DE1503609C3 - Geräuscharmer Axialventilator - Google Patents
Geräuscharmer AxialventilatorInfo
- Publication number
- DE1503609C3 DE1503609C3 DE19651503609 DE1503609A DE1503609C3 DE 1503609 C3 DE1503609 C3 DE 1503609C3 DE 19651503609 DE19651503609 DE 19651503609 DE 1503609 A DE1503609 A DE 1503609A DE 1503609 C3 DE1503609 C3 DE 1503609C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- impeller
- housing
- axial fan
- wing
- housing ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
Links
- 230000003068 static Effects 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen geräuscharmen Axialventilator mit hoher statischer Druckerzeugung,
der einen Gehäusering aufweist, in den ein Teil des Flügelrades hineinragt, so daß das geförderte Medium bereits
im ersten Teil des Flügelrades eine Ablenkung erfährt und das Flügelrad mit einer radialen Strömungskomponente verläßt.
Im Ventilatorenbau ist häufig die Problemstellung gegeben, eine bestimmte Förderleistung unter vorgegebenen
Einbaubedingungen zu erzielen. Die Einbaubedingungen stehen oftmals in Widerspruch zu den strömungsdynamischen
Gesichtspunkten, die für die Ausgestaltung des Ventilators an sich berücksichtigt werden
sollten. So muß beispielsweise beim Bau von Heizungsventilatoren oftmals aus Platzgründen auf das
Anbringen einer Einlaufdüse verzichtet werden. Die Folge ist, daß eine wirbelfreie und geräuscharme Anströmung
nur mehr unter großen Schwierigkeiten ermögicht werden kann.
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden (vgl. DT-PS 14 28 273), unter Vermeidung einer Einlaufdüse die
Wirkung einer solchen durch eine besondere Einbauweise des Flügelrades in das Gehäuse zu erreichen.
Dieser ältere Vorschlag ist dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel des Flügelrades an der Flügelspitze Ausnehmungen
aufweisen, in die ein wulstartiger Teil des Gehäuses hineinragt. Dadurch wird erreicht, daß das zu
fördernde Medium in einem bestimmten Teilbereich des Laufrades axial geführt wird. Anschließend nimmt
die Flügellänge sprunghaft zu, desgleichen erweitert sich das Gehäuse übergangslos. Dadurch wird die axiale
Führung des Mediums aufgehoben, so daß dieses auch in radialer Richtung abströmen kann. Ein derartiger
Axialventilator erwies sich für viele Betriebsfälle hinsichtlich der statischen Druckerzeugung, der Förderleistung
sowie der Geräuschbildung als brauchbar. Inzwischen sind die Anforderungen an Heizungsventilatoren,
vorzugsweise im Automobilbau, noch wesent-Hch erhöht worden, d. h. daß der Ventilator bei gleichen
räumlichen Abmessungen eine noch größere Leistung bringen und noch geräuscharmer sein soll. Diesen Anforderungen
genügen auch nicht die bekannte Ventilatoren gemäß der schweizerischen Patentschrift
1 68 226 und der französischen Patentschrift 13 99 313, und zwar aus folgenden Gründen:
. Bei der Anordnung nach der schweizerischen Patentschrift 1 68 226 ist — in Strömungsrichtung gesehen — eine Gehäuseringverengung vorgesehen, die bekanntlieh zu einer Beschleunigung des geförderten Mediums und damit zu einer Erschwerung der radialen Umlenkung führt Darüber hinaus ist die Flügeltiefe — in axialer Richtung gesehen — unverändert, d. h., daß sie nicht ständig zunimmt.
. Bei der Anordnung nach der schweizerischen Patentschrift 1 68 226 ist — in Strömungsrichtung gesehen — eine Gehäuseringverengung vorgesehen, die bekanntlieh zu einer Beschleunigung des geförderten Mediums und damit zu einer Erschwerung der radialen Umlenkung führt Darüber hinaus ist die Flügeltiefe — in axialer Richtung gesehen — unverändert, d. h., daß sie nicht ständig zunimmt.
Bei der weiterhin bekannten Anordnung nach der französischen Patentschrift 13 99 313 ist das Flügelrad
etwa mittig im Gehäusering so angeordnet, daß er das Flügelrad zu beiden Seiten um ein beträchtliches Maß
überragt. Wenn auch bei dieser Anordnung der Gehäusering — in Strömungsrichtung gesehen — wenigstens
auf einem Teil seiner Innenfläche sich konisch erweitert und der Luftspalt zwischen Gehäusering und Flügelrad
im konisch sich erweiternden Teil konstant gehalten wird, so ist hiermit nur eine verhältnismäßig schwache,
radiale Strömungskomponente erreichbar, die hinsichtlich des Druckes allenfalls nur eine geringfügige Steigerungsrate
ermöglicht.
Mit diesen bekannten Anordnungen läßt sich nicht die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgäbe
lösen, die vor allem in der Schaffung eines Axialventilators, der in gedrängter Bauweise bei geräuscharmem
Lauf einen hohen statischen Druck sowie eine große Förderleistung erzeugen soll, oder vereinfacht
ausgedrückt, daß er bei gleichen räumlichen Abmessungen bekannter Ventilatoren eine noch größere Leistung
erbringen und noch geräuscharmer sein soll. Gemäß der Erfindung wird dies bei einem geräuscharmen
Axialventilator der eingangs erwähnten Art durch ein Flügelrad erreicht, dessen Flügellänge von' der Anströmseite
— in axialer Richtung gesehen — stetig zunimmt, einen sich in Förderrichtung konisch erweiternden
Gehäusering, der sich etwa bis über die halbe Nabenbreite des Flügelrades erstreckt und einen in an sich
bekannter Weise in etwa konstant gehaltenen Luftspalt zwischen Gehäusering und Flügelrad. Im Hinblick auf
eine große radiale Strömungskomponente des zu fördernden Mediums ist es von Vorteil, daß die Wölbung
der Flügel (//5) von der Flügelwurzel bis zur Flügelspitze in an sich bekannter Weise abnimmt. Im Falle der
Verwendung eines Gehäuses mit radialen Austrittsöffnungen ist es zur Verminderung von Umlenkverlusten
und Ablösungserscheinungen und damit zur Vergrößerung der Geräuscharmut vorteilhaft, daß das Gehäuse
doppeltrapezförmig ausgebildet ist. Aus den gleichen Gründen ist es von Vorteil, daß die abgeschrägten
Wände des Gehäuses zu den radialen Austrittsöffnungen führen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindungen werden an einem Ausführungsbeispiel an Hand der
Zeichnung näher erläutert.
F i g. 1 zeigt im Längsschnitt ein Axialflügelrad in einem Gehäuse mit radialen Austrittsöffnungen;
F i g. 2 zeigt die Ansicht des Axialventilators nach
F i g. 1 in Förderrichtung gesehen.
In F i g. 1 ist das Flügelrad mit 1 und das Ventilatorgehäuse
mit 2 bezeichnet. Das Flügelrad 1 setzt sich aus einer Nabe 3 und beispielsweise sieben Flügeln 4 bis 10
zusammen. Die Flügel 4 bis 10 sind so auf der Nabe 3 angeordnet, daß sie sich — in axialer Richtung gesehen
— über die gesamte Flügellänge / nicht überschneiden, d. h. daß in Höhe der Flügelwurzel zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Flügeln (z. B. 7, 8) ein Abstand 11 von mindestens 1 bis 2 mm gegeben ist. Mit Rücksicht
auf eine große Förderleistung und eine hohe statische Druckerzeugung sind die Flügel 4 bis 10 so ausgebildet,
daß die Flügelsehne s — in radialer Richtung gesehen
— von der Flügelwurzel bis zur Flügelspitze stetig zunimmt. Die Flügellänge / nimmt von der Anströmseite
— in axialer Richtung gesehen — ebenfalls stetig zu. In
den verschiedenen Flügelschnittebenen ist die Flügelwölbung f/s so gehalten, daß sie von der Flügelwurzel
bis zur Flügelspitze stetig abnimmt.
Das Gehäuse 2 ist an der Anströmseite mit einer Leitplatte 12 versehen, die in Höhe der äußeren Umgrenzung
des Flügelrades 1 in einer Krümmung in einen Gehäusering 13 übergeht. Der Gehäusering 13
erweitert sich in Förderrichtung gesehen konisch. Die Breite b des Gehäuseringes 13 ist so gehalten, daß sie
etwa ein Viertel bis drei Viertel der Breite bn der Nabe 3 entspricht. Die konusartige Aufweitung des Gehäuseringes
13 ist der Flügellängenänderung Δ Ι angepaßt, d. h., sie ist so gehalten, daß der Luftspalt zwischen Gehäusering
13 und Flügelrad 1 über die gesamte Breite b des Gehäuseringes 13 konstant bleibt. Radial zur Anströmrichtung
gesehen sind an das Gehäuse 2 eine oder mehrere Austrittsöffnungen 14 angebracht. Sind zwei
Austrittsöffnungen 14 um 180° gegeneinander versetzt am Gehäuse 2 angebracht, so besitzt der Gehäuseinnenraum
günstigerweise die Form eines Doppeltrapezes. Die abgeschrägten Wände 15, 16 sind dabei so angeordnet,
daß sie das Fördermedium möglichst verlustlos und wirbelfrei zu den Austrittsöffnungen 14 führen.
Die Neigung der schrägen Wände 15,16 kann, bezogen auf eine der Gehäusehauptachsen, verschieden sein
(wie dargestellt), sie kann aber auch gleich sein. An Stelle einer doppeltrapezförmigen Gehäuseform kann
auch eine in der Ansicht elliptische Gehäuseform mit Vorteil Verwendung finden. Hierfür brauchten lediglich
die abgeschrägten Innenwände 15,16, wie in F i g. 2 mit der strichpunktierten Linienführung angedeutet, mit
einer segmentförmigen Ausnehmung versehen werden. Es ist ersichtlich, daß sich der Erfindungsgedanke nicht
auf eine Gehäuseform beschränkt, wie sie in den F i g. 1 und 2 beispielhaft dargestellt ist. Insbesondere ist die
radiale Anordnung der Austrittsöffnungen 14 nicht erfindungswesentliche Voraussetzung, sondern der Mediumaustritt
kann auch axial erfolgen, wenn auch mit einer erwünschten, starken radialen Strömungskomponente.
Die Wirkungsweise des Axialventilators gemäß der Erfindung ist folgende: Das angesaugte Medium wird
durch den Gehäusering 13 längs eines Teils b der Nabenbreite bn des Flügelrades 1 geführt. Durch die konische
Aufweitung des Gehäuses 13 erfolgt bereits im ersten Teil des Flügelrades 1 eine nahezu verlustlose
und wirbelfreie Ablenkung der Strömung, so daß das Medium das Flügelrad 1 zwar unter Beibehaltung der
axialen Hauptströmungsrichtung, so doch mit einer starken, drucksteigernden radialen Strömungskomponente
verläßt. Gefördert wird dieser Vorgang noch dadurch, daß die Flügelwölbung f/s von der Flügelwurzel
bis zur Flügelspitze stetig abnimmt. Für die Erzielung eines hohen statischen Druckes sowie einer großen
Förderleistung ist es vorteilhaft, daß die Flügelsehne s von der Flügelwurzel bis zur Flügelspitze stetig zunimmt
und das Verhältnis Nabendurchmesser/Flügelraddurchmesser dip größer als 0,5 ist. Die Spaltverluste
sind wegen des geringen Spiels zwischen Gehäusering 13 und Flügelrad 1 (etwa 1 bis 2 mm) gering.
Gleichzeitig werden mit dieser Maßnahme die Ablösungserscheinungen an den Flügelspitzen so weit verringert,
daß damit eine ansonsten sehr unangenehme Geräuschquelle bereits ausgeschaltet ist. Durch den hohen
statischen Druck wird ferner erreicht, daß der Ventilator auch bei starker Drosselung nicht im Abreißgebiet
derp/v-Kennlinie arbeitet, so daß eine weitere störende
Geräuschquelle ausgeschaltet ist. Bei radialer Anordnung der Austrittsöffnungen 14 ist durch die
doppeltrapezartige bzw. elliptische Ausbildung des Gehäuses gewährleistet, daß die Umlenkverluste und Wirbelbildungen
des geförderten Mediums auch nach dem Verlassen des Flügelrades 1 auf ein Minimum verringert
werden. Durch Veränderung des Aufweitungswinkels des Gehäuseringes 13 etwa zwischen 20° und 30p
kann die radiale Strömungskomponente in bestimmten Grenzen vergrößert oder verkleinert werden. Durch
Modellversuche kann die jeweils günstigste Dimensionierung bei gegebenen Gehäuseabmessungen und vorgegebenem
Leistungsprogramm leicht ermittelt werden. Für das vorstehend beschriebene Anwendungsgebiet
bei Heizungsventilatoren hat sich eine Vergrößerung der Flügellänge Δ /von etwa 5 bis 10 mm als vorteilhaft
erwiesen. Die Verbreiterung der Flügelsehne s von der Flügelwurzel bis zur Flügelspitze liegt beim
Ausführungsbeispiel günstigerweise in der Größenordnung von 40 bis 60% der Länge der Flügelsehne an der
Flügelwurzel. An Stelle von Flügeln mit einem Kreisbogenprofil gleicher Dicke könnten auch tragflügelprofilierte
Flügel Verwendung finden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Geräuscharmer Axialventilator mit hoher statischer Druckerzeugung, der einen Gehäusering aufweist,
in den ein Teil des Flügelrades hineinragt, so daß das geförderte Medium bereits im ersten Teil
des Flügelrades eine Ablenkung erfährt und das Flügelrad mit einer radialen Strömungskomponente
verläßt, gekennzeichnet durch ein Flügelrad (1), dessen Flügellänge (I) von der Anströmseite
— in axialer Richtung gesehen — stetig zunimmt, einen sich in Förderrichtung konisch erweiternden
Gehäusering (13), der sich etwa bis über die halbe Nabenbreite (bn) des Flügelrades (1) erstreckt und
einen in an sich bekannter Weise in etwa konstant gehaltenen Luftspalt zwischen Gehäusering (13)
und Flügelrad (1).
2. Axialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung der Flügel (//5) von
der Flügelwurzel bis zur Flügelspitze in an sich bekannter Weise abnimmt.
3. Axialventilator nach Anspruch 1 und 2, mit einem radiale Austrittsöffnungen aufweisenden Gehäuse,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) doppeltrapezförmig ausgebildet ist.
4. Axialventilator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschrägten Wände (15;
16) des Gehäuses (2) zu den radialen Austrittsöffnungen (14) führen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES0097974 | 1965-07-03 | ||
DES0097974 | 1965-07-03 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1503609A1 DE1503609A1 (de) | 1970-07-23 |
DE1503609B2 DE1503609B2 (de) | 1975-07-31 |
DE1503609C3 true DE1503609C3 (de) | 1976-03-11 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2551614C2 (de) | Axial kurzer Axialventilator | |
DE3127214C2 (de) | Diffusor für einen Überschallzentrifugalverdichter | |
DE2540733B2 (de) | Axialgebläse mit Laufschaufeln | |
DE2940650A1 (de) | Axialventilator | |
DE1428273C3 (de) | Flügelrad für einen geräuscharmen Axialventilator | |
DE1453730C3 (de) | Radialkreiselpumpenlaufrad | |
DD288649A5 (de) | Radialventilator | |
DE2414610C3 (de) | Querstromlufter | |
DE1108374B (de) | Einrichtung zur Vermeidung von Sekundaerstroemungen in Schaufelkanaelen von Stroemungsmaschinen | |
DE2135287A1 (de) | Lauf- und leitradgitter fuer turbomaschinen | |
DE102014219058A1 (de) | Radialverdichterlaufrad und zugehöriger Radialverdichter | |
DE1503609C3 (de) | Geräuscharmer Axialventilator | |
DE102008033073B3 (de) | Zentrifugalpumpe | |
DE2160047A1 (de) | Radialgeblaese | |
DE2434397C2 (de) | Radialturbine | |
DE1161481B (de) | Einrichtung zur Stabilisierung der Charakteristik von Kreiselradarbeitsmaschinen mit axialdurchstroemtem Laufrad | |
DE1503609B2 (de) | Geräuscharmer Axialventilator | |
DE1053714B (de) | Leitapparat fuer UEberschall-Radialverdichter | |
DE1945979A1 (de) | Geblaese | |
EP0408956B1 (de) | Flügelrad | |
DE2437001B2 (de) | Radialgeblaese mit rueckwaerts gekruemmten profilierten schaufeln | |
DE633155C (de) | Axialgeblaese oder -pumpe zum Foerdern von Gasen oder Fluessigkeiten | |
DE3731573C2 (de) | Axialrad für einen Axialventilator | |
DE1967321U (de) | Geraeuscharmer axialventilator. | |
DE9100671U1 (de) | Ventilator, insbesondere Rohr- oder Kanalventilator |