EP0166174A1 - Radial ventilator - Google Patents

Ein Radialventilator, der ein Gehäuse (1) mit axial gerichtetem Einlaß (2) und radial gerichtetem Auslaß (11) sowie ein in diesem Gehäuse gelagertes und drehbar angetriebenes Laufrad (12) mit gekrümmten Schaufeln umfaßt, ist aus einem Gehäuse mit achteckigem Außen- und Innenquerschnitt aufgebaut und enthält in der Nähe des radialen Auslasses ein sich von Stirnwand zu Stirnwand erstreckendes Leitblech (10), das von der in Drehrichtung des Laufrades hinteren Kante des Auslasses etwa radial einwärts, bis in die Nähe des Laufradumfanges, und anschließend etwa spiralförmig nach außen bis zur Gehäusewand führt. Bei einer besonderen Ausführung ist das Laufrad gegenüber der Gehäusemitte um einen gewissen Betrag versetzt.A centrifugal fan, which comprises a housing (1) with an axially directed inlet (2) and a radially directed outlet (11) and a rotatably driven impeller (12) mounted in this housing and having curved blades, consists of a housing with an octagonal outer and Built up internal cross-section and contains in the vicinity of the radial outlet a baffle (10) extending from the end wall to the end wall, which from the rear edge of the outlet in the direction of rotation of the impeller approximately radially inward to near the circumference of the impeller and then approximately spirally outwards leads to the housing wall. In a special version, the impeller is offset by a certain amount from the center of the housing.

Die Erfindung betrifft einen Radialventilator, der ein Gehäuse mit Einlaß und etwa senkrecht dazu gerichtetem Auslaß sowie ein drehbar im Gehäuse angeordnetes, über eine im Gehäuse gelagerte Welle angetriebenes Laufrad mit gekrümmten Schaufeln und einer dem Einlaß des Gehäuses gegenüberstehenden Ansaugöffnung umfaßt.The invention relates to a centrifugal fan which comprises a housing with an inlet and an outlet approximately perpendicular thereto, and an impeller which is arranged rotatably in the housing and is driven via a shaft mounted in the housing and has curved blades and a suction opening opposite the inlet of the housing.

Derartige Ventilatoren sind bekannt und bisher stets so ausgebildet, daß das Gehäuse innen spiralförmig ausgebildet ist, wobei sich das Ende der Spirale mit dem größeren Abstand von der Mittelachse des Laufrades in der Nähe des Auslasses befindet.Such fans are known and so far always designed so that the inside of the housing is spiral-shaped, the end of the spiral being at the greater distance from the central axis of the impeller near the outlet.

Diese Radialventilatoren sind, wenn das Gehäuse eine einfache dünne Wand aufweist, was seine Herstellung aus Blech selbstverständlich verbilligt, auch außen spiralförmig ausgebildet.These centrifugal fans, if the housing has a simple thin wall, which of course reduces the cost of producing it from sheet metal, are also designed spirally on the outside.

Der Nachteil dieser bekannten Radialventilatoren besteht darin, daß man sie nicht ohne weiteres in beliebiger Lage montieren kann, sondern dafür zusätzliche Hilfsmittel benötigt.The disadvantage of these known centrifugal fans is that they cannot be easily installed in any position, but require additional aids.

So ist beispielsweise ein bekannter Radialventilator, dessen Gehäuse spiralförmig aus Blech hergestellt ist, an seinen beiden Stirnwänden mit über dieses spiralförmige Gehäuse überstehenden rechteckigen Wänden bzw. Platten versehen und kann mit Hilfe dieser Platten dann in mehr als einer Lage befestigt werden. Die Anbringung der vorgenannten Platten an den Stirnseiten des bekannten Radialventilators bedingt jedoch einen erhöhten Aufwand an Material und Arbeit, der sich dann in einem erhöhten Preis niederschlägt.For example, a known radial fan, the housing of which is made of sheet metal in a spiral, is provided on its two end walls with rectangular walls or plates which protrude above this spiral housing and can then be fastened in more than one position with the aid of these plates. The attachment of the aforementioned plates on the end faces of the known radial fan, however, requires an increased amount of material and work, which is then reflected in an increased price.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialventilator der eingangs beschriebenen Art in einfacher, billiger Weise aus Blech herzustellen und bei einer strömungstechnisch akzeptablen Innenform eine Außenform besitzt, die seine Montage in verschiedener Lage gestattet.The invention has for its object to produce a centrifugal fan of the type described in a simple, inexpensive manner from sheet metal and with an aerodynamically acceptable inner shape has an outer shape that allows it to be installed in different positions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse einen achteckigen Außen- und Innenquerschnitt aufweist, wobei sich der Einlaß etwa in der Mitte der einen, vorzugsweise etwa ebenen Stirnwand und das Lager der Laufradwelle etwa in der Mitte der anderen, gegenüberliegenden Stirnwand befindet. Der Auslaß liegt dann in einer der Seiten des achteckigen Gehäuses und das Laufrad weist einen kleineren Außendurchmesser als der diametrale Abstand zweier gegenüberliegender Oktogonflächen des Gehäuses auf. Im Zwischenraum zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse befindet sich erfindungsgemäß neben dem Auslaß und in Drehrichtung des Laufrades nach demselben ein sich von Stirnwand zu Stirnwand erstreckendes Leitblech. Dieses Leitblech führt von der in Drehrichtung des Laufrades hinteren Kante des Auslasses etwa radial einwärts, bis in die Nähe des Laufradumfanges, und anschließend etwa spiralförmig nach außen bis zur Gehäusewand.This object is achieved in that the housing has an octagonal outer and inner cross section, the inlet being approximately in the middle of one, preferably approximately flat end wall and the bearing of the impeller shaft approximately in the middle of the other, opposite end wall. The outlet then lies in one of the sides of the octagonal housing and the impeller has a smaller outer diameter than the diametrical distance between two opposing octagon surfaces of the housing. In the space between the impeller and the housing there is, according to the invention, a baffle extending from the end wall to the end wall next to the outlet and in the direction of rotation of the impeller after it. This baffle leads approximately radially inward from the rear edge of the outlet in the direction of rotation of the impeller to the vicinity of the Impeller circumference, and then approximately spiral outwards to the housing wall.

Während die oktogonale Außenform des Gehäuses erhebliche Vorteile hinsichtlich einer Montagemöglichkeit in verschiedener Lage bietet, ist die infolge der einwandigen Herstellung des Gehäuses aus Blech zwangsläufig ebenfalls oktogonale Innenform strömungstechnisch, wie Versuche bestätigt haben, durchaus zufriedenstellend. Die beim Oktogon ohnehin schon relativ großen Innenwinkel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Oktogonflächen (135°) fallen nämlich strömungstechnisch deshalb praktisch kaum ins Gewicht, weil sie in einem gewissen Abstand vom Laufradumfang liegen. Wie groß dieser Abstand am besten gewählt wird, kann durch wenige einfache Versuche ermittelt werden. Dabei gehen die Drehzahl des Laufrades ebenso wie die geometrischen Verhältnisse der Laufradschaufeln als auch die gewünschte Charakteristik des Radialventilators als mehr oder weniger bestimmend ein.While the octagonal outer shape of the housing offers considerable advantages with regard to a mounting option in different positions, the octagonal inner shape due to the single-walled manufacture of the housing from sheet metal is inevitably also satisfactory in terms of flow technology, as tests have confirmed. The already relatively large internal angles between two successive octagon surfaces (135 °) in the case of the octagon are practically negligible in terms of flow technology because they lie at a certain distance from the circumference of the impeller. How large this distance is best chosen can be determined by a few simple tests. The speed of the impeller, as well as the geometric conditions of the impeller blades and the desired characteristic of the radial fan, are more or less decisive.

Erfindungsgemäß ist jedenfalls vorgesehen, daß im Zwischenraum zwischen Laufrad und Gehäuse, in Drehrichtung des Laufrades hinter dem Auslaß ein sich von Stirnwand zu Stirnwand erstreckendes Leitblech angeordnet ist, das die etwa radial aus den Schaufeln des Laufrades austretenden Luftströme, die sich zwischen Laufrad und Gehäuse zunächst etwa spiralförmig und dann etwa kreisförmig ordnen, abfängt und in den Auslaß leitet. Dieses Leitblech führt erfindungsgemäß von seiner dem Laufrad am nächsten liegenden Stelle wieder in einer sanften Spiralform nach außen bis zur Gehäusewand.In any case, according to the invention it is provided that in the space between the impeller and the housing, in the direction of rotation of the impeller behind the outlet, a baffle extending from the end wall to the end wall is arranged which radially exits the air flows approximately radially from the blades of the impeller, which initially occur between the impeller and housing arrange approximately in a spiral and then approximately in a circle, intercept and direct into the outlet. According to the invention, this guide plate leads from its point closest to the impeller back outwards in a gentle spiral shape to the housing wall.

Während es ohne weiteres möglich ist, die Mittelachse des Auslasses tangential zur Mittelachse des Laufrades anzuordnen, wie es bei den eingangs beschriebenen bekannten Radialventilatoren mit etwa spiralförmigem Gehäuse im allgemeinen der Fall ist, kann man vorzugsweise bei dem erfindungsgemäßen Radialventilator auch eine symmetrische Ausbildung des Auslasses erhalten, indem man die Mittelachse des Auslasses so anordnet, daß sie sich mit der Achse des Laufrades schneidet.While it is readily possible to arrange the center axis of the outlet tangentially to the center axis of the impeller, as is generally the case with the known radial fans with an approximately spiral housing described at the outset, a symmetrical configuration of the outlet can preferably also be obtained with the radial fan according to the invention by arranging the central axis of the outlet so that it intersects with the axis of the impeller.

Ein solcher Radialventilator mit symmetrischem Auslaß bietet erhebliche Vorteile hinsichtlich seines Einbaues und läßt sich deshalb vielseitig einsetzen. Insbesondere erübrigt sich die sonst bei spiralförmigen Gehäusen übliche Rechts- und Linksausführung.Such a radial fan with a symmetrical outlet offers considerable advantages with regard to its installation and can therefore be used in many different ways. In particular, there is no need for the right-hand and left-hand versions that are otherwise customary for spiral-shaped housings.

Während es durchaus genügt, wenn sich das Laufrad in der Mitte des achteckigen Gehäuses befindet, kann eine weitere Verbesserung der Strömung und damit des Wirkungsgrades des Radialventilators noch durch einen geringen Versatz des Laufrades gegenüber der Mittelachse des Gehäuses erzielt werden. Zweckmäßig beträgt dieser Versatz zwischen einem Fünftel und einem Sechstel des Durchmessers der Auslaßöffnung, wobei der Versatz in der Richtung erfolgt, daß die Mittelachse des Laufrades auf der der Auslaßöffnung abgewandten Seite der Mittellinie des Gehäuses liegt.While it is sufficient if the impeller is in the middle of the octagonal housing, a further improvement in the flow and thus the efficiency of the radial fan can be achieved by a slight offset of the impeller in relation to the central axis of the housing. This offset is expediently between one fifth and one sixth of the diameter of the outlet opening, the offset taking place in the direction that the central axis of the impeller lies on the side of the center line of the housing facing away from the outlet opening.

Die Erfindung wird nachstehend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

• Fig. 1 eine Ansicht auf den geöffneten Radialventilator;
• Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise längs der Linie II - II in Fig. 1 geschnitten;
• Fig. 3 eine Seitenansicht auf eine andere Ausführung und
• Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht ähnlich Fig. 1 auf eine Ausführung mit aus der Gehäusemitte versetztem Laufrad.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the drawing. Show:

• Figure 1 is a view of the open radial fan.
• Fig. 2 is a side view, partially cut along the line II - II in Fig. 1;
• Fig. 3 is a side view of another embodiment and
• Fig. 4 is an enlarged side view similar to FIG. 1 of an embodiment with an impeller offset from the center of the housing.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Radialventilator besitzt ein Gehäuse, das aus zwei Halbschalen 1a und lb zusammengesetzt ist. Dieses Gehäuse ist achteckig ausgebildet und besitzt einen sich über beide Halbschalen erstreckenden Auslaß 11.The radial fan shown in FIGS. 1 and 2 has a housing which is composed of two half-shells 1a and 1b. This housing is octagonal and has an outlet 11 extending over both half-shells.

In der Mitte der einen Halbschale 1b des Gehäuses befindet sich eine kreisrunde Öffnung als Einlaß, in die ein Ring 2 eingesetzt ist. Dieser Ring ist trichterförmig ausgebildet und an seinem im Gehäuse liegenden axialen Ende verjüngt. Dieses Ende ragt in eine entsprechende kreisförmige Öffnung des noch zu beschreibenden Laufrades 12 hinein, ohne dieses zu berühren.In the middle of a half-shell 1b of the housing there is a circular opening as an inlet, into which a ring 2 is inserted. This ring is funnel-shaped and tapers at its axial end located in the housing. This end protrudes into a corresponding circular opening of the impeller 12 to be described without touching it.

In der Mitte der anderen Halbschale la des Gehäuses befindet sich ein Lager für die Welle 13 des schon erwähnten Laufrades 12, das mit Schaufeln zur Umlenkung der durch den Einlaß 2 in axialer Richtung eingeströmten Luft radial nach außen dient.In the middle of the other half-shell la of the housing there is a bearing for the shaft 13 of the already mentioned impeller 12, which serves with blades to deflect the air flowing in through the inlet 2 in the axial direction radially outwards.

Die Welle 13 des Laufrades 12 ist mit der Welle eines außen auf die Halbschale la des Gehäuses aufgesetzten Elektromotors 14 verbunden. Dieser Motor treibt das Laufrad, gegebenenfalls über ein eingebautes Getriebe, an.The shaft 13 of the impeller 12 is connected to the shaft of an electric motor 14 placed on the outside of the half-shell la of the housing. This motor drives the impeller, possibly via a built-in gear.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist in das Gehäuse ein Leitblech 10 eingesetzt, das, ausgehend von der einen Kante des Auslasses 11, etwa radial, jedoch in seiner Mitte etwas abgeknickt, in Richtung auf den Umfang des Laufrades führt und von dort in einem weiten Bogen zum oktogonalen Gehäusemantel führt. Das Laufrad 12 wird in Richtung des Pfeiles in Fig. 1 angetrieben und nimmt die durch den Einlaß 2 axial einströmende Luft, die dann an seinem Umfang in etwa radialer Richtung austritt, in Umfangsrichtung mit. Die Luft gelangt dann in die Nähe des Auslasses 11 und wird durch das Leitblech 10 an einer Fortsetzung seiner zirkularen Bewegung gehindert, so daß sie schließlich in etwa radialer Richtung aus dem Auslaß 11 austritt.As can be seen from Fig. 1, a guide plate 10 is inserted into the housing, which, starting from one edge of the outlet 11, approximately radially, but somewhat kinked in the middle, leads towards the circumference of the impeller and from there into leads to the octagonal casing shell. The impeller 12 is driven in the direction of the arrow in FIG. 1 and takes the air flowing in axially through the inlet 2, which then emerges at its circumference in an approximately radial direction, in the circumferential direction. The air then comes close to the outlet 11 and is prevented from continuing its circular movement by the baffle 10, so that it finally emerges from the outlet 11 in an approximately radial direction.

Aufgrund der oktogonalen Form des Gehäuses kann der Radialventilator in beliebiger Lage befestigt werden. Eine Befestigung in einer der verschiedenen möglichen Lagen ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Hier sind parallel zu einer Oktogonalfläche des Gehäuses und dicht neben dieser auf beiden Seiten des Gehäuses etwa U-förmige Schienen 3 mit dem Gehäuse verschraubt oder in sonstiger Weise an diesem befestigt. Unter diesen Schienen befinden sich quer dazu verlaufende U-förmige Schienen 5, die wiederum mittels Schrauben 8 mit den Schienen 3 verschraubt sind.Due to the octagonal shape of the housing, the centrifugal fan can be attached in any position. An attachment in one of the various possible positions is shown in FIGS. 1 and 2. Here, parallel to an octagonal surface of the housing and close to this, approximately U-shaped rails 3 are screwed to the housing or fastened to the housing in any other way on both sides of the housing. Below these rails are transverse U-shaped rails 5, which in turn are screwed to the rails 3 by means of screws 8.

Die Schienen 5 sind mittels Schrauben 9 mit Schwinggummifüßen 6 verbunden, die auf eine feste Unterlage aufgesetzt und mit dieser in irgendeiner Weise befestigt werden können.The rails 5 are connected by means of screws 9 to vibrating rubber feet 6, which can be placed on a solid base and fastened in any way with it.

Bei der in Fig. 3 dargestellten abgewandelten Ausführung ist wiederum ein aus zwei Halbschalen 101a und 101b bestehendes Gehäuse mit einem ringförmigen Einlaß 102 und einem ebensolchen Auslaß 111 vorgesehen. Bei dieser Ausführung ist der Motor 114 nicht direkt an das Gehäuse angeflanscht, sondern über ein entsprechendes Lager 115 und einen Treibriemen 116 mit der Welle des Laufrades (nicht dargestellt) verbunden.In the modified embodiment shown in Fig. 3 is again a housing consisting of two half-shells 101a and 101b with an annular one leave 102 and a similar outlet 111 provided. In this embodiment, the motor 114 is not flanged directly to the housing, but is connected to the shaft of the impeller (not shown) via a corresponding bearing 115 and a drive belt 116.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung befindet sich wiederum innerhalb eines achteckigen Gehäuses 201 mit Auslaß 211 ein Laufrad 212, das jedoch hier, im Unterschied zu der Ausführung nach den Figuren 1 und 2, gegenüber der Mittelinie 218 des Gehäuses etwas versetzt ist. Der Versatz der Mittelachse 217 des Laufrades 212 erfolgt innerhalb der durch die Mittellinie 218 des Gehäuses und die Mitte des Auslasses 211 verlaufenden Ebene, und zwar in Richtung von jenem Auslaß 211 fort. Der Versatz 219 beträgt vorzugsweise zwischen einem Fünftel und einem Sechstel des Durchmessers 220 des Auslasses 211. Versuche haben ergeben, daß sich dann eine besonders günstige Strömung ergibt. Auch bei dieser Ausführung ist ein entsprechend geformtes Leitblech 210 in das Gehäuse eingesetzt.In the embodiment shown in FIG. 4 there is again an impeller 212 within an octagonal housing 201 with outlet 211, which, however, in contrast to the embodiment according to FIGS. 1 and 2, is somewhat offset relative to the center line 218 of the housing. The offset of the central axis 217 of the impeller 212 takes place within the plane passing through the center line 218 of the housing and the center of the outlet 211, in the direction away from that outlet 211. The offset 219 is preferably between a fifth and a sixth of the diameter 220 of the outlet 211. Experiments have shown that a particularly favorable flow then results. In this embodiment, too, a correspondingly shaped guide plate 210 is inserted into the housing.

Wie man anhand der in Fig. 4 strichpunktiert eingetragenen idealen Spirale erkennt, nähern sich die Wände des achteckigen Gehäuses in Verbindung mit dem Leitblech 210 dieser Spiralform weitgehend an.As can be seen from the ideal spiral shown in dash-dotted lines in FIG. 4, the walls of the octagonal housing in conjunction with the guide plate 210 largely approximate this spiral shape.