DE102014212561A1 - Quiet fan for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung führt einen Impeller (1) mit einer Mehrzahl von Rotorblättern (2) ein. Ein radial innenliegendes Ende der Rotorblätter (2) ist mit einer um eine Rotationsachse des Impellers (1) angeordneten Nabe (3) verbunden. Ein radial außenliegendes Ende der Rotorblätter (2) ist mit einem ringförmig um die Rotationsachse angeordneten Impellerring (4) verbunden. Die Rotorblätter (2) weisen auf einer in einer Rotationsrichtung des Impellers (1) nachfolgenden Kante (6) des jeweiligen Rotorblattes (2) eine gewellte Abrisskante (8) auf, die sich in einem Bereich von einem Anfangspunkt der Abrisskante (8) auf dem Rotorblatt (2) bis zu einem Endpunkt der Abrisskante (8) auf dem Impellerring (4) erstreckt. Erfindungsgemäß liegt eine erste Verbindungslinie zwischen dem Anfangspunkt der Abrisskante (8) und der Rotationsachse des Impellers (1) in der Rotationsrichtung des Impellers (1) vor einer zweiten Verbindungslinie zwischen dem Endpunkt der Abrisskante (8) und der Rotationsachse.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Impeller (1).The invention introduces an impeller (1) with a plurality of rotor blades (2). A radially inner end of the rotor blades (2) is connected to a hub (3) arranged around a rotation axis of the impeller (1). A radially outer end of the rotor blades (2) is connected to an annular ring arranged around the axis of rotation impeller ring (4). The rotor blades (2) have on a in a direction of rotation of the impeller (1) subsequent edge (6) of the respective rotor blade (2) on a wavy trailing edge (8), which in a range from a starting point of the trailing edge (8) on the Rotor blade (2) extends to an end point of the trailing edge (8) on the impeller ring (4). According to the invention, a first connecting line between the starting point of the trailing edge (8) and the axis of rotation of the impeller (1) in the direction of rotation of the impeller (1) in front of a second connecting line between the end point of the trailing edge (8) and the axis of rotation.
The invention also relates to a motor vehicle with such an impeller (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Impeller mit einer niedrigen Geräuschemission und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Impeller.The invention relates to an impeller with a low noise emission and a motor vehicle with such an impeller.
In Kraftfahrzeugen werden Kühler eingesetzt, um die in dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs anfallende Verbrennungswärme abzuführen und eine Überhitzung des Verbrennungsmotors zu verhindern. Die benötigte Kühlleistung variiert dabei mit der Belastung des Motors, allerdings schwankt auch die Kühlleistung des Kühlers mit der Windgeschwindigkeit (wesentlich bestimmt durch die Fahrgeschwindigkeit) und der Umgebungstemperatur. Es kann daher dazu kommen, dass für manche Fahrsituationen eine zu geringe Kühlleistung vorliegt. Um eine einstellbare Kühlleistung zu gewährleisten, werden Lüfter eingesetzt, die einen Luftstrom durch den Kühler erzeugen. Dadurch wird die Kühlleistung des Kühlers gesteigert und in gewissen Grenzen unabhängig von der Fahrtgeschwindigkeit. Der Lüfter kann bedarfsweise zugeschaltet werden, wenn beispielsweise ein Anstieg der Temperatur einer Kühlmittelflüssigkeit des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs über eine Schwelltemperatur beobachtet wird. Die vom Lüfter dabei erzeugten Geräusche können für Fahrzeuginsassen lästig sein und zudem als Fehlfunktion des Kraftfahrzeugs fehlinterpretiert werden. Aus diesem Grund ist ein Lüfter mit möglichst geringer Geräuschemission wünschenswert.In motor vehicles, radiators are used to dissipate the combustion heat generated in the internal combustion engine of the motor vehicle and to prevent overheating of the internal combustion engine. The required cooling capacity varies with the load of the engine, however, the cooling capacity of the radiator varies with the wind speed (significantly determined by the driving speed) and the ambient temperature. It can therefore happen that for some driving situations too low a cooling capacity is present. To ensure adjustable cooling capacity, fans are used to generate airflow through the radiator. As a result, the cooling capacity of the radiator is increased and within certain limits regardless of the driving speed. The fan can be switched on as needed, for example, if an increase in the temperature of a coolant liquid of the internal combustion engine of the motor vehicle is observed over a threshold temperature. The noise generated by the fan can be annoying for vehicle occupants and also be misinterpreted as a malfunction of the motor vehicle. For this reason, a fan with the lowest possible noise emission is desirable.
Die Erfindung führt daher einen Impeller mit einer Mehrzahl von Rotorblättern ein. Ein radial innenliegendes Ende der Rotorblätter ist mit einer um eine Rotationsachse des Impellers angeordneten Nabe verbunden. Ein radial außenliegendes Ende der Rotorblätter ist mit einem ringförmig um die Rotationsachse angeordneten Impellerring verbunden. Erfindungsgemäß weisen die Rotorblätter auf einer in einer Rotationsrichtung des Impellers nachfolgenden Kante des jeweiligen Rotorblattes eine gewellte Abrisskante auf. Die gewellte Abrisskante erstreckt sich in einem Bereich von einem Anfangspunkt der Abrisskante auf dem Rotorblatt bis zu einem Endpunkt der Abrisskante auf dem Impellerring. Erfindungsgemäß verläuft die gewellte Abrisskante kann so, dass eine erste Verbindungslinie zwischen dem Anfangspunkt der Abrisskante und der Rotationsachse des Impellers in der Rotationsrichtung des Impellers vor einer zweiten Verbindungslinie zwischen dem Endpunkt der Abrisskante und der Rotationsachse liegt. Dies bedeutet, dass die Abrisskante vom Zentrum des Impellers zum Impellerring eine Richtungskomponente entgegen der Rotationsrichtung des Impellers besitzt. Dies ist in den
Der Impeller kann als besonders leiser Lüfter eingesetzt werden und besitzt wegen des Impellerrings gattungstypisch einen besonders hohen Wirkungsgrad, was gleichbedeutend mit geringeren Wirbelverlusten ist, die in Geräuschentwicklungen resultieren. Typischerweise beträgt ein Durchmesser des Impellers zwischen 5 und 50 Zentimetern. Die gewellte Abrisskante des Impellers trägt dabei zu einer Reduktion der Geräuschemission bei, indem sie die laminar über die Rotorblätter strömende Luft gezielt verwirbeln und so geräuscherzeugende Vibrationen, die am außenliegenden Ende der Rotorblätter entstehen, verhindern. Es hat sich dabei als vorteilhaft für eine geringe Geräuschentwicklung bei der Rotation des Impellers herausgestellt, wenn die Abrisskante in radialer Richtung mit zunehmenden Abstand von der Nabe gegenüber der Rotationsrichtung des Impellers zurückfällt, die Rotorblätter also bezogen auf die Abrisskante nach außen entgegen der Rotationsrichtung gekrümmt sind. The impeller can be used as a particularly quiet fan and has because of the impeller ring genus typical a particularly high efficiency, which is synonymous with lower vortex losses, resulting in noise developments. Typically, a diameter of the impeller is between 5 and 50 centimeters. The corrugated trailing edge of the impeller thereby contributes to a reduction of the noise emission by specifically swirling the laminar air flowing over the rotor blades and thus prevent noise-generating vibrations that occur at the outer end of the rotor blades. It has proven to be advantageous for a low noise during the rotation of the impeller when the trailing edge in the radial direction with increasing distance from the hub with respect to the rotational direction of the impeller falls back, so the rotor blades are curved with respect to the trailing edge outwards against the direction of rotation ,
Als „gewellt“ wird im Sinne der Erfindung eine Formgebung verstanden, die mehrfach um eine gemittelte Konturlinie herum geformt ist und so eine Mehrzahl von Schwingungen um die gemittelte Konturlinie herum räumlich beschreibt, wobei der Begriff „Schwingungen“ hier keine Bewegung, sondern eine feststehende Formgebung meint. In den
Insbesondere kann die gewellte Abrisskante ein Flügelprofil eines Flügels einer Eule nachbilden, von denen bekannt ist, dass sie besonders geringe Geräuschentwicklung verursachen.In particular, the corrugated spoiler edge can simulate a wing profile of a wing of an owl, which is known to cause particularly low noise.
Eine Amplitude der Wellenform der wellenförmigen Abrisskante kann mit steigendem Abstand von der Nabe in radialer Richtung zunehmen. Dadurch wird ein gleichmäßiger Übergang von dem nichtgewellten Bereich der nachfolgenden Kante des Rotorblattes zu der gewellten Abrisskante erzeugt, was eine reduzierte Geräuschemission bewirkt.An amplitude of the waveform of the wave-shaped trailing edge may increase with increasing distance from the hub in the radial direction. This produces a smooth transition from the non-corrugated portion of the trailing edge of the rotor blade to the corrugated trailing edge, resulting in reduced noise emission.
Die Wellenform kann eine axiale Komponente in einer Axialrichtung parallel zu der Rotationsachse des Impellers und/oder eine planare Komponente entlang einer Rotationsebene des Impellers besitzen. Auf die
Zwischen der Nabe und dem Anfangspunkt der Abrisskante ist die Kante des Rotorblattes bevorzugt glatt ausgebildet. Vorzugsweise liegt der Anfangspunkt der Abrisskante wenigstens 60 Prozent eines Abstandes des Impellerrings zu der Nabe in radialer Richtung von der Nabe entfernt. Da die radial außenliegenden Bereiche der Rotorblätter die größten Geschwindigkeiten aufweisen, ist hier die Wirkung der gewellten Abrisskante am größten. In den radial innenliegenden Bereichen ist der Beitrag zur Geräuschemission jedoch ohnehin gering, weshalb hier die gewellte Formgebung der Kante zugunsten eines aerodynamisch günstigeren Profils weggelassen wird.Between the hub and the starting point of the spoiler lip is the edge of the rotor blade preferably smooth. Preferably, the starting point of the trailing edge is at least 60 percent of a distance of the impeller ring from the hub in the radial direction of the hub. Since the radially outer regions of the rotor blades have the highest speeds, the effect of the corrugated spoiler edge is greatest here. In the radially inner regions, however, the contribution to the noise emission is low anyway, which is why the corrugated shaping of the edge is omitted here in favor of a more aerodynamically favorable profile.
Eine in der Rotationsrichtung des Impellers vorauseilende Kante des jeweiligen Rotorblattes kann in einem Außenbereich des Rotorblattes an einem an dem Impellerring gelegenen Ende des Außenbereichs gegenüber einem radial innengelegenen Ende des Außenbereichs vorauseilen. Dies ist in den
Die in Rotationsrichtung nacheilende Kante des jeweiligen Rotorblattes kann in einem Innenbereich des Rotorblattes an einem an der Nabe gelegenen Ende des Innenbereichs gegenüber einem radial außengelegenen Ende des Innenbereichs nacheilen. Dies ist in den
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Impeller. Der Impeller ist bevorzugt in einem Kühler des Kraftfahrzeugs angeordnet, kann jedoch beispielsweise auch für die Belüftung einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle with an impeller according to the invention. The impeller is preferably arranged in a radiator of the motor vehicle, but may for example also be provided for the ventilation of a passenger compartment of the motor vehicle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to illustrations of exemplary embodiments. Show it:
Die Rotorblätter besitzen in einem Bereich B einer in Rotationsrichtung nachfolgenden Kante
Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Rotorblätter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Impeller impeller
- 22
- Rotorblatt rotor blade
- 33
- Nabe hub
- 44
- Impellerring Impellerring
- 55
- Rotationsrichtung direction of rotation
- 66
- nachfolgende Kante subsequent edge
- 77
- vorauseilende Kante leading edge
- 88th
- gewellte Abrisskante corrugated spoiler edge
Claims (10)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE201410212561 DE102014212561A1 (en) | 2013-08-21 | 2014-06-30 | Quiet fan for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (3)
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ID=52446957
Family Applications (1)
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DE201410212561 Ceased DE102014212561A1 (en) | 2013-08-21 | 2014-06-30 | Quiet fan for a motor vehicle |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE102014212561A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017134885A1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-08-10 | 株式会社デンソー | Axial-flow blower |
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-
2014
- 2014-06-30 DE DE201410212561 patent/DE102014212561A1/en not_active Ceased
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