DE19604638A1 - Ventilator-Laufrad - Google Patents
Ventilator-LaufradInfo
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- 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
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/38—Blades
- F04D29/384—Blades characterised by form
-
- 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
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
- F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/682—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps by fluid extraction
-
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- F04D29/684—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps by fluid injection
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventilator-Laufrad mit meh
reren an einer gemeinsamen Nabe befestigten, sich im wesent
lichen radial davon erstreckenden Flügeln. Solche Ventilator-Laufräder
sind allgemein bekannt.
Bei den bekannten Ventilator-Laufrädern sind die Flügel im
wesentlichen flächenförmige Gebilde aus Schmiedeteilen, Blechen
oder gespritzten Kunststoffen, je nach Größe, Leistung und Aus
führungsart des Ventilators. Sie haben eine geschlossene Flü
gelfläche, deren Anstellwinkel gegenüber einer Radialebene in
aller Regel mit zunehmendem Abstand von der Nabenachse abnimmt.
Ventilatoren machen bekanntlich Geräusche. Das Motorengeräusch
ist dabei gewöhnlich vernachlässigbar. Dominant sind die Wind
geräusche, die vom Laufrad hervorgerufen werden. Ursächlich
hierfür sind vor allem Wirbel, die an den Flügelkanten durch
einen Strömungsabriß entstehen. Diese Wirbel haben einen nach
teiligen Einfluß auf die Leistung des Ventilators.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventilator-Lauf
rad der eingangs genannten Art anzugeben, das eine gegenüber
Ventilator-Laufrädern vergleichbarer Größe gesteigerte Leistung
aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen
stand der Unteransprüche.
Es ist dementsprechend ein besonderes Merkmal der Erfindung,
daß die Flügel des Laufrades jeweils aus mehreren in Umlauf
richtung hintereinander in geringem gegenseitigen Abstand ange
ordneten Lamellen bestehen, die jeweils eine dem Profil eines
Flugzeugflügels vergleichbare Querschnittsprofilierung mit
einer verrundeten Nase an der Anströmkante und einem spitzwin
kelig zulaufenden Ende an der Abströmkante aufweisen. Aus Sta
bilitätsgründen sind die Lamellen an ihrem der Nabe fernen Ende
miteinander verbunden und bilden dort einen geschlossenen
Außenrand des jeweiligen Flügels.
In vorteilhafter Weise sind die Anstellwinkel der einzelnen
Lamellen jedes Flügels derart gewählt, daß ihre Hinterkanten in
einer virtuellen Hüllfläche liegen, die sich an die einen Sei
ten aller Lamellen eines Flügels anschmiegt. Die in Anström
richtung liegenden Nasen der Lamellen liegen dann, mit Ausnahme
der in Anströmrichtung ersten Lamelle, jeweils quasi im Wind
schatten der vorangehenden Lamellen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unterans
prüche, auf die an dieser Stelle verwiesen werden soll.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den
Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ventilator-Laufrad mit den
Merkmalen der Erfindung,
Fig. 2 einen im Maßstab 2 : 1 vergrößerten Schnitt längs der
Linie A-A von Fig. 1, und
Fig. 3 eine Nabe mit einem einzelnen, daran angebrachten
Flügel.
Man erkennt in Fig. 1 ein Ventilator-Laufrad mit einer Nabe 1
und im dargestellten Beispiel sieben Flügeln 2, die sich im
wesentlichen radial von der Nabe 1 erstrecken und etwa sichel
förmige Gestalt aufweisen. Dabei ist, wie aus der Zeichnung zu
erkennen ist, der mittlere Bereich jedes Flügels gegenüber sei
nem Fußbereich, an dem der Flügel an der Nabe 1 angebracht ist,
verbreitert. An den freien Enden weisen die Flügel 2 eine Kon
tur auf, die einem Umfangskreis um das Laufrad angenähert ist.
Gemäß Fig. 1 besteht jeder Flügel 2 aus drei Lamellen 2a, 2b
und 2c, die im Fußbereich des Flügels 2 nahe der Nabe 1 mitein
ander verbunden sind und die ferner an ihrem der Nabe 1 fernen
Ende miteinander verbunden sind, was der Verbesserung der Sta
bilität dient. Die Lamellen sind in engem gegenseitigem Abstand
unter Ausbildung von Schlitzen 3 angeordnet, wie aus Fig. 1 zu
erkennen ist, und sie sind im äußeren Drittel ihrer radialen
Erstreckung durch die Schlitze 3 überspannende schlanke Stege 4
miteinander verbunden, um die Stabilität zu erhöhen.
Wie Fig. 2 als Schnittdarstellung längs der Linie A-A von Fig.
1 zeigt, weisen die Lamellen 2a, 2b und 2c ein Querschnittspro
fil auf, das etwa dem eines schlanken Flugzeugflügels ent
spricht, d. h. sie haben eine verrundete Nase 5 an ihrer An
strömkante und ein spitzwinkelig zulaufendes Ende 6 an ihrer
Abströmkante. Wie Fig. 2 ferner zeigt, haben die einzelnen
Lamellen unterschiedliche Anstellwinkel gegenüber einer Radial
ebene, wobei die einen Seiten der Lamellen in einer gemein
samen, kontinuierlichen, gebogenen Hüllfläche liegen, während
die Nasen 5 gegenüber dieser Hüllfläche versetzt sind. So lie
gen die Nasen 5 der Lamellen 2b und 2c jeweils quasi im Wind
schatten der Lamellen 2a bzw. 2b. Die Laufrichtung des Venti
lator-Laufrades ist in Fig. 1 durch den Pfeil A dargestellt.
Die Fußbereiche der Flügel 2 sind gemäß Fig. 1 vorzugsweise so
gestaltet, daß die Anströmkante eines Flügels im Fußbereich und
die Abströmkante des benachbarten Flügels in dessen Fußbereich
in einer gemeinsamen, zur Nabenachse O parallelen geraden Linie
liegen, wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar ist. In Achsrich
tung gesehen erscheint es daher so, als stießen die Flügelfüße
aneinander an.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Nabe mit
Flügel mit den Merkmalen der Erfindung. Es sind allein Gründe
der Übersichtlichkeit und Einfachheit der Darstellung, daß in
Fig. 3 nur ein Flügel gezeigt ist, doch versteht sich, daß in
Wirklichkeit die Nabe mit mehreren, in gleichmäßiger Verteilung
um ihren Umfang angeordneten Flügeln versehen ist, wovon in
Fig. 3 der Fußgrundriß eines weiteren Flügels dargestellt ist.
Man erkennt, daß der Flügel 2 in seinem Fußbereich nahe der
Nabe 1 einen relativ steilen Anstellwinkel gegen eine Rota
tionsebene hat, der mit zunehmendem Abstand von der Achse O der
Nabe 1 flacher wird. Man erkennt ferner sehr deutlich die
Gestaltung des Flügels 2 aus drei miteinander im Fuß- und End
bereich des Flügels ineinander übergehenden Lamellen 2a, 2b und
2c und die schlanken Stege 4, die die Lamellen im Bereich der
Schlitze 3 miteinander verbinden, um die Stabilität des Flügels
2 zu vergrößern. Ferner zeigt die Fig. 3 schematisch die schon
angesprochene Verteilung der Flügel 2 an der Nabe 1. Man sieht
aus dem Grundriß des dem gezeichneten Flügel 2 benachbarten
Flügels, daß die Anströmkante eines Flügels und die Abström
kante des jeweils benachbarten Flügels in einer zur Nabenachse
o parallelen geraden Mantellinie der Nabe liegen.
Versuche mit dem erfindungsgemäßen Ventilator-Laufrad haben
ergeben, daß dieses bei gleicher Leistungsaufnahme eines
antreibenden Motors (nicht dargestellt) eine größere Luftmenge
fördert, als ein bekanntes Ventilator-Laufrad, und daß bei
gleichen Drehzahlen das erfindungsgemäße Laufrad weniger
Geräusch entwickelt, als ein gleich großes konventionelles
Laufrad. Dies spricht dafür, daß die vorerwähnte Wirbelbildung
mit ihren nachteiligen Eigenschaften vermindert ist.
Wie die Zeichnungen, insbesondere Fig. 2, zeigen, sind die Flü
gel 2 des neuen Ventilator-Laufrades relativ dünn, d. h. sie
sind im wesentlichen flächige Gebilde, wobei die Querschnitte
der Lamellen in einer Zylinderebene um die Achse O der Nabe 1
eine im Vergleich zur Dicke große Länge aufweisen. Im darge
stellten Beispiel entspricht an der Schnittebene A beispiels
weise die Länge des Querschnitts einer Lamelle etwa dem 10- bis
12-fachen von deren Dicke.
Die sichelförmige Gestalt sowohl der Anströmkante als auch der
Abströmkante eines jeden Flügels 2, wie aus Fig. 1 ersichtlich,
begünstigt die aerodynamischen Eigenschaften des Flügels. Strö
mungsabrisse und die davon hervorgerufene Wirbelbildung werden
dadurch minimiert.
Im dargestellten Beispiel ist die Drehrichtung des Laufrades so
angegeben, daß die konkave Flügelkante, von der Luft angeströmt
wird. Für einen sichelförmig gestalteten Flügel ist dieses
ungewöhnlich. Diese Flügelgestaltung in Kombination mit der
gewählten Drehrichtung hat sich als besonders aerodynamisch
vorteilhaft erwiesen.
Claims (7)
1. Ventilator-Laufrad mit mehreren an einer gemeinsamen Nabe
befestigten, sich im wesentlichen radial davon erstreckenden
Flügeln, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel (2) aus
mehreren in Umlaufrichtung hintereinander in geringem gegensei
tigem Abstand angeordneten Lamellen (2a, 2b, 2c) besteht, die an
ihrem der Nabe (1) fernen Ende miteinander verbunden sind und
die jeweils eine dem Profil eines Flugzeugflügels vergleichbare
Querschnittsprofilierung mit einer verrundeten Nase (5) an der
Anströmkante und einem spitzwinkelig zulaufenden Ende (6) an
der Abströmkante aufweisen.
2. Ventilator-Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anstellwinkel der einzelen Lamellen (2a, 2b, 2c) jedes
Flügels (2) derart gewählt sind, daß ihre Hinterkanten in einer
virtuellen Hüllfläche liegen, die sich an die einen Seiten
aller Lamellen (2a, 2b, 2c) anschmiegt.
3. Ventilator-Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder Flügel (2) eine im wesentlichen sichelför
mige Gestalt mit einer Verbreiterung im mittleren Abschnitt
aufweist.
4. Ventilator-Laufrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abströmkanten der Lamellen (2a, 2b, 2c) in ihrem
äußersten Drittel einem dem Laufrad gemeinsamen Umfangskreis
angenähert sind.
5. Ventilator-Laufrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder Flügel (2) in einer um die Nabenachse (O)
verlaufenden zylindrischen Schnittfläche eine bogenförmige
Gestalt aufweist.
6. Ventilator-Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2a, 2b, 2c) wenigstens
einmal längs ihrer Längserstreckung miteinander durch Stege (4)
verbunden sind.
7. Ventilator-Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmkante (5) eines Flügels
an seinem an der Nabe angebrachten Fuß und die Abströmkante des
benachbarten Flügels an dessen an der Nabe angebrachten Fuß in
einer gemeinsamen, zur Nabenachse (O) parallelen geraden Linie
liegen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19604638A DE19604638A1 (de) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Ventilator-Laufrad |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19604638A DE19604638A1 (de) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Ventilator-Laufrad |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19604638A1 true DE19604638A1 (de) | 1997-08-14 |
Family
ID=7784889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19604638A Withdrawn DE19604638A1 (de) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Ventilator-Laufrad |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19604638A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0980979A1 (de) * | 1998-01-08 | 2000-02-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Luftzufuhrvorrichtung |
GB2455095A (en) * | 2007-11-28 | 2009-06-03 | Rolls Royce Plc | Gas turbine engine blade arrangement |
CN107288927A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-10-24 | 苏州欧比特机械有限公司 | 一种风扇叶轮 |
CN111417786A (zh) * | 2017-12-05 | 2020-07-14 | 富士通将军股份有限公司 | 螺旋桨式风扇 |
-
1996
- 1996-02-08 DE DE19604638A patent/DE19604638A1/de not_active Withdrawn
Cited By (9)
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US8282357B2 (en) | 2007-11-28 | 2012-10-09 | Rolls-Royce Plc | Turbine blade |
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CN111417786B (zh) * | 2017-12-05 | 2021-10-08 | 富士通将军股份有限公司 | 螺旋桨式风扇 |
US11187237B2 (en) | 2017-12-05 | 2021-11-30 | Fujitsu General Limited | Propeller fan |
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |