DE1052052B - Radialluefter fuer zwei Drehrichtungen - Google Patents

Description

• Radiallüfter für zwei Drehrichtungen In vielen Fällen ist es erforderlich, einen Lüfter so auszuführen, daß er in beiden Drehrichtungen arbeiten kann. Dies ist insbesondere für Lüfter wesentlich, die mit elektrischen Maschinen zusammengebraut sind, die ihrerseits in verschiedenen Drehrichtungen arbeiten.
• Für Lüfter dieser Art kann eine wesentliche Verbesserung bezüglich Leistung und Geräuschbildung dadurch erreicht werden, daß die Lüfterschaufeln gemäß der Erfindung in an sich bekannter Weise als Hohlkörper mit Öffnungen zum Absaugen der Grenzschicht auf beiden Seiten versehen. sind und daß weiterhin die Schaufeln in achsnormalem Querschnitt die Form einer gestreckten Ellipse aufweisen, deren große Achse in radiale Richtung fällt, wobei die für das Absaugen der Grenzschichten vorgesehenen Öffnungen nur an den für das Ablösen von Grenzschichten bekannten Stellen vorgesehen sind, und daß in Richtung der Lüfterachse beiderseits der Schaufeln doppelwandige Radscheiben angeordnet sind, die nach außen über die Schaufeln hinaus eine diffusorartige Verlängerung bilden. Hierbei ist es zweckmäßig, auch in den dopp#elwandigen Bandscheiben Öffnungen zur Absatigung der Grenzschichten anzuordnen.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die Gestaltung derartiger Lüfter dargestellt. In Fig. 1 ist mit 1 die Welle bezeichnet, 2 stellt eine Nabe dar, die den eigentlichen Lüfter trägt; dieser besteht aus zwei doppelwandigen Scheiben 3, zwischen denen die Lüfterschaufeln 4 angeordnet sind. Der Querschnitt einer derartigen Lüfterschaufel ist in den Fig. 2 und 3 hohl gezeichnet. Wie zu ersehen ist, ist die Lüfterschaufel gleichfalls als Hohlkörper ausgebildet, und zwar etwa nach Form einer flachen Ellipse, deren große Achse in radiale Richtung fällt. Nach außen zu sind in diesem Hohlkörper Öffnungen oder Schlitze (eventuell Lochbleche) vorgesehen, durch die hindurch die Grenzschicht abgesaugt wird. In Fig. 2 und. 3 sind hierbei die Verhältnisse in ein und derselben Lüfterschauf ei bei den beiden verschiedenen Drehrichtungen dargestellt, wobei die Strömung durch Pfeile versinnbildlicht ist.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 4 ist noch eine zusätzliche Verbesserung dadurch verkörpert, daß auch der über die Schaufel in radialer Richtung hinausreichende Rand der Tragscheiben nach außen ausgebogen geformt und mit Löchern bzw. Schlitzen (Lochblech) versehen ist, wodurch teilweise ebenfalls eine Grenzschichtabsaugung erfolgt, die eine allmähliche Verbreiterung des von dem Lüfter erzeugten Luftstro#me:s zur Folge hat (Diffusorwirkung).
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist das Lüfterrad geneigt angeordnet, so. daß es gewissermaßen einen Kegel bildet.
• Durch die neue Ausbildung wird erreicht, daß in beiden Drehrichtungen die Wirbelbildung ganz erheblich herabgesetzt ist, wodurch sowohl der Wirkungsgrad gesteigert, außerdem aber auch die Geräuschbildung wesentlich herabgesetzt wird. Die Anwendung einer Grenzschichtabsaugung bei Lüftern mit Tragflügelprofilschaufeln ist an sich schon angegeben worden, jedoch nur für solche Lüfter, die nur in einer Richtung umlaufen und bei denen für die Grenzschichtbildung in Frage kommende Stellen ähnlich wie bei Flugzeugprofilen genau festliegen. Demgemäß stellt aber die durch die Erfindung erschlossene Möglichkeit eine erhebliche Verbesserung dar: Obwohl die Strömungsverhältnisse bei Lüftern mit wechselnder Drehrichtung in den beiden Richtungen wesentlich voneinander abweichen, wird nunmehr auch bei solchen Lüf- tern eine in beiden Drehrichtungen wirksame Absaugung erreicht. Es wird auf diese Weise insbesondere für elektrische Maschinen mit wechselnder Drehrichtung eine erhebliche Leistungssteigerung bei weitgehender Verminderung der Geräusche ermöglicht.
• Die Absaugung kann an allen Stellen erfolgen, also kontinuierlich, d. h. nicht an. der angeströmten Seite des Profils. Dies hat erstens den Vorteil, daß sich die Voraussetzungen besser berechnen lassen, zweitens ergibt sich auch an den Stellen., wo angeströmt wird. eine Senkungswirkung, durch die die Strömung besser an das Profil herangezogen wird. Dadurch werden. die Ströme gemildert und daher schärfer undempfindlicher.
• Es ist hierbei grundsätzlich zu unterscheiden zwischen einer laminar wirkenden, und einer turbulent wirkenden Grenzschicht. Die Laminarwirkung setzt von. vornherein eine Absaugung voraus, dadurch wird die Wirkung stabilisiert, d. h., der instabile Bereich schmilzt erheblich zusammen. Bei (in sich) turbulent wirkender Grenzschicht legt die störende Grenzschicht sich wieder an (dies kann z. B. durch Ringe erreicht werden), die Wirbel kann man aber schlecht wegnehmen.
• Durch die Hohlschaufelform werden Strömungsverluste vermindert; es entstehen aber innerhalb des Hohlraumes Wirbel. Dies kann vermieden werden, wenn die Schaufel profiliert ausgeführt wird. Auf diese Weise werden sowohl Strömungsverluste infolge zusätzlicher Unterförderurig oder auch Überförderung tvesentlich herabgesetzt. Man kann auch Austrittsgeschwindigkeiten durch Ouerschnittsvergrößerung verringern. Dadurch wird der entsprechende Energieanteil mehr oder weniger in Druck umgesetzt und der Wirkungsgrad erhöht. Von angenommen 100 % gehen etwa 30 "/o mit Rücksicht auf die endliche Schaufelzahl verloren, weitere 30 % stellen Sto#ßverluste dar, weitere 20 % entfallen in der Regel auf die Abgangsverluste, so daß mir ein Wirkungsgrad von etwa 20, %# übrigbleibt. Die Abgangsverluste können aber durch das Umsetzen der Geschwindigkeit in Druck zum großen Teil vermindert werden, so, daß der Wirkungsgrad. auf mehr als 30 0/@ gebracht werden kann.
• In manchen Fällen könnte man auch eine ähnliche Energieumsetzung zum Teil auch durch die Anordnung von Leitschaufeln erreichen; solche bringen aber hohe Geräuschbildung mit sich, außerdem sind sie bei Laufrädern für zwei Drehrichtungen nicht anwendbar. An der Stelle, an der sich der Querschnitt im Interesse der Geschwindigkeitsverringerung erweitert, kann der Strömungsratim von einem Hohlraum umgeben werden, der nach beiden Seiten mit Löchern für die Abströmung versehen wird. Außerdem kann die innere Wandung am unteren Ende etwas aufgebogen werden, um ein Flattern zu vermeiden.
• Es besteht dabei auch die Möglichkeit, bei gutem Wirkungsgrad die Diffusordüse erheblich kürzer als bisher zu bauen.

Claims (1)

1. PATEINZTANSPRUCH: Radia,llüfter für zwei Drehrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterschaufeln. in an sich bekannter Weise als Hohlkörper mit Öffnungen zum Absaugen der Grenzschicht auf beiden Seiten versehen sind und daß weiterhin die Schaufeln in achsnormalem. Querschnitt die Form einer gestreckten Ellipse aufweisen, deren grofle Achse in radiale Richtung fällt, wobei die für das Absaugen der, Grenzschichten vorgesehenen Öffnungen nur an den für das Ablösen von Grenzschichten bekannten Stellen vorgesehen sind, und daß in Richtung der Lüfterachse beiderseits der Schaufeln doppelwandige Radscheiben angeordnet sind, die nach außen über die Schaufeln hinaus eine diffusorartige Verlängerung bilden und vorzugsweise gleichfalls mit Öffnungen zur Absaugung der Grenzschicht ausgeführt sind. In Betracht gezoggene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 875 984, 586 010.