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Flügelrad, insbesondere für Tisch- oder Wandfächer mit Breitschaufelflügeln
Die Erfindung betrifft ein Flügelrad für Lüfter, insbesondere Tisch- oder Wandfächer
mit Bxeitschaufelflügeln, wie man sie meist in Wohnungen und Diensträumen anwendet,
wo es auf eine Vermeidung von Geräusch und die Erzeugung eines in seinem Querschnitt
möglichst gleichmäßigen Luftstromes ankommt.
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Bei den bekannten Fächern mit Breitschaufelflügeln können sich in
der Nähe der Achse keine Zwischenströme ausbilden, weil die Entstehung solcher Zwischenströme
durch die Schaufeln, die überall breit gehalten sind, verhindert wird. Da die Steigung
der Flügel radial verhältnismäßig konstant ist, tritt im äußeren Flügelbereich eine
viel größere Luftgeschwindigkeit auf als im inneren Bereich. Bei schmalflügeligen
Fächern ist es bekannt, die Steigung und Wölbung der Flügel innen größer als außen
zu machen. Es sind jedoch auch Fächerflügel bekannt, bei denen die Steigung nach
außen zunimmt.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Flügelrad mit Breitschaufelflügeln
die an sich bekannten Merkmale vereinigt «-erden, daß die Flügel in der Nähe der
Achse von geringerer
Breite und von größerer Steigung sind als
in der Umfangsnähe und daß die Flügel in der bähe der Achse einseitig gewölbt, in
der Umfangsnähe dagegen derart doppelseitig gewölbt sind, daß ihre Außenkante, in,
der Richtung rechtwinklig zur Achse gesehen, nach einer S-Kurve verläuft. Die nacheilende
Flügelhälfte ist ferner derart in der Förderrichtung nach vorwärts gewölbt, daß
sie etwa den Mantelteil eines spitzen Kegels darstellt, dessen Achse hinter der
Rückseite des Flügels annähernd parallel zur Linie B-b in der Abb. d. der Zeichnung
verläuft und dessen Spitze in Richtung der Flügeldrehung -neigt.
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Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß der geförderte Luftstrom
sich aus den unmittelbar von den Schaufeln bewegten Strömen und den von diesen mitgerissenen
Zwischenströmen zusammensetzt. Sind die Flügel in der Nähe der Achse schmal, so
bleiben zwischen ihnen größere Zwischenräume, die einen freien. Durchtritt der mitgerissenen
Luftströme gestatten. Sind die Steigung und Wölbung der Flügel in der Nähe der Achse
größer als am Umfang, so wird die Luftgeschwindigkeit innerhalb des ganzen Querschnittes
des Luftstromes weitgehend konstant. Infolge der breiten Ausbildung des äußerenFlügelteiles,der
eine großeUmfangsgeschwindigkeit hat, wird die Wirbel- und Geräuschbildung wesentlich
herabgemindert. In der Zeichnung stellt Fig. i eine Vorderansicht und Fig. 2 eine
Seitenansicht eines Flügelrades gemäß der Erfindung dar; Fig. 3 zeigt das Blech,
aus dem die Flügel hergestellt werden; Fig. d. veranschaulicht eine Vorderansicht
eines Flügels; Fig.5 die Form des Flügels nach den radialen Linien 5-5, 6-6, 7-7,
8-8 und 9-9 in der Fig. d. und Fig.6 die Form des Flügels nach den Linien io-io,
11-11, i2-12 und 13-13 in der Fig. .I.
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Das Flügelrad besteht aus einer Nabe i, die auf der Antriebswelle,
z. B. der Welle eines Elektromotors, befestigt ist, und Armen 2, an denen die einzelnen
Flügel 3 befestigt sind. Gemäß der Darstellung sind drei Flügel vorhanden, ihre
Anzahl kann jedoch größer oder kleiner sein. Die voreilenden Flügelteile 4 sind
im wesentlichen flach. Die Vorderkanten 5 sind im wesentlichen bogenförmig und an
der Ecke 6 (Fig. 3) abgerundet. Die nacheilenden Flügelteile sind am äußeren Umfang
mit Verlängerungen 7 versehen, die sich etwa über ein Viertel des Winkels erstrecken,
der von dem Flügelhauptkörper eingenommen wird. Dadurch hat dar Flügel in der Umfangsnähe
eine größere Breite als in der Nähe der Achse. Die nacheilenden Flügelteile, die
zwischen der Verlängerung 7 und der Nabe liegen, sind leicht nach vorn gebogen (i
i in Fig. 6). Die äußere Umfangskante 8 (Fig. d.) des nac'heileiiden Flügelendes
nimmt in Richtung des Flügelendes in radialer Richtung ab und ist damit der Strömungslinie
angepaßt, die längs dir Rückseite des Flügels verläuft.
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Wie in Fig. 6 dargestellt, ist die Steigung der Flügel in Achsennähe
(io in Fig.6) ain größten und nimmt in der Richtung radial nach außen allmählich
ab. Dies erfolgt zwecks Erhöhung der Leistung der Flügel in Achsennähe. Die Umlaufsgeschwindigkeit
der Flügel ist hier am kleinsten, und daher ist eine größere Steigung notwendig,
um die Luft finit einer gewissen Geschwindigkeit zu bewegen. Nach den Linien io-io,
i i-i i in Fig. :1 nimmt die Steigung von der voreilenden iii Richtung der nacheilenden
Kante zu, wie Fig. 6 erkennen läßt. Längs den Linien 12-i2 und 13-13 nimmt die Steigung
auf dem voreilenden und auf dein anschließenden Flügelteil allmählich zu, um dann
auf dem restlichen Teil allmählich abzunehmen. Infolge der in Fig.6 ersichtlichen.
Steigungsänderung sind die Flügel in der Nähe der Achse einseitig gewölbt, während
sie in der Umfangsnähe doppelseitig gewölbt sind in der Weise, daß ihre Außenkante,
in der Richtung rechtwinklig zur Achse betrachtet, nach einer S-Kurve verläuft.
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Die Luft fließt über die Flügel nicht läng konzentrischer Kreisbögen,
sondern in Strömen, die sich, und zwar auf der Druckseite in stärkerem Maße, radial
einwärts von der voreilenden zur nacheilenden Flügelhälfte erstrecken. Da die Steigung
der Flügelfläche in Richtung der Luftströme auf der rückwärtigen Seite allmählich
-zunimmt, entsteht eine Luftströmung gleichbleibender Beschleunigung in axialer
Richtung. Der Luft soll soweit als möglich ein gleichförmiger Druck je Flächeneinheit
des Flügels gegeben werden.
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Die nacheilende Flügelhälfte ist nach vorwärts, d. h. in der Förderrichtung,
gewölbt, wie in der Fig. i durch Schattierung angedeutet und im übrigen aus den
Fig.4 und 5 zu entnehmen ist. Der Flügel bildet hier etwa den Mantelteil eines spitzen
Kegels, dessen Achse hinter der Rückseite des Flügels annähernd parallel zur Linie
B-B in der Fig. -1 verläuft. Die Spitze des Kegels -neigt in der Richtung der Flügeldrehung.
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Ein Flügelrad der beschriebenen :Art hat gegenüber bekannten Formen
den Vorzug einer starken Geräuschverminderung. Das Geräusch nimmt rasch ab, wenn
die wirksame Flache der Flügel in dem Ring, der das
äußere Viertel
der gesamten Scheibe einnimmt, von einem kleinen Betrag bis zu 50°!0 der Gesamtfläche
zunimmt. Oberhalb dieses Betrages , nimmt das Geräusch weiterhin, jedoch in geringerem
Maße ab. Die am Umfang liegenden Flügelteile sind breit, ergeben eine gute Führung
für die Luft und wirken im Sinne einer Herabsetzung des Geräusches. Der verhältnismäßig
schmale innere Teil, der infolge der geringeren Umfangsgeschwindigkeit weniger wirksam
die Luft bewegt, behindert die Beschleunigung der Luft in oder in der Nähe des mittleren
Teiles wenig. Der Lüfter hat demgemäß den Vorteil eines Breitschaufellüfters ohne
die bekannternWirkungsgradverluste, die auf die Behinderung der Beschleunigung der
Luft und die Rotation der Luft im mittleren Bereich zurückzuführen sind.