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EP1455094A1 - Radial flow impeller - Google Patents

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Publication number
EP1455094A1
EP1455094A1 EP03004821A EP03004821A EP1455094A1 EP 1455094 A1 EP1455094 A1 EP 1455094A1 EP 03004821 A EP03004821 A EP 03004821A EP 03004821 A EP03004821 A EP 03004821A EP 1455094 A1 EP1455094 A1 EP 1455094A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radial fan
fan
outlet diameter
diameter
blade outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03004821A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Omar Dr.-Ing. Sadi
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.)
Ziehl Abegg SE
Original Assignee
Ziehl Abegg SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=32798775&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1455094(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Ziehl Abegg SE filed Critical Ziehl Abegg SE
Priority to EP03004821A priority Critical patent/EP1455094A1/en
Priority to JP2006504541A priority patent/JP2006519336A/en
Priority to CA2517994A priority patent/CA2517994C/en
Priority to SI200431629T priority patent/SI1608875T1/en
Priority to CNB2004800058280A priority patent/CN100458178C/en
Priority to DE502004012024T priority patent/DE502004012024D1/en
Priority to US10/547,121 priority patent/US9157452B2/en
Priority to RU2006132924/06A priority patent/RU2321775C1/en
Priority to PCT/EP2004/002215 priority patent/WO2004079201A1/en
Priority to EP04717095A priority patent/EP1608875B1/en
Priority to AT04717095T priority patent/ATE492729T1/en
Priority to ES04717095T priority patent/ES2355822T3/en
Priority to PL04717095T priority patent/PL1608875T3/en
Publication of EP1455094A1 publication Critical patent/EP1455094A1/en
Priority to FI20060060U priority patent/FI7321U1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/442—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps rotating diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • F04D29/282—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers the leading edge of each vane being substantially parallel to the rotation axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/288—Part of the wheel having an ejecting effect, e.g. being bladeless diffuser

Definitions

  • the invention relates to a radial fan with backward inclined vanes.
  • radial fan wheels or Radial impellers are used e.g. in air conditioning and ventilation technology used.
  • forwardly inclined wheels with 30 - 40 vanes which run from inside to outside in the running direction, are used in ventilation technology with diameters of 160 up to 400 mm in conjunction with flow-forming volute casings used. Their static efficiency is included about 30 to 35%.
  • Such an impeller is from the JP 06299993 known.
  • An embodiment as a radial fan with converging exit ring shows US 1,447,915, in which the centrifugally accelerated air through the radial outwardly converging outlet nozzle in addition is accelerated.
  • EP 0 848 788 shows an impeller in which the outer edges the blades have a sloping, inclined to the axis of rotation Edge and the peripheral end portions of the end plates are curved to the sound pressure in a frequency range from 50 to 300 Hz lower.
  • the object of the present invention is a To create a fan wheel that is from the state of the art known disadvantages are at least partially eliminated.
  • the developments according to claim 2 relate to the diameter ranges, in which the effect occurs the most.
  • the embodiments according to claim 3 and 4 give Opening angle at which the desired air flow entry (claim 3) and a particularly effective diffusion effect is achieved (claim 4).
  • the claims 5 and 6 relate to developments in which the fan is designed to be advantageous in the area of the air inlet.
  • the fan shown in Fig. 1 consists of a flat Bottom plate 1, one of a plurality of vanes. 2 existing blade ring and a cover disc 3.
  • Bodenund Cover disk 1, 3 are concentric at a distance B arranged with respect to the axis of rotation 4 and are connected to each other via the blade ring.
  • the cover disk 3 has an inlet opening 5 with the diameter DE, through which sucked a flow medium during operation becomes.
  • the cover plate 3 extends from a the inlet opening 5 limiting frontal edge 6 starting Trumpet-shaped widened inwardly and radially in one outer edge region 7.
  • the bottom plate 1 is as Circular disk is formed and carries a centrally arranged Hub assembly 9 with an opening 10, which with a Drive unit can be connected to the fan to drive (Fig. 6).
  • Bottom plate and drive flange can also be made in one piece be educated.
  • Bottom and cover discs are radial through their outer edges 8 are limited and are over the blade ring at a distance B connected to each other (drive with external rotor motor).
  • the blade ring consists of seven vanes 2, the evenly arranged in a star shape with respect to the axis of rotation 4 are.
  • the real thing Guide vane extends from the inner edge eleventh starting radially and inclined towards the direction R. to the outside, where it ends at the vane outer edge 12 (Fig. 3).
  • the extending in the axial direction Guide vanes curved with respect to the axis of rotation 4, wherein the convex sides facing outwards.
  • Fan wheel is also referred to as a backward curved impeller, they are in alternative (not shown) Versions usually equipped with 6 - 14 blades, while the vanes 2 also designed flat his.
  • Your margins are suitable with the bottom and the cover plate 1, 3 connected, wherein the Contours of the margins in their terminal area respectively the curvature of the bottom 1 and the cover plate. 3 consequences.
  • Outer and inner edge 12, 11, extend substantially parallel to the axis of rotation 4, wherein in the illustrated Embodiment, the inner edge 11 in the connection area to the cover plate of production and fluidic Reasons curved runs.
  • Bottom and cover plate 1, 3 have an outer diameter DN, which is above the blade outer diameter DSa, so that between the outer edge 8 of the bottom plate 1 and the outer diameter Leitschaufel DSa an outer edge region 14 is defined.
  • the distance between deck and bottom disk 3, 1 or the blade width B is maximum: 5 (DN-DSA) / 2
  • the fan In operation, the fan is in the drive direction R ( Figure 3), and the vanes convey that inside the fan impeller flow fluid to the outside, where it is at Schaufelradaußen mailmesser DSa substantially radial outlet. Due to the negative pressure caused Inside the impeller, fluid is introduced from outside through the inlet 5 sucked.
  • the flow direction runs ie coaxially through the inlet opening 5 in the interior of the impeller and is guided radially outward, wherein the flow cross section is constantly expanding.
  • the flow initially leaves the diameter DSa the blade interspaces 15 into a diffusion space 16, the annular between the outer edges 12 of the vanes 2, the outer edge regions 7, 14 of the cover or the bottom plate 3, 1, and the outer diameter DN of the corresponding outer edges 8 is defined.
  • FIGS. 4 and 5 define a Diffusion space 16, whose cross section in contrast to in Fig. 2 shown rectangular shape trapezoidal outward is widened.
  • the outer edge region 7 open the cover disc 3 to the outside by an angle ⁇ , which is in a range between 0 and 35 °.
  • This additional Expansion increases the diffusion effect and allows the outer edge regions 7, 14 narrower shape, so that the outer diameter DN, for example only 20% or less above the blade outer diameter DSa must lie, but he should at least 8% over it lie.
  • Fig. 5 shows a corresponding expansion of both outer Edge regions 7, 14 of the bottom and cover plate 1, 3. Die Edge widening can also be performed only on the bottom plate 1 be (not shown).
  • Fig. 6 shows a complete unit, in addition to the one described above Fan additionally with a suction plate 17 integrated inlet nozzle 18, which has brackets 19 and carrier 20 connected to a motor bracket 21 is, in turn, carries a motor 22 whose drive shaft 23 coupled to the hub assembly 9 of the fan wheel is.
  • Such complete units are ü. A. in so-called climate boxes (not shown) used in which built up a pressure on the fan unit inside which is in one or more outgoing channels volume flows generated.
  • air conditioning boxes usually are not designed flow dynamic, is the specified Diffusion effect here particularly effective, since on additional flow-conducting or sound-insulating measures can largely be dispensed with.
  • missing radially adjacent to the diffusion space 16 adjacent guide elements like stationary diffusion rings.
  • fan wheels are in the following range: Outside diameter DN 200 - 1800 mm Blade outer diameter DSa 160 - 1400 mm Shovel inner diameter DSi 100 - 650 mm Blade width at the exit B 40 - 280 mm Inlet opening diameter DE 98 - 660 mm

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

The radial fan impeller comprises a cover plate (3) and bottom plate (1) interconnected by a vane ring which has guide vanes (2) inclined from the inside outwards against the direction of rotation. Outer edge sections (7) which protrude beyond the vane outlet diameter are formed on the cover plate and bottom plate and define an annular diffusion chamber with an outside diameter which exceeds the vane outlet diameter by up to 25 per cent, and the cross sectional profile of which is constructed rectangularly or trapezoidally, widening outwards. Independent claims are also included for the following: (a) a fan unit with the aforesaid radial fan impeller; (b) a radial fan arrangement including the aforesaid radial fan impeller; (c) a use for the fan unit which is in an air conditioning unit; and (d) a use for the radial fan impeller which is as a freewheeling impeller.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radiallüfterrad mit rückwärts geneigten Leitschaufeln. Solche Radiallüfterräder oder Radiallaufräder werden z.B. in der Klima- und Belüftungstechnik eingesetzt.The invention relates to a radial fan with backward inclined vanes. Such radial fan wheels or Radial impellers are used e.g. in air conditioning and ventilation technology used.

Auch vorwärts geneigte Laufräder mit 30 - 40 Leitschaufeln, die von innen nach außen in Laufrichtung verlaufen, werden in der Belüftungstechnik mit Durchmessern von 160 bis 400 mm in Verbindung mit strömungsbildenden Spiralgehäusen eingesetzt. Ihr statischer Wirkungsgrad liegt bei etwa 30 bis 35%. Ein solches Laufrad ist aus der JP 06299993 bekannt. Eine Ausführung als Radialventilator mit konvergierendem Austrittsring zeigt die US 1,447,915, bei der die zentrifugal beschleunigte Luft durch die radial nach außen konvergierende Austrittsdüse zusätzlich beschleunigt wird.Also forwardly inclined wheels with 30 - 40 vanes, which run from inside to outside in the running direction, are used in ventilation technology with diameters of 160 up to 400 mm in conjunction with flow-forming volute casings used. Their static efficiency is included about 30 to 35%. Such an impeller is from the JP 06299993 known. An embodiment as a radial fan with converging exit ring shows US 1,447,915, in which the centrifugally accelerated air through the radial outwardly converging outlet nozzle in addition is accelerated.

Für größere Volumenströme werden überwiegend rückwärts geneigte Laufräder verwendet, bei denen die Leitschaufeln nach außen gegen die Laufrichtung geneigt sind. Die gängigen Durchmesser bewegen sich zwischen 200 und 1500 mm, für Sonderanwendungen sind Durchmesser über 2500 mm bekannt. Der statische Wirkungsgrad solcher Laufräder liegt im Bereich von 70 bis 74%. Sie werden mit und - freilaufend - ohne Spiralgehäuse eingesetzt z.B. in sog. Klimakästen. Dabei tritt die axial von außen durch die Eintrittsöffnung angesaugte Luft radial zwischen den Schaufeln nach außen. Zur Reduzierung unerwünschter Lärmemissionen, die beim Betrieb von Lüfterrädern entstehen, sind entweder schalldämmende (schallabsorbierende) Maßnahmen erforderlich oder konstruktive Maßnahmen am Laufrad selbst, die die austretende Luftströmung lärmmindernd beeinflussen.For larger volume flows are predominantly backwards used inclined wheels, where the vanes are inclined outwards against the direction. The common ones Diameters range between 200 and 1500 mm, for special applications, diameters over 2500 mm are known. The static efficiency of such wheels is in the range of 70 to 74%. They are with and - free-running without spiral housing used e.g. in so-called climatic boxes. In this case, the axially enters from the outside through the inlet opening sucked air radially between the blades outward. To reduce unwanted noise emissions, which arise when operating fan wheels, are either sound-absorbing (sound-absorbing) measures required or constructive measures on the impeller even, which influence the exiting air flow noise-reducing.

EP 0 848 788 zeigt ein Laufrad, bei dem die Außenränder der Schaufeln einen schrägen, zur Drehachse geneigten Rand aufweisen und die peripheren Endabschnitte der Endplatten gekrümmt sind, um den Schalldruck in einem Frequenzbereich von 50 bis 300 Hz zu senken.EP 0 848 788 shows an impeller in which the outer edges the blades have a sloping, inclined to the axis of rotation Edge and the peripheral end portions of the end plates are curved to the sound pressure in a frequency range from 50 to 300 Hz lower.

Beim Austritt der Luftströmung aus dem Laufrad entstehen durch die abrupte Erweiterung des Strömungsquerschnitts Effekte, die den Wirkungsgrad bei der Umsetzung der im Strömungsmedium enthaltenen kinetischen Energie in die gewünschte statische Druckerhöhung verschlechtern. Um diesen Wirkungsgrad zu verbessern, werden feststehende Diffusorringe mit einem Leitschaufelgitter, wie sie beispielsweise aus EP 1 039 142 bekannt sind, im Anschluß an das Lüfterrad angeordnet. Solche Diffusorringe sind jedoch konstruktiv aufwendig, platzraubend und teuer.When the air flow emerges from the impeller by the abrupt expansion of the flow cross section Effects that increase the efficiency in the implementation of the Flow medium contained kinetic energy in the worsen desired static pressure increase. Around To improve this efficiency, are fixed Diffuser rings with a vane grille, as for example from EP 1 039 142 are known, following arranged the fan. However, such diffuser rings are structurally complex, space-consuming and expensive.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lüfterrad zu schaffen, das die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise eliminiert.The object of the present invention is a To create a fan wheel that is from the state of the art known disadvantages are at least partially eliminated.

Diese Aufgabe wird von einem Lüfterrad gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei wird zwischen äußeren Randbereichen der Deck- und Bodenscheibe, die über den Schaufelaustrittsdurchmesser hinausstehen, ein ringförmiger Diffusionsraum gebildet, in dem die austretende Fluidströmung beruhigt wird und kinetischen Energie verlustarm in statischen Druck umgewandelt wird. Das Querschnittsprofil dieses "Diffusionsrings" kann dabei konstruktiv und fertigungstechnisch in besonders einfacher Weise rechteckig ausgebildet werden, indem die Außendurchmesser der Deck- und Bodenscheiben entsprechend gegenüber dem Schaufelaustrittsdurchmesser erhöht werden. Es kann alternativ trapezförmig nach außen aufgeweitet sein, wobei durch die zusätzliche Querschnittserweiterung der Diffusionseffekt verstärkt wird und damit der Wirkungsgrad erhöht werden kann, und der Durchmesser des Rads verringert.This object is achieved by a fan wheel according to claim 1 solved. It is between outer edge areas of the Cover and bottom disc, which are above the blade outlet diameter stand out, an annular diffusion space formed, in which the exiting fluid flow calms is and kinetic energy loss in static Pressure is converted. The cross-sectional profile of this "Diffusionsrings" can constructively and manufacturing technology formed in a particularly simple manner rectangular Be the outer diameter of the deck and Bottom discs corresponding to the blade outlet diameter increase. It can alternatively be trapezoidal be widened to the outside, whereby by the additional cross-sectional enlargement of the diffusion effect is amplified and thus the efficiency can be increased can, and reduces the diameter of the wheel.

Die Weiterbildungen nach Anspruch 2 betreffen die Durchmesserbereiche, in denen der Effekt am stärksten auftritt. Die Ausgestaltungen nach Anspruch 3 und 4 geben Öffnungswinkel an, bei denen die gewünschte Luftführung eintritt (Anspruch 3) und eine besonders effektive Diffusionswirkung erreicht wird (Anspruch 4). Die Ansprüche 5 und 6 betreffen Weiterbildungen, bei denen das Lüfterrad im Bereich des Lufteintritts vorteilhaft gestaltet ist.The developments according to claim 2 relate to the diameter ranges, in which the effect occurs the most. The embodiments according to claim 3 and 4 give Opening angle at which the desired air flow entry (claim 3) and a particularly effective diffusion effect is achieved (claim 4). The claims 5 and 6 relate to developments in which the fan is designed to be advantageous in the area of the air inlet.

Die Nabenanordnung nach Anspruch 7 erlaubt den einfachen Anschluß eines erfindungsgemäßen Radiallüfterrads in einer Lüftereinheit nach Anspruch 8. Anspruch 9 betrifft eine Radiallüfteranordnung, bei der das Laufrad weitgehend frei von zusätzlichen strömungsleitenden Elementen eingesetzt wird und insbesondere der Luftaustrittsbereich von solchen Elementen freigehalten wird. Die Ansprüche 10 und 11 betreffen typische Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Radiallüfterrades. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen im folgenden näher erläutert, in denen

Fig. 1
eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Lüfterrades zeigt,
Fig. 2
einen Längsschnitt des in Fig. 1 gezeigten Lüfterrades entlang der Drehachse darstellt,
Fig. 3
eine Ansicht des Lüfterrades in Richtung der Drehachse auf die Bodenscheibe ist,
Fig. 4
eine Gestaltungsvariante des Rand-bereichs eines erfindungsgemäßen Lüfterrades angibt,
Fig. 5
eine alternative Gestaltungsvariante des Randbereiches zeigt, und
Fig. 6
eine Lüfteranordnung für den Einbau in einen Klimakasten zeigt.
The hub assembly according to claim 7 allows easy connection of a radial fan according to the invention in a fan unit according to claim 8. claim 9 relates to a radial fan assembly in which the impeller is used largely free of additional flow-conducting elements and in particular the air outlet area of such elements is kept free. The claims 10 and 11 relate to typical applications of the radial fan according to the invention. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings, in which
Fig. 1
shows a three-dimensional view of a fan according to the invention,
Fig. 2
FIG. 3 shows a longitudinal section of the fan wheel shown in FIG. 1 along the axis of rotation, FIG.
Fig. 3
is a view of the fan wheel in the direction of the axis of rotation on the bottom plate,
Fig. 4
indicates a design variant of the edge area of a fan wheel according to the invention,
Fig. 5
an alternative design variant of the edge region shows, and
Fig. 6
a fan assembly for installation in a climate box shows.

Das in Fig. 1 gezeigte Lüfterrad besteht aus einer flachen Bodenscheibe 1, einem aus mehreren Leitschaufeln 2 bestehenden Schaufelkranz und einer Deckscheibe 3. Bodenund Deckscheibe 1, 3 sind konzentrisch in einem Abstand B zueinander bezüglich der Drehachse 4 angeordnet und sind über den Schaufelkranz miteinander verbunden. Die Deckscheibe 3 weist eine Eintrittsöffnung 5 mit dem Durchmesser DE auf, durch die im Betrieb ein Strömungsmedium angesaugt wird.The fan shown in Fig. 1 consists of a flat Bottom plate 1, one of a plurality of vanes. 2 existing blade ring and a cover disc 3. Bodenund Cover disk 1, 3 are concentric at a distance B arranged with respect to the axis of rotation 4 and are connected to each other via the blade ring. The cover disk 3 has an inlet opening 5 with the diameter DE, through which sucked a flow medium during operation becomes.

Dabei verläuft die Deckscheibe 3 von einem die Eintrittsöffnung 5 begrenzenden stirnseitigen Rand 6 ausgehend trompetenförmig nach innen aufgeweitet und radial in einen äußeren Randbereich 7. Die Bodenscheibe 1 ist als Kreisscheibe ausgebildet und trägt eine zentral angeordnete Nabenanordnung 9 mit einer Öffnung 10, die mit einer Antriebseinheit verbunden werden kann, um das Lüfterrad anzutreiben (Fig. 6). In einer nicht-dargestellten Ausführung können Bodenscheibe und Antriebsflansch auch einstückig ausgebildet sein. In this case, the cover plate 3 extends from a the inlet opening 5 limiting frontal edge 6 starting Trumpet-shaped widened inwardly and radially in one outer edge region 7. The bottom plate 1 is as Circular disk is formed and carries a centrally arranged Hub assembly 9 with an opening 10, which with a Drive unit can be connected to the fan to drive (Fig. 6). In a non-illustrated embodiment Bottom plate and drive flange can also be made in one piece be educated.

Boden- und Deckscheibe sind radial durch ihre Außenkanten 8 begrenzt und sind über den Schaufelkranz in einem Abstand B miteinander verbunden (Antrieb mit Außenläufermotor).Bottom and cover discs are radial through their outer edges 8 are limited and are over the blade ring at a distance B connected to each other (drive with external rotor motor).

Der Schaufelkranz besteht aus sieben Leitschaufeln 2, die gleichmäßig sternförmig bezüglich der Drehachse 4 angeordnet sind. Dabei definieren die zur Drehachse 4 weisenden Innenkanten 11 einen Durchmesser DSi und die Außenkanten 12 einen Schaufelaußendurchmesser DSa. Das eigentliche Leitschaufelblatt verläuft von der Innenkante 11 ausgehend radial und gegen die Laufrichtung R geneigt nach außen, wo es an der Leitschaufelaußenkante 12 endet (Fig. 3). Zusätzlich sind die in Achsrichtung verlaufenden Leitschaufeln bezüglich der Drehachse 4 gekrümmt, wobei die konvexen Seiten nach außen weisen. Ein solches Lüfterrad wird auch als rückwärts gekrümmtes Laufrad bezeichnet, sie werden in alternativen (nicht dargestellter) Ausführungen üblicherweise mit 6 - 14 Schaufeln versehen, dabei können die Leitschaufeln 2 auch eben gestaltet sein. Ihre Seitenränder sind in geeigneter Weise mit der Boden- bzw. der Deckscheibe 1, 3 verbunden, wobei die Konturen der Seitenränder in ihrem Anschlußbereich jeweils der Wölbung der Boden- 1 bzw. der Deckscheibe 3 folgen. Außen- und Innenkante 12, 11, verlaufen im wesentlichen parallel zur Drehachse 4, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel die Innenkante 11 im Anschlußbereich an die Deckscheibe aus fertigungs- und strömungstechnischen Gründen gekrümmt verläuft.The blade ring consists of seven vanes 2, the evenly arranged in a star shape with respect to the axis of rotation 4 are. Here define the pointing to the axis of rotation 4 Inner edges 11 a diameter DSi and the outer edges 12 a blade outer diameter DSa. The real thing Guide vane extends from the inner edge eleventh starting radially and inclined towards the direction R. to the outside, where it ends at the vane outer edge 12 (Fig. 3). In addition, the extending in the axial direction Guide vanes curved with respect to the axis of rotation 4, wherein the convex sides facing outwards. Such Fan wheel is also referred to as a backward curved impeller, they are in alternative (not shown) Versions usually equipped with 6 - 14 blades, while the vanes 2 also designed flat his. Your margins are suitable with the bottom and the cover plate 1, 3 connected, wherein the Contours of the margins in their terminal area respectively the curvature of the bottom 1 and the cover plate. 3 consequences. Outer and inner edge 12, 11, extend substantially parallel to the axis of rotation 4, wherein in the illustrated Embodiment, the inner edge 11 in the connection area to the cover plate of production and fluidic Reasons curved runs.

Boden- und Deckscheibe 1, 3 weisen einen Außendurchmesser DN auf, der über dem Schaufelaußendurchmesser DSa liegt, so daß auch zwischen der Außenkante 8 der Bodenscheibe 1 und dem Leitschaufelaußendurchmesser DSa ein äußerer Randbereich 14 definiert ist. Der Abstand zwischen Deckund Bodenscheibe 3, 1 oder die Schaufelbreite B beträgt maximal: 5(DN-DSa)/2 Bottom and cover plate 1, 3 have an outer diameter DN, which is above the blade outer diameter DSa, so that between the outer edge 8 of the bottom plate 1 and the outer diameter Leitschaufel DSa an outer edge region 14 is defined. The distance between deck and bottom disk 3, 1 or the blade width B is maximum: 5 (DN-DSA) / 2

Im Betrieb wird das Lüfterrad in die Antriebsrichtung R (Fig. 3) bewegt, und die Leitschaufeln fördern das im Innern des Lüfterrades befindliche Strömungsfluid nach außen, wo es am Schaufelradaußendurchmesser DSa im wesentlichen radial austritt. Durch den verursachten Unterdruck im Laufradinnern wird Fluid von außen durch die Eintrittsöffnung 5 angesaugt. Die Strömungsrichtung verläuft also koaxial durch die Eintrittsöffnung 5 in das Innere des Laufrades und wird radial nach außen geführt, wobei sich der Strömungsquerschnitt dabei ständig erweitert. Dabei verläßt die Strömung zunächst am Durchmesser DSa die Schaufelzwischenräume 15 in einen Diffusionsraum 16, der ringförmig zwischen den Außenkanten 12 der Leitschaufeln 2, den äußeren Randbereichen 7, 14 der Deck- bzw. der Bodenscheibe 3, 1, und dem Außendurchmesser DN der entsprechenden Außenkanten 8 definiert ist. Die Gestaltung dieses Bereiches beeinflußt den Wirkungsgrad und die Geräuschentwicklung des Lüfterrades. Dadurch, daß die Radialströmung nach ihrem Austritt aus den Schaufelzwischenräumen 15 axial beiderseits durch die äußeren Randbereiche 7, 14 gehalten wird, bevor sie das Lüfterrad verläßt, wird der sog. Carnot-Diffusoreffekt vermieden, der bei unmittelbarer Freigabe der Strömung in Axialrichtung auftreten würde. Durch die erfindungsgemäße Führung der Strömung findet eine kontrollierte Diffusion in dem Diffusionsraum statt, d.h., die dem Fluid in den Schaufelzwischenräumen 15 zugeführte kinetische Energie wird mit geringen Verlusten in ein Druckpotential umgewandelt. Das heißt, strömungsmechanisch ausgedrückt: Der kinetische Druck wird in statischen Druck umgewandelt. Durch Vermeiden der Carnot-Diffusion steigt der Wirkungsgrad, und die Verringerung von Turbulenzen an den Austrittskanten 8 und 12 senkt die Geräuschemission. In operation, the fan is in the drive direction R (Figure 3), and the vanes convey that inside the fan impeller flow fluid to the outside, where it is at Schaufelradaußendurchmesser DSa substantially radial outlet. Due to the negative pressure caused Inside the impeller, fluid is introduced from outside through the inlet 5 sucked. The flow direction runs ie coaxially through the inlet opening 5 in the interior of the impeller and is guided radially outward, wherein the flow cross section is constantly expanding. The flow initially leaves the diameter DSa the blade interspaces 15 into a diffusion space 16, the annular between the outer edges 12 of the vanes 2, the outer edge regions 7, 14 of the cover or the bottom plate 3, 1, and the outer diameter DN of the corresponding outer edges 8 is defined. The design this range affects the efficiency and the Noise development of the fan wheel. Due to the fact that the radial flow after exiting from the vane spaces 15 axially on both sides by the outer edge regions 7, 14 is held before turning the fan leaves, the so-called Carnot diffuser effect is avoided, in the immediate release of the flow in the axial direction would occur. By the leadership of the invention the flow finds a controlled diffusion in the Diffusion space, that is, the fluid in the blade spaces 15 is added kinetic energy converted into a pressure potential with low losses. That is, in terms of fluid mechanics: the kinetic Pressure is converted to static pressure. By Avoidance of Carnot diffusion increases the efficiency, and the reduction of turbulence at the exit edges 8 and 12 lowers the noise emission.

Die Ausgestaltungen nach Fig. 4 und 5 definieren einen Diffusionsraum 16, dessen Querschnitt im Gegensatz zur in Fig. 2 dargestellten Rechteckform trapezförmig nach außen aufgeweitet ist. Nach Fig. 4 ist der äußere Randbereich 7 der Deckscheibe 3 nach außen um einen Winkel α geöffnet, der in einem Bereich zwischen 0 und 35° liegt. Diese zusätzliche Aufweitung verstärkt den Diffusionseffekt und erlaubt es, die äußeren Randbereiche 7, 14 schmaler zu gestalten, so daß der Außendurchmesser DN beispielsweise nur 20% oder weniger über dem Schaufelaußendurchmesser DSa liegen muß, er sollte jedoch mindestens 8% darüber liegen.The embodiments according to FIGS. 4 and 5 define a Diffusion space 16, whose cross section in contrast to in Fig. 2 shown rectangular shape trapezoidal outward is widened. According to FIG. 4, the outer edge region 7 open the cover disc 3 to the outside by an angle α, which is in a range between 0 and 35 °. This additional Expansion increases the diffusion effect and allows the outer edge regions 7, 14 narrower shape, so that the outer diameter DN, for example only 20% or less above the blade outer diameter DSa must lie, but he should at least 8% over it lie.

Fig. 5 zeigt eine entsprechende Aufweitung beider äußerer Randbereiche 7, 14 der Boden- und Deckscheibe 1, 3. Die Randaufweitung kann auch nur an der Bodenscheibe 1 ausgeführt werden (nicht dargestellt).Fig. 5 shows a corresponding expansion of both outer Edge regions 7, 14 of the bottom and cover plate 1, 3. Die Edge widening can also be performed only on the bottom plate 1 be (not shown).

Fig. 6 zeigt eine Kompletteinheit, die neben dem oben beschriebenen Lüfterrad zusätzlich eine Ansaugplatte 17 mit integrierter Einlaufdüse 18 aufweist, die über Halterungen 19 und Träger 20 mit einer Motorhaltung 21 verbunden ist, die wiederum einen Motor 22 trägt, dessen Antriebswelle 23 mit der Nabenanordnung 9 des Lüfterrades gekoppelt ist. Solche Kompletteinheiten werden ü. A. in sog. Klimakästen (nicht dargestellt) eingesetzt, bei denen über die Lüftereinheit im Innern ein Druck aufgebaut wird, der in einem oder mehreren abgehenden Kanälen Volumenströme erzeugt. Da solche Klimakästen in der Regel nicht strömungsdynamisch gestaltet sind, ist die angegebene Diffusionswirkung hier besonders effektiv, da auf zusätzliche strömungsleitende oder schalldämmende Maßnahmen weitgehend verzichtet werden kann. Insbesondere fehlen radial an den Diffusionsraum 16 angrenzende Leitelemente, wie feststehend Diffusionsringe. Zusätzlich ist dabei auch die nach außen weisende Stirnseite eines oder beider äußeren Randbereiche. 7, 14 frei von Leitelementen. Fig. 6 shows a complete unit, in addition to the one described above Fan additionally with a suction plate 17 integrated inlet nozzle 18, which has brackets 19 and carrier 20 connected to a motor bracket 21 is, in turn, carries a motor 22 whose drive shaft 23 coupled to the hub assembly 9 of the fan wheel is. Such complete units are ü. A. in so-called Climate boxes (not shown) used in which built up a pressure on the fan unit inside which is in one or more outgoing channels volume flows generated. As such air conditioning boxes usually are not designed flow dynamic, is the specified Diffusion effect here particularly effective, since on additional flow-conducting or sound-insulating measures can largely be dispensed with. In particular missing radially adjacent to the diffusion space 16 adjacent guide elements, like stationary diffusion rings. In addition is while also the outwardly facing end face of one or both outer edge areas. 7, 14 free of guide elements.

Das besprochene Lüfterrad kann jedoch auch in Verbindung mit Spiralgehäusen eingesetzt werden, da auch hier die Wirkungsgradsteigerung nutzbar ist.However, the discussed fan can also in conjunction be used with spiral housings, since here are the Efficiency increase is available.

Bei einem Lüfterrad mit folgenden Abmessungen wurde in einer freilaufenden Anordnung eine Wirkungsgradsteigerung von 5 %-Punkten erzielt: Außendurchmesser DN 457 mm Schaufelaußendurchmesser DSa 406,4 mm Schaufelinnendurchmesser DSi 252,4 mm Schaufelbreite am Austritt B 110,5 mm Eintrittsöffnungsdurchmesser DE 257,4 mm With a fan wheel with the following dimensions, an efficiency increase of 5% points was achieved in a free-running arrangement: Outside diameter DN 457 mm Blade outer diameter DSa 406.4 mm Shovel inner diameter DSi 252.4 mm Blade width at the exit B 110.5 mm Inlet opening diameter DE 257.4 mm

Die Abmessungen für weitere Ausführungsbeispiele von Lüfterrädern liegen in folgendem Bereich: Außendurchmesser DN 200 - 1800 mm Schaufelaußendurchmesser DSa 160 - 1400 mm Schaufelinnendurchmesser DSi 100 - 650 mm Schaufelbreite am Austritt B 40 - 280 mm Eintrittsöffnungsdurchmesser DE 98 - 660 mm The dimensions for further embodiments of fan wheels are in the following range: Outside diameter DN 200 - 1800 mm Blade outer diameter DSa 160 - 1400 mm Shovel inner diameter DSi 100 - 650 mm Blade width at the exit B 40 - 280 mm Inlet opening diameter DE 98 - 660 mm

Claims (11)

Radiallüfterrad mit
   einer eine Eintrittsöffnung (5) aufweisenden Deckscheibe (3) und einer Bodenscheibe (1), die über einen Schaufelkranz miteinander verbunden sind, der von innen nach außen gegen die Laufrichtung geneigt verlaufende und in Achsrichtung ausgerichtete Leitschaufeln (2) aufweist, deren parallel zur Drehachse (4) verlaufende Außenkanten (8) einen Schaufelaustrittsdurchmesser (DAs) definieren,
   wobei an Deck- und Bodenscheibe (3, 1) über den Schaufelaustrittsdurchmesser hinausstehende äußere Randbereiche (7, 14) ausgebildet sind, die einen ringförmigen Diffusionsraum (16) mit einem Außendurchmesser (DN) definieren, der den Schaufelaustrittsdurchmesser (DAs) um bis zu 25% übertrift, und dessen Querschnittsprofil rechteckig oder trapezförmig nach außen aufgeweitet ausgebildet ist.Radial fan with
a cover disc (3) having an inlet opening (5) and a bottom disc (1), which are connected to one another via a blade ring, which has guide vanes (2) inclined from the inside to the outside against the running direction and aligned in the axial direction, parallel to the axis of rotation (4) outer edges (8) define a blade outlet diameter (DAs),
wherein on the top and bottom disc (3, 1) over the blade outlet diameter protruding outer edge regions (7, 14) are formed, which define an annular diffusion space (16) having an outer diameter (DN), the blade outlet diameter (DAs) by up to 25 % transposes, and its cross-sectional profile is formed rectangular or trapezoidal expanded outward. Radiallüfterrad nach Anspruch 1, bei welchem der Außendurchmesser (DN) des Diffusionsraumes (16) den Schaufelaustrittsdurchmesser (DAs) um 8% bis 20%, vorzugsweise 10 bis 15% und noch bevorzugter um 12% übertrifft.A radial fan according to claim 1, wherein the Outer diameter (DN) of the diffusion space (16) the Blade outlet diameter (DAs) by 8% to 20%, preferably 10 to 15% and more preferably 12% surpasses. Radiallüfterrad nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der der äußere Randbereich (7, 12) und eine zur Drehachse normalen Ebene einen Winkel α bilden, der kleiner als 35°, vorzugsweise kleiner 25° ist.A radial fan according to claim 1 or 2, wherein the outer edge region (7, 12) and one for Rotary axis normal plane forming an angle α, the is less than 35 °, preferably less than 25 °. Radiallüfterrad nach Anspruch 3, bei welchem der Winkel α 12° beträgt.A radial fan wheel according to claim 3, wherein the Angle α is 12 °. Radiallüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Eintrittsöffnung (5) der Deckscheibe nach innen trompetenförmig aufgeweitet ist.Radial fan according to one of the preceding claims, in which the inlet opening (5) of the Cover disc expands trumpet-shaped inwards is. Radiallüfterrad nach Anspruch 6, bei welchem die Innenkanten (10) der Leitschaufeln (2) im Anschlußbereich an die Deckscheibe (3) eine konvexe Krümmung aufweisen.A radial fan wheel according to claim 6, wherein the Inner edges (10) of the guide vanes (2) in the connection area to the cover plate (3) has a convex curvature respectively. Radiallüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Bodenscheibe (1) mit einer Nabenanordnung (9) versehen ist.Radial fan according to one of the preceding claims, in which the bottom plate (1) with a Hub arrangement (9) is provided. Lüftereinheit mit einer Ansaugplatte (7) mit integrierter Einlaufdüse (18), die über eine Halterung (19) mittels Trägern (20) mit einer einen Antrieb (22) tragenden Halterung (21) verbunden ist, wobei ein Lüfterrad nach Anspruch 8 auf einer Antriebswelle (23), zwischen Antrieb (22) und der Einlaufdüse (18) angeordnet ist.Fan unit with a suction plate (7) with integrated Inlet nozzle (18), which has a holder (19) by means of carriers (20) with a drive (22) supporting bracket (21) is connected, wherein a fan according to claim 8 on a drive shaft (23), between the drive (22) and the inlet nozzle (18) is arranged. Radiallüfteranordnung, die folgendes aufweist: ein Radiallüfterrad mit einer eine Eintrittsöffnung aufweisenden Deckscheibe und einer Bodenscheibe, die über einen Schaufelkranz miteinander verbunden sind, der von innen nach außen gegen die Laufrichtung gekrümmt verlaufende und in Achsrichtung ausgerichtete Schaufeln aufweist, deren parallel zur Drehachse verlaufende Außenkanten einen Schaufelaustrittsdurchmesser (DAs) definieren,    wobei an Deck- und Bodenscheibe über den Schaufelaustrittsdurchmesser hinausstehende äußere Randbereiche ausgebildet sind, die einen ringförmigen Diffusionsraum mit einem Außendurchmesser (DN) definieren, der den Schaufelaustrittsdurchmesser (DAs) um bis zu 25% übertrift, und dessen Querschnittsprofil rechteckig oder trapezförmig nach außen aufgeweitet ausgebildet ist; und eine Zone, die radial an den Diffusionsraum und stirnseitig an mindestens einen äußeren Randbereich angrenzt, und keine das Druck- und/oder Geschwindigkeitsprofil eines diese Zone durchströmenden Fluids im wesentlichen beeinflussenden Leitelemente aufweist.Radial fan assembly comprising a radial fan with a cover plate having a inlet opening and a bottom plate, which are connected to each other via a blade ring, which has curved outwardly and axially aligned blades from the inside to the outside, whose outer edges parallel to the axis of rotation define a blade outlet diameter (DAs), wherein on the top and bottom plate on the blade outlet diameter protruding outer edge regions are formed, which define an annular diffusion space with an outer diameter (DN), which exceeds the blade outlet diameter (DAs) by up to 25%, and formed its cross-sectional profile rectangular or trapezoidal outwardly widened is; and a zone which is radially adjacent to the diffusion space and the end face on at least one outer edge region, and has no the pressure and / or velocity profile of a fluid flowing through this zone substantially influencing vanes. Verwendung einer Lüftereinheit nach Anspruch 8 in einer Lüfteranordnung, insbesondere in einem Klimakasten.Use of a fan unit according to claim 8 in a fan assembly, in particular in a climate box. Verwendung eines Radiallüfterrads nach einem der Ansprüche 1-8 als freilaufendes Radiallüfterrad.Use of a radial fan wheel according to one of Claims 1-8 as free-running radial fan.
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