DE2354126A1

DE2354126A1 - Radialventilator

Info

Publication number: DE2354126A1
Application number: DE19732354126
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Ing Victor
Original assignee: PHONOTHERM LAERM und ERSCHUETT
Current assignee: PHONOTHERM LAERM und ERSCHUETT
Priority date: 1973-10-29
Filing date: 1973-10-29
Publication date: 1975-04-30

Description

Richard Thienhaus GmbH Blatt 1

6830 Schwetzinge? zur Anmeldung "Radialventilator"

vom 15.. 10. 1973

Radialventilator

Die Erfindung" betrifft einen Radialventilator, dessen Laufrad druckseitig voa einem Schalldämpfer in Form eines Leitrades oder einer daraus abgeleiteten Form umgeben ist.

Radialventilatoren werden für viele Zwecke, insbesondere auch in der Lüftungstechnik, eingesetzt. Die in ihnen erzeugten Geräusche, die vom Luftstrom fortgetragen werden, übersteigen häufig den erträglichen oder zulässigen Lärmpegel, so daß Schalldämpfungsmaßnahmen erforderlich sind. Dafür sind neben den sowohl für Radial- als auch für Axialventilatoren gebräuchlichen Schalldämpf erbauarten, d.h. in der Regel rechtecki/igen oder kreisrunden, mit Schallschluckmaterial ausgestatteten Kanälen, einige Sonderformen bekanntgeworden, die aber hauptsächlich die Dämpfung der Ansauggeräusche zum Gegenstand haben (Auslegeschriften Nr. 1 263 265 und 1 290 292 des Deutschen Patentamtes). Alssaug- und druckseitig schallgedämpfter Ventilator wurde eine Bauart mit parallelen rechteckigen Kanälen der Saug- und Druckseite vorgeschlagen* bei der die Meridiankomponente der Strömung um insgesamt 270° umgelenkt werden muß; dazu kommt noch der Abbau der im Laufrad entstehenden Dral!komponente durch Eintrittsstoß am Anfang des Druckkanals, weil dieser nicht kreisringförmig um den Saugkanal, sondern schlitzförmig nur an zwei Außenseiten des Gerätes angeordnet ist. Die bei dieser Bauart auftretenden Druckverluste sind also erheblich (Gebrauchsmuster 7213 615). Ein weiterer Vorschlag beschreibt einen Dachlüfter, der mittels mehrerer radial zur Lüfterdrehachse angeordneter Kulissenschalldämpfer herkömmlicher Bauart druckseitig schallgedämpft ist (Offenlegungsschrift Nr. 2 200 862 des Deutschen Patentamtes). Da jede einzelne Kulisse - selbst wenn sie genau längs angeströmt wird - einen Druckverlust verursacht, der im allgemeinen größer als der Reibungsverlust im ganzen Kanal ist, treten bei dieser Bauweise wegen der Vielzahl erforderlicher Kulissen, zu denen noch die Seitenwände der Schalldämpfer hinzukommen, große Druckverluste auf, zumal die Kulissen und Wände nur in Ausnahmefällen

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längs, sonst aber schräg angeströmt werden. Andererseits haben Ventilatoren stets nur eine verhältnismäßig geringe Förderhöhe, d.h. bei Verwendung von Schalldämpfern der oben beschriebenen Bauarten treten erhebliche Leistungsverluste auf, die sich in der Minderung des Fördervolumens äußern und durch zusätzliche oder größer dimensionierte Ventilatoren ausgeglichen werden müssen.

Diesem Nachteil begegnet der erfindungsgemäße Radialventilator. Er macht von der Tatsache Gebrauch, daß für übliche Schalldämpferlängen der Reibungsdruckverlust wesentlich kleiner als der Druckverlust durch Eintrittsstoß und Umlenkung ist, indem durch natürliche Angleichung an die Abströmrichtung hinter dem Laufrad Stoß- und Umlenkverluste vermieden oder stark vermindert und somit der gesamte Druckverlust wesentlich verkleinert wird.

Fig. 1 zeigt den Radialventilator im Achsialschnitt durch die Laufradachse und in Seitenansicht. Fig. 2 stellt den achsnormalen Schnitt durch die Mittelebene dar. Der an den Radialventilator, (1) angebaute Schalldämpfer (2) besteht aus zwei parallelen, zur Achse des Laufrades (3) senkrechten und mit Schallschluckstoff ausgestatteten Wänden (4) und (5), die durch leltschaufelförmige Querwände (6) gegeneinander abgestützt sind. In der Regel sind auch die Querwände mit einer Schallschluckausstattung versehen, jedoch kann hierauf bei geringen Dämpfungsanforderungen verzichtet werden. In diesem Fall können die Querwände durch sehr klein gehaltene Abstandshalter ersetzt werden, wodurch der Schalldämpfer die Form eines Leitringes ohne Schaufeln annimmt- Die Querwände werden nach strömungstechnischen Gesichtspunkten gemäß den aus dem Strömungsmaschinenbau bekannten Gesetzmäßigkeiten gestaltet, d.h. vorzugsweise mit Rücksicht auf einen stoßfreien Eintritt und konstanten Drall der Strömung. Hieraus ergibt sich auch, daß die Höhe der Querwände, d.h. die Kanalbreite des Schalldämpfers in der Regel mindestens gleich der Austrittsbreite des Laufrades zu wählen ist. Die aus dem Laufrad austretende Strömung setzt sich also ohne Umlenkung in den Schalldämpfer hinein fort. Falls auf die Querwände. (6) verzichtet wird, entfallen auch die geringen, an ihrer Anströmkante entstehenden Stoßverluste. Man erhält einen

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glatten Leitring., dessen Druckverlust kleiner als der jeder anderen Bauweise.ist. Die radiale Erstreckung der Außenwände (4) und (5) richtet sich nach der erforderlichen Schallpegelsenkung.

Der Schalldämpfer ist Teil.des Ventilatorgehäuses sowie in der Regel Tragkonstruktion für die Lagerung des Antriebsmotors und des Laufrades. Die innere Begrenzung des Schalldämpfers erhält vorzugsweise Kreisquerschnitt und,umfaßt das Laufrad in geringem Abstand. Der .äußere Umriß des Ventilators kann nach praktischen Gesichtspunkten, insbesondere mit Rücksicht auf Anzahl und Anordnung der Querwände, gestaltet werden. Es ist aber stets zu beachten, daß die absolute Strömungsgeschwindigkeit nach außen abnimmt, damit die Strömungsgeräusche des ins Freie austretenden Fördermediums den Effekt des Schalldämpfers nicht beeinträchtigen.

Je nach Anwendungszweck und Kennlinie des Ventilators kann von der Idealform des Leitrades mehr oder weniger abgewichen werden, indem Umlenkverluste zum Teil zugelassen werden, um besonders kompakt zu bauen. Die Stoßverluste lassen sich aber auch hier weitgehend vermeiden durch Ansatz der Querwände in Strömungsrichtung. Auch ohne Schalldämpfer treten an Radialventilatoren ge-: wisse Stoßverluste am Austritt auf, weil auf konstruktiv bedingte Stütz- und Befestigungselemente, die den austretenden Förderstrom einengen, nicht verzichtet werden kann. Die Querwände beeinflussen neben dem Druckverlust auch die Dämpfung. Ihre Anzahl sollte kleiner als die Schaufelzahl des Laufrades sein.

Einen Radialventilator mit gemäß obigen Ausführungen produktionstechnisch vereinfachtem Schalldämpfer zeigen Fig. 3 im Längsschnitt bzw. in Seitenansicht und Fig. 4 im Querschnitt normal zur Drehachse des Laufrades. Für das gezeichnete Beispiel ist angenommen, daß die Radaustrittsströmung 30° gegen die Umfangsrich tung geneigt ist. Das Laufrad (3) ist in üblicher Weise fliegend gelagert auf der Welle des Motors (7), der sich über ein Befestigungsblech (8) auf den Schalldämpfer abstützt. Als Wetter- und Schallschutz dient eine Abdeckhaube (9). Im Bedarfsfall können zusätzlich Umlenkschaüfeln (10) angeordnet werden, deren Krümmung

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je nach Umlenkung des jeweiligen Stromfadens verschieden zu wählen ist. Die Verzögerung der Strömung wird im gezeichneten Beispiel durch eine Kanalerweiterung erreicht, die zwecks Vermeidung von Grenzschichtablösung und dadurch bedingten Druckverlusten 8° Erweiterungswinkel nicht überschreiten soll. Eine entsprechende Erweiterung ist auch an den Wänden (4) und (5) möglich, aber in der Regel nicht erforderlich.

In Fällen extrem großer Laufradbreite kann es aus schalltechnischen Gründen erforderlich sein, eine Mittelwand zwischen die parallelen Begrenzungswände (4) und (5) des Schalldämpfers zu setzen. Hieraus ergibt sich zwangsläufig ein Stoßverlust, der aber bei großen Ventilatoren leichter als bei kleinen zu verkraften ist.

Der Schalldämpferteil des Ventilators kann auch mit einem eigenen Gehäuse ausgerüstet werden und eignet sich dann zum nachträglichen Anbau an vorhandene Radialventilatoren. Dabei muß eine Anpassung an vorhandene Konstruktionen vorgenommen werden, woraus sich im allgemeinen ein größerer Abstand des Schalldämpfers vom Laufrad und eine andere Querschnittsform der Aussparung ergeben. Die Querwände des Schalldämpfers werden dann mit Vorteil so angeordnet, daß ihre Anströmkanten in Strömungsrichtung hinter den Stützen der Laufrad-Tragkonstruktion liegen.

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Claims

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P atentansp rücke :

/l./Radialventilator (1) mit druckseitig angeordnetem Schalldämpfer (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfer das Laufrad (3) des Ventilators, nach Art eines Leitrades oder Leitringes umgibt.
2. Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Breite des leitrad- oder leitringförmigen Schalldämpfers mindestens gleich der Austrittsbreite des Laufrades ist.
3. Radialventilator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände (6) des Schalldämpfers nahe am Laufradumfang in Richtung der Radaustrittsströmung beginnen und nach außen in Form von Leitschaufeln verlaufen.
4. Radialventilator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilatorgehäuse zugleich Tragkonstruktion für das Laufrad und den Antriebsmotor sowie Schutzgehäuse für den Schalldämpfer ist.
5. Radialventilator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Inkaufnahme geringfügiger Strömungsumlenkung eine sehr kompakte und fertigungsgerechte Bauform, beispielsweise mit quadratischem Grundriß und vier Querwänden erzielt wird.
6. Radialventilator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Umlenkung hinter dem Laufrad stetig erweiterte Kanäle mit einem Erweiterungswinkel von max. 8° anschließen.
7. Radialventilator nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Schalldämpfer auf Querwände in Eorm von Leitschaufeln verzichtet wird.

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8. Radialventilator nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er mit geringem Aufwand auch nachträglich aus einem herkömmlichen Ventilator und dem hier beschriebenen Schalldämpfer aufgebaut werden kann, indem am Innenrand des Schalldämpfers, der normalerweise kreisförmigen Querschnitt hat und das Laufrad eng umschließt, Aussparungen zur Aufnahme der vorhandenen Tragkonstruktion für Motor und Laufrad angeordnet sind.
9. Radialventilator nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei großer Austrittsbreite des Laufrades (3) zwischen die Außenwände (.4) und (5) eine dazu parallele, schallschluckende Zwischenwand mittig angeordnet wird.

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