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EP1122444B1 - Radialventilator und Düse für einen Radialventilator - Google Patents

Radialventilator und Düse für einen Radialventilator Download PDF

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EP1122444B1
EP1122444B1 EP01100089A EP01100089A EP1122444B1 EP 1122444 B1 EP1122444 B1 EP 1122444B1 EP 01100089 A EP01100089 A EP 01100089A EP 01100089 A EP01100089 A EP 01100089A EP 1122444 B1 EP1122444 B1 EP 1122444B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
inlet nozzle
air inlet
nozzle
radial fan
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01100089A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1122444A2 (de
EP1122444A3 (de
Inventor
Oliver Dipl.-Ing. Haaf
Wolfgang Hafen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Original Assignee
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG filed Critical Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Publication of EP1122444A2 publication Critical patent/EP1122444A2/de
Publication of EP1122444A3 publication Critical patent/EP1122444A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1122444B1 publication Critical patent/EP1122444B1/de
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radialventilator mit einer trichterförmigen Lufteinlaufdüse für den Eintritt eines axialen Primärluftstromes und mit einem den Primärluftstrom umlenkenden, einen radialen Luftstrom erzeugenden, insbesondere freiblasenden Laufrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Düse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Radialventilatoren ähnlicher Art sind bekannt und beispielsweise in der Monografie "Ventilatoren" von L. Bommes; C. Kramer und H. U. Banzhaff (Expert-Verlag, Renningen, 1990), der DE-OS 14 03 081, der DE 29 40 773 A1, der DE 198 02 111 A1, der DE 199 03 359 A1 und der EP 0 769 105 B1 beschrieben.
Die genannte Monografie enthält Hinweise zur Gestaltung des Radeinlaufs von Radialventilatoren (S. 214 ff.). Es wird darauf hingewiesen, daß beim Entwurf eines Radialventilators dem Radeinlauf besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden müsse, da an dieser Stelle die Gefahr einer Strömungsablösung naturgemäß besonders groß sei. Um durch konstruktive Maßnahmen eine möglichst verlustarme Strömungsumlenkung der Luft von der axialen in die radiale Richtung zu erzielen, werden überkrümmte Düsen als optimal angesehen. Im Speziellen wird eine Umlenkkontur aus zwei zueinander versetzten Kreisbögen beschrieben, und zwar aus einem Kreisbogen an einer in bestimmter Weise an einem Lüftergehäuse angebrachten starren Einströmdüse, und aus einem Kreisbogen einer rotierenden Laufraddüse, die die Einströmdüse so überdeckt, daß sich die Tangenten an die Kreisbögen unter einem Winkel von etwa 40° derart schneiden, daß der Krümmungsbogen der Deckscheibe etwas mitgeschnitten wird. Hierdurch wird neben einer großen Unempfindlichkeit gegen Fertigungsungenauigkeiten und Bauspiele in dem Spalt zum Einlaß des Sekundärluftstromes zwischen dem Lüfterlaufrad und der Wandung der Lufteinlaßdüse erreicht, daß der zunächst rasch abfallende statische Druck in der angesaugten Sekundärströmung hinter der engsten Stelle der Einströmdüse bis zum Spalt s wieder ansteigt, wodurch die Spaltdruckdifferenz und damit der Spaltverlust verringert werden. Da außerdem vom Spalt aus betrachtet die Rundung neu ansetzt, staut sich die Randströmung an dieser Stelle zunächst auf, um dann bis in die Schaufelkanäle des Lüfterrades hinein wieder beschleunigt zu werden. Dies soll die weitere Umlenkung begünstigen und eine gute Füllung der Kanäle gewährleisten. Derartige überkrümmte Düsen mit runder Umlenkkontur und Überdeckung des Spaltes, die hinsichtlich ihrer Druckzahl und ihres inneren Wirkungsgrades mit weiteren bekannten Radeinlaufgestaltungen, wie mit runder Umlenkkontur mit sich nicht überdeckendem Spalt und mit eckiger Umlenkontur mit sich nicht überdeckendem Spalt verglichen werden, zeigen zwar vergleichsweise sehr gute Leistungskennwerte, sind jedoch fertigungstechnisch nur mit erheblichem Aufwand herzustellen.
In der DE-OS 14 03 081 wird ebenfalls ein Radialventilator oder eine Pumpe mit einer speziellen Eintrittsdüse und mit einem Laufrad mit nicht profilierten Schaufeln beschrieben, bei dem eine runde Umlenkkontur und Überdeckung des Spaltes zwischen Düse und Laufrad vorliegt, d.h. bei dem der Ausblasabschnitt der Eintrittsdüse in die Ansaugöffnung des Lüfterlaufrades hineinragt. Das Laufrad weist ein Verhältnis seines Eintrittsdurchmessers zu seinem Austrittsdurchmesser zwischen 0,45 und 0,63 auf. Im Hinblick auf eine gute Leistungscharakteristik des Lüfters werden ein besonderes Verhältnis des Ringquerschnittes im Schaufeleintritt zum kleinsten kreisförmigen Querschnitt der Eintrittsdüse und ein Wert des Schaufelwinkels vom Schaufeleintritt bis zum Schaufelaustritt im Bereich von 23° bis 27° als optimal angesehen.
In der DE 29 40 773 A1 wird ein Hochleistungs-Radialventilator beschrieben, der ein Spiralgehäuse mit einer seitlichen Einströmdüse und ein entsprechendes Laufrad oder eine saugseitig angeordnete Wand mit seitlicher Einströmdüse und frei ausblasendem Laufrad besitzt und dessen Laufrad Schaufeln, insbesondere nicht profilierte Schaufeln, z.B. Kreisbogen-Schaufeln, aufweist, wobei das Laufrad an der der Einströmdüse zugewandten Seite durch eine von oben nach unten und außen verlaufende Deckscheibe abgedeckt ist, deren Einlaßbereich mit dem kleinsten Durchmesser das zugewandte Ende der Einströmdüse überlappt und nach außen hin unter Freilassung eines Ringspaltes mit einer bestimmten Spaltweite überdeckt. Zur Optimierung der Leistungscharakteristik ist dabei vorgesehen, daß eine den Verlauf der Deckscheibe bestimmende, einen kreisbogenförmigen, parabolischen oder hyperbolischen Verlauf besitzende Kurve mit einem Radius oder mit mehreren Radien beschrieben ist, der bzw. die sich zum kleinsten Durchmesser des Einlaßbereichs der Abdeckscheibe (Einlaufdurchmesser) wie 0,21 - 0,3, vorzugsweise wie 0,225-0,280 zu 1 verhält bzw. verhalten.
Insbesondere beim freiblasenden Einsatz von Radialrädern oder der Verwendung bei niedrigen Gegendrücken tritt bei Ventilatoren der eingangs genannten Art sehr oft ein hochfrequentes Geräusch auf, das als sogenanntes Düsenpfeifen bezeichnet wird. So besteht bei der Ventilatorauslegung neben der Leistungsoptimierung eine technische Aufgabe darin, die Lufteinlaufdüse so zu gestalten, daß diese Geräuschspitzen vermieden werden können. Diesem Zweck dienen die in der DE 198 02 111 A1, der DE 199 03 359 A1 beschriebenen Zentrifugalgebläse.
Die DE 198 02 111 A1 beschreibt ein Zentrifugalgebläse, bei dem der Außenumfang einer Ansaugöffnung außenseitig des Innenrandes einer Hauptschaufel und eine große Zahl von Nebenschaufeln in der Ansaugöffnung an einer der Hauptschaufel entsprechenden Stelle angeordnet sind. Die Nebenschaufeln führen die von einem Außenbereich der Ansaugöffnung zu der Drehrichtung eines Zentrifugal-Mehrschaufellüfters strömende sekundäre Luft. Somit strömt die sekundäre Luft von der Nebenschaufel aus in glatter Weise zu der Hauptschaufel, wodurch die Sekundärluft-Strömungsmenge vergrößert und das Luftströmungsgeräusch verringert werden soll.
Die DE 199 03 359 A1 betrifft eine Zentrifugal-Gebläseeinheit mit einem Schneckengehäuse zur Ausbildung eines Luftdurchlasses, einem Zentrifugallüfter mit mehreren Flügeln und einem Elektromotor zum Antreiben des Lüfters. Ein schalltrichterförmiger Abschnitt zum Bilden einer Ansaugöffnung erstreckt sich zu dem radial innengelegenen Ende des Lüfters, um einen Teil jedes Flügels abzudecken, und eine Wirbelwand (Deckscheibe) ist in den Flügeln so gebildet, daß ein erster Freiraum zwischen der Wirbelwand und einer Innenwand des Schneckengehäuses vorgesehen ist. Außerdem ist ein zweiter Freiraum, der mit dem ersten Freiraum in Verbindung steht, zwischen der Wirbelwand und einem Wandabschnitt gebildet, der sich ausgehend von dem schalltrichterförmigen Abschnitt zu einer oberen Wandoberfläche des Schneckengehäuses erstreckt, wodurch sich der Luftströmungswiderstand in einem durch die beiden Freiräume gebildeten Rückströmungsdurchlaß vergrößert. Insbesondere dann, wenn der Luftströmungswiderstand in einem Lüftungssystem einer Klimaanlage größer wird, soll dadurch eine Vergößerung der (sekundären) Rückströmungsluftmenge und eine Wechselwirkung zwischen der Rückströmungsluft und der Ansaugluft verhindert werden, um das von der Gebläseeinheit erzeugte Geräusch zu dämpfen. In beiden Offenlegungsschriften geht es somit um Gebläseeinheiten, bei denen, um den Sekundärluftstrom und die dadurch entstehenden Geräusche zu verringern, unter anderem durch eine in Richtung der Deckscheibe gesickte Ansaugöffnung der Widerstand für die Spaltströmung vergrößert wird.
Der Gegenstand der EP 0 769 105 B1 ist ein Einlaßtrichter für Zentrifugalgebläse, die ein Gebläserad mit einer Deckelplatte aufweisen, wobei sich der Einlaßtrichter in die Deckelplatte mit einem dazwischen angeordneten Spalt für Umwälzluft öffnet und der Einlaßtrichter mit einem konischen Einlaßteil versehen ist, welches sich zum Gebläserad.hin verjüngt. Der Einlaßtrichter weist ein mit dem Einlaßteil verbundenes Mundstück auf. Innerhalb des Mundstücks ist durch das verjüngte Ende des Einlaßteils, welches zum Teil in das Mundstück eingeführt ist, ein kreisförmiger, am Schnittpunkt zwischen dem Einlaßteil und dem Mundstück des Einlaßtrichters angeordneter Rand gebildet, der als Flußführungsvorrichtung dient, die so ausgelegt ist, daß sie die Ablösung des Flusses von dem Einlaßteil des Trichters unter minimaler Beeinträchtigung des Flusses hervorbringt. In dem Patent geht es somit um eine strömungstechnisch und fertigungstechnisch möglichst günstige Einlaufdüse aus zwei Teilen. Je ein konischer Einlauftrichter und ein Mundstück werden strömungstechnisch optimiert in verschiedenen Varianten zusammengesetzt. Diese zweiteilige Ausführung weist gegenüber den vorbeschriebenen einteiligen Lufteinlaufdüsen den Nachteil eines zusätzlichen Montageschrittes auf.
Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der US-A-5 551 838 ist ein Einlaßtrichter vorgesehen, der mit einem konischen Einlaßteil versehen ist, welches sich zu einem Gebläserad hin verjüngt. Der Einlaßtrichter weist ein mit dem Einlaßteil verbundenes Mundstück auf. Innerhalb des Mundstücks ist durch das verjüngte Ende des Einlaßteils, welches zum Teil in das Mundstück eingeführt ist, ein kreisförmiger, am Schnittpunkt zwischen dem Einlaßteil und dem Mundstück des Einlaßtrichters angeordneter Rand gebildet, der als Flußführungsvorrichtung dient, die so ausgelegt ist, daß sie.eine Ablösung des Flusses bewirkt. Eine Störung des Flusses soll aber weitgehend vermieden werden. Der Rand ist zu diesem Zweck mit Hilfe einer Lippe als Hinterschnitt oder in einer speziellen Ausführung zumindest als scharfe Kante ausgebildet.
Gemäß dem Dokument DE-AS 1 276 858 ist eine derartige spezielle Konturgestaltung einer Düsenwandung vorgesehen, daß in einem Radialventilator oder in einer Pumpe zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades Störungen der Strömung in einem Laufrad verringert werden können. Die Kontur der - nicht einstückig ausgebildeten - Düse führt dazu, daß ein Anstieg des statischen Druckes ohne Grenzschichtablösung erreicht werden kann. Hierbei ist die Stelle, an der keine Grenzschichtablösung auftreten soll, die Stelle eines Laufringspaltes, durch den ein Sekundärluftstrom eintritt. Die Ablösung wird dabei dadurch verhindert, daß eine kreisbogenförmige Düsenwandung sich bis zum Laufspalt erstreckt. Gemäß der DE-AS 1 276 858 kann in der Düse ein Drahtreifen, eine schweißraupe oder ähnliches zur Turbulenzerhöhung vorgesehen sein. Ein solcher Vorsprung bildet dabei einen Hinterschnitt und erzeugt eine Grenzschichtablösung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik einen Radialventilator der gattungsgemäßen Art und eine entsprechende Düse zu schaffen, durch die bei geringem fertigungstechnischen Aufwand eine Geräuschentwicklung wirksam gedämpft werden kann, ohne daß dabei nennenswerte Verluste bei der Luftleistung des Ventilators auftreten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wandung der Lufteintrittsdüse im Bereich des Störungselementes hinterschnittfrei und derart ausgebildet ist, daß zur Erzeugung der Luftdurchmischung am Störungselement, welches als Prägung in der Wandung ausgebildet ist, eine in Bezug auf die Ausbildung einer turbulenten Strömung kritische Strömungsgeschwindigkeit erreicht, eine Ablösung der Grenzschicht jedoch gehemmt wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Schall durch lokale Druckschwankungen im Luftstrom entsteht, die ihrerseits auf Ablösungserscheinungen oder starke Geschwindigkeitsänderungen des Luftstromes zurückzuführen sind. Die verbreiterte Grenzschicht an der Düsenwandung verursacht einen geringeren Geschwindigkeitsgradienten beim Ausgleich zwischen dem aus der Lufteinlaßdüse austretenden Primärstrom der Düse und dem im Spalt zwischen Düse und Laufrad austretenden Sekundärstrom. Der Geschwindigkeitsgradient hat einen direkten Einfluß auf die Schall-Leistung, da er proportional zu den Wechselwirkungskräften ist, die auf die Luftteilchen wirken. Diese Wechselwirkungskräfte auf die Luftteilchen sind wiederum proportional zur akustischen Leistung und somit zum Geräuschpegel. Wird also erfindungsgemäß die Breite des Übergangsbereichs zwischen den beiden Strömungen vergrößert, so stellt sich durch eine Verringerung des Geschwindigkeitsgradienten eine Reduktion beim Geräuschpegel des Düsenpfeifens ein. Erfindungsgmäß wird die Grenzschicht dabei auf der Düseninnenseite vergrößert, was der Tatsache Rechnung trägt, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Primärströmung bei Betriebszuständen in Richtung freiblasend größer ist als die Geschwindigkeit der sekundären Spaltströmung.
Bei dem Störungselement, das sich in bevorzugter Ausführung der Erfindung in Umfangsrichtung der Wandung erstrecken kann, kann es sich beispielsweise um ein Zusatzteil oder - in fertigungstechnisch besonders günstiger Ausführung - um eine Prägung, wie eine eingeprägte Sicke, handeln. Das Störungselement kann mit Vorteil so ausgeführt sein, daß die Lufteintrittsdüse als Ziehteil, das heißt ohne Hinterschnitte, sondern nur maximal mit - im Hinblick auf die Längsachse der Düse - zylinderförmigen Flächen der Wandung gefertigt werden kann. Die Teilekosten sind dadurch kaum höher als bei den bisher bekannten eingangs beschriebenen Düsen.
Die Durchmischung und Grenzschichtverbreiterung können dabei - insbesondere im Falle eines Rücksprungs in der Wandung der Lufteinlaufdüse - durch eine infolge des Ansteigen des statischen Drucks in der Strömung verursachte Wirbelbildung des Primärluftstromes bewirkt werden oder kann - insbesondere im Falle eines Vorsprungs in der Wandung der Lufteinlaufdüse (bei Vorliegen einer durch eine sogenannte kritische Reynoldszahl gekennzeichneten kritischen Strömungsgeschwindigkeit) - durch den Umschlag einer laminaren Grenzschichtströmung in eine turbulente Grenzschichtströmung zustande kommen. Während es sich bei Wirbeln um eine um ein Zentrum kreisende Strömung handelt, die sich z.B. unter Ablösung der Grenzschicht von der Wandung ausbilden kann, wird unter Turbulenz eine Strömungsform verstanden, bei der der Hauptstrombewegung zeitlich und räumlich ungeordnete Schwankungsbewegungen überlagert sind. Bei aufgeprägter fester Strömungsgeschwindigkeit kann die Breite einer turbulenten Grenzschicht bis auf etwa das Dreifache der Breite einer laminaren Grenzschicht ansteigen. Ein weiterer Vorteil der Erzeugung einer turbulenten Grenzschicht besteht darin, daß eine Grenzschichtablösung des Primärluftstromes von der Wandung der Einströmdüse gehemmt wird. Da die Strömungsgeschwindigkeit des Primärluftstromes beim Durchtritt durch die Düse ansteigt, sollten die Abmessungen des die Luftdurchmischung und dadurch die Verbreiterung der Grenzschicht an der Düsenwandung verursachende Störungselementes in einem Maß, das dem Abstand des Störungselementes von dem dem Ausblasabschnitt abgewandten Rand des Einströmabschnittes entspricht, abnehmen. D.h. je näher das Störungselement am laufradseitigen Düsenende liegt, desto kleiner sollte es ausgeführt sein, um eine Wirkungsgradreduzierung zu vermeiden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels soll im folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1
eine perspektivische Darstellung der erfindungswesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Radialventilators, einschließlich einer erfindungsgemäßen Düse,
Fig. 2
eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten erfindungswesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Radialventilators,
Fig. 3
einen Fig. 2 entsprechenden Axialschnitt der erfindungswesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Radialventilators,
Fig. 4
eine in Fig. 3 mit IV bezeichnete Einzelheit in vergrößerter Darstellung.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel jeweils nur einmal beschrieben.
Wie zunächst Fig. 1 und 2 veranschaulichen, weist ein erfindungsgemäßer Radialventilator eine trichterförmige Lufteinlaufdüse 1 für den Eintritt eines axial (Achse X-X) gerichteten Primärluftstromes P und ein den Primärluftstrom P umlenkendes, einen radialen Luftstrom R erzeugendes freiblasendes Laufrad 2 auf. Die Wandung 3 der Lufteinlaßdüse 1 weist einen im wesentlichen kegelstumpfmantelförmig ausgebildeten Einströmabschnitt 3a und einen sich in axialer Richtung X-X an den Einströmabschnitt 3a einstückig anschließenden, im wesentlichen zylindermantelförmigen, koaxial zu einer zentrischen Ansaugöffnung 4 (vgl. Fig. 4) des Laufrades 2 angeordneten, insbesondere in die Ansaugöffnung 4 hineinragenden Ausblasabschnitt 3b auf. Zwischen dem Laufrad 2, insbesondere zwischen einer vorderen Deckscheibe 2a des Laufrades 2, und der Wandung 3, insbesondere ihres Einströmabschnittes 3b, der Lufteinlaßdüse 1 befindet sich ein Spalt 5 zum Einlaß eines Sekundärluftstromes S, dessen Darstellung insbesondere Fig. 4 deutlich zu entnehmen ist.
Während die Lufteinlaßdüse 1 fest montiert ist, führt das Laufrad 2 - beispielsweise angetrieben durch einen nicht dargestellten Elektromotor - zu Erzeugung der verschiedenen Luftströme P, S, R mit Hilfe von zwischen der vorderen Deckscheibe 2a und einer hinteren Deckscheibe 2b angeordneten Schaufeln 2c eine rotatorische Bewegung um die Achse X-X aus.
Die Wandung 3 der Lufteinlaßdüse 1 weist erfindungsgemäß am Umfang mindestens ein von einem dem Ausblasabschnitt 3b abgewandten (nicht näher bezeichnetem) Rand des Einströmabschnittes 3a beabstandetes Störungselement 6a auf, durch das in der Lufteinlaßdüse 1 eine an ihrer Wandung 3 befindliche Grenzschicht, in der in zentrifugaler Richtung ein Geschwindigkeitsabfall des Primärluftstromes P erfolgt, infolge einer Luftdurchmischung verbreitert wird. Das Störungselement 6a befindet sich dabei im Bereich des Einströmabschnittes 3a der Düsenwandung 3. Durch die gegenüber einer ungestörten Strömung verbreiterte Grenzschicht wird vorteilhafterweise eine Geräuschreduzierung des Düsenpfeifens ohne nennenswerte Auswirkung auf die Luftleistung des Ventilators erreicht, da der Gradient des zentrifugalen Geschwindigkeitsabfalls verringert und so nachfolgend im Bereich des Laufrades 2 auch die Breite eines Übergangsbereichs (Turbulenzgebiet) zwischen der primären Strömung P und der sekundären Strömung S vergrößert wird.
Ein zweites Störungselement 6b mit gleicher Wirkung befindet sich im Bereich des Ausblasabschnittes 3b der Düsenwandung 3. Sowohl das erste Störungselement 6a als auch das zweite Störungselement 6b erstrecken sich in Umfangsrichtung der Wandung 3 und sind in fertigungstechnisch einfacher Weise als Prägungen (Sicken) ausgebildet.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann das jeweilige Störungselement 6a, 6b auch durch einzelne, in Umfangsrichtung unterbrochene Teilstörungselemente gebildet sein, die durch noppenartige, nach innen in Richtung des Primärluftstromes P weisende Erhebungen bzw. Prägungen gebildet sind. Diese noppenartigen Prägungen können in ihrer Grundgestalt sowohl im wesentlichen rechteckförmig oder kreisförmig, als auch ellipsenförmig ausgebildet sein.
Außerdem besteht die Möglichkeit, das Störungselement 6a, 6b derart auszubilden, daß Anfang und Ende des Störungselementes einen axialen Versatz gegeneinander aufweisen. Dadurch tritt vorteilhafterweise zu der im wesentlichen in radialer Richtung erfolgenden Luftdurchmischung eine Luftdurchmischung in Umfangsrichtung hinzu.
Durch die Erfindung wird bei hohem Ventilatorwirkungsgrad mit konstruktiv einfachen Mitteln an der erfindungsgemäßen Einlaufdüse 1 eine wirksame Geräuschreduzierung erreicht. Die Erfindung ist aber nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen, beispielsweise Radialventilatoren ohne Überdeckung des Spaltes zwischen der Einlaufdüse 1 und dem Laufrad 2. So kann der Ausblasabschnitt 3b der Wandung 3 der Lufteinlaßdüse 1 in die Ansaugöffnung 4 des Laufrades 2 hineinragen, aber auch bündig mit der Ansaugöffnung 4 abschließen oder vor der Ansaugöffnung 4 enden.
Ein Einsatz der erfindungsgemäßen Düse, deren bevorzugte Verwendung als Einlaufdüse 1 für den erfindungsgemäßen Radialventilator vorstehend beschrieben wurde, ist auch für andere Anwendungsfälle möglich.
Des weiteren kann der Fachmann zusätzliche zweckmäßige technische Maßnahmen und Details, wie beispielsweise eine geeignete Dimensionierung des Störungselementes bzw. der Störungselemente 6a, 6b oder auch zur Verbesserung der Leistungscharakteristik - derart, wie sie eingangs beschrieben wurden, vorsehen.

Claims (13)

  1. Radialventilator mit einer trichterförmigen Lufteinlaufdüse (1) für den Eintritt eines axialen Primärluftstromes (P) und mit einem den Primärluftstrom (P) umlenkenden, einen radialen Luftstrom (R) erzeugenden, insbesondere freiblasenden Laufrad (2), wobei die Wandung (3) der Lufteinlaufdüse (1) einen im wesentlichen kegelstumpfmantelförmig ausgebildeten Einströmabschnitt (3a) und einen sich in axialer Richtung (X-X) an den Einströmabschnitt (3b) anschließenden, im wesentlichen zylindermantelförmigen, koaxial zu einer zentrischen Ansaugöffnung (4) des Laufrades (2) angeordneten Ausblasabschnitt (3b) aufweist und wobei sich zwischen dem Laufrad (2) und der Wandung (3) der Lufteinlaßdüse (1) ein Spalt (5) zum Einlaß eines Sekundärluftstromes (S) befindet, wobei die Wandung (3) der Lufteinlaßdüse (1) am Umfang mindestens ein von einem dem Ausblasabschnitt (3b) abgewandten Rand des Einströmabschnittes (3a) beabstandetes Störungselement (6a, 6b) aufweist, durch das in der Lufteinlaßdüse (1) eine an ihrer Wandung (3) befindliche Grenzschicht des Primärluftstromes (P) infolge einer Luftdurchmischung verbreitert wird
    dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (3) der Lufteintrittsdüse (1) im Bereich des Störungselementes (6a, 6b) hinterschnittfrei und derart ausgebildet ist, daß zur Erzeugung der Luftdurchmischung am Störungselement (6a, 6b), welches als Prägung in der Wandung (3) ausgebildet ist, eine in Bezug auf die Ausbildung einer turbulenten Strömung kritische Strömungsgeschwindigkeit erreicht, eine Ablösung der Grenzschicht jedoch gehemmt wird.
  2. Radialventilator nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß sich das mindestens eine Störungselement (6a, 6b) in Umfangsrichtung der Wandung (3) erstreckt.
  3. Radialventilator nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Störungselement (6a, 6b) durch einzelne, in Umfangsrichtung der Wandung (3) unterbrochene Teilstörungselemente gebildet ist, die durch insbesondere noppenartige in Richtung des Primärluftstromes (P) weisende Erhebungen bzw. Prägungen mit vorzugsweise im wesentlichen rechteckförmiger, kreisförmiger oder ellipsenförmiger Grundgestalt gebildet sind.
  4. Radialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Störungselement (6a, 6b) einen schraubenförmigen Verlauf aufweist, insbesondere derart, daß Anfang und Ende des Störungselementes (6a, 6b) einen axialen Versatz gegeneinander aufweisen.
  5. Radialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß Schaufeln (2c) des Laufrades (2) zwischen einer vorderen Deckscheibe (2a) und einer hinteren Deckscheibe (2b) angeordnet sind.
  6. Radialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Ausblasabschnitt (3b) der Wandung (3) der Lufteinlaßdüse (1) in die Ansaugöffnung (4) des Laufrades (2) hineinragt, bündig mit der Ansaugöffnung (4) abschließt oder vor der Ansaugöffnung (4) endet.
  7. Radialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Störungselement (6a) im Einströmabschnitt (3a) der Wandung (3) der Lufteinlaßdüse (1) angeordnet ist.
  8. Radialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Störungselement (6b) im Ausblasabschnitt (3b) der Wandung (3) der Lufteinlaßdüse (1) angeordnet ist.
  9. Radialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Störungselement (6a, 6b) als Vorsprung gegenüber dem übrigen Verlauf der Wandung (3) der Lufteinlaßdüse (1) ausgebildet ist.
  10. Radialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Störungselement (6a, 6b) als Rücksprung gegenüber dem übrigen Verlauf der Wandung (3) der Lufteinlaßdüse (1) ausgebildet ist.
  11. Radialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Störungselement (6a, 6b) als Sicke in der Wandung (3) der Lufteinlaßdüse (1) ausgebildet ist.
  12. Düse, insbesondere trichterförmige Einlaufdüse (1), deren Wandung (3) einen im wesentlichen kegelstumpfmantelförmig ausgebildeten Einströmabschnitt (3a) und einen sich in axialer Richtung (X-X) an den Einströmabschnitt (3b) anschließenden, im wesentlichen zylindermantelförmigen, Ausblasabschnitt (3b) aufweist, zur bevorzugten Verwendung für den Eintritt eines axialen Primärluftstromes (P) in einen Radialventilator, der ein den Primärluftstrom (P) umlenkendes, einen radialen Luftstrom (R) erzeugendes Laufrad (2) aufweist, wobei sich zwischen dem Laufrad (2) und der Wandung (3) der Lufteinlaßdüse (1) ein Spalt (5) zum Einlaß eines Sekundärluftstromes (S) befindet, wobei die Wandung (3) am Umfang mindestens ein von einem dem Ausblasabschnitt (3b) abgewandten Rand des Einströmabschnittes (3a) beabstandetes Störungselement (6a, 6b) aufweist, durch das eine an der Wandung (3) befindliche Grenzschicht des Primärluftstromes (P) infolge einer Luftdurchmischung verbreitert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (3) der Lufteintrittsdüse (1) im Bereich des Störungselementes (6a, 6b) hinterschnittfrei und derart ausgebildet ist, daß zur Erzeugung der Luf tdurchmischung am Störungselement (6a, 6b), welches als Prägung in der wandung (3) ausgebildet ist, eine in Bezug auf die Ausbildung einer turbulenten Strömung kritische Strömungsgeschwindigkeit erreicht, eine Ablösung der Grenzschicht jedoch gehemmt wird.
  13. Düse nach Anspruch 12,
    gekennzeichnet durch eines oder mehrere der Merkmale des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 2 bis 4 und/oder 7 bis 11.
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