(19)
(11)EP 3 524 823 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
14.08.2019  Patentblatt  2019/33

(21)Anmeldenummer: 19152593.0

(22)Anmeldetag:  18.01.2019
(51)Int. Kl.: 
F04D 25/08  (2006.01)
F24F 11/33  (2018.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(30)Priorität: 07.02.2018 DE 102018102733

(71)Anmelder: DLK Ventilatoren GmbH
74214 Schöntal (DE)

(72)Erfinder:
  • WOLFRAM, Dr.-Ing. Daniel
    57076 Siegen (DE)
  • SCHMELZ, Fabian
    74259 Widdern-Unterkessach (DE)
  • KRAFFT, Joachim
    74629 Pfedelbach (DE)

(74)Vertreter: Fischer & Konnerth 
Patentanwälte Partnerschaft Schertlinstraße 18
81379 München
81379 München (DE)

  


(54)RADIALVENTILATOR MIT MOTORKÜHLUNG


(57) Radialventilator, insbesondere Dachventilator, mit einem Motorgehäuse (2), einem auf einer am Boden des Motorgehäuses (2) angeordneten Motorplatte (3) montierten Motor (4), einem mit dem Motor (4) drehfest verbundenes außerhalb des Motorgehäuses (2) angeordneten Laufrad (8) und einem in das Motorgehäuse (2) mündenden Kühlluftkanal (6), wobei das Motorgehäuse (2) und der Kühlluftkanal (6) derart doppelwandig ausgebildet sind, dass ein diese ummantelnder Konvektionskanal (10) gebildet wird und das Laufrad (8) eine Bodenscheibe (12) mit einer zum Motorgehäuse (2) zeigenden Rückenbeschaufelung (14) aufweist, wodurch eine Einrichtung zur radialen Ableitung von Kühlluft und Konvektionsluft gebildet wird.




Beschreibung


[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radialventilator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Gängige Radialventilatoren, insbesondere Rauchgasventilatoren - zumeist Dachventilatoren - werden in der Regel mittels ihrem Antriebsmotor zugeleiteter Kühlluft gekühlt, wobei die Motoren der Ventilatoren mittels deren Motorgehäuse umgebende Isolierungsschichten gegenüber dem geförderten Gas aufwändig thermisch isoliert werden. Dadurch werden die Motoren vor Überhitzung geschützt. Es ist auch dafür zu sorgen, dass ein Eindringen von Rauchgas in das Motorgehäuse sowie den Motorinnenraum verhindert wird. Blechbauteile können sich aufgrund hoher thermischer Belastung verziehen. Ein Dachventilator, als Brandgasventilator der Temperaturklasse F600 benötigt stets eine Isolierung um bzw. für den Motor. Eine solche Isolierung, sie kann eine mineralische oder keramische Basis haben, ist teuer.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialventilator vorzuschlagen, bei welchem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder doch zumindest stark vermindert sind.

[0004] Die Aufgabe wird gelöst mit einem Radialventilator gemäß Anspruch 1, nämlich einem Radialventilator, insbesondere Dachventilator, welcher folgende Merkmale aufweist:
  1. a) ein Motorgehäuse,
  2. b) einen auf einer am Boden des Motorgehäuses angeordneten Motorplatte montierten Motor,
  3. c) ein mit dem Motor drehfest verbundenes außerhalb des Motorgehäuses angeordneten Laufrad,
  4. d) einen in das Motorgehäuse mündenden Kühlluftkanal,
wobei der Radialventilator dadurch gekennzeichnet ist, dass

e) das Motorgehäuse und der Kühlluftkanal derart doppelwandig ausgebildet sind, dass ein diese ummantelnder Konvektionskanal gebildet wird, und dass

f) das Laufrad eine Bodenscheibe mit einer zum Motorgehäuse zeigenden Rückenbeschaufelung aufweist, wodurch eine Einrichtung zur radialen Ableitung von Kühlluft und Konvektionsluft gebildet wird.



[0005] Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Radialventilators ist es möglich, anstatt eine herkömmliche Isolierung zu verwenden, neben der bestehenden Luftkonvektion zusätzlich die Luft in Konvektion im Doppelwandprinzip einzusetzen, um den Motor vor Überhitzung zu schützen. Im Bereich Dachventilator F400/600 ist diese Anwendung völlig neu. Es geht erfindungsgemäß im Kern um eine Temperaturregelung bei Dachventilatoren per Luftkonvektion. Die Vorteile der Luftkonvektion sind bekannt. Luft ist ein sehr guter Wärmeisolator ist (Dies wird sich z.B. auch im Wohnungsbau zunutze gemacht). Mit dem erfindungsgemäßen Radialventilator lassen sich durch Verwendung des Doppelwandsystems eine Reihe von Vorteilen erreichen. So werden aufgrund von Überhitzung entstehende Blechdeformierungen der Innenwand des Motorgehäuses durch kühlende Konvektionsluft minimiert. Erfindungsgemäß doppelwandig ausgebildete Motorgehäuse und Kühlluftkanal bilden im Betrieb des Radialventilators eine Konvektionskammer, in welcher im Betrieb Unterdruck herrscht. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, dass Falschluft (z. B. Rauchgase) in der Konvektionskammer aufgrund des Unterdrucks verhindert wird. Es wird ein Eindringen von Rauchgasen in den Motorinnenraum durch den Unterdruck in der Konvektionskammer vermieden. Eine zusätzliche Isolierung kann vorteilhafterweise entfallen.

[0006] In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Radialventilator derart ausgebildet, dass die Rückenbeschaufelung mittels teilweise durch die Bodenscheibe gesteckter Radialschaufeln, insbesondere Kreisbogenschaufeln gebildet wird. Dies stellt eine vorteilhafte Vereinfachung der Konstruktion sowie der Herstellung dar. Es ist dadurch eine optimale Nutzung der Rückenbeschaufelung am Laufrad möglich.

[0007] In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Radialventilator derart ausgebildet, dass um das Motorgehäuse herum Leitbleche zur Steuerung einer gezielten Luftführung angeordnet sind. Hierdurch lassen sich vorteilhafterweise interne Druckverluste vermindern und damit auch der Wirkungsgrad einer Radialventilator-Anordnung erhöhen. Dazu gehören eine mögliche Reduzierung von Strömungsverlusten, zum Teil auch Strömungsturbulenzen und eine dadurch mögliche Reduzierung der erforderlichen Motorleistung für den Radialventilator, was wirtschaftliche Vorteile zur Folge hat.

[0008] In noch einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Radialventilator derart ausgebildet, dass die Leitbleche mit Hilfe von Versteifungsblechen gegenüber dem Motorgehäuse fixiert sind. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine Erhöhung der Stabilität des Radialventilators sowie seiner Leitbleche. Es lässt sich eine Versteifung des Radialventilators erreichen.

[0009] In wieder einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Radialventilator derart ausgebildet, dass das Motorgehäuse, der Kühlluftkanal und der Konvektionskanal als vernietete Blechkonstruktion ausgebildet sind. Es ergibt sich hiermit vorteilhafterweise die Möglichkeit einer einfachen und kostengünstigen Herstellung.

[0010] In noch einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Radialventilator derart ausgebildet, dass die Radialschaufeln mit der Bodenscheibe des Laufrads verschweißt sind. Damit lässt sich, beispielsweise über Schweißroboter ausgeführt, eine sichere Wiederholgenauigkeit bei sehr stabiler Bauweise erreichen.

[0011] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme einer Zeichnung im Folgenden kurz erläutert.
Fig. 1
zeigt in einer schematischen Perspektivansicht im Schnittbild ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Radialventilators mit Angabe der Strömungssituation von Kühlluft und Konvektionsluft.
Fig. 2
zeigt in einer schematischen Perspektivansicht die Situation gemäß Fig. 1, jedoch bei nicht aufgeschnittenem Motorgehäuse.
Fig. 3
zeigt in einer schematischen Darstellung eine Frontansicht eines Ausschnitts der Fig. 2, wobei die Lage der Rückenbeschaufelung im Bereich der Bodenscheibe des Laufrads dargestellt ist.


[0012] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ventilatorgehäuses 5 für einen Radialventilator 1, in welchem ein aufgeschnitten dargestelltes Motorgehäuse 2 zu erkennen ist, welches wiederum einen aufgeschnitten dargestellten Motor 4 umgibt. Der Motor 4 ist auf einer Motorplatte 3 befestigt und durchdringt letztere mit seiner Antriebswelle 9 etwa mittig. Die Antriebswelle 9 ist über eine Nabe mit der Bodenscheibe 12 eines Laufrads 8 verbunden. Die Bodenscheibe 12 trägt mehrere Radialschaufeln 16, welche jeweils mit einem (in Fig. 1 bis 3 oben befindlichen) Ansatz die Bodenscheibe 12 durchdringen und darüber als Rückenbeschaufelung 14 (siehe auch Fig. 3) zu erkennen sind. Über Seitenwände 11 wird die Motorplatte 3 mit einer Grundplatte 7 des Ventilatorgehäuses 5 verbunden, auf welcher auch der in das Laufrad 8 mündende Ventilatoreinlass 13 für das geförderte Medium, z. B. Rauchgas angeordnet ist.

[0013] In Fig. 2 ist nun anhand einiger Pfeile 22, 24, 26 und 28 die örtliche Strömungsrichtung des Fördermediums des erfindungsgemäßen Radialventilators, z. B. Rauchgas dargestellt. Im Folgenden wird dieses zur Vereinfachung schlicht mit "Luft" bezeichnet. Gemäß den Pfeilen 28 gelangt von dem erfindungsgemäßen Radialventilator 1 angesaugte Luft über den Ventilatoreinlass 13 in das Laufrad 8 und wird dort infolge der durch die Radialschaufeln 16 des sich drehenden Laufrads 8 erzeugten Kraft gemäß den Pfeilen 26 radial nach außen in das Innere des Ventilatorgehäuses 5 gesaugt. Gemäß den Pfeilen 24 fließt die Luft nach oben abgelenkt weiter, folgt der Richtung der Pfeile 22 und verlässt schließlich das Ventilatorgehäuse 5 über einen als Gitteröffnung 15 gestalteten Ausgang nach oben.

[0014] Der Motor 4 wird mittels über einen im Kühlluftkanal 6 herangeführte Kühlluft gekühlt. Die Kühlluft strömt entlang den Richtungspfeilen 32 in das Motorengehäuse 2 und umstreicht kühlend den Motor 4. Am unteren Ende des Motorgehäuses 2 strömt die Luft durch eine um die Antriebswelle 9 liegende ringförmige Öffnung durch die Motorplatte 3 aus dem Motorengehäuse 2 in den Zwischenraum zwischen Motorplatte 3 und Bodenscheibe 12 des Laufrads 8. Dort mischt sich die nun etwas angewärmte Kühlluft mit der Konvektionsluft. Letztere strömt zur Kühlung des Motorgehäuses 2 und der Kühlluft durch den Konvektionskanal 10, welcher jeweils den Kühlluftkanal 6 und das Motorgehäuse 2 umgibt, in Richtung der Pfeile 30. Sie fließt weiter gemäß dem Pfeil 34 radial nach außen, wo sie sich mit der Förderluft mischt und über die Gitteröffnung 15 nach oben entweicht. Die Förderung der Mischluft aus Konvektionsluft und Kühlluft in Richtung der Pfeile 34 wird durch die Rückenbeschaufelung 14 unterstützt.

[0015] Zur Verdeutlichung der Lage der Rückenbeschaufelung 14 wird in Fig. 3 in einer schematischen Darstellung eine Frontansicht eines Ausschnitts der Fig. 2 gezeigt, wobei die Lage der Rückenbeschaufelung im Bereich der Bodenscheibe des Laufrads dargestellt ist. Gut zu erkennen ist die Radialschaufel 16a auf der rechten Seite von Fig. 3, wo sie die Bodenscheibe 12 durchdringend gezeigt ist, wobei sie oberhalb der Bodenscheibe 12 als Rückenschaufel 14a erscheint.

[0016] An dieser Stelle kann man gut nachvollziehen, dass hier vom Effekt her genaugenommen zwei, jeweils ein anderes Medium fördernde Laufräder vorliegen. Das "große" Laufrad 8, welches mittels seiner Radialschaufeln 16 die über den Ventilatoreinlass 13 einströmende Förderluft durch den Radialventilator 1 fördert und das "kleine" Laufrad, welches aus der Bodenscheibe 12 und der Rückenbeschaufelung 14 besteht und die o. g. Mischluft aus Konvektionsluft und Kühlluft in Richtung der Pfeile 34 fördert.

[0017] Auf der Motorplatte 3 sitzende Leitbleche 18 übernehmen die oben näher erläuterte Steuerung der Luftströmung insbesondere im unteren Bereich des Motorgehäuses 2. Ihre Lage und die Lage von die Leitbleche 18 stützenden Versteifungsblechen 20 ist in allen drei Figuren gezeigt.

[0018] Weitere in Fig. 3 gezeigte Bauteile, welche bereits in Fig. 1 und Fig . 2 beschrieben wurden, werden im Zusammenhang mit der Fig. 3 nicht mehr näher erwähnt, da sie sich unschwer aus dem Zusammenhang erklären.

Bezugszeichen



[0019] 
1
Radialventilator
2
Motorgehäuse
3
Motorplatte
4
Motor
5
Ventilatorgehäuse
6
Kühlluftkanal
7
Grundplatte
8
Laufrad
9
Antriebswelle
10
Konvektionskanal
11
Seitenwand
12
Bodenscheibe
13
Ventilatoreinlass
14
Rückenbeschaufelung
14a
Rückenschaufel
15
Gitteröffnung
16
Radialschaufel
16a
Radialschaufel
18
Leitblech
20
Versteifungsblech
22
Pfeil Strömungsrichtung Fördermedium z. B. Rauchgas
24
Pfeil Strömungsrichtung Fördermedium z. B. Rauchgas
26
Pfeil Strömungsrichtung Fördermedium z. B. Rauchgas
28
Pfeil Strömungsrichtung Fördermedium z. B. Rauchgas
30
Pfeil Strömungsrichtung Konvektionsluft
32
Pfeil Strömungsrichtung Kühlluft
34
Pfeil Strömungsrichtung der Mischluft aus Konvektionsluft und Kühlluft



Ansprüche

1. Radialventilator, insbesondere Dachventilator, welcher folgende Merkmale aufweist:

a) ein Motorgehäuse (2),

b) einen auf einer am Boden des Motorgehäuses (2) angeordneten Motorplatte (3) montierten Motor (4),

c) ein mit dem Motor (4) drehfest verbundenes außerhalb des Motorgehäuses (2) angeordneten Laufrad (8),

d) einen in das Motorgehäuse (2) mündenden Kühlluftkanal (6),

dadurch gekennzeichnet, dass

e) das Motorgehäuse (2) und der Kühlluftkanal (6) derart doppelwandig ausgebildet sind, dass ein diese ummantelnder Konvektionskanal (10) gebildet wird,

f) das Laufrad (8) eine Bodenscheibe (12) mit einer zum Motorgehäuse (2) zeigenden Rückenbeschaufelung (14) aufweist, wodurch eine Einrichtung zur radialen Ableitung von Kühlluft und Konvektionsluft gebildet wird.


 
2. Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückenbeschaufelung (14) mittels teilweise durch die Bodenscheibe (12) gesteckter Radialschaufeln (16), insbesondere Kreisbogenschaufeln gebildet wird.
 
3. Radialventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass um das Motorgehäuse (2) herum Leitbleche (18) zur Steuerung einer gezielten Luftführung angeordnet sind.
 
4. Radialventilator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche (18) mit Hilfe von Versteifungsblechen (20) gegenüber dem Motorgehäuse (2) fixiert sind.
 
5. Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (2), der Kühlluftkanal (6) und der Konvektionskanal (10) als vernietete Blechkonstruktion ausgebildet sind.
 
6. Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialschaufeln (16) mit der Bodenscheibe (12) des Laufrads (8) verschweißt sind.
 




Zeichnung