DE3335649A1

DE3335649A1 - STEERING WHEELLESS AXIAL FAN, ESPECIALLY FOR VENTILATING HEAT EXCHANGERS

Info

Publication number: DE3335649A1
Application number: DE19833335649
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 2806 Oyten Koch; Manfred Dr. 6983 Kreuzwertheim Sellmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-04-18
Also published as: EP0143235B2; EP0143235A1; DE3468134D1; EP0143235B1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 83 P 333 5 DE SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our symbol Berlin and Munich VPA 83 P 333 5 DE

Leitradloser Axialventilator, insbesondere zur Belüftung von Wärmetauschern Axial fan without stator, especially for the ventilation of heat exchangers

Die Erfindung bezieht sich auf einen leitradlosen Axialventilator, insbesondere zur Belüftung von Wärmetauschern gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs Ij ein derartiger Axialventilator ist aus der DE-OS 25 41 416 bekannt.The invention relates to a statorless axial fan, in particular for the ventilation of heat exchangers according to the preamble of claim Ij such a Axial fan is known from DE-OS 25 41 416.

Bei dem bekannten schallgedämpften Axialventilator mit einer von einem Gehäuse umschlossenen Ventilatoreinheit ist vorgesehen, den lichten Durchmesser des Gehäusestükkes, welches sich an das den strömungsaktiven Teil des Ventilators ummantelnden Gehäuseteil anschließt, um etwa 25 % sprunghaft zu vergrößern; spezielle Konstruktionsparameter für eine Laufradauslegung, eine spezifisehe Abrundung der abströmseitigen Schaufelecken der Schaufeln des Laufrades sowie über das Vorhandensein eines zumindest abströmseitigen Schutzgitters fehlen im bekannten Fall.In the known sound-damped axial fan with a fan unit enclosed by a housing, provision is made to increase the clear diameter of the housing piece, which adjoins the housing part enclosing the flow-active part of the fan, by about 25 % by leaps and bounds; Special construction parameters for an impeller design, a specific rounding of the downstream blade corners of the blades of the impeller and the presence of an at least downstream protective grille are missing in the known case.

Eine typische Anforderung an Ventilatoren der eingangs genannten Art, insbesondere wenn sie zum Betrieb in Verbindung mit Kühlern eingesetzt werden sollen,, ist die Forderung nach einer bestimmten Freiblasemenge, d.h. einer bestimmten geförderten Luftmenge ohne wesentlichen statischen Druckunterschied, bei gleichzeitiger Forderung nach einem Mindestluftdruck bei einem bestimmten Prozenzsatz dieser Luftmenge, z.B. bei einer wegen Kühlervereisung oder Kuhler- bzw. Filterverschmutzung um 30 - 40 % verminderten Freiblasemenge. Weiterhin soll die geforderte Luftmenge den Ventilator mit möglichst gleichmäßigem Geschwindigkeitsprofil und möglichst geringerA typical requirement for fans of the type mentioned above, especially if they are to be used for operation in conjunction with coolers, is the requirement for a certain amount of blown air, ie a certain amount of air delivered without a significant static pressure difference, with a simultaneous requirement for a minimum air pressure at a certain percentage of this air volume, e.g. if the free air volume is reduced by 30 - 40% due to cooler icing or cooler or filter contamination. Furthermore, the required amount of air should run the fan with as uniform a speed profile as possible and as low as possible

Bk 2 Bim / 29.09.1983Bk 2 Bim / 09/29/1983

Drallkomponente verlassen, wodurch Strömungsgeräusche an den beströmten und zu kühlenden Bauteilen klein bleiben. Ferner sind aus Einbaugründen die Maximalabmessungen derartiger Ventilatoren vorgeschrieben. Da weiterhin Saug- und Druckseite der Ventilatoren zugänglich sind, müssen aus Sicherheitsgründen dort Schutzgitter angebracht sein, die an sich den zuvor genannten Forderungen nachteilig entgegenstehen.Leave the swirl component, which means that flow noises on the components to be cooled and flowing through remain small. Furthermore, the maximum dimensions of such fans are prescribed for installation reasons. Since still suction and pressure side of the fans are accessible, protective grids must be installed there for safety reasons. which in themselves adversely conflict with the aforementioned requirements.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von einem leitradlosen Ventilator der eingangs genannten Art ohne Notwendigkeit einer Vergrößerung bzw. Veränderung der Einbauverhältnisse, wie z.B. der Entfernung von ausströmseitigen Schutzgittern und ohne Verschlechterung des Laufradwirkungsgrades den spezifischen Schalleistungspegel wesentlich senken zu können.It is therefore the object of the present invention, proceeding from a fanless fan of the above mentioned type without the need to enlarge or change the installation conditions, such as the distance of protective grilles on the outflow side and without deterioration the impeller efficiency to be able to lower the specific sound power level significantly.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.The object set is achieved according to the invention by the teaching of claim 1. Advantageous Refinements of the invention are in each case the subject matter of the subclaims.

Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß durch die Kombination der Abrundung der abströmseitigen Ecken der Schaufeln in Verbindung mit einem sprunghaft erweiterten umgebenden Gehäuse im Widerspruch zur Lehrbuchmeinung, nach der die Vergrößerung des mittleren Luftspaltes zwischen Laufrad und umgebenden Gehäuse an sich eine Geräuschpegelanhebung erwarten läßt und außerdem die maximal mögliche Druckerzeugung (Abreißpunkt) bei größeren Luftspalten verschlechtert wird, trotzdem keine Geräuschanhebung in Kauf genommen werden muß.It has been shown in a surprising way that the combination of the rounding of the downstream corners of the blades in connection with an abruptly expanded surrounding housing contrary to the textbook opinion, after the enlargement of the mean air gap between the impeller and the surrounding casing itself an increase in the noise level can be expected and also the maximum possible pressure generation (tear-off point) larger air gaps is worsened, despite the fact that no increase in noise has to be accepted.

Als besonders zweckmäßige Konstruktionsauslegung für das gesamte, mit einem sprunghaft erweiterten Diffusor-Gehäuseteil versehene Ventilatorgehäuse hat sich eineAs a particularly expedient construction design for the entire, with a leaps and bounds, diffuser housing part provided fan housing has a

VPA 83 P 3 3 3 5 OEVPA 83 P 3 3 3 5 OE

Konstruktion erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß für das Diffusor-Gehäuseteil ein Gesamtöffnungs- bzw. Durchmesserverhältnis von 1,03 4; D₂/Dn·^ 1>25 und eine gesamte axiale Länge von 0,10 D„^ 1_Q <0,5 D_ft vorgesehen ist, wobei D_ft etwa die lichte Weite des Ventilatorgehäuses im Bereich des Laufrades und D₂ den größten Durchmesser des Diffusor-Gehäuseteils bezeichnet.Proven construction, which is characterized in that for the diffuser housing part a total opening or diameter ratio of 1.03 4; D ₂ / Dn · ^ 1> 25 and a total axial length of 0.10 D "^ 1 _Q <0.5 D _{ft is} provided, D _{ft being} about the inside width of the fan housing in the area of the impeller and D ₂ the largest Designated diameter of the diffuser housing part.

Eine herstellungstechnisch besonders günstige Ausführung des Diffusor-Gehäuseteils ist dadurch gekennzeichnet, daß für diesen Gehäuseteil zunächst eine hinter dem Laufrad beginnende plötzliche Erweiterung mit einem Steigungswinkel: 15⁰S-o6 ι ^ 60° bis auf ein Durchmessermaß:An embodiment of the diffuser housing part which is particularly advantageous in terms of production technology is characterized in that for this housing part initially a sudden widening beginning behind the impeller with an ^{angle of inclination: 15 0} S-o6 ι ^ 60 ° up to a diameter dimension:

1,02 D_ft^ ^D21 ^ ^D2 ^{und eine anscnließende} allmähliche Er-1.02 D _ft ^ ^D 21 ^ ^D 2 ^{and a subsequent} gradual

Weiterung mit dem Steigungswinkel: 0⁰^.⁰^₂ ^. 10° auf das Durchmessermaß D₂ vorgesehen ist. In vorteilhafter Weise besteht der Diffusor-Gehäuseteil dabei aus einem im Bereich seiner Erweiterung mittels eines entsprechenden Prägestempeis aufgeweiteten Rohrstück.Extension with the angle of incline: 0 ⁰ ^. ⁰ ^ ₂ ^. 10 ° to the diameter dimension D _{2 is} provided. In an advantageous manner, the diffuser housing part consists of a pipe section widened in the area of its widening by means of a corresponding stamping die.

Die erzielbaren Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion des umgebenden Ventilatorgehäuses in Kombination mit der vorgesehenen Flügelkantenabrundung lassen sich im Sinne der Aufgabenstellung vorliegender Erfindung dadurch noch weiter verbessern, daß nach einer Ausgestaltung der Erfindung ein Laufrad für einen leitradlosen Axialventilator mit über den Umfang der Laufradnabe einer Ventilatoreinheit gleichmäßig bzw. ungleichmäßig verteilt angeordneten verwundenen profilierten Schaufeln mit derart gewölbter Skelettlinie, daß der Relativbetrag (f/1) von Wölbungshöhe (f) der Skelettlinie über Schaufelsehne zu Abstandslänge (1) zwischen Vorder- und Hinterkante einer Schaufel im Bereich: 0,02 f/1 0,1 liegt, vorgesehen ist, wobei das Laufrad nach einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung durch folgende weitere Konstruktionsparameter gekennzeichnet ist: The achievable advantages of the construction according to the invention of the surrounding fan housing in combination with the intended wing edge rounding, in the sense of the object of the present invention Improve even further that, according to one embodiment of the invention, an impeller for a statorless Axial fan with evenly or unevenly distributed over the circumference of the impeller hub of a fan unit arranged twisted profiled blades with such a curved skeleton line that the relative amount (f / 1) from the height of the bulge (f) of the skeleton line over the blade chord to the distance (1) between the leading and trailing edges a blade in the range: 0.02 f / 1 0.1 is provided, the impeller according to an inventive Design is characterized by the following additional design parameters:

VPA 83 P33 3 5 DfVPA 83 P33 3 5 Df

0,25 ^ D</D_Q ^ 0,350.25 ^ D </ D _Q ^ 0.35

⁷⁰° ^ Γι ^ ⁸⁰° ⁷⁰ ° ^ Γι ^ ⁸⁰ °

35° ^ r_a - T₁ «c 50°35 ° ^ r _a - T ₁ «c 50 °

0,7 ^ I₁Zl₈ ^ 10.7 ^ I ₁ Zl ₈ ^ 1

mit folgenden Definitionen:
D = Außendurchmesser des Laufrades; D. = Nabendurchmesser des Laufrades; 1 = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkantewith the following definitions:
D = outer diameter of the impeller; D. = hub diameter of the impeller; 1 = length of the chord between the leading edge and the trailing edge

des Schaufelprofils im Außenschnitt; 1. = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkante des Schaufelprofils im Innenschnitt; "fr. = Schaufeleinstellwinkel am Außenschnitt einerof the blade profile in the external section; 1. = chord length between leading edge and trailing edge of the blade profile in the inner section; "fr. = blade setting angle on the outer section of a

Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen;
"Π = Schaufeleinstellwinkel am Innenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen.Blade measured against circumferential direction D (direction of rotation);
"Π = blade pitch angle measured at the inner section of a blade against the circumferential direction D (direction of rotation).

Auch die nach dieser Ausgestaltung vorgesehenen speziellen Konstruktionsparameter einer Flügelradauslegung liegen außerhalb der von der Fachliteratur empfohlenen Richtlinien, nach denen folgendes gilt:The special construction parameters of an impeller design provided according to this embodiment are also present outside of the guidelines recommended by the specialist literature, according to which the following applies:

Ausgehend vom lehrbuchmäßigen Stand der Technik sind zur Lösung der gestellten Aufgabe folgende Maßnahmen erfolgversprechend:
30Based on the textbook state of the art, the following measures are promising to solve the problem:
30th

a) Verringerung des Nabenverhältnisses D./D zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung und damit geringen Geräuschentwicklung, a) Reduction of the hub ratio D./D to achieve a uniform speed distribution as possible and thus low noise development,

b) Erhöhung der Druckziffer,
c) Erhöhung der Volumenziffer.b) increasing the pressure factor,
c) Increase in the volume figure.

VPA 83 P 3 3 3 5 DEVPA 83 P 3 3 3 5 DE

κ „κ "

Diese drei dem Durchschnittsfachmann bekannten Auslegungsgrößen für Ventilatoren sind miteinander derart verkettet, daS die Großen a) und c) im gleichen Sinne jedoch entgegengesetzt zur Dimensionsgröße b) wirken. Durch die Vorgabe maximaler Einbauverhältnisse sowie von erforderlichem Druck und erforderlichem Volumenstrom sind die Dimensionsgrößen: Druckziffer und Volumenziffer dadurch festgelegt, daß man versuchen wird, die Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Laufrades aus Geräuschgründen möglichst klein zu halten. Der minimale zugehörige Wert der Umfangsgeschwindigkeit ist jedoch durch einen von der Bauart, insbesondere vom Nabenverhältnis D-/ D_ des Laufrades abhängigen maximal möglichen WertThese three design variables for fans known to those of ordinary skill in the art are mutually like this linked, that the large a) and c) act in the same sense but opposite to the dimensional size b). By specifying the maximum installation conditions as well as the required pressure and required volume flow are the dimensions: pressure number and volume number determined by trying to determine the circumferential speed or to keep the speed of the impeller as low as possible for noise reasons. The minimum associated However, the value of the circumferential speed is determined by one of the type, in particular the hub ratio D- / D_ of the impeller-dependent maximum possible value

jL α.jL α.

für die Druckziffer bestimmt. Als Auslegungsregel kann bekannterweise hierfür gelten, daß zum Erzielen eines guten Wirkungsgrades der Wert für die Druckziffer umso kleiner wird, je größer der Wert der Volumenziffer ist. Dieser Zusammenhang ist aus der einschlägigen Literatur als Cordier-Kurve bekannt. Aus dem Lehrbuch "Ventilatoren" von Bruno Eck, 1972, S.271, Abb.265, sind darüber hinaus modifizierte Zusammenhänge zwischen der Druckziffer und der Volumenziffer bzw. der davon linear abhängigen dimensionslosen Größen der Durchmesserzahl und Schnellaufzahl bekannt. In Abhängigkeit von diesen Größen wird in dem genannten Lehrbuch jeweils ein Nabenverhältnis empfohlen, mit dem ein optimaler Werf in Verbindung mit einem guten Wirkungsgrad gewährleistet werden kann. Ein wesentliches Abweichen von den empfohlenen Werten soll zur Folge haben, daß kein guter Wirkungsgrad erreichbar ist und insbesondere daß bei Unterschreitung der lehrbuchmäßig empfohlenen Werte des Nabenverhältnisses ein Abreißen der Strömung im Nabenbereich und eine entsprechende höhere Geräuschbildung eintreten.intended for the pressure number. As a rule of interpretation can apply, as is known, that to achieve a good efficiency, the smaller the value for the pressure figure, the larger the value of the volume figure. This relationship is known from the relevant literature as the Cordier curve. From the textbook "Ventilatoren" by Bruno Eck, 1972, p.271, fig.265, are about it In addition, modified relationships between the pressure figure and the volume figure or the one that is linearly dependent on it dimensionless quantities of the diameter number and Schnellaufzahl known. Depending on these sizes a hub ratio is recommended in the mentioned textbook, with which an optimal throw in connection can be guaranteed with a good efficiency. A significant deviation from the recommended Values should have the consequence that no good efficiency can be achieved and, in particular, that if the value is not reached the recommended values of the hub ratio according to the textbook a break in the flow in the hub area and a corresponding higher noise levels occur.

-7--7-

—6-=- VPA 83 P 3 3 3 5 DE-6 - = - VPA 83 P 3 3 3 5 DE

Obwohl die nach der Ausgestaltung vorgesehene Laufradauslegung von den zuvor genannten bzw. allgemein empfohlenen Werten abweicht, hat sich trotzdem in überraschender Weise gezeigt, daß der erfindungsgemäße Ventilator mit den speziellen Konstfuktionsparametern für das Schaufelprofil unter Einhaltung der geforderten Werte für Volumenstrom und Maximaldruck bei einem bestimmten Prozentsatz dieses Volumenstroms sowie bei gegebenen Maximaleinbauverhältnissen und möglichst geringer Umfangsgeschwindigkeit sowie einem geringen Nabenverhältnis Abreißerscheinungen im Laufrad nicht auftreten und die Strömung dem Zustand einer gleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung bei gegebenem Volumenstrom näher liegt als bei größeren, bekannten Nabenverhältnissen und daß der absolute Betrag dieser Geschwindigkeit geringer ist. Außerdem ergibt die erfindungsgemäß vorgesehene Schaufelradauslegung mit hoher Arbeitsverteilung im Schaufelaußenbereich in unerwarteter Weise in Kombination mit der erfindungsgemäßen Gehäuseausführung und Flügelkantenabrundung eine weitere Verbesserung im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung mit reduzierten Spitzenwerten hinter dem Ventilator und somit trotz hoher Förderleistung eine weitere Geräuschminderung, die insgesamt eine Absenkung von 3 bis 4 dB(A) ermöglicht.Although the impeller design provided for in the design deviates from the previously mentioned or generally recommended values, has nevertheless turned out to be surprising Way shown that the fan according to the invention with the special Konstfuktionsparameters for the blade profile in compliance with the required values for volume flow and maximum pressure at a certain percentage this volume flow as well as given maximum installation conditions and the lowest possible circumferential speed as well as a low hub ratio, tear-off phenomena do not occur in the impeller and the Flow is closer to the state of a uniform velocity distribution for a given volume flow than with larger, known hub ratios and that the absolute value of this speed is lower. In addition, the impeller design provided according to the invention results with a high distribution of work in the outer area of the blade in an unexpected way in combination with the housing design according to the invention and wing edge rounding a further improvement in terms of the most even speed distribution possible with reduced peak values behind the fan and thus, despite the high delivery rate, a further noise reduction, resulting in a total reduction of 3 to 4 dB (A) enables.

Außerdem hat sich gezeigt, daß der Druckverlust an einem nach einer Ausgestaltung vorgesehenen austrittsseitigen Schutzgitter geringer ist, was zu einer weiteren Geräuschreduzierung infolge geringerer zu erbringender Luftleistung und infolge reduzierter Strömungsgeräusche führt.In addition, it has been shown that the pressure loss on an outlet side provided according to one embodiment Protective grille is lower, which leads to a further noise reduction as a result of the lower air output to be provided and as a result of reduced flow noise.

P33 3 5DEP33 3 5DE

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen: 5The invention and further advantageous refinements of the invention are illustrated below with the aid of a schematic illustrated embodiment explained in more detail in the drawing; show in it: 5

Fig. 1 die Seitenansicht einer in einem Ventilatorgehäuse angeordneten Ventilatoreinheit eines leitradlosen Axialventilators,Fig. 1 is a side view of a fan unit arranged in a fan housing and without a guide wheel Axial fan,

Fig. 2 eine stirnseitige Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1,FIG. 2 is an end plan view of the arrangement according to FIG. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilausschnitt der Darstellung3 shows an enlarged partial section of the representation

in Fig.l,
Fig. 4 eine radiale Draufsicht auf einen Teil der als Abwicklung dargestellten Nabenoberfläche mit der Darstellung eines Schaufelprofils im Innen- und im Außenschnitt.in Fig.l,
4 shows a radial plan view of part of the hub surface shown as a development with the illustration of a blade profile in internal and external sections.

Gemäß Fig. 1, 2 ist eine im wesentlichen aus einem Antriebsmotor M mit auf dessen Abtriebswelle befestigtem Lüfterrad LR mit Schaufeln S1-S8 bestehende Lüftereinheit in einem umgebenden Gehäuse angeordnet, das sich aus einem unmittelbar die Ventilatoreinheit M, LR umgebenden ersten Gehäuseteil Gl und einem zweiten Diffusor-Gehäuseteil G2 zusammensetzt. Sowohl an der Eintrittals auch an der Austrittsseite des Gehäuses ist jeweils ein Schutzgitter SG befestigt.According to Fig. 1, 2 is a substantially from a drive motor M with attached to the output shaft Fan wheel LR with blades S1-S8 existing fan unit arranged in a surrounding housing, which is from a first housing part Gl immediately surrounding the fan unit M, LR and a second diffuser housing part G2 composed. Both on the inlet and on the outlet side of the housing a protective grille SG attached.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich an den unmittelbar die Ventilatoreinheit M, LR umgebenden ersten Gehäuseteil Gl austrittsseitig ein zweiter Diffusor-Gehäuseteil G2 von sprunghaft vergrößerter lichter Weite im Abstandsbereich von - 0,3 1 zu den abströmseitigen Ecken der Schaufeln S1-S8 anschließt, wobei die Größe 1 die Sehnenlänge des Schaufelprofils im Außenschnitt bezeichnet und als Ausgangspunkt des Abstandsbereichs laufradseitig von nicht abgerundeten Ecken ausgegangen wird.According to one embodiment of the invention it is provided that at the immediately the ventilator unit M, LR surrounding the first housing part Gl outlet side, a second diffuser-housing part G2 of abruptly increased internal width in the distance range of - 0.3 1 on the downstream corners of the vanes S1- S8 follows, where size 1 denotes the chord length of the blade profile in the outer section and non-rounded corners are assumed as the starting point of the distance range on the impeller side.

Um einerseits in lufttechnisch günstiger Weise eine sprunghafte Erweiterung des Gehäuses zu erreichen und andererseits diese Erweiterung mit möglichst geringem Fertigungsaufwand herstellen zu können, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung für den Diffusor-Gehäuseteil G2 eine hinter dem Laufrad LR im vorgenannten Sinne zunächst mit einem Steigungswinkel: 15⁰^ oC-, ^ 60° bis auf ein Durchmessermaß: 0,4 D₂^ ^D?i^ ^D? ^vor9^esenen» dem sich eine anschließende allmähliche Erweiterung mit einem Steigungswinkel: 0°< öC₂ ^ 1°° ^au^ das Durchmessermaß D₂ anschließt; zweckmäßigerweise wird ein derart ausgebildeter Diffusor-Gehäuseteil aus einem dem Durchmessermaß D„ zunächst entsprechenden Rohrstück hergestellt, das durch einen die Außenmaße der Erweiterung aufweisenden Prägestempel aufgeweitet ist.In order, on the one hand, to achieve an abrupt expansion of the housing in a manner that is favorable in terms of ventilation technology and, on the other hand, to be able to produce this expansion with the least possible manufacturing effort, according to one embodiment of the invention, for the diffuser housing part G2, a behind the impeller LR in the aforementioned sense is initially with an angle of inclination: 15 ⁰ ^ oC-, ^ 60 ° except for one diameter: 0.4 D ₂ ^ ^D ? I ^ ^D ? ⁹ ^esenen "which a subsequent gradual expansion with a pitch angle: 0 ° ° ^au bore dimension connects ° <OEC ₂ ^ 1 ^ D _2; A diffuser housing part designed in this way is expediently produced from a pipe section which initially corresponds to the diameter dimension D "and which is expanded by a stamping die having the external dimensions of the enlargement.

Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist für das Diffusor-Gehäuseteil G2 ein Gesamtöffnungs-Durchmesserverhältnis: 1,03 < D_ft/D₂ ^ 1,25 und eine gesamte axiale Länge: 0,10 D.^ ^n ^ °'^{5 D}a ^vor9^esenen> wobei D„ etwa die lichte Weite des Ventilatorgehäuses (erster Gehäuseteil Gl) im Bereich des Laufrades LR und D₂ den größten Durchmesser des Diffusor-Gehäuseteils G2 an seiner Austrittsseite bezeichnet.According to a further embodiment of the invention, a total opening diameter ratio for the diffuser housing part G2 is: 1.03 <D _ft / D ₂ ^ 1.25 and a total axial length: 0.10 D. ^ ^ n ^ ° ' ^{5 D} a ⁹ ^esenen> wherein D "as the clear width of the ventilator housing (first housing part Gl) in the region of the impeller and D LR ₂ of the diffuser housing part G2 denotes the largest diameter at its exit side.

Wie inbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, ist im Sinne eines guten Luftradwirkungsgrades bei gleichzeitiger hoher Geräuscharmut in Kombination mit der erfinaungsgemäßen Aufweitung des Gehäuses im Bereich des Diffusor-Gehäuseteils G2 vorgesehen, daß zumindest die abströmseitigen Ecken der Schaufeln S1-S8 entsprechend einem Krümmungsradius von 0,1 1_Q^ r <" 0,2 1 abgerundet sind.As can be seen in particular from Fig. 3, in the sense of a good air wheel efficiency with a simultaneous low noise level in combination with the widening of the housing according to the invention in the area of the diffuser housing part G2, it is provided that at least the outflow-side corners of the blades S1-S8 corresponding to a radius of curvature of 0 , 1 1 _Q ^ r <"0.2 1 are rounded.

VPA 83 P 3 3 3 5 DEVPA 83 P 3 3 3 5 DE

Weiterhin ist in Kombination mit den vorgenannten Konstruktionsparametern des Ventilatorgehäuses und der abströmseitigen Ecken der Schaufeln unter Bezugnahme auf die Teilabwicklung der Nabe N gemäß Fig.4 mit den dort eingetragenen Bezugsgrößen für die Drehrichtung D, die Luftströmungsrichtung L und eine im Außen- und Innenschnitt dargestellte Schaufel eine erfindungsgemäße Laufradkonstruktion durch folgende Konstruktionsparameter gekennzeichnet:
10Furthermore, in combination with the aforementioned construction parameters of the fan housing and the downstream corners of the blades with reference to the partial development of the hub N according to Fig. 4 with the reference values entered there for the direction of rotation D, the air flow direction L and a blade shown in the outer and inner section an impeller construction according to the invention characterized by the following construction parameters:
10

D = Außendurchmesser des Laufrades; D. = Nabendurchmesser des Laufrades; 1 = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkante des Schaufelprofils im Außenschnitt·, 1. = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und HinterkanteD = outer diameter of the impeller; D. = hub diameter of the impeller; 1 = chord length between the leading edge and trailing edge of the blade profile in the outer section, 1. = length of the chord between the leading edge and the trailing edge

des Schaufelprofils im Innenschnitt; V" = Schaufeleinstellwinkel am Außenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen;
Tp = Schaufeleinstellwinkel am Innenschnitt einerof the blade profile in the internal section; V "= blade pitch angle measured at the outer section of a blade against the circumferential direction D (direction of rotation);
Tp = blade pitch angle at the inside cut of a

Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen.Blade measured against circumferential direction D (direction of rotation).

Mit den vorgenanten Konstruktionsparametern ist das gesamte Schaufelprofil unter Zugrundelegung der üblichen Berechnungsverfahren für profilierte Schaufeln von Verdichtern und Ventilatoren bestimmbar; dabei sind die bei Konstruktionen von Axiallaufrädern üblichen und empfohlenen Überdeckungsverhältnisse zugrundezulegen. 30With the aforementioned construction parameters, the whole Blade profile based on the usual calculation methods for profiled compressor blades and fans can be determined; the usual and recommended ones for the construction of axial impellers To be based on excess coverage. 30th

9 Patentansprüche
4 Figuren9 claims
4 figures

Claims

PatentansprücheClaims

(l) Leitradloser Axialventilator, insbesondere zur Belüftung von Wärmetauschern, mit einem eine Ventilatoreinheit unmittelbar umschließenden ersten Gehäuseteil und einem ausströmseitig anschließenden zweiten Diffusor- Gehäuseteil von sprunghaft vergrößerter lichter Weite, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die abströmseitigen Ecken am Außenrand der Schaufeln (S1-S8) der Ventilatoreinheit (M;LR) abgerundet (Krümmungsradius r) sind und der Beginn der sprunghaft vergrößerten lichten Weite des Diffusor-Gehäuseteils (G2) im Abstandsbereich von - 0,3 1 zu den ab- (l) Statorless axial fan, in particular for ventilating heat exchangers, with a first housing part immediately surrounding a fan unit and a second diffuser housing part adjoining on the outflow side and having a suddenly increased clear width, characterized in that at least the outflow-side corners on the outer edge of the blades (S1-S8 ) of the fan unit (M; LR) are rounded (radius of curvature r) and the beginning of the suddenly increased clear width of the diffuser housing part (G2) in the distance range of - 0.3 1 to the

etet

stromseitigen Ecken der Schaufeln (S1-S8) des Laufrades (LR) vorgesehen ist, wobei die Größe 1 die Sehnenlänge des Schaufelprofils im Außenschnitt bezeichnet (Fig.2,3).
20Upstream corners of the blades (S1-S8) of the impeller (LR) are provided, size 1 denoting the chord length of the blade profile in the outer section (Fig. 2,3).
20th

2. Leitradloser Axialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abströmseitigen Ecken der Schaufeln (S1-S8) entsprechend einem Krümungsradius: 0,1 I₃-^. r -^. 0,3 1 abgerundet sind.2. Statorless axial fan according to claim 1, characterized in that the downstream corners of the blades (S1-S8) corresponding to a radius of curvature: 0.1 I ₃ - ^. r - ^. 0.3 1 are rounded.

3. Leitradloser Axialventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Diffusor-Gehäuseteil (G2) ein Gesamtöffnungs- bzw. Durchmesserverhältnis: l,03<D~/D_fl < 1,25 vorgesehen ist, wobei D„ etwa der lichten Weite des Ventilatorgehäuses (erster Gehäuseteil Gl) im Bereich des Laufrades (LR) entspricht und D₂ den größten Durchmesser des Diffusor-Gehäuseteils (G2) bezeichnet.3. Statorless axial fan according to claim 1 or 2, characterized in that a total opening or diameter ratio: 1.03 <D ~ / D _fl <1.25 is provided for the diffuser housing part (G2), where D "about the inside diameter of the fan housing (first housing part Gl) in the area of the impeller (LR) and D ₂ denotes the largest diameter of the diffuser housing part (G2).

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4. Leitradloser Axialventilator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Diffusor-Gehäuseteil (G2) eine gesamte axiale Länge: 0,10 D_ft< ¹Q^ °>^{5 D}/\ vorgesehen ist, wobei D_ft etwa der lichten Weite des Ventilatorgehäuses (erster Gehäuseteil Gl) im Bereich des Laufrades (LR) entspricht.4. Statorless axial fan according to one of claims 1-3, characterized in that a total axial length: 0.10 D _ft < ¹ Q ^ °> ^{5 D} / \ is provided _{for the diffuser housing part (G2), wherein D ft} corresponds approximately to the clear width of the fan housing (first housing part Gl) in the area of the impeller (LR).

5. Leitradloser Axialventilator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Diffusor-Gehäuseteil (G2) eine hinter dem Laufrad (LR) beginnende plötzliche Erweiterung mit einem Steigungswinkel: 15⁰^ <L ·, < 60° bis auf ein Durchmessermaß 0,04 D_ft ^T D₂-I <i D₂ und eine anschließende allmähliche Erweiterung mit dem Steigungswinkel: 0°< CO₂^: 10° auf das Durchmessermaß D₂ vorgesehen ist.5. statorless axial fan according to one of claims 1-4, characterized in that for the diffuser housing part (G2) a behind the impeller (LR) beginning sudden expansion with a pitch angle: 15 ⁰ ^ <L ·, < 60 ° up to a diameter dimension 0.04 D _ft ^ TD ₂ -I <i D ₂ and a subsequent gradual expansion with the slope angle: 0 ° <CO ₂ ^: 10 ° to the diameter dimension D _{2 is} provided.

6. Leitradloser Axialventilator nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor-Gehäuseteil (G2) aus einem im Bereich seiner Erweiterung mittels eines entsprechenden Prägestempels aufgeweiteten Rohrstück besteht.6. Statorless axial fan according to one of claims 1-5, characterized in that that the diffuser housing part (G2) consists of one in the area of its extension by means of a corresponding die expanded pipe section.

7. Leitradloser Axialventilator nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gehäuseteil (Gl) und der Diffusor-Gehäuseteil (G2) zusammen ein einstückiges Rohrstück bilden.7. Statorless axial fan according to one of claims 1-6, characterized in that that the first housing part (Gl) and the diffuser housing part (G2) together form a one-piece pipe section.

8. Leitradloser Axialventilator nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor-Gehäuseteil (G2) ausstromseitig mit einem Schutzgitter (SG) versehen ist.8. Statorless axial fan according to one of claims 1-7, characterized in that that the diffuser housing part (G2) is provided with a protective grille (SG) on the outflow side.

—ia—- VPA 83 P 3 3 3 5 DE—Ia—- VPA 83 P 3 3 3 5 DE

9. Leitradloser Axialventilator mit über den Umfang der Laufradnabe einer Ventilatoreinheit gleichmäßig bzw. ungleichmäßig verteilt angeordneten verwundenen profilierten Schaufeln mit derart gewölbter Skelettlinie, daß der Relativbetrag (f/1) von Wölbungshöhe (f) der Skelettlinie gegenüber Schaufelsehne zu Abstandslänge (1) zwischen Vorder- und Hinterkante einer Schaufel im Bereich: 0,02 ^ f/1 ^ 0,1 liegt, nach einem der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsparameter für das Laufrad der Ventilatoreinheit:9. Statorless axial fan with uniform or irregular over the circumference of the impeller hub of a fan unit distributed twisted profiled blades with such a curved skeleton line that the Relative amount (f / 1) of camber height (f) of the skeleton line compared to the blade chord to the distance length (1) between Leading and trailing edge of a blade in the range: 0.02 ^ f / 1 ^ 0.1, according to one of claims 1-8, characterized by the following construction parameters for the impeller of the fan unit:

0,25 <- D-ZD₀ s^ 0,350.25 <- D-ZD ₀ s ^ 0.35

70° ^ Γι ^ ⁸⁰°70 ° ^ Γι ^ ⁸⁰ °

^ Qa " öi
0,7 ^¹ I₁Zl₀ ^ Qa "öi
0.7 ^ ¹ I ₁ Zl ₀

mit folgenden Definitionen:with the following definitions:

D = Außendurchmesser des Laufrades;D = outer diameter of the impeller;

a ' a '

D. = Nabendurchmesser des Laufrades; Sehnenlänge zwischen Vorderkanti des Schaufelprofils im Außenschnitt;D. = hub diameter of the impeller; Chord length between the front edge of the blade profile in the external section;

1 = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkante a1 = length of the chord between the leading edge and the trailing edge a

1. = Sehnenlänge zwischen Vorderkante und Hinterkante1. = length of the chord between the leading edge and the trailing edge

des Schaufelprofils im Innenschnitt; = Schaufeleinstellwinkel am Außenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung)of the blade profile in the internal section; = Blade setting angle on the outer section of one Blade against circumferential direction D (direction of rotation)

gemessen;
=■ Schaufeleinstellwinkel am Innenschnitt einer Schaufel gegen Umfangsrichtung D (Drehrichtung) gemessen.measured;
= ■ Blade pitch angle measured on the inside section of a blade against the circumferential direction D (direction of rotation).