DE69625917T2

DE69625917T2 - Radiales lüfterrad

Info

Publication number: DE69625917T2
Application number: DE69625917T
Authority: DE
Inventors: Gunnar Berg
Original assignee: PM LUFT KVAENUM AB
Current assignee: PM LUFT KVAENUM AB
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2016-09-07
Also published as: EP0848788A1; SE9503075D0; SE508332C2; WO1997009535A1; ATE231588T1; US6039539A; SE9503075L; DE69625917D1; NO980947L; DK0848788T3; NO980947D0; JPH11512164A; EP0848788B1; AU6949496A; NO313770B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein radiales Lüfterrad für den Transport von Luft in lufttechnischen Anlagen und eine Kombination der folgenden, an sich bekannten Merkmale:
a) eine Anzahl von Lüfterflügeln, die mit im wesentlichen gleichen Abständen symmetrisch um die Drehachse des Lüfterrades herum angeordnet sind,
b) die Lüfterflügel sind zwischen zwei senkrecht zu der Achse angeordneten Endplatten angebracht und mit Flügelflächen versehen, die im wesentlichen parallel zu der Achse angeordnet sind, wobei jede der Flügelflächen von einem Punkt aus, der sich in einer Entfernung von der Achse befindet, im wesentlichen gebogen nach außen, hin zur Peripherie des Rades verläuft,
c) eine erste Endplatte ist mit einer mittig angeordneten Lufteinlaßöffnung versehen und mit einer Krümmung ausgebildet, die im wesentlichen gebogen vom Einlaßöffnungsrand hin zur zweiten Endplatte und weiter radial nach außen, hin zum peripheren Rand der Flügel verläuft.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Lüfter werden als Mittel für den Transport von Luft durch lufttechnische Anlagen verwendet. Zu den Anforderungen, die an Lüfter gestellt werden, gehören Effizienz und ein niedriger Geräuschpegel. Für Ventilationszwecke am häufigsten eingesetzt wird der Typ des Radiallüfters mit Doppelansaugung. Diese Lüfter weisen einen hohen Wirkungsgrad auf, ihr Geräuschpegel erfordert jedoch die Nachschaltung von Schalldämpfern. Ein Problem bei Radiallüftern mit Doppelansaugung stellt die hohe und ungleichmäßige Auslaßgeschwindigkeit dar. Dadurch können nachgeschaltete Schalldämpfer nicht unmittelbar in Verbindung mit dem Lüfter angeordnet werden. Seit einiger Zeit ist eine ältere Konstruktion, die sogenannten Kammerlüfter, wieder auf den Markt zurückgekehrt. Diese haben den Vorteil, daß sie einen Luftstrom mit niedriger und relativ gleichmäßiger Geschwindigkeit liefern. Der Lüfter ist kompakt, und ein Schalldämpfer kann näher am Lüfter angeordnet werden. Der niedrigere maximale Wirkungsgrad eines Kammerlüfters wird durch die niedrigere Geschwindigkeit und die damit einhergehenden niedrigeren Druckverluste kompensiert, so daß Kammerlüfter für hohe Durchflußmengen eine höhere Effizienz erreichen als Radiallüfter mit Doppelansaugung.
Lüfter verursachen tieffrequente Geräusche, die schwierig zu dämpfen sind. Natürlich kann der Geräuschpegel einer lufttechnischen Anlage mit Hilfe von Schalldämpfern reduziert werden. Diese Lösung des Problems nimmt jedoch Platz ein und ist kostenintensiv.
Die hauptsächliche Geräuschquelle eines Kammerlüfters ist das Lüfterrad, das beispielsweise Geräusche im Frequenzbereich von 50-300 Hz erzeugt. Die Peripherie des Lüfterrades weist vorzugsweise eine symmetrische Gestalt auf, wobei die Flügelränder im wesentlichen parallel zur Drehachse des Rades verlaufen. Die Flügel sind zwischen zwei seitlich der Achse angeordneten, zueinander im wesentlichen parallelen Endplatten angeordnet. Geräusche werden vor allem infolge von Turbulenzen erzeugt, die auftreten, wenn die Luft durch die Drehung der Flügel radial aus dem Rad hinaus gedrückt wird und anschließend durch die Konstruktion der Kammerwände gezwungen wird, z. B. axial weiter zu strömen.
Aus US-A-1,447,915 ist ein Zentrifugallüfter bekannt, bei dem die Lüfterflügel einer Ausführungsform radial ausgerichtet sind, wobei die äußeren Enden der Flügel, die teilweise bis zur Peripherie des Lüftergehäuses reichen, in Vorwärtsrichtung, bezogen auf die Drehrichtung, gebogen sind. Weiterhin sind die Lüfterflügel, die in der genannten Schrift offenbart werden, nicht abgeschrägt, sondern gerade, d. h. senkrecht zu der Endplatte, was bedeutet, daß Punkte, wo die Lüfterflügel auf die entsprechenden Endplatten treffen, übereinander, in gleicher Entfernung von der Achse befindlich sind. Weiterhin sind die peripheren Abschnitte der Endplatten nicht gebogen, sondern im wesentlichen gerade, und insbesondere eine Endplatte bedingt einen verengten Abschnitt, der Geräusche verursacht oder zumindest die Voraussetzung für die Erzeugung von Geräuschen schafft.

TECHNISCHES PROBLEM

Der vorliegenden Erfindung liegt daher u. a. die Aufgabe zugrunde, ein Lüfterrad zu schaffen, das bei gleichbleibender Effizienz die Erzeugung von Geräuschen in einem Lüfter reduziert bzw., alternativ dazu, bei gleichbleibendem Geräuschpegel eine höhere Effizienz gestattet.

LÖSUNG

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,
d) daß die Flügelflächen der Lüfterflügel, bezogen auf den Radius des Lüfterrades, in keinem Abschnitt ihres Verlaufs radial orientiert sind,
e) daß der periphere Rand jedes Flügels einen schräg abgeschnittenen Rand aufweist, so daß dieser letztgenannte Rand an einem ersten Punkt, der sich in einer Entfernung von der Drehachse befindet, auf die erste Endplatte trifft, wobei diese Entfernung größer ist als ·die Entfernung zwischen der Achse und einem zweiten Punkt, wo der periphere Rand des Flügels auf die zweite Platte trifft, und
f) daß die peripheren Endabschnitte der Endplatten unmittelbar außerhalb der Flügel in zueinander entgegengesetzt verlaufenden Richtungen gekrümmt sind.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Es zeigt:
Fig. 1 in Form einer teilweise gebrochenen Draufsicht, ein erfindungsgemäßes Lüfterrad,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 in einem größeren Maßstab und in Form einer gebrochenen Ansicht, eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüfterrades gemäß Fig. 1 und 2, und
Fig. 4 in gleicher Weise, eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüfterrades.

BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM

Die in den Figuren gezeigten radialen Lüfterräder umfassen einen Anzahl von Lüfterflügeln 10, die mit im wesentlichen gleichen Abständen symmetrisch um die Drehachse 11 des Lüfterrades herum angeordnet sind. Die Flügel 10 sind zwischen zwei senkrecht zu der Achse angeordneten Endplatten 12, 13 angebracht und mit Flügelflächen versehen, die im wesentlichen parallel zu der Achse angeordnet sind. Jeder Flügel verläuft von einem Punkt aus, der sich in einer Entfernung von der Achse befindet, im wesentlichen gebogen nach außen, hin zur Peripherie des Rades.
Eine der Endplatten 12 ist mit einer mittig angeordneten Lufteinlaßöffnung 14 versehen und weist einen größeren Durchmesser auf als die andere Endplatte 13. Die Endplatte 12 ist mit einer Krümmung ausgebildet, die im wesentlichen gebogen vom Einlaßöffnungsrand 15 hin zu der anderen Endplatte 13 und weiter radial nach außen, hin zum peripheren Rand 16 verläuft, der von der anderen Endplatte 13 weg gekrümmt ist. Durch diese Gestaltung der Endplatte 12 wird hinter den Flügeln 10 ein Bereich geschaffen, wo unter Bewahrung der kinetischen Energie die Luftgeschwindigkeit ausgeglichen wird, was bedeutet, daß stromabwärts des Lüfterrades weniger Geräusche erzeugt werden. Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ist auch der periphere Rand 17 der anderen Endplatte 13 von der Endplatte 12, die mit der Lufteinlaßöffnung 14 versehen ist, weg gekrümmt. Diese Krümmung des peripheren Randes 17 der anderen Endplatte 13 trägt ebenfalls zum Ausgleich der Luftgeschwindigkeit stromabwärts der Flügel bei, so daß Turbulenzen in diesem Bereich des Lüfters reduziert werden. Das in Fig. 2 und 3 gezeigte Lüfterrad ist vor allem für die Verwendung in einer gehäuselosen Lüftereinheit, d. h. in einem sogenannten Kammerlüfter, vorgesehen. Das Lüfterrad kann jedoch auch in einem Radiallüfter verwendet werden.
Jeder Flügel 10 ist in einem peripheren Abschnitt so gestaltet, daß der Flügel an der Endplatte 12, die mit der Lufteinlaßöffnung 14 versehen ist, mit einer größeren Kontaktfläche versehen ist als an der anderen Endplatte 13. Beispielsweise kann der periphere Rand 18 jedes Flügels 10 gerade oder schräg gekrümmt sein, so daß der Rand an einem Punkt 19 auf die Innenseite der Endplatte 12 trifft, der sich in einer Entfernung von der Drehachse 11 befindet, die größer ist als die Entfernung zwischen der Achse und dem Punkt 20, wo der periphere Rand 18 auf die andere Endplatte 13 trifft. Durch eine derartige Gestaltung der Flügel wird Luft, die sich zwischen den Flügeln bewegt, etwas weniger beschleunigt, wenn sie sich entlang der Endplatte 13 bewegt, als wenn sie sich entlang der Endplatte 12 bewegt. In der Folge führt diese Gestaltung der Flügel dazu, daß die Luft das Lüfterrad mit variierender kinetischer Energie verläßt, was bedeutet, daß Druckpulse auf der stromabwärtigen Seite des Lüfterrades reduziert werden.
Fig. 4 zeigt ein Lüfterrad, bei dem die zweite Endplatte 13 vollkommen flach ist. Dieses Lüfterrad funktioniert gemäß der Erfindung, d. h. unter Reduzierung der Geräusche bei gleichbleibendem Wirkungsgrad. Das Lüfterrad gemäß Fig. 4 ist für allem für die Verwendung in einem Radiallüfter mit Einfach- oder Doppelansaugung vorgesehen, wobei im letzteren Fall zwei Lüfterräder zusammen angeordnet werden, so daß ihre Endplatten 13 gegeneinander stoßen.
Die erfindungsgemäße Gestaltung des Lüfterrades sorgt für eine erhebliche Reduzierung des Geräuschpegels im Bereich von 50-300 Hz bei gleichbleibender Leistung des Lüfters. Wird das Lüfterrad verwendet, um einer lufttechnischen Anlage Luft zuzuführen, kann die Konstruktionslänge der Anlage reduziert werden, so daß diese weniger Platz einnimmt und kostengünstiger gebaut werden kann. Durch die Reduzierung der Konstruktionslänge und die geringere Notwendigkeit von Schalldämpfern wird auch der Druckabfall in der Anlage reduziert, so daß sich die Ventilationsleistung erhöht. Dies hat verminderte Betriebskosten für die Anlage zur Folge, da der Energieverbrauch reduziert wird.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern im Rahmen der folgenden Ansprüche sind weitere Varianten denkbar. Beispielsweise können die peripheren Ränder der Flügel in vielerlei Weise gestaltet sein, um dafür zu sorgen, daß die kinetische Energie der Luft, welche die Lüfterflügel verläßt, variiert.

Claims

1. Radiales Lüfterrad für den Transport von Luft in lufttechnischen Anlagen und eine Kombination der folgenden, an sich bekannten Merkmale:

a) eine Anzahl von Lüfterflügeln (10), die mit im wesentlichen gleichen Abständen symmetrisch um die Drehachse (11) des Lüfterrades herum angeordnet sind,

b) die Lüfterflügel sind zwischen zwei senkrecht zu der Achse angeordneten Endplatten (12, 13) angebracht und mit Flügelflächen versehen, die im wesentlichen parallel zu der Achse angeordnet sind, wobei jede der Flügelflächen von einem Punkt aus, der sich in einer Entfernung von der Achse befindet, im wesentlichen gebogen nach außen, hin zur Peripherie des Rades verläuft,

c) eine erste Endplatte (12) ist mit einer mittig angeordneten Lufteinlaßöffnung (14) versehen und mit einer Krümmung ausgebildet, die im wesentlichen gebogen vom Einlaßöffnungsrand (15) hin zur zweiten Endplatte (13) und weiter radial nach außen, hin zum peripheren Rand (18) der Flügel verläuft,

dadurch gekennzeichnet,

d) daß die Flügelflächen der Lüfterflügel (10), bezogen auf den Radius des Lüfterrades, in keinem Abschnitt ihres Verlaufs radial orientiert sind,

e) daß der periphere Rand (18) jedes Flügels einen schräg abgeschnittenen Rand aufweist, so daß dieser letztgenannte Rand an einem ersten Punkt (19), der sich in einer Entfernung (A) von der Drehachse (11) befindet, auf die erste Endplatte (12) trifft, wobei diese Entfernung größer ist als die Entfernung (a) zwischen der Achse und einem zweiten Punkt (20), wo der periphere Rand (18) des Flügels auf die zweite Platte (13) trifft, und

f) daß die peripheren Endabschnitte der Endplatten (12, 13) unmittelbar außerhalb der Flügel in zueinander entgegengesetzt verlaufenden Richtungen gekrümmt sind.

2. Radiales Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der periphere Rand (18) jedes Flügels (10) im wesentlichen gerade zwischen dem jeweiligen ersten (19) und zweiten (20) Punkt verläuft.