DE3001598A1

DE3001598A1 - Radialventilator

Info

Publication number: DE3001598A1
Application number: DE19803001598
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dr.-Ing. 5440 Mayen Haase
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-17
Filing date: 1980-01-17
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE3001598C2

Description

Dr.-Ing. Dietrich Haase
Habsburgring 90
544 Mayen

Radialventilator

Die Erfindung betrifft einen Radialventilator mit einfach gekrümmter Außenwand (Zarge)/ die von der Nase aus in Drehrichtung gesehen zunächst als Außenspirale ausgebildet ist
und sich anschließend in Form einer Innenspirale dem Laufrad
wieder nähert und an diesem kurz vor dem Druckstutzen tangentail vorbeigeführt wird.

Radialventilatoren bzw. Radialgebläse dieser Art sind aus den deutschen Patentschrift 18 08 829 und 21 60 047 bekannt und
zeichnen sich dadurch aus, daß mit ihnen hohe Drücke zu erzeugen sind, weil das geförderte Medium das Laufrad nacheinander radial und quer durchströmt. Die dabei auftretenden Geräusche sind in vielen Fällen mit den in den letzten Jahren stark gestiegenen Anforderungen an Geräuscharmut nicht mehr vereinbar.

Es ist bekannt, daß man bei Radialventilatoren üblicher Bauart durch relativ geringe Vergrößerung des Abstandes von Nase und Laufrad eine merkliche Geräuschminderung ohne wesentliche Beeinträchtigung der Ventilatorleistung erzielen kann. Wendet man dieses Verfahren bei Radialventilatoren an, bei denen das Laufrad radial und quer durchströmt wird, kommt es zu starken Leistungs-

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einbüßen, weil bei der Erhaltung des Strömungsgleichgewichts die Nase hier eine wesentliche Steuer funktion hat.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Radialventilator zur Erzeugung hoher Drücke bei geringer Geräuschbildung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Abstand der Nase vom Laufrad 50 bis 60 % des Laufradradius beträgt und in der Außenspirale mindestens eine Leitfläche angebracht ist, die das Laufrad in einem Winkelbereich von 60 bis 70 Grad umgibt, beginnend im Bereich der Nase.

Es ist aus der DE-PS 21 60 047 bekannt, daß ein gerkümmter Leitkörper auf der dem Druckstutzen abgewandten Seite des Laufrades angeordnet ist, wobei die konkave Seite des Leitkörpers einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner als der Außenradius des Laufrades ist und der maximale Abstand der konkaven Seite des Leitkörpers von dem Außenumfang des Laufrades etwa gleich der radialen Länge des Schaufelkranzes ist. Dieser gekrümmte Leitkörper wird in Weiterbildung der Erfindung durch eine im Bereich des Überganges von der Außenspirale zur Innenspirale angebrachte Leitfläche ersetzt, die einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner als der Außenradius des Laufrades ist und deren maximaler Abstand vom Außenumfang des Laufrades etwa gleich der radialen Länge des Schaufelkranzes ist; der geringste Abstand der Leitfläche vom Laufrad im Bereich der Außenspirale beträgt vorzugsweise 30 % des Laufradradius und die konvexe Seite der Leitfläche bildet zusammen mit der Zarge einen im Bereich der Außenspirale sich in Drehrichtung leicht erweiternden Kanal.

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Die zur Achse des Laufrades parallele Achse des Saugstutzens ist vorteilhaft in der Richtung verschoben, die der Stelle abgewandt ist, an der das Gehäuse tangential am Laufradumfang vorbeigeführt wird. Die Saugstutzen ist dabei am Anschluß an die Gehäusewand als 45-Grad-Knie ausgebildet, das im Schnittpunkt seiner Rohrachsen parallel zur Gehäusewand abgeschnitten ist und dessen Umlenkung auf den Druckstutzen weist. Die Ausbildung des Saugstutzens als 45-Grad-Knie ergibt besonders günstige Einströmbedingungen bei geringstem konstruktivem Aufwand.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist eine merkliche Verringerung der Ventilatorgeräusche, die vor allem dadurch entstehen, daß bei endlicher Schaufelzahl die Geschwindigkeitsverteilung am Laufradumfang bereits im Bereich eines durch zwei benachbarte Schaufeln gebildeten Schaufelkanals ungleichmäßig ist, wodurch an kritischen Stellen der feststehenden Leitvorrichtungen, etwa an der Nase der Außenspirale, periodische Ablösungserscheinungen auftreten können, deren Frequenzen oft im Hörbereich liegen. Diese bezüglich der Geräuschbildung kritischen Stellen der Leitvorrichtungen sind bei der Ausführung gemäß der Erfindung alle so weit vom Laufradumfang entfernt, daß auf dem Wege vom Laufrad bis dorthin bereits eine weitgehende Vergleichmäßigung der Strömung stattgefunden hat. Insbesondere kommt man bei der Anordnung gemäß der Erfindung ohne Leitvorrichtungen im Bereich innerhalb des Schaufelkranzes aus, wodurch von vornherein eine entscheidene Geräuschquelle entfällt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung entsteht dadurch, daß durch die stabilisierende Wirkung der Leitflächen in der Spriale mit zunehmender Drosselung bei abnehmendem Durchsatz der Druck im Druckstutzen vom Betriebspunkt aus langsam, aber stetig ansteigt. Die Förderung ist also bis zur Nullförderung völlig stabil.

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Vergleicht man den Ventilator gemäß der Erfindung mit einem konventionellen Radialventilator, so zeigen sich u.a. folgende Vorteile der Erfindung: Sind bei beiden Typen Volumen und Drücke gleich, so ist das Bauvolumen des Ventilators gemäß der Erfindung kleiner. Hierzu trägt auch die raumsparende Ausführung der Stabilisierung mittels der Leitfläche im Bereich des Übergangs von der Außenspirale zur Innenspirale bei. Die benötigte Umfangsgeschwindigkeit ist beim Ventilator gemäß der Erfindung kleiner und schon aus diesem Grunde ist hier die Geräuschentwicklung geringer. Dies ist z.B. für Komfortanlagen bedeutsam.

Haben die beiden verglichenen Ventilatortypen bei gleichem Durchsatz die gleiche Umfangsgeschwindigkeit, so erzeugt der Ventilator gemäß der Erfindung einen höheren Druck. Das ist z.B. wichtig, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades aus Gründen der Festigkeit begrenzt ist, etwa bei Laufrädern aus Kunststoff oder bei Laufrädern aus Metall bei heißen Gasen, wo die Festigkeit wegen der hohen Temperatur nachläßt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den zur Laufradachse senkrechten Querschnitt eines Radialventilators,

Fig. 2 einen Schnitt längs AB in Fig. 1 .

Ein Laufrad 1 mit einem Schaufelkranz 2 ist zwischen einer vorderen Gehäusewand 3 und einer hinteren Gehäusewand 4 eines Spiralgehäuses angeordnet,das sich von einer Nase 5 an in Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn zunächst als Außenspirale 6 entwickelt, nach 120 Grad Drehung, bezogen auf die Laufradachse, in eine Innenspirale 7 übergeht, die nach weiteren 130 Grad

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Drehung an einer Stelle 8 in eine Tangente an das Laufrad 1 mündet, die den Beginn eines Druckstutzens 9 darstellt. Ein Saugstutzen 10 steht senkrecht auf der Gehäusewand 3 und bildet mit einem Zwickel 11 ein abgeschnittenes 45-Grad-Knie, das eine Umlenkung in Richtung auf den Druckstutzen 9 hin bewirkt.

Der Abstand der Nase 5 vom Laufrad 1 beträgt 56 % des Laufradradius. Eine Leitfläche 12 beginnt in der Mitte der kürzesten Verbindungsstrecke zwischen Nase 5 und Laufrad 1 und verläuft nahezu prallel zur Außenspirale 6 in einem Drehbereich von 66 Grad bezogen auf die Laufradachse. Eine Leitfläche 13 bildet mit den Spiralen 6 und 7 einen Kanal 14, der sich im Bereich der Außenspriale 6 in Drehrichtung leicht erweitert. Der Abstand der Vorderkante 15 der Leitfläche 13 vom Laufrad 1 beträgt 30 % des Laufradradius.

Das geförderte Medium tritt in den Saugstutzen 10 ein und strömt im Bereich der Leitfläche 12 durch den Schaufelkranz 2, wird durch den Kanal 14 nochmals in das Laufrad 1 geleitet und verläßt den Ventilator durch den Druckstutzen 9 bis auf einen Anteil, der mit Hilfe der Leitfläche 12 in den Kanal 14 geleitet wird. Die Leitfläche 13 stabilisiert mit ihrer konkaven Seite die Umkehr der Strömungsrichtung im Schaufelkranz 2.

Eine Geräuschentwicklung an der Nase 5 wird durch den großen Abstand zum Laufrad 1 vermieden. Auch die Leitfläche 12 hat noch einen großen Abstand vom Laufrad 1, außerdem ist in ihrem Bereich die Strömung nicht so energiereich wie im Druckstutzen Dies gilt auch für die Kante 15 der Leitfläche 13, so daß alle Quellen einer auf periodischer Ablösung an den Leitvorrichtungen beruhenden Geräuschbildung vermieden sind.

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L e e r s e i t e

Claims

DIPL.-ING. HANb W. GROEMXG _

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PATENTANWALT

H 50-3

Patentansprüche

.) Radialventilator mit einfach gekrümmter Außenwand (Zarge) , die von einer Nase aus in Drehrichtung gesehen zunächst als Außenspirale ausgebildet ist und sich anschließend in Form einer Inn--nspirale einem Laufrad wieder nähert und an dieseiri kurz vor einem Druckstutzen tangential vorbeigeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Nase (5) vom Laufrad (1) 50 % bis 60 % des Laufradradius beträgt und in der Außenspirale (6) mindestens eine Leitfläche (12) angebracht ist, die beginnend im Bereich der Nase (5), das Laufrad (1) in einem Winkelbereich von 60 bis 70 Grad umgibt.
2. Radialventilator nach Anspruch 1, mit einer einem Druckstutzen gegenüberliegenden Leitvorrichtung, die einen Krümmungsradius aufweist, der kleiner als der Außenradius des Laufrades ist und deren maximaler Abstand vom Außenumfang des Laufrades etwa gleich der radialen Länge des Schaufelkranzes ist, dadurch gekennzeichnet, daß der geringste Abstand der als Leitfläche

(13) ausgebildeten und im Bereich des Übergangs von der Außenspirale zur Innenspirale angebrachten Leitvorrichtung vom Laufrad (1) im Bereich der Außenspirale (6) vorzugsweise 30 % des Laufradradius beträgt und daß die konvexe Seite der Leitfläche (13) zusammen mit der Zarge einen im Bereich der Außenspirale (6) sich in Drehrichtung leicht erweiternden Kanal

(14) bildet.

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SIEBERTSTn. 4= · 8000 MÜNCHEN' 86 · POB 8G03-10 · KABEL: RHEIXPATEN'T · TEL. (OSO) 471079 · TELEX 3-33

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3. Radialventilator nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Saugstutzen, dessen zur Achse des Laufrades parallele Achse in der Richtung verschoben ist, die der Stelle abgewandt ist, an der das Gehäuse tangential am Laufradumfang vorbeigeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugstutzen (10) am Anschluß an die Gehäusewand (3) als 45-Grad-Knie ausgebildet ist, das im Schnittpunkt seiner Rohrachsen parallel zur Gehäusewand (3) abgeschnitten ist und dessen Umlenkung auf den Druckstutzen (9) weist.

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