DE102012003336A1

DE102012003336A1 - Diffusor, Ventilator mit einem solchen Diffusor sowie Gerät mit solchen Ventilatoren

Info

Publication number: DE102012003336A1
Application number: DE102012003336A
Authority: DE
Inventors: Michael Stephan; Frieder Lörcher; Daniel Seifried
Original assignee: Ziehl Abegg SE
Current assignee: Ziehl Abegg SE
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-08-22
Also published as: SI2815130T1; CN104302927A; JP6357424B2; RU2620308C2; WO2013120623A2; WO2013120623A8; US10197070B2; US20150300372A1; EP2815130B1; WO2013120623A3; ES2922729T3; RU2014137394A; JP2015508884A; EP2815130A2; CN104302927B

Abstract

Der Diffusor hat eine Wand, einen Einlass sowie einen Auslass für Luft. Zumindest der Auslass des Diffusors weist eckigen Umriss auf. Diese Gestaltung des Auslasses des Diffusors macht es möglich, mehrere Diffusoren mit nur geringem Abstand nebeneinanderzusetzen, so dass bei Geräten, bei denen nur ein begrenztes Platzangebot vorhanden ist und mehrere Diffusoren benötigt werden, diese unmittelbar nebeneinander ein- oder mehrreihig hintereinander angeordnet werden können. Die Übergänge zwischen den Seiten der Wand des Diffusors können in Höhenrichtung einen Drall bzw. eine Verwindung aufweisen, wodurch sich nur minimale Verluste im Bereich der Übergänge ergeben. Um den Diffusor an herkömmliche Ventilatoren anschließen zu können, weist er am Einlass einen runden Querschnitt auf, der über die Höhe der Diffusorwand stetig in einen eckigen Querschnitt übergeht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Diffusor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 4 bzw. 7 bzw. 12 bzw. 13, einen Ventilator nach den Ansprüchen 14 bis 17 sowie ein Gerät mit solchen Ventilatoren nach Anspruch 18.
12 zeigt ein Standgerät nach dem Stand der Technik ( DE 35 15 441 ), das mit einem Gehäuse versehen ist. Auf seiner Oberseite befinden sich Ventilatoren, die auf Wärmetauschern montiert sind. Die Ventilatoren blasen die Luft frei aus, so dass die gesamte dynamische Energie am Ventilatoraustritt verloren ist.
Um die beachtlichen Strömungsverluste am Austritt von Rohrleitungen, Ventilatoren und dergleichen zu verringern, werden Austrittsdiffusoren eingesetzt ( DE 20 2011 004 708 U1 , FR 27 28 028 ). Auf Geräten, wie beispielsweise Tischkühlern, besteht jedoch nur ein begrenztes Platzangebot in radialer Richtung. Da die Austrittsdiffusoren kreisförmigen Querschnitt haben, können die Ventilatoren mit den Austrittsdiffusoren nicht dicht aneinander gereiht werden. Dies ist aber häufig bei solchen Geräten erforderlich, wobei die Ventilatoren auch mehrreihig dicht nebeneinander angeordnet werden müssen. Auf einem Gerät mit mehreren Ventilatoren geht somit erheblich Platz verloren. Zwischen den Diffusoren bilden sich dann auch lokale Totwassergebiete, die zu steigenden Verlusten führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Diffusor sowie den gattungsgemäßen Ventilator so auszubilden, dass der Platz auf den Geräten optimal ausgenutzt werden kann, ohne dass hierfür eine konstruktiv aufwändige Ausbildung notwendig ist.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Diffusor erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 4 bzw. 7 bzw. 12 bzw. 13, beim Ventilator erfindungsgemäß mit den Ansprüchen 14 bis 17 und beim Gerät mit den Merkmalen des Anspruches 18 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Diffusor nach Anspruch 1 hat die Diffusorwand zumindest am Auslass eckigen Umriss. Unter eckigen Umriss ist insbesondere zu verstehen, dass der Übergang zwischen den Seiten der Diffusorwand gerundet verläuft. Die eckige Gestaltung macht es möglich, mehrere Diffusoren mit nur geringem Abstand nebeneinander zu setzen, so dass bei Geräten, bei denen nur ein begrenztes Platzangebot vorhanden ist und mehrere Diffusoren benötigt werden, diese unmittelbar nebeneinander ein- oder mehrreihig hintereinander angeordnet werden können.
Der Auslass der Diffusorwand hat vorteilhaft viereckigen Umriss, so dass benachbarte Diffusoren mit ihren jeweiligen Umrissseiten entweder aneinanderstoßend oder mit nur geringstem Abstand neben- und hintereinander positioniert werden können. Dadurch wird die Fläche optimal zur Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit genutzt.
Je nach Gestaltung der Fläche des jeweiligen Gerätes können die Diffusorwände zumindest am Auslass dreieckigen, viereckigen, sechseckigen oder anderen mehreckigen Umriss haben. Vorteilhaft ist hierbei der viereckige Umriss, wenn die Montagefläche entsprechenden viereckigen Umriss aufweist.
Eine optimale Ausbildung ergibt sich, wenn die Diffusorwand über den größten Teil ihrer Höhe eckigen Umriss hat. Neben- und/oder hintereinander liegende Diffusoren können dann mit geringstem Abstand oder auch aneinanderstoßend angeordnet werden. Dadurch ist eine nahezu vollständige Nutzung der entsprechenden Gerätefläche möglich.
Die Seiten der eckigen Diffusorwand gehen vorteilhaft stetig gekrümmt ineinander über, wodurch sich optimale Strömungsverhältnisse ergeben.
Der erfindungsgemäße Diffusor nach Anspruch 4 zeichnet sich dadurch aus, dass die Übergänge zwischen den Seiten der eckigen Diffusorwand in Höhenrichtung einen Drall bzw. eine Verwindung aufweisen. Diese Übergänge verlaufen somit in Höhenrichtung der Diffusorwand nicht längs einer Geraden, sondern entsprechend gekrümmt. Diese Übergangsbereiche sind so gestaltet, dass sie der Strömungsrichtung der Luft im Diffusor bzw. dem Drall der Strömung hinter dem Laufrad des Ventilators folgen. Dadurch ergeben sich nur minimale Verluste im Bereich dieser Übergänge.
Der Querschnitt des Diffusors nimmt in Strömungsrichtung zu, was vorteilhaft für den Abbau der Strömungsgeschwindigkeit ist.
Vorteilhaft ist es, wenn der Querschnitt des Diffusors vom Eintrittsende aus zunächst abnimmt und dann zunimmt. Die Strömung kann dadurch mit nur geringen Verlusten im zunehmenden Querschnittsbereich verzögert werden, wodurch sich ein hoher Diffusorwirkungsgrad ergibt.
Der Diffusor nach Anspruch 7 ist so ausgebildet, dass er am Einlass einen runden, insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, der über die Höhe der Diffusorwand stetig in den eckigen Abschnitt übergeht. Dadurch besteht die Möglichkeit, den erfindungsgemäßen Diffusor an herkömmliche Ventilatoren anzuschließen, deren Anschlussbereich in der Regel rund bzw. kreisförmig gestaltet ist. Der erfindungsgemäße Diffusor kann darum auch an bestehende Ventilatoren angebaut werden.
Vorteilhaft ist der Diffusor mit wenigstens einer weiteren Wand versehen, die von der Diffusorwand mit Abstand umgeben ist. Durch diese weitere Wand ergeben sich optimale Strömungsverhältnisse.
Die Wände des Diffusors können in diesem Falle gleiche Höhe haben, aber auch wahlweise unterschiedlich hoch sein. Es ist daher sehr einfach möglich, durch entsprechende Gestaltung der Diffusorwände die gewünschten Strömungsverhältnisse zu erreichen.
Die weitere Wand des Diffusors ist vorteilhaft ähnlich ausgebildet wie die äußere Diffusorwand. Dementsprechend hat die weitere Wand in vorteilhafter Weise zumindest am Auslass eckigen Querschnitt.
Die Seiten der weiteren Diffusorwand gehen vorteilhaft stetig gekrümmt ineinander über.
Der Diffusor nach Anspruch 12 zeichnet sich dadurch aus, dass die weitere Diffusorwand am Einlass einen runden, vorzugsweise kreisförmigen Umriss aufweist, der über die Höhe der weiteren Diffusorwand stetig in den eckigen Querschnitt übergeht. Somit werden auch bei Verwendung wenigstens einer weiteren Diffusorwand die Strömungsverhältnisse deutlich besser.
Der erfindungsgemäße Diffusor nach Anspruch 13 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge zwischen den Seiten der weiteren eckigen Diffusorwand in Höhenrichtung einen Drall bzw. eine Verwindung aufweisen.
Beim erfindungsgemäßen Ventilator nach Anspruch 14 hat der Diffusor zumindest an seinem Auslass den eckigen Umriss.
Der erfindungsgemäße Ventilator nach Anspruch 15 zeichnet sich dadurch aus, dass die Übergänge zwischen den Seiten der eckigen Diffusorwand in Höhenrichtung einen Drall aufweisen.
Beim Ventilator nach Anspruch 16 hat der Diffusor den runden, insbesonderen kreisförmigen Querschnitt, der über die Höhe der Diffusorwand stetig in den eckigen Querschnitt übergeht.
Der Ventilator nach Anspruch 17 zeichnet sich dadurch aus, dass der Diffusor die weitere Wand aufweist, die am Einlass den runden, vorzugsweise kreisförmigen Umriss hat, der über die Höhe der weiteren Wand stetig in den eckigen Querschnitt übergeht.
Der Ventilator nach Anspruch 17 kann auch eine solche Ausbildung haben, dass die Übergänge zwischen den Seiten der weiteren Wand des Diffusors in Höhenrichtung einen Drall aufweisen.
Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen
1 in perspektivischer Darstellung auf einem Gehäuse angeordnete erfindungsgemäße Austrittsdiffusoren von Ventilatoreinheiten,
2 in perspektivischer und vergrößerter Darstellung den erfindungsgemäßen Austrittsdiffusor,
3 eine Rückansicht des Austrittsdiffusors gemäß 2,
4 eine Rückansicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Austrittsdiffusors,
5 eine Draufsicht auf den Austrittsdiffusor gemäß 4,
6 den Austrittsdiffusor gemäß 5 in perspektivischer Darstellung,
7 eine Rückansicht eines Austrittsdiffusors mit einem Drall in den Wänden,
8 die Abrundungen an den Übergängen zwischen den Seiten der Wände des Austrittsdiffusors und das Flächenverhältnis zwischen einem viereckigen und einem an den Enden abgerundeten viereckigen Auslassquerschnitt,
9 und 10 jeweils im Axialschnitt zwei mögliche Befestigungen von erfindungsgemäßen Austrittsdiffusoren an Ventilatoren,
11 in vereinfachter Darstellung eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Austrittsdiffusors,
12 ein Gerät mit Ventilatoren nach dem Stand der Technik.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Gehäuse 1 eines Gerätes 2, das beispielhaft ein Wärmetauscher ist. Das Gerät 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Standgerät, kann aber auch ein an einer Wand, einer Decke und dergleichen montiertes Gerät sein. Das Gerät 2 weist mehrere Ventilatoren 3 auf, die beispielhaft in zwei Reihen mit geringem Abstand hintereinander angeordnet sind. Die Ventilatoren 3 können drückend oder saugend am Gerät vorgesehen oder auch in das Gerät 2 integriert sein.
Die Ventilatoren 3 haben jeweils einen Austrittsdiffusor 4 (im Folgenden als Diffusor bezeichnet), durch den Austrittsverluste minimiert werden, indem die Geschwindigkeit der austretenden Luft in Druck umgewandelt wird.
Die Diffusoren 4 sind an der rechteckigen Oberseite 5 des Gehäuses 1 vorgesehen. Um diese rechteckige Oberseite 5 optimal auszunutzen, haben die Diffusoren 4 viereckigen Umriss. Daraus ergibt sich eine besonders hohe Wirkungsgradsteigerung. Die Viereckform führt zu einer großen Austrittsfläche für die austretende Luft. Auch tritt dadurch keine Strömungsablösung auf.
Die Diffusoren 4 sind beispielhaft so angeordnet, dass sie mit ihren benachbarten Rändern einander berühren, wie dies besonders in 1 dargestellt ist.
Anhand von 2 wird ein Diffusor 4 näher erläutert. Er hat eine ringförmige Schnittstelle 6, mit der der Diffusor 4 an den Ventilator angeschlossen werden kann. An den äußeren Rand 7 der Schnittstelle 6 schließt eine Wand 8 an, die zunächst kreisförmigen Querschnitt hat und mit Abstand vom äußeren Rand 7 stetig in eine viereckige Umrissform übergeht. Die Wand 8 weist über einen Teil ihrer Höhe den viereckigen Umriss auf.
Wie die Zeichnungen zeigen, sind die Ecken der Wände 8 bis 10 abgerundet. Dennoch wird im Folgenden von einer viereckigen Umrissform gesprochen. Es ist aber eine Ausführung möglich, bei der die Ecken am Austrittsende des Diffusors wirklich scharfkantig sind.
Grundsätzlich reicht für den Diffuser 4 die einzige Wand 8 als Diffusorwand aus. Im Ausführungsbeispiel nach 2 sind zwei Zwischenwände 9 und 10 vorgesehen, die über ihre Höhe Abstand voneinander haben, so dass zwischen den beiden Zwischenwänden 9 und 10 ein Durchlass 11 gebildet wird. Auch zwischen der Zwischenwand 9 und der äußeren Wand 8 besteht über die gesamte Wandhöhe ein Abstand, so dass zwischen den beiden Wänden 8 und 9 ein weiterer Durchlass 12 für die Luft gebildet wird. Die Durchlässe 11, 12 haben Viereckform. Auch die Zwischenwände 9, 10 weisen den Übergang von einer kreisförmigen Schnittstelle 13, 14 in die Viereckform auf wie der Mantel 8, wobei die Viereckform in gleicher Weise zu verstehen ist wie bei der Wand 8. Die Schnittstellen 13, 14 haben kleineren Durchmesser als die Schnittstelle 6, wobei die Schnittstelle 14 der inneren Zwischenwand 10 kleineren Durchmesser als die Schnittstelle 13 der mittleren Zwischenwand 9 aufweist. Die Schnittstelle 14 hat vorteilhaft etwa den gleichen Durchmesser wie die Nabe 21 (9) des Laufrades 20.
Die Wände 8 bis 10 sind so gestaltet, dass der Umriss der Wände in Richtung auf ihr freies Ende zunimmt, vorzugsweise stetig zunimmt. Die Wände 8 bis 10 haben dadurch am freien Ende den größten Umriss.
Der Verlauf der Wände 8 bis 10 kann so ausgebildet sein, dass sie von der Schnittstelle 6, 13, 14 aus zumindest etwa parallel zueinander verlaufen. Die Wände 8 bis 10 können aber je nach Strömungsverhältnissen auch so gestaltet sein, dass sie sich nicht parallel zueinander erstrecken.
Beim Ausführungsbeispiel nach 2 sind zwei Zwischenwände 9, 10 vorgesehen. Der Diffusor 4 kann aber auch nur eine Zwischenwand oder mehr als zwei Zwischenwände aufweisen.
Die Wände 8 bis 10 haben bei der Ausführungsform gemäß 2 gleiche Höhe, so dass ihre freien Enden in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die Wände 8 bis 10 können aber auch unterschiedlich hoch sein. Beispielhaft nimmt die Höhe der Wände 8 bis 10 von außen nach innen ab. Es können aber auch zwei der Wände 8 bis 10 gleich hoch und die dritte Wand höher oder kürzer sein als die beiden anderen Wände. Die Höhe der Wände kann somit optimal an die jeweiligen Strömungsverhältnisse so angepasst werden, dass die Austrittsverluste minimiert werden.
Die Zwischenwände 9, 10 sind miteinander sowie mit der äußeren Wand 8 in geeigneter Weise fest verbunden, beispielsweise durch Querstreben, mit denen die Wände untereinander verbunden sind.
Die vier Seiten 34 bis 37 (7) der Wände 8 bis 10 gehen stetig ineinander über. Der Übergang kann, wie aus 4 beispielhaft hervorgeht, so erfolgen, dass die Übergangsbereiche 15, 16 zwischen den Seiten 34 bis 37 der Wand 8 über deren Höhe gekrümmt verlaufen. Dieser Verlauf über die Höhe der Wand 8 ist durch die Linien 15 in 4 gekennzeichnet. Der Übergangsbereich 15, 16 erstreckt sich nahezu über die gesamte Höhe der Wand 8. Die Krümmung ist so vorgesehen, dass die Übergänge 15, 16 einen Drall aufweisen und der Strömungsrichtung der Luft hinter dem (nicht dargestellten) Laufrad des Ventilators 3 folgen. Wie aus 7 hervorgeht, ist die Krümmung so vorgesehen, dass die Übergangsbereiche 15, 16 über ihre Länge einen Winkel mit einer Radialen des Diffusors einschließen, die durch die abgerundete Ecke 16 der Wand 8 verläuft. Aufgrund des beschriebenen Verlaufs treten allenfalls nur sehr geringe Strömungsverluste durch die Übergänge 15, 16 auf. Aufgrund der Krümmung folgen die Übergänge 15, 16 dem Drall der Luftströmung innerhalb des Diffusors 4. Die Übergänge 15, 16 erstrecken sich etwa vom Austrittsende der Wand 8 aus bis nahe an den kreisförmigen äußeren Rand 7 der Schnittstelle 6.
In gleicher Weise sind auch die Zwischenwände 9 und 10 mit derartigen Übergängen 17, 18 versehen, die ebenfalls entsprechend dem Strömungsverlauf der Luft hinter dem Laufrad drallförmig gekrümmt ausgebildet sind und sich von den Übergangsbereichen zwischen den Seiten der Zwischenwände 9, 10 aus bis nahe an die jeweilige Schnittstelle 13, 14 erstrecken.
Bei der Ausführungsform gemäß den 4 bis 7 sind alle Wände 8 bis 10 mit den gekrümmten Übergängen versehen. Es ist aber auch möglich, diese gewundenen Übergänge nur an einem oder nur an zwei der Wände 8 bis 10 des Diffusors 4 vorzusehen. Somit kann in Verbindung mit der Umrissgestaltung der Wände 8 bis 10 eine optimale Anpassung an die jeweils gewünschten Strömungsverhältnisse erreicht werden.
Die etwa über die Höhe der Wände 8 bis 10 sich erstreckenden Übergänge 15, 16; 17, 18 können sich auch, in Achsrichtung des Diffusors 4 gesehen, gerade erstrecken, wobei wiederum diese Übergangsbereiche einen Winkel mit der Radialen des Diffusors einschließen.
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen haben die Wände 8 bis 10 quadratischen Umriss. Sie können aber auch rechteckigen, sechseckigen oder beispielsweise auch dreieckigen Umriss haben. Die Umrissform richtet sich insbesondere nach der Form der entsprechenden Seite des Gehäuses 1, an dem die Diffusoren 4 vorgesehen werden. Die Umrissform des Strömungsaustrittes kann somit so gewählt werden, dass die zur Verfügung stehende Gehäuseseite optimal ausgenutzt wird.
9 zeigt die Anbindung des Diffusors 4 an eine Düse 19 des Ventilators 3. Die Düse 19 hat kreisförmigen Umriss. Der Ventilator 3 hat das Laufrad 20 mit der Nabe 21, von der in gleichmäßigen Abständen die Flügel 22 abstehen. Sie sind vorteilhaft am radial äußeren Rand mit jeweils einem Winglet 23 versehen. Die in Drehrichtung hintere Kante 24 der Flügel 22 ist zahnartig profiliert.
Die Flügel 22 des Laufrades 20 Können selbstverständlich auch jede andere geeignete Gestaltung haben.
Der Diffusor 4 ist mit der Düse 19 des Ventilators 3 radial verbunden, vorzugsweise verschraubt, was durch die strichpunktierte Linie 25 kenntlich gemacht ist.
Die Düse 19 ist an einer Düsenplatte 32 vorgesehen, die etwa gleichen Querschnitt wie das freie Ende der Wand 8 hat. Die Düse 19 und die Düsenplatte 32 sind vorteilhaft einstückig miteinander ausgebildet, können aber auch voneinander getrennte Bauteile sein, die in geeigneter Weise fest miteinander verbunden werden. Die Düsenplatte 32 hat vorteilhaft den gleichen eckigen Umriss wie das Auslassende der Wand 8. Dadurch können die Ventilatoren 3 eng hinter- und/oder nebeneinander angeordnet werden. Die Düsenplatten 32 und die Wände 8 der Diffusoren 4 benachbarter Ventilatoren 3 können hierbei aneinander stoßen, wie es in 1 dargestellt ist.
Der Diffusor 4 hat die Außenwand 8 und die Zwischenwände 9, 10. Im Axialschnitt verlaufen, wie sich aus 9 ergibt, die Seiten der äußeren Wand 8 etwa konkav. Die Seiten der Zwischenwand 9 verlaufen im Axialschnitt etwa gerade, während die Seiten der Zwischenwand 10 einen etwa konvexen Verlauf haben. Eine solche Gestaltung der Wände 8 bis 10 kann bei sämtlichen beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
In Strömungsrichtung hinter dem Laufrad 20 können im Diffusor 4 Leitschaufeln 26 vorgesehen sein, die sich zwischen den Wänden 8 bis 10 erstrecken und starr angeordnet sind. Die Leitschaufeln 26 befinden sich auf der von den Flügeln 22 abgewandten Seite der Radialbefestigung 25 oder, bei der Ausführungsform gemäß 10, der Axialbefestigung. Der Diffusor 4 wird mit seiner Schnittstelle 6 auf oder in die Düse 19 geschoben und durch die Radialbefestigung 25, die vorteilhaft eine Verschraubung ist, fest mit der Düse verbunden.
Die Wände 8 bis 10 des Diffusors 4 können bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen geräuschdämpfend ausgeführt sein, so dass im Einsatz der Ventilatoren nur ein leises Betriebsgeräusch entsteht. Die Wände 8 bis 10 können bei den beschriebenen Ausführungsformen auch verstellbar ausgebildet sein, so dass sie in ihrer Umrissform zumindest über einen Teil ihrer Höhe an die Strömungsverhältnisse und/oder Einbauverhältnisse angepasst werden können. Die Wände 8 bis 10 können beispielsweise für die Verstellbarkeit flexibel über zumindest einen Teil ihrer Höhe ausgebildet sein.
10 zeigt die Möglichkeit, den Diffusor 4 auch axial an der Düse 19 des Ventilators 3 zu befestigen. Hierzu kann die Schnittstelle 6 der äußeren Wand 8 mit einem radial nach außen verlaufenden Ringflansch 27 versehen sein, der an einem radial nach außen verlaufenden Ringflansch 28 am freien Ende der Düse 19 axial befestigt wird. Vorteilhaft ist auch diese Axialbefestigung eine Verschraubung, die es ermöglicht, den Diffusor 4 bei Bedarf von der Düse 19 abzunehmen.
Der Diffusor 4 kann aufgrund der Zwischenwände verhältnismäßig kurz gebaut werden. Die vom Laufrad 20 geförderte Luft gelangt zwischen die Wände 8 und 9 bzw. 9 und 10. Der Durchströmquerschnitt der Durchlässe 11 und 12 nimmt in Strömungsrichtung zunächst ab, bis er in dem durch eine gestrichelte Linie angegebenen Bereich 29 seinen kleinsten Querschnitt hat. Die Luft wird innerhalb dieses Bereiches 29 beschleunigt, was zu einer Vergleichmäßigung der Luftströmung führt. Die Luftströmung kann danach mit geringeren Verlusten verzögert werden, wodurch sich ein hoher Wirkungsgrad des Diffusors 4 ergibt. Vom Bereich 29 aus nimmt der Strömungsquerschnitt der Durchlässe 11, 12 in Richtung auf das Austrittsende zu, vorzugsweise stetig. Die Querschnittsverengung 29 verhindert außerdem einen frühzeitigen Strömungsabriss (Zusammenbruch der Strömung) im Durchlass 11 und 12.
11 zeigt eine beispielhafte und vorteilhafte Verwendung des Diffusors 4. Die innere Zwischenwand 10 umgibt einen Klemmkasten 30 oder einen Platz für die Elektronik, wenn für den Ventilator 3 ein Außenläufermotor eingesetzt wird. Bei einem Innenläufermotor wäre das Teil 30 der Motor des Ventilators. Der vom Ventilator 3 erzeugte Luftstrom strömt durch die Durchlässe 11, 12. Durch den durch den Durchlass 11 strömenden Luftstrom wird die Oberfläche des Motors 30 gut gekühlt, wodurch eine effektive Kühlung der Elektronik bzw. elektrischen Bauteile des Motors erreicht wird.
Die äußere Wand 8 des Diffusors 4 ist beim Ausführungsbeispiel nach 11 einteilig mit der Düse 19 ausgebildet. Der Austrittsbereich der beiden Durchlässe 11, 12 ist durch einen Berührschutz 31 abgedeckt, der durch ein entsprechendes Gitter oder durch einzelne Gitterstäbe gebildet sein kann. Der Berührschutz 31 hat großen Abstand vom drehenden Laufrad 20. Der Berührschutz 31 kann dadurch so ausgebildet werden, dass nur geringe Druckverluste beim Austritt der Luft aus dem Diffusor 4 auftreten und nur eine geringe Geräuschentwicklung auftritt. Diese Wirkung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Berührschutz 31 eine entsprechend große Maschenweite aufweist.
Der beschriebene Berührschutz 31 kann bei allen beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen vorgesehen sein.
Der Diffusor 4 der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann für Verdampfer, Verflüssiger, Luftkühler, Rückkühler und dergleichen eingesetzt werden. Wie anhand der 9 bis 11 beschrieben, kann der Diffusor 4 mit einer tragenden Funktion zur Aufnahme des Ventilatormotors 30 versehen sein.
Die Ventilatoren 3 können Axial- oder auch Diagonalventilatoren sein. Der Diffusor 4 kann, wenn er keinen einen Drall aufweisenden Übergangsbereich 15, 16; 17, 18 in den Wänden 8 bis 10 hat, auch für Radialventilatoren eingesetzt werden.
Der Radius R am Austrittsende der Wand 8 (7) liegt vorteilhaft in einem Bereich von < 0,5 × D, wobei D der Durchmesser des Laufrades 20 (9) ist. Bei einer vorteilhaften Gestaltung liegt der Radius R der abgerundeten Ecken der Wand 8 in einem Bereich < etwa 0,25 × D.
Wie aus 8 hervorgeht, ist die Austrittsfläche der Wand 8 infolge der Abrundung der Ecken kleiner als bei einer viereckigen Umrissform am Austrittsende. Die Flächenabweichung A/A_R von der maximal zur Verfügung stehenden eckigen Fläche A liegt im Bereich zwischen etwa 1 und 1,27, vorzugsweise in einem Bereich zwischen etwa 1 und etwa 1,05. Durch die entsprechende Wahl des Radius R der abgerundeten Ecke kann somit ein optimaler Austrittsquerschnitt der Wand 8 des Diffusors 4 vorgesehen werden, so dass der Diffusor auf die vorgegebenen Einbauverhältnisse abgestimmt werden kann. Das beschriebene Verhältnis kann prinzipiell auch bei den Wänden 9 und 10 angewendet werden. Die Abrundung muss nicht Teil eines Kreisbogens (Radius R) sein, sondern kann auch andere Formen haben.
Auch kann der Wirkungsgrad des Diffusors durch das Verhältnis von Länge L zu Durchmesser D des Ventilators 3 auf die vorgegebenen Einbauverhältnisse optimal eingestellt werden. Dieses Längen-Durchmesser-Verhältnis LID liegt in einem Bereich von < 5, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 2. Dieses Verhältnis gilt für alle beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Auch kann durch die Wahl des Eintritts- und des Austrittsquerschnittes im Verhältnis zueinander Einfluss auf den Wirkungsgrad des Diffusors 4 genommen werden. In 9 ist der Eintrittsquerschnitt mit A_E und der Austrittsquerschnitt des Diffusors 4 mit A_A bezeichnet. Das Verhältnis von Austrittsfläche zu Eintrittsfläche A_A/A_E liegt in einem Bereich kleiner etwa 5, vorteilhaft in einem Bereich zwischen etwa 1,2 und etwa 3. Das Flächenverhältnis gilt für alle Ausführungsformen.
Der anhand der 4 bis 7 beschriebene Drall bzw. Verwindung 15, 16; 17, 18 wird durch die Beziehung θ × D / L definiert, wobei der Winkel θ zwischen den beiden Radialen r₁ und r₂ gemessen wird. Die Radiale r₁ verläuft durch den Schnittbereich zwischen dem Übergangsbereich 15 mit dem inneren freien Rand 7 der Wand 8. Die Radiale r₂ verläuft demgegenüber bis zum in der Austrittsfläche liegenden Eckbereich der Wand 8, von dem aus sich der Übergangsbereich 15 erstreckt. Diese Verwindung bzw. dieser Drall θ × D / L liegt in einem Bereich zwischen 0° und 360°, vorteilhaft jedoch in einem Bereich zwischen etwa 50° und 100°.
Diese Beziehung gilt für alle Wände 8 bis 10. Der Wert kann bei allen Wänden gleich, aber auch von Wand zu Wand unterschiedlich sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3515441 [0002]
DE 202011004708 U1 [0003]
FR 2728028 [0003]

Claims

Diffusor mit mindestens einer Wand, einem Einlass und einem Auslass für Luft, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Auslass des Diffusors (4) eckigen Umriss hat.
Diffusor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (8) eckigen Umriss hat.
Diffusor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten (34 bis 37) der Wand (8) stetig gekrümmt ineinander übergehen.
Diffusor, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge (15) zwischen den Seiten (34 bis 37) der Wand (8) in Höhenrichtung eine Verwindung aufweisen.
Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Diffusors (4) in Strömungsrichtung zunimmt.
Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Diffusors (4) vom Eintrittsende (6) aus zunächst abnimmt und dann zunimmt.
Diffusor, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (4) am Einlass einen runden, insbesondere kreisförmigen Querschnitt aufweist, der über die Höhe der Wand (8) des Diffusors (4) stetig in einen eckigen Querschnitt übergeht.
Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der eckige Querschnitt über mehr als ein Viertel der Höhe der Wand (8) vorgesehen ist.
Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (4) wenigstens eine weitere Wand (9, 10) aufweist, die von der Wand (8) mit Abstand umgeben ist.
Diffusor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Wand (9, 10) zumindest am Auslass eckigen Querschnitt aufweist.
Diffusor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten der weiteren Wand (9, 10) stetig gekrümmt ineinander übergehen.
Diffusor, insbesondere nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Wand (9, 10) am Einlass einen runden, vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt hat, der über die Höhe der weiteren Wand (9, 10) stetig in einen eckigen Querschnitt übergeht.
Diffusor, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge (17, 18) zwischen den Seiten der weiteren Wand (9, 10) in Höhenrichtung einen Drall (Verwindung) aufweisen.
Ventilator mit einem Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
Ventilator mit einem Diffuser nach einem der Ansprüche 4 bis 6.
Ventilator mit einem Diffuser nach einem der Ansprüche 7 bis 11.
Ventilator mit einem Diffusor nach Anspruch 12 oder 13.
Gerät mit Ventilatoren nach einem der Ansprüche 14 bis 17.