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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE102014204043 A1
Publication typeApplication
Application numberDE201410204043
Publication date10 Sep 2015
Filing date5 Mar 2014
Priority date5 Mar 2014
Also published asEP3114354A1, WO2015132077A1
Publication number1410204043, 201410204043, DE 102014204043 A1, DE 102014204043A1, DE 2014/10204043 A1, DE-A1-102014204043, DE102014204043 A1, DE102014204043A1, DE1410204043, DE2014/10204043A1, DE201410204043
InventorsStéphanie Larpent, Uwe Blass, Nikolaus Zipf
ApplicantMAHLE Behr GmbH & Co. KG
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Lüfterrad eines Axiallüfters Impeller of an axial fan translated from German
DE 102014204043 A1
Abstract  translated from German
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüfterrad (1) für einen Axiallüfter (2) zum Erzeugen eines Kühlluftstroms (38) durch einen Wärmetauscher (36) eines Fahrzeugs, mit einer Nabe (3) und mehreren Schaufeln (4), die jeweils an einem Schaufelfuß (5) mit der Nabe (3) verbunden sind, wobei die Schaufeln (4) jeweils einen Schaufelkörper (7) aufweisen, der an einer Saugseite (8) des Lüfterrads (1) eine Vorderseite (9) und an einer Druckseite (10) des Lüfterrads (1) eine Rückseite (11) besitzt und der eine Anströmkante (12) sowie Abströmkante (13) aufweist, wobei wenigstens eine der Schaufeln (4) auf der Druckseite (10) des Lüfterrads (1) eine Rampe (14) aufweist, die von der Rückseite (11) des Schaufelkörpers (7) absteht und die sich ausgehend von einem Anfangsbereich (15), in den sich der Schaufelfuß (5) und die Anströmkante (12) der jeweiligen Schaufel (4) befinden, in Richtung der Abströmkante (13) und einer Schaufelspitze (6) der jeweiligen Schaufel (4) erstreckt. The present invention relates to a fan wheel (1) for an axial fan (2) for generating a cooling air flow (38) through a heat exchanger (36) of a vehicle, comprising a hub (3) and a plurality of blades (4) each at a blade root ( 5) are connected to the hub (3), wherein the blades (4) each having a blade body (7) provided on a suction side (8) of the fan wheel (1) having a front (9) and on a pressure side (10) of the the fan wheel (1) has a back (11) and having a leading edge (12) and trailing edge (13), wherein at least one of the blades (4) on the pressure side (10) of the fan wheel (1) has a ramp (14), of the back (11) of the blade body (7) projects and which, starting from an initial region (15), into which the blade root (5) and the leading edge (12) of the respective blade (4) are located, in the direction of the trailing edge (13) and a blade tip (6) of the respective blade (4).
Ein verbesserter Wirkungsgrad ergibt sich, wenn sich die jeweilige Rampe (14) über mehr als 50% einer radial vom Schaufelfuß (5) zur Schaufelspitze (6) gemessenen Schaufellänge (16) erstreckt. An improved efficiency is obtained when extending the respective ramp (14) more than 50% of the radially from the blade (5) to the blade tip (6) blade length measured (16).
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Claims(16)  translated from German
  1. Lüfterrad für einen Axiallüfter ( Impeller for an axial fan ( 2 2 ) zum Erzeugen eines Kühlluftstroms ( ) For generating a cooling air flow ( 38 38 ) durch einen Wärmetauscher ( ) Through a heat exchanger ( 36 36 ) eines Fahrzeugs, – mit einer Nabe ( ) Of a vehicle, - with a hub ( 3 3 ) und mehreren Schaufeln ( ) And a plurality of blades ( 4 4 ), die jeweils an einem Schaufelfuß ( ) Each at a blade root ( 5 5 ) mit der Nabe ( ) With the hub ( 3 3 ) verbunden sind, – wobei die Schaufeln ( ) Are connected, - wherein the vanes ( 4 4 ) jeweils einen Schaufelkörper ( ) Each having a blade body ( 7 7 ) aufweisen, der an einer Saugseite ( ) Which, at a suction side of the ( 8 8th ) des Lüfterrads ( ) Of the impeller ( 1 1 ) eine Vorderseite ( ) A front ( 9 9 ) und an einer Druckseite ( ) And on a pressure side ( 10 10 ) des Lüfterrads ( ) Of the impeller ( 1 1 ) eine Rückseite ( ) A back ( 11 11 ) besitzt und der eine Anströmkante ( ) Has a leading edge and the ( 12 12 ) sowie Abströmkante ( ) And trailing edge ( 13 13 ) aufweist, – wobei wenigstens eine der Schaufeln ( ), - Wherein at least one of the blades ( 4 4 ) auf der Druckseite ( ) On the pressure side ( 10 10 ) des Lüfterrads ( ) Of the impeller ( 1 1 ) eine Rampe ( ) A ramp ( 14 14 ) aufweist, die von der Rückseite ( ) Projecting from the rear side ( 11 11 ) des Schaufelkörpers ( ) Of the blade body ( 7 7 ) absteht und die sich ausgehend von einem Anfangsbereich ( ) Projects and which, starting from an initial field ( 15 15 ), in dem sich der Schaufelfuß ( ), In which the blade root ( 5 5 ) und die Anströmkante ( ) And the leading edge ( 12 12 ) der jeweiligen Schaufel ( ) Of the respective blade ( 4 4 ) befinden, in Richtung der Abströmkante ( ) Are, in the direction of the trailing edge ( 13 13 ) und einer Schaufelspitze ( ) And a blade tip ( 6 6 ) der jeweiligen Schaufel ( ) Of the respective blade ( 4 4 ) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Rampe ( ) Extends, characterized in that the respective ramp ( 14 14 ) über mehr als 50% einer radial vom Schaufelfuß ( ) More than 50% of a radial from the blade root ( 5 5 ) zur Schaufelspitze ( ) To the blade tip ( 6 6 ) gemessenen Schaufellänge ( ) Measured blade length ( 16 16 ) erstreckt. ) Extends.
  2. Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Rampe ( Fan impeller according to claim 1, characterized in that the respective ramp ( 14 14 ) über mindestens 75% der Schaufellänge ( ) Over at least 75% of the blade length ( 16 16 ) erstreckt. ) Extends.
  3. Lüfterrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Rampe ( Fan impeller according to claim 1 or 2, characterized in that the respective ramp ( 14 14 ) im Wesentlichen über die gesamte Schaufellänge ( ) Substantially over the entire blade length ( 16 16 ) erstreckt. ) Extends.
  4. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the ramp ( 14 14 ) und der Abströmkante ( ) And the trailing edge ( 13 13 ) des Schaufelkörpers ( ) Of the blade body ( 14 14 ) wenigstens ein zur Druckseite ( ) At least one to the pressure side ( 10 10 ) offener Kanal ( ) Open channel ( 20 20 , . 20' 20 ' ) ausgebildet ist. ) Is formed.
  5. Lüfterrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein solcher Kanal ( Fan impeller according to claim 4, characterized in that at least one such channel ( 20' 20 ' ) bis zu einem radial außenliegenden Ende ( ) Up to a radially outer end ( 18 18 ) der Rampe ( ) Of the ramp ( 14 14 ) erstreckt. ) Extends.
  6. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein solcher Kanal ( Fan impeller according to one of claims 4 or 5, characterized in that at least one such channel ( 20' 20 ' ) radial außen offen ist. ) Is open radially outward.
  7. Lüfterrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein solcher, radial nach außen offener Kanal ( Fan impeller according to claim 6, characterized in that at least one such open radially outwardly channel ( 20' 20 ' ) in einem radial außenliegenden Austrittsbereich ( ) In a radially outer outlet portion ( 31 31 ) als Diffusor ( ) As a diffuser ( 32 32 ) ausgestaltet ist. ) Is configured.
  8. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kanäle ( Fan impeller according to one of claims 4 to 7, characterized in that several channels ( 20 20 , . 20' 20 ' ) parallel nebeneinander angeordnet sind, wobei benachbarte Kanäle ( ) Are arranged parallel next to one another, wherein adjacent channels ( 20 20 , . 20' 20 ' ) durch einen gemeinsamen Trennsteg ( ) By a common separating web ( 23 23 ) voneinander getrennt sind, der an der Rückseite ( ) Are separated from each other, which at the back ( 11 11 ) vom Schaufelkörper ( ) From the blade body ( 7 7 ) zwischen der Rampe ( ) Between the ramp ( 14 14 ) und der Abströmkante ( ) And the trailing edge ( 13 13 ) absteht. ) Projects.
  9. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ramp ( 14 14 ) zur Anströmkante ( ) The leading edge ( 12 12 ) hin konkav gekrümmt ist. ) Is concavely curved.
  10. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Schaufelkörper ( Fan impeller according to one of claims 1 to 9, characterized in that a blade to the body ( 7 7 ) distaler Abströmrand ( ) Distal Abströmrand ( 26 26 ) der Rampe ( ) Of the ramp ( 14 14 ) entlang der Rampe ( ) Along the ramp ( 14 14 ) im Wesentlichen in einer senkrecht zur Rotationsachse ( ) Substantially in a plane perpendicular to the rotational axis ( 27 27 ) des Lüfterrads ( ) Of the impeller ( 1 1 ) verlaufenden Austrittsebene liegt. ) Extending exit plane.
  11. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ramp ( 14 14 ) einen zum Schaufelkörper ( ) To a blade body ( 7 7 ) distalen Abströmrand ( ) Distal Abströmrand ( 26 26 ) aufweist, der zumindest einen sich entlang der Rampe ( ) Which the at least one along the ramp ( 14 14 ) erstreckenden Abschnitt ( ) Extending portion ( 28 28 ) besitzt, der von einer senkrecht zur Rotationsachse ( ) Which, from a perpendicular to the axis of rotation ( 27 27 ) des Lüfterrads ( ) Of the impeller ( 1 1 ) verlaufenden Austrittsebene beabstandet ist. ) Extending exit plane spaced.
  12. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 11, characterized in that the ramp ( 14 14 ) bis in einen Endbereich ( ) Until an end region ( 34 34 ) erstreckt, in dem sich die Abströmkante ( ) Extends, in which the trailing edge ( 13 13 ) und die Schaufelspitze ( ) And the blade tip ( 6 6 ) befinden, wobei der Schaufelkörper ( ), Wherein the blade body ( 7 7 ) in diesem Endbereich ( ) In this end ( 34 34 ) zur Saugseite ( ) To the suction side ( 8 8th ) hin gegenüber der übrigen Vorderseite ( ) Out towards the rest of the front ( 9 9 ) nach außen gewölbt ist. ) Is curved outwards.
  13. Lüfterrad nach den Ansprüchen 12 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein solcher Kanal ( Fan impeller according to claims 12 and 4, characterized in that at least one such channel ( 20' 20 ' ) bis in den Endbereich ( ) Into the end region ( 34 34 ) erstreckt. ) Extends.
  14. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, – dass die jeweilige Rampe ( Fan impeller according to one of claims 1 to 13, characterized in that - the respective ramp ( 14 14 ) am Schaufelfuß ( ) At the blade root ( 6 6 ) und/oder an der Nabe ( ) And / or on the hub ( 3 3 ) beginnt, und/oder – dass die jeweilige Rampe ( ) Starts, and / or - that the respective ramp ( 14 14 ) an der Anströmkante ( ) At the leading edge ( 12 12 ) beginnt. ) Begins.
  15. Lüfterrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfterring ( Fan impeller according to one of claims 1 to 13, characterized in that a fan ring ( 40 40 ) vorgesehen ist, der fest mit den Schaufeln ( ) Is provided integral with the blades ( 4 4 ) verbunden ist. ) connected is.
  16. Axiallüfter zum Erzeugen eines Kühlströms ( Axial to generate a Kühlströms ( 38 38 ) zum Durchströmen eines Wärmetauschers ( ) For the passage of a heat exchanger ( 36 36 ) eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Lüfterrad ( ) Of a motor vehicle, - with a fan ( 1 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, – mit einer Lüfterhaube ( ) According to one of claims 1 to 14, - with a fan hood ( 35 35 ), die das Lüfterrad ( ) That the fan wheel ( 1 1 ) am Außenumfang umschließt. ) Surrounds the outer circumference.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüfterrad für einen Axiallüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms durch einen Wärmetauscher eines Fahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen mit einem derartigen Lüfterrad ausgestatteten Axiallüfter. The present invention relates to an impeller for an axial flow fan for generating a cooling air flow through a heat exchanger of a vehicle, having the features of the preamble of claim 1. The invention also relates to an axial flow fan equipped with such impeller.
  • [0002] [0002]
    Aus der From the DE 10 2010 042 325 A1 DE 10 2010 042 325 A1 ist ein derartiges Lüfterrad bekannt. Such a fan is known a. Es umfasst eine Nabe und mehrere Schaufeln, die jeweils an einem Schaufelfuß mit der Nabe verbunden sind. It comprises a hub and a plurality of blades, which are each connected to a blade root to the hub. Dabei weisen die Schaufeln jeweils einen Schaufelkörper auf, der auch als Schaufelblatt bezeichnet werden kann. The blades each have a blade body which can be referred to as airfoil. Der Schaufelkörper besitzt an einer Saugseite des Lüfterrads eine Vorderseite und an einer Druckseite des Lüfterrads eine Rückseite. The blade body has, at a suction side of the fan, a front side and a pressure side of the fan a back. Ferner weist der Schaufelkörper eine Anströmkante sowie eine Abströmkante auf. Further, the blade body includes a leading edge and a trailing edge. Üblicherweise ist der Schaufelkörper an seiner Vorderseite, also zur Saugseite hin konvex gekrümmt während er an seiner Rückseite komplementär dazu zur Saugseite hin konkav gekrümmt ist. Typically, the blade body on its front, ie toward the suction side curved convex while being complementary with a concave curvature on its rear side toward the suction side. Alle Schaufeln des Lüfterrads weisen auf der Druckseite eine Rampe auf, die von der Rückseite des jeweiligen Schaufelkörpers absteht und die von einem Anfangsbereich ausgeht, in dem sich der Schaufelfuß und die Anströmkante der jeweiligen Schaufel befinden. All blades of the impeller have on the pressure side on a ramp, projecting from the rear of the respective blade body and extending from an initial area, in which the blade and the leading edge of the respective blade located. Von diesem Anfangsbereich erstreckt sich die jeweilige Rampe dann in Richtung der Abströmkante sowie in Richtung der Schaufelspitze der jeweiligen Schaufel. From this initial area, the respective ramp then extends toward the trailing edge and in the direction of the blade tip of each blade. Eine derartige Rampe sorgt für eine verbesserte Umströmung des Schaufelfußes im Bereich der Nabe. Such a ramp provides improved flow around the blade root in the area of the hub. Beim bekannten Lüfter erstreckt sich die jeweilige Rampe über etwa ein Drittel einer radial vom Schaufelfuß zur Schaufelspitze gemessenen Schaufellänge. In the known fan the respective ramp extends over approximately one third of a measured radially from the blade root to the blade tip blade length. Somit sind beim bekannten Lüfterrad die Schaufeln ausgehend von der Schaufelspitze über mehr als 50 Prozent der Schaufellänge rampenfrei ausgestaltet. Thus, the known fan blades are designed starting ramp free from the blade tip over more than 50 percent of the blade length.
  • [0003] [0003]
    Weitere Lüfterräder mit druckseitiger Rampe sind aus der More fan wheels with pressure-side ramp are made of WO 2012/072779 A1 WO 2012/072779 A1 aus der from the EP 1 219 837 A2 EP A2 1219837 und aus der and from DE 199 29 978 A1 DE 199 29 978 A1 bekannt. famous.
  • [0004] [0004]
    Bei einem Axiallüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms durch einen Wärmetauscher eines Fahrzeugs ist häufig wenig Bauraum zwischen dem Wärmetauscher, der üblicherweise auch als Kühler bezeichnet wird, und einem Motorblock einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs vorhanden, um dort den Axiallüfter unterzubringen. In an axial-flow fan for generating a cooling air flow through a heat exchanger of a vehicle, little space between the heat exchanger, which is also commonly referred to as a cooler, and an engine block of an internal combustion engine of the vehicle is often provided, to house the axial fan. Bei einer derartigen Positionierung zieht das Lüfterrad bzw. saugt das Lüfterrad den Kühlungsstrom durch den Wärmetauscher, wobei es den Kühlluftstrom frontal gegen den Motorblock fördert. With such a positioning of the fan draws or sucks the cooling fan to flow through the heat exchanger, wherein it promotes the flow of cooling air frontally against the engine block. Dort muss der Kühlluftstrom radial ausweichen. There, the cooling air flow must move radially. Dabei kommt es im Nabenbereich bzw. in einem nabennahen Bereich der Schaufeln, also im Bereich der Schaufelfüße zu einer Rückströmung. It comes in the hub region or in a region near the hub of the blades, ie in the vicinity of the blade roots to a backflow. Diese Rückströmung wird mithilfe der druckseitig angeordneten Rampen radial verdrängt und in einem Endbereich der Rampen, der distal zur Nabe angeordnet ist, mit einer Hauptströmung zusammengeführt, die von den Schaufeln im Wesentlichen in der Axialrichtung gefördert wird. This return flow is radially displaced by means of the pressure-side ramps and brought together in an end region of the ramps, which is disposed distal to the hub with a main flow, which is conveyed by the blades is substantially in the axial direction. Die Axialrichtung verläuft dabei parallel zur Rotationsachse des Lüfterrads. The axial direction runs parallel to the axis of rotation of the impeller. Bei den bekannten, vorstehend genannten Lüfterrädern ist der Endbereich der jeweiligen Rampe etwa in einem radial innenliegenden Drittel der Schaufellänge zu finden, also im Wesentlichen proximal zum jeweiligen Schaufelfuß. In the known, above-mentioned end portion of the respective fan wheels of the ramp can be found for example, in a radially inner third of the blade length, that is substantially proximal to the respective blade root.
  • [0005] [0005]
    Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Lüfterrad der vorstehend genannten Art bzw. für einen damit ausgestatteten Axiallüfter eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen verbesserten energetischen Wirkungsgrad auszeichnet. The present invention deals with the problem of providing an improved embodiment for a fan of the aforementioned kind or for a so-equipped Axial, which is characterized in particular by improved energy efficiency.
  • [0006] [0006]
    Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. This problem is inventively solved by the subject of the independent claim. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims.
  • [0007] [0007]
    Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Endbereich der jeweiligen Rampe im Vergleich zu bekannten Lüfterrädern radial nach außen zu verlegen, derart, dass sich die jeweilige Rampe über mehr als 50% der Schaufellänge erstreckt. The invention is based on the general idea to move the end of the respective ramp compared to known impellers radially outward, so that extends the respective ramp over 50% of the blade length. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass die vom Lüfterrad geförderte Hauptströmung abhängig von der radialen Position entlang der Schaufeln unterschiedliche Hauptströmungsrichtungen aufweist. The invention in this case makes use of the realization that promoted by mainstream fan has a function of the radial position along the blades different main flow directions. Beispielsweise ist die Hauptströmungsrichtung im Bereich der Schaufelfüße annähernd axial, während sie im Bereich der Schaufelspitzen eine im Wesentlichen diagonale Ausrichtung besitzt, mit anderen Worten, im Bereich der Schaufelspitzen sind eine Axialkomponente und eine Radialkomponente der Hauptströmungsrichtung etwa gleich groß. For example, the main direction of flow in the area of the blade roots is approximately axially, while having a substantially diagonal orientation in the area of the blade tips, in other words, in the region of the blade tips of an axial component and a radial component of the main flow direction are approximately equal. Ebenso kann die Hauptströmungsrichtung im Bereich der Schaufelspitzen weitgehend radial ausgerichtet sein. Likewise, the main flow direction may be substantially radially aligned with the region of the blade tips. Jedenfalls besitzt die Hauptströmungsrichtung im Bereich der Schaufelspitzen eine deutlich größere Radialkomponente als im Bereich der Schaufelfüße. Anyway, has the main flow direction in the area of the blade tips a considerably greater radial component than in the area of the blade roots. Wenn bei herkömmlicher Bauweise die Rampen im innenliegenden Drittel der Schaufellänge enden, herrscht am Übergang zwischen der Rückströmung und der Hauptströmung ein großer Richtungsunterschied, wodurch die radiale Rückströmung vergleichsweise stark in die Axialrichtung umgelenkt werden muss. If, in a conventional construction, the ramps end in the inner third of the blade length, there is at the transition between the back-flow and the main flow, a large difference in direction, whereby the radial return flow has to be comparatively strongly deflected in the axial direction. Hierbei geht vergleichsweise viel Energie verloren. Here is lost relatively much energy. Durch die Verschiebung des Endbereichs der Rampen radial nach außen, wird erreicht, dass die Einleitung der Rückströmung in die Hauptströmung in einem weiter von der Nabe entfernten Bereich erfolgt, in dem die Hauptströmung bereits eine signifikante Radialkomponente besitzt. Due to the displacement of the end portion of the ramps radially outwardly, it is achieved that the initiation of back flow takes place in a more distant area from the hub into the main flow, in which the main flow already has a significant radial component. In der Folge muss die Rückströmung weniger stark in die Axialrichtung umgelenkt werden, sodass hier die energetischen Verluste reduziert werden können. As a result, the return flow must be less strongly deflected in the axial direction, so that the energy losses can be reduced here. In der Folge besitzt das erfindungsgemäße Lüfterrad im Betrieb des Axiallüfters eine verbesserte Effizienz. As a result, impeller of the invention has an improved efficiency in the operation of the axial fan. Die verbesserte Effizienz kann dazu genutzt werden, einen größeren Kühlluftstrom zu fördern.. Ferner lässt sich die verbesserte Effizienz dazu nutzen, das Lüfterrad bzw. den gesamten Axiallüfter bei gleicher Leistung kleiner und leichter zu bauen. The improved efficiency can be used to promote a greater flow of cooling air .. Furthermore, can the improved efficiency use to the fan or the entire axial fan with the same performance easier to build smaller and more. Es ist klar, dass die verbesserte Effizienz auch zu einer beliebigen Kombination der vorstehend genannten Möglichkeiten genutzt werden kann. It is clear that the improved efficiency can also be used for any combination of the aforementioned possibilities.
  • [0008] [0008]
    Die Rampe hat neben der verbesserten Rückführung der Rückströmung in die Hauptströmung außerdem einen Zusatzeffekt. The ramp has beside the improved recycling of backflow into the mainstream also an additive effect. Sie wirkt an der Druckseite der jeweiligen Schaufel wie eine Art Spoiler, der die von der Anströmkante des Schaufelkörpers entlang der Rückseite des Schaufelkörpers geführte Strömung in der Umfangsrichtung umlenkt. It acts on the pressure side of the respective blade as a spoiler, which deflects the run from the leading edge of the blade body along the back side of the blade body flow in the circumferential direction. Dies bedeutet für die Druckseite des Lüfterrads einen erhöhten Druckaufbau, was ebenfalls die Effizienz des Lüfterrads verbessert. This implies an increased pressure build-up, which also improves the efficiency of the impeller for the pressure side of the fan wheel. Je weiter dieser Spoiler, also die Rampe radial nach Außen positioniert werden kann, desto stärker ist die druckaufbauende Wirkung, da radial außen im Betrieb des Lüfterrads höhere Umfangsgeschwindigkeiten der Schaufeln herrschen. The more of these spoilers, that the ramp can be positioned radially outwardly, the stronger the pressure-building effect as radially outward reign higher peripheral speeds of the blades during operation of the fan.
  • [0009] [0009]
    In konsequenter Fortführung des erfindungsgemäßen Gedankens kann sich die jeweilige Rampe gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform über wenigstens 75% der Schaufellänge erstrecken. In consistent continuation of the concept of the invention, the respective ramp can extend according to an advantageous embodiment of at least 75% of the blade length. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der sich die jeweilige Rampe im Wesentlichen über die gesamte Schaufellänge erstreckt. However, preferred is an embodiment in which substantially covers the respective ramp over the entire blade length. Der Ausdruck "im Wesentlichen" ist dabei so zu verstehen, dass sich die jeweilige Rampe zumindest über 90% der Schaufellänge erstreckt. The term "substantially" is to be understood so that extends the respective ramp at least about 90% of the blade length. Ebenso ist denkbar, dass sich die jeweilige Rampe über die gesamte Schaufellänge erstreckt. It is also conceivable that extends the respective ramp over the entire blade length. Wie vorstehend ausgeführt, verbessert sich die Effizienz, je weiter die Rückströmung radial nach Außen geführt werden kann, bevor sie mit der Hauptströmung zusammentrifft. As stated above, the efficiency improves, the further the return flow can be guided radially outwardly until they coincide with the main flow. Es kann jedoch andere Gründe geben, die jeweilige Rampe nicht vollständig entlang der gesamten Schaufellänge vorzusehen. However, there may be other reasons not fully provide the respective ramp along the entire blade length. Denkbar sind beispielsweise herstellungsbedingte Einschränkungen und/oder Stabilitätsanforderungen. Are conceivable, for example, production-related restrictions and / or stability requirements. Ebenso ist denkbar, dass eine Rampe, die sich vollständig über die gesamte Schaufellänge erstreckt bzw. die sich bis zur Schaufelspitze erstreckt, zu Störgeräuschen führen kann. It is also conceivable that a ramp which extends completely over the entire blade length and extending to the blade tip, may result in noise.
  • [0010] [0010]
    Es ist klar, dass vorzugsweise alle Schaufeln mit einer derartigen Rampe ausgestattet sind. It is clear that, preferably, all the blades are provided with such a ramp. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Ausführungsform denkbar, bei der nicht alle Schaufeln mit einer derartigen Rampe ausgestattet sind. In principle, however, an embodiment is conceivable in which not all the blades are equipped with such a ramp. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in der Umfangsrichtung nur jede zweite Schaufel mit einer derartigen Rampe ausgestattet ist. For example, it may be provided that in the circumferential direction only every other blade is equipped with such a ramp.
  • [0011] [0011]
    Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen der Rampe und der Abströmkante des Schaufelkörpers wenigstens ein zur Druckseite offener Kanal ausgebildet sein. According to an advantageous embodiment may be formed at least between the ramp and the trailing edge of the blade body to a pressure side open channel. Ein derartiger Kanal bewirkt eine Kanalisierung der Rückströmung entlang der Rampe, wodurch die Rückströmung von radial innen nach radial außen geführt wird. Such a channel results in a channeling of the backflow along the ramp, whereby the reverse flow is guided from radially inside to radially outside. Der jeweilige Kanal befindet sich dabei an der Abströmseite der jeweiligen Rampe und an der Rückseite des jeweiligen Schaufelkörpers. The respective channel is in this case at the downstream side of the respective ramp and at the rear of each blade body. Da der jeweilige Kanal zu Druckseite hin offen ist, kann die Rückströmung ohne weiteres in den Kanal eintreten. Since the respective channel to pressure side is open, the reverse flow can occur readily in the channel.
  • [0012] [0012]
    Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann sich zumindest ein solcher Kanal bis zu einem radial außenliegenden Ende der Rampe erstrecken. According to an advantageous further development, at least one such channel may extend to a radially outer end of the ramp. Somit wird die Rückströmung im jeweiligen Kanal bis zum außenliegenden Ende der Rampe geführt, was eine kontrollierte Rückführung der Rückströmung in die Hauptströmung verbessert. Thus, the return flow is guided in the respective channel to the outboard end of the ramp, which improves a controlled recirculation of the return flow into the main flow. Damit sich der jeweilige Kanal bis zum außenliegenden Ende der Rampe erstrecken kann, ist die Rampe vom Anfangsbereich bis zu ihrem Ende in der Umfangsrichtung zur Abströmkante des Schaufelkörpers beabstandet angeordnet. Thus, the respective channel can extend to the outboard end of the ramp, the ramp is arranged at a distance from the start area to the end in the circumferential direction to the trailing edge of the blade body.
  • [0013] [0013]
    Grundsätzlich kann das außenliegende Ende der Rampe radial geschlossen ausgeführt sein. Basically, the outboard end of the ramp may be carried out radially closed. Insbesondere kann sich das außenliegende Ende der Rampe unmittelbar an der Abströmkante des Schaufelkörpers befinden. In particular, the outboard end of the ramp can be directly located at the trailing edge of the blade body. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei welcher zumindest ein solcher Kanal radial außen offen ist. But is preferably an embodiment in which at least one such channel is radially outwardly open. Im einfachsten Fall endet die Rampe radial außen freistehend, wodurch der sich bis zum außenliegenden Ende der Rampe erstreckende Kanal radial offen ist. In the simplest case, the ramp ends radially outwardly detached, thereby extending to the outboard end of the ramp channel is open radially. Ebenso ist denkbar, dass die Rampe an ihrem außenliegenden Ende einen Quersteg besitzt, der die Rampe mit der Abströmkante verbindet. It is also conceivable that the ramp has at its outer end a transverse web, connecting the ramp to the trailing edge. Um den am Quersteg endenden Kanal radial zu öffnen, kann dann in diesem Quersteg eine entsprechende Öffnung ausgebildet sein. To open the period ending crossbar channel radially, a corresponding aperture can then be formed in this crosspiece.
  • [0014] [0014]
    Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann zumindest ein solcher, radial außen offener Kanal in einem radial außenliegenden Austrittsbereich als Diffusor ausgestaltet sein. According to another advantageous development, at least be designed in a radially outer outlet area as a diffuser such, radially outwardly open channel. Ein derartiger Diffusor charakterisiert sich dadurch, dass sein durchströmbarer Querschnitt in der Durchströmungsrichtung zunächst abnimmt und danach wieder zunimmt. Such a diffuser is characterized in that its through-flow cross-section in the flow direction initially decreases and then increases again. Mithilfe eines derartigen Diffusors lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit der im jeweiligen Kanal geführten Rückströmung reduzieren, was die Umlenkung der Rückströmung in der Hauptströmung vereinfacht und dementsprechend weniger Energie benötigt. Use of such a diffuser can be performed in the flow rate of each channel backflow reduce, which simplifies the deflection of the return flow in the main flow and, accordingly, requires less energy.
  • [0015] [0015]
    Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung, können an der jeweiligen Schaufel mehrere Kanäle parallel nebeneinander angeordnet sein, wobei benachbarte Kanäle durch einen gemeinsamen Trennsteg voneinander getrennt sind, der zwischen der Rampe und der Abströmkante an der Rückseite vom Schaufelkörper absteht. According to another advantageous development, several channels can be arranged parallel to each other on the respective blade, wherein adjacent channels are separated from each other by a common separating web, which protrudes from the blade body between the ramp and the trailing edge at the rear. Durch das Vorsehen mehrerer, parallel verlaufender Kanäle kann die strömungsführende Wirkung der Kanäle für die Rückströmung verbessert werden. By providing a plurality, of parallel channels, the action of the flow-guiding passages for the return flow can be improved. Gleichzeitig bewirken die Trennstege eine signifikante Aussteifung der jeweiligen Schaufel. Simultaneously, the dividers cause a significant stiffening of the respective blade.
  • [0016] [0016]
    Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Rampe zur Anströmkante hin konkav gekrümmt sein. In another advantageous embodiment, the ramp may be concave towards the leading edge. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige anströmseitige konkave Krümmung besonders zweckmäßig ist, um einerseits den Druckanstieg an der Druckseite zu verbessern und um andererseits die Strömungsführung der Rückströmung zu verbessern. It has been found that such an inflow-side concave curvature is particularly useful in order both to improve the increase in pressure on the pressure side and on the other hand to improve the flow guide of the return flow.
  • [0017] [0017]
    Alternativ ist es ebenso denkbar, die Rampe zur Abströmkante hin konvex zu krümmen. Alternatively, it is also conceivable to bend the ramp to the trailing edge toward convex. Ferner ist denkbar, die Rampe geradlinig zu gestalten. Furthermore, it is conceivable to make the ramp straight.
  • [0018] [0018]
    Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein zum Schaufelkörper distaler Abströmrand der Rampe entlang der Rampe im Wesentlichen in einer senkrecht zur Rotationsachse des Lüfterrads verlaufenden Austrittsebene liegen. In another advantageous embodiment, a blade body to the distal Abströmrand the ramp along the ramp can essentially lie in a plane perpendicular to the rotation axis of the impeller exit plane. Üblicherweise können in dieser Austrittsebene auch die Abströmkanten der Schaufelkörper liegen. Typically, the trailing edges of the blade body can lie in this exit plane. Hierdurch besitzt die Rampe eine besonders einfache Geometrie, wodurch die Rampe und letztlich auch das Lüfterrad vergleichsweise einfach herstellbar sind. In this way has the ramp a particularly simple geometry, whereby the ramp and, ultimately, the fan is relatively easy to produce.
  • [0019] [0019]
    Bei einer anderen Ausführungsform kann die Rampe einen zum Schaufelkörper distalen Abströmrand aufweisen, der zumindest einen, sich entlang der Rampe erstreckenden Abschnitt aufweist, der von einer senkrecht zur Rotationsachse des Lüfterrads verlaufenden Austrittsebene beabstandet ist. In another embodiment, the ramp may have a blade body to the distal Abströmrand, the at least one, located along the ramp having extending portion which is spaced from a plane perpendicular to the rotation axis of the impeller exit plane. Dabei ist der Abströmrand in besagtem Abschnitt zur Saugseite hin von der Austrittsebene beabstandet, wodurch die Rampe bezogen auf den Schaufelkörper in besagtem Abschnitt eine reduzierte Bauhöhe oder Rampenhöhe besitzt. Here the Abströmrand in said section to the suction side spaced out from the exit plane, whereby the ramp on the blade body in said section has taken a reduced height or ramp height. Ein solcher Abschnitt mit reduzierter Rampenhöhe kann sich dabei in einer radial außenliegenden Hälfte, vorzugsweise in einem radial außenliegenden Drittel, oder in einer radial innenliegenden Hälfte, vorzugsweise in einem radial innenliegenden Drittel, der in der Schaufellängsrichtung gemessenen Rampenlänge befinden. Such a section with reduced ramp height may be, in a radially outer half, preferably in a radially outer third, or in a radially inner half, preferably located in a radially inner third, of measured in the blade longitudinal direction ramp length. Durch derartige Abschnitte mit reduzierter Rampenhöhe können die Strömungen aus der Druckund Saugseite besser zusammengeführt werden, was zu einer Steigerung des Wirkungsgrades genutzt werden kann. Through such sections with a reduced ramp height which flows from the pressure and suction side can be better merged, which can be used to increase the efficiency.
  • [0020] [0020]
    Bei einer anderen Ausführungsform kann sich die Rampe bis in einen Endbereich erstrecken, in dem sich die Abströmkante und die Schaufelspitze befinden, wobei der Schaufelkörper in diesem Endbereich zur Saugseite hin gegenüber der übrigen Vorderseite nach außen gewölbt ist. In another embodiment, the ramp may be up in an end portion extending in which the trailing edge and the blade tip are, the blade body is arched in this end toward the suction side towards the rest of the front outward. Bei dieser Ausführungsform wird die saugseitige Kontur des Schaufelkörpers variiert, um den Übergang zwischen Rückströmung und Hauptströmung zu verbessern. In this embodiment, the suction-side contours of the blade body is varied in order to improve the transition between the back-flow and the main flow. Des Weiteren ermöglicht die Rampe eine gewisse Entkopplung zwischen der durch die Vorderseite des Schaufelkörpers definierten saugseitigen Kontur der Schaufeln und der druckseitigen Kontur der Schaufeln, die von der Anströmkante bis zur Rampe durch die Rückseite des jeweiligen Schaufelkörpers und durch die Rampe bestimmt ist. Further allows the ramp a degree of decoupling between the plane defined by the front of the blade body suction-side contour of the blades and the pressure side contour of the blades is determined from the leading edge to the ramp by the rear of the respective blade body, and with the ramp. Somit kann durch eine geeignete Wahl der Geometrie der Rampe gezielt auf die Geometrie und somit auf die aerodynamische Wirkung der Druckseite der jeweiligen Schaufel Einfluss genommen werden, ohne dabei die Geometrie bzw. Aerodynamik der Saugseite der Schaufel zu beeinträchtigen. Thus it can be made specifically on the geometry and thus the aerodynamic effect of the pressure side of the respective blade influence by a suitable choice of the geometry of the ramp, without affecting the geometry and aerodynamics of the suction side of the blade. Gleichzeitig bleibt die jeweilige Schaufel und somit das gesamte Lüfterrad relativ einfach herstellbar. Simultaneously, the respective blade and thus the entire fan remains relatively easy to produce.
  • [0021] [0021]
    Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann sich zumindest ein derartiger Kanal bis in den besagten Endbereich hinein erstrecken, in dem sich der nach außen gewölbte Abschnitt des Schaufelkörpers befindet. In an advantageous development, at least one such channel may be up in the said end portion extending into where located outwardly curved portion of the blade body. Somit kann die Rückführung der Rückströmung gezielt in diesem Endbereich stattfinden. Thus, the return of the backflow occur specifically in this end.
  • [0022] [0022]
    Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige Rampe am Schaufelfuß und/oder an der Nabe beginnen. According to an advantageous embodiment, the respective ramp at the blade root and / or to the hub can begin. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Rampe an der Anströmkante beginnt. Additionally or alternatively, it can be provided that the respective ramp starts at the leading edge. Hierdurch wird erreicht, dass die Rückströmung im Wesentlichen vollständig erfasst werden kann. This ensures that the return flow can be substantially completely so far.
  • [0023] [0023]
    Die jeweilige Rampe ist vorzugsweise integral am jeweiligen Schaufelkörper ausgeformt. The respective ramp is preferably integrally formed on the respective blade body. In der Regel handelt es sich um ein einstückig herstelltes Spritzformteil. Usually it is a one piece injection molding herstelltes. Ferner sind die Schaufeln vorzugsweise integral an der Nabe ausgeformt. Furthermore, the blades are preferably integrally molded to the hub. Insbesondere handelt es sich um ein in einem Stück hergestelltes Spritzformteil. In particular, it is a product manufactured in a single piece injection molded part.
  • [0024] [0024]
    Das Lüfterrad kann mit einem Lüfterring ausgestattet sein, der sich in der Umfangsrichtung geschlossen erstreckt und der die Schaufelspitzen der Schaufeln miteinander verbindet. The fan may be equipped with a fan ring extending closed in the circumferential direction and connecting the blade tips of the blades together. Ein derartiger Lüfterring kann die Stabilität des Lüfterrads erheblich verbessern. Such a fan shroud can greatly improve the stability of the fan. Gleichzeitig kann er aus aerodynamischer Sicht vorteilhaft sein. At the same time it can be beneficial from an aerodynamic point of view. Zweckmäßig ist der Lüfterring mit seinem druckseitigen Ende axial von den Abströmkanten der Schaufelkörper beabstandet. Suitably, the fan ring is spaced with its delivery end axially from the trailing edges of the blade body. Sofern sich die Rampen im Wesentlichen bis zur Schaufelspitze erstrecken, erstreckt sich der Lüfterring maximal bis zur Rampe. Insofar as the ramps extending substantially to the blade tip, the fan ring extends up to the maximum ramp. Ferner kann der Lüfterring axial über die Anströmkanten der Schaufelkörper vorstehen. Furthermore, the fan ring can protrude axially beyond the leading edges of the blade body. Auch der Lüfterring kann integral am Lüfterrad ausgeformt sein. Also, the fan shroud can be formed integrally on the fan wheel.
  • [0025] [0025]
    Ein erfindungsgemäßer Axiallüfter umfasst ein Lüfterrad der vorstehen beschriebenen Art sowie eine Lüfterhaube, die das Lüfterrad am Außenumfang umschließt. An inventive axial fan comprises a fan of the project described type and a fan shroud that surrounds the fan wheel on the outer circumference. Im Betrieb des Axiallüfters ist die Lüfterhaube feststehend angeordnet, während das Lüfterrad relativ dazu rotiert. In operation of the axial fan, the fan cowl is fixed arranged, while the impeller rotates relative thereto. Die Lüfterhaube bewirkt im Wesentlichen eine Kanalisierung der Lüftströmung. The fan shroud causes essentially a channeling of Lüftströmung. Beispielsweise kann die Lüfterhaube mit dem zu durchströmenden Wärmetauscher verbunden sein, um einen vom Wärmetauscher bis zum Lüfterrad führenden Strömungskanal zu bilden. For example, the fan cowl be connected to the flow to pass through heat exchanger to form a leading from the heat exchanger to the fan flow channel.
  • [0026] [0026]
    Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Further important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
  • [0027] [0027]
    Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the particular combination indicated but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
  • [0028] [0028]
    Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to identical or similar or functionally identical components.
  • [0029] [0029]
    Es zeigen, jeweils schematisch, Shown are, schematically:
  • [0030] [0030]
    1 1 eine Axialansicht auf eine Druckseite eines Lüfterrads, an axial view on a pressure side of a fan,
  • [0031] [0031]
    2 2 eine Ansicht wie in is a view as in 1 1 , jedoch bei einer anderen Ausführungsform, However, in another embodiment,
  • [0032] [0032]
    3 3 eine Schnittansicht entsprechend Schnittlinien III in a sectional view according to the sectional lines III in 2 2 , .
  • [0033] [0033]
    4 4 eine Schnittansicht wie in a sectional view as in 3 3 , jedoch bei einer anderen Ausführungsform, However, in another embodiment,
  • [0034] [0034]
    5 5 und and 6 6 jeweils eine isometrische Ansicht des Lüfterrads im Bereich einer Schaufel, jedoch bei weiteren Ausführungsformen, each is an isometric view of the impeller in the region of a blade, but in other embodiments,
  • [0035] [0035]
    7 7 bis to 10 10 jeweils eine druckseitige Ansicht einer Schaufel bei verschiedenen Ausführungsformen, in each case a pressure-side view of a blade in different embodiments,
  • [0036] [0036]
    11 11 eine isometrische Ansicht einer Schaufel bei einer weiteren Ausführungsform, an isometric view of a blade in a further embodiment,
  • [0037] [0037]
    12 12 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung im Längsschnitt eines Axiallüfters im Einbauzustand. a highly simplified schematic representation in longitudinal section of an axial fan in the installed state.
  • [0038] [0038]
    Entsprechend den In accordance with the 1 1 und and 2 2 umfasst ein Lüfterrad comprises a fan 1 1 , das für einen in That for a in 12 12 angedeuteten Axiallüfter indicated Axial 2 2 vorgesehen ist, eine Nabe there is provided a hub 3 3 und mehrere Schaufeln and a plurality of blades 4 4 , die von der Nabe Which from the hub 3 3 ausgehen. out. Vorzugsweise handelt es sich beim Lüfterrad Preferably, the impeller 1 1 um ein Spritzformteil aus Kunststoff, bei dem die Nabe an injection molded plastic part, wherein the hub 3 3 und die Schaufeln and the blades 4 4 materialeinheitlich aus einem Stück hergestellt sind. are made of the same material in one piece.
  • [0039] [0039]
    Entsprechend den In accordance with the 1 1 bis to 11 11 besitzt jede Schaufel , each blade 4 4 einen Schaufelfuß a blade root 5 5 , mit dem sie mit der Nabe With which they connected to the hub 3 3 verbunden ist, sowie eine Schaufelspitze is connected, and a blade tip 6 6 , die distal zur Nabe Distally to the hub 3 3 angeordnet ist. is arranged. Ferner weist jede Schaufel Further, each blade 4 4 einen Schaufelkörper a blade body 7 7 auf, der auch als Schaufelblatt bezeichnet werden kann. , which may be referred to as airfoil. Der Schaufelkörper The blade body 7 7 weist an einer in den instructs one in the 3 3 , . 4 4 und and 12 12 erkennbaren Saugseite recognizable suction side 8 8th des Lüfterrads of the fan wheel 1 1 eine Vorderseite a front 9 9 und an einer Druckseite and at a pressure side 10 10 des Lüfterrads of the fan wheel 1 1 eine Rückseite a rear 11 11 auf. on. Ferner befinden sich am Schaufelkörper Additional facilities at the blade body 7 7 eine Anströmkante a leading edge 12 12 sowie eine Abströmkante and a trailing edge 13 13 der jeweiligen Schaufel the respective blade 4 4 . , Die Axialansichten der The axial views of 1 1 und and 2 2 sowie die isometrischen Ansichten der and isometric views of the 5 5 bis to 11 11 sind auf die Saugseite des Lüfterrads to the suction side of the fan are 1 1 gerichtet. directed. Das heißt, dass in diesen Ansichten die Druckseite That is, in these views the pressure side 10 10 dem Betrachter zugewandt ist, während die Saugseite facing the viewer, while the suction side 8 8th vom Betrachter abgewandt ist. facing away from the viewer.
  • [0040] [0040]
    Wie sich den How to 1 1 bis to 11 11 ferner entnehmen lässt, weisen alle Schaufeln Further can be inferred, have all blades 4 4 auf der Druckseite des Lüfterrads on the pressure side of the fan 1 1 jeweils eine Rampe each ramp 14 14 auf. on. Die Rampe The Ramp 14 14 steht dabei vom Schaufelkörper stands by the blade body 7 7 zur Druckseite the pressure side 10 10 hin ab. back from. Dabei geht die jeweilige Rampe Here goes the respective ramp 14 14 von einem Anfangsbereich from an initial range 15 15 aus, in dem sich der Schaufelfuß from where the blade root 5 5 sowie die Anströmkante and the leading edge 12 12 befinden. . are Ausgehend von diesem Anfangsbereich Starting from this initial area 15 15 erstreckt sich die jeweilige Rampe extending the respective ramp 14 14 dann in Richtung der Abströmkante then in the direction of the trailing edge 13 13 sowie in Richtung der Schaufelspitze and in the direction of the blade tip 6 6 der jeweiligen Schaufel the respective blade 4 4 . ,
  • [0041] [0041]
    In den In the 1 1 und and 2 2 ist jeweils für eine der Schaufeln is in each case for one of the blades 4 4 eine Schaufellänge a blade length 16 16 eingetragen, die sich radial vom Schaufelfuß Recorded extending radially from the blade root 5 5 zur Schaufelspitze the blade tip 6 6 erstreckt. extends. Erkennbar erstrecken sich die Rampen Discoverable extend the ramps 14 14 bei den hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsformen im Wesentlichen über die gesamte Schaufellänge in the embodiments shown herein, preferred substantially over the entire blade length 16 16 , also quasi vom Schaufelfuß , So to speak from the blade root 5 5 bis zur Schaufelspitze to the blade tip 6 6 . , Insbesondere in den Ansichten der In particular, in the views of the 5 5 bis to 10 10 ist erkennbar, dass sich die jeweilige Rampe it can be seen that the respective ramp 14 14 zweckmäßig nicht vollständig bis zu radial außenliegenden Außenkante expedient not completely up to the radially outer peripheral edge 19 19 der Schaufelspitze the blade tip 6 6 erstreckt, sondern dazu radial zurückbleibt. stretches, but this remains radially. Dementsprechend verbleibt eine in den Accordingly, there remains a in 5 5 bis to 10 10 bezeichnete Lücke Marked gap 17 17 zwischen einem radial außenliegenden Ende between a radially outer end 18 18 der Rampe the ramp 14 14 und der besagten Außenkante and said outer edge 19 19 der Schaufelspitze the blade tip 6 6 . , Diese radiale Lücke This radial gap 17 17 ist bei den hier gezeigten bevorzugten Ausführungsformen sehr klein, insbesondere kleiner als is very small in the preferred embodiments shown here, in particular less than 10 10 Prozent der Schaufellänge Percent of the blade length 16 16 . , Bei anderen Ausführungsformen kann diese Lücke In other embodiments, this gap 17 17 jedoch größer sein. be larger. Insbesondere kann es für eine ausreichende Verbesserung der Effizienz des Lüfterrads In particular, it may for a sufficient improvement in the efficiency of the fan 1 1 ausreichen, die Rampe sufficient, the ramp 14 14 so zu dimensionieren, dass sie sich über mindestens 50% der Schaufellänge to be dimensioned so that it extends over at least 50% of the blade length 16 16 erstreckt. extends. Vorzugsweise erstreckt sich die Rampe Preferably extends the ramp 14 14 jedoch über mindestens 75% der Schaufellänge However, over at least 75% of the blade length 16 16 . , Wie gezeigt lassen sich nach derzeitigem Kenntnisstand die besten Ergebnisse jedoch dann erreichen, wenn sich die jeweilige Rampe As shown can be based on present knowledge the best results, however, be achieved if the respective ramp 14 14 über mindestens 90% der jeweiligen Schaufellänge at least 90% of the respective blade length 16 16 erstreckt. extends. In diesem Fall befinden sich in einem Endbereich In this case located in an end region 34 34 der jeweiligen Rampe the respective ramp 14 14 die Schaufelspitze the blade tip 6 6 sowie das außenliegende Ende and the outer end 18 18 der Rampe the ramp 14 14 . , Ferner erstreckt sich die jeweilige Rampe Furthermore, the respective ramp extends 14 14 in ihrem Endbereich in its end 34 34 zumindest bis in die Nähe der Abströmkante at least up to the vicinity of the trailing edge 13 13 , sodass im Endbereich So that in the end region 34 34 auch die Abströmkante the trailing edge 13 13 enthalten ist. is included. Im Beispiel der In the example of 1 1 erstreckt sich die Rampe extends the ramp 14 14 bis zur Abströmkante to the trailing edge 13 13 . , In den Beispielen der In the examples of 2 2 bis to 11 11 bleibt die Rampe remains the ramp 14 14 dagegen in der zumindest in den on the other hand in at least in the 1 1 und and 2 2 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Umfangsrichtung indicated by a double arrow circumferentially 21 21 von der Abströmkante of the trailing edge 13 13 entfernt. away.
  • [0042] [0042]
    Gemäß den According to the 1 1 bis to 11 11 ist zwischen der Rampe is between the ramp 14 14 und der Abströmkante and the trailing edge 13 13 an der jeweiligen Schaufel at the respective blade 4 4 und an der Rückseite and at the rear 11 11 des jeweiligen Schaufelkörpers of each blade body 7 7 zumindest ein Kanal at least one channel 22 22 ausgebildet, der zur Druckseite formed of the pressure side 10 10 offen ist. is open. Im Beispiel der In the example of 1 1 sind drei derartige Kanäle are three such channels 20 20 je Schaufel each blade 4 4 vorgesehen. provided. Im Beispiel der In the example of 2 2 sind zwei Kanäle Two channels 20 20 je Schaufel each blade 4 4 vorgesehen. provided. In den Beispielen der In the examples of 7 7 bis to 10 10 ist dagegen nur ein solcher Kanal on the other hand is only one such channel 20 20 je Schaufel each blade 4 4 vorgesehen. provided. Zumindest einer der Kanäle At least one of the channels 20 20 , der im Folgenden mit , The hereinafter with 20' 20 ' bezeichnet wird, erstreckt sich bis zum radial außenliegenden Ende is called, extends to the radially outer end 18 18 der Rampe the ramp 14 14 . , Da bei der in Since in the in 1 1 gezeigten Ausführungsform die Rampe illustrated embodiment, the ramp 14 14 im Endbereich in the end 34 34 bis zur Abströmkante to the trailing edge 13 13 geführt ist, ist der sich bis in das Ende is performed, is up in the end 18 18 der Rampe the ramp 14 14 erstreckende Kanal extending channel 20' 20 ' radial verschlossen. radially closed. Im Unterschied dazu ist bei den in den In contrast, in the in the 2 2 bis to 11 11 gezeigten Ausführungsformen der sich bis in den Endbereich illustrated embodiments of the up to the end 34 34 erstreckende Kanal extending channel 20' 20 ' radial offen, wodurch er eine radiale Austrittsöffnung radially open, making it a radial outlet opening 22 22 besitzt. owns. Hierzu ist die Rampe For this, the ramp 14 14 auch in ihrem Endbereich also in its end 34 34 in der Umfangsrichtung in the circumferential direction 21 21 von der Abströmkante of the trailing edge 13 13 beabstandet. spaced.
  • [0043] [0043]
    Sofern, wie in den If, as in the 1 1 und and 2 2 erkennbar, mehrere Kanäle recognizable, more channels 20 20 je Schaufel each blade 4 4 vorgesehen sind, verlaufen die Kanäle are provided, the channels extend 20 20 bevorzugt parallel nebeneinander. preferably parallel to each other. Dabei sind in der Umfangsrichtung Here, in the circumferential direction 21 21 benachbarte Kanäle adjacent channels 20 20 jeweils durch einen gemeinsamen Trennsteg each by a common separating web 23 23 voneinander getrennt. separated from each other. Der jeweilige Trennsteg The respective separating web 23 23 ist dabei an der Rückseite is on the back 11 11 des jeweiligen Schaufelkörpers of each blade body 7 7 angeordnet, wobei er dort vom Schaufelkörper , said he the blade body there 7 7 zwischen der Rampe between the ramp 14 14 und der Abströmkante and the trailing edge 13 13 absteht. projects. Bei den Ausführungsformen der In the embodiments of 1 1 und and 2 2 gehen die Trennstege go Dividers 23 23 an ihrem radial außenliegenden Ende jeweils in die Rampe at its radially outer end in each case in the ramp 14 14 über. above. Die Trennstege The dividers 23 23 führen ebenso wie die Rampe perform as well as the ramp 14 14 zu einer signifikanten Aussteifung der jeweiligen Schaufel to a significant stiffening of the respective blade 4 4 . ,
  • [0044] [0044]
    Wie sich insbesondere den How, in particular, the 3 3 bis to 6 6 entnehmen lässt, ist die Rampe can be found, is the ramp 14 14 beispielsweise als Steg ausgestaltet, der vom Schaufelkörper designed for example as web which the blade body 7 7 absteht. projects. Bemerkenswert ist dabei, dass die stegförmige Rampe It is worth noting that the web-shaped ramp 14 14 nicht senkrecht zur Rückseite not perpendicular to the reverse side 11 11 vom Schaufelkörper the blade body 7 7 absteht, sondern gegenüber einer Lotrichtung projects, but compared to a plumb line 41 41 geneigt ist. is inclined. Angedeutet ist hier ein Neigungswinkel von etwa 45°. Indicated here is an inclination angle of about 45 °. Hierdurch besitzt der jeweilige Kanal In this way has the respective channel 20 20 bzw. or. 20' 20 ' in einem quer zur Radialrichtung gemessenen Querschnitt ein V-Profil. in a measured transversely to the radial direction cross-section of a V-profile. Durch Verändern einer Steghöhe oder Rampenhöhe lässt sich die Umströmung der jeweiligen Schaufel By altering a web height or ramp height allows the flow around the respective blade 4 4 beeinflussen, was in den affect what in the 3 3 und and 4 4 durch entsprechende Strömungspfeile by corresponding flow arrows 24 24 und and 25 25 angedeutet ist. is indicated. Bemerkenswert ist dabei, dass sich durch Verändern der Geometrie der Rampe It is worth noting that by changing the geometry of the ramp 14 14 die druckseitige Umströmung the pressure-side flow around 34 34 verändern lässt, ohne dass dadurch die Saugseitige Umströmung can be changed without causing the suction-side flow around 25 25 beeinflusst wird. is affected. Somit lässt sich mithilfe der Rampe Thus can be using the ramp 14 14 die Druckseite des Lüfterrads the pressure side of the fan 1 1 optimieren, ohne dabei eine unerwünschte Wechselwirkung mit der Saugseite optimize without an undesirable interaction with the suction side 8 8th zu erzeugen. to create.
  • [0045] [0045]
    Ferner ist es möglich, die Höhe der Rampe Further, it is possible for the height of the ramp 14 14 entlang ihres radialen Verlaufs zu variieren. to vary along its radial gradient. In den In the 5 5 und and 6 6 ist jeweils mit unterbrochener Linie ein einfacher Verlauf eines zum Schaufelkörper each is a broken line, a simple course of the blade body 7 7 distalen Abströmrands distal Abströmrands 26 26 der Rampe the ramp 14 14 wiedergegeben. reproduced. Dieser vereinfachte Verlauf des Abströmrands This simplified course of Abströmrands 26 26 kann insbesondere dazu führen, dass sich der Abströmrand may in particular cause the Abströmrand 26 26 in einer senkrecht zu einer Rotationsachse in a direction perpendicular to an axis of rotation 27 27 (vgl. (see. 1 1 , . 2 2 und and 12 12 ) verlaufenden, hier nicht näher bezeichneten Austrittsebene liegt. ) Extending, designated here unspecified exit plane. Insbesondere können in dieser Austrittsebene auch die Abströmkanten In particular, in this level the trailing edge exit 13 13 liegen. lie. In den In the 5 5 und and 6 6 sind dagegen mit durchgehender Linie komplexere Verläufe für den Abströmrand however, are more complex by the solid line curves for Abströmrand 26 26 angedeutet, bei denen der Abströmrand indicated, in which the Abströmrand 26 26 zumindest in einem sich entlang der Rampe in at least one along the ramp 14 14 erstreckenden Abschnitt extending portion 28 28 von der besagten Austrittsebene axial beabstandet ist. is axially spaced from said exit plane. Auch diese komplexen Verläufe für den Abströmrand These complex curves for Abströmrand 26 26 können zu einer verbesserten Umströmung der Rampe can an improved flow around the ramp 14 14 führen. lead.
  • [0046] [0046]
    Bei den Ausführungsformen der In the embodiments of 1 1 bis to 9 9 und and 11 11 ist die Rampe the ramp 14 14 zur Anströmkante the leading edge 12 12 hin konkav gekrümmt. concavely curved. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige konkave Krümmung besonders vorteilhaft ist für die Führung einer Rückströmung It has been shown that such a concave curvature is particularly advantageous for the leadership of a backflow 29 29 sowie für einen Druckaufbau an der Druckseite and for a pressure build-up on the pressure side 10 10 im Bereich einer Hauptströmung in the region of a main flow 30 30 . , Grundsätzlich sind jedoch auch andere Geometrien für die Rampe In principle, however, other geometries for the ramp 14 14 denkbar. conceivable. Dementsprechend ist in Accordingly, in 10 10 rein exemplarisch eine zur Anströmkante by way of example for a leading edge 12 12 hin leicht konvex gekrümmte Rampe down slightly convex curved ramp 14 14 angedeutet. indicated. Die ursprünglich konkav gekrümmte Rampe The originally curved ramp concave 14 14 ist dabei in is in 10 10 mit unterbrochener Linie angedeutet. indicated by a broken line. Ebenso ist denkbar, die jeweilige Rampe It is also conceivable that each ramp 14 14 geradlinig auszuführen. straight run.
  • [0047] [0047]
    Durch die Formgebung der Rampe The shape of the ramp 14 14 ist es ferner möglich, eine Strömungsrichtung der Rückströmung it is also possible to make a flow direction of the return flow 29 29 im Bereich der Austrittsöffnung in the region of the outlet opening 22 22 des jeweiligen axial offenen Kanals the respective axially open channel 20' 20 ' zu beeinflussen. to influence. Rein exemplarisch sind in den By way of example are in the 7 7 bis to 9 9 hierzu drei verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt. this has highlighted three different ways. Im Beispiel der In the example of 7 7 ist die Strömungsrichtung der Rückströmung is the flow direction of the return flow 29 29 in der Austrittsöffnung in the outlet opening 22 22 zur Abströmkante the trailing edge 13 13 hin geneigt. inclined. Im Beispiel der In the example of 8 8th ist die Strömungsrichtung der Rückströmung is the flow direction of the return flow 29 29 in der Austrittsöffnung in the outlet opening 22 22 weitgehend radial orientiert. largely radially oriented. Im Beispiel der In the example of 9 9 ist die Strömungsrichtung der Rückströmung is the flow direction of the return flow 29 29 in der Austrittsöffnung in the outlet opening 22 22 zur Anströmkante the leading edge 23 23 hin geneigt. inclined.
  • [0048] [0048]
    Bei der in When in 9 9 gezeigten Ausführungsform ist der radial außen offene Kanal shown embodiment, the radially outwardly open channel 20' 20 ' in einem radial außen liegenden Austrittsbereich in a radially outer outlet area 31 31 , der die Austrittsöffnung That the outlet opening 22 22 enthält, als Diffusor contains, as a diffuser 32 32 ausgestaltet. configured. Erkennbar nimmt der durchströmbare Querschnitt des radial offenen Kanals Discoverable assumes the flow-through cross-section of the radially open channel 20' 20 ' in der Strömungsrichtung der darin geführten Rückströmung in the flow direction of the guided therein backflow 29 29 zwischen der Rampe between the ramp 14 14 und dem Schaufelkörper and the blade body 7 7 zunächst ab und anschließend wieder zu. first off and then back on.
  • [0049] [0049]
    11 11 zeigt eine weitere besondere Ausführungsform, bei welcher der Schaufelkörper shows a further special embodiment, in which the blade body 7 7 im Endbereich in the end 34 34 der Rampe the ramp 14 14 zu Saugseite hin gegenüber der übrigen Vorderseite to the suction side against the other front 9 9 nach Außen gewölbt ist. is curved outward. Dieser nach Außen gewölbte Abschnitt ist in This outward bulging portion is in 11 11 mit With 33 33 bezeichnet. called. Mit unterbrochener Linie ist dabei die ursprüngliche Kontur dieses Abschnitts With dashed line is the original contour of this section 33 33 wiedergegeben, die sich ergibt, wenn die Kontur der übrigen Vorderseite reproduced, the result, when the contour of the remaining front 9 9 des Schaufelkörpers of the blade body 7 7 an der Schaufelspitze at the blade tip 6 6 von der Anströmkante from the leading edge 13 13 zur Abströmkante the trailing edge 13 13 verlängert wird und an der Abströmkante is extended and at the trailing edge 13 13 vom Schaufelfuß from the blade root 5 5 bis zur Schaufelspitze to the blade tip 6 6 verlängert wird. is prolonged. Der in The in 11 11 erkennbare, axial offene Kanal recognizable, axially open channel 20' 20 ' erstreckt sich dabei bis in den Endbereich extends up into the end 34 34 hinein. into it.
  • [0050] [0050]
    Entsprechend Accordingly, 12 12 umfasst der Axiallüfter includes the axial fan 2 2 zusätzlich zum Lüfterrad in addition to the fan 1 1 eine Lüfterhaube a fan cover 35 35 , die das Lüfterrad That the fan 1 1 am Außenumfang umschließt. surrounds the outer circumference. Die Lüfterhaube The fan shroud 35 35 ist im Beispiel der is in the example of 12 12 an einem Wärmetauscher on a heat exchanger 36 36 angebracht und bildet einen Strömungskanal mounted and forms a flow channel 37 37 aus, der vom Wärmetauscher from which the heat exchanger 36 36 bis zum Lüfterrad until the impeller 1 1 führt. leads. Der Axiallüfter The axial fan 2 2 erzeugt mithilfe des Lüfterrads produced using the impeller 1 1 im Betrieb eine Kühlluftströmung in operation a flow of cooling air 38 38 , die den Wärmetauscher That the heat exchanger 36 36 durchströmt. flows through. Das Lüfterrad The fan 1 1 ist bei einer Vielzahl von Einbausituationen dabei axial zwischen dem Wärmetauscher is in a variety of installation situations thereby axially between the heat exchanger 36 36 und einem Motorblock and an engine block 39 39 einer im Übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine, insbesondere eines Fahrzeugs, angeordnet. an internal combustion engine, not shown, moreover, in particular of a vehicle, respectively. Das Lüfterrad The fan 1 1 fördert dabei eine Hauptströmung promotes doing a mainstream 30 30 weitgehend axial, wobei bereits innerhalb des Lüfterrads largely axially, already within the impeller 1 1 eine Umlenkung in die Radialrichtung erfolgt, sodass insbesondere im Bereich der Schaufelspitzen a deflection in the radial direction is so in particular in the area of blade tips 6 6 eine Diagonalströmung vorliegt. a mixed flow is present. Axial zwischen dem Motorblock Axially between the engine block 39 39 und dem Lüfterrad and the fan 1 1 kommt es durch den Aufstau zur Rückströmung it comes through the impoundment to backflow 29 29 , die mit Hilfe der hier vorgestellten Kanäle Who with the help of the presented channels 20 20 , . 20' 20 ' besonders effizient abgeführt und besonders verlustarm in die Hauptströmung dissipated particularly efficiently and especially low losses in the mainstream 30 30 rückgeführt werden kann. can be recycled.
  • [0051] [0051]
    In At 12 12 ist das Lüfterrad is the fan 1 1 rein exemplarisch mit einem Lüfterring by way of example with a fan ring 40 40 ausgestattet, der fest mit den Schaufeln fitted integral with the blades 4 4 verbunden ist und dementsprechend mit dem Lüfterrad is connected and accordingly with the fan 1 1 mitrotiert. co-rotates. Der Lüfterring The fan ring 40 40 kann ein integraler Bestandteil des spritzgeformten Lüfterrads may be an integral part of the injection molded impeller 1 1 sein. be. Erkennbar erstreckt sich der Lüfterring Discoverable extends the fan ring 40 40 axial an der Saugseite axially on the suction side 8 8th über die Anströmkanten on the leading edges 12 12 der Schaufeln the blades 4 4 hinaus, während an der Druckseite addition, while on the pressure side 10 10 die Abströmkanten the trailing edges 13 13 axial über den Lüfterring axially through the fan ring 40 40 vorstehen. protrude.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES contained in the description
  • [0052] [0052]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant has been generated automatically and is recorded exclusively to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA shall not be liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
  • [0053] [0053]
    • DE 102010042325 A1 [0002] DE 102010042325 A1 [0002]
    • WO 2012/072779 A1 [0003] WO 2012/072779 A1 [0003]
    • EP 1219837 A2 [0003] EP 1219837 A2 [0003]
    • DE 19929978 A1 [0003] DE 19929978 A1 [0003]
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DE102010042325A112 Oct 201012 Apr 2012Behr Gmbh & Co. KgLüfter mit Lüfterschaufeln
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WO2012072779A11 Dec 20117 Jun 2012Behr Gmbh & Co. KgAxial fan
Classifications
International ClassificationF04D29/32
Cooperative ClassificationF04D29/329, F04D29/384
Legal Events
DateCodeEventDescription
21 Jan 2015R163Identified publications notified