[0001] Die Erfindung betrifft eine Ventilatoreinheit nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
[0002] Bei solchen Ventilatoreinheiten dient der Diffusor dazu, die kinetische Energie in
Druckenergie umzuwandeln. Zu diesem Zweck erweitert sich der Strömungsquerschnitt
des Diffusors in Strömungsrichtung des vom Ventilator erzeugten Luftstromes. Ferner
kann mit dem Diffusor eine Wirkungsgradsteigerung der Ventilatoreinheit erzielt werden,
weil er zumindest einen Teil der Strömungsenergie des Luftstromes in statischen Druck
umwandeln kann. Auch kann der Ventilator mit einer geringeren Drehzahl bei gleicher
Luftleistung arbeiten, wodurch die Geräuschentwicklung und Leistungsaufnahme beim
Betrieb der Ventilatoreinheit verringert wird.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Ventilatoreinheit so
auszubilden, dass der statische Wirkungsgrad des Ventilators erhöht und das Ventilatorgeräusch
verringert werden.
[0004] Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Ventilatoreinheit erfindungsgemäß mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
[0005] Bei der erfindungsgemäßen Ventilatoreinheit ist der Diffusor mit der wenigstens einen
Schnittstelle versehen, an die der Diffusoraufsatz mit wenigstens einer Schnittstelle
angeschlossen werden kann. Mit dem Diffusoraufsatz wird der Strömungsquerschnitt für
den vom Ventilator erzeugten Luftstrom erweitert. Dadurch wird insbesondere die Axialkomponente
der Strömungsgeschwindigkeit entsprechend verringert und dadurch die dynamische Energie
in nutzbare Druckenergie umgewandelt. Der statische Wirkungsgrad des Ventilators kann
auf diese Weise wesentlich erhöht werden. Dabei kann der Ventilator mit einer geringen
Drehzahl ohne Beeinträchtigung der Luftleistung betrieben werden. Die erfindungsgemäße
Ventilatoreinheit arbeitet darum auch mit nur sehr geringem Betriebsgeräusch. Da der
Diffusoraufsatz und der Diffusor mit den Schnittstellen versehen sind, lässt sich
der Diffusoraufsatz vom Anwender einfach nachträglich an seiner Ventilatoreinheit
anbringen. Da die Innenwand des Diffusoraufsatzes eine stetige Fortsetzung der Innenwand
des Diffusors bildet, ergibt sich eine optimale Luftströmung.
[0006] Vorteilhaft ist es, den Diffusoraufsatz lösbar mit dem Diffusor zu verbinden. Dann
kann der Diffusoraufsatz vom Anwender bei Bedarf auch vom Diffusor abgenommen oder
beispielsweise in einem Reparaturfall durch einen neuen Diffusoraufsatz ersetzt werden.
[0007] Die Schnittstelle des Diffusoraufsatzes kann in vorteilhafter Weise ein umlaufender
Radialflansch sein. Er erlaubt einen einfachen Anschluss des Diffusoraufsatzes an
den Diffusor. Der Diffusoraufsatz kann beispielsweise mit der Schnittstelle des Diffusors
durch Nieten, Schrauben, Klipse und dergleichen verbunden werden.
[0008] Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird die Schnittstelle durch wenigstens
einen Steckteil gebildet, der sich auf die Schnittstelle des Diffusors aufstecken
lässt.
[0009] Bei einer solchen Ausbildung ist es von Vorteil, wenn der Mantel des Diffusoraufsatzes
aus wenigstens zwei Mantelabschnitten besteht, die durch Formschlussteile miteinander
verbunden werden. Dann ist der Aufsteckvorgang sehr einfach durchführbar. Es wird
zuerst der eine Mantelabschnitt mit seinem Steckteil auf die Schnittstelle des Diffusors
aufgesteckt. Anschließend wird der andere Mantelabschnitt mit seinem Steckteil auf
die Diffusorschnittstelle aufgesteckt, wobei die Formschlussteile der Mantelabschnitte
miteinander in Eingriff kommen. Diese Formschlussteile sind so ausgebildet, dass der
Formschluss in Umfangsrichtung des Mantels gegeben ist, dass die Formschlussteile
jedoch quer zur Umfangsrichtung zusammengefügt werden können.
[0010] Um das Betriebsgeräusch der Ventilatoreinheit weiter zu verringern, ist es von Vorteil,
wenn der Diffusoraufsatz mit wenigstens einer Schalldämpfungsschicht versehen ist.
[0011] Vorteilhaft ist eine solche Schalldämpfungsschicht an der Innenseite des Mantels
des Diffusoraufsatzes vorgesehen. Dadurch wird der Schall nahe der Quelle reduziert.
[0012] Bei einer kostengünstigen Ausführungsform hat der Diffusoraufsatz zumindest über
einen Teil seiner Höhe kreisförmigen Querschnitt. Hierbei kann die Erzeugende des
Mantels des Diffusoraufsatzes gerade oder auch gekrümmt verlaufen. Bei einem gekrümmten
Verlauf kann die Erzeugende konvex oder konkav gekrümmt sein.
[0013] Bei einer anderen Ausführungsform weist zumindest die Auslassöffnung des Diffusoraufsatzes
einen unrunden, insbesondere einen eckigen Umriss auf. Diese eckige Gestaltung macht
es möglich, mehrere Diffusoraufsätze mit nur geringem Abstand nebeneinander zu setzen,
so dass bei Geräten, bei denen nur ein begrenztes Platzangebot vorhanden ist und mehrere
Diffusoraufsätze nötig sind, diese unmittelbar nebeneinander ein- oder mehrreihig
hintereinander angeordnet werden können.
[0014] Wenn die Auslassöffnung des Diffusoraufsatzes einen viereckigen Umriss hat, können
benachbarte Diffusoraufsätze mit ihren jeweiligen Umrissseiten entweder aneinanderstoßend
oder mit nur geringstem Abstand neben- und hintereinander positioniert werden. Dadurch
wird die Fläche optimal zur Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit genutzt.
[0015] Je nach Gestaltung der Fläche des jeweiligen Gerätes, an der die Diffusoraufsätze
montiert werden sollen, kann der Mantel zumindest an der Auslassöffnung dreieckigen,
viereckigen, sechseckigen oder anderen mehreckigen Umriss aufweisen. Vorteilhaft ist
hierbei der viereckige Umriss, wenn die Montagefläche des Gerätes einen entsprechenden
viereckigen Umriss aufweist.
[0016] Vorteilhaft hat der Diffusoraufsatz im Bereich seiner Schnittstelle einen kreisförmigen
Querschnitt, der mit zunehmendem Abstand von der Schnittstelle in einen unrunden,
insbesondere eckigen Querschnitt übergeht. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Diffusoraufsatz
an herkömmliche Diffusoren von Ventilatoreinheiten anzuschließen, deren Schnittstelle
in der Regel rund bzw. kreisförmig gestaltet ist.
[0017] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Diffusoraufsatz mit wenigstens einer
weiteren umlaufenden Wand versehen, die mit Abstand vom Mantel des Diffusoraufsatzes
umgeben ist. Durch diese weitere Wand ergeben sich optimale Strömungsverhältnisse.
[0018] Die Seitenwände des Mantels des Diffusoraufsatzes gehen vorteilhaft gekrümmt ineinander
über. Dadurch ergibt sich eine optimale Führung für den Luftstrom und damit gute Strömungsverhältnisse.
[0019] Die Übergänge zwischen den Seitenwänden des Mantels des Diffusoraufsatzes weisen
vorteilhaft in Höhenrichtung einen Drall bzw. eine Verwindung auf. Die Übergänge verlaufen
in Höhenrichtung des Mantels nicht längs einer Geraden, sondern entsprechend gekrümmt.
Diese Übergangsbereiche sind so gestaltet, dass sie der Strömungsrichtung der Luft
im Diffusoraufsatz bzw. dem Drall des Luftstromes hinter dem Laufrad des Ventilators
folgen. Es ergeben sich dadurch nur minimale Verluste im Bereich dieser Übergänge.
[0020] Eine weitere Verringerung des Betriebsgeräusches der Ventilatoreinheit ergibt sich
in vorteilhafter Weise, wenn der Mantel des Diffusoraufsatzes aus geschäumtem Material
besteht.
[0021] Der Diffusor ist vorteilhaft mit einem Nachleitrad versehen, das Leitschaufeln oder
Stege aufweist.
[0022] Der Diffusor ist zusammen mit dem Nachleitrad vorteilhaft einteilig ausgebildet,
vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.
[0023] Der Diffusor ist vorteilhaft Teil einer Einlaufdüse, die den Ventilator umgibt.
[0024] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Einlaufdüse mit ihren Mantelabschnitten,
dem Nachleitrad, einer Aufnahme und Schnittstellen einteilig, vorzugsweise aus Kunststoff,
ausgebildet.
[0025] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Abströmkante des Diffusoraufsatzes
profiliert ausgebildet, vorzugsweise gezackt oder gewellt. Der aus der Auslassöffnung
des Diffusoraufsatzes austretende Luftstrom wird dadurch in einzelne Teilströme aufgeteilt,
wodurch im Einsatz die Geräuschentwicklung weiter verringert wird.
[0026] Der Diffusoraufsatz kann aus wenigstens zwei axial aneinander anschließbaren Abschnitten
bestehen. Dadurch besteht die Möglichkeit, durch axiales Aneinanderfügen der Abschnitte
unterschiedlich hohe Diffusoraufsätze sehr einfach herstellen zu können.
[0027] Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche,
sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben
und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich
beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik
neu sind.
[0028] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung
und den Zeichnungen.
[0029] Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen
näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- in perspektivischer und schematischer Darstellung auf einem Gehäuse angeordnete Ventilatoren
nach dem Stand der Technik,
- Fig. 2
- in einer Darstellung entsprechend Fig. 1 ein Gerät mit erfindungsgemäßen Ventilatoreinheiten,
- Fig. 3 bis Fig. 10
- jeweils im Axialschnitt verschiedene Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Ventilatoreinheiten,
- Fig. 11 bis Fig. 13
- jeweils in perspektivischer Darstellung weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen
Ventilatoreinheiten,
- Fig. 14
- eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilatoreinheit.
[0030] Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Gehäuse 1 eines Gerätes 2, das beispielhaft
ein Wärmetauscher ist. Das Gerät 2 ist im Ausführungsbeispiel ein Standgerät, kann
aber auch ein an einer Wand, einer Decke und dergleichen montiertes Gerät sein. Es
weist mindestens eine Ventilatoreinheit auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind zwei Reihen mit geringem Abstand hintereinander angeordnete Ventilatoreinheiten
vorgesehen. Die Ventilatoreinheit hat einen Ventilator 3 und einen Diffusor 4 (Fig.
3).
[0031] Damit die Ventilatoren 3 die Luft nicht frei ausblasen, wird auf ihren Diffusor 4
jeweils ein Diffusoraufsatz 22 aufgesetzt (Fig. 2), durch den Austrittsverluste minimiert
werden. Die Diffusoren 4, 22 wandeln die Geschwindigkeit der austretenden Luft in
Druck um. Die Ventilatoreinheiten sind an der rechteckigen Oberseite 5 des Gehäuses
1 angeordnet. Damit die Rechteckfläche der Oberseite 5 optimal ausgenutzt wird, haben
die Diffusoraufsätze 22 viereckigen Umriss. Diese Viereckform führt zu einer großen
Austrittsfläche für die austretende Luft bei einer vorgegebenen Fläche der Gehäuseoberseite
5. Auch wird durch eine solche Ausbildung eine Strömungsablösung verhindert. Aufgrund
ihrer Viereckform können die Diffusoraufsätze 22 so nebeneinander angeordnet werden,
dass sie mit ihren benachbarten Rändern einander berühren, wie dies in Fig. 2 zu erkennen
ist. Bei einer solchen Ausbildung des Gerätes 2 ergibt sich eine besonders hohe Wirkungsgradsteigerung.
[0032] Die Diffusoraufsätze 22 müssen nicht den viereckigen Umriss haben, sondern können
beispielsweise auch kreisförmigen Umriss aufweisen.
[0033] Die Ventilatoren 3 können Axial-, Diagonal- oder Radialventilatoren sein.
[0034] In den Ausführungsbeispielen ist jeweils ein Axialventilator 3 dargestellt. Er hat
von einer Nabe 6 abstehende Flügel 7, die über den Umfang der Nabe 6 in gleichmäßigen
oder auch in unregelmäßigen Abständen angeordnet sind und sich bis nahe an einen Wandabschnitt
8 einer Einlaufdüse 43 erstrecken. Der vom Wandabschnitt 8 umschlossene Raum verjüngt
sich in Strömungsrichtung der angesaugten Luft. Die Flügel 7 können in jeder geeigneten
Form ausgebildet sein, vorzugsweise geschränkt (der Flügelwinkel ist nicht konstant)
gestaltet sein. An den radialen äußeren Enden können die Flügel 7 mit Winglets 9 versehen
sein, die sich nur über einen Teil oder über die gesamte Breite des Flügels 7 erstrecken
können. Die Winglets 9 können nur an der Saug- oder auch nur an der Druckseite der
Flügel 7 vorgesehen sein. Auch ist es möglich, dass sich die Winglets 9 sowohl zur
Saug- als auch zur Druckseite hin erstrecken. Die Winglets 9 können über ihre Länge
konstante oder auch unterschiedliche Höhe haben, je nach Einsatzfall des Ventilators
3.
[0035] Wie Fig. 3 zeigt, sind die in Drehrichtung des Ventilators rückwärtigen Kanten 10
vorteilhaft mit Zähnen 11 versehen, die über die gesamte Länge oder auch nur über
einen Teil der Länge der rückwärtigen Kante 10 vorgesehen sein können. Die in Drehrichtung
vordere Kante 12 der Flügel 7 ist vorteilhaft sichelförmig gestaltet.
[0036] Der Ventilator 3 befindet sich innerhalb des vom Wandabschnitt 8 umschlossenen Raumes.
Die Nabe 6 sitzt auf einer (nicht dargestellten) Motorwelle eines Antriebsmotors 13,
der in einer Aufnahme 14 untergebracht ist. Sie ist über ein Leitrad 15 an der Innenseite
eines Wandabschnittes 16 der Einlaufdüse 43 befestigt. Das Leitrad 15 besteht in bekannter
Weise aus mit Abstand voneinander angeordneten Leitschaufeln oder Stegen 17 (nachfolgend
nur Leitschaufeln genannt), die über den Umfang der Aufnahme 14 verteilt angeordnet
und an der Außenseite der Aufnahme 14 und an der Innenseite des Wandabschnittes 16
in geeigneter Weise befestigt sind. Die Leitschaufeln 17 sind strömungstechnisch so
ausgebildet, dass sie die vom Ventilator 3 über die Eintrittsöffnung 18 der Einlaufdüse
43 angesaugte Luft nicht behindern und den Drall aus der Strömung herausnehmen. Der
Wandabschnitt 16 erweitert sich in Strömungsrichtung der Luft konisch und bildet somit
den Diffusor 4. Er ist integrierter Bestandteil der Einlaufdüse 43. Die Aufnahme 14
mit dem Leitrad 15 befindet sich vollständig innerhalb des vom Wandabschnitt 16 umschlossenen
Strömungsraumes.
[0037] Die freien Ränder 19 und 20 der beiden Wandabschnitte 8, 16 können jeweils verdickt
ausgebildet und bilden dadurch Befestigungsränder bzw. Schnittstellen. Mit dem Rand
19 wird der Diffusor 4 in bekannter Weise am jeweiligen Gerät oder der jeweiligen
Einheit befestigt.
[0038] Am Übergang zwischen den beiden Wandabschnitten 8, 16 ist an der Außenseite der Einlaufdüse
43 ein umlaufender Radialflansch 21 (Schnittstelle) vorgesehen, der zur Versteifung
der Einlaufdüse 43 beiträgt und vorteilhaft einstückig mit der Düsenwand ausgebildet
ist. Die Einlaufdüse 43 mit den Mantelabschnitten 8, 16, dem Leitrad 15, der Aufnahme
14, den Rändern 19, 20 und dem Radialflansch 21 können einteilig, vorteilhaft aus
Kunststoff, ausgebildet sein.
[0039] In Fig. 3 ist mit gestrichelten Linien in Höhe der Auslassöffnung 26 ein nach außen
sich erstreckender Radialflansch 49 dargestellt, der am Diffusoraufsatz 22 vorgesehen
sein kann. Der Radialflansch 49 bildet wie der Befestigungsflansch 23 am gegenüberliegenden
Ende eine Schnittstelle des Diffusoraufsatzes 22. Die Ventilatoreinheit weist bei
dieser Ausführungsform somit die Schnittstellen 19, 20, 21 und 49 auf, über die die
Ventilatoreinheit an das Gehäuse 1 des Gerätes 2 angebaut werden kann.
[0040] Der freie Rand 20 des Wandabschnittes 16 des Diffusors 4 dient als Befestigungsflansch
bzw. Schnittstelle für den Diffusoraufsatz 22, dessen Strömungsquerschnitt sich in
Strömungsrichtung der vom Ventilator 3 geförderten Luft vorteilhaft stetig erweitert.
Dadurch wird insbesondere die Axialkomponente der Strömungsgeschwindigkeit verringert
und somit die entsprechende dynamische Energie in nutzbare Druckenergie umgewandelt.
Durch den Diffusoraufsatz 22 kann insbesondere im unteren Druckbereich der Volumenstrom
in vorteilhafter Weise erhöht werden. Der Diffusoraufsatz 22 ist als Nachrüstteil
ausgebildet, das an bereits bestehende Diffusoren problemlos angebaut werden kann.
[0041] Der Diffusoraufsatz 22 ist an seinem dem Diffusor 4 zugewandten Ende mit einem umlaufenden
radialen Befestigungsflansch 23 als Schnittstelle versehen, mit dem der Diffusoraufsatz
22 auf dem Rand 20 des Diffusors 4 aufliegend befestigt werden kann. Die Befestigung
kann in jeder geeigneten Weise erfolgen, beispielsweise durch Verschrauben, Verschweißen,
Verkleben und dergleichen. Vorteilhaft ist der Diffusoraufsatz 22 lösbar mit dem Diffusor
4 verbunden.
[0042] Der Diffusoraufsatz 22 ist so ausgebildet, dass seine konische Innenwand 24 eine
stetige Fortsetzung der konischen Innenwand 25 des Mantelabschnittes 16 des Diffusors
4 bildet. Dadurch ist ein stetiger Übergang zwischen dem Diffusor 4 und dem Diffusoraufsatz
22 für die Luftströmung sichergestellt.
[0043] Im Ausführungsbeispiel hat der Diffusoraufsatz 22 etwa gleiche axiale Länge wie die
Einlaufdüse 43. Die Aufnahme 14 sowie das Leitrad 15 ragen nicht in den Diffusoraufsatz
22, so dass die Luft innerhalb des Diffusoraufsatzes 22 optimiert verlustfrei zur
Auslassöffnung 26 des Diffusoraufsatzes 22 strömen kann.
[0044] Der Diffusoraufsatz 22 kann aus jedem geeigneten Material bestehen, beispielsweise
aus Kunststoff, aus metallischem Werkstoff, wie Aluminium oder Stahl, oder aus einem
Schaumwerkstoff.
[0045] Durch den Diffusoraufsatz 22 wird eine weitere Wirkungsgradsteigerung der Ventilatoreinheit
erreicht; insbesondere bei Geräten mit geringen Druckverlusten (hohe Volumenströme)
wird die beste Wirkung erzielt. Wenn der Diffusoraufsatz 22 in bevorzugter Weise lösbar
mit dem Diffusor 4 verbunden ist, kann der Anwender den Diffusoraufsatz 22 bei Bedarf
problemlos abnehmen bzw. an den Diffusor 4 anbauen.
[0046] Der Diffusoraufsatz 22 gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der vorigen Ausführungsform
dadurch, dass er eine umlaufende Zwischenwand 27 aufweist, die Abstand vom Mantel
28 des Diffusoraufsatzes 22 hat. Zwischen den beiden Wänden 27, 28 wird ein ringförmiger
Durchlass 29 für die Luft gebildet. Die freien Enden der beiden umlaufenden Zwischenwände
27, 28 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Diese können auch unterschiedlich hoch sein.
Während der Mantel 28 im Axialschnitt gerade verläuft, ist die Zwischenwand 27 im
Axialschnitt konkav gekrümmt ausgebildet. Die Zwischenwand 27 erstreckt sich von der
Aufnahme 14 aus, an deren umlaufenden Mantel 30 sie anschließt.
[0047] Der Mantel 28 und die Zwischenwand 27 sind so ausgebildet, dass ihr Umriss in Richtung
auf das freie Ende zunimmt, vorzugsweise stetig zunimmt. Dadurch haben der Mantel
28 und die Zwischenwand 27 am freien Ende den größten Umfang. Der Querschnitt des
ringförmigen Durchlasses 29 nimmt in Richtung auf die Auslassöffnung 26 ab. Die Zwischenwand
27 und der Mantel 28 können aber auch so gestaltet sein, dass der Strömungsquerschnitt
des Durchlasses 29 in Richtung auf die Auslassöffnung 26 konstant ist oder zunimmt.
Bleibt der Strömungsquerschnitt gleich, dann liegt die Zwischenwand 27 über ihre Höhe
parallel zum Mantel 28.
[0048] Im Ausführungsbeispiel liegen die freien Enden der Zwischenwand 27 und des Mantels
28 in einer gemeinsamen Ebene. Die Zwischenwand 27 kann aber auch niedriger oder höher
sein als der Mantel 28. Durch die Wahl der Höhe der Zwischenwand 27 kann die Ventilatoreinheit
optimal an die jeweiligen Strömungsverhältnisse so angepasst werden, dass die Austrittsverluste
minimal sind.
[0049] Da die Zwischenwand 27 am Mantel 30 der Aufnahme 40 befestigt ist, muss die Zwischenwand
27 nicht zusätzlich durch Querstreben und dergleichen am Mantel 28 abgestützt werden.
Der Anschluss der Zwischenwand 27 an den Mantel 30 ist luftdicht ausgebildet, so dass
die vom Ventilator 3 angesaugte Luft nur durch den Durchlass 29 strömt.
[0050] Der Diffusoraufsatz 22 kann auch so ausgebildet sein, dass er wenigstens eine weitere
ringförmige Zwischenwand aufweist (Fig. 14), so dass wenigstens ein weiterer Strömungsdurchlass
für die Luft gebildet wird. Bei einer solchen Ausbildung liegen der Mantel 28 sowie
die Zwischenwände jeweils mit Abstand zueinander. Der Mantel 28 und die Zwischenwände
können über ihre Höhe zumindest etwa parallel zueinander verlaufen. Je nach Strömungsverhältnissen
können sie auch so ausgebildet sein, dass sie sich nicht parallel zueinander erstrecken.
Auch können der Mantel 28 und die Zwischenwände nicht nur gleiche, sondern auch unterschiedliche
Höhe haben.
[0051] Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Mantel 28 des Diffusoraufsatzes 22
an seiner Innenseite mit einer Schalldämpfungsschicht 31 versehen ist. Als schalldämpfendes
Material kann jedes hierfür geeignete Material eingesetzt werden, wie etwa Steinwolle
oder offenporiges Material, zum Beispiel Schäume. Die Schalldämpfungsschicht 31 ist
vorteilhaft über den gesamten Umfang des Mantels 28 und auch vorteilhaft über dessen
gesamte Höhe vorgesehen. Mit der Schalldämpfungsschicht 31 kann die Geräuschentwicklung
beim Betrieb der Ventilatoreinheit weiter verringert werden. Im Übrigen ist der Diffusoraufsatz
22 gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3.
[0052] Der Diffusoraufsatz 22 gemäß Fig. 6 zeichnet sich dadurch aus, dass sein Mantel 28
aus geschäumten Material besteht. Dadurch trägt der Mantel 28 zur Geräuschverminderung
beim Einsatz der Ventilatoreinheit bei.
[0053] Der Mantel 28 ist an seinem dem Befestigungsrand 20 des Diffusors 4 zugewandten Ende
mit Vertiefungen 32 versehen, die über den Umfang des Mantels 28 verteilt angeordnet
und in Richtung auf den Befestigungsrand 20 offen sind. In Höhe der Vertiefungen 32
befinden sich (nicht dargestellte) Befestigungsmittel, wie Schrauben, mit denen der
Diffusoraufsatz 22 am Befestigungsrand 20 befestigt werden kann. Die Vertiefungen
32 sind ausreichend groß, damit die Befestigungsmittel mit einem entsprechenden Werkzeug
einfach betätigt werden können.
[0054] Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind solche Vertiefungen nicht notwendig,
weil der Befestigungsflansch 23 des Diffusoraufsatzes 22 radial über den Mantel 28
übersteht, so dass die Befestigungsmittel problemlos betätigt werden können.
[0055] Der Mantel 28 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Axialschnitt nach außen
gekrümmt. Der aus geschäumtem Material bestehende Mantel 28 kann aber auch im Axialschnitt
gerade schräg nach außen verlaufen oder nach innen gekrümmt sein.
[0056] Fig. 7 zeigt die Möglichkeit, den Diffusoraufsatz 22 auf den Befestigungsrand 20
des Diffusors 4 aufzustecken. Der Mantel 28 des Diffusoraufsatzes 22 besteht aus einzelnen
Mantelabschnitten 28a bis 28c, die über eine Steckverbindung 33 miteinander verbunden
sind. Hierfür sind die einzelnen Wandabschnitte 28a bis 28c an einem Rand mit einer
Formschlussvertiefung 34 und am anderen Rand mit einem entsprechenden Vorsprung 35
versehen. Die Vertiefungen 34 und Vorsprünge 35 sind so ausgebildet, dass sie in Umfangsrichtung
des Mantels 28 nicht voneinander gelöst werden können. Die Vertiefungen 34 sind im
Ausführungsbeispiel mit entsprechenden Hinterschnitten versehen. Die Steckverbindungen
33 können auch als Schwalbenschwanznutverbindungen gestaltet sein. Da der Mantel 28
aus wenigstens zwei Mantelabschnitten besteht, lässt sich der Diffusoraufsatz 22 einfach
auf den Rand 20 des Diffusors 4 radial von außen aufstecken. Die Mantelabschnitte
sind hierzu mit einem im Axialschnitt U-förmigen Steckteil 36 als Schnittstelle versehen,
der sich über die Umfangslänge des jeweiligen Mantelabschnittes erstreckt. Der Steckteil
26 umgreift den Rand 20 radial von außen. Der Rand 20 ist vorteilhaft mit einem dünnen,
radial vorstehenden umlaufenden Steg 37 versehen, auf den sich der Steckteil 36 einfach
aufstecken lässt. Der Steckteil 36 ist vorteilhaft einstückig mit dem Mantel 28 ausgebildet.
Er kann aber auch am Mantel 28 befestigt, beispielsweise angeschweißt sein. Die Vertiefungen
34 und Vorsprünge 35 sind so gestaltet, dass sie quer zur Umfangsrichtung des Mantels
28 zusammengefügt werden können.
[0057] Im Übrigen ist der Diffusoraufsatz 22 gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3.
[0058] Der Diffusoraufsatz 22 gemäß Fig. 8 ist ebenfalls gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3. Zusätzlich ist der Diffusoraufsatz mit einem Berührschutz 38 versehen,
der in unterschiedlichen Positionen am Diffusoraufsatz 22 vorgesehen sein kann. In
Fig. 8 sind beispielhaft drei mögliche Einbaupositionen für den Berührschutz 38 dargestellt.
Im Hinblick auf geringe Geräuschentwicklung und geringe Druckverluste ist es von Vorteil,
wenn der Berührschutz 28 einen möglichst großen Abstand vom Ventilator 3 hat. Eine
optimale Einbauposition ist somit die Anordnung des Berührschutzes 38 im Bereich der
Auslassöffnung 26 des Diffusoraufsatzes 22.
[0059] Der Berührschutz 38 ist in bekannter Weise ausgebildet, beispielsweise durch ein
Draht- oder Kunststoffgitter gebildet. Es ist vorteilhaft an der Innenwand des Mantels
28 des Diffusoraufsatzes 22 befestigt oder hinten aufgesetzt. In jeder Einbauposition
steht der Berührschutz 38 somit entweder nicht über die Auslassöffnung 26 vor oder
er liegt vor der Auslassöffnung 26. Der Berührschutz 38 kann aufgeschraubt, geklipst,
genietet, geschweißt oder eingeschäumt sein.
[0060] Fig. 9 zeigt die Möglichkeit, den die Auslassöffnung 26 begrenzenden freien Rand
39 des Diffusoraufsatzes 22 profiliert auszubilden. Im dargestellten Beispielsfall
ist der freie Rand 39 über seinen Umfang sägezahnartig ausgebildet. Vorteilhaft sind
die Zähne 40 gleich ausgebildet und über den Umfang des Randes 39 in gleichen Abständen
hintereinander angeordnet. Diese Profilierung trägt zu einem geringen Geräusch der
Ventilatoreinheit bei.
[0061] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 ist der freie Rand 39 des Mantels 28 des Diffusoraufsatzes
22 wellenförmig profiliert. Vorteilhaft ist auch bei einer solchen Profilierung, dass
die Wellen über den Umfang des Mantels 28 gleichmäßig verlaufen.
[0062] Der Diffusoraufsatz 22 der Ausführungsformen nach den Fig. 9 und 10 ist im Übrigen
gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. Die beschriebenen Profilierungen
des freien Randes 39 können auch bei den anderen Ausführungsformen des Diffusoraufsatzes
22 vorgesehen sein.
[0063] Eine Schalldämpfung kann auch dadurch erreicht werden, dass an der Innenwand 24 des
Mantels 28 in Höhenrichtung verlaufende Rippen vorgesehen sind, die sich vorteilhaft
über die gesamte Höhe des Mantels 28 erstrecken und vorteilhaft in gleichen Abständen
über den Umfang des Mantels verteilt angeordnet sind. Diese Rippen können in Axialrichtung
verlaufen, aber auch eine Steigung aufweisen.
[0064] Die Fig. 11 bis 14 zeigen Diffusoraufsätze, deren Auslassöffnung einen eckigen, im
Ausführungsbeispiel rechteckigen Umriss aufweist. Dabei ändert sich die Querschnittsform
des Diffusoraufsatzes vom Einlassbereich zum Auslassbereich von einem kreisförmigen
in den eckigen Querschnitt. Der Befestigungsflansch 23 hat kreisförmigen Umriss und
bildet, wie auch bei den anderen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, die Schnittstelle,
mit der der Diffusoraufsatz 22 am Befestigungsrand 20 des Diffusors 4 befestigt werden
kann. An den Befestigungsflansch 23 schließt ein Wandabschnitt 41 an, der zunächst
kreisförmigen Querschnitt hat und mit zunehmendem Abstand vom Befestigungsflansch
23 stetig in eine viereckige Umrissform übergeht. Die Auslassöffnung 26 wird von einem
Wandabschnitt 42 begrenzt, der im Ausführungsbeispiel rechteckigen oder runden Umriss
hat. Der Mantel 28 weist somit über einen Teil seiner Höhe viereckigen Umriss auf.
Wie Fig. 11 zeigt, sind die Ecken der Seitenwände des Mantels 28 abgerundet. Im Folgenden
wird aber weiterhin von einer viereckigen Umrissform gesprochen. Grundsätzlich ist
es aber auch möglich, dass die Seitenwände des Mantels 28 scharfkantig aneinander
anschließen.
[0065] In Fig. 11 sind die Leitschaufeln 17 des Leitrades 15 erkennbar, die mit einem Ende
am Mantel 30 der Aufnahme 14 und mit dem anderen Ende am Wandabschnitt 16 des Diffusors
4 befestigt sind.
[0066] Der Diffusor 4 ist Teil der Einlaufdüse 43, die mit dem freien Rand 19 auf einer
Düsenplatte 44 befestigt ist. Im Ausführungsbeispiel hat die Düsenplatte 44 rechteckigen
Umriss. Der Umriss des Diffusoraufsatzes 22 entspricht im Bereich der Auslassöffnung
26 vorteilhaft dem Umriss der Düsenplatte 44.
[0067] Die Düsenplatte 44 und/oder die Auslassöffnung 26 kann je nach Anwendungsfall unterschiedlichste
Umrissformen haben, zum Beispiel quadratische, rechteckige, sechseckige oder dreieckige
Umrissform.
[0068] Fig. 12 zeigt beispielhaft, dass die Übergänge zwischen den Seitenwänden des Mantels
28 unter einem Winkel zur jeweiligen Radialen des Diffusoraufsatzes liegen können.
Diese Übergänge zwischen den Seitenwänden sind durch die Linien 45 angedeutet. Die
Übergänge verlaufen linear.
[0069] Wie Fig. 13 zeigt, können diese Übergänge 45 zwischen den Seitenwänden des Mantels
28 im eckigen Querschnittsbereich auch über ihre Höhe gekrümmt (verwunden) verlaufen.
Die Krümmung ist so vorgesehen, dass die Übergänge 45 einen Drall aufweisen und der
Strömungsrichtung der Luft hinter dem Ventilator 3 folgen. Die Übergangsbereiche 45
schließen über ihre Länge einen Winkel mit einer Radialen 46 des Diffusoraufsatzes
22 ein, die durch die abgerundete Ecke des Mantels 28 verläuft. Die Übergänge 45 erstrecken
sich etwa von der Austrittsöffnung 26 aus bis nahe an den Befestigungsflansch 23 des
Diffusoraufsatzes 22.
[0070] Fig. 14 zeigt ein Beispiel eines Diffusoraufsatzes 22, der außer dem Mantel 28 und
der Innenwand 27 eine umlaufende Zwischenwand 47 aufweist. Die Wände 27, 28, 47 haben
über ihren gesamten Umfang Abstand voneinander, vorzugsweise gleichen Abstand. Zwischen
den einzelnen Wänden werden dadurch Durchlässe 29, 48 gebildet. Die vom Ventilator
3 angesaugte Luft gelangt in die beiden Durchlässe 29, 48, die jeweils ringförmig
verlaufen. Die Innenwand 27 kann in geeigneter Weise beispielsweise mit der Zwischenwand
47 fest verbunden werden.
[0071] Die Wände 27, 28, 47 verlaufen zumindest etwa parallel zueinander. Je nach Einsatzfall
der Ventilatoreinheit können die Wände aber auch so vorgesehen sein, dass sie nicht
parallel zueinander verlaufen. Vorteilhaft haben die Wände 27, 28, 47 gleiche Höhe.
Die Wände können aber auch unterschiedlich hoch sein. So kann die Höhe der Wände von
außen nach innen zu- oder abnehmen. Es können aber auch zwei der Wände gleich hoch
und die dritte Wand höher oder kürzer sein als die beiden anderen Wände. Somit kann
durch Wahl der Höhe der einzelnen Wände das jeweils günstigste Strömungsverhältnis
eingestellt werden.
[0072] Alle drei Wände 27, 28, 47 sind so ausgebildet, dass sie im Anschlussbereich an den
Diffusor 4 kreisförmigen Querschnitt haben, der dann stetig in den eckigen Querschnitt
der einzelnen Wände übergeht. Die Übergänge 45 zwischen den Seiten der Wände verlaufen
im Beispielsfalle über ihre Länge gekrümmt, ähnlich wie beim Diffusoraufsatz 22 gemäß
Fig. 13. Es ist selbstverständlich möglich, die gewundenen Übergänge 45 nur an einer
Wand oder an zwei Wänden des Diffusoraufsatzes 22 vorzusehen. Dann kann in Verbindung
mit der Umrissgestaltung der Wände 27, 28, 47 eine optimale Anpassung an die jeweils
gewünschten Strömungsverhältnisse erreicht werden.
[0073] Die Übergänge 45 können aber auch gerade verlaufen, wie dies bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 12 vorgesehen ist. Dabei können die Übergänge in der jeweiligen, durch
die Ecke der Wände gehenden Radialen liegen, aber auch unter einem Winkel zu dieser
Radialen verlaufen.
[0074] Der Diffusoraufsatz 22 kann, wenn er eine oder zwei weitere Wände aufweist, verhältnismäßig
kurz gebaut werden. Die vom Ventilator 3 geförderte Luft gelangt in die ringförmigen
Durchlässe 29, 48. Der Durchströmquerschnitt dieser Durchlässe nimmt in Strömungsrichtung
zunächst ab, wodurch die Luft in diesem Bereich beschleunigt wird. Dies führt zu einer
Vergleichmäßigung der Luftströmung. Anschließend kann die Luftströmung mit geringeren
Verlusten verzögert werden, wodurch sich ein hoher Wirkungsgrad des Diffusoraufsatzes
22 ergibt. Hierzu nimmt der Strömungsquerschnitt der Durchlässe 29, 48 in Richtung
auf die Auslassöffnung 26 wieder zu, vorzugsweise stetig.
[0075] In der Aufnahme 14 des Diffusors 4 ist der Antriebsmotor 13 untergebracht, wenn es
sich um einen Innenläufermotor handelt. Wird für den Ventilator 3 ein Außenläufermotor
eingesetzt, dann wird in der Aufnahme 14 ein Klemmkasten oder die entsprechende Elektronik
angeordnet.
[0076] Der Diffusor 4 mit dem Diffusoraufsatz 22 kann für die unterschiedlichsten Anwendungen
eingesetzt werden, beispielsweise für Verdampfer, Verflüssiger, Luftkühler, Rückkühler
und dergleichen.
[0077] Wird der Diffusoraufsatz 22 verwendet, dann wird insbesondere im unteren Druckbereich
noch mehr Volumenstrom erzielt. Der Diffusoraufsatz ist ein einfaches und kostengünstig
herzustellendes Bauteil, das jederzeit nachträglich an den Diffusor 4 angebaut werden
kann.
1. Ventilatoreinheit mit wenigstens einem Ventilator (3) und einem dem Ventilator zugeordneten
Diffusor (4),
dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (4) wenigstens eine Schnittstelle (20, 37) aufweist, an die ein Diffusoraufsatz
(22) mit wenigstens einer Schnittstelle (23, 26) derart angeschlossen ist, dass die
Innenwand (24) des Diffusoraufsatzes (22) eine stetige Fortsetzung der Innenwand (25)
des Diffusors (4) bildet.
2. Ventilatoreinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusoraufsatz (22) lösbar mit dem Diffusor (4) verbunden ist, der sich vorteilhaft
in Strömungsrichtung der Luft erweitert.
3. Ventilatoreinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (20) des Diffusoraufsatzes (22) ein umlaufender Radialflansch ist.
4. Ventilatoreinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (36) des Diffusoraufsatzes (22) wenigstens ein Steckteil ist, der
auf die Schnittstelle (20) des Diffusors (4) aufsteckbar ist.
5. Ventilatoreinheit nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Mantel (28) des Diffusoraufsatzes (22) aus wenigstens zwei Mantelabschnitten
(28a bis 28c) besteht, die über Formschlussteile (34, 35) miteinander verbunden sind,
die vorteilhaft einen Formschluss in Umfangsrichtung des Mantels (28) erzeugen und
ein Zusammenfügen quer zur Umfangsrichtung erlauben.
6. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusoraufsatz (22) mit wenigstens einer Schalldämpfungsschicht (31) versehen
ist, die vorzugsweise an der Innenseite eines Mantels (28) des Diffusoraufsatzes (22)
vorgesehen ist.
7. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusoraufsatz (22) zumindest über einen Teil seiner Höhe kreisförmigen Querschnitt
hat.
8. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Auslassöffnung (26) des Diffusoraufsatzes (22) unrunden, insbesondere
eckigen Umriss aufweist.
9. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusoraufsatz (22) im Bereich seiner Schnittstelle (20, 36) kreisförmigen Querschnitt
hat, der mit zunehmendem Abstand von der Schnittstelle (20, 36) in einen unrunden,
insbesondere eckigen Querschnitt übergeht.
10. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusoraufsatz (22) wenigstens eine weitere umlaufende Wand (27, 47) aufweist,
die mit Abstand vom Mantel (28) des Diffusoraufsatzes (22) umgeben ist und vorteilhaft
parallel zum Mantel (28) des Diffusoraufsatzes (22) verläuft.
11. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände des Mantels (28) des Diffusoraufsatzes (22) gekrümmt ineinander übergehen,
und dass vorteilhaft die Übergänge (45) zwischen den Seitenwänden des Mantels (28)
des Diffusoraufsatzes (22) in Höhenrichtung einen Drall (Verwindung) aufweisen.
12. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (4) Teil einer Einlaufdüse (43) ist.
13. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (28) des Diffusoraufsatzes (22) aus geschäumtem Material besteht.
14. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (4) mit einem Nachleitrad (15) mit Leitschaufeln oder Stegen (17) versehen
ist, und dass der Diffusor (4) mit Nachleitrad (15) einteilig, vorzugsweise aus Kunststoff,
ausgebildet ist.
15. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufdüse (43) mit ihren Mantelabschnitten (8, 16), dem Nachleitrad (15), einer
Aufnahme (14) und Schnittstellen (19, 20, 21) einteilig, vorzugsweise aus Kunststoff,
ausgebildet ist.
16. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Abströmkante (26) des vorteilhaft aus wenigstens zwei axial aneinander anschließbaren
Abschnitten bestehenden Diffusoraufsatzes (22) profiliert, vorzugsweise gezackt oder
gewellt ausgebildet ist.
17. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufdüse (43) einen Wandabschnitt (8) aufweist, der einen den Ventilator (3)
aufnehmenden Raum umschließt.
18. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsmotor (13) des Ventilators (3) in einer Aufnahme (14) untergebracht ist,
die in einem von einem Wandabschnitt (16) umgebenen Raum des Diffusors (4) untergebracht
ist.