DE10164547A1 - Axiallüfter für Kondensator - Google Patents
Axiallüfter für KondensatorInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter (20) für Kondensatoren (10) in einem Kühlgerät zur Steigerung der Effizienz und Verminderung der Geräuschentwicklung, wobei die Anzahl der Blätter drei ist, der Durchmesser d der Nabe (201) 23,3 +- 5% des Außendurchmessers D des Axiallüfters (20) ausmacht und die Breite b eines jeden Blattes (202) 36,6 +- 3% des Außendurchmessers D des Axiallüfters (20) beträgt.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kühlgerät und im
einzelnen auf einen Axiallüfter für einen Kondensator zum Redu
zieren der Geräuschentwicklung in einem Kühlgerät.
Allgemein umfaßt ein Kühlgerät, welches zum Einfrieren oder
Kühlen von Lebensmitteln eingesetzt wird, ein Gehäuse und eine
Kältemaschine. Das Gehäuse legt den Lagerraum fest, der in ei
nen Gefrier- und einen Kühlbereich eingeteilt ist, wobei obere
und untere Türen an einer Seite des Gehäuses zum Öffnen und
Schließen des Gefrierbereiches und des Kühlbereiches angebracht
sind. Die Kältemaschine dienen zur Ausführung eines Kühlkreis
laufes zum Kühlen der Gefrierbereiches und des Kühlbereiches
und umfassen einen Kompressor, einen Kondensator und einen Ver
dampfer.
Um einen Kühlprozeß durchzuführen, wird bei einem derartigen
Kühlgerät im allgemeinen der Verdampfungsvorgang ausgenutzt.
Die Aggregatzustandsänderung eines Kältemittels führt zur Tem
peraturerniedrigung. Da das Kältemittel über entsprechende An
ordnungen in gutem Wärmekontakt mit den Wänden des Gefrier- und
Kühlbereiches steht, geht Wärmeenergie von den Wänden auf die
Flüssigkeit über, so daß die Wände gekühlt werden.
Bei dem Kühlprozeß wird dem Verdampfer das Kältemittel zugelei
tet. Durch Absaugen von Dampfmolekülen aus der Dampfphase durch
den Kompressor wird dort ein bestimmter Dampfdruck vorgegeben
und entsprechend stellt sich die Temperatur ein. Im nächsten
Schritt wird der Dampf komprimiert und nimmt dabei Kompressi
onswärme auf. Im Kondensator erfolgt eine Abkühlung das Dampfes
durch das Kühlmittel Luft und geht dabei wieder in den flüssi
gen Aggregatzustand über.
Der Aufbau eines Druckes mit Hilfe des Kompressors wird durch
ein Kapillarrohr zwischen Kondensator und Verdampfer ermög
licht. Durch diese Drosselstrecke gelangt das Kältemittel wie
der in den Verdampfer.
Bei dem beschriebenen Kühlprozeß wird die Umgebungsluft in dem
Verdampfer zunächst heruntergekühlt und zirkuliert anschließend
innerhalb des Gefrier- und Kühlbereiches unter der Verwendung
eines Gebläses, so daß der Gefrier- und Kühlbereich ebenfalls
abgekühlt werden.
In einem Kühlgerät gemäß Fig. 1 sind ein Kondensator 10 und ein
Kompressor 12 in einem sogenannten Maschinenraum am unteren Bo
den des Gehäuses installiert. Ferner ist ein Gebläse an einer
Seite angeordnet, um Luft von außen in den Maschinenraum anzu
saugen und diese durch den Kondensator 10 strömen zu lassen, so
daß das dem Kondensator zugeführte Kühlmittel möglichst effek
tiv gekühlt wird.
Das Gebläse umfaßt einen Axiallüfter 20 und zum Antreiben des
Axiallüfters 20 einen Motor 22, wobei der Axiallüfter 20 gemäß
Fig. 2 eine Nabe 201, welche mit der Rotationsachse des Motors
22 verbunden ist, und eine Anzahl von Blättern 202 am Außenum
fang der Nabe 201 aufweist.
Bei der Gebläseanordnung rotiert der Axiallüfter durch den An
trieb des Motors 22 und erzeugt einen Druckunterschied zwischen
den vorderen und hinteren Oberflächen der Blätter 202. Dieser
Druckunterschied hat zur Folge, daß von außen Luft in den Ma
schinenraum angesogen wird und dann weiter zum Kondensator 10
strömt.
Charakteristische Größen zur Bestimmung der Gebläseeigenschaf
ten eines solchen Axiallüfters 20 sind beispielsweise der
Pfeilwinkel α, der Nickwinkel β, die maximale Krümmung, die An
zahl der Blätter 202 usw. Der Pfeilwinkel α ist gemäß Fig. 2A
als der über die Y-Achse und die Linie, die durch die Mitte der
nabenseitigen Kante des Blattes 202 und dem Mittelpunkt der Na
ben 201 läuft, festgelegte Winkel α definiert. Hierbei ist die
Y-Achse eine Linie, welche die Mitte des hinteren Endes der In
nenseite des Blattes 202 oder die Mitte eines Abschnittes des
Blattes, welcher an die Nabe 201 angrenzt, mit der Mitte des
äußeren Endes oder der Spitze des Blattes verbindet.
Die gerade Verbindung zwischen Vorderkante bzw. Spitze (LE) und
Hinterkante bzw. Nabenbereich (TE) eines Blattes 202 wird als
Blattsehne oder Blattiefe P bezeichnet. Gemäß Fig. 2B ist die
maximale Krümmung der senkrecht zur Blattsehne P gemessene ma
ximale Abstand zwischen der Sehne P und der Skelettlinie. Die
maximale Krümmung wird dabei üblicherweise in Prozent der Blat
tiefe ausgedrückt.
Die Dicke des Blattes 202 ist als der senkrecht zur Blattsehne
P gemessene Abstand zwischen der Ober- und Unterseite des Blat
tes definiert. Die Position der maximalen Krümmung p auf der
Blattsehne wird üblicherweise als von der Nabenseite des Blat
tes 202 gemessener und auf die Blattiefe bezogener Verhältnis
wert angegeben.
Der Nickwinkel β ist gemäß Fig. 4B der Winkel zwischen der
Blattsehne P und der von der X- und Y-Achse aufgespannten Ebene
senkrecht zur Z-Achse bzw. senkrecht zur Rotationsachse des
Axiallüfters.
Der Pfeilwinkel α stellt hierbei eine Größe dar, welche die Ge
räuschentwicklung bei der Durchströmung des Axiallüfters 20 be
stimmt: Ein großer Wert des Pfeilwinkels α läßt die Phasendif
ferenz der Luftströmung zwischen der Nabe 201 und der Spitze
des Blattes 202 anwachsen, während ein kleiner Wert des Pfeil
winkels α die Phasendifferenz der Luftströmung vermindert.
Beim Vergleich von zwei Axiallüftern mit gleicher Blattzahl und
gleichem Luftstromdurchsatz, wie beispielsweise in Fig. 3A ge
zeigt, ist es bei einem Blatt mit einem Pfeilwinkel von 30°
beim Rotieren möglich, daß der Luftstrom das Blatt unter etwa
23° passiert, wobei ein Blatt mit einem Pfeilwinkel von 60°,
wie in Fig. 3B gezeigt, es erlaubt, daß ein Luftstrom das
Blatt während der Rotation unter 49° passiert.
Mit anderen Worten: In Abhängigkeit vom Pfeilwinkel α weist ei
ne Luftströmung, welche das äußere Ende oder die Spitze des
Blattes passiert, eine Phasendifferenz von 23° auf. Eine Luft
strömung, welche den nabenseitigen Bereich des Blattes pas
siert, weist hingegen eine Phasendifferenz von 49° auf.
Eine solche Phasendifferenzen der Luftströmung hat eine Phasen
differenz zwischen der Geräuschentwicklung am äußeren Ende des
Blattes 202 und der Geräuschentwicklung an dessen nabenseitigem
Bereich zur Folge, wobei die Frequenz, mit der die Luftströmung
durch die Blätter passiert, abnimmt, wenn die Phasendifferenz
größer ist.
Die maximale Krümmung p ist eine Größe, welche die Druckdiffe
renz zwischen den oberen und unteren Oberflächen des Blattes
202 bestimmt. Hierbei zieht eine Vergrößerung der maximalen
Krümmung p ein Anwachsen der Druckdifferenz zwischen den oberen
und unteren Oberflächen nach sich, so daß die Blattdurchlauf
frequenz ebenso anwächst.
Bei einem Aufbau des Maschinenraumes mit einer einfachen Luft
passage (Luftweg) und einem kleinen Wert des Durchgangswider
standes ist es effizient, daß der Axiallüfter 20 so ausgelegt
ist, daß er eher dann eine niedrige Geräuschentwicklung auf
weist, wenn der Gebläsedruck mehr oder weniger niedrig ist, als
dann, wenn der Gebläsedruck hoch ist. Jedoch ist ein in einem
konventionellen Gebläse eingesetzter Axiallüfter 20 so aufge
baut, daß der Bereich zwischen den Blättern 202 schmal und der
Pfeilwinkel α klein ist, wobei die Anzahl der Blätter 202 drei
und dessen Krümmung groß ist.
Der kleine Spalt zwischen den Blättern 202 bewirkt, daß die
Blätter 202 groß dimensioniert sind, und der Luftstrom, welcher
auf der Oberfläche der Blätter 202 erzeugt wird, weist einen
großen Ablösebereich und einen großen Druckschwankungsbereich
auf, was Gründe für das Anwachsen von Strömungsgeräuschen sind.
Ferner ist der Pfeilwinkel α klein und die maximale Krümmung p
groß, so daß als Folge der vorhergehend beschriebenen Eigen
schaften des Pfeilwinkels und der maximalen Krümmung die Strö
mungsgeräusche anwachsen.
Daher weist ein Axiallüfter für einen Kondensator in einem
Kühlgerät der bekannten Art verstärkt Strömungsgeräusche auf,
wodurch die Leistung des Kühlgerätes verringert wird, was ein
Problem darstellt.
Demgemäß ist die vorliegende Erfindung darauf ausgerichtet, die
beschriebenen Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen.
Es ist ein Aspekt der Lösung dieser Aufgabe, einen Axiallüfter
für einen Kondensator in einem Kühlgerät vorzuschlagen, welcher
drei Blätter umfaßt, wobei der Durchmesser der Nabe 23,3 ± 5%
des Außendurchmessers des Axiallüfters beträgt, und die Breite
eines jeden Blattes 36,6 ± 3% des Außendurchmessers des Axial
lüfters ausmachen.
Zur Lösung der dieser Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist
auch ein Axiallüfter für Kondensatoren in einem Kühlgerät vor
gesehen, welcher drei Blätter umfaßt, wobei das Verhältnis des
Nabendurchmessers zu dem Außendurchmesser 23,0 ± 5% beträgt,
und die Position der maximale Krümmung p bei 0,65 liegt, ge
rechnet von der Nabe und bezogen auf eine als 1 gesetzte Blatt
tiefe. Die Krümmung des Blattes 202 weist dabei in dem Bereich
zwischen der Nabe und der Position der maximalen Krümmung p ei
nen Wert zwischen 4,0 und 5,0% der Blattiefe und in dem Bereich
zwischen der Position der maximalen Krümmung p und der Blatt
spitze einen Wert zwischen 5,0 und 6,0% der Blattiefe auf.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfin
dungsgemäßen Axiallüfters anhand der Zeichnungen näher erläu
tert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau des
Maschinenraumes eines allgemeinen Kühlgerätes darstellt;
Fig. 2A und Fig. 2B zeigen eine Frontansicht und eine Seitenan
sicht, welche die charakteristischen Größen eines Axiallüfters
zeigen, der ein allgemeines Lüftergebläse bildet;
Fig. 3A und Fig. 3B stellen Graphiken dar, welche die Phasen
differenz von Luftströmungen in Abhängigkeit der Durchlaufwin
kel als charakteristische Größen von Axiallüftern zeigen;
Fig. 4A und Fig. 4B zeigen eine Front- und eine Seitenansicht,
anhand welcher die charakteristischen Größen eines Axiallüfters
für einen Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung darge
stellt werden;
Fig. 5 stellt eine graphische Darstellung dar, welche die Ver
änderungen der Geräuschentwicklung in Abhängigkeit der Anzahl
der Blätter als charakteristischen Größe eines Axiallüfters ge
mäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 stellt eine graphische Darstellung dar, welche die Ver
änderungen der Geräuschentwicklung in Abhängigkeit der Breite
der Blätter als charakteristische Größe eines Axiallüfters ge
mäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 stellt eine grafische Darstellung dar, welche die Ge
räuschspektren von Axiallüftern gemäß der vorliegenden Erfin
dung und des Standes der Technik zeigt;
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, welche die Veränderun
gen der Geräuschentwicklung eines Axiallüfters in Abhängigkeit
von Veränderungen des Nickwinkels bei der vorliegenden Erfin
dung zeigt;
Fig. 9 stellt eine graphische Darstellung dar, welche die Ver
änderungen der Geräuschentwicklung eines Axiallüfters in Abhän
gigkeit von Veränderungen der Pfeilwinkel bei der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 10 zeigt einen Ausschnitt eines Axiallüfters für ein Kühl
gerät der vorliegenden Erfindung, in welcher zur Illustration
die Blattumrandung in 160 Gebiete eingeteilt ist;
Fig. 11 ist eine graphische Darstellung der Variation der Ge
räuschentwicklung eines Axiallüfters der vorliegenden Erfindung
gegenüber der eines Lüfters der bekannten Art.
Im folgenden wird eine detaillierte Beschreibung der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
Um die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen, ist
ein Axiallüfter in einem Kühlgerät vorgesehen, welcher dadurch
ausgezeichnet ist, daß er drei Blätter umfaßt, der Durchmesser
des Nabenbereiches 23,3 ± 5% des Außendurchmessers des Axial
lüfters ausmacht, und die Breite eines jeden Blattes 36,6 ± 3%
des Außendurchmessers des Axiallüfters beträgt.
Der Axiallüfter der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Außendurchmesser des Axiallüfters 150 ± 1 mm, der Durchmes
ser des Nabenbereiches 35 ± 1 mm und die Breite des Blattes 55
± 1 mm mißt.
Ferner ist der erfindungsgemäße Axiallüfter dadurch gekenn
zeichnet, daß bei jedem Blatt die Position der maximale Krüm
mung p bei 0,65 liegt, gerechnet von der Nabe und bezogen auf
eine als 1 gesetzte Blatttiefe. Ferner weist die Krümmung des
Blattes 202 in dem Bereich zwischen der Nabe und der Position
der maximalen Krümmung p einen Wert zwischen 4,0% und 5,0% der
Blattiefe und in dem Bereich zwischen der Position der maxima
len Krümmung p und der Blattspitze einen Wert zwischen 5,0% und
6,0% der Blattiefe auf. Hinzu kommt, daß bei jedem der Blätter
202 der Nickwinkel β von der Nabenseite zur Blattspitze gleich
mäßig von 36,0° auf 26,0° bei einem Pfeilwinkel α von 67,0° ±
5% abnimmt.
Im folgenden wird eine detaillierte Beschreibung einer ersten
Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig.
4 bis 7 gegeben, wobei in den Fig. 4 bis 7 den Elementen der
Erfindung ähnliche Bezugszeichen zugeordnet sind wie dem Stand
der Technik.
Als erstes ist ein Axiallüfter für einen Kondensator in einem
Kühlgerät gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung so
konfiguriert, daß er drei Blätter 202 gemäß Fig. 4A umfaßt, wo
bei gemäß Fig. 4B der Durchmesser d des Nabenbereiches 23,3 ±
5% des Außendurchmessers D des Axiallüfters und die Breite b
eines jeden Blattes 36,6 ± 3% des Außendurchmessers D des
Axiallüfters ausmacht.
In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß der Außendurchmesser D
des Axiallüfters, der Durchmesser d der Nabe und die Breite b
des Blattes entsprechend so ausgelegt sind, daß die vorherge
henden Beziehungen erfüllt sind. Unter Berücksichtigung des Vo
lumens des Maschinenraumes wären etwa die Maße 150 ± 1 mm, 35 ±
1 mm und 55 ± 1 mm möglich.
Diese Größen sind aufgrund von Experimenten ausgewählt, welche
an Axiallüftern mit drei, fünf, sieben und neun Blättern durch
geführt wurden. Ziel der Untersuchungen war es, die Strömungs
geräusche in Abhängigkeit von der Anzahl der Blätter zu ver
gleichen. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Entwicklung von Strö
mungsgeräuschen am geringsten, wenn das Verhältnis der Blatt
breite b 36,6% des Außendurchmessers D des Axiallüfters be
trägt.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der
Axiallüfter ferner einen Aufbau, bei dem die Position der maxi
male Krümmung p bei 0,65 liegt, gerechnet von der Nabe und be
zogen auf eine als 1 gesetzte Blatttiefe. Ferner weist die
Krümmung des Blattes 202 in dem Bereich zwischen der Nabe 201
und der Position der maximalen Krümmung p einen Wert zwischen
4,0% und 5,0% der Blattiefe und in dem Bereich zwischen der Po
sition der maximalen Krümmung p und der Blattspitze einen Wert
zwischen 5,0% und 6,0% der Blattiefe auf. Hinzu kommt, daß bei
jedem der Blätter 202 der Nickwinkel β von der Nabenseite zur
Blattspitze gleichmäßig von 36,0° auf 26,0° bei einem Pfeilwin
kel α von 67,0° ± 5% abnimmt.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist da
durch der Lüfter eine auf bis zu 50 Umdrehungen pro Minute ge
steigerte Rotationsgeschwindigkeit auf, wobei sich gleichzeitig
gemäß Fig. 7 die Geräuschentwicklung um bis zu 2 dB verringert.
Hierbei ist vorausgesetzt, daß der durchgesetzte Luftstrom der
gleiche ist wie bei einem konventionellen Axiallüfter.
Bei dem zuvor beschriebenem erfindungsgemäßen Lüftergebläse für
einen Kondensator in einem Kühlgerät sind die Entwicklung der
Strömungsgeräusche und die Rotationsfrequenz der Blätter durch
ein Anpassen von Größen, wie etwa die Blattzahl, die Blattkrüm
mung oder das Verhältnisses der Breite des Blattes zu dem Au
ßendurchmesser des Axiallüfters, reduziert, so daß das Kühlge
rät vorteilhafterweise bessere Eigenschaften aufweist.
Im folgenden wird eine detaillierte Beschreibung eines Axial
lüfters für ein Kühlgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen und
folgenden Tabellen gegeben.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Geräuschentwicklung des Axial
lüfters bei der gleichen Gebläseleistung (= Durchsatz bzw. Vo
lumenstrom) umgekehrt proportional zu der Anzahl der Blätter.
Das bedeutet, daß eine Zunahme der Blattzahl zur Überwindung
der Durchgangswiderstände der wichtigste Faktor bezüglich dem
Anwachsen der Geräuschentwicklung in der Strömung darstellt.
Von daher ist es im Hinblick der Geräuschentwicklung es gün
stig, einen Axiallüfter mit wenigen Blättern einzusetzen, so
lange dadurch nicht die Menge des durchgesetzten Luftstromes
wesentlich reduziert wird.
Fig. 8 zeigt eine Graphik, welche die Geräuschentwicklung in
einem Axiallüfter in Abhängigkeit der Veränderung des Nickwin
kels zeigt. Die Graphik stellt ein Ergebnis von Untersuchungen
bei einem Axiallüfter mit drei Blättern dar, das auf den Resul
taten von Fig. 5 basiert, wobei die vertikale Achse den Schall
druck und die horizontale Achse den Nickwinkel darstellt.
Die in Fig. 8 gezeigten Nickwinkel sind Werte an der Blattspit
ze, wobei sich die Geräuschentwicklung zunächst umgekehrt pro
portional bezüglich des Nickwinkelzuwachses verhält. Über
schreitet der Nickwinkel jedoch einen bestimmten Wert bzw. ei
nen Wertebereich, so verhält sich die Geräuschentwicklung pro
portional bezüglich des Zuwachses des Nickwinkels. In dem vor
liegendem Fall liegt der Wertebereich des Nickwinkels zwischen
20° und 25°, in dem die geringste Geräuschentwicklung resul
tiert.
Fig. 9 ist eine Grafik, welche die Änderung der Geräuschent
wicklung in einem Axiallüfter in Abhängigkeit von der Änderung
des Pfeilwinkels zeigt, wobei die vertikale Achse den Schall
druck und die horizontale Achse den Pfeilwinkel an der Blatt
spitze bezeichnet.
Der Pfeilwinkel bezeichnet den Grad der Neigung des Blattes in
Rotationsrichtung, welches der Winkel ist, der über imaginäre
Linien, die sich von dem Nabenbereich zu dem Mittelpunkt des
Blattes und von der Spitze zu dem Mittelpunkt des Blattes er
strecken, zusammen mit einer Linie senkrecht zum Rotationswin
kel definiert ist. Der Pfeilwinkel zur Reduzierung der Geräu
schentwicklung des Lüfters hat einen Wert von Null in dem Na
benbereich und einen bestimmten gemäß einer Funktion ermittel
ten Wert an der Blattspitze.
Wie anhand Fig. 9 gezeigt, nimmt die Geräuschentwicklung einen
minimalen Wert an, wenn der Pfeilwinkel an der Blattspitze in
einem Bereich zwischen 69° und 72° liegt.
Es wird im folgenden eine Beschreibung für einen optimalen
Axiallüfter in einem Kühlgerät gemäß der zweiten Ausführungs
form der Erfindung gegeben, wobei die Geräuschentwicklung einen
minimalen Wert annimmt. Dies basiert auf den Einflüssen der
vorhergehenden bezüglich der Geräuschentwicklung diskutierten
Größen, wie etwa die Blattzahl, der Nickwinkel oder der Pfeil
winkel.
Wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt, umfaßt der erfindungsge
mäße Axiallüfter 20 für das Kühlgerät gemäß der zweiten Ausfüh
rungsform ein Nabe 201, welche zum einen mit der Rotationsachse
eines Motors und zum anderen mit drei Blättern 202 verbunden
ist. Die Blätter befinden sich in der äußeren Umgebung der Na
be, und setzen Luft durch ihre Rotation in Bewegung.
Jedes der Blätter 202 stellt ein Element zum Ansaugen der Luft
strömung dar, und die dreidimensionale Kontur eines jeden Blat
tes ist mittels verschiedener Faktoren zur Festlegung der Strö
mungseigenschaften des Axiallüfters definiert.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Na
bendurchmesser d des Axiallüfters 23,0 ± 5% des Außendurchmes
sers D des Lüfters, wobei im einzelnen der Rotationsdurchmesser
D des Axiallüfters 110 ± 1 mm, der Nabendurchmesser d 25 ± 1 mm
und die Blattbreite b des Axiallüfters 36,0 ± 1 mm beträgt.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel liegt die Position der
maximalen Krümmung p bei 0,65, gerechnet von der Nabe und
bezogen auf eine als 1 gesetzte Blatttiefe. Die Krümmung des
Blattes 202 weist dabei in dem Bereich zwischen der Nabe und
der Position der maximalen Krümmung p einen Wert zwischen 4,0%
und 5,0% der Blattiefe und in dem Bereich zwischen der Position
der maximalen Krümmung p und der Blattspitze einen Wert zwi
schen 5,0% und 6,0% der Blattiefe auf.
Des weiteren nimmt der Nickwinkel β des Axiallüfters von der
Nabenseite zur Blattspitze gleichmäßig von 36,0° auf 26,0° ab.
In diesem Fall ist der optimale Wert des Nickwinkels β aus dem
Bereich zwischen 20° bis 25° gewählt, wobei die Geräuschent
wicklung gemäß dem Ergebnis von Fig. 4 einen minimalen Wert an
nimmt.
Der Pfeilwinkel α des erfindungsgemäßen Axiallüfters gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel weist einen Wert von 72,0° ± 10% an
der Blattspitze auf. Dieser Wert ist ausgewählt, um den Bereich
zwischen 69 bis 72° zu genügen, wobei die Geräuschentwicklung
gemäß dem Ergebnis von Fig. 5 hier einen minimalen Wert an
nimmt. Mit anderen Worten, der Pfeilwinkel α des Axiallüfters
20 ist wesentlich größer als der Pfeilwinkel eines konventio
nellen Axiallüfters, so daß der Axiallüfter 20 Störungen der
Strömung mit anderen Komponenten, welche am hinteren Teil des
Axiallüfters 20 angeordnet sind, einschließlich des Kondensa
tors, minimiert, und eine Geräuschentwicklung im großen Umfang
reduziert wird.
Der Axiallüfter 20 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform
kann sowohl eine Rotationsrichtung in als auch entgegen dem
Uhrzeigersinn aufweisen.
Im weiteren werden die Umfangswerte des Blattes 202, die den
Axiallüfter bilden, unter Bezugnahme der Zeichnungen und der
Tabelle im folgenden beschrieben:
Zunächst zeigt Fig. 10 einen Ausschnitt eines Axiallüfters für ein Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Um randung des Blattes in 160 Gebiete eingeteilt und die Position eines jeden Gebietes über die drei Koordinaten X, Y und Z aus gezeichnet ist, um eine dreidimensionale Konfiguration darzu stellen.
Zunächst zeigt Fig. 10 einen Ausschnitt eines Axiallüfters für ein Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Um randung des Blattes in 160 Gebiete eingeteilt und die Position eines jeden Gebietes über die drei Koordinaten X, Y und Z aus gezeichnet ist, um eine dreidimensionale Konfiguration darzu stellen.
Gemäß Fig. 10 ist das Blatt 202 in 160 Gebiete in einer im Uhr
zeigersinn verlaufenden Folge - von der nabenseitigen Vorder
kante 1 über die nabenseitige Hinterkante 41, über die an der
Blattspitze liegenden Hinterkante 81 und über die an der Blatt
spitze liegenden Vorderkante 121 zur nabenseitigen Vorderkante
161 (= 1) zurück - eingeteilt, wobei die Koordinaten eines jeden
Gebietes in der folgenden Tabelle dargestellt sind. In diesem
Fall bezeichnen die X-Koordinaten die horizontale Achse, die Y-
Koordinaten die vertikale Achse und die Z-Koordinaten die Rota
tionsachse, wobei die Begrenzungswerte eines jeden Gebietes in
Millimetern angegeben sind.
Der Vergleich zwischen einem Axiallüfter gemäß der zweiten Aus
führungsform der Erfindung und einem konventionellen Axiallüf
tern im Hinblick auf den Grad der Geräuschentwicklung beim
gleichen Luftdurchsatz wird im folgenden behandelt.
Zunächst zeigt Fig. 11 eine Grafik, welche die Geräuschentwick
lungen bei einem Modell des Axiallüfters der zweiten Ausfüh
rungsform der Erfindung und bei einem konventionellen Axiallüf
ter darstellt, um den Axiallüfter der Erfindung mit einem Gerät
der bekannten Art bei Kühlgeräten mit einem Nutzinhalt von 140,
360, 420 und 500 Liter zu vergleichen. Hierbei stellen die ver
tikale Achse den Schalldruck und die horizontale Achse den Vo
lumenstrom bzw. Durchsatz dar.
Wie in Fig. 11 gezeigt, liegt bei einem Kühlgerät mit einem
Nutzinhalt von 140 Litern der Geräuschpegel des erfindungsgemä
ßen Axiallüfters gemäß der zweiten Ausführungsform um 4,14 dB
niedriger als der Geräuschpegel bei einem Axiallüfter der be
kannten Art. Bei einem Nutzinhalt von 360 Litern liegt der Ge
räuschpegel des erfindungsgemäßen Axiallüfters gemäß der zwei
ten Ausführungsform um 2,35 dB niedriger als der Geräuschpegel
bei einem Gerät der bekannten Art bei dem gleichen Volumen
strom. Bei einem Nutzinhalt von 420 Litern liegt der Ge
räuschpegel um etwa 2,54 dB und bei einem Nutzinhalt von 500
Litern um etwa 2,55 dB niedriger als der Geräuschpegel bei ei
nem Gerät der bekannten Art.
Daher kann bei dem erfindungsgemäßen Axiallüfter gemäß der
zweiten Ausführungsform im Durchschnitt der Geräuschpegel bzw.
die Geräuschentwicklung im Vergleich zu einem konventionellen
Axiallüfter um mindestens 2,5 dB reduzieren werden, wobei der
Volumenstrom gleich bleibt. Dies gilt selbst dann noch, wenn
einige Unterschiede bei der Ausführung des Modells vorliegen.
In diesem Fall liegt die Rotationsgeschwindigkeit des Axiallüf
ters gemäß der zweiten Ausführungsform um etwa 100 Umdrehungen
pro Minute niedriger als die Rotationsgeschwindigkeit eines
konventionellen Axiallüfters, so daß bei einer niedrigeren Ro
tationsgeschwindigkeit der gleiche Volumenstrom durchgesetzt
und somit die Effizienz des Axiallüfters gesteigert werden
kann.
Claims (9)
1. Axiallüfter (20) für einen Kondensator (10) in einem Kühl
gerät, wobei der Axiallüfter (20) drei Blätter (202) um
faßt, sein Nabendurchmesser d 23,3 ± 5% des Außendurchmes
sers D des Axiallüfters (20) und die Breite b eines jeden
Blattes (202) 36,6 ± 3% des Außendurchmessers D des Axial
lüfters (20) beträgt.
2. Axiallüfter (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Außendurch
messer D des Axiallüfters (20) 150 ± 1 mm, der Nabendurch
messer d 35 ± 1 mm und die Breite b eines Blattes (202) 55
± 1 mm beträgt.
3. Axiallüfter (20) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei bei jedem
Blatt (202) die Position der maximale Krümmung p bei 0,65
liegt, gerechnet von der Nabe und bezogen auf eine als 1
gesetzte Blatttiefe, und die Krümmung des Blattes (202) in
dem Bereich zwischen der Nabe (201) und der Position der
maximalen Krümmung p einen Wert zwischen 4,0% und 5,0% der
Blattiefe und in dem Bereich zwischen der Position der ma
ximalen Krümmung p und der Blattspitze einen Wert zwischen
5,0% und 6,0% der Blattiefe aufweist.
4. Axiallüfter (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
bei jedem Blatt (202) der Nickwinkel β von der Nabe zur
Blattspitze gleichmäßig von 36,0° auf 26,0° abnimmt und
der Pfeilwinkel α 67,0° ± 5% beträgt.
5. Axiallüfter (20) für Kondensatoren (10) in einem Kühlge
rät, wobei der Axiallüfter (20) drei Blätter (202) umfaßt,
das Verhältnis des Nabendurchmessers d zum Außendurchmes
ser D 23,0 ± 5% beträgt, die Position der maximalen Krüm
mung p bei 0,65 liegt, gerechnet von der Nabe und bezogen
auf eine als 1 gesetzte Blatttiefe, und die Krümmung des
Blattes (202) in dem Bereich zwischen der Nabe (201) und
der Position der maximalen Krümmung p einen Wert zwischen
4,0% und 5,0% der Blattiefe und in dem Bereich zwischen
der Position der maximalen Krümmung p und der Blattspitze
einen Wert zwischen 5,0% und 6,0% der Blatttiefe aufweist.
6. Axiallüfter (20) gemäß Anspruch 5, wobei bei jedem Blatt
(202) der Nickwinkel β von der Nabe zur Blattspitze
gleichmäßig von 35,0° auf 24,0° abnimmt und der Pfeilwin
kel α 72,0° ± 10% beträgt.
7. Axiallüfter (20) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Außen
durchmesser D 110 ± 1 mm, der Nabendurchmesser d 25 ± 1 mm
und die Breite b eines jeden Blattes (202) 36,0 ± 1 mm be
trägt.
8. Axiallüfter (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei
der Axiallüfter (20), von vorne gesehen, im oder entgegen
des Uhrzeigersinn rotiert.
9. Axiallüfter (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei
jedes Blatt (202) eine Umrandung aufweist, welche von der
nabenseitigen Vorderkante im Uhrzeigersinn fortschreitend
in 160 Bereiche eingeteilt ist, wobei die Rotationsachse
des Axiallüfters (20) als Z-Achse definiert ist, die hori
zontalen und vertikalen Achsen die Z-Achse durchlaufen und
als X- bzw. Y-Achsen definiert sind, wobei die Gebiete die
unten in mm angegebenen X-, Y- und Z-Koordinaten aufwei
sen:
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