CH676140A5

CH676140A5 -

Info

Publication number: CH676140A5
Application number: CH541/88A
Authority: CH
Inventors: Gerd Prof Dr-Ing Bodzian; Heinz Dipl-Ing Wieland
Original assignee: Gebhardt Ventilatoren
Priority date: 1987-03-03
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1990-12-14
Also published as: GB2202008B; DE3706772C2; IT8819565A0; SE8800727D0; IT1216465B; FR2612997A1; NL8800466A; SE8800727L; GB2202008A; GB8804585D0; DE3706772A1; US4828456A; FR2612997B1; SE500911C2

Description

1

CH 676 140 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Ventilatoreinheit mit einem rohrförmigen Aussengehäuse, das in koaxialer Anordnung hintereinanderliegend einen Eintritts- 5 und einen Austrittsstutzen besitzt, mit einem darin enthaltenen, spiralgehäuselos frei laufenden und motorisch angetriebenen Radiallaufrad mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln zum Fördern eines gasförmigen Mediums und mit einem das Radiallauf- 10 rad radial aussen umgebenden und diesem in Strömungsrichtung des Mediums nachgeschalteten Leitapparat, der an der Innenseite des Gehäuses angeordnet ist und eine Anzahl von sich axial erstreckenden, gleichmässig über den Umfang ver- 15 teilten Leitschaufeln aufweist, welche die aus dem Radiallaufrad in radialer Richtung austretende Strömung des Fördermediums in die axiale Richtung umlenken und die unter einem entsprechend der Austrittsrichtung des Fördermediums gewählten An- 20 Stellwinkel derart schräg gegen die Drehachse des Radiallaufrades geneigt sind, dass ein glatter, gleichmässiger Strömungsübergang in den Leitapparat erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Leitschaufeln einer 25 Ventilatoreinheit der vorgenannten Art.

Ventilatoreinheiten der oben genannten Art, die in der Praxis gern auch Rohrventilatoren genannt werden, werden unmittelbar in Rohrleitungen eingebaut und dienen zur Förderung von Luft oder Gas- 30 Luft-Gemisch, die axial angesaugt und axial weitergefördert werden soll. In vielen Fällen verwendet man - oft schon aus Kostengründen - zum Fördern der Luft oder des sonstigen Mediums Axialventilatoren, denen man zwar zum axialen Ausrichten der 35 austretenden Luft keine besonderen Leitapparate oder Leitvorrichtungen nachschalten muss, die jedoch den Nachteil des relativ schlechten Leistungsvermögens und der hohen Geräuschentwicklung haben und bei denen zudem das Fördermedium mit 40 Drall austritt, da die durch das Laufrad aufgeprägte Drallenergie nicht in nutzbaren Druck zurückgewandelt wird, sondern als Rotationsenergie in der abfliessenden Strömung verbleibt, was zu Energieverlusten und zu hoher Geräuschentwicklung 45 führt, wobei noch hinzukommt, dass infolge des in der Luft oder im Fördermedium verbleibenden Dralls wegen dessen hohen Anteils an niederfrequenten Geräuschen abströmseitig Leitungsschwingungen und sekundäre Schallemissionen an nach- 50 folgenden Leitungseinbauten übertragen werden. Man hat deshalb schon die Verwendung von Radialventilatoren zum Einbau in die Rohrleitungen vorgeschlagen, bei denen das Laufrad in einem rotationssymmetrischen Gehäuse mit koaxial hinterein- 55 anderliegend angeordneten Eintritts- und Austrittsstutzen eingebaut ist, indem die radial aus dem Laufrad austretende Luft wieder in axialer Richtung umgelenkt wird. Die Luft wird mit Hilfe eines sich in Richtung zum Austrittsstutzen verjüngenden Ab- 60 strömkonus auf den Austrittsstutzen zusammengeführt. Solche Ventilatoren vereinen in sich die Vorteile des Axialventilators - gerade Durchströmung und einfache Montage - mit den Vorteilen des Radialventilators - hoher Druck und relativ geringe 65

Geräuschentwicklung - und sind aus diesen Gründen für manche Anwendungszwecke sehr beliebt geworden. Ihre Montage ist einfach, etwa wie die eines Luftkanalstücks oder -rohrstücks, der Luftaustritt verläuft hierbei in Richtung des Lufteintritts, also etwa axial. Die bekannten Anordnungen der hier in Frage stehenden Art haben jedoch den Nachteil, dass die Luft mit einem starken Drall aus dem Laufrad austritt, so dass sich der Volumenstrom schraubenförmig auch noch im nachfolgenden Kanal- oder Rohrleitungssystem fortbewegt, was beachtliche Energieverluste zur Folge hat: ein grosser Teil der vom Laufrad an das Strömungsmedium mitgegebenen Energie kann nicht genutzt werden, so dass der Wirkungsgrad solcher Ventilatoren entsprechend schlecht ist. Man hat deshalb auch schon in der DE-OS 3 439 780 die Anordnung von Leitschaufeln im Abströmkonus vorgeschlagen, die zur Rückgewinnung von Drallenergie in nutzbaren Druck beitragen sollen, .die Wirksamkeit dieser eine Art Leitgitter bildenden Leitschaufeln ist jedoch nicht zufriedenstellend, ausserdem ist eine wirtschaftliche Herstellung von Gehäuse und Abströmkonus nicht in befriedigendem Masse erzielbar. Es ist auch schon in der US-PS 3 650 633 vorgeschlagen worden, das Gehäuse zylindrisch herzustellen, um die Fertigung zu vereinfachen. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass in Strömungsrichtung nach dem Laufrad und in koaxialer Anordnung zu diesem ein Innenzylinder vorgesehen ist, der die Nabe bildet, wobei zwischen dem Innenzylinder und dem Aussengehäuse Leitschaufeln vorgesehen sind. Bei dieser Anordnung ist die austretende Luft ziemlich drallfrei, jedoch tritt sie in Form eines Kreisringmantels über einen Querschnitt aus, so dass sie in der nachfolgenden Rohrleitung auf den Gesamtquerschnitt verteilt werden muss, es handelt sich hier um eine stossartige Quer-schnittsvergrösserung, die mit relativ hohen Verlusten verbunden ist.

Schliesslich ist aus der DE-OS 1 628 335 auch noch eine Ventilatoreinheit mit einem frei laufenden, spiralgehäuselosen Radiallaufrad bekannt, das in treibender Verbindung mit einem Antriebsmotor steht und gasförmiges Fördermedium in axialer Richtung an- und in radialer Richtung ausstösst, weswegen daran angelehnt ein Leitapparat vorgesehen ist, der an der Innenseite des Ventilator-Aussenge-häuses angeordnet ist und eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Leitschaufeln aufweist, die dazu dienen, die aus dem Radiallaufrad austretende Strömung des Fördermediums in die axiale Richtung umzulenken. Diese bekannte Anordnung weist hierbei etwa alle im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale auf. Die Anordnung ist jedoch so getroffen, dass sich die an der Umlenkstelle ursprünglich hergestellte laminare Strömung des Mediums wegen der Form des Ringspaltes, durch den sie hindurchgehen muss, und wegen der konischen Form des Gehäuses in turbulente Strömung umwandelt. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass sich die effektive Fläche an der Umlenkstelle in Richtung zur Eintrittsöffnung hin verringert, was ebenfalls zu Turbulenzen führen kann: dem Förderstrom wird ein relativ hoher

2

3

CH 676 140 A5

4

Strömungswiderstand entgegengesetzt, und es besteht die Gefahr einer wiederholten Turbulierung der Strömung.

Der Strömungsübergang zwischen dem Radiallaufrad und dem Leitapparat lässt zu wünschen übrig. Beim Einbauen dieser bekannten Vorrichtung in Rohrleitungen oder Kanälen könnte es zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Befestigung des Gehäuses innerhalb der Rohre kommen, ausserdem ist der Herstellung infolge der Form der Schaufeln und des Aufbaus des Gehäuses relativ aufwendig.

Demgegenüber hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Ventilatoreinheit für Rohreinbau zu entwickeln, die einfach und wirtschaftlich hergestellt werden kann, bei der die Strömungsenergie optimal in nutzbaren Druck umgesetzt wird und die eintretende Luft über den gesamten Austrittsstutzenquerschnitt annähernd gleichmässig verteilt wird und es nicht zu Turbulie-rungen der Strömung kommt, also ein drallfreier Austritt gewährleistet ist, und die auch für den An-schluss an Rohrleitungen verschiedener, unterschiedlicher Durchmesser geeignet ist.

Zu dem oben genannten Zweck ist gemäss der Erfindung bei der neuen Ventilatoreinheit mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgesehen, dass der aus Leitschaufeln bestehende Leitschaufelkranz in koaxialer Anordnung zum Laufrad dieses unter Freilassung eines Spaltes annähernd konstanter Weite zwischen den Leitschaufel-Innenkanten und den zugeordneten Aussenkanten der Laufradschaufeln umgibt, dass in axialer Strömungsrichtung gesehen der Leitschaufelanfang hinter dem Beginn der Laufradschaufeln an ihrem Aussenumfang gemessen liegt und die Leitschaufeln hinter den Laufradschaufeln enden und dass die Leitschaufeln in ihrem mittleren Bereich im Meridianschnitt gesehen einen Knick nach innen aufweisen, derart, dass jeweils die erste Halbpartie ihrer Längsmittelachse mit deren zweiter Halbpartie einen stumpfen Winkel bildet, der kleiner als 180° ist. Hierbei sind zweckmässigerweise der eintritts-seitigen Stirnwand des Aussengehäuses ein nach dem Laufrad-Inneren weisender, zentrisch und in Strömungsrichtung orientierter düsenförmiger Einzug und der austrittsseitigen Stirnwand des Aussengehäuses ein zentrisch angeordneter und sich in Strömungsrichtung erstreckender, vom Laufrad nach aussen gerichteter düsenförmiger Einzug zugeordnet. Hierbei kann z.B. im Bereich des Knicks oder der Abkröpfung die Leitschaufel-Innenkante stufenartig zum Laufrad vorspringen, wobei z.B. im Bereich der nach innen vorspringenden Stufe der Innendurchmesser der Leitschaufel sprunghaft kleiner werden und von dieser Stufe an die Leitschaufel-Innenkante schräg nach innen verlaufen kann. Vorteilhafterweise kann die Stufe sich in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Laufradschaufelende um einen Betrag entfernt befinden, der etwa der Spaltbreite entspricht. Die Anordnung kann z.B. so getroffen sein, dass die Leitschaufeln in radialer Richtung ungekrümmt verlaufen und hierbei in einer durch die Drehachse des Laufrades hindurchgehenden Ebene enthalten sind, hierbei können z.B. die Leitschaufeln in axialer Richtung gekrümmt sein und hierbei entlang einem Kreisbogen verlaufen.

Die Anordnung kann z.B. auch so getroffen sein, dass die Austrittskanten der Leitschaufeln annähernd achsparallel verlaufen, während z.B. die Eintrittskanten der Leitschaufeln gegen die Drehrichtung des Laufrades um etwa 20-30°, vorzugsweise 25°, gestellt sind. Vorzugsweise kann die Zahl der Leitschaufeln etwa 1,5 bis 2,5 mal so gross wie die Zahl der Laufschaufeln sein.

Die erfindungsgemässe Anordnung zeichnet sich in erster Linie dadurch aus, dass nunmehr - in erster Linie infolge der Form und Anordnung der Leitschaufeln - ein praktisch drallfreier Austritt erreicht wird, wobei die austretende Luft von vornherein gleichmässig oder zumindest annähernd gleichmässig über den gesamten Querschnitt des Austrittsstutzens verteilt wird und die Strömungsenergie wegen möglichst geringer Turbulierung der Luft optimal in nutzbaren Druck umgesetzt werden kann. Die Anordnung zeichnet sich auch dadurch aus, dass sie für den Anschluss an Leitungen unterschiedlichster Rohrdurchmesser geeignet ist, ausserdem ergibt sich auch noch der Vorteil, dass die Herstellung auf einfache, problemlose und wirtschaftliche Weise vorgenommen werden kann.

Eine besonders einfach und problemlose Herstellung kann z.B. erreicht werden, indem man gemäss weiterer Erfindung aus einem Ausgangs-Blechstrei-fen, dessen Breite grösser als die in axialer Richtung gemessene Leitschaufellänge ist, beginnend von seiner einen, ersten Längskante in Richtung auf die andere, zweite Längskante hin entsprechend der Leitschaufelkontur in Längsrichtung des Ausgangs-Blechstreifens aufeinanderfolgende und hierbei aneinander angrenzende Leitschaufeln unter Freilassung einer Verbindungspartie im Bereich der zweiten Längskante ausschneidet, wobei die Verbindungspartien der aufeinanderfolgenden Leitschaufeln einen kontinuierlich entlang der zweiten Längskante verlaufenden Zentrierstreifen bilden, von dem einzelne, jeweils zu einer Verbindungspartie gehörende und zwischen die zugewandten Kopfteile der Leitschaufeln eingreifende Halterungsnasen zur ersten Längskante hin vorspringen, dass man beim Ausschneiden der Leitschaufeln darauf achtet, dass diese mit der zugehörigen Halterungsnase entlang einer vom Zentrierstreifen ausgehenden Verbindungsstrecke zusammenhängend bzw. verbunden bleiben, dass man den über den Zentrierstreifen, zusammenhängenden Leitschaufeln durch plastische Verformung ihre entlang einem Kreisbogen verlaufende gekrümmte Form erteilt, dass man anschliessend die Leitschaufeln durch Biegen entlang der Verbindungsstrecke um 90° hochstellt und dass man schliesslich den Zentrierstreifen so rundet, dass sein Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des Aussengehäuses entspricht. Hierbei kann man zur Erhöhung der Stabilität des Leitapparates im .Bereich der Leitschaufelspitzen einen Verstärkungsring z.B. aus Runddraht einlegen. Es ist offensichtlich, dass bei Befolgen dieses Verfahrens die Herstellung einfach und kostengünstig ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 676 140 A5

6

Gegenstandes der Ertindunag dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemässe Ventilatoreinheit in einer schematischen Darstellung in einem Meridianschnitt,

Fig. 2 eine Leitschaufel der Anordnung nach Fig. 1 in einem Radialschnitt,

Fig. 3 verschiedene Anschlussmöglichkeiten für die erfindungsgemässe Ventilatoreinheit in einer Seitenansicht in rein schematischer Darstellung und

Fig. 4 die Darstellung der Herstellung einer erfin-dungsgemässen Ventilatoreinheit, wiederum in schematischer Darstellung.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Ventilatoreinheit besitzt ein rohrförmiges Aussengehäuse 1, das in koaxialer Anordnung hintereinanderliegend einen Eintrittsstutzen 2 und einen Austrittsstutzen 3 besitzt, wobei der eintrittsseitigen Stirnwand 4 des Aussengehäuses 1 ein nach dem Laufrad-Inneren weisender, zentrisch und in Strömungsrichtung orientierter düsenförmiger Einzug zugeordnet ist, während der austrittsseitigen Stirnwand 5 des Aussengehäuses 1 wiederum ein zentrisch angeordneter und sich in Strömungsrichtung erstreckender, vom Laufrad nach aussen gerichteter düsenförmiger Einzug zugeordnet ist. Das Aussengehäuse 1 enthält ein frei laufendes Radiallaufrad 6 mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln 8, das spiralgehäuse-los ausgebildet ist und von einem Antriebsmotor 7 angetrieben wird, der eingebaut oder angebaut sein kann. In dieses zum Fördern von Luft oder eines sonstigen gasförmigen Mediums dienendes Radiallaufrad tritt die Luft über die Düse 2 in axialer Richtung ein, sie wird dann radial über die Schaufeln 8 nach aussen gefördert. Das Radiallaufrad ist radial aussen von einem Leitapparat, der dem Radiallaufrad in Strömungsrichtung des Mediums nachgeschaltet ist und ganz allgemein mit 9 bezeichnet ist, umgeben. Dieser an der Innenseite des Aussengehäuses 1 angeordnete Leitapparat weist eine Anzahl von sich in axialer Richtung gemäss Pfeil 10 erstreckenden Leitschaufeln 11 auf, die gleichmässig über den Umfang des Leitapparates bzw. des Aussengehäuses 1 verteilt sind und deren Zahl zweckmässigerweise etwa 1,5 bis 2,5 mal so gross wie die Zahl der Laufschaufeln 8 ist. Diese Massnahme hat sich als besonders zweckmässig erwiesen. Die Leitschaufeln haben die Aufgabe, die aus dem Radiallaufrad in radialer Richtung gemäss Pfeil 12 austretende Luft in die axiale Richtung gemäss Pfeil 10 umzulenken, hierbei sind die Leitschaufeln unter einem entsprechend der Austrittsrichtung des Fördermediums gewählten Anstellwinkel derart schräg gegen die Drehachse 13 des Radiallaufrades gerichtet und geneigt, dass ein glatter, gleichmässiger Strömungsübergang in den Leitapparat erfolgt. Diese Massnahme wirkt sich auf das Strömungsverhalten allgemein gut aus.

Erfindungsgemäss umgibt der Leitschaufelkranz des Leitapparates 9 das Laufrad 6 in koaxialer Anordnung zu diesem unter Freilassung eines Spaltes 14 annähernd konstanter Weite zwischen den Leitschaufelinnenkanten 14 und den zugeordneten Aussenkanten 15 der Laufradschaufeln 8, wobei in axialer Strömungsrichtung gesehen der Leitschaufelanfang 16 hinter dem Beginn 17 der Laufradschaufeln an ihrem Aussenumfang gemessen liegt und die Leitschaufeln hinter den Laufradschaufeln enden, ihre Spitzen 17 liegen hinter den Laufradschaufelenden 18, die durch die Bodenplatte 19 bestimmt werden.

Die in axialer Richtung gemessene Erstreckung der Leitschaufeln I5 ist grösser als diejenige der Laufradschaufeln 16. Hierbei verlaufen die Leitschaufeln 11 in radialer Richtung ungekrümmt, wobei sie in einer durch die Drehachse 13 des Laufrades 6 hindurchgehenden Ebene enthalten sind. In axialer Richtung sind die Leitschaufeln gekrümmt, wie insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist, in der eine Leitschaufel 11 in radialem Schnitt gezeigt ist, wobei die Strömungsrichtung wiederum mit 10 angedeutet ist und die Drehrichtung mit S. Die Leitschaufeln verlaufen gekrümmt entlang einem Kreisbogen (Fig. 2), dessen Radius R sich zum Aussendurch-messer 02 des Laufrades wie 0,63-0,8 zu 1, vorzugsweise wie 0,71 zu 1, verhält. Die Austrittskanten der Leitschaufeln verlaufen annähernd achsparallel, die Eintrittskanten der Leitschaufeln sind hingegen gegen die Drehrichtung des Laufrades um etwa 20-30°, vorzugsweise 25°, gestellt, wie in Fig. 2 unter dem Winkel ß gezeigt ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weisen die Leitschaufeln 9 in ihrem mittleren Bereich im Meridianschnitt gesehen einen Knick nach innen auf, sie sind gewissermassen abgekröpft, derart, dass jeweils die erste Halbpartie 11a ihrer Längsmittelachse mit deren zweiten Halbpartie 11 b einen stumpfen Winkel y bildet, der kleiner als 180° ist. In diesem Bereich des Knickes oder der Abkröpfung springt die Leitschaufelinnenkante stufenartig zum Laufrad hin vor, in Fig. 1 ist diese Stufe bei 20 dargestellt. Im Bereich dieser Stufe 20 wird der Innendurchmesser der Leitschaufel sprunghaft kleiner, und von dieser Stufe an verläuft die Leitschaufelinnenkante schräg nach innen, wie bei 21 gezeigt ist. Es ist noch darauf hinzuweisen, dass die Stufe 20 sich hinter dem Laufradschaufelende, das durch die Bodenplatte 19 dargestellt ist, um einen Betrag I2 befindet, der etwa der Spaltbreite entspricht. Dieser Abstand I2 zwischen dem der Einlassdüse abgewandten Laufradschaufelende und der nach innen vorspringenden Stufe an der Leitschaufelinnenkante verhält sich zum Aus-sendurchmesser Ü2 des Laufrades wie 0,03-0,06 zu 1, vorzugsweise wie 0,045 zu 1. Damit man sich ein noch besseres Bild über besonders zweckmässige und den Strömungsverlauf besonders günstig beeinflussende Formen von Leitschaufeln machen kann, sei noch erwähnt, dass es vorteilhaft ist, wenn der Durchmesser cU an der austrittsseitigen Spitze der Spitze 17 der Leitschaufel sich zum Durchmesser ds des düsenförmigen Einzugs 3 an der Austrittsseite 5 des Aussengehäuses wie 1,3-1,6 zu 1, vorzugsweise wie 1,45 zu 1, verhält, während der Abstand der austrittsseitigen Spitze 17 der Leitschaufel 11 von der austrittsseitigen Stirnwand 5 des Aussengehäuses I3 sich zum Durchmesser D des Aussengehäuses wie 0,02-0,05 zu 1, vorzugsweise wie 0,03 zu 1, verhält. Der Aussendurchmes-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

7

CH 676 140 A5

8

ser d2 der Laufradschaufei und der grösste Innendurchmesser dl an der nach innen vorspringenden Stufe sind annähernd gleich gross, sie verhalten sich zweckmässigerweise wie 1 zu 0,8 bis 1,1, vorzugsweise wie 1 zu 0,96. Die in axialer Richtung gemessene Strecke zwischen dem Beginn der Laufradschaufel 8 und demjenigen der Leitschaufel 11, die in der Zeichnung mit 11 bezeichnet ist, verhält sich zur Länge der Laufradschaufel, die ebenfalls in axialer Richtung gemessen ist, wie 0,2-0,3 zu 1, vorzugsweise wie 0,16 zu 1. Hingegen ist der Innendurchmesser d3 der Leitschaufel etwa 1,1 bis 1,2 mal, vorzugsweise 1,13 mal so gross wie der Aussen-durchmesser dz des Laufrades. Diese Dimensionie-rungswerte dienen zur Optimierung der Leitschaufelgestalt in Abhängigkeit von der Laufradform und Laufradgrösse, derart, dass man einerseits einen möglichst guten Übergang vom Laufrad zum Leitapparat erhält und andererseits auch ein sehr gutes Strömungsverhalten, nahezu drallfreien Austritt und somit geringe Energieverluste erzielt: Bei sogenannten Rohrventilatoren, wie sie hier in erster Linie in Frage kommen, geht es hauptsächlich darum, dass man eine ruhige Ausströmung und möglichst wenig Energieverluste erzielt.

Die erfindungsgemässe Ventilatoreinheit ist hinsichtlich ihrer Anschlussmöglichkeiten, ihrer Einbaumöglichkeiten in Rohrleitungen ausserordentlich flexibel und anpassungsfähig. Wie z.B. in Fig. 3 dargestellt ist, kann man eine erfindungsgemässe Einheit an kleinste Rohrleitungen mit einem Durchmesser a und an grösste Rohrleitungen mit einem Durchmesser b, aber auch an Rohrleitungen mittlerer Grösse, z.B. mit dem Durchmesser c oder dem Durchmesser d, anschliessen. Andere dazwischen liegende Durchmesser sind ebenfalls denkbar. Es ist auch möglich, für die Eintritts- und die Austrittsseite jeweils verschiedene Durchmesser zu wählen. Aus diesen wenigen Zeilen ist die grosse Flexibilität und Variabilität der erfindungsgemässen Anordnung zu erkennen, bei der im übrigen die axiale Länge B des Aussengehäuses sich zu dessen Durchmesser D wie 1,65-1,8 zu 1, vorzugsweise wie 1,7 zu 1, verhalten kann, was die gesamte Anordnung noch besonders kompakt und raumsparend macht.

Im übrigen ist die Eintrittskante der Leitschaufel bei der Darstellung in Fig. 2 mit 25, die Austrittskante der Leitschaufel ist hier mit 26 bezeichnet. In Fig. 1 sind noch die Haltestreben für den Motor zu erwähnen, die bei 30 angedeutet sind.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein besonders zweckmässiges, einfaches Verfahren zur Herstellung der Leitschaufeln einer Ventilatoreinheit der oben beschriebenen Art. Die Durchführung eines solchen Verfahrens wird anhand der Fig. 4 erläutert.

Man geht von einem Ausgangs-Blechstreifen 50 aus, dessen Breite 51 grösser als die in axialer Richtung gemessene Länge der Leitschaufel ist. Beginnend von der einen, ersten Längskante 52 des Aus-gangs-Blechstreifens werden in Richtung auf die andere, zweite Längskante 53 des Blechstreifens hin entsprechend der Leitschaufelkontur, wie sie z.B. auch in Fig. 1 dargestellt ist, mehrere in Längsrichtung 54 des Ausgangs-Blechstreifens aufeinanderfolgende und hierbei aneinander angrenzende Leitschaufeln 55a, 55b, 55c usw. ausgeschnitten, wobei eine Verbindungspartie 56a, 56b, 56c usw. freigelassen werden bzw. stehenbleiben können. Diese Verbindungspartien der aufeinanderfolgenden Leitschaufeln bilden hierbei einen kontinuierlich entlang der zweiten Längskante 53 des Ausgangs-Blechstreifens verlaufenden Zentrierstreifen 57, von dem einzelne, jeweils zu einer Verbindungspartie gehörende und zwischen die zugewandten Kopfteile der Leitschaufeln eingreifende Halterungsnasen 58a, 58b. 58c usw. zur ersten Längskante 52 hin vorspringen, so dass also an dem Zentrierstreifen 57 jeweils Vorsprünge in Richtung auf die entgegengesetzte Längskante hin anhaften, welche die einzelnen Leitschaufeln voneinander trennen. Diese vorspringenden Halterungsnasen haben aber noch eine andere Bedeutung: beim Heraustrennen der Leitschaufeln muss man nämlich darauf achten, dass diese mit der zugehörigen Halterungsnase entlang einer vom Zentrierstreifen ausgehenden Verbindungsstrecke 59a, 59b, 59c usw. verbunden bleiben, so dass sie nicht ganz vom Zentrierstreifen mit seinen Vorsprüngen getrennt sind. Hierauf werden die über den Zentrierstreifen zusammenhängenden Leitschaufeln plastisch verformt, man erteilt ihnen hierbei eine entlang einem Kreisbogen, nämlich den bei der Diskussion der Fig. 2 beschriebenen Kreisbogen, verlaufende gekrümmte Form. Anschliessend werden die Leitschaufeln durch Biegen entlang der Verbindungsstrecke 59a, 59b, 59c usw. um 90° hochgestellt, so dass die Schaufel nunmehr schon ihre im Leitapparat vorgesehene Form hat. Schliesslich wird dann der Zentrierstreifen so gerundet, dass sein Innendurchmesser dem Innendurchmesser des Aussengehäuses entspricht, der Leitapparat kann nunmehr in das Aussengehäuse passend eingesetzt und eventuell dort befestigt werden. Wenn man die Stabilität des Leitapparates erhöhen will, kann man im Bereich der Leitschaufelspitzen einen Verstärkungsring z.B. aus Runddraht einlegen.

Nachzutragen sind schliesslich noch gewisse Bemessungsangaben, die bei besonders zweckmässigen Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes festzustellen sind. So z.B. kann die Breite des Spaltes zwischen der Leitschaufelinnenkante und der Laufradschaufelaussenkante d3-d2 etwa 0,1 bis 0,2 d2, vorzugsweise 0,13 d2 betragen. Weiterhin kann z.B. die Dicke der Leitschaufeln D-d3 etwa 0,05— 0,5 d2, vorzugsweise 0,27 d2 betragen.

Claims

Patentansprüche

1. Ventilatoreinheit mit einem rohrförmigen Aussengehäuse, das in koaxialer Anordnung hinterein-anderliegend einen Eintritts- und einen Austrittsstutzen besitzt, mit einem darin enthaltenen spiral-gehäuselos frei laufenden und motorisch angetriebenen Radiallaufrad (6), mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln (8) zum Fördern eines gasförmigen Mediums und mit einem das Radialiaufrad (6) radial aussen umgebenden und diesem in Strömungsrichtung des Mediums nachgeschalteten Leit-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

9

CH 676 140 A5

10

apparat (9), der an der Innenseite des Gehäuses (1) angeordnet ist und eine Anzahl von sich axial erstreckenden, gleichmässig über den Umfang verteilten Leitschaufeln (11) aufweist, welche die aus dem Radiallaufrad in radialer Richtung austretende Strömung des Fördermediums in die axiale Richtung umlenken und die unter einem entsprechend der Austrittsrichtung des Fördermediums gewählten Anstellwinkel derart schräg gegen die Drehachse des Radiallaufrades geneigt sind, dass ein glatter, gleichmässiger Strömungsübergang in den Leitapparat erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Leitschaufeln (11) bestehende Leitschaufelkranz in koaxialer Anordnung zum Laufrad (6) dieses unter Freilassung eines Spaltes (I4) annähernd konstanter Weite zwischen den Leitschaufelinnenkanten (14) und den zugeordneten Aussenkanten (15) der Laufradschaufeln (8) umgibt, dass in axialer Strömungsrichtung gesehen der Leitschaufelanfang (16) hinter dem Beginn (17) der Laufradschaufeln (8) an ihrem Aussenumfang gemessen liegt und die Leitschaufeln (11) hinter den Laufradschaufeln (8) enden und dass die Leitschaufeln (11) in ihrem mittleren Bereich im Meridianschnitt gesehen einen Knick nach innen aufweisen, derart, dass jeweils die erste Halbpartie (11a) ihrer Längsmittelachse mit deren zweiter Halbpartie (11b) einen stumpfen Winkel (7) bildet, der kleiner als 180° ist.

2. Ventilatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eintrittsseitigen Stirnseite des Aussengehäuses (1 ) ein nach dem Laufradinneren (6) weisender, zentrisch und in Strömungsrichtung orientierter düsenförmiger Einzug (2) und der austrittsseitigen Stirnwand des Aussengehäuses

(I) ein zentrisch angeordneter und sich in Strömungsrichtung erstreckender, vom Laufrad (6) nach aussen gerichteter düsenförmiger Einzug (3) zugeordnet sind.

3. Ventilatoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Knickes oder der Abkröpfung die Leitschaufelinnenkante stufenartig (20) zum Laufrad vorspringt, indem z.B. im Bereich der nach innen vorspringenden Stufe der Innendurchmesser der Leitschaufel

(II) sprunghaft kleiner werden und von dieser Stufe an die Leitschaufelinnenkante (21) schräg nach innen verlaufen kann, wobei vorzugsweise die Stufe sich in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Laufradschaufelende (19) um einen Betrag (I2) entfernt befinden kann, der etwa der Spaltbreite entspricht.

4. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (11) in radialer Richtung ungekrümmt verlaufen und hierbei in einer durch die Drehachse (13) des Laufrades (6) hindurchgehenden Ebene enthalten sind, wobei sie z.B. in axialer Richtung gekrümmt sein und hierbei entlang einem Kreisbogen verlaufen können.

5. Ventilatoreinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (11) in axialer Richtung entlang einem Kreisbogen verlaufen, dessen Radius (R) sich zum Aussendurchmesser des Laufrades (6) wie 0.63 bis 0.8 zu 1, vorzugsweise wie 0.71 zu 1, verhält.

6. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1

bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Aussengehäuses (D) sich zum Aussendurchmesser des Laufrades @2) wie 1,25 bis 1,6 zu 1, vorzugsweise 1,4 zu 1, verhält, während z.B. die axiale Länge (B) des Aussengehäuses sich zu dessen Durchmesser (D) wie 0.65 bis 0.8 zu 1, vorzugsweise wie 0.7 zu 1, verhalten kann.

7. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in axialer Richtung gemessene Strecke (11) zwischen dem Beginn der Laufradschaufel (8) und demjenigen der Leitschaufel (11) sich zur Länge der Laufradschaufel (8) wie 0,1 bis 0,2 zu 1, vorzugsweise 0,16 zu 1, verhält.

8. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d4) an der austrittsseitigen Spitze der Leitschaufel sich zum Durchmesser (ds) des düsenför-migen Einzugs an der Austrittsseite des Aussengehäuses wie 1,3 bis 1,6 zu 1, vorzugsweise wie 1,45 zu 1, verhält, während z.B. der Abstand der austrittsseitigen Spitze (17) der Leitschaufel (11) von der austrittsseitigen Stirnwand (5) des Aussengehäuses sich zum Durchmesser (D) des Aussengehäuses wie 0,02 bis 0,05 zu 1, vorzugsweise wie 0,03 zu 1, verhalten kann.

9. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (I2) zwischen dem der Einlassdüse abgewandten Laufradschaufelende und der nach innen vorspringenden Stufe an der Leitschaufelinnenkante sich zum Aussendurchmesser (d2) des Laufrades wie 0,03 bis 0,06 zu 1, vorzugsweise wie 0,045 zu 1, verhält.

10. Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser (d2) der Laufradschaufel (8) und der grösste Innendurchmesser (di) der Leitschaufel (11) an der nach innen vorspringenden Stufe annähernd gleich gross sind und sich zweckmässigerweise wie 1 zu 0,8 bis 1,1, vorzugsweise wie 1 zu 0,96 verhalten.

11. Verfahren zur Herstellung der Leitschaufeln einer Ventilatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man aus einem Augangs-Blechstreifen (50), dessen Breite grösser als die in axialer Richtung gemessene Leit-schaufellänge (11) ist, beginnend von seiner einen, ersten Längskante (52) in Richtung auf die andere, zweite Längskante (53) hin entsprechend der Leitschaufelkontur in Längsrichtung (54) des Ausgangs-Blechstreifens aufeinanderfolgende und hierbei aneinander angrenzende Leitschaufeln (55a, 55b, 55c, ..) unter Freilassung einer Verbin-dungspartie (56a, 56b, 56c, ..) im Bereich der zweiten Längskante ausschneidet, wobei die Verbindungspartien der aufeinanderfolgenden Leitschaufeln einen kontinuierlich entlang der zweiten Längskante (53) verlaufenden Zentrierstreifen (57) bilden, von dem einzelne, jeweils zu einer Verbindungspartie gehörende und zwischen die zugewandten Kopfteile der Leitschaufeln eingreifende Halterungsnasen (58a, 58b, 58c, ..) zur ersten Längskante (52) hin vorspringen, dass man beim Ausschneiden der Leitschaufeln (11 ) darauf achtet,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

6

11

CH 676 140 A5

dass diese mit der zugehörigen Halterungsnase (58a, 58b, 58c) entlang einer vom Zentrierstreifen ausgehenden Verbindungsstrecke (59a, 59b, 59c, ..) zusammenhängend bzw. verbunden bleiben, dass man den über den Zentrierstreifen zusammenhängenden Leitschaufeln (11) durch plastische Verformung ihre entlang einem Kreisbogen verlaufende gekrümmte Form erteilt, dass man anschliessend die Leitschaufeln durch Biegen entlang der Verbindungsstrecke um 90° hochstellt und dass man schliesslich den Zentrierstreifen (57) so rundet, dass sein Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des Aussengehäuses entspricht.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erhöhung der Stabilität des Leitapparates im Bereich der Leitschaufelspitzen einen Verstärkungsring aus Runddraht einlegt.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7