molding, are provided with stiffening elements 18 for better dimensional stability, here Stiffening ribs 18 provided.
  • the impeller 3 rotates clockwise as viewed in FIG. It is accordingly a backward-curved impeller 3, i.e. an impeller 3 with backward-curved blades 8.
  • the blade pressure side 36 (see Fig. 2) of a blade 8 is that of the blade suction side 35 of the same blade 8 in the direction of rotation of the Impeller 3 precedes operation, convex, while the wing suction side 35 is concave.
  • the vanes 8 are curved and/or inclined counter to the direction of rotation, in particular if one considers the course of the vanes 8 from radially inwards (from the front edge of the vanes 8) to radially outwards (towards the rear edge of the vanes 8).
  • FIG. 2 shows the fan 1 with spiral housing 2 according to FIG. 1 in a view from the side and in a section on a plane running through the fan axis 25 .
  • the motor 10 is fastened with its stator 12 to corresponding fastening devices, which are integrated into a motor-supporting area 30 on the motor-side half 2b.
  • the impeller 3, which is advantageously manufactured using plastic injection moulding, is fastened to the rotor 11 of the drive motor 10 at its base plate 7 in the exemplary embodiment.
  • there are various types of attachment for example by gluing or by pressing on using a sheet metal disc cast into the plastic impeller.
  • the conveyed air exits radially outwards from the impeller 3 into the main flow channel 21 of the spiral housing 2, which runs essentially in the circumferential direction with respect to the impeller axis 25.
  • the main flow channel 21 widens in its course in the circumferential direction by the air flow increasing in the circumferential direction towards an outlet 5 ( Figure 1) from the spiral housing 2.
  • the main flow channel 21 is essentially delimited radially outwards by an inner contour 4 defined by the outer flow contour 37.
  • a secondary flow channel 22 which cannot be strictly separated from the main flow channel 21 , is arranged alongside the main flow channel 21 .
  • the flow in the secondary flow channel 22 controls a secondary flow which flows into the impeller 3 between the inlet nozzle 14 and the cover plate 9 of the impeller 3 .
  • This secondary flow has a significant influence on the air performance, the efficiency and the noise emissions of the fan, which is why the design of the secondary flow area 22 is very important.
  • the secondary flow channel 22 is defined to a large extent by the design of the inflow area 24 or the widened inflow nozzle 14 , 24 .
  • the axial extent LD 19 of the widened inflow nozzle 14, 24 and the radial distance DRD 20 between the narrowest, radially innermost one are also shown as dimensions in FIG Location of the contour of the inflow nozzle 14 and its radially outer end or the radially inner edge of the inflow area 24 are located.
  • Said radial distance DRD 20 is not greater than the axial extent LD 19 of the expanded inlet nozzle 14,24; The inflow area 24 begins at this radial point at the latest.
  • Di can vary over the circumference; in such a case, a value Di averaged over the circumference or the minimum value Di , m in are used.
  • Di or also Di,middle and also Di.min is larger than the impeller diameter DL on the cover disk 9 of the impeller 3. In a particularly advantageous embodiment, Di,middle>1.05*DL.
  • the inner contour 4 of the volute housing on the motor-side half 2b is delimited radially on the inside by a pressure-side transition contour 31 which merges into the integrated motor support area 30 .
  • the inner contour 4 represents an imaginary continuation of the base disk 7 of the impeller 3 further radially outwards, and there is only a relatively small distance between the radially outer edge of the base disk 7 and the inner edge of the spiral contour 4.
  • the inner contour 4 of the spiral housing on the nozzle-side half 2b is delimited radially on the inside by the suction-side transition contour 23, which borders on the transition area 6 radially on the inside, which in turn borders on the expanded inflow nozzle 14, 24 radially on the inside.
  • the cross section of the main flow channel 21 is significantly smaller in the lower area in the view than in the upper area in the view.
  • the cross section of the main flow channel 21 widens in the circumferential direction, in the direction of flow or in the direction of rotation of the impeller 3, from a narrowest cross section in the area of a tongue towards the outlet 5 (see FIG. 1).
  • Fig. 2 the axially compact design of the spiral housing 2 and thus the fan 1 can be seen well.
  • the expanded inflow nozzle 14, 24 or the inflow area 24 does not protrude axially beyond the outer contour 37 of the volute casing 2 for guiding the main flow, i.e. the expanded inflow nozzle 14, 24 does not cause the need for a larger axial installation space than due to the outer contour 37 of the volute casing 2 is necessary anyway.
  • Such a compact design is very advantageous, particularly when using such a fan in ventilation devices for controlled living space ventilation, also in order to maximize the inflow space between the expanded inflow nozzle 14, 24 and a wall of the ventilation device at a distance therefrom and to ensure good inflow conditions.
  • the axial height LD 19 of the expanded inlet nozzle 14, 24 is relatively low, in particular less than 15% of the outer diameter DL 33 of the impeller 3 at its cover disk 9.
  • Axial height LD of the extended inlet nozzle Radial distance between the narrowest cross-section of the inlet nozzle and the radially outer end of the inlet nozzle or the radially inner end of the inflow surface Main flow channel in the volute Secondary flow channel in the volute Suction-side transition contour
  • inflow area Fan axis Integrated motor support area Pressure-side transition contour Outside diameter dimension Di of the inflow surface 24 Outside diameter of the impeller 3 on the cover disk 9 Wing suction side Wing pressure side Outer contour of the spiral housing for guiding the

Landscapes

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

Abstract

Ein Ventilator (1) mit einem Flügel (8) umfassenden Laufrad, einem das Laufrad antreibenden elektrischen Motor (10) und einem Spiralgehäuse (2), wobei durch die innere Kontur des Spiralgehäuses (2) ein Strömungskanal gebildet ist, wobei einströmseitig eine vorzugsweise als Rotationskörper ausgebildete Einströmdüse (14) vorgesehen ist, und wobei der Strömungskanal die durch die Einströmdüse (14) angesaugte Luft über das Laufrad (3) zu einem Auslass (5) führt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmdüse (14) von einem eine Zuströmfläche (24) umfassenden Zuströmbereich umgeben ist, der die Einströmdüse (14) im Wesentlichen in Radialrichtung, d.h. quer zur Laufradachse (25), erweitert. Ein Spiralgehäuse (2) ist entsprechend ausgebildet.

Description

VENTILATOR UND SPIRALGEHÄUSE FÜR EINEN VENTILATOR
Die Erfindung betrifft einen Ventilator mit einem Flügel umfassenden Laufrad, einem das Laufrad antreibenden elektrischen Motor und einem Spiralgehäuse, wobei durch die innere Kontur des Spiralgehäuses ein Strömungskanal gebildet ist, wobei einströmseitig eine vorzugsweise als Rotationskörper ausgebildete Einströmdüse vorgesehen ist, und wobei der Strömungskanal die durch die Einströmdüse angesaugte Luft über das Laufrad zu einem Auslass führt.
Ventilatoren mit Spiralgehäuse sind insbesondere für vorwärts gekrümmte Radial- und Diagonalventilatoren weit verbreitet. Zunehmend werden Spiralgehäuse auch für rückwärts gekrümmte Ventilatoren eingesetzt. Die Praxis zeigt, dass durch die Verwendung eines Spiralgehäuses eine zusätzliche Druckerhöhung und eine damit einhergehende Steigerung des statischen Wirkungsgrads erreicht wird. Spiralgehäuse sind geeignet, die abströmende Luft nach dem Ventilatorlaufrad effizient in einen in etwa orthogonal zur Ventilatorachse verlaufenden Strömungskanal zu leiten, beispielsweise in ein im Querschnitt rundes oder viereckiges Rohr.
Radial- oder Diagonalventilatoren, insbesondere wenn das Laufrad in ein Spiralgehäuse eingebaut ist, haben nicht selten erhöhte Lärmpegel, insbesondere dann, wenn die Zuströmung asymmetrisch zur Rotationsachse des Ventilatorlaufrads verläuft. Solche asymmetrische Zuströmungen lassen sich beispielsweise auf eine asymmetrische Geometrie im Einlaufbereich zurückführen. Die aus der Praxis bekannten Spiralgehäuse, die lediglich einen Auslass aufweisen, sind von Haus aus asymmetrisch bezüglich der Rotationsachse des Ventilatorlaufrads. Diese Asymmetrie der Strömung tritt als Folge auch in der Umgebung des Einlaufbereichs auf. Der erhöhte Lärmpegel ist störend.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Ventilatoren, die zur Leistungssteigerung sogenannte Spiralgehäuse nutzten, in Bezug auf die Geräuschentwicklung zu optimieren. Diesbezügliche Lösungen sollen einfach in der Konstruktion sein und sich von wettbewerblichen Ventilatoren unterscheiden. Voranstehende Aufgabe ist in Bezug auf den erfindungsgemäßen Ventilator durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst. Danach ist der gattungsbildende Ventilator dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmdüse von einem eine Zuströmfläche umfassenden Zuströmbereich umgeben ist, der die Einströmdüse im Wesentlichen in Radialrichtung, d.h. quer oder insbesondere etwa orthogonal zur Laufradachse, erweitert.
Erfindungsgemäß ist zunächst einmal erkannt worden, dass sich das unter Nutzung von Spiralgehäusen auftretende Geräuschprobleme dadurch reduzieren, wenn nicht sogar eliminieren lässt, dass man die Einströmdüse um eine äußere Zuströmfläche erweitert, wodurch die Einströmdüse in Radialrichtung, d.h. quer oder insbesondere etwa orthogonal zur Laufradachse, erweitert ist.
Es ist festgestellt worden, dass sich der unter Nutzung von Spiralgehäusen grundsätzlich erhöhte Lärmpegel dadurch reduzieren lässt, dass man die Zuströmung bezüglich der Rotationsachse des Ventilatorlaufrads symmetrisch gestaltet, anstelle einer asymmetrischen Ausgestaltung, wie sie aus der Praxis hinlänglich bekannt ist. Vor allem gilt es asymmetrische Geometrien im Einlaufbereich zu vermeiden, was mit der die äußere Zuströmfläche umfassenden erweiterten Einströmdüse nach der erfindungsgemäßen Lehre erreicht wird.
So ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn die um den Zuströmbereich erweiterte Einströmdüse symmetrisch oder rotationssymmetrisch zur Ventilatorachse, d.h. zur Drehachse des Ventilators, ausgebildet ist. Dabei kann der Zuströmbereich in Gestalt eines Rotationskörpers ausgeführt sein.
Ebenso ist es denkbar, dass die um den Zuströmbereich erweiterte Einströmdüse lediglich im erweiterten Sinne symmetrisch zur Ventilatorachse ausgebildet ist. Dabei kann die erweiterte Einströmdüse mit einer rechteckigen, quadratischen bzw. mehreckigen (beispielsweise sechseckigen) oder elliptischen Außenkontur ausgestattet sein. Der Zuströmbereich bzw. die Zuströmfläche kann im Wesentlichen eben oder flach ausgebildet sein. Eine konisch oder pyramidenförmig ausgebildete Fläche ist ebenso denkbar.
Der Zuströmbereich bzw. die erweiterte Einströmdüse kann sich in radialer Richtung bis nahe der radialen Erstreckung des Laufrads oder vorzugsweise über die radiale Erstreckung des Laufrads hinweg erstrecken, wodurch das Einströmverhalten besonders begünstigt wird.
Im Konkreten kann der Zuströmbereich radial gesehen am äußeren Ende der Einströmdüse beginnen, vorzugsweise dort, wo deren lokale Flächenkrümmung einen sehr niedrigen Wert im Vergleich zum Wert der maximalen Flächenkrümmung der Innenkontur der Einströmdüse hat, wobei dieser Wert < 20% sein kann, aber in Radialrichtung gesehen spätestens bei einer radialen Distanz DRD von der engsten Stelle der Einlaufdüse, die der axialen Erstreckung LD der erweiterten Einströmdüse entspricht.
In weiter vorteilhafter Weise schließt sich an den radial äußeren Rand des Zuströmbereichs bzw. der erweiterten Einströmdüse ein Übergangsbereich zu der die Hauptströmung führenden Kontur des Spiralgehäuses an. Der Übergang kann stetig oder unstetig, insbesondere gerundet oder gekantet bis hin zu scharf gekantet sein.
In weiter vorteilhafter Weise ist die Einströmdüse nebst Zuströmbereich und gegebenenfalls inklusive Übergangsbereich integraler Bestandteil des Gehäuses, vorzugsweise einer einströmseitigen Gehäusehälfte.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Gehäusehälften aus Kunststoff bestehen können. Zur Fertigung bietet sich die Spritzgusstechnik an.
Im Innenbereich des Spiralgehäuses kann ein zum Strömungskanal offener Sekundärströmungskanal ausgebildet sein, der eine Sekundärströmung steuert, die vorzugsweise zwischen der Einströmdüse und einer Deckscheibe des Laufrads in das Laufrad einströmt und der sich in Radialrichtung über das Laufrad hinaus er- streckt. Dies bedeutet, dass der Sekundärströmungskanal nicht strikt von Hauptströmungskanal zu trennen ist. Die Sekundärströmung beeinflusst nicht nur die Luftleistung und den Wirkungsgrad, vielmehr auch die Schallemission des Ventilators, so dass über die Ausgestaltung des Sekundärströmungskanals eine Reduktion der Schallemission möglich ist.
Zumindest in Bezug auf seine Begrenzung nach außen ist der Sekundärströmungskanal etwa rotationssymmetrisch zur Ventilatorachse ausgebildet, wobei die innere Wandung der erweiterten Einströmdüse den Sekundärströmungskanal nach außen begrenzt.
Das erfindungsgemäße Spiralgehäuse ist durch die Merkmale des Anspruchs 12 gekennzeichnet, nämlich durch diejenigen Merkmale des beanspruchten Ventilators, die sich ausschließlich auf das Spiralgehäuse beziehen.
Außerdem ist für das Spiralgehäuse wesentlich, dass es aus einer düsenseitigen und einer motorseitigen Gehäusehälfte bestehen kann, wobei beide Gehäusehälften vorzugsweise spritzgusstechnisch hergestellt sind.
Die Gehäusehälften können über einen flanschartigen Verbindungsbereich miteinander verbunden sein, vorzugsweise durch Schrauben, Nieten, Kleben oder Klipsen.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Gehäusehälften mit Versteifungselementen, vorzugsweise in Form von Versteifungsrippen, ausgebildet sind, zumal innerhalb des Gehäuses erhebliche Drücke und Druckschwankungen auftreten können, die das Gehäuse aushalten muss.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Ansprüchen 1 und 12 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ventilators anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Ventilator mit Spiralgehäuse von der Einströmdüse her gesehen, und
Fig. 2 in einer schematischen Ansicht den Ventilator gemäß Figur 1 im Schnitt an einer durch die Ventilatorachse verlaufenden Ebene.
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Ventilator 1 mit einem Spiralgehäuse 2. Das Spiralgehäuse 2 ist aus zwei Hälften aufgebaut, der düsenseitigen Hälfte 2a und der motorseitigen Hälfte 2b. Die beiden Hälften 2a und 2b sind an einem Verbindungsbereich 16 miteinander verbunden. Als Verbindungsbereich 16 ist eine Art Flansch mit Bohrungen 17b dargestellt, an denen die Hälften 2a und 2b durch Schrauben miteinander verbunden werden können. Auch andere Verbindungsarten sind denkbar, beispielsweise vorteilhaft durch klipsen, nieten und/oder kleben.
Neben dem Spiralgehäuse 2 besteht der Ventilator insbesondere noch aus einem Motor 10 mit Rotor 11 und Stator 12 (siehe Fig. 2), auf dem ein Laufrad 3 bestehend aus einer Bodenscheibe 7, einer Deckscheibe 9 (siehe Fig. 2) sowie dazwischen sich erstreckenden Flügeln 8 befestigt ist.
Die Hälften 2a, 2b sind vorteilhaft in Kunststoff-Spritzguss gefertigt. In der düsenseitigen Hälfte 2a ist die Einströmdüse 14 integriert, durch die im Ventilatorbetrieb die Luft aus der Umgebung in das Laufrad 3 einströmt. Durch die Einströmdüse 14 sind in Fig. 1 Teile des Laufrades 3 (Flügel 8 mit Saugseiten 35 und Bodenscheibe 7) sowie der Rotor 11 des Motors 10 zu erkennen, auf dem das Laufrad 3 befestigt ist.
Radial außerhalb der Einströmdüse 14 ist zuströmseitig eine Zuströmfläche 24 ausgebildet. Die Zuströmfläche 24 beginnt radial gesehen am äußeren Ende der Einströmdüse 14 insbesondere etwa dort, wo deren lokale Flächenkrümmung ei- nen sehr niedrigen Wert relativ zum Wert der maximalen Flächenkrümmung an der Innenkontur der Einströmdüse 14 annimmt, beispielsweise < 25%, aber in Radialrichtung gesehen spätestens bei einer radialen Distanz DRD 20 von der engsten Stelle der Einlaufdüse 14, die der axialen Erstreckung LD 19 der erweiterten Einströmdüse 14, 24 entspricht(siehe auch Fig. 2) . Die Zuströmfläche 24 weist über ihren gesamten Verlauf eine sehr niedrige Flächenkrümmung von maximal 25% der maximalen Flächenkrümmung an der Innenkontur der Einströmdüse 14 auf. Ihr radial äußerer Rand ist durch den Beginn des radial anschließenden Übergangsbereiches 6 charakterisiert. Dieser Übergangsbereich 6 verbindet die Zuströmfläche 24 mit der äußeren, die Hauptströmung führende Kontur 37 des Spiralgehäuses 2. Der Beginn des Übergangsbereichs 6 radial außerhalb der Zuströmfläche 24 kann durch eine scharfe Kante bzw. einen nicht tangentialen Übergang gekennzeichnet sein, oder aber, wie im Ausführungsbeispiel, durch eine Ver- rundung, die dann wieder eine höhere Flächenkrümmung als die Zuströmfläche 24 aufweist, welche eine Flächenkrümmung von maximal 25% der maximalen Flächenkrümmung an der Innenkontur der Einströmdüse 14 hat. Als Flächenkrümmung wird hier immer die lokale mittlere Flächenkrümmung der beiden Hauptkrümmungen einer Fläche bezeichnet.
Der Übergang von der Einströmdüse 14 zur Zuströmfläche 24 verläuft vorteilhaft tangential und fließend. Die Einströmdüse 14 kann zusammen mit dem Zu- strömbe-reich 24 als eine Art erweiterte Einströmdüse 14, 24 angesehen werden. Wesentlich ist die Gestalt des Zuströmbereichs 24 bzw. der erweiterten Einströmdüse 14, 24, denn dieser Bereich beeinflusst die Verteilung (in Radialrichtung sowie in Umfangsrichtung gesehen) der Strömungsgeschwindigkeiten der durch die Einströmdüse 14 zum Laufrad 3 einströmenden Zuströmung maßgeblich. Dabei ist es für hohe Wirkungsgrade und niedrige Geräuschemissionen wichtig, dass diese Zuströmung möglichst eine zur Rotationsachse des Laufrads symmetrische Geschwindigkeitsverteilung aufweist.
Es wurde durch Versuche und Simulationsrechnungen herausgefunden, dass dies durch eine möglichst zur Rotationsachse des Laufrades symmetrische Gestaltung sowie eine hinreichende radiale Erstreckung des Zuströmbereichs 24 bzw. der erweiterten Einströmdüse 14, 24 am besten erreicht wird. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Zuströmbereich 24 bzw. die erweiterte Einströmdüse 14, 24 symmetrisch zur Rotationsachse gestaltet. Der Zuströmbereich 24 ist sogar insgesamt aus Rotationsflächen gebildet, was besonders vorteilhaft ist, und der radial äußere Rand des Zuströmbereichs 24 hat die Gestalt eines zur Rotationsachse konzentrischen Kreises. Der Zuströmbereich 24 im Ausführungsbeispiel ist über weite Bereiche etwa eben und senkrecht zur Rotationsachse verlaufend.
Es sind auch andere Gestaltungen des Zuströmbereichs 24 bzw. der erweiterten Einströmdüse 14, 24 denkbar, solange sie symmetrisch zur Ventilatorachse, vorzugsweise rotationssymmetrisch sind. Dies gilt auch für rotationssymmetrische Formen in einem erweiterten Sinne wie beispielsweise Außenkonturen von etwa sechseckiger, rechteckiger, quadratischer oder elliptischer Form, welche Rotationssymmetrie zumindest im Sinne von Drehungen um ganz bestimmte Drehwinkel (die keine Vielfache von 360° sind) aufweisen.
Auch muss die Zuströmfläche 24 nicht zwingend ebene Bereiche aufweisen, sie kann beispielsweise konisch oder sonst wie in einem Winkel ungleich 90° zur Rotationsachse verlaufen.
Wesentlich ist allerdings auch eine relativ große radiale Erstreckung der erweiterten Einströmdüse 14, 24, um eine möglichst gleichmäßige Zuströmung zu erreichen. Beispielsweise ist die ringförmige, auf eine Ebene senkrecht zur Rotationsachse projizierte Fläche der erweiterten Einströmdüse 14, 24 mindestens 1 ,5-mal so groß wie die kleinste Durchströmquerschnittsfläche im Bereich der engsten Stelle der Einströmdüse 14. Außerdem verläuft vorteilhaft der radial äußere Rand des Zuströmbereichs 24 radial außerhalb des Laufrades 3 bzw. seiner Deckscheibe 9 (siehe auch Fig. 2).
Im Bereich um den Auslass 5 aus dem Spiralgehäuse 2, durch welchen die Luft austritt und vorteilhaft in einen entsprechend geformten Kanal einströmt, ist ein Befestigungsflansch 15 ausgebildet. An diesem kann der gesamte Ventilator 1 an einer umgebenden Struktur, beispielsweise einer lufttechnischen Anlage oder ei- nem Luftkanal, befestigt werden. Hierzu dienen im Ausführungsbeispiel die Bohrungen 17a, an denen Schrauben angebracht werden können. Da im Betrieb im Inneren des Spiralgehäuses 2, in dessen Hauptströmungskanal 21 (siehe Fig. 2) erhebliche Überdrücke im Vergleich zur äußeren Umgebung auftreten können, sind die vorteilhaft in Kunststoff-Spritzguss gefertigten beiden Hälften 2a und 2b zur besseren Formstabilität mit Versteifungselementen 18, hier Versteifungsrippen 18, versehen.
Das Laufrad 3 dreht sich im Betrieb, der Ansicht nach Figur 1 gesehen, im Uhrzeigersinn. Es handelt sich entsprechend um ein rückwärts gekrümmtes Laufrad 3, also ein Laufrad 3 mit rückwärts gekrümmten Flügeln 8. Bei rückwärts gekrümmten Laufrädern 3 ist die Flügeldruckseite 36 (siehe Fig. 2) eines Flügels 8, die der Flügelsaugseite 35 desselben Flügels 8 in Rotationsrichtung des Laufrades 3 im Betrieb vorauseilt, konvex, während die Flügelsaugseite 35 konkav ist. Die Flügel 8 sind entgegen der Rotationsrichtung gekrümmt und/oder geneigt, insbesondere wenn man den Verlauf der Flügel 8 von radial innen (von der Vorderkante der Flügel 8 aus) nach radial außen (hin zur Hinterkante der Flügel 8) betrachtet.
In Fig. 2 ist in einer Ansicht von der Seite aus und in einem Schnitt an einer durch die Ventilatorachse 25 verlaufenden Ebene der Ventilator 1 mit Spiralgehäuse 2 gemäß Fig. 1 dargestellt. An der motorseitigen Hälfte 2b des Gehäuses 2 ist der Motor 10 mit seinem Stator 12 an entsprechenden Befestigungsvorrichtungen, die an der motorseitigen Hälfte 2b in einem Motortragbereich 30 integriert sind, befestigt. Das Laufrad 3, das vorteilhaft in Kunststoff-Spritzguss gefertigt ist, ist im Ausführungsbeispiel an seiner Bodenscheibe 7 am Rotor 11 des Antriebsmotors 10 befestigt. In der Praxis gibt es verschiedene Arten der Befestigung, bspw. durch Kleben oder durch Aufpressen mittels einer im Kunststofflaufrad eingegossenen Blechronde.
Im Ventilatorbetrieb tritt die geförderte Luft radial außen aus dem Laufrad 3 aus in den Hauptströmungskanal 21 des Spiralgehäuses 2, der bezüglich der Laufradachse 25 im Wesentlichen in Umfangsrichtung verläuft. Von einer engsten Stelle im Bereich einer Zunge verbreitert sich der Hauptströmungskanal 21 in seinem Verlauf in Umfangsrichtung, um den in Umfangsrichtung zunehmenden Luftstrom aufzunehmen, hin zu einem Austritt 5 (Figur 1) aus dem Spiralgehäuse 2. Der Hauptströmungskanal 21 ist nach radial außen im Wesentlichen begrenzt durch eine von der äußeren Strömungskontur 37 definierte Innenkontur 4.
Nebengeordnet zum Hauptströmungskanal 21 ist ein Sekundärströmungskanal 22, der nicht strikt vom Hauptströmungskanal 21 zu trennen ist. Die Strömung im Sekundärströmungskanal 22 steuert eine Sekundärströmung, welche zwischen Einströmdüse 14 und Deckscheibe 9 des Laufrades 3 in das Laufrad 3 einströmt. Diese Sekundärströmung beeinflusst die Luftleistung, den Wirkungsgrad und die Schallemissionen des Ventilators wesentlich, weshalb die Gestaltung des Sekundärströmungsbereiches 22 sehr bedeutsam ist. Man erkennt in Fig. 2, dass der Sekundärströmungskanal 22 zu einem großen Teil von der Gestaltung des Zuströmbereichs 24 bzw. der erweiterten Einströmdüse 14, 24 definiert ist. So be- randet die Kontur der Wandung, welche außen die erweiterte Einströmdüse 14, 24 definiert, innen den Sekundärströmungsbereich 22. Es hat sich gezeigt, dass sowohl die zumindest im erweiterten Sinne rotationssymmetrische Gestaltung der erweiterten Einströmdüse 14, 24 als auch die relativ große radiale Erstreckung des Zuströmbereiches 24 und somit die resultierende, zumindest im erweiterten Sinne rotationssymmetrische und radial relativ große Erstreckung des Sekundärströmungsbereiches 22 auch vorteilhaft hinsichtlich der beschriebenen Sekundärströmung sind.
Zur Charakterisierung der radialen Erstreckung der Einströmdüse 14 bzw. des in Radialrichtung gesehen inneren Randes des Zuströmbereiches 24 sind in Fig. 2 als Maße noch die axiale Erstreckung LD 19 der erweiterten Einströmdüse 14,24 und die radiale Distanz DRD 20 zwischen der engsten, radial innersten Stelle der Kontur der Einströmdüse 14 und ihrem radial äußeren Ende bzw. dem radial inneren Rand des Zuströmbereichs 24 eingezeichnet. Die besagte radiale Distanz DRD 20 ist nicht größer als die axiale Erstreckung LD 19 der erweiterten Einströmdüse 14,24; spätestens an dieser radialen Stelle beginnt der Zuströmbereich 24.
Zur Charakterisierung der wichtigen radialen Erstreckung der erweiterten Einströmdüse 14, 24 bzw. der Zuströmfläche 24 sind in Fig. 2 zwei weitere Maße eingetragen, und zwar der Außendurchmesser DL 33 des Laufrades 3 an seiner Deckscheibe 8 und ein äußerer Durchmesser Di der Zuströmfläche 24. Je nach Gestaltung der erweiterten Einströmdüse 14, 24 kann der Wert von Di über den Umfang variieren, in einem solchen Fall kann auch ein über den Umfang gemittelter Wert Di, mittei oder der minimale Wert Di ,min herangezogen werden. Vorteilhaft ist Di bzw. auch Di, mittei und auch Di.min größer als der Laufraddurchmesser DL an der Deckscheibe 9 des Laufrades 3. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist Di, mittei > 1 ,05* DL.
Man erkennt in Fig. 2 weiter, dass die Innenkontur 4 des Spiralgehäuses an der motorseitigen Hälfte 2b radial innen von einer druckseitigen Übergangskontur 31 begrenzt ist, welche in den integrierten Motortragbereich 30 übergeht. An diesem Übergangsbereich 31 stellt die Innenkontur 4 etwa eine gedachte Fortsetzung der Bodenscheibe 7 des Laufrades 3 nach radial weiter außen dar, und zwischen dem radial äußeren Rand der Bodenscheibe 7 und dem inneren Rand der Spiralkontur 4 ist nur ein relativ kleiner Abstand. Die Innenkontur 4 des Spiralgehäuses an der düsenseitigen Hälfte 2b ist radial innen von der saugseitigen Übergangskontur 23 begrenzt ist, welche nach radial innen an den Übergangsbereich 6 grenzt, welche im weiteren Verlauf nach radial innen wiederum an die erweiterte Einströmdüse 14, 24 angrenzt.
Auch erkennt man, dass der Querschnitt des Hauptströmungskanals 21 im in der Ansicht unteren Bereich deutlich kleiner ist als im in der Ansicht oberen Bereich. Der Querschnitt des Hauptströmungskanals 21 erweitert sich in Umfangsrichtung, in Strömungsrichtung bzw. in Drehrichtung des Laufrads 3, von einem engsten Querschnitt im Bereich einer Zunge hin zum Auslass 5 (siehe Figur 1). Dahingegen ändert sich der Strömungsquerschnitt des Sekundärströmungskanals 22 über den Umfang gesehen eher weniger oder periodisch mit einem Periodizitätswinkel, in Umfangsrichtung um die Achse 25 gesehen, von <= 180°. Dies hängt direkt mit der zur Achse 25 symmetrischen Gestaltung der erweiterten Einströmdüse 14, 24 zusammen. Ein in Umfangsrichtung nur geringfügig, allenfalls periodisch sich ändernder Querschnitt eines Sekundärströmungskanals 22 wirkt sich vorteilhaft auf die Sekundärströmung, die zwischen Einströmdüse 14 und Deckscheibe 9 ins Laufrad 3 einströmt und somit auf Luftleistung, Wirkungsgrad und Akustik des Ventilators aus. In Fig. 2 ist die axial kompakte Bauweise des Spiralgehäuses 2 und somit des Ventilators 1 gut zu erkennen. So steht die erweiterte Einströmdüse 14, 24 bzw. der Zuströmbereich 24 nicht axial über die äußere Kontur 37 des Spiralgehäuses 2 zur Führung der Hauptströmung über, d.h. die erweiterte Einströmdüse 14, 24 verursacht nicht die Notwendigkeit eines größeren axialen Bauraums als aufgrund der äußeren Kontur 37 des Spiralgehäuses 2 ohnehin nötig. Insbesondere beim Einsatz eines solchen Ventilators in Lüftungsgeräten bei der kontrollierten Wohnraumbelüftung ist eine solche kompakte Bauweise sehr vorteilhaft, auch um ggf. den Zuströmraum zwischen der erweiterten Einströmdüse 14, 24 und einer dazu beabstandeten Wand des Lüftungsgerätes zu maximieren und für gute Zuströmverhältnisse zu sorgen. Um dies zu erreichen, ist die axiale Höhe LD 19 der erweiterten Einströmdüse 14, 24 relativ niedrig, insbesondere im Betrag kleiner als 15% des äußeren Durchmessers DL 33 des Laufrades 3 an seiner Deckscheibe 9.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lehre lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiele einschränkt.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
Ventilator
Spiralgehäuse, Gehäuse a düsenseitige Hälfte des Spiralgehäuses/Gehäusesb Motorseitige Hälfte des Spiralgehäuses/Gehäuses Laufrad
Innenkontur/Spiralkontur
Auslass
Übergangsbereich Bodenscheibe des Laufrades Flügel des Laufrades Deckscheibe des Laufrads Motor
Rotor des Motors
Stator des Motors
Befestigung Laufrad-Motor Einströmdüse
Befestigungsflansch Verbindungsbereich a Bohrungen b Bohrungen
Versteifungselement, Versteifungsrippe
Axiale Höhe LD der erweiterten Einströmdüse Radiale Distanz zwischen engstem Querschnitt der Einlaufdüse und radial äußerem Ende der Einströmdüse bzw. radial innerem Ende der Zuströmfläche Hauptströmungskanal im Spiralgehäuse Sekundärströmungskanal im Spiralgehäuse Saugseitige Übergangskontur
Zuströmfläche Ventilatorachse Integrierter Motortragbereich Druckseitige Übergangskontur Außendurchmessermaß Di der Zuströmfläche 24 Außendurchmesser des Laufrades 3 an der Deckscheibe 9 Flügelsaugseite Flügeldruckseite Äußere Kontur des Spiralgehäuses zur Führung der
Hauptströmung

Claims

A n s p r ü c h e
1. Ventilator mit einem Flügel umfassenden Laufrad, einem das Laufrad antreibenden elektrischen Motor und einem Spiralgehäuse, wobei durch die innere Kontur des Spiralgehäuses ein Strömungskanal gebildet ist, wobei einströmseitig eine vorzugsweise als Rotationskörper ausgebildete Einströmdüse vorgesehen ist, und wobei der Strömungskanal die durch die Einströmdüse angesaugte Luft über das Laufrad zu einem Auslass führt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Einströmdüse von einem eine Zuströmfläche umfassenden Zuströmbereich umgeben ist, der die Einströmdüse im Wesentlichen in Radialrichtung, d.h. quer zur Laufradachse, erweitert.
2. Ventilator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die um den Zuströmbereich (24) erweiterte Einströmdüse (14) symmetrisch oder rotationssymmetrisch zur Ventilatorachse (Drehachse des Ventilators) ist.
3. Ventilator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuströmbereich in Gestalt eines Rotationskörpers ausgebildet ist.
4. Ventilator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die um den Zuströmbereich (24) erweiterte Einströmdüse (14) im erweiterten Sinne symmetrisch zur Ventilatorachse ist, vorzugsweise mit einer rechteckigen, quadratischen, mehreckigen (z.B. sechseckigen) oder elliptischen Außenkontur.
5. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuströmbereich im Wesentlichen eben bzw. flach, konisch oder pyramidenförmig ausgeführt ist.
6. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Zuströmbereich in radialer Richtung bis nahe der radialen Erstreckung des Laufrads oder vorzugsweise über die radiale Erstreckung des Laufrads hinweg erstreckt.
7. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuströmbereich (24) radial gesehen am äußeren Ende der Einströmdüse (14) beginnt, vorzugsweise dort, wo deren lokale Flächenkrümmung einen sehr niedrigen Wert im Vergleich zum Wert der maximalen Flächenkrümmung an der Innenkontur der Einströmdüse hat, vorzugsweise kleiner 20%.
8. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den radial äußeren Rand des Zuströmbereichs (24) ein Übergangsbereich (6) zu der die Hauptströmung führenden Kontur (37) des Spiralgehäuses (2) anschließt, wobei der Übergang stetig oder unstetig, gerundet oder gekantet sein kann.
9. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmdüse (14) nebst Zuströmbereich (24) und ggf. Übergangsbereich (6) integraler Bestandteil des Gehäuses, vorzugsweise einer einströmseitigen Gehäusehälfte, ist/sind.
10. Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenbereich des Spiralgehäuses ein zum Strömungskanal offener Sekundärströmungskanal (22) ausgebildet ist, der eine Sekundärströmung steuert, die vorzugsweise zwischen der Einströmdüse (14) und einer Deckscheibe (9) des Laufrads in das Laufrad einströmt, und der sich in Radialrichtung über das Laufrad hinaus erstreckt.
11. Ventilator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärströmungskanal zumindest in Bezug auf seine Begrenzung nach außen in etwa rotationssymmetrisch zur Ventilatorachse ausgebildet ist, wobei die innere Wandung der erweiterten Einströmdüse den Sekundärströmungskanal nach außen begrenzt.
12. Spiralgehäuse für einen Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 11. - 16 -
13. Spiralgehäuse nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer düsenseitigen und einer motorseitigen Gehäusehälfte besteht.
14. Spiralgehäuse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehälften über einen flanschartigen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind, vorzugsweise durch Schrauben, Nieten, Kleben oder Klipsen.
15. Spiralgehäuse nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehälften mit Versteifungselementen, vorzugsweise in Form von Versteifungsrippen, ausgebildet sind.
PCT/DE2021/200205 2020-12-17 2021-11-25 Ventilator und spiralgehäuse für einen ventilator WO2022128011A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023535716A JP2023554341A (ja) 2020-12-17 2021-11-25 ファンおよびファン用スクロールハウジング
EP21851800.9A EP4153868A1 (de) 2020-12-17 2021-11-25 Ventilator und spiralgehäuse für einen ventilator
US18/257,238 US20240035487A1 (en) 2020-12-17 2021-11-25 Fan and scroll housing for fan
CN202180084743.XA CN116648562A (zh) 2020-12-17 2021-11-25 风扇和用于风扇的蜗壳

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020216155.0 2020-12-17
DE102020216155.0A DE102020216155A1 (de) 2020-12-17 2020-12-17 Ventilator und Spiralgehäuse für einen Ventilator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022128011A1 true WO2022128011A1 (de) 2022-06-23

Family

ID=80123336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2021/200205 WO2022128011A1 (de) 2020-12-17 2021-11-25 Ventilator und spiralgehäuse für einen ventilator

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240035487A1 (de)
EP (1) EP4153868A1 (de)
JP (1) JP2023554341A (de)
CN (1) CN116648562A (de)
DE (1) DE102020216155A1 (de)
WO (1) WO2022128011A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2283060A (en) * 1993-10-20 1995-04-26 Bosch Gmbh Robert Minimising noise production in a fan
JP2000179496A (ja) * 1998-12-15 2000-06-27 Matsushita Refrig Co Ltd 多翼送風機
US20140348646A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 Delta Electronics, Inc. Centrifugal fan and fan frame thereof
US20190298286A1 (en) * 2018-04-03 2019-10-03 Siemens Healthcare Gmbh Cooling system for an imaging apparatus having a gantry

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD288649A5 (de) 1989-10-23 1991-04-04 Veb Turbowerke Meissen,De Radialventilator
JP2846167B2 (ja) * 1991-10-09 1999-01-13 株式会社日立製作所 遠心送風機，自動車用空気調和装置の送風機及び遠心送風機を備えた自動車用空気調和装置
US5525036A (en) * 1991-11-29 1996-06-11 Goldstar Co., Ltd. Suction structure of a sirocco fan housing
CN104533837B (zh) * 2010-03-17 2017-02-15 广东松下环境系统有限公司 降低换气扇噪音的结构
JP6111914B2 (ja) 2013-07-11 2017-04-12 株式会社デンソー 送風機
DE202017102950U1 (de) 2017-05-16 2017-06-21 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Gebläseanordnung mit Strömungsteilungsdüse
DE102017122238A1 (de) 2017-09-26 2019-03-28 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Radialventilator mit Differenzdruckmessung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2283060A (en) * 1993-10-20 1995-04-26 Bosch Gmbh Robert Minimising noise production in a fan
JP2000179496A (ja) * 1998-12-15 2000-06-27 Matsushita Refrig Co Ltd 多翼送風機
US20140348646A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 Delta Electronics, Inc. Centrifugal fan and fan frame thereof
US20190298286A1 (en) * 2018-04-03 2019-10-03 Siemens Healthcare Gmbh Cooling system for an imaging apparatus having a gantry

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020216155A1 (de) 2022-06-23
JP2023554341A (ja) 2023-12-27
CN116648562A (zh) 2023-08-25
EP4153868A1 (de) 2023-03-29
US20240035487A1 (en) 2024-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10020878C2 (de) Lüfter insbesondere zur Belüftung von elektronischen Geräten
DE60122323T2 (de) Kühlventilator mit trichterförmigem mantel und entsprechender blattform
DE69925071T2 (de) Kreisellüftereinheit für ein Kraftfahrzeug
EP1895166B1 (de) Strömungsgleichrichter für einen Ventilator
DE19929978A1 (de) Lüfter mit Axialschaufeln
DE102018211808A1 (de) Ventilator und Leiteinrichtung für einen Ventilator
EP2886874A1 (de) Radial-Laufrad für einen Trommellüfter und Lüftereinheit mit einem derartigen Radial-Laufrad
DE102008000168A1 (de) Gebläseanordnung mit Vordrallerzeuger
DE112012002199T5 (de) Strömungsmaschine der regenerativen Art mit einer Leitschaufel an einer Kana!wand
DE202018106504U1 (de) Kompakter Diagonalventilator mit Nachleiteinrichtung
WO2008083787A1 (de) Radialgebläse und mit einem radialgebläse versehenes hochdruck-reinigungsgerät
DE102018211809A1 (de) Gehäuse für einen Ventilator und Ventilator
EP2716916B1 (de) Ventilatoreinheit
EP4090853A1 (de) Gehäuse für einen ventilator und ventilator mit einem entsprechenden gehäuse
EP4278093A1 (de) Ventilator mit einem sprungdiffusor
WO2022128011A1 (de) Ventilator und spiralgehäuse für einen ventilator
DE102008040698A1 (de) Lüfter mit Vorflügeln an den Lüfterschaufeln
WO2013143671A1 (de) Ventilator, insbesondere für den einsatz in der klima- und kältetechnik
WO2021004589A1 (de) Ventilator mit spiralgehäuse und spiralgehäuse für einen ventilator
EP0264486B1 (de) Ventilator, insbesondere Rohrventilator
EP3596341A1 (de) Lüfter
EP3607210B1 (de) Radiallüfter
DE102022210555A1 (de) Ventilator und Kühlstruktur für einen Ventilator
DE102021204491A1 (de) Ventilator, insbesondere Radial- oder Diagonalventilator
DE102021214267A1 (de) Axial-, Diagonal- oder Radialventilator

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: 21851800

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021851800

Country of ref document: EP

Effective date: 20221221

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112023010202

Country of ref document: BR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023535716

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18257238

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180084743.X

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112023010202

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20230525