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Die Erfindung betriffi einen Lüfter, der eine axiale Strömung
erzeugt und mit konvexen oder nach hinten gebogenen Schaufeln,
das heisst Schaufeln, die in die entgegengesetzte Richtung im
Verhältnis zu der Umdrehungsrichtung des Lüfters gebogen sind.
Allgemein enthalten Lüfter eine Anzahl von Schaufeln, die von
einer Nabe ausgehend radial nach aussen gerichtet sind, wobei sich
die genannten Schaufeln in einer zu der diese tragenden genannten
Nabe rechtwinklig verlaufenden Ebene bewegen.
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Jede Schaufel hat eine Querabmessung, welche praktisch flach
verläuft, und sie ist auf solche Weise schräggestellt, dass sie im
Verhältnis zu der Rotationsebene des genannten Lüfters einen
bestimmten Winkel bildet.
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Die Schrägstellung ist eine solche, dass, wenn sich der Lüfter
dreht, die Schaufeln einen Luftstrom erzeugen, welcher parallel zu
der Drehachse der Nabe verläuft.
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Die "einfachsten" Lüfter haben gerade gerichtete Schaufeln, das
heisst mit der miftleren längsverlaufenden Linie einer jeden
Schaufel sich gerade in der Richtung erstreckend, die sich radial
im Verhältnis zu der Nabe ausdehnt, an welcher sie befestigt ist.
Lüfter, die auf diese Weise hergestellt sind, haben sich als
ausgesprochen betriebstüchtig und als in der Lage erwiesen, hohe
Leistungsniveaus zu erreichen.
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Trotzdem haben diese Lüfter einen Nachteil, und zwar den, dass
sie ausgesprochen geräuschvoll sind, da die Schaufeln auf die zu
bewegende Luft mit ihrer gesamten Wirkungsfläche gleichzeitig
auftreffen, und der darauf sich ergebende Aufprall ist sehr heftig.
Mit dem Zweck, diesen Nachteil der Geräuschbildung zu
vermeiden, zeigt der Stand der Tedmik Lüfter mit gebogenen Schaufeln
auf, deren Mittellinie in Umdrehungsrichtung des Lüfters gebogen
ist, oder auch in der entgegengesetzten Richtung, so dass auf diese
Weise ein allmähliches Eindringen der Luftschubfläche der
Schaufeln in die Luft bewirkt wird.
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Das Patent US-PS 4.358.245 zum Beispiel zeigt einen axialen
Lüfter, dessen Schaufeln in der Umdrehungsrichtung des Lüfters
selbst gebogen sind, und die einen Winkel haben, der in
Ubereinstimmung mit dem Durchmesser der Schaufel an einem
bestimmten Punkt im Verhältnis zu dem maximalen Durchmesser
der Schaufel selbst zunimmt. Der Schaufelwinkel nimmt in den
letzten 30% der Schaufel selbst zu.
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Das Patent US-A 4,569,632 zeigt einen Lüfter des wie oben
besclrriebenen Typs, dessen Schaufeln nach rückwärts gebogen sind,
das heisst also in entgeggngesetzter Richtung zu der
Umdrehungsrichtung des Lüfters selbst, und sie sind in einem solchen
Neigungsverhältnis im Verhältnis zu der Drehebene orientiert, der
konstant abniniint so wie der Radius der Schaufel in den letzten
30% von deren Länge zunimmt.
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Das deutsche Gebrauchsmusterpatent DE-U-89 03 903 zeigt einen
anderen Lüfter der wie oben besdrnebenen Art, dessen Schaufeln
nach rückwärts gebogen sind, und die Vorsprünge - auf einer
Ebene rechtwinklig zu der Drehachse des Lüfters - der vorderen
Kante und der hinteren Kante werden, ausgehend von der Nabe
des Lüfters, durch einen ersten geraden radialen Abschnitt von bis
zu 25% der radialen Länge der Schaufel gebildet und dann durch
einen zweiten Abschnitt, der zwei Kreisbögen folgt.
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So ausgelegte Lüfter haben sich an und für sich als sehr leise
laufend erwiesen, haben jedoch den Nachteil, dass sie nur eine
bescheidene Leistungsfahigkeft im Vergleich zu den Lüfters haben,
die mit geradlinigen Schaufeln ausgestattet sind.
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Zweck der vorliegenden Erflndring ist der, einen Lüfter für eine
axiale Strömung von der Art mit konvexen oder nach rückwärts
gebogenen Schaufeln herzustellen, mit dem ein ausgleichendes
Verhältnis zwischen Leistungsfähigkeit und Geräuscharmut
erhalten wird.
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Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst
dieses oben beschriebene Problem durch die Lieferung eines
axialen Lüfters mit konvexen oder nach rückwärts gebogenen
Schaufeln, bei welchem die maximale Querabmessung der
Schaufeln entlang von deren gesamter Ausdehnung in Längsrichtung
konstant ist, wobei der Abschniff einer Schaufel als ein
Flügelprofil betrachtet wird und die Flügeltiefe eines solchen Profils
entlang der Längsachse der Schaufel konstant bleibt, das heisst im
wesentlichen in radialer Richtung, und deren vordere oder Ein
trittskante und die hintere oder Austrittskante beim Betrachten
parallel zu der Drehachse des Lüfters im Verhältnis zu deren
Umdrehungsrichtung durch zwei Kreisbögen definiert werden.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden besser verdeutlicht in der nachstehenden detaillierten
Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen gemacht wurde, und zwar rein als Beispiel und nicht
begrenzend, und von denen
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Abb. 1 in axialer Ansicht den axialen Lüfter als
Gegenstand der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Abb. 2 zeigt in schemafischer axialer Ansicht einige
Konstruktionslinien einer Schaufel des Lüfters aus
Abbildung 1 mit dem Zweck, die genannten Eigenschaften
der Schaufeln besser hervorzuheben,
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Abb. 3 und 4 zeigen einen Schnitt nach den Linien III-III"
und entsprechend nach IV-IV aus der Abbildung 2.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird der axiale Lüfter in
Ubereinstimmung mit der Erfindung mit I bezeichnet und enthält
eine mittlere Nabe 3, von welcher aus sich in winkelmässig
gleichmässigen Abständen in radialen Richtungen eine Anzahl von
Schaufeln erstreckt.
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Die Nabe 3 ist aufziehbar auf eine Antriebswelle (hier nicht
gezeigt), welche sie um eine gemeinsame Achse in Umdrehung
versetzt.
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Die Schaufeln 2 sind von konvexer Art und nach rückwärts gebo
gen, das heisst mit ihrer Mittellinie in die entgegengesetzte
Richtung zu der Umdrehungsrichtung der Nabe 3 gebogen, und die
freien Enden der Schaufeln 2 sind mit Hilfe eines äusseren
Versteifungsringes 4 gegenseitig miteinander verbunden. Die
Schaufeln 2 sind im Verhältnis zu der Umdrehungsrichtung des Lüfters
1 ebenfalls auf eine solche Weise schräggestellt, dass während der
Umdrehung des Lüfters ein Luftstrom parallel zu der
gemeinsamen Drehachse erzeugt wird.
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Die Erfindung sieht vor, dass die maximale Querabmessung der
Schaufeln 2 entlang deren gesamter Ausdehnung (s. Abb. 3 und 4)
konstant ist.
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Beim Betrachten des Lüfters I entlang seiner axialen Richtung
verlaufen die vorderen oder Eintrittskanten 5 und die hinteren oder
Austrittskanten 6 der Schaufeln 2 weiterhin entlang von
Kreisbögen, wie durch die Radien Ri und Re in Abbildung 2
hervorgehoben wird.
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Die Verdrehung der Schaufeln 2, das heisst die progressive
Veränderung des Aufzugswinkels auf die Nabe 3, die von der Nabe 3
selbst ausgeht und in Richtung des äusseren Ringes 4 verläuft,
bleibt konstant entlang der gesamten Ausdehnung der Schaufeln 2
selbst, und zwar in dem Süme, dass die berechnete Abgeleitete in
aufeinanderfolgenden Punkten entlang der Längsausdelmung der
Schaufel 2 Punkt fig Punkt einen konstant variierenden
Winkelkoeffizienten definiert.
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In Abbildung 2 kann gesehen werden, dass jede Schaufel 2 so
ausgelegt ist, als wäre sie aus einer geraden Schaufel
herausgeformt, bei welcher jeder von deren Querschnitten über den
unmittelbar angrenzenden Querschnitt gleiten gelassen wurde.
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Ebenfalls unter Bezugnahme auf die Abbildung 2 kann gesehen
werden, dass dieses ideale Gleiten der Querschnitte entlang
konzentrischer Umfange erfolgen kann, deren Zentren auf der
Drehachse des Lüfters 1 liegen, so dass die maximale Querabmessung
entlang der genannten Umfange gemessen wird.
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Der betreffende Lüfter erreicht somit die gewünschten Zwecke in
Bezug auf Geräuscharmut, und zwar dank seiner nach rückwärts
gebogenen Schaufeln 2, sowie eine hohe Leistungsfähigkeit dank
der wesentlichen Ausbildung derselben Schaufeln 2, welche mit
der Leistungsfähigkeit von geraden Schaufeln vergleichbar ist.