(19)
(11) EP 4 450 818 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
23.10.2024  Patentblatt  2024/43

(21) Anmeldenummer: 24171210.8

(22) Anmeldetag:  19.04.2024
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F04D 17/16(2006.01)
F04D 29/42(2006.01)
(52) Gemeinsame Patentklassifikation (CPC) :
F04D 17/16; F04D 29/4226; F04D 29/422; F05D 2250/52
(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 ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA
Benannte Validierungsstaaten:
GE KH MA MD TN

(30) Priorität: 21.04.2023 DE 102023110184

(71) Anmelder: EBM-PAPST ST. GEORGEN GMBH & CO. KG
78112 St. Georgen (DE)

(72) Erfinder:
  • SIEGER, Tobias
    78187 Geisingen (DE)
  • GUPTA, Saurabh
    78112 St. Georgen (DE)

(74) Vertreter: Staeger & Sperling Partnerschaftsgesellschaft mbB 
Sonnenstraße 19
80331 München
80331 München (DE)

   


(54) RADIALVENTILATOR MIT ZULAUFENDER ZUNGENGEOMETRIE


(57) Die Erfindung betrifft einen Radialventilator (1) mit zulaufender Zungengeometrie, aufweisend ein Laufrad (10) mit einer Vielzahl von sich in Radialrichtung (R) um eine Rotationsachse (X) erstreckende Laufradschaufeln (11) und ein Spiralgehäuse (20), in welchem das Laufrad (10) um die Rotationsachse (X) rotierbar aufgenommen ist, wobei die Laufradschaufeln (11) jeweils eine radialäußere Abschlusskante (12) aufweisen und je zwei in Umfangsrichtung (U) unmittelbar benachbarten Abschlusskanten (12) zwischen sich je eine gedachte Mantelfläche aufspannen, wobei das Spiralgehäuse (20) einen Austrittsstutzen (21) zur radialen Ausleitung eines von dem Laufrad (10) erzeugbaren Fluidstroms aufweist, welcher in Umfangsrichtung (U) um die Rotationsachse (X) durch eine Zunge (22) begrenzt wird, wobei die Zunge (22) an einem Übergang (23) zu einem spiralförmigen Gehäuseteil (24) des Spiralgehäuses (20) eine radialinnere Innenkante (25) aufweist, welche zwei Abschnitte aufweist, die über ein Extremum an einem Übergangspunkt (26) ineinander übergehen, wobei zumindest einer der Abschnitte relativ zu der Rotationsachse (X) und/oder relativ zu den radialäußeren Abschlusskanten (12) der Laufradschaufeln (11) schräg gestellt ist und in einer Projektion in Radialrichtung (R) zumindest eine der radialäußeren Abschlusskanten (12) und eine jeweilige benachbarte Mantelfläche bis zu ihrer Mitte schneidet.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft einen Radialventilator mit zulaufender und vorzugsweise gekrümmter Zungengeometrie.

[0002] Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Radialventilatoren mit unterschiedlichsten Gehäuseformen bekannt, bei welchen auch die Geometrie des Auslassstutzens mit dessen Zunge variiert.

[0003] Grundsätzlich umfassen Radialventilatoren ein spiralförmiges Spiralgehäuse mit einem Saug- oder Einströmstutzen an welchem beispielsweise Luft oder ein anderes zu förderndes Fluid axial angesaugt wird und einem Druck- oder Austrittsstutzen an welchem das Fluid radial ausgeblasen wird.

[0004] Dabei weist der Druck- oder Austrittsstutzen, welcher im Weiteren nur noch als Austrittsstutzen bezeichnet wird, neben den Wandungen, welche den Austrittsstutzen in Axialrichtung begrenzen, eine radialäußere Wandung und eine radialinnere Wandung auf, welche als Zunge bezeichnet wird.

[0005] Der Luft- oder Fluidstrom, welcher von einem in dem Spiralgehäuse um eine Rotationsachse rotierbar angeordnetes Laufrad erzeugt wird, wird für gewöhnlich radialaußen in einem spiralförmigen Teil des Gehäuses durch eine Außenwandung des Spiralgehäuses geleitet. Beim Übergang des Fluidstroms in den Austrittsstutzen wird der Fluidstrom radialaußen von der radialäußeren Wandung des Austrittsstutzens geleitet, wobei die Außenwandung des Spiralgehäuses meist im Wesentlichen störungsfrei d.h. ohne Erzeugung von Strömungshindernissen bzw. ohne Störungen in dem Fluidstrom zu erzeugen in die radialäußere Wandung des Austrittsstutzens übergeht. Radialinnen wird der Fluidstrom von der Zunge geleitet, wobei der Fluidstrom beim Ausströmen aus dem spiralförmigen Teil des Spiralgehäuses und beim Einströmen in den Austrittsstutzen auf eine radialinnere Innenkante der Zunge trifft. Durch das Auftreffen der Strömung auf die Innenkante kommt es jedoch zu einer Störung des Fluidstroms und mithin zu einem Leistungsverlust sowie zu einer nicht gewollten Geräuschentwicklung.

[0006] Zur Vermeidung dieser Nachteile sind im Stand der Technik bereits verschiedene Lösungen bekannt. Beispielsweise wird der Übergang von der Innenkante auf den spiralförmigen Teil des Spiralgehäuses verrundet und sprungfrei ausgeführt oder die Innenkante durchgehend schräg gestellt, sodass der Fluidstrom einerseits nicht auf eine harte Kante und andererseits nicht gleichzeitig auf die gesamte Kante trifft.

[0007] Beispielsweise lehrt die EP 2 146 097 A1 die Innenkante der Zunge abzurunden und durch eine Verlängerung abschnittsweise schräg zu stellen, sodass die Zunge sich mit der Verlängerung in das Spiralgehäuse hineinerstreckt und die Strömung nicht plötzlich über die gesamte Länge der Innenkante auf diese trifft.

[0008] Die DE 10 2021 206 139 A1 lehrt davon abweichend an der Innenkante der Zunge den Druck durch eine Dämpfungseinrichtung zu reduzieren, sodass der Fluidstrom möglichst störungsfrei über die Innenkante geführt werden kann, was das Geräuschverhalten verbessert, jedoch weiterhin zu Druck- d.h. Effizienzverlusten führt.

[0009] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und einen Radialventilator mit verbesserten Leistungs- und Geräuschverhalten bereitzustellen. Dabei ist es insbesondere die Aufgabe die Geräuschentwicklung und Leistungsverluste durch den Aufprall der erzeugbaren Fluidströmung auf die Innenkante der Zunge beim Übertritt von dem spiralförmigen Gehäuseteil des Spiralgehäuses in den Austrittsstutzen zu reduzieren.

[0010] Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

[0011] Erfindungsgemäß wird daher ein Radialventilator mit zulaufender und insbesondere gekrümmter Zungengeometrie vorgeschlagen. Der Radialventilator weist ein Laufrad mit einer Vielzahl von sich in Radialrichtung um eine Rotationsachse erstreckenden Laufradschaufeln und ein Spiralgehäuse, in welchem das Laufrad um die Rotationsachse rotierbar aufgenommen ist, auf. Die Laufradschaufeln weisen jeweils eine radialäußere Abschlusskante auf, wobei je zwei in Umfangsrichtung unmittelbar benachbarten Abschlusskanten zwischen sich je eine gedachte Mantelfläche aufspannen. Weiter können die Laufradschaufeln dabei auch rückwärts- oder insbesondere vorwärtsgekrümmt sein. Das Spiralgehäuse weist einen Austrittsstutzen zur radialen Ausleitung eines von dem Laufrad erzeugbaren Luft- bzw. insbesondere Fluidstroms auf, welcher in Umfangsrichtung um die Rotationsachse durch eine Zunge begrenzt wird. Nach radialaußen kann der Austrittsstutzen, wie bereits beschrieben, durch eine radialäußere Wandung des Austrittsstutzens begrenzt sein, welcher in eine radiale Wandung des Spiralgehäuses bzw. eine radiale Wandung des spiralförmigen Gehäuseteils des Spiralgehäuses übergeht. Ein radialinnerer Übergang der Zunge in den spiralförmigen Gehäuseteil des Spiralgehäuses liegt dabei insbesondere in einem Bereich oder in einem Punkt, an welchem ein radialer Abstand zwischen der radialen Wandung des Spiralgehäuses und der Rotationsachse minimal ist. Die Zunge weist dabei an dem Übergang zu dem spiralförmigen Gehäuseteil des Spiralgehäuses eine radialinnere Innenkante auf, welche wiederum zwei Abschnitte aufweist, die über ein Extremum an einem Übergangspunkt ineinander übergehen. Zumindest einer der Abschnitte, vorzugsweise jedoch beide Abschnitte, sind relativ zu der Rotationsachse und/oder den radialäußeren Abschlusskanten der Laufradschaufeln schräg gestellt. Zusätzlich ist vorgesehen, dass der zumindest eine Abschnitt der Innenkante bzw. beide Abschnitte in einer Projektion in Radialrichtung jeweils zumindest eine der radialäußeren Abschlusskanten der Laufradschaufeln sowie eine dazu benachbarte Mantelfläche in Umfangsrichtung bis zu deren Mitte schneidet.

[0012] Bei den Abschlusskanten handelt es sich vorzugsweise um eine einzelne, radialäußere Kante einer Laufradschaufel, an welcher Druck- und Saugseite der Laufradschaufel bestimmende Flächen spitzwinklig aufeinander treffen. Alternativ kann eine Laufradschaufel radialaußen eine sich beispielsweise in Umfangsrichtung erstreckende Fläche aufweisen, über welche die Druck- und Saugseite der Laufradschaufel bestimmende Flächen ineinander übergehen. Bei einer solchen Variante kann die gesamte in Umfangsrichtung verlaufende Fläche als Abschlusskante verstanden werden und wird entsprechend in der Projektion von der Innenkante geschnitten.

[0013] Vorzugsweise schneidet die Innenkante in der Projektion stets d.h. unabhängig von der rotatorischen Stellung des Laufrades zumindest eine und insbesondere zumindest oder genau zwei der Abschlusskanten der Laufradschaufeln sowie die dazwischenliegende Mantelfläche.

[0014] Weiter kann die Innenkante zumindest eine gleichmäßige oder variierende konkave und/oder konvexe Krümmung aufweisen, deren Scheitelpunkt das Extremum bildet.

[0015] Durch eine solche Schrägstellung bzw. Neigung der Innenkante insbesondere kombiniert mit einer Krümmung der Innenkante und dem Schneiden der Abschlusskanten und der Mantelfläche, wird der Aufprall des Fluides bzw. der Luft in der Fluidströmung auf die Innenkante in besonders vorteilhafter Weise stark reduziert und damit die Druckverluste sowie auch der dabei entstehende Geräuschpegel reduziert.

[0016] Die Innenkante entspricht dabei insbesondere der Grenze bzw. Grenzlinie zwischen einer in axialer Draufsicht im Wesentlichen geradlinig oder alternativ auch gekrümmt verlaufenden Ebene bzw. Fläche der Zunge und dem Übergang zum spiralförmigen Gehäuseteil, wobei der Übergang entsprechend nicht geradlinig, sondern gekrümmt verläuft.

[0017] Weiter kann vorgesehen sein, dass der Übergangspunkt die Innenkante in Axialrichtung d.h. entlang der Rotationsachse halbiert bzw. mittig und in einer den Austrittsstutzen in Axialrichtung mittig und, bei entsprechenden Ausbildung des Austrittsstutzens, weiter insbesondere symmetrisch teilenden Mittelebene liegt.

[0018] Weiter kann vorgesehen sein, dass die Innenkante in Axialrichtung zwei äußere Randpunkte und einen dazwischenliegenden und insbesondere mittig zwischen den Randpunkten liegenden Zwischenpunkt aufweist, wobei es sich bei dem Zwischenpunkt der Innenkante um den Übergangspunkt der Innenkante handeln kann. Die Randpunkte und der Zwischenpunkt weisen dabei in einer ersten Variante in Radialrichtung einen im Wesentlichen identischen Abstand zu der Rotationsachse auf, liegen also in einer axialen Ansicht auf einem gemeinsamen Kreis konzentrisch um die Rotationsachse. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Randpunkte in Radialrichtung einen größeren Abstand zu der Rotationsachse aufweisen als der Zwischenpunkt bzw. dass der Zwischenpunkt einen geringeren Abstand zu der Rotationsache aufweist als die Randpunkte.

[0019] Eine vorteilhafte Variante sieht zudem vor, dass sich ein durchströmbarer Querschnitt des Austrittsstutzens an der Innenkante von einem in Axialrichtung äu-ßeren Randabschnitt der Innenkante zu einem in Axialrichtung mittleren Abschnitt und insbesondere bis zum Zwischen- und/oder Übergangspunkt der Innenkante bei einer konkaven Krümmung der Innenkante vergrößert bzw. aufweitet und bei einer konvexen Krümmung der Innenkante verkleinert.

[0020] Vorzugsweise wird die Innenkante dabei von insbesondere drei Krümmungen bestimmt, welche sprung- und knickfrei ineinander übergehen. An den in Axialrichtung äußeren Randabschnitten ist jeweils eine erste Krümmung vorgesehen, welche jeweils in eine gemeinsame und dazu leichtere zweite Krümmung übergehen.

[0021] Der Übergang der Zunge zu dem spiralförmigen Gehäuseteil des Spiralgehäuses ist zudem vorzugsweise abgerundet und/oder sprungfrei und/oder knickfrei. Dabei kann der Radius bzw. die Krümmung, durch welche der Übergang zwischen der Zunge und dem spiralförmigen Gehäuseteil bestimmt wird, insbesondere über den Verlauf des Übergangs in Axialrichtung variieren.

[0022] Gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Variante kann die Zunge an einer radialäu-ßeren Außenkante auslaufen, welche ebenfalls zwei Abschnitte aufweist, die über ein Extremum an einem Übergangspunkt ineinander übergehen. Zumindest einer der Abschnitte der Außenkante, vorzugsweise jedoch beide Abschnitte der Außenkante, ist bzw. sind jeweils relativ zu der Rotationsachse und/oder radialäußeren Abschlusskanten der Laufradschaufeln schräg gestellt. In einer Projektion in Radialrichtung schneidet der Abschnitt bzw. die Abschnitte zumindest eine der radialäußeren Abschlusskanten und eine jeweilige benachbarte Mantelfläche in Umfangsrichtung insbesondere zu einem Viertel und/oder bis zu ihrer Mitte.

[0023] Auch die Außenkante kann zumindest eine gleichmäßige oder variierende konkave und/oder konvexe Krümmung aufweisen, deren Scheitelpunkt das Extremum der Außenkante bildet.

[0024] Der Übergangspunkt an der Außenkante kann wiederum die Abschlusskante in Axialrichtung halbieren bzw. mittig in ihr liegen und insbesondere in einer bzw. der den Austrittsstutzen und/oder die Laufradschaufeln in Axialrichtung mittig und vorzugsweise symmetrisch teilenden Mittelebene liegen.

[0025] Die Außenkante kann in Axialrichtung zwei äußere Randpunkte und einen dazwischenliegenden und insbesondere mittig zwischen den Randpunkten liegenden Zwischenpunkt aufweisen, bei welchem es sich wiederum um den Übergangspunkt der Abschlusskante handeln kann. Die Randpunkte und der Zwischenpunkt weisen gemäß einer ersten Variante in Radialrichtung einen im Wesentlichen identischen Abstand zu der Rotationsachse auf. Gemäß der zweiten Variante ist wiederum vorgesehen, dass die Randpunkte einen größeren Abstand zu der Rotationsachse aufweisen als der Zwischenpunkt.

[0026] Wie erwähnt, kann die Außenkante eine gleichmäßige oder variierende konkave und/oder konvexe Krümmung aufweisen, sodass sich ein durchströmbarer Querschnitt des Austrittsstutzens an der Außenkante von einem in Axialrichtung äußeren Randabschnitt der Außenkante zu einem in Axialrichtung mittleren Abschnitt bzw. zu dem Zwischen- und/oder Übergangspunkt der Außenkante bei einer konkaven Krümmung vergrößert bzw. aufweitet und sich bei einer konvexen Krümmung verkleinert.

[0027] Vorzugsweise wird auch die Außenkante von insbesondere drei Krümmungen bestimmt, welche sprung- und knickfrei ineinander übergehen. An den in Axialrichtung äußeren Randabschnitten ist jeweils eine erste Krümmung vorgesehen, welche jeweils in eine gemeinsame und dazu leichtere zweite Krümmung übergehen.

[0028] Die Krümmung und/oder einzelne Krümmungen der Außenkante kann/können dabei geringer sein als eine Krümmung der Innenkante. Zusätzlich oder alternativ kann der durchströmbare Querschnitt des Austrittsstutzens an der Innenkante geringer sein als an der Außenkante.

[0029] Sowohl für die Krümmungen an der Innenkante als auch an der Außenkante gilt, dass die jeweils ersten Krümmungen beispielsweise konkav und die jeweils dazwischenliegende zweite Krümmung konvex sein können.

[0030] An der Zunge kann sich zwischen der Innenkante und der Außenkante eine gekrümmte und/oder sprungfreie sowie insbesondere knickfreie Ebene aufspannen, welche entsprechend einen durchströmbaren Querschnitt des Austrittsstutzens begrenzt, deren Krümmung sich von der Innenkante zu der Außenkante insbesondere gleichmäßig verringert.

[0031] Sowohl für die Innenkante als insbesondere auch für die Außenkante gilt vorzugsweise, dass diese sprungfrei und knickfrei verlaufen.

[0032] Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinanderstehen.

[0033] Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1
ein Radialventilator in axialer Draufsicht;
Fig. 2
der Radialventilator in einer Schnittansicht;
Fig. 3
der Radialventilator in einer Seitenansicht;
Fig. 4
eine perspektivische Detailansicht auf den Bereich der Zunge des Radialventilators.


[0034] Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.

[0035] In Figur 1 ist ein Radialventilator 1 in einer axialen Draufsicht dargestellt, sodass der Saug- bzw. Einströmstutzen 28 des Spiralgehäuses 20 und durch diesen das in dem Spiralgehäuse 20 angeordnete Laufrad 10 sichtbar sind.

[0036] Das Laufrad 10 ist in dem Spiralgehäuse 20 um die Rotationsachse X rotierbar angeordnet, wobei sich in Radialrichtung R nach radialaußen eine Vielzahl von Laufradschaufeln 11 des Laufrades 10 erstrecken durch welche bei Rotation des Laufrades 10 eine Luft- bzw. Fluidströmung erzeugbar ist.

[0037] Das Laufrad 10 saugt also bei einer entsprechenden Rotation in Umfangsrichtung U um die Rotationsachse X durch den Einströmstutzen 28 Luft- bzw. ein Fluid an, fördert es in den spiralförmigen Gehäuseteil 24 und dort bei der dargestellten Variante im Uhrzeigersinn um die Rotationsachse X, um das Fluid an dem in Radialrichtung R geöffneten Austrittsstutzen 21 aus dem Spiralgehäuse 20 auszustoßen.

[0038] Radialaußen wird diese Fluidströmung von der das Spiralgehäuse 20 bzw. den spiralförmigen Gehäuseteil 24 radial begrenzenden Gehäusewand 29 geführt, wobei die Fluidströmung bzw. das Fluid beim Übertritt von dem spiralförmigen Gehäuseteil 24 in den Austrittsstutzen 21 radialinnen auf einen Übergang 23 des spiralförmigen Gehäuseteils 24 auf die sogenannte Zunge 22 des Austrittsstutzens 21 trifft, welche diesen nach radialinnen begrenzt.

[0039] Dabei kommt es zu Leistungsverlusten und einer Geräuschentwicklung, welche optimiert, d.h. minimiert werden sollen.

[0040] Zur Reduzierung der Verluste und der entstehenden Geräusche ist, wie insbesondere in Figur 2 gezeigt, bei der dargestellten Variante des Radialventilators 1 vorgesehen, dass die Zunge 22 an dem Übergang 23 zu einem spiralförmigen Gehäuseteil 24 des Spiralgehäuses 20 eine radialinnere Innenkante 25 aufweist, welche relativ zu der Rotationsachse X und relativ zu radialäußeren Abschlusskanten 12 der Laufradschaufeln 11 schräg gestellt ist und in einer Projektion in Radialrichtung R zumindest zwei der radialäußeren Abschlusskanten 12 der Laufradschaufeln 11 schneidet.

[0041] Wie ebenfalls in Figur 2 dargestellt, ist die Innenkante 25 nicht in dem Übergang 23 von der Zunge 22 in den spiralförmigen Gehäuseteil 24 angeordnet, sondern bildet die Grenze bzw. Grenzlinie zwischen einem in der axialen Ansicht geradlinig verlaufenden Abschnitt der Zunge 22 und dem von Radien und Verrundungen geprägten Übergang 23 in den spiralförmigen Gehäuseteil 24.

[0042] Die Innenkante 25 weist zwei Abschnitte auf, wobei genau ein solcher Abschnitt in der Schnittansicht der Figur 2 sichtbar ist, da der Schnitt in der Mittelebene E liegt, welcher den Austrittsstutzen in Axialrichtung mittig teilt, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Die zwei Abschnitte führen von einem jeweiligen äußeren Randpunkt 27, welcher in Axialrichtung außen an der Zunge 22 liegt, zu einem gemeinsamen Übergangspunkt 26 an welchem die Abschnitte ineinander übergehen. Die beiden Abschnitte sind entgegengesetzt zueinander schräggestellt bzw. verkippt und schneiden in einer Projektion in Radialrichtung jeweils zwei der radialäußeren Abschlusskanten 12. Zur Illustration sind zwei gepunktete Projektionslinien P eingezeichnet, von welchen eine erste Projektionslinie P von dem Übergangspunkt 26 und eine zweite Projektionslinie P von dem sichtbaren Randpunkt 27 in Radialrichtung R zu der Rotationsachse X führt. Wie durch die Projektionslinien P erkennbar, schneiden die Abschnitte der Innenkante 25 jeweils und unabhängig von der Rotationsstellung des Laufrades 10 stets zwei der Abschlusskanten 12 der Laufradschaufeln 11.

[0043] Durch dieses geometrische Verhältnis ergibt sich bereits eine besonders vorteilhafte Reduktion des Leistungsverlustes und des beim Betrieb erzeugten Geräusch- bzw. Schallpegels. Dieses vorteilhafte Verhalten wird zusätzlich dadurch verbessert, dass die Innenkante 25 bzw. die Abschnitte der Innenkante 25 in einer Seitenansicht in Radialrichtung, wie sie beispielsweise in Figur 3 dargestellt ist, nicht geradlinig, sondern konkav gekrümmt verlaufen, wobei die Innenkante 25 in der dargestellten Variante im Wesentlichen von zwei bzw. drei Krümmungen bestimmt ist, welche sprungfrei und knickfrei ineinander übergehen.

[0044] An den äußeren Randpunkten 27 ist jeweils eine erste Krümmung vorgesehen, welche jeweils in eine gemeinsame zweite Krümmung übergeht, welche in dem Übergangspunkt 26 ein Extremum aufweist und weniger stark gekrümmt ist, als die erste Krümmung.

[0045] Um die an der Innenkante 25 erzeugten vorteilhaften Effekte nicht über den Verlauf der Zunge 22 zu verlieren, ist vorgesehen, dass eine in Radialrichtung R äußere Außenkante 30 der Zunge 22, wie sie auch in den Figuren 1 und 2 sichtbar ist, ähnlich der Innenkante 25 ausgebildet ist.

[0046] Mit Verweis auf Figur 3 ist festzustellen, dass auch die Außenkante 30 der Zunge 22, an bzw. mit welcher der Austrittsstutzen 21 in Radialrichtung R endet, zwei Abschnitte 31, 32 aufweist, welche entgegengesetzt zueinander schräg gestellt sind und von einem jeweiligen äußeren Randpunkt 34 zu einem Zwischen- bzw. Übergangspunkt 33 aufeinander zulaufen, welcher in der Mittelebene E liegt und an welchem die Abschnitte 31, 32 ineinander übergehen.

[0047] Dabei ist auch die Außenkante 30 bzw. der Verlauf der Außenkante 30 durch zwei bzw. drei Krümmungen bestimmt, wobei eine jeweilige erste Krümmung an den Randpunkten 34 in eine gemeinsame und dazu geringere zweite Krümmung durch den Übergangspunkt 33 übergeht, welche an dem Übergangspunkt 33 ihr Extremum besitzt.

[0048] Anders als bei der Innenkante 25 ist es jedoch nicht zwingend erforderlich, dass die Abschnitte 31, 32 der Außenkante 30 in einer Projektion in Radialrichtung jeweils zwei der Abschlusskanten 12 der Laufradschaufeln 11 schneiden. Vorliegend ist beispielsweise vorgesehen, dass die Abschnitte 31, 32 der Außenkante 30 jeweils und stets, d.h. unabhängig von der rotatorischen Stellung des Laufrades 10, genau eine der Abschlusskanten 12 schneiden.

[0049] Für die Ebene an der Zunge 22, welche einen durchströmbaren Querschnitt des Austrittsstutzens 21 von der Innenkante 25 zu der Außenkante 30 begrenzt, gilt dabei, dass diese ebenfalls gekrümmt sowie sprung- und knickfrei ist und die Krümmungen an der Innenkante 25 gleichmäßig in die Krümmungen der Au-ßenkante 30 übergehen.

[0050] In Figur 4 ist zudem eine perspektivische Detailansicht des Radialventilators 1 gemäß den Figuren 1 bis 3 dargestellt, wobei die Detailansicht den Bereich der Zunge 22 bzw. des Austrittsstutzens 21 vergrößert darstellt. Durch die perspektivische Darstellung wird der Verlauf der Innenkante 25 besonders deutlich sichtbar, welche die Grenzlinie zwischen einer durch die Zunge 22 aufgespannten Ebene und dem Übergang 23 der Zunge 22 in den spiralförmigen Gehäuseteil 24 bildet. Die Innenkante 25 krümmt sich bzw. die Zunge 22 krümmt sich an der Innenkante 25 konkav, sodass sich also der durchströmbare Querschnitt des Austrittsstutzens 21 von dem sichtbaren Randpunkt 27 zu dem Zwischen- bzw. Übergangspunkt 26 hin aufweitet.

[0051] Wie in der Schnittansicht gemäß Figur 2 dargestellt, gilt für die Innenkante 25 gemäß Figur 4 bzw. den dargestellten Abschnitt zwischen dem sichtbaren Randpunkt 27 und dem Zwischen- bzw. Übergangspunkt 26 der Innenkante 25, dass deren bzw. dessen entlang der schematisch eingezeichneten Projektionslinien P in Radialrichtung R gerichtete und ebenfalls schematisch eingezeichnete Projektion 40 zumindest eine der radialäußeren Abschlusskanten 12 und eine jeweilige benachbarte Mantelfläche bis zu ihrer Mitte und vorliegend konkret zwei unmittelbar benachbarte radialäußere Abschlusskanten 12 und die dazwischenliegende und durch die zwei Abschlusskanten 12 aufgespannte Mantelfläche schneidet. Zur weiteren Veranschaulichung ist exemplarisch eine gedachte Mantelfläche 41 zwischen zwei zu den geschnittenen Abschlusskanten 12 benachbarten Abschlusskanten 12 eingezeichnet.

[0052] Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.


Ansprüche

1. Radialventilator (1) mit zulaufender Zungengeometrie,

aufweisend ein Laufrad (10) mit einer Vielzahl von sich in Radialrichtung (R) um eine Rotationsachse (X) erstreckende Laufradschaufeln (11) und ein Spiralgehäuse (20), in welchem das Laufrad (10) um die Rotationsachse (X) rotierbar aufgenommen ist,

wobei die Laufradschaufeln (11) jeweils eine radialäußere Abschlusskante (12) aufweisen und je zwei in Umfangsrichtung (U) unmittelbar benachbarten Abschlusskanten (12) zwischen sich je eine gedachte Mantelfläche aufspannen,

wobei das Spiralgehäuse (20) einen Austrittsstutzen (21) zur radialen Ausleitung eines von dem Laufrad (10) erzeugbaren Fluidstroms aufweist, welcher in Umfangsrichtung (U) um die Rotationsachse (X) durch eine Zunge (22) begrenzt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (22) an einem Übergang (23) zu einem spiralförmigen Gehäuseteil (24) des Spiralgehäuses (20) eine radialinnere Innenkante (25) aufweist,

welche zwei Abschnitte aufweist, die über ein Extremum an einem Übergangspunkt (26) ineinander übergehen,

wobei zumindest einer der Abschnitte relativ zu der Rotationsachse (X) und/oder relativ zu den radialäußeren Abschlusskanten (12) der Laufradschaufeln (11) schräg gestellt ist und in einer Projektion in Radialrichtung (R) zumindest eine der radialäußeren Abschlusskanten (12) und eine jeweilige benachbarte Mantelfläche bis zu ihrer Mitte schneidet.


 
2. Radialventilator nach Anspruch 1,
wobei zumindest einer der Abschnitte in einer Projektion in Radialrichtung (R) zwei der radialäußeren Abschlusskanten (12) und die dazwischenliegende Mantelfläche schneidet.
 
3. Radialventilator nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Innenkante (25) zumindest eine gleichmäßige oder variierende konkave und/oder konvexe Krümmung aufweist, deren Scheitelpunkt das Extremum bildet.
 
4. Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Übergangspunkt (26) in einer den Austrittsstutzen (21) und/oder die Laufradschaufeln (11) in Axialrichtung mittig teilenden Mittelebene (E) liegt.
 
5. Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei die Innenkante (25) in Axialrichtung zwei äußere Randpunkte (27) und einen dazwischenliegenden und insbesondere mittig zwischen den Randpunkten (27) liegenden Zwischenpunkt (26) aufweist, welcher insbesondere dem Übergangspunkt (26) der Innenkante (25) entspricht,

wobei die Randpunkte (27) und der Zwischenpunkt (26) in Radialrichtung (R) einen im Wesentlichen identischen Abstand zu der Rotationsachse (X) aufweisen oder

wobei die Randpunkte (27) einen größeren Abstand zu der Rotationsachse (X) aufweisen als der Zwischenpunkt (26).


 
6. Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Übergang (23) der Zunge (22) zu dem spiralförmigen Gehäuseteil (24) des Spiralgehäuses (20) abgerundet und/oder sprungfrei und/oder knickfrei ist.
 
7. Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei die Zunge (22) an einer radialäußeren Außenkante (30) ausläuft, welche zwei Abschnitte (31, 32) aufweist, die über ein Extremum an einem Übergangspunkt (33) ineinander übergehen,

wobei zumindest einer der Abschnitte (31, 32) relativ zu der Rotationsachse (X) und/oder relativ zu den radialäußeren Abschlusskanten (12) der Laufradschaufeln (11) schräg gestellt ist und in einer Projektion in Radialrichtung (R) zumindest eine der radialäußeren Abschlusskanten (12) und eine jeweilige benachbarte Mantelfläche insbesondere zu einem Viertel und/oder bis zu ihrer Mitte schneidet.


 
8. Radialventilator nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei die Außenkante (30) zumindest eine gleichmäßige oder variierende konkave und/oder konvexe Krümmung aufweist, deren Scheitelpunkt das Extremum bildet.
 
9. Radialventilator nach dem vorhergehenden Anspruch 7 oder 8,
wobei der Übergangspunkt (33) in einer den Austrittsstutzen(21) und/oder die Laufradschaufeln (11) in Axialrichtung mittig teilenden Mittelebene (E) liegt.
 
10. Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9,

wobei die Außenkante (30) in Axialrichtung zwei äußere Randpunkte (34) und einen dazwischenliegenden und insbesondere mittig zwischen den Randpunkten (34) liegenden Zwischenpunkt (33) aufweist, welcher insbesondere dem Übergangspunkt (33) der Außenkante (30) entspricht,

wobei die Randpunkte (34) und der Zwischenpunkt (33) in Radialrichtung (R) einen im Wesentlichen identischen Abstand zu der Rotationsachse (X) aufweisen oder

wobei die Randpunkte (34) einen größeren Abstand zu der Rotationsachse (X) aufweisen als der Zwischenpunkt (33).


 
11. Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10,
wobei die Krümmung und/oder einzelne Krümmungen der Au-ßenkante (30) geringer ist/sind als eine Krümmung der Innenkante (25) und/oder der durchströmbare Querschnitt des Austrittsstutzens (21) an der Innenkante (25) geringer ist als an der Außenkante (30).
 
12. Radialventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11,
wobei sich an der Zunge (22) zwischen der Innenkante (25) und der Außenkante (30) eine gekrümmte und/oder sprungfreie Ebene aufspannt, deren Krümmung sich von der Innenkante (25) zu der Au-ßenkante (30) insbesondere gleichmäßig verringert.
 




Zeichnung










Recherchenbericht









Recherchenbericht




Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente