Axiallüfter

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf einen Axiallüfter, wobei im äusseren Drittel seiner Flügel (1) mindestens an einer Flügelseite mindestens ein aus der Oberfläche des Flügels (1) herausragender Ablenkflügel (2) angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Axiallüfter, der eventuell mit einem Konfusor umgeben ist und beispielweise im Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges Verwendung findet.

[0002] Es sind zahlreiche Ausführungsformen von Axiallüftem bekannt, die alle gemeinsam haben, dass auch eine ungeordnete Querströmung entsteht, ferner dass die Strömung bei den Flügelenden ungeordnet ist. In folge dessen ist die Luftleitung und die Wirksamkeit des Lüfters ziemlich minderwertig. Der Konfusor kann diese Nachteile einigermassen beseitigen, aber die Strömungen bleiben im Grunde genommen nach wie vor ungeordnet.

[0003] Die Zielsetzung der Erfindung ist, die Strömungsverluste zu vermindern, d.h. den Wirkungsgrad des Lüfters zu erhöhen.

[0004] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Komponente der Querströmung mittels an den Ventilatorflügeln angeordneter Ablenkflügel günstig beeinflusst und in der Zone hinter dem Lüfter eine besser geordnete Strömung gesichert werden kann.

[0005] Die Erfindung bezieht sich also auf einen Axiallüfter, wobei im äusseren Drittel der Flügel, mindestens an einer ihrer Seiten mindestens ein aus der Flügelebene herausragender Ablenkflügel angeordnet ist.

[0006] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters ist die Eintrittskante des Ablenkflügels näher zum Mittelpunkt des Lüfters ausgebildet als dessen Austrittskante, und der Flügelwinkel des Ablenkflügels hat einen Mindestwert von 0° bei der Eintrittskante und der Strömungswinkel des Ablenkflügels liegt im Bereich von 10 und 25°.

[0007] Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters ist der Ablenkflügel an der Saugseite des Lüfters angeordnet.

[0008] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters ist der Ablenkflügel zum Mittelpunkt des Lüfters konvex ausgebildet.

[0009] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters sind an der gleichen Oberfläche des Flügels zwei Ablenkflügel angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Eintrittskanten der Ablenkflügel das 0,3 - 0,6-fache der in diesem Bereich des Flügels messbarer Breite beträgt und das Verhältnis der Abstände zwischen den Eintrittskanten und zwischen den Austrittskanten zwischen den Werten von 1 bis 2 liegt.

[0010] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Axiallüfters ist ein Konfusor auf an sich bekannte Weise am Lüfter angeordnet, wobei der Abstand zwischen der Austrittskante des Konfusors und der dem Konfusor naheliegenden Berührungsebene des Axiallüfters das 1- bis 2-fache der Ablenkflügelbreite beträgt.

[0011] Der erfindungsgemässe Axiallüfter wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Flügel des erfindungsgemässen Axiallüfters von den Ablenkflügeln her gesehen,

Fig. 2 einen Teilschnitt des erfindungsgemässen Flügels aus Fig. 1, und

Fig. 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Axiallüfters mit Konfusor.

[0012] In Fig. 1 ist ein Flügel 1 eines aus Blech verfertigten Kraftwagenkühlventilators von der Saugseite her gesehen dargestellt. Im äusseren Drittel dessen sind ein Aussenablenkflügel 2 und ein Innenablenkflügel 5 am Flügel 1 befestigt Beide Ablenkflügel 2 und 5 sind leicht gebogen, d.h. zum Mittelpunkt "0" des Axiallüfters konvex ausgebildet. Bei dem für die ersten Versuche ausgebildeten Axiallüfter betrug die Höhe "t" der Ablenkflügel das 0,085-fache der Breite "S" des Flügels 1. Es wurde später beobachtet, dass es ungünstig ist, gerade oder gegenseitig gebogene Ablenkflügel zu verwenden, weil sonst die Strömungs- und Richtungsänderungsverluste zu hoch werden. Es wurde ebenfalls während der Versuche beobachtet, dass die zweckmässige Höhe "t" der Ablenkflügel das 0,05 bis 0,2-fache der Breite "S" des Flügels ist. Dessen Erklärung liegt darin, dass unterhalb von t = 0,05 S die Ablenkflügel keine rechenbare Wirkung ausüben, wogegen über t = 0,2 S sich die Leistungsaufnahme erhöht und auch Festigkeitsprobleme auftreten.

[0013] Die Anordnung der Ablenkflügel ist wie folgt: Für die Anordnung der Ablenkflügel sind die als Flügelwinkel und Strömungswinkel genannten Winkel kennzeichnend, wobei diese das folgende bedeuten: Der Flügelwinkel a ist ein Winkel, der durch eine bei der Eintrittskante 3 des Ablenkflügels 2 anlegbare Tangente 7 und eine durch denselben Punkt gehende, zu demselben Punkt eines mit dem Mittelpunkt "0" des Lüfters zeichenbaren Kreises gehörende Tan gente 8 eingeschlossen ist, und der Strömungswinkel ß ist ein durch eine die Eintrittskante 3 und die Austrittskante ₄ des Ablenkflügels verbindende Gerade 9 und eine im Schnittpunkt der Mittellinie des Flügels 1 zu diese Mittellinie senkrechte Gerade 10 eingeschlossener Winkel.

[0014] Laut der Erfahrungen der Versuche kann der Flügelwinkel α nur 0° oder zweckmässig ein grösserer positiver Winkel sein, denn im entgegengesetzten Fall tritt an den Ablenkfügeln eine Abscheidung auf, was zur Verschlechterung der strömungstechnischen Merkmale führt. Der zweckmässige Strömungswinkel β liegt im Bereich von 10° und 25°, da unter dem Wert von 10° keine Wirkungsgraderhöhung, und über dem Wert von 25° eine Richtungsänderungsverlusterhöhung erfolgt.

[0015] Die oben angegebenen Werte sind für die Verwendung von einem, als auch von zwei Ablenkflügeln charakteristisch.

[0016] Aus den Figuren ist es ersichtlich, dass bei dem als Ausführungsbeispiel dargestellten Axiallüfters zwei Ablenkflügel angeordnet sind. Mit Rücksicht darauf, dass - wie bereits erwähnt - ein Innenablenkflügel 5 aufgrund derselben Gesichtspunkte dimensioniert sein soll wie ein Aussenablenkflügel 2, wird im weiteren nur ihre Position zueinander bestimmt. Das wird durch den Abstand "X" zwischen den Eintrittskanten 3 und 11 und den Abstand "Y" zwischen den Austrittskanten 4 und 12, bzw. durch deren Verhältnis zueinander charakterisiert.

[0017] Bei den Versuchen wurde eine derartige Ablenkflügelanordnung verwendet, wobei der Abstand "X" das 0,4-fache der Breite "S" des Flügels ₁ /X = 0,4 S/ und das Verhältnis der Abstände "X" und "Y" X : Y = ₁,5 beträgt. Bei der Veränderung dieser Werte wurde folgendes festgestellt

[0018] Der zweckmässige "X"-Wert ist das C,3-bis 0,6-fache der Breite "S" des Flügels 1 /X = 0,3 - 0,6 S/. Wenn die Ablenkflügel in einem grösseren Abstand voneinander angeordnet sind /X > 0,6 S/, übt der Innenablenkflügel 5 keine rechenbare strömungstechnische Wirkung aus, und der Wirkungsgrad des Axiallüfters vermindert sich, wenn aber die Ablenkflügel zueinander näher angeordnet sind /X < 0,3 S/, wird deren Wirkung verschlechtert.

[0019] Es ist zweckmässig das Verhältnis von "X" und "Y" zwischen 1 und 2 zu wählen /X : ν = 1 - 2/, denn im entgegengesetzten Fall vermindern die Ablenkflügel den Wirkungsgrad des Axiallüfters.

[0020] Aus den Figuren ist es ersichtlich, dass - wie bereits erwähnt - die Ablenkflügel an der Saugseite des Lüfters angeordnet sind. Die Ablenkflügel können selbstverständlich auch an der Druckseite, sogar an beiden Seiten angeordnet werden. Während alle drei Anordnungen eine Verbesserung bewirken, zeigt der Axiallüfter mit den an der Saugseite angeordneten Ablenkflügeln das beste Ergebnis.

[0021] In Fig. 3 sind ein Lüfter 13 und ein vor diesem angeordneter Konfusor 6 dargestellt. Es ist bekannt, dass die verschieden ausgebildeten Lüfter im Vergleich zum Konfusor auf verschiedene Weise angeordnet sind. Während der Versuche wurde festgestellt, dass der Lüfter 13 aus dem Konfusor 6 herausgezogen werden soll und zwar derart, dass der Abstand "h" zwischen der Austrittskante des Konfusors 6 und der dem Konfusor 6 naheliegenden Berührungsebene des Lüfters 13 das 1- bis 2-fache der Höhe "t" des Ablenkflügels beträgt /h : t = 1 - 2/. Wenn dieser Wert "h" kleiner oder grösser ist, können die Ablenkflügel die radiale Strömung nicht entsprechend beeinflussen.

Ansprüche

1. Axiallüfter, dadurch gekennzeichnet, dass im äusseren Drittel seiner Flügel (1) mindestens an einer Flügelseite mindestens ein aus der Flügelebene herausragender Ablenkflügel (2) angeordnet ist.

2. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittskante (3) des Ablenkflügels (2) zum Mittelpunkt (0) des Lüfters näher liegt als dessen Austrittskante

(4), und sein Flügelwinkel (a) einen Mindestwert von 0° bei der Eintrittskante (3) hat und sein Strömungswinkel (ß) im Bereich von 10° und 25° liegt.

3. Axiallüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablenkflügel an der Saugseite des Lüfters angeordnet ist.

₄. Axiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, dass der Ablenkflügel (2) zum Mittelpunkt (0) des Lüfters konvex ausgebildet ist.

5. Axiallüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an derselben Oberfläche des Flügels (1) zwei Ablenkflügel (2, 5) angeordnet sind, wobei der Abstand (X) zwischen den Eintrittskanten (3, 11) der Ablenkflügel (2, 5) das 0,3- bis 0,6-fache der in diesem Bereich des Flügels (1) messbaren Breite beträgt und das Verhältnis (X:Y) der Abstände zwischen den Eintrittskanten (3, 11) und zwischen den Austrittskanten (4, 12) zwischen ₁ und 2 liegt.

6. Axiallüfter nach einem der Ansprüche ₁ bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Konfusor (6) in an sich bekannter Weise am Lüfter (13) angeordnet ist, wobei der Abstand (h) zwischen der Austrittskante des Konfusors (6) und der dem Konfusor (6) naheliegenden Berührungsebene des Lüfters (13) das 1-bis 2-fache der Breite (t) des Ablenkflügels beträgt.

Zeichnung