DE19948075A1

DE19948075A1 - Axial-Lüfterrad, insbesondere für Motorfahrzeuge

Info

Publication number: DE19948075A1
Application number: DE1999148075
Authority: DE
Inventors: Andrea Giribaldi; Antonio Cicirello
Original assignee: Gate SRL
Current assignee: Gate SRL
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2000-05-25
Also published as: IT1303114B1; GB2345094A; FR2784421A1; GB9923751D0; FR2784421B1; ITTO980852A1; GB2345094B

Abstract

Das Lüfterrad umfaßt eine mittige Nabe und eine Vielzahl von Schaufeln, die sich von der Nabe aus erstrecken, und deren voreilende Kanten einen positiv nach vorne gerichteten Neigungswinkel in Drehrichtung des Lüfterrades in der Nähe der Nabe aufweisen, und dann überwiegend nach vorne von der Nabe zum Umfang hin geneigt wird. Der Neigungswinkel der voreilenden Kante jeder Schaufel ist positiv und nimmt von der Nabe zu einem Punkt P¶f¶ auf der Kante zu, der zwischen 30% und 70% des radialen Abstandes entlang der Schaufel angeordent ist und ist positiv und nimmt zu, während der radiale Abstand von der Nabe zunimmt, zumindest in dem Abschnitt, der zwischen 70% und 85% des radialen Abstandes entlang der Schaufel entspricht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ventilator, insbesondere einen Kühl ventilator, der einen Wärmetauscher in einem Motorfahrzeug zugeordnet ist.

Spezieller ist der Gegenstand der Erfindung ein Axialventilator des Typs, der eine mittige Nabe und eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, die sich von der Nabe aus erstrecken und deren vorderen Kanten einen positiven, einen nach vorne gerichteten Neigungs winkel in Drehrichtung des Ventilators in der Nähe der Nabe aufweisen und überwie gend nach vorne von der Nabe aus zum Umfang hin geneigt ist.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Axialventilator des vorgenannten Typs bereitzustellen, der eine erhebliche Reduzierung des Laufgeräusches erreicht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Axialventilator des oben definierten Typs be reitzustellen, an der eine erhöhte Leistung in strömungsdynamischer Hinsicht aufweist.

Diese und andere Ziele werden gemäß der Erfindung erreicht durch einen Axialventila tor, dessen Hauptcharakteristiken im beigefügten Anspruch 1 definiert sind.

Weitere Charakteristiken und Vorteile der Erfindung werden klar von der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die lediglich als nicht beschränkendes Beispiel gegeben wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Ventilators gemäß der Erfindung ist;

Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab dargestellt,

Fig. 3 ein Schnitt der Zylinderoberfläche III-III aus Fig. 1 ist und in einer Ebene abgewickelt ist, und

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich zu der aus Fig. 2 ist und eine Variante darstellt.

In den Zeichnungen ist der Axialventilator gemäß der Erfindung allgemein mit 1 gekenn zeichnet. Der Ventilator weist eine Nabe 2, z. B. eine im wesentlichen zylindrische Nabe auf, deren Achse O mit der Drehachse des Ventilators zusammenfällt.

Der Ventilator 1 aus Fig. 1 umfaßt einen äußeren Ring 4, der koaxial mit der Nabe 2 ist.

Eine Vielzahl von Schaufeln, mit 3 bezeichnet, erstreckt sich zwischen der Nabe 2 und dem Ring 4.

Jedoch ist die Erfindung nicht auf Ventilatoren beschränkt, die äußere Ringe aufweisen, und es ist auch nicht beabsichtigt, sie auf Ventilatoren zu beschränken, die sechs Schaufeln haben, wie der in Fig. 1 dargestellte.

Mit Bezug auf Fig. 2 wird bei der folgenden Beschreibung der Radius der Nabe 2 mit R_i gekennzeichnet und der radiale Abstand zwischen den entfernten Enden der Schaufeln 3 und der Achse O wird mit R_e gekennzeichnet. Im Fall des Ventilators gemäß der Fig. 1 und 2 entspricht die Entfernung R_e dem Innenradius des Ringes 4.

Die Drehrichtung des Ventilators 1 ist mit F in den Fig. 1, 2 und 4 gekennzeichnet.

Jede Schaufel 3 des Ventilators 1 weist eine voreilende Kante 5 und eine nachlaufende Kante 6 auf. Der Neigungswinkel der voreilenden Kante 5 jeder Schaufel 3 des Ventila tors wird mit τ bezeichnet. Für einen Punkt auf der voreilenden Kante 5 einer Schaufel wird der Neigungswinkel τ definiert als der Winkel, der gebildet wird in der Ebene der axialen Projektion des Ventilators, zwischen der Tangente zur voreilenden Kante an diesem Punkt und der radialen Linie, welche durch diesen Punkt hindurch läuft und der Projektion der Achse O.

Als Beispiel sind in Fig. 2 die Neigungswinkel τ₀, τ₁, τ₂ und τ₃ der voreilenden Kante 5 der Schaufel 3 an Punkten dargestellt, die mit P₀, P₁, P₂ und P₃ dieser Kante jeweils ge kennzeichnet sind. Insbesondere der Punkt P₀ ist am Beginn der Schaufel 3 aus Fig. 2 angeordnet, d. h. an dem Umfang der Nabe 2. Der Winkel τ₀, der Neigung der voreilen den Kante 5 an diesem Punkt P₀, gemessen vom Radius R₀ zur Tangente T₀ am Punkt P₀, ist positiv, d. h., die voreilende Kante 5 am Punkt P₀ ist nach vorne geneigt in Rich tung der Rotation F des Ventilators 1.

In einer ersten Ausführungsform, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, weist die vorei lende Kante 5 jeder Schaufel 3 einen Neigungswinkel τ auf, der positiv in der Nähe des Umfangs der Nabe 2 ist, und dann positiv, jedoch mit einem Wert, der gradiuell ab nimmt, während der radiale Abstand von der Nabe 2 zunimmt, bis zu einem Punkt der Umkehrung P_f, hinter welchem der Neigungswinkel t immer noch positiv ist, jedoch sein Wert zunimmt, während der radiale Abstand von der Nabe zunimmt.

Die voreilende Kante 5 der Schaufel 3, die in Fig. 2 dargestellt ist, weist daher eine Si nuskurve auf und ist konvex bis zu dem Punkt P_f und dann konkav von diesem Punkt in Richtung zu ihrem Rand.

Der Umkehrpunkt P_f ist vorteilhafterweise innerhalb eines Bereichs von 30% und 70% des radialen Abstandes (R_e-R_i) entlang der Schaufel 3. Der Umkehrpunkt P_f ist vorzugs weise bei ungefähr 50% der radialen Entfernung entlang der Schaufel 3 angeordnet.

Darüber hinaus ist der Neigungswinkel τ der voreilenden Kante 5 jeder Schaufel vor zugsweise zwischen +20° und +60° an zumindest einem Punkt des Abschnittes der voreilenden Kante, der zwischen dem Punkt P₀ und einem Punkt bei 30% der radialen Länge entlang der Schaufel angeordnet ist. Der Neigungswinkel τ ist auch vorzugsweise zwischen +20° und +60° an zumindest einem Punkt des Abschnittes der voreilenden Kante, der zwischen 70% und 85% der radialen Länge entlang der Schaufel angeordnet ist.

In Fig. 3 ist der festgelegte Winkel einer erzeugten Schaufel 3 des Ventilators mit γ be zeichnet und definiert als der Winkel zwischen der Linie M, die durch die voreilende Kante 5 und die nacheilende Kante 6 durchtritt, und der Linie N der Drehebene des Ventilators.

Bei einem Ventilator gemäß der Erfindung nimmt ein festgelegter Winkel y jeder Schaufel 3 in vorteilhafterweise, jedoch nicht notwendigerweise ab, während der radiale Abstand von der Nabe 2 zunimmt, zumindest im Abschnitt der Schaufel, der zwischen 70% und 100% der radialen Länge (R_e-R_i) entlang der Schaufel angeordnet ist. Dar über hinaus nimmt der festgelegte Winkel γ jeder Schaufel vorzugsweise ab, während der radiale Abstand von der Nabe zunimmt über die vollständige radiale Erstreckung der Schaufel.

Fig. 4 zeigt eine Variante, welche im wesentlichen alle der Charakteristiken aufweist, die oben mit Bezug auf die vorangegangenen Zeichnungen definiert wurde, ausgenommen, daß die voreilende Kante 5 jeder Schaufel 3, von einem Punkt P₁, der an einer radialen Länge D₁ vom Umfang der Nabe 2 und bis zu einem Punkt P₂, der an dem radialen Ab stand D₂ vom Umfang der Nabe angeordnet ist, einen positiven Neigungswinkel τ auf weist, welcher auf 0° am Punkt P₂ abnimmt. Zwischen dem Punkt P₂ und dem Umfangs ende jeder Schaufel 3 ist der Neigungswinkel τ der voreilenden Kante 5 negativ und ihr absoluter Wert nimmt vorzugsweise zu, während der radiale Abstand von der Nabe ab nimmt.

Der Abstand D₁ zwischen dem Punkt P₁ und dem Umfang der Nabe 2 ist vorzugsweise ungefähr 85% der radialen Ausdehnung (R_e-R_i) der Nabe, und der Abstand D₂ beträgt vorzugsweise ungefähr 90% der radialen Ausdehnung der Schaufel.

Natürlich bleibt das Prinzip der Erfindung das gleiche, während die Formen der Ausfüh rungsformen und Details der Konstruktion vielfältig variiert werden können mit Bezug auf die beschriebenen und dargestellten nicht beschränkenden Beispiele, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie dieser in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Axialventilator (1), insbesondere für Motorfahrzeuge, mit einer mittigen Nabe (2) und einer Vielzahl von Schaufeln (3), welche sich von der Nabe (2) aus erstrec ken, und deren voreilenden Kanten (5) einen positiv nach vorne gerichteten Nei gungswinkel (τ) in Drehrichtung F des Ventilators (1) in der Nähe der Nabe (2) aufweisen, und dann überwiegend vorwärts von der Nabe (2) zum Umfang hin geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (τ) der vorei lenden Kante (5) jeder Schaufel (3) positiv ist und von der Nabe (2) aus zu einem Punkt (P_f) auf der Kante hin abnimmt, der zwischen 30% und 70% des radialen Abstandes (R_o-R_i) entlang der Schaufel (3) angeordnet ist, und positiv ist und zunimmt, während der radiale Abstand von der Nabe (2) abnimmt, zumindest in dem Abschnitt, der zwischen 70% und 85% des radialen Abstands entlang der Schaufel beträgt.

2. Axialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungs winkel (τ) der voreilenden Kante (5) jeder Schaufel (3) positiv ist und von der Na be (2) zu einem Punkt (P_f) abnimmt, der an einem radialen Abstand von der Na be (2) von im wesentlichen gleich 50% der radialen Ausdehnung der Schaufel angeordnet ist.

3. Axialventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nei gungswinkel (τ) der voreilenden Kante (5) jeder Schaufel (3) positiv ist und zu nimmt, während der radiale Abstand von der Nabe (2) abnimmt, beginnend an einem Punkt (P_f), der an einem radialen Abstand von der Nabe (2) von im we sentlichen gleich 50% der radialen Ausdehnung der Schaufel (3) angeordnet ist.

4. Ventilator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Neigungswinkel (τ) der voreilenden Kante (5) jeder Schaufel (3) positiv ist und zunimmt, während der radiale Abstand von der Nabe (2) ab nimmt, zumindest in dem Abschnitt, der zwischen 70% der radialen Ausdehnung der Schaufel und dem Umfang der Schaufel (3) angeordnet ist.

5. Ein Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (τ) der voreilenden Kante (5) jeder Schaufel (3) negativ ist, d. h., rückwärtig relativ zur Drehrichtung (F) der Schaufel (3) in dem Abschnitt, der im wesentlichen zwischen 85% und 100% des radialen Abstandes (R_e-R_i) ent lang der Schaufel (3) angeordnet ist.

6. Ein Ventilator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Neigungswinkel (τ) der voreilenden Kante (5) zwischen +20° und +60° an zumindest einem Punkt des Abschnittes beträgt, der zwischen 0% und 30% des radialen Abstands entlang der Schaufel (3) angeordnet ist.

7. Ein Ventilator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Neigungswinkel (τ) der voreilenden Kante (5) zwischen +20° und +60° an zumindest einem Punkt des Abschnittes beträgt, der zwischen 70% und 85% des radialen Abstandes entlang der Schaufel (3) angeordnet ist.

8. Ventilator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der festgelegte Winkel (γ) jeder Schaufel (3) abnimmt, während der radiale Abstand von der Nabe (2) zunimmt, zumindest in dem Abschnitt, der zwischen 70% und 100% des radialen Abstandes entlang der Schaufel (3) ange ordnet ist.

9. Ventilator nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der festgelegte Winkel (γ) jeder Schaufel (3) abnimmt, während der radiale Abstand von der Nabe (2) zunimmt, über die radiale Ausdehnung der Schaufel (3).

10. Lüfterrad gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem äußeren Ring (4), der koaxial mit der Nabe (2) ist und mit welchem die radialen äußeren Enden der Schaufel (3) verbunden sind.