DE3137114C2 - - Google Patents
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- F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
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Description
Die Erfindung betrifft ein Axialgebläserad gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Axialgebläserad ist aus der FR-PS 11 83 713
bekannt, die sich offensichtlich mit dem Lüfterrad eines
konventionellen Tisch-Ventilators befaßt, wobei das
Lüfterrad aus Weichplastik hergestellt ist. Dabei enden
die sich verjüngenden Flügelspitzen auf einem umlaufenden
nachgiebigen Ring, der einen sehr geringen Durchmesser hat
und allein dem Zweck dient, die eigens zu diesem Zweck in
axialer Richtung abgewinkelten Flügelenden nach Art eines
Spannbandes zusammenzuhalten.
Aus der US-PS 22 69 287 ist ferner ein Axialgebläserad
bekannt, bei dem jeder Flügel so ausgebildet ist, daß
seine Vorderkante in Laufrichtung des Flügels bezüglich
der Achse der Nabe gekrümmt ist, wobei jeder Flügel
außerdem eine Spitze besitzt, die in Laufrichtung vorsteht
und außerdem derart gekrümmt bzw. in axialer Richtung
abgebogen ist, daß sie sich in Richtung der Nabenachse
erstreckt, und zwar in der Richtung, in der die Luft
verdrängt werden soll. Bei dem bekannten Axialgebläserad
ist kein Deckband vorhanden, so daß die Flügelspitzen
freie Flügelenden bilden, wobei jeweils nur das äußerste
Ende eine sehr schwache Vorwärtskrümmung aufweist, während
längs des überwiegenden Teils des äußeren Flügelrandes
keine derartige Vorwärtskrümmung vorhanden ist.
Aus der US-PS 14 41 852 ist ferner ein Axialgebläserad
bekannt, welches in radialer Richtung geradlinig nach
außen verlaufende Flügel besitzt, deren äußere Enden in
der Mitte mit einem zur Nabe konzentrischen Band verbunden
sind, welches als gerolltes, ringförmiges Bauteil aus
einem einstückigen Stahlblech ausgebildet ist, aus dem
auch die Flügel ausgestanzt sind. Ferner sind die Flügel
bei dem bekannten Axialgebläse quer zu ihrer
Längsmittelachse gewölbt und bezüglich der Ebene des
Bandes bzw. Ringes mit einem Anstellwinkel geneigt, der
zwischen Nabe und Wand in Richtung auf den Rand ansteigt.
Äußere Stützringe werden gelegentlich auch bei
Raumventilatoren verwendet, wie dies in der US-PS
8 18 804 beschrieben ist. Gemäß dieser Patentschrift dient
der äußere Ring jedoch der Halterung von Flügeln, die aus
einem flexiblen Material bestehen und zwischen der Nabe
und dem Ring aufgehängt sind.
Bei Kraftfahrzeugen ist ein Gebläse häufig hinter einem
Wärmeaustauscher angeordnet, wo es Luft vom Wärmeaustauscher
ansaugt. Dabei ist einerseits der Wirkungsgrad des
Gebläses wichtig, da der Wärmeaustauscher durch einen stärkeren
Luftstrom wirksamer gekühlt wird. Andererseits ist
auch die Geräuschentwicklung des Gebläses ein sehr wichtiger
Faktor. Dies gilt besonders für Fahrzeuge, bei denen
das Gebläse nach dem Abschalten des Motors weiterlaufen
kann oder bei denen andere Geräuschquellen zielstrebig so
weit gedämpft sind, daß die lautesten Geräusche vom Gebläse
kommen.
Übliche Kraftfahrzeuggebläse haben, wie die meisten Raumlüfter,
Flügel, die mit ihrem inneren Ende an einer Nabe befestigt
sind, die von einer drehbaren Welle angetrieben
wird. Dabei sind die Flügel üblicherweise gerade, d. h.
nicht gekrümmt, während die Flügeltiefe bzw. Blattiefe relativ
gleichmäßig um eine radiale Mittellinie der Flügel
verteilt ist. Weiterhin ist eine gerade Mittellinie vorhanden.
Die Gebläseflügel sind außerdem mit einem gewissen Anstellwinkel
angeordnet, um bei laufendem Gebläse die Luft
in axialer Richtung zu fördern. Dabei sind die Flügel häufig
aus Metallblech gestanzt und können, außer daß sie unter
einem Anstellwinkel angeordnet sind, auch in gewissem
Umfang gewölbt sein. Außerdem können die äußeren Flügelenden
gemäß der eingangs erwähnten US-PS 14 41 882 von einem
dünnen Ring umgeben sein, mit dem die Flügel über dünne
Streifen verbunden sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Axialgebläserad anzugeben,
welches in einer turbulenten Luftströmung mit geringerer
Geräuschentwicklung arbeitet als übliche Axialgebläseräder entsprechender
Größe und mit ähnlicher Funktion.
Diese Aufgabe wird durch ein gattungsgemäßes Axialgebläse
gelöst, welches gemäß der Erfindung durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet
ist.
Ein besonderer Vorteil des Gebläserades gemäß der Erfindung
besteht darin, daß es einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist,
da gegenüber einem üblichen Gebläserad mit gleicher
Antriebsleistung eine erhöhte Druckdifferenz aufgebaut
werden kann. Andererseits kann dieselbe Förderleistung
wie bei üblichen Gebläserädern mit geringerer Antriebsleistung
erreicht werden.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Gebläserades besteht ferner
darin, daß eine Rezirkulation zwischen der Druckseite und
der Saugseite weitgehend vermieden wird.
Weiterhin ist es ein Vorteil des Gebläserades gemäß der Erfindung,
daß es einfach aufgebaut, mechanisch stabil, vergleichsweise
leicht und kostengünstig herzustellen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist ein leise laufendes Axialgebläserad, welches besonders
für die Verwendung in einer turbulenten Luftströmung geeignet
ist, einen Satz von Flügeln auf, deren Fußteile jeweils
an einer Nabe befestigt sind und deren äußere Enden
an einem Deckband, d. h. einem ringförmigen Band, befestigt sind, welches gegenüber
der Nabe zumindest im wesentlichen konzentrisch angeordnet
ist. Die Flügelspitzen sind dabei an dem Band kontinuierlich
auf ihrer vollen Breite befestigt. Außerdem
definiert das Band einen sich ändernden Querschnitt, so daß
ein Luftkanal geschaffen wird, der sich in Richtung der
Luftströmung durch das Gebläserad verjüngt bzw. verengt.
Die Flügel des erfindungsgemäßen Gebläserades sind dabei
stark nach vorn, d. h. in Laufrichtung, gekrümmt, derart, daß
die Mittellinie der äußeren Hälfte jedes Flügels, d. h. angrenzend
an das Band, winkelmäßig gegenüber der Mittellinie des Flügelfußes
mindestens um die Hälfte des Winkelabstandes zwischen
benachbarten Flügeln versetzt ist. Außerdem haben
die Flügel einen Anstellwinkel, der sich als Funktion des
Flügelradius ändert, insbesondere derart, daß der Anstellwinkel
der Flügel gegenüber der Laufebene des Flügelrades
mit dem Flügelradius zumindest auf den äußeren
30% des Flügels zunimmt.
Vorzugsweise haben die Flügel eine gewölbte Tragflügelform,
um die Geräuschentwicklung zu verringern und einen maximalen
Luftdurchfluß zu erreichen. Weiterhin sind die Nabe,
die Flügel und das Band vorzugsweise als ein einziges
einstückiges Bauteil, insbesondere als Spritzteil aus
Kunststoffmaterial, ausgebildet. Das Axialgebläserad kann dabei
außerdem eine Ummantelung aufweisen, die im wesentlichen
von einer Quelle für einen turbulenten Luftstrom,
beispielsweise von einem Kraftfahrzeug-Wärmeaustauscher,
bis zur Saugseite des Gebläses reicht. Die Ummantelung ist
dabei vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, daß eine
Rezirkulation von Luft von der Druckseite zur Saugseite
um die Außenseite des Bandes herum verhindert wird. Weiterhin
ist die Ummantelung vorzugsweise trichterartig und
so ausgebildet, daß sie an ihrem einen Ende nur einen geringen
Abstand vom äußeren Ende des Gebläserades aufweist.
Ein Problem, welches sich bisher bei stark gekrümmten
Gebläseradflügeln ergab, wie sie erfindungsgemäß verwendet
werden, bestand darin, daß an den Flügeln starke Zentrifugalkräfte
angreifen. Ein weiteres Problem bestand darin,
daß die Luft von der stromabwärts gelegenen Druckseite der
Flügel zur stromaufwärts gelegenen Saugseite der Flügel floß.
Dabei ergab sich eine Luftströmung um die äußeren Enden der
Flügel herum. Jeder ins Gewicht fallende Rückfluß dieser Art
kann aber zu einer Strömungsaufteilung führen. Dieser Betriebszustand
ist dann häufig an einem stärkeren Arbeitsgeräusch
des Gebläserades zu erkennen. Einige der vorstehend
angesprochenen Probleme verstärkten sich noch, insbesondere,
was die Arbeitsgeräusche anbelangte, wenn das Gebläserad in
einer turbulenten Luftströmung arbeitete. Die Probleme werden
nunmehr mit einem erfindungsgemäßen Axialgebläserad des vorstehend
beschriebenen Aufbaus überwunden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform
eines Gebläserades gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Rückansicht des Gebläserades gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1,
Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1,
Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 1,
Fig. 7 eine stark vereinfachte Seitenansicht einer Lüfteranordnung mit einem Gebläserad
gemäß Fig. 1 bis 6 in Verbindung mit einer
Ummantelung, einem weiteren Lüfter und einem Radiator
auf der Saugseite des Gebläserades.
Im einzelnen zeigt Fig. 7 eine Kraftfahrzeug-Lüfteranordnung mit einem Gebläserad 12.
Das Gebläserad 12 ist hinter einem Wärmeaustauscher,
typischerweise einem Hauptradiator 14, angeordnet
und saugt die Luft über diesen an. Die das Gebläserad
12 verlassenden Luftströmung, die durch die Pfeile 16 angedeutet
ist, ist dabei von dem Radiator 14 weg gerichtet.
Die Luftströmung ist eine axiale Strömung, die im wesentlichen
in Richtung der Drehachse des Gebläserades 12 verläuft.
Das Gebläserad 12 ist besonders bei Automobilen
mit Klimaanlagen nützlich. Bei einer typischen
Anordnung dieser Art ist dabei ein zusätzlicher Radiator
20 der Klimaanlage in Strömungsrichtung vor dem Hauptradiator
14 angeordnet.
Ein wichtiger Aspekt beim Einsatz des Gebläserades 12 besteht
darin, daß die den Radiator 14 verlassende Luft, welche
dem Gebläserad 12 zugeführt wird, als stark turbulente Strömung
mit ungleichmäßigem Strömungsquerschnitt vorliegt.
Trotz dieser Ungleichmäßigkeit auf der Einlaßseite muß das
Gebläse nun eine ausreichend starke Luftströmung erzeugen,
um den Hauptradiator 14 und/oder den Radiator 20 der Klimaanlage
abzukühlen. Dabei ist es außerdem wichtig, daß die
für eine ausreichende Luftströmung zum Bewirken der gewünschten
Abkühlung erforderliche Antriebsenergie möglichst
gering ist. Mit diesem Problem ist der Wirkungsgrad des
Gebläserades eng verknüpft, der als Produkt des geförderten
Luftvolumens und des mittleren Druckabfalls, geteilt durch
die erforderliche Antriebsenergie für das Gebläse, definiert
ist. Außerdem ist zu beachten, daß eine Klimaanlage, bei
der das Gebläserad 12 nach Abschalten der Brennkraftmaschine
weiterläuft, eine möglichst geringe Geräuschentwicklung
haben soll. Bei einem üblichen Gebläserad (Durchmesser etwa
38 cm; Förderleistung etwa 22,7 m³/min gegen einen mittleren
Druck von 5,0 mm Hg) liegt der Geräuschpegel typischerweise
bei etwa 72 dBA. Dieser Geräuschpegel kann
beim Fahrer eines Kraftfahrzeugs bereits den Eindruck erwecken,
als ob der Motor selbst liefe. Im Gegensatz dazu
erzeugt das Gebläserad gemäß der Erfindung unter den gleichen
Bedingungen nur einen Geräuschpegel von etwa
64 dBA. Diese Absenkung des Geräuschpegels ist für
die Benutzer des Gebläserades von großer Bedeutung. Weiterhin
hat es sich gezeigt, daß das Gebläserad gemäß der Erfindung
bei gleicher Förderleistung für die über den Hauptradiator
und den Radiator der Klimaanlage angesaugte Luft eine geringere
Antriebsenergie benötigt.
Zur Erzielung dieser verbesserten Leistung speziell beim
Einsatz in Verbindung mit der Klimaanlage eines Automobils
wird das erfindungsgemäße Gebläserad 12 vorzugsweise in Verbindung
mit einer Ummantelung 24 eingesetzt, die sich
zwischen dem Radiator 14 und dem äußeren Rand des Gebläses
12 erstreckt. Der Hauptzweck der Ummantelung 24 besteht
darin, die Rezirkulation von Luft um den äußeren
Rand des Gebläserades 12 herum von der Druckseite hinter dem
Gebläserad zur Saugseite auf der Vorderseite des Gebläses angrenzend
an den Hauptradiator 14 zu verhindern. Eine derartige
Rezirkulation bewirkt nämlich eine Aufspaltung der
Strömung, die von einer Erhöhung des Geräuschpegels
begleitet ist. Die Ummantelung kann in jeder
Weise ausgebildet sein, durch die eine solche Rezirkulation
verhindert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Ummantelung trichterförmig ausgebildet und zwischen
der im wesentlichen rechteckigen Rückseite des Radiators
und dem im wesentlichen kreisförmigen äußeren Rand
des Gebläserades angeordnet, wobei der Querschnitt angrenzend
an das Gebläserad geringer ist. Zwischen der Ummantelung und
dem Gebläserad kann dabei ein kleiner Spalt vorhanden sein,
welcher den Fertigungstoleranzen des Gebläserades Rechnung
trägt. Der Spalt darf dabei jedoch nicht so groß sein,
daß eine ins Gewicht fallende Rezirkulation eintritt.
In Fig. 1 bis 6 ist das erfindungsgemäße Axialgebläserad 12 mehr
ins einzelne gehend dargestellt. Man erkennt, daß eine
Nabe 26 mit einer Mittelöffnung 26a in einem zylindrischen,
axial ausgerichteten Nabenansatz 26b vorgesehen
ist. Die Öffnung 26a dient der Aufnahme einer Antriebswelle
zum Antreiben des Gebläserades. Die Öffnung 26a ist dabei
bezüglich der Nabe 26 zumindest im wesentlichen zentriert
und definiert die Drehachse für das Gebläserad 12. Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Nabe im wesentlichen
hohl und schalenförmig aufgebaut und besitzt
eine glatte, konvexe Vorderseite auf der vorderen Seite
bzw. der Niederdruckseite des Gebläserades und eine hohle,
konkave Rückseite an der Rückseite bzw. der Druckseite
des Gebläserades (Fig. 2).
Das Gebläserad 12 besitzt mehrere Flügel 28, die sich jeweils
von der Nabe 26 bis zu einem Deckband, d. h., einem äußeren ringförmigen Band 30,
erstrecken, welches zumindest im wesentlichen konzentrisch
zur Drehachse des Gebläserades angeordnet ist und die Flügel
28 umschließt. Das äußere Band 30 stellt dabei einen wesentlichen
Bestandteil des Gebläserades gemäß der Erfindung
dar. Das Band erhöht nicht nur die Stabilität des Gebläserades,
indem es die Flügel 28 an ihren Spitzen abstützt; es hält
vielmehr auch die Luft auf den Arbeitsflächen der Flügel
28 und verhindert insbesondere, daß die Luft um die äußeren
Enden der Flügel 28 herum von der Druckseite zur Saugseite
fließen kann. Das Band 30 besitzt vorzugsweise einen
solchen Querschnitt, daß es in radialer Richtung dünn ist
und sich in axialer Richtung zumindest über eine Strecke
erstreckt, die gleich der Breite der Flügel 28 ist. Der
innere Radius des Bandes 30 verändert sich dabei in axialer
Richtung. Im einzelnen ist der Radius an der Vorderkante
am größten und verringert sich dann sehr schnell,
wodurch ein Düseneffekt erhalten wird, der die Luftströmung
durch das Band hindurch beschleunigt. Die Querschnittsform
des Bandes 30 ist in Fig. 6 besonders deutlich
dargestellt. Nach der anfänglichen Verjüngung hat das
Band einen im wesentlichen konstanten Radius. Das vordere,
sich nach außen erweiternde Ende des Bandes ist mit
einer nach außen gewandten Lippe 30d versehen.
Jeder der Flügel 28 besitzt ein inneres Ende bzw. einen
Fuß 28a, der an der Nabe 26 befestigt ist, sowie ein äußeres
Ende 28b, das an der Innenseite des Bandes 30 befestigt
ist. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht
darin, daß die äußeren Enden 28b der Flügel 28 mit dem
Band 30 über die volle Flügelbreite verbunden sind und
nicht nur an einem einzigen Punkt oder über ein schmales
Verbindungsband. Diese Art der Verbindung
ist vorteilhaft für die Steuerung der Rezirkulation von Luft
von der Druckseite der Flügel zur Saugseite derselben. Diese
Art der Verbindung fördert auch die Lenkung der Luftströmung
gegen die Arbeitsflächen der Flügel 28 mit minimaler
Turbulenz. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung
besteht ferner darin, daß die Flügel 28 stark nach vorn gekrümmt
sind, d. h., in Lauf- bzw. Drehrichtung des Gebläserades. Diese
Drehrichtung ist in Fig. 1 durch den Pfeil 32 angedeutet.
Die Krümmung nach vorn ist dabei ausreichend stark, um
zumindest die zweite Harmonische der Flügelfrequenz in dem
beim Arbeiten des Gebläserades erzeugten Geräusch zu unterdrücken.
Zu diesem Zweck liegt die Mittellinie 34 der oberen
Hälfte jedes Flügels 28 winkelmäßig um mindestens den halben
Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Flügeln 28
vor der Mittellinie des Fußes 28b des betreffenden Flügels 28.
Wenn also das Gebläserad beispielsweise fünf Flügel hat, die
in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, dann beträgt
der Winkelabstand 72°. In diesem Fall sollte die Mittellinie
34 mindestens 36° vor der Mittellinie 36 des Fußes
28b liegen.
Ein weiteres wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen
Gebläserades besteht darin, daß der Anstellwinkel der Flügel 28
als Funktion des Flügelradius zumindest auf den äußeren
30% des Flügelradius, d. h., in dem Bereich 38 in Fig. 1,
zunimmt. Wie aus Fig. 3 bis 5 deutlich wird, welche den
Flügelquerschnitt von innen nach außen für verschiedene
Radien zeigen, nimmt der Anstellwinkel vom Fuß 28a bis zum
äußeren Ende 28b gleichmäßig zu. Während der Anstellwinkel
mit dem Radius, ausgehend vom Fuß, bis zu 70% des Radius
abnehmen könnte, nimmt der Anstellwinkel vorzugsweise monoton
als Funktion des Radius zu, d. h., er bleibt konstant
oder wächst, nimmt jedoch nicht ab. Ein Zweck der Zunahme
des Anstellwinkels im Bereich der äußeren Enden 28b der
Flügel 28 besteht darin, den richtigen Wert für den
axialen Schub unter Berücksichtigung des Strömungsverhaltens
hinsichtlich des Radiators und der Ummantelung
zu erreichen. Ein weiterer Zweck besteht darin, den richtigen
Schub im Hinblick auf die Auswirkungen der Vorwärtskrümmung
zu erzielen. Dabei ist zu beachten, daß diese Ausgestaltung
aufgrund der Zentrifugalkräfte, die im Betrieb
auf die Flügel wirken, zu einer erhöhten mechanischen Belastung
führt. Dieser erhöhten Belastung wird durch die
mechanische Abstützung entgegengewirkt, für die das Band 30
sorgt. Außerdem begrenzt das Band 30 aufgrund der kontinuierlichen
Verbindung zwischen ihm und den äußeren Enden
28b der Flügel nicht nur die Rezirkulation, sondern auch
die Turbulenz an den Flügelspitzen, wodurch die Geräuschentwicklung
verringert und der Wirkungsgrad verbessert
wird.
Während die Flügel 28 aus Blechstreifen hergestellt werden
können, deren Enden gegeneinander verdreht sind, um die
gewünschte Änderung des Anstellwinkels zu erhalten, besitzen
die einzelnen Flügel vorzugsweise ein Tragflügelprofil,
wie dies besonders aus Fig. 3 bis 5 deutlich wird. Außerdem
sind die Flügel 28 vorzugsweise gewölbt, um die Last
in wirksamer Weise über die Flügeltiefe zu verteilen. Die
Vorderkante der Flügel ist dabei durch eine im wesentlichen
runde Gestalt gekennzeichnet, während die Hinterkante
der Flügel in eine scharfe Kante ausläuft. Vorzugsweise beträgt
dabei die Dicke der Flügel in ihrer Mitte mindestens
4% der Flügeltiefe.
Während die verschiedenen Elemente des Gebläserades 12, die
vorstehend beschrieben wurden, getrennt hergestellt und
später zu dem Gebläserad zusammengesetzt werden können, wird
das erfindungsgemäße Gebläserad vorzugsweise als einstückiges
Bauteil hergestellt. Insbesondere wird das Gebläserad bzw.
das Flügelrad vorzugsweise aus einem hochschlagfesten
Kunststoffmaterial hergestellt, welches gespritzt werden
kann. Geeignete Materialien dieser Art sind beispielsweise
Nylon oder Polypropylen. Durch die Herstellung des Flügelrades
aus einem Kunststoffmaterial erhält man auch ein
geringeres Gewicht als bei entsprechenden Konstruktionen
aus Metall. Außerdem lassen sich bequem stark gekrümmte
Flügel mit sich änderndem Anstellwinkel und mit einem
Tragflächenprofil herstellen, während derartige Flügel aus
Metall nur schwer und mit hohen Kosten herzustellen wären.
Während die Abmessungen und die Form des Flügelrades bzw.
des Gebläserades 12 je nach Verwendungszweck schwanken können,
haben sich die nachstehend angegebenen Abmessungen bei
einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gebläserades bewährt, welches für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug,
insbesondere einem Kraftfahrzeug mit Klimaanlage,
bestimmt war, bei der das Gebläserad 12 in der in Fig. 7
gezeigten und anhand dieser Figur beschriebenen Weise anzubringen
war. Bei diesem Ausführungsbeispiel besaß das
Gebläserad 12 einen maximalen Außendurchmesser von etwa
38,7 cm und eine Tiefe bzw. Länge von etwa 5,1 cm. Der
innere Radius des Bandes 30 besaß einen Maximalwert von
etwa 19 cm und nahm im Bereich der Lippe 32d auf einen
Minimalwert von etwa 18,2 cm ab. Die Nabe 26 besaß einen
Durchmesser von etwa 15,2 cm, während jeder Flügel eine
radiale Gesamtlänge von etwa 10,7 cm besaß. Jeder Flügel
besaß eine Blatt-Tiefe von etwa 9,5 cm sowie an seinem
Fuß einen Anstellwinkel von etwa 28°, in seiner Mitte
einen Anstellwinkel von etwa 30° und bei 90° seiner radialen
Länge einen Anstellwinkel von etwa 34°. Der Anstellwinkel
der Flügel 28 auf den äußeren 30% ihrer
Radien stieg ferner von 30° auf 39° an. Eine vollständige
Beschreibung der Flügelform ergibt sich aus der
nachfolgenden Tabelle 1.
Die obigen Abmessungen und weiten Werte gelten für ein
spezielles Ausführungsbeispiel.
Vorstehend wurde die konstruktive Ausgestaltung für ein
Gebläserad bzw. für eine Lüfteranordnung
beschrieben, das bzw.
die speziell für den Einsatz in einer turbulenten Luftströmung
geeignet ist und dort zu einer beträchtlichen
Verringerung der Arbeitsgeräusche führt.
Dabei ist das Gebläserad außerdem durch einen guten Wirkungsgrad
ausgezeichnet. Diese Verbesserungen werden
dabei durch eine Kombination von Merkmalen erreicht,
zu denen das äußere Band gehört, das mit den Flügeln
über deren volle Breite verbunden ist, wobei die Flügel
stark nach vorn gekrümmt sind und zumindest zwischen
ihrem 70%-Radius und ihrer äußeren Flügelspitze einen
zunehmenden Anstellwinkel besitzen. Beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel besitzt das Band ferner einen Innendurchmesser,
der sich, ausgehend von seiner Vorderkante,
in Richtung auf die Bandmitte hin verringert,
ab welcher der Innendurchmesser konstant bleibt oder
sich in Richtung auf die Hinterkante des Bandes wieder
vergrößert, so daß im Bereich der Flügel ein
Düseneffekt erreicht wird, während die Flügel selbst
ein Tragflächenprofil aufweisen und im Querschnitt gewölbt
sind.
Während vorstehend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, versteht es sich, daß, ausgehend
vom Ausführungsbeispiel, im Rahmen der Erfindung zahlreiche
Änderungen oder Ergänzungen möglich sind. Beispielsweise
können die Flügel aus Flachmaterial, beispielsweise
Blech, hergestellt werden, welches kein
Tragflügelprofil hat. Die Flügel können auch ohne Wölbung
hergestellt werden. Außerdem ist es nicht entscheidend,
daß der Anstellwinkel der Flügel bis zum 70%-Radius
derselben von innen her ansteigt. Ganz allgemein ist die
konstruktive Ausgestaltung des Gebläserades im Bereich der
Nabe und der angrenzenden Teile der Flügel von geringerer
Bedeutung als die konstruktive Ausgestaltung an den äußeren
Flügelenden und angrenzend an das Band. An die Stelle der
einstückigen Konstruktion kann ferner eine Konstruktion
aus mehreren Teilen treten, die in geeigneter Weise, beispielsweise
durch Schweißen, durch Verkleben oder durch
Vernieten miteinander verbunden sind. Es ist auch nicht
entscheidend, daß eine trichterförmige Ummantelung vorgesehen
ist, die zwischen dem Gebläserad und einer Quelle turbulenter
Luft liegt. Je nach den Gegebenheiten kann auch
eine anders ausgebildete Ummantelung vorgesehen sein.
Claims (6)
1. Axialgebläserad, insbesondere zum Einsatz auf der
Rückseite eines luftgekühlten Wärmeaustauschers,
insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einer um
eine Drehachse drehbaren Nabe, mit an der Nabe
befestigten, nach außen von dieser abstehenden
Flügeln und mit einem die Nabe konzentrisch
umgebenden Band, mit dem die Flügel jeweils an ihrem
äußeren Ende verbunden sind,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
jeder der Flügel (28) weist - bezogen auf die Lauf- bzw. Drehrichtung der Nabe (26) im Betrieb - eine starke Krümmung nach vorn auf und
jeder der Flügel (28) besitzt zumindest in seinem an das Band (30) angrenzenden Teil einen in Abhängigkeit vom Flügelradius zunehmenden Anstellwinkel.
jeder der Flügel (28) weist - bezogen auf die Lauf- bzw. Drehrichtung der Nabe (26) im Betrieb - eine starke Krümmung nach vorn auf und
jeder der Flügel (28) besitzt zumindest in seinem an das Band (30) angrenzenden Teil einen in Abhängigkeit vom Flügelradius zunehmenden Anstellwinkel.
2. Axialgebläserad nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Flügelanstellwinkel mit dem
Flügelradius zumindest auf den äußeren 30% des Radius
der Flügel zunimmt.
3. Axialgebläserad nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Deckband (30) einen zu einer
Beschleunigung der Luftströmung führenden Querschnitt
aufweist (Fig. 6).
4. Axialgebläserad nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel monoton als
Funktion des Flügelradius ansteigt.
5. Axialgebläserad nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Krümmung der Flügel (28) in
Laufrichtung so gewählt ist, daß die Mittellinie (34)
jedes Flügels (28) angrenzend an das Band (30)
winkelmäßig zumindest um den halben winkelmäßigen
Abstand zwischen zwei benachbarten Flügeln (28) in
Laufrichtung vor der Mittellinie (36) am Fuß des
Flügels (28) angrenzend an die Nabe (26) angeordnet
ist.
6. Axialgebläserad nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicke der Flügel (28)
mindestens 4% der Flügeltiefe beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
US06/188,317 US4358245A (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Low noise fan |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3137114A1 DE3137114A1 (de) | 1982-04-22 |
DE3137114C2 true DE3137114C2 (de) | 1991-10-31 |
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ID=22692662
Family Applications (1)
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