Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Diagonalventilator in verbesserter Kompaktbauweise mit hoher Leistungsdichte und geringer Geräuschentwicklung.

Allgemein sind Diagonalventilatoren und deren Einsatz aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2014 210 373 A1. Diagonalventilatoren werden in Anwendungen mit hohen Anforderungen an Luftleistung bei höherem Gegendruck und geringem Einbauplatz eingesetzt, beispielsweise in der Kühltechnik oder bei Dunstabzugshauben. Durch den bei Diagonalventilatoren im Verhältnis zum Bauraum großen Motordurchmesser des axialzentral angeordneten Motors ist die Ausblasfläche an der Ausblasöffnung verhältnismäßig klein, wodurch es zu hohen Austrittsverlusten bei der Strömung durch hohen dynamischen Druck am Austritt des Dia- gonalventilators kommt.

Es ist stets ein Ziel, die Leistung des Ventilators zu erhöhen, währenddessen die Geräuschbildung unverändert bleibt oder sich sogar reduziert. Zudem sollen die Ventilatoren immer kompakter aufgebaut sein, um den Platzbedarf zu verringern. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Diagonalventilator in kompakter Bauform mit hoher Leistungsdichte und gutem Geräuschverhalten bereit zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Diagonalventilator mit einem Ventilatorgehäuse vorgeschlagen, innerhalb dem ein Außenläufermotor und ein Laufrad aufgenommen sind, wobei der Außenläufermotor einen Stator und einen den Stator zumindest teilweise umschließenden Rotor aufweist. Zwischen dem Ven- tiiatorgehäuse und dem Außenläufermotor verläuft ein axialer Strömungska- nal bis zu einer den Außenläufermotor umgebenden Ausblasöffnung des Diagonalventilators, wobei durch den Strömungskanal im Betrieb des Diagonalventilators über das Laufrad angesaugte Luft zur Ausblasöffnung förderbar ist. Das Laufrad ist dabei in den Rotor integriert.

Die Integration des Laufrads in den Rotor wird in einer Ausführung dadurch bereitgestellt, dass Rotor und Laufrad einteilig ausgebildet sind. Die Teilezahl und der axiale Bauraum werden mithin minimiert. Alternativ zur einteiligen Ausführung kann die integrale Ausführung auch dadurch erreicht werden, dass Teile des Laufrads, wie z. B. die Laufradschaufeln, auf dem Rotor befestigt werden.

Der Diagonalventilator weist in einer Weiterbildung in einem an die Ausblasöffnung angrenzenden Ausblasabschnitt eine Luftleiteinrichtung mit mehre- ren in Umfangsrichtung verteilten Luftleitschaufeln auf. Die Luftleitschaufeln erstrecken sich in axialer Richtung zumindest in einem Überdeckungsabschnitt über den Rotor hinweg und sind dabei jeweils zu dem Rotor mit einem radialen Luftspalt beabstandet. Somit rotiert der Rotor relativ zu den Luftleitschaufeln. Der Luftspalt weist in einer für die Geräuschentwicklung und Leistung des Diagonalventilators vorteilhaften Ausführung eine Größe auf, die maximal 5%, vorzugsweise maximal 1 ,5% eines maximalen radialen Bauraums des Diagonalventilators entspricht. Der maximale radiale Bauraum wird durch die äußerste Hüllkontur des gesamten Diagonalventilators bestimmt. Bei einer gedachten Ausführung in zylindrischer Form entspräche der maximale radiale Bauraum dem maximalen Außendurchmesser.

Ebenfalls vorteilhaft zur Lösung der Aufgabe ist eine Ausführung des Diagonalventilators, bei der ein Verhältnis einer axialen Länge des Überdeckungsabschnitts der Luftleitschaufeln zu einem Nichtüberdeckungsabschnitt, in dem die Luftleitschaufeln den Rotor in axialer Richtung nicht überdecken, in einem Bereich von 0,5 bis 4,0, vorzugsweise in einem Bereich von 1 ,5 bis 2,5 liegt. Der Luftspalt erstreckt sich in axialer Richtung über den Überdeckungsbereich vorzugsweise in konstanter Größe.

Ferner ist in einer Ausführung vorgesehen, dass die Luftleitschaufeln in axia- ler Richtung abschnittsweise an dem Ventilatorgehäuse befestigt sind. Insbesondere können die Luftleitschaufeln im sich an die Ausblasöffnung anschließenden nach axial innen gerichteten Bereich am Ventilatorgehäuse befestigt werden. In einer zur Lösung der Aufgabe günstigen Weiterbildung des Diagonalventilators sind das Laufrad und/oder die Luftleitschaufeln geometrisch so ausgebildet, dass sich ein axialer Abstand zwischen den Luftleitschaufeln und dem Laufrad in radialer Richtung von einem ersten Abstand auf einen zweiten radial weiter außen liegenden Abstand vergrößert. Die Ausbildung kann beispielsweise durch schräge zueinander weisende axiale Außenkanten erfolgen, über welche der Abstand variiert werden kann. In einer vorteilhaften Lösung weisen die Luftleitschaufeln eine gerade Axialkante auf, die Laufradschaufeln werden hingegen nach radial außen in Richtung Einlassöffnung abgeschrägt, so dass sich der Abstand zwischen den Luftleitschaufeln im Ausblasbereich und den Laufradschaufeln nach radial außen gesehen vergrößert. Ferner ist vorteilhaft, wenn ein Radius des Laufrads an einem Angriffspunkt des ersten Abstands größer ist als der erste axiale Abstand. Der Angriffspunkt ist der Punkt, an dem der erste Abstand gemessen wird. Der erste Abstand ist variabel festlegbar, der zugehörige Radius ergibt sich entsprechend daraus. Gleiches gilt entsprechend für den zweiten Abstand und den zweiten Radius.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Diagonalventilators sieht vor, dass das Ventilatorgehäuse mehrteilig ausgeführt ist und eine Einlaufdüse sowie ein Ausblasteil aufweist, wobei die Einlaufdüse die Ansaugöffnung und das Ausblasteil die Ausblasöffnung umfasst.

In einer kompakten Ausführung ist ferner eine zweiteilige Ausführung günstig, bei der die Einlaufdüse in axialer Richtung unmittelbar angrenzend mit dem Ausblasteil verbunden ist. In einer kompakten Ausführung sind die Ein- laufdüse und das Ausblasteil ineinander gesteckt.

Ebenfalls einen kompakten axial kurzen Aufbau fördernd ist eine Ausführung des Diagonalventilators, wonach die Einlaufdüse einen den Strömungsdurchmesser verringernden, die Einlassöffnung bildenden Einlaufabschnitt aufweist, der sich in axialer Richtung in das Laufrad hinein erstreckt.

Für die geringe Geräuschentwicklung ist eine Ausführungsvariante vorteilhaft, bei der das Laufrad eine Deckscheibe aufweist, wobei sich die Laufradschaufeln von dem Rotor zu der Deckscheibe erstrecken. Die Deckscheibe kann die Laufradschaufeln an ihren axialen Außenkanten in radialer Richtung vollständig überdecken. Zudem kann die Deckscheibe einen zu Einlassöff- nung weisenden achsparallel verlaufenden Abschnitt aufweisen, in den die Einlaufdüse sich hinein erstreckt.

Die Problematik der geringen Ausblasfläche kann dadurch verbessert wer- den, dass die Ausblasöffnung eine nicht-rotationssymmetrische Ausblasfläche bildet. Dies wird beispielsweise durch eine im Querschnitt quadratische Form der Ausblasfläche ermöglicht.

Ebenfalls vorteilhaft wirkt sich bei dem Diagonalventilator auf die Geräuschbildung aus, wenn die Ansaugöffnung einen Ansaugdurchmesser aufweist, der 40 bis 75%, vorzugsweise 50 bis 60% des maximalen radialen Bauraums des Diagonalventilators entspricht. Die Größe der Ansaugöffnung wird gegenüber Axialventilatoren verringert, um die Zuströmung zu verbessern.

Der Diagonalventilator ist in einer Ausführung dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad einen Laufraddurchmesser aufweist, der 80 bis 95% eines ma- ximalen radialen Bauraums des Diagonalventilators entspricht.

Auch ist eine Ausführung vorteilhaft, bei der das Laufrad unmittelbar angrenzend an den Strömungskanal angeordnet und ein von dem Laufrad erzeugter Luftstrom unmittelbar in den Strömungskanal gefördert wird.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü- chen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Diagonalventilators;

Fig. 2 eine Vorderansicht auf die Ansaugseite des Diagonalventilators aus Fig. 1 , Fig. 3 eine Hinteransicht auf die Ansaugseite des Diagonalventilators aus Fig. 1 ,

Fig. 4 eine Schnittansicht der oberen Hälfte des Diagonalventilators aus Fig. 1.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Diagonalventilators 1 in verschiedenen Ansichten gezeigt. Figur 4 ist eine zugehörige Längsschnittansicht zur genaueren Darstellung der einzelnen Bauteilelemente und deren Anordnung zueinander.

Der Diagonalventilator 1 umfasst ein zweiteiliges Ventilatorgehäuse gebildet aus der die Einlassöffnung 3 aufweisenden Einlaufdüse 31 und dem die Ausblasöffnung 5 umfassenden Ausblasteil 32, an deren axialen Enden jeweils Flansche 21 , 20 ausgebildet sind. Die Einlaufdüse 31 ist in das Ausblasteil 32 eingesteckt. Zentral um die Rotationsachse RA ist der Außenläufermotor mit dem Stator 1 und dem Rotor 9 vorgesehen, der den Stator 11 in Axialrichtung abschnittsweise umschließt.

Das Laufrad des Diagonalventilators 1 wird gebildet aus dem Rotor 9, den daran angeordneten Laufradschaufeln 8 sowie einer die Laufradschaufeln in radialer Richtung vollständig überdeckende Deckscheibe 24, die einen axial gerade in Richtung der Einlassöffnung 3 verlaufenden Endabschnitt aufweist. Der Rotor 9 bildet dabei eine Bodenscheibe für das Laufrad. Das Laufrad ist somit in den Rotor 9 integriert ausgebildet. Die Einlassdüse 31 umfasst einen den Strömungsdurchmesser verringernden Einlaufabschnitt 7, der sich in axialer Richtung in das Laufrad hinein erstreckt, so dass sich der achsparallele Endabschnitt der Deckscheibe 24 und der Einlaufabschnitt 7 überlappen.

An das Laufrad axial angrenzend erstreckt sich zwischen dem Ausblasteil 32 des Ventilatorgehäuse und dem Rotor 9 des Außenläufermotors der axiale Strömungskanal 19 bis zu der den Stator 1 umgebenden Ausblasöffnung 5.

In einem an die Ausblasöffnung 5 angrenzenden Ausblasabschnitt ist eine Luftleiteinrichtung mit mehreren in Umfangsrichtung verteilten Luftleitschaufeln 10 angeordnet, die auch in Figur 3 gut zu erkennen sind. Angrenzend an die Ausblasöffnung 5 sind die Luftleitschaufeln 10 mit dem Stator 11 und mit dem Ausblasteil 32 verbunden. Die Luftleitschaufeln 10 erstrecken sich sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung. Dabei erstrecken sie sich in axialer Richtung in dem Überdeckungsabschnitt Ly über den Rotor 9 hinweg und zu diesem mit einem radialen Luftspalt S beabstandet, wobei der Luftspalt S in der gezeigten Ausführung 1 % des maximalen radialen Bauraums B des Diagonalventilators 1 entspricht. Die Größe des Luftspalts S ist über seine axiale Erstreckung konstant. Das Verhältnis der axialen Länge des Überdeckungsabschnitts Ly der Luftleitschaufeln 10 zu dem axial angrenzenden Nichtüberdeckungsabschnitt Lx liegt in der gezeigten Ausfüh- rung bei einem Wert von 2,1.

Bezugnehmend insbesondere auf Fig. 4 vergrößert sich in einer Richtung nach radial außen gesehen der Abstand zwischen den zueinander weisenden Axialkanten der Luftleitschaufeln 10 und der Laufradschaufeln 8 von einem ersten Abstand A1 auf einen zweiten Abstand A2, wobei die Axialkanten der Luftleitschaufeln 10 gerade radial auswärts, die Laufradschaufeln 8 schräg verlaufen. Die Position des ersten und zweiten Abstands ist frei wählbar, wobei gilt, dass der Radius R1 des Laufrads an dem Angriffspunkt des ersten Abstands A1 größer ist als der erste Abstand A1. Ferner gilt, dass der Radius R2 des Laufrads an dem Angriffspunkt des zweiten Abstands A2 größer ist als der zweite Abstand A2. Das Laufrad weist einen Laufraddurchmesser DA auf, der 90% des maximalen radialen Bauraums B des Diagonalventilators 1 entspricht.

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