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Title:
RADIAL-FLOW FAN UNIT FITTED INSIDE AN AIR-INTAKE DUCT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/001450
Kind Code:
A1
Abstract:
In prior art fan units of this type, the air or purified gas flow aspirated in the axial direction is redirected in the radial direction by a spiral-shaped housing comprising several part-spirals which is disposed downstream of the fan impeller. In the fan unit of the invention, a spiral-shaped housing of this kind is unnecessary, thus giving not only improved efficiency and a reduction in noise but also cost savings. The fan plate (18) has an add-on piece (23) fitted clear of the impeller in the direction of the flow of aspierated air or purified gas. Together with an air-flow guide ring (24), the add-on piece (23) forms an axial flow-duct section (25). The carrier plate (26) for the drive motor (21) has apertures (27) for the air or purified gas.

Inventors:
MERGENTHALER HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/DE1990/000521
Publication Date:
February 07, 1991
Filing Date:
July 11, 1990
Export Citation:
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Assignee:
KELLER LUFTTECHNIK GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
F04D17/16; F04D29/28; (IPC1-7): F04D17/16; F04D29/28
Foreign References:
CH213309A1941-01-31
GB212123A1924-03-06
FR1155080A1958-04-22
GB1085565A1967-10-04
DE2403471A11975-07-31
Attorney, Agent or Firm:
Wolf, Otto (Kirchheim-Teck, DE)
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Claims:
B -Ansprüche
1. : Innerhalb eines Luftansaugkanals angeordnete Radialven¬ tilatoreinheit mit einem motorisch angetriebenen Flügel¬ rad, einer am Luftansaugkanal befestigten, eine Öffnung für eine Ansaugdüse enthaltende Blende und mit einem den 5 axial angesaugten, durch das Flügelrad in Radialrichtung abgedrückten Luftstrom in Axialrichtung weiterführenden Strömungskanal, der nach außen durch den Lu tansaugka¬ nal und nach innen über ein Teilstück hinweg durch die Mantelfläche eines mit der Tragplatte des Antriebsmotors 0 vereinigten Hohlzylinders abgegrenzt ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Flügelradboden (18) mit einem sich in Ansaugrichtung des Luftbzw. Reingasstroms erstreckenden flügelradfreien Ansatz (23) versahen ist, der zusammen mit einem wenigstens angenähert gleichgerichteten, einen größeren Durchmesser aufweisenden Luftleitring (24) ein axial verlaufendes Strömungskanalstück (25) bildet, und daß die Tragplatte (26) des Antriebsmotors (21) mit Luft durchtrittsöffnungen (27) versehen ist. 0 2. Ventilatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Luftleitring (24) mit der Flügelradabdeckung (17) mechanisch vereinigt ist. 3'. Ventilatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet *5 daß der Luftleitring (24) als separates, auswechselbar an der Wandung des Luftansaugkanals bzw. Stützrohrs (10) befestigtes Bauteil ausgebildet ist.
2. 4 Ventilatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüch dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des sich vo der Tragplatte (26) des Antriebsmotors (21) in axialer Richtung wegerstreckenden Hohlzylinders (28) auf ihrer Außenseite mit schalldämp endem Material (33) belegt ist und daß die Innenwandung des Luftansaugkanals bzw. Stütz rohrs (10) in Strömungsrichtung gesehen hinter der Blend (11) für die Ansaugdüse mit schalldämpfendem Material (3 ausgekleidet ist.
3. 5 Ventilatoreinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne daß die Beläge aus schalldämp endem Material (32,33) etw bündig mit der Frontseite des Strömungskanalstücks (25) des Flügelrads abschließen.
4. 6 Ventilatoreinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne daß der am Hohlzylinder (28) der Motortragplatte (26) angebrachte Belag aus schalldämpfendem Material (33) etw bündig mit der Frontseite des Strömungskanalstücks (25) des Flügelrads abschließt' und der an der Innenwandung de Luftansaugkanals (10) vorgesehene Belag aus schalldämpfe dem Material (32) bis zu der die Ventilatoreinheit auf der Ansaugseite begrenzenden Blende (11) vorgezogen ist.
5. 7Ventilatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüch dadurch gekennzeichnet, daß sie einstückig mit dem Hohl¬ zylinder (28) ausgebildet ist und an einem Tragstern (29 oder dergleichen Bauteil befestigt ist, der in^das Inner des Luftansaugkanals (10) einsetzbar und lösbar an einem Tragelement (30) des Luftansaugkanals anbringbar ist.
6. 8 Ventilatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüch dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die Mantelfläche des sich von der Tragplatte (26) des Antriebsmotors 2') in axialer Richtung wegerstreckenden Hohlzylinders (28,' auf ihrer Außenseite mit einem Belag (33) aus sc ελl cäinυfenden Material versehen ist.
7. 9 Ventilatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüch dadurch gekennzeichnet, daß der Luftansaugkanal bzw. das Stützrohr (10) axial abgedeckt ist und in seiner Wandung wenigstens eine fensterartige Durchbrechung (39) für den radialen Austritt des BlasluftStroms in einen axialen Ausblaskanal (38) enthält.
Description:
Innerhalb eines Luftansaugkanals angeordnete Eadialventilatoreinheit

Die Erfindung bezieht eich auf eine Radialventilatoreinhe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Ventilatoreinheit dieser Art erfolgt Umlenkung des in Axialrichtung angesaugten Luf - zw. Rei gasstroms in Radialrichtung mit anschließender Weiterför¬ derung in Axialrichtung mit Hilfe eines mehrere Teilεpira len aufweisenden, dem Flügelrad des Ventilators zugeordne ten Spiralgehäuses.

Abgesehen von einem entsprechenden Mehraufwand führt die Verwendung eines solchen Spiralgehäuses zu einer Beeintr tigung des Wirkungsgrads und zu einer erhöhten Geräuschab Strahlung der Ventilatoreinheit. Außerdem fördert ein z sätzliches Spiralgehäuse auch die Gefahr einer Verschmutz der Einheit.

Durch die CH-PS 213 309 ist ein Diagonalventilator mit ei diagonal durchströmten Laufrad und einem dem Laufrad in Strömungsrichtung nachgeordneten Leitrad bekannt. Das Lei rad ist dabei durch zwei einen ringförmigen Ansatz bilde Luftleitringe verkörpert, und im ringförmigen Ansatz sind Schaufeln angeordnet, die mittels Lappen an den Luftleit¬ ringen befestigt sind. Bei einem solchen Ventilator ist weder die Richtung der dem vorhandenen Querschnitt austretenden Strömung von de axialen Strömungskomponente und der Umfangsgeschwindigkei des Laufrads bestimmt, noch läßt sich die Richtung der au dem Querschnitt austretenden Strömung durch Verändern de

Ausströmquerschnitts beeinflussen. Abgesehen davon ist der fertigungstechnische Aufwand eines Diagoalventilators der in Rede stehenden Art verhältnismäßig groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilator- einheit der gattungsgemäßen Art mit einem Geringstmaß an

Aufwand hinsichtlich des Wirkungsgrads und des Geräuschver¬ haltens zu ' verbessern und darüber hinaus die Verschmutzungs¬ gefahr zu vermindern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Diese Lösung ermöglicht zugleich auch die Ausbildung der Ventilatoreinheit als Kompakteinheit, die rasch ausbau-und auswechselbar ist.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindu sind in den Unteransprüchen charakterisiert.

Die Erfindung wird im nachstehnden anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele veranschaulicht, erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht der in den Luftansaugkanal eingebauten Ventilatoreinheit, Fig. 2 eine Ansicht der Ventilatoreinheit ent¬ sprechend Figur 1, jedoch in schall¬ dämpfender Ausführung und mit der Flüge radabdeckung vereinigter Ansaugdüse,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines mit einem seitlichen Anbau versehenen Luft¬ strömungskanals entgegen der Ausblas¬ richtung,

Fig. eine Ansicht des Strömungskanals gemäß Figur 3 in. Einströmrichtung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Luftleit kanals gemäß den Figuren 3 und mit ein¬ gesetzter Ventilatoreinheit,

Fig. 6 eine Ansicht einer modifizierten Ventilat - einheit teilweise im Schnitt,

Fig. 7 eine Ansicht eines Ventilatorgqhäuses mit der Gehäusewandung angebrachten fensterar tigen Durchbrüchen,

0 Fig. 8 eine Ansicht der Schaufelseite des Lauf¬ rads.

5 Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist die Ventilatoreinheit im Innern eines zylinderförmigen Luftansaugkanals bzw. Stü rohrs 10. angeordnet und anströ seitig durch eine Blende 11 abgedeckt, die eine zentrale Öffnung 12 aufweist und beispielsweise mittels Flansche 3*1 - festgespannt ist 0 Auf der Blende 11 ist eine Ansaugdüse 15 bzw. ein Düsenstu fest angebracht, die bzw. der berührungsfrei in eine düsen artig geformte Öffnung 16 in der rotierenden Flügelradab¬ deckung 17 einmündet. Der Flügelradboden 18 ist mittels Schrauben 9 an die Welle 20 des Antriebsmotors 21 ange- 5 flanscht. Die Schaufeln des-- Flügel-bzw. -Laufrads 22 sind d bei gestrichelt angedeutet und mit 22' bezeichnet. Am Außenumfang des Flügelradbodens 18 ist ein Ansatz 23 an bracht, der sich in Ansaugrichtung des Luftstroms (siehe Pfeil) erstreckt. Der Ansatz 23 kann dabei einstückiger Be - standteil des Flügelradbodens 18 oder an diesem befestigt sein.

Zusammen mit einem einen größeren Durchmesser als der Ansa 23 aufweisenden, an der Peripherie der Flügelradabdeckung befestigten oder mit dieser ein Bauteil bildenden Luftleit 5 ring 24 ist damit ein sich axial erstreckendes Strömungs¬ kanalstück 25 gewonnen. Mit dieser Maßnahme wird, wie sich

gezeigt hat, eine Reduzierung der Strömungsverluste und damit eine Wirkungsgradverbesserung erzielt. Der Antriebsmotor 21 ist auf einer Tragplatte 26 angeordne die mit Luftdurchtrittsöffnungen 27 versehen ist, welche vorzugsweise als in U fangsrichtung verlaufende Schlitze ausgebildet sind. Mit der Tragplatte 26 ist ein Hohlzylin- der 28 vereinigt, der sich in axialer Richtung erstreckt und an einem mehrteiligen Tragstern 29 gehalten ist. Der Tragstern 29, der mit dem Hohlzylinder 28 einstückig sein kann, ist auf einem fest an der Innenwandung des Luftansau kanals bzw. Stützrohrs 10 angebrachten segmentförmigen Trä ger aufsetzbar und mit diesem durch Schrauben oder durch sonst geeignete Befestigungselemente verbindbar. Damit ist die komplette Ventilatoreinheit nach dem Lösen der Befestigungsschrauben vom Träger 30 abnehm-und aus dem Luftansaugkanal 10 entfernbar.

Ein im Bereich des Flügel-bzw. Laufrads 22 entstehender Unterdruck verursacht einen wirksamen, über den Antriebs¬ motor 21 hinwegstreichenden und durch die Luftdurchtritts- Öffnungen 27 hindurch zur Zone 3 gelangenden Luftström, der in den Abgasstrom übergeht. Dadurch ist bei guter Mo¬ torkühlung eine problemlose Abfuhr der Motorwärme gewähr¬ leistet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2, in der gleiche Teil mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die Innenwan dung des Luftansaugkanals 10 mit einem schallschluckenden terial 32 belegt, desgleichen ist auf die " Außenwandung des Hohlzylinders 28 schalldämpfendes Material aufgebracht. Diese Maßnahme führt zu einer erheblichen Verminderung des abgestrahlten Geräuschs der Ventilatoreinheit.

Die in Lagen aufgebrachten schalldämpfenden Materialien 32 und 33 können dabei gleiche oder unterschiedliche Schal schluckgrade aufweisen. Zwischen den beim Ausführungsbei¬ spiel konzentrisch zueinander angeordneten -Lagen aus den schalldämpfenden Materialien 3 und 33 ist ein Ringspalt

3 belassen, der den Querschnitt eines AxialStrömungska¬ nals 35 bildet.

Die beiden Lagen 3 und 33 aus schalldämpfendem Material schließen zweckmäßigerweise angenähert bündig mit dem St mungskanalstück 25 ab und grenzen oben an die Unterseite des Trägers 30 an. Gegebenenfalls kann die an der Innens te des Luftansaugkanals 10 angeordnete Lage aus schalldä fendem Material, wie aus Figur 2 ersichtlich ist, auch b zur Blende 11 vorgezogen sein und sich in radialer Rich- tung bis nahe an die Ansaugdüse 15. die hier Bestandteil der Flügelradabdeckung ist v und mitrotiert, erstrek- ken.

In manchen Fällen hat es sich als ausreichend erwiesen, lediglich an der Außenwandung des Hohlzylinders 28 eine schalldämpfende Schicht anzubringen. Dementsprechend ist es ohne weiteres auch möglich, nur die Innenwandung des Luftansaugkanals bzw. des Stützrohrs 10 mit einem schall dämpfenden Material auszukleiden bzw. zu versehen.

Um eine Druckerhöhung des Reingases durch'Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen (Diffusorwirkun kann die Ventilatoreinheit 9 bezogen auf den Austritts¬ querschnitt des Gas-bzw. LuftStrömungskanals 10 exzentri angeordnet und die Form des AustrittsquerSchnitts recht- eckförmig oder ähnlich gewählt werden. Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Lu tStrömungskanal, der einen rucksackförmigen Anbau 36 besitzt, in dem eine wan nenförmige Vertiefung mit angenähert rechteckförmigem Au blasquerschnitt 38 ausgeformt ist. Die Vertiefung 37 ste dabei über Durchbrechungen 39 n der Wandung des Strö- ungskanals 10 mit diesem Kanal in Strömungsverbindung.

Aus Figur st die in den Aufnahmeraum 40 des Luftan- saugkanals 10 eingesetzte komplette Ventilatoreinheit er sichtlich, deren Hohlzylinder 28 mit schalldämpfendem Ma terial 33 umkleidet ist, das durch ein Abdeckgitter 41

aus Blech oder Kunststoff lagefixiert ist. Beim Ausführungsbeispiel des Luftansaugkanals im Bereich der Aufnahme der Ventilatoreinheit gemäß den Figuren 3 bi 5 kann der Tragstern 29, der den Axialströmungsweg des Luft- bzw. Reingasstroms freiläßt, durch einen Ring 42 er setzt werden, der den LuftStrömungskanal 10 a^cial abdeckt

Bei der Ventilatoreinheit nach Figur 6 ist der Luftleit¬ ring 24 als separates Bauteil ausgebildet, das an der Wan dung des Luftansaugkanals bzw. Stützrohrs 10 zum Beispiel mittels Schrauben 43 oder dergleichen lösbare Halteelemen auf einfache Weise austauschbar befestigt ist. Die fest¬ stehende Anordnung des Luftleitrings 24 ist vor allem dan zweckmäßig, wenn sehr hohe Um angsgeschwindigkeiten bei hohen Ventilatordrücken erforderlich sind. Durch die Möglichkeit des einfachen und raschen Austausch des Luftleitrings 24 gegen einen solchen mit größerem ode kleinerem bzw. mit einem den gegebenen Verhältnissen ange paßten Durchmesser lassen sich auf Luftmengenänderungen zurückgehende Wirkungsgradverminderungen vermeiden. Solche Luftmengenänderungen ergeben sich beispielsweise bei Änderungen der Frequenz oder des Gesamtdrucks im An¬ lagensystem.

Im Bereich der Ansaugdüse 5 ist eine schallabsorbierende Auskleidung 32 vorgesehen, die dem jeweiligen Bedarfs- fall entsprechend dimensioniert und ausgedehnt wird.

Die gleichen Bauteile wie bei den Ausführungsformen ge¬ mäß den Figuren 1 und 2 sind in Figur 6 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Wie aus Figur 7 ersichtlich ist, sind in der Wandung des Luftansaugkanals bzw. Stützrohrs 10 (Ventilatorgehäuse) fensterartige Durchbrechungen 38 angebracht. Diese wir¬ ken sich aus strömungstechnischen Gründen hinsichtlich einer Geräuschreduzierung positiv aus.

Erforderlichenfalls kann eine in Grenzen beliebige An- zahl von Ventilatoreinheiten in einem gemeinsamen Außen-

röhr 44 untergebracht werden. Dadurch kann ein beliebig hoher Druck bei einer vorzugebenden Luftmenge erzeugt werden.

Das in Figur 8 veranschaulichte Flügel-bzw. Laufrad 22 ist beim Ausführungsbeispiel mit acht Schaufeln 22' versehen. Die jeweilige Anzahl von Schaufeln 22' richte sich nach den gegebenen Voraussetzungen.




 
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