DE2756800C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Axialventilator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Axialventilator dieser Art ist durch das ältere Recht (DE-PS 26 19 318) vorgeschlagen worden. Die vorliegende Erfindung ist eine Weiterbildung der durch das ältere Recht der Anmelderin beanspruchten Erfindung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die abgegebene Luftmenge zu steigern und den Wirkungsgrad zu verbessern. Es soll neben einer axialen Luftströmung eine starke radiale Strömung erzeugt werden, so daß insgesamt eine Steigerung der abgegebenen Luftmenge erzielbar ist.

Die Aufgabe wird bei einem Axialventilator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von einunddreißig Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1A und 1B eine erste Ausführungsform eines Flügels mit einem Hilfsflügel in zwei verschiedenen Ansichten,

Fig. 2 einen Axialventilator mit Flügeln entsprechend der ersten Ausführungsform,

Fig. 3 bis 5 Einzelheiten zur Erläuterung der ersten Ausführungsform,

Fig. 6 bis 8 Einzelheiten zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform mit zwei Hilfsflügeln, die parallel zueinander verlaufen,

Fig. 9 einen Axialventilator mit Flügeln entsprechend den Fig. 6 bis 8,

Fig. 10A und 10B einen Axialventilator mit Flügeln gemäß einer dritten Ausführungsform,

Fig. 11 und 12 Einzelheiten zur Erläuterung der dritten Ausführungsform mit zwei Hilfsflügeln, die konvergierend angeordnet sind,

Fig. 13 bis 15 Einzelheiten zur Erläuterung einer vierten Ausführungsform mit drei Hilfsflügeln,

Fig. 16 und 17 Einzelheiten zur Erläuterung einer fünften Ausführungsform mit einer Verstärkung der Hilfsflügel am hinteren Ende,

Fig. 18 einen Axialventilator mit Flügeln entsprechend den Fig. 16 und 17,

Fig. 19 bis 21 Abwandlungen der fünften Ausführungsform,

Fig. 22 und 22A Diagramme zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Überstandes der Hilfsflügel und

Fig. 22B bis 31 Einzelheiten zur Erläuterung weiterer Modifikationen.

Bei dem in den Fig. 1A und 1B dargestellten Ventilatorflügel B ist auf dem Ventilatorflügel ein Hilfsflügel S ausgebildet, der sich um ein Überstandsmaß w (ab) in Verlängerung seiner bisherigen Richtung über die Hinterkante des Ventilatorflügels B hinaus erstreckt. Der Hilfsflügel S ist auf der konvexen Seite des Ventilatorflügels B angeordnet. Die Sehnenlänge (Breite) des Ventilatorflügels B ist mit W bezeichnet. Diese Abmessung entspricht der Länge der Sehne des Flügels von der Vorderkante bis zur Hinterkante des Flügels bei einem quadratischen Mittelwert des Radius

Rotiert ein solcher Ventilatorflügel mit hoher Geschwindigkeit in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung 10, so werden zentrifugale Luftströme erzeugt, durch die die Leistung und die vom Ventilator abgegebene Luftmenge gesteigert werden.

Fig. 2 zeigt einen Axialventilator F 1 mit einem Laufrad mit Ventilatorflügeln B 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Das Laufrad ist drehbar innerhalb eines Gehäuses C untergebracht und wird in der mit dem Pfeil 10 bezeichneten Richtung um die Achse O gedreht. Das Gehäuse C wird von einem Ständer L gehalten, der wiederum auf einer Grundplatte BS befestigt ist.

Bei dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ventilatorflügel ist ein Hilfsflügel S auf der Druckseite D angebracht, wobei das hintere Ende 19 B des Hilfsflügels S über die Hinterkante des Ventilatorflügels B 1 hinaussteht. Das Überstandsmaß w des überstehenden Abschnittes des Hilfsflügels S entspricht ungefähr 0,1 W. Im vorliegenden Fall beträgt W=130 mm und w=13 mm.

Das vodere Ende 19 A des Hilfsflügels S liegt näher an der Rotationsachse des Flügels B 1 als dessen hinteres Ende 19B und weist zwischen den Enden eine glatte gekrümmte Oberfläche auf, die an die Luftströme 11 A, 11 B angepaßt ist, die längs der Druckseite D 1 des Ventilatorflügels strömen. In Dickenrichtung des Ventilatorflügels B 1 weist der Hilfsflügel eine Höhe von 10 mm auf. Das hintere Ende 19B enthält eine Stirnfläche 19 C, die sich längs einer Verlängerungslinie 21 B der Krümmungslinie 21 A des Flügels B 1 erstreckt. Die Hinterkante 19D verläuft rechtwinklig zu der Verlängerungslinie 21 B. Durch eine Linie, welche das vordere Ende 19 A des Hilfsflügels mit dessen hinterem Ende 19 B verbindet (Sehne PQ des Hilfsflügels) und die Drehrichtung des Hilfsflügels wird ein Winkel gebildet, der hier als Einstellwinkel R bezeichnet wird (siehe Fig. 3) und gewöhnlich zwischen 5° und 45° liegt. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt dieser Winkel R=10°.

Der Hilfsflügel S ist in der Weise auf der Oberfläche des Flügels ausgebildet, daß er die glatte Luftströmung längs der Oberfläche des Flügels nicht behindert. Im Ergebnis wird erreicht, daß beim erfindungsgemäßen Axialventilator die axialen Luftströme beibehalten sind, die bei einem Ventilator ohne Hilfsflügel auftreten; weiterhin tritt eine absolute Geschwindigkeit V auf, die aus einer Komponente von Luftströmen R besteht, die längs der Oberfläche des Hilfsflügels strömen, und einer Umfangsgeschwindigkeit U, so daß die absolute Geschwindigkeit V in Form eines in zentrifugaler Richtung abgegebenen Luftstromes 20 zu den anderen Luftströmen hinzugefügt wird, so daß insgesamt die abgegebene Luftmenge gesteigert, und der Bereich, auf den die Luft aufgeblasen wird, erweitert ist.

Da der Hilfsflügel S über die Hinterkante des Flügels hinaussteht, ist die Oberfläche des Hilfsflügels vergrößert, wodurch wiederum die Umfangsgeschwindigkeit des Luftstromes vergrößert ist. Weiterhin tritt eine große Differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit an der Vorderkante 19 A (Einlaßseite) und der Umfangsgeschwindigkeit an der Hinterkante 19 B (Auslaßseite) auf, so daß die zentrifugalen Luftströme 20 stärker gemacht werden, als bei einem Ventilator mit Hilfsflügeln, wie er in dem obengenannten deutschen Patent 26 19 318 beschrieben ist; dementsprechend kann auch die abgegebene Luftmenge gesteigert werden.

Weiterhin ist zu beachten, daß der Hilfsflügel S in Richtung der Luftströme 11 ausgebildet ist, so daß keinerlei Trennung der Luftströme an der Flügeloberfläche oder irgendwelche Luftwirbel auftreten; dadurch können die zentrifugalen Luftströme 20 erzeugt werden, ohne den Geräuschpegel zu steigern.

Schließlich ist zu bedenken, daß der abstehende Abschnitt des Hilfsflügels glatt vom Körper des Hilfsflügels S in den rückwärtigen Bereich des Flügels B 1 übergeht; dadurch ist die auf den Hilfsflügel einwirkende Belastung (eine von der Luft ausgehende Kraft, die auf eine Flächeneinheit des Hilfsflügels einwirkt) nicht wesentlich verändert, was gewährleistet, daß die Menge der abgegebenen Luft gesteigert werden kann, ohne den Geräuschpegel anzuheben; im Ergebnis kann damit die Leistung des Ventilators verbessert werden. Da die Länge w des abstehenden Abschnittes des Hilfsflügels lediglich 0,1 W (13 mm) ausmacht, treten keinerlei Festigkeitsprobleme auf, sofern als Material für die Flügel Polypropylen, Eisen oder Legierungen auf Aluminiumbasis verwendet werden; alle diese Materialien weisen praktisch die erforderliche Festigkeit auf.

Mit Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 9 soll eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Axialventilators erläutert werden; diese Ausführungsform betrifft ein Gebläse, das zur Kühlung eines wärmeabgebenden Körpers O in einer Anlage bestimmt ist, wobei die Luft von außerhalb der Anlage herangeführt wird.

Der Axialventilator F 2 entsprechend dieser zweiten Ausführungsform ist mit zwei oder mehr Ventilatorflügeln B 2 ausgestattet, welche in radialer Richtung von der rotierenden Welle RS abstehen, die gedreht werden kann.

An der Saugseite I 2 der Ventilatorflügel B 2 sind zwei Hilfsflügel S 1, S 2 ausgebildet. Die Hilfsflügel S 1 und S 2 sind parallel zueinander angeordnet (was nachfolgend als Anordnung bei gleichem Abstand bezeichnet wird); die Vorderenden 19A, 19 A′ der Hilfsflügel S 1, S 2 befinden sich näher am Rotationszentrum des Ventilators als die Hinterenden 19B, 19 B′ dieser Hilfsflügel; zwischen den Vorderenden und den Hinterenden weisen die Hilfsflügel S 1, S 2 eine glatte gekrümmte Oberfläche auf. Darüber hinaus erstrecken sich die Hilfsflügel schräg und nach außen über die Hinterkante 18B des Ventilatorflügels B 2 hinausstehend; die Länge des abstehenden Abschnittes der Hilfsflügel beträgt weniger als das 0,2fache der Sehnenlänge W der Flügel.

In diesem Falle ist das hintere Ende der äußeren Hilfsflügel S 1 in der in radialer Richtung äußersten Zone der Flügel B 2 angeordnet. Weiterhin weisen die hinteren Enden der Hilfsflügel S 1 und S 2 eine Hinterkante 19D auf, die parallel zur Rotationsrichtung 10 des Laufrads verläuft (siehe Fig. 8). Die Hilfsflügel S 1 und S 2 sind in der Weise angeordnet, daß sie den Stromlinien 11 der Luftströme längs der Saugseite I 2 des Flügels folgen. Dementsprechend nimmt der Einstellwinkel R der Hilfsflügel gegenüber der Drehrichtung des Ventilatorflügels einen Wert von 5° bis 45° ein, vorzugsweise liegt er im Bereich zwischen 15° bis 30°.

Bei der Anordnung nach Fig. 9 mit Flügeln entsprechend den Fig. 6 bis 8 befindet sich der Axialventilator F 2 gegenüber einer Abschirmung M mittels der die Zuführung von Luft von außerhalb der Anlage unterbrochen werden kann. Hierzu werden die Öffnungen DO geschlossen, die in der Wand K der Anlage vorgesehen sind. Hinter dem Axialventilator F 2 befindet sich der wärmeabgebende Körper O, welcher dadurch gekühlt wird, daß vom Ventilator Luft auf diesen Körper geblasen wird.

Die Anordnung der Hilfsflügel S 1, S 2 gewährleistet die Erzeugung von Luftströmen sowohl längs der Oberfläche der Hilfsflügel wie die Erzeugung zentrifugaler Ströme 20. Dementsprechend kann der Axialventilator nach dieser Ausführungsform eine große Luftmenge durch die Abschirmung M auf den wärmeerzeugenden Körper O blasen, da von den abstehenden Hilfsflügeln S 1, S 2 zentrifugale Luftströme erzeugt werden, so daß der wärmeerzeugende Körper O wirksam gekühlt werden kann.

Die Differenz in der Umlaufgeschwindigkeit zwischen dem Vorderende 19 A und dem Hinterende 19 B der Hilfsflügel S 1, S 2 trägt stark zu der Erzeugung der zentrifugalen Luftströme 20 bei. Um die Differenz in der Umlaufgeschwindigkeit noch weiter zu steigern, ist es möglich, das Vorderende 19A des Hilfsflügels extrem nahe am Rotationszentrum des Ventilators anzuordnen. Diese Maßnahme ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß der Einstellwinkel R des Hilfsflügels außerordentlich erhöht wird, wodurch die Strömung der Luftströme durch einen Gegendruck an der Auslaßseite und der Einlaßseite des Ventilators gestört wird, was wiederum dazu führt, daß der Hilfsflügel die glatte Luftströmung behindert, wodurch Wirbel, eine Trennung der Luftströme, eine Verminderung der abgegebenen Luftmenge und ein Anstieg des Geräuschpegels auftreten.

Der Hilfsflügel S 2 ist näher am Rotationszentrum des Ventilators angeordnet, als der parallel dazu ausgerichtete Hilfsflügel S 1; dadurch ist der absolute Wert der Umlaufgeschwindigkeit des Hilfsflügels S 2 nicht so groß wie derjenige des Hilfsflügels S 1. Die Differenz der Umlaufgeschwindigkeit zwischen dem Vorderende und dem Hinterende bleibt jedoch nahezu die gleiche wie im Falle des Hilfsflügels S 1, wodurch die zentrifugalen Luftströme 20′ erzeugt werden. Insbesondere die von dem Hilfsflügel S 1 erzeugten zentrifugalen Luftströme 20′ strömen quer oder schräg längs der Oberfläche I 2 des Flügels oder in die rückwärtige Zone des Flügels, sowie längs der Unterseite des Hilfsflügels S 1 (das ist die dem Rotationszentrum zugewandte Seite des Hilfsflügels S 1); diese Luftströme gelangen zum Hinterende des Hilfsflügels S 1 und vereinigen sich dort mit den Luftströmen, die längs der Oberseite des Hilfsflügels S 1 strömen, wodurch starke, radial nach außen gerichtete, zentrifugale Ströme erzeugt werden. Aufgrund der starken, schräg nach außen gerichteten zentrifugalen Luftströme 20 wird ein Aufbau von Gegendruck verhütet, der sich bei Vorliegen eines Widerstandes (Körper O) an der Auslaßseite des Ventilators bildet. Weiterhin verhindern die zentrifugalen Luftströme 20, daß aus dem Ventilator ausgetretene Luft zu der Einlaßseite des Ventilators zurückströmt; d. h., die Rezirkulation der Luft CL wird verhindert. Dadurch kann mit dem erfindungsgemäßen Ventilator der wärmeerzeugende Körper O wirksam gekühlt werden, da von außerhalb der Anlage eine große Menge Kühlluft herangeführt wird; im Ergebnis resultieren daraus Vorteile hinsichtlich der Luftblaswirkung und der Kühlwirkung.

Zusätzlich wird die abgegebene Luftmenge dadurch erhöht, daß die Hinterkanten der Hilfsflügel parallel zur Rotationsebene des Flügels ausgerichtet sind (Fig. 8), weil hierdurch die Fläche des überstehenden Abschnittes des Hilfsflügels (Überstandsmaß = w) vergrößert werden kann, ohne daß die auf den Ventilatorflügel einwirkende Belastung gesteigert wird.

Weiterhin kann eine (in Fig. 9 mit gestrichelten Linien angedeutet) Abschirmung angebracht werden, wodurch die Rezirkulation der Luft noch wirksamer verhindert wird.

Mit Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 wird nachfolgend eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axialventilators erläutert, welche einen Kühlventilator für ein Automobil betrifft. Hierbei sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wie bei der oben erläuterten zweiten Ausführungsform.

Das in den Fig. 10A und 10B dargestellte Kühlsystem eines Automobils enthält einen Kühlergrill 7, einen Kondensator 8, einen Radiator 9, eine Abschirmung 13, einen Ventilator 4, einen Motorblock 3 und verschiedene Zubehörteile. Die Luft 12 zur Kühlung des Radiators 9 besteht aus vom Ventilator geförderter Luft 15 und aus Staudruck-Luft 14, welche durch die Vorwärtsbewegung des Kraftfahrzeugs erzeugt wird.

Zwischen dem Flügelrad des Ventilators 4 und seiner Abschirmung 13 ist ein Abstand δ (von ungefähr 20 mm) vorgesehen, was im Hinblick auf die Verhinderung unerwünschter Kontakte infolge von Schwingungen des Motors erforderlich ist und auch den Zusammenbau erleichtert. Als Folge hiervon kann eine Rückströmung 16 von der Austrittsseite durch den Zwischenraum zwischen Flügelrad und Abschirmung zu der Eintrittsseite des Ventilators auftreten, wodurch lediglich ein Teil der vom Ventilator herangeschafften Luft durch den Radiator strömt, was zu einem geringeren Wirkungsgrad führt.

Allein mit einer axialen Luftströmung kann die angestrebte Kühlwirkung nicht gewährleistet werden; deshalb wird durch die Hilfsflügel die Luft von dem Ventilator radial nach außen gerichtet in eine Richtung, wo der Druckwiderstand gering ist.

Bei der im beschriebenen Kühlsystem eingesetzten dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axialventilators sind, wie die Fig. 11 und 12 zeigen, an der Saugseite I 3 jedes Ventilatorflügels B 3 zwei Hilfsflügel S 1 und S 2, in der Weise angebracht, daß der Abstand zwischen diesen Hilfsflügeln an deren Vorderkanten größer ist als an deren Hinterkanten. Ferner weisen die vorderen Enden 19A und 19 A′ der Hilfsflügel S 1 und S 2 einen kleineren Abstand zur Laufradachse des Ventilators auf als die hinteren Enden 19B und 19 B′ dieser Hilfsflügel. Zwischen dem vorderen und hinteren Ende weisen die Hilfsflügel eine sanft gekrümmte Fläche auf. Ferner erstrecken sich die Hilfsflügel über die Hinterkante 18 B des Ventilatorflügels B 3 hinaus in einen rückwärtigen schräg nach außen gerichteten Bereich. Das Überstandsmaß w entspricht dem 0,2fachen Wert der Sehnenlänge W des Ventilatorflügels. Im vorliegenden Fall sind w=14 mm und W=70 mm.

Das hintere Ende des Hilfsflügels S 1 befindet sich in dem in radialer Richtung äußersten Bereich des Flügels B 3. Die Hinterkanten der Hilfsflügel S 1 und S 2 verlaufen parallel zur Drehrichtung 10 des Flügelrades des Ventilators. Der Einstellwinkel R beträgt bei dieser Ausführungsform für die Hilfsflügel S 1 = 15° und die Hilfsflügel S 2 = 30°.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 13 bis 15 sind die Hilfsflügel S 1, S 2 und S 3 auf der Saugseite I 4 des Ventilatorflügels B 4 angeordnet; entsprechend sind die Hilfsflügel S 1′, S 2′ und S 3′ auf der Druckseite D 4 des Ventilatorflügels B 4 angeordnet. Die Abstände X 1 und X 2 zwischen den drei Hilfsflügeln sind an der Vorderkante 18A des Ventilatorflügels B 4 am größten und nehmen fortschreitend zur Hinterkante des Ventilatorflügels ab. Zwischen den vorderen Enden und den hinteren Enden weisen die Hilfsflügel glatte bzw. gleichmäßig gekrümmte Flächen auf. Jeweils die Hilfsflügel S 1 und S 1′ bzw. S 2 und S 2′ bzw. S 3 und S 3′ liegen gemeinsam in einer (gekrümmten) Fläche und erstrecken sich über die Hinterkante 18B des Ventilatorflügels B 4 schräg radial nach außen gerichtet hinaus. Die Länge des über die Hinterkante hinausstehenden Abschnittes der Hilfsflügel entspricht der 0,3fachen Länge der Sehnenlänge W des Ventilatorflügels.

Die Hilfsflügel S 1 und S 2 (bzw. S 1′ und S 2′) sowie die Hilfsflügel S 2 und S 3 (bzw. S 2′ und S 3′) haben jeweils solche Form, daß sich diese Flügel auch auf ihren gedachten Verlängerungen nicht überschneiden. Ventilatoren dieses Typs werden angewandt, wenn Ventilatoren mit großem Durchmesser (Durchmesser über 400 mm) erforderlich sind, solche Ventilatoren sind zur Erzeugung von einer großen Luftmenge und von hohem Druck geeignet. Der Grund dafür, daß die Länge des über die Hinterkante des Ventilatorflügels hinausstehenden Abschnitts w des Hilfsflügels zu 0,3 W (W = Sehnenlänge des Ventilatorflügels) gewählt ist, liegt darin, daß dieser Teil innerhalb des Wirbelbereichs des Ventilatorflügels B 4 liegt und daß daher die einströmende Luft nicht von der Oberfläche der Hilfsflügel in zentrifugaler Richtung abgelöst wird, was aufgrund von Untersuchungsergebnissen die größte Luftblaswirkung und den geringsten Geräuschpegel ergibt. Um eine Abbiegung des abstehenden Abschnittes des Hilfsflügels zu verhindern, kann der Hinterkantenabschnitt 18B des Ventilatorflügels B 5 verstärkt ausgebildet sein, so daß verstärkende Abschnitte 18C, 18 C′ z. B. von bogenförmiger Gestalt gebildet werden, wie dies mit den Fig. 16 und 17 dargestellt ist. Dadurch wird nicht nur eine Verbiegung des abstehenden Abschnittes der Hilfsflügel verhindert, sondern es wird auch die Fläche des Hinterkantenabschnittes des Ventilatorflügels B 5 erhöht, was zu einem leichten Anstieg der abgegebenen Luftmenge führt. Wie in Fig. 18 dargestellt, befindet sich die halbe axiale Breite W des Ventilatorflügels B 5 (L=1/2 W) innerhalb einer Abschirmung 13, die sich vom Radiator 9 auf den Ventilator zu erstreckt; hierdurch kann der Abstand zwischen dem Ventilatorflügel B 5 und der Abschirmung 13 verringert werden, wodurch die von den Hilfsflügeln erzeugten zentrifugalen Luftströme eine rückwärts gerichtete Strömung mit sich ziehen, wodurch verhindert wird, daß die Rückströmung der Luft aus der Austrittsseite des Ventilators durch den genannten Zwischenraum hindurch zur Eintrittsseite des Ventilators strömt; im Ergebnis wird damit bei hoher Luftblaswirkung des Ventilators die abgegebene Luftmenge erhöht. Darüber hinaus kann die Abschirmung 15 die Rezirkulation von Luft verhindern. In den Fig. 19 bis 21 sind Modifikationen einer Verstärkung des Hinterkantenabschnittes dargestellt. Gemäß Fig. 19 ist das hintere Ende des Hilfsflügels über ein Verbindungsstück mit dem hinteren Ende des Ventilatorflügels verbunden. Dieses Verbindungsstück kann aus einer rechteckigen Platte, einem Stab oder dergleichen bestehen. Das Verbindungsstück ist sowohl an dem Hilfsflügel wie an dem Ventilatorflügel mittels Nieten, Schrauben, einer Schweißverbindung oder einer Lötverbindung befestigt. Bei den Beispielen nach den Fig. 20 und 21 stehen von dem hinteren Ende des Ventilatorflügels Ansätze ab, die in Richtung der überstehenden Abschnitte der Hilfsflügel verlaufen und einstückig mit diesen verbunden sind. Dadurch wird ein überstehender Abschnitt mit L-förmigem Querschnitt erhalten. Bei einer solchen Ausbildung kann der gesamte Flügel aus Kunststoff hergestellt werden, wobei Ventilatorflügel und Hilfsflügel ein Stück bilden, was Vorteile bei der Herstellung gewährleistet. An einem Ventilator entsprechend den Fig. 22B und 22C wurden Untersuchungen durchgeführt, um die Auswirkungen unterschiedlicher Längen des überstehenden Abschnittes des Hilfsflügels zu ermitteln. Die ermittelten Versuchsergebnisse werden nachfolgend mit Bezugnahme auf die Fig. 22 und 22A dargelegt. Der für diese Untersuchungen benutzte Ventilator hatte die nachfolgenden Abmessungen: 1) Der Ventilator weist 6 Ventilatorflügel auf und hat einen Durchmesser von 380 mm; die Hilfsflügel sind an der Saugseite der Ventilatorflügel angebracht;2) die Sehnenlänge W des Ventilatorflügels beträgt (max.) 70 mm;

• 3) an jedem Ventilatorflügel befinden sich jeweils zwei Hilfsflügel;
• 4) der Einstellwinkel R₁ des Hilfsflügels S 1 steigt von 21° bis 28° (bei einer Länge des überstehenden Abschnittes von 0,8 W) an; der Einstellwinkel R₂ des Hilfsflügels S 2 steigt von 30° bis 35° (bei einer Länge des überstehenden Abschnittes von 0,8 W) an;
• 5) der Abstand zwischen den Vorderkanten der Hilfsflügel beträgt: V=25 mm; X=40 mm;
• 6) die Höhe H des Hilfsflügels beträgt 10 mm;
• 7) die Länge des überstehenden Abschnittes der Hilfsflügel wird in Stufen von 0,1 W von einer minimalen (w 1=w 2=0) bis zu einer maximalen Länge (w 1=w 2=0,8 W) gesteigert.

Für die untersuchten Eigenschaften, insbesondere für die Luftblaswirkung, wurde ein max. Wert für eine Länge der abstehenden Abschnitte der Hilfsflügel von w=0,3 W gefunden; sofern das Überstandsmaß w größer wird als 0,3 W nimmt der Wirkungsgrad ab. Insbesondere wenn es größer wird als 0,5 W, wird ein kleinerer Wirkungsgrad erhalten, als mit einem üblichen Ventilator. Sofern das Überstandsmaß w<0,5 W wird, wird die axiale Breite U des Ventilators von 40 auf 70 mm erhöht. Dies führt zu einem entsprechend erhöhten Platzbedarf des Ventilators. Mit zunehmendem Überstandsmaterial treten auch Schwierigkeiten hinsichtlich einer Verbiegung unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und Festigkeitsprobleme auf, die zu einer Beschränkung dieses Maßes führen. Aus den genannten Gründen sollte das Überstandsmaß der nachfolgenden Bedingung genügen:

0<w≦0,5 W .

Besonders gute Ergebnisse werden dann erhalten, wenn dieses Maß w einen Wert von 0,3 W aufweist.

Um die Fläche des Hilfsflügels zu vergrößern, kann die in den Fig. 23A bis 23D dargestellte Form gewählt werden. Dies erlaubt einen Anstieg der abgegebenen Luftmenge, ohne entsprechende Vergrößerung der Belastung des Ventilatorflügels, wodurch ein wünschenswertes Verhältnis von abgegebener Luftmenge/ Geräuschpegel erhalten wird.

In den Fig. 24 bis 27 sind weitere Modifikationen der Hilfsflügel dargestellt, mit denen starke zentrifugale Luftströme erzeugt werden können.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 28 ist der Hilfsflügel radial nach außen geneigt, wobei diese Neigung in Richtung auf die Hinterkante des Ventilatorflügels zunimmt. Hierdurch können noch stärkere zentrifugale Luftströme erzeugt werden.

Der Hilfsflügel muß nicht notwendigerweise die gesamte Sehnenlänge des Ventilatorflügels B bedecken. So ist es z. B. möglich, wie das in Fig. 29 dargestellt ist, daß die Hilfsflügel hauptsächlich im Bereich der Hinterkante 18 B des Ventilatorflügels angeordnet sind und über dessen Hinterkante hinausstehen. Es ist weiterhin möglich, lediglich über die Hinterkante des Ventilatorflügels hinausstehende Abschnitte vorzusehen, wie das in Fig. 30 dargestellt ist.

Weiterhin muß die Anordnung der Hilfsflügel auf der Saugseite und auf der Druckseite nicht übereinstimmen, wie das in Fig. 31 dargestellt ist. Selbst die überstehenden Abschnitte der Hilfsflügel müssen auf der Einlaßseite und auf der Auslaßseite nicht notwendigerweise im gleichen Bereich liegen; vielmehr können diese abstehenden Abschnitte auf unterschiedlichen Höhen oder alternierend vorgesehen werden.

Claims (4)

1. Axialventilator, umfassend ein Flügelrad mit mehreren radial von einer Nabe abstehenden Flügeln (B, B 1 bis B 5) einer vorgegebenen Breite (W) und wenigstens einen auf der Saugseite (I), der Druckseite (D) oder auf beiden Seiten eines Flügels angeordneten Hilfsflügel (S, S 1, S 2, S 3), der in Breitenrichtung des Flügels verläuft, wobei die Vorderkante des Hilfsflügels bezogen auf die Drehrichtung des Flügels einen kleineren Abstand zur Laufradachse (O) aufweist als die Hinterkante des Hilfsflügels,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsflügel (S, S 1, S 2, S 3) um ein vorgegebenes Überstandsmaß (w) über die Hinterkante des Flügels (B, B 1 bis B 5) hinausragt. 2. Axialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Überstandsmaß (w) des Hilfsflügels (S, S 1, S 2, S 3) und der Breite (W) des Flügels (B, B 1 bis B 5) die Beziehung 0<w1/2 W besteht.

3. Axialventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den um das Überstandsmaß (w) überstehenden Abschnitt des Hilfsflügels (S, S 1, S 2, S 3) eine Verstärkung vorgesehen ist, welche den überstehenden Abschnitt mit der Hinterkante des Flügels (B, B 1 bis B 5) verbindet. 4. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsflügel (S, S 1) in dem in radialer Richtung äußersten Abschnitt des Flügels (B 1 bis B 5) angebracht ist. 5. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsflügel gegenüber der Oberfläche des Flügels unter einem vorgegebenen Winkel radial nach außen geneigt ist.6. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite des Flügels (B, B 1 bis B 5) wenigstens zwei Hilfsflügel (S 1, S 2, S 3) vorgesehen sind und der Abstand (X) zwischen zwei benachbarten Hilfsflügeln an deren Vorderkante in radialer Richtung des Flügels (B, B 1 bis B 5) größer ist als zwischen den Hinterkanten dieser Hilfsflügel. 7. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren auf einer Seite angeordneten Hilfsflügeln der in radialer Richtung äußerste Hilfsflügel (S) einen über die Hinterkante des Flügels (B) hinausragenden Abschnitt aufweist.

8. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsflügel (S 1, S 2, S 3) an der Vorderkante des Flügels (B, B 1 bis B 5) beginnt. 9. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsflügel (S 1, S 2) im hinteren Abschnitt oder an der Hinterkante des Flügels (B) beginnt (Fig. 29 und 30).

10. Axialventilator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstärkung ein Abschnitt (18 C, 18C′) von bogenförmiger Gestalt vorgesehen ist, der einstückig mit dem Hilfsflügel (S 1, S 2) verbunden ist und über die Hinterkante des Flügels (B 5) hinaussteht (Fig. 16). 11. Axialventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsflügel (S) alternierend auf der Saug- und auf der Druckseite des Flügels (B) angeordnet sind (Fig. 1).