-
Die Erfindung betrifft eine Ventilatoreinheit nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Bei solchen Ventilatoreinheiten dient der Diffusor dazu, die kinetische Energie in Druckenergie umzuwandeln. Zu diesem Zweck erweitert sich der Strömungsquerschnitt des Diffusors in Strömungsrichtung des vom Ventilator erzeugten Luftstromes. Ferner kann mit dem Diffusor eine Wirkungsgradsteigerung der Ventilatoreinheit erzielt werden, weil er zumindest einen Teil der Strömungsenergie des Luftstromes in statischen Druck umwandeln kann. Auch kann der Ventilator mit einer geringeren Drehzahl bei gleicher Luftleistung arbeiten, wodurch die Geräuschentwicklung und Leistungsaufnahme beim Betrieb der Ventilatoreinheit verringert wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Ventilatoreinheit so auszubilden, dass der statische Wirkungsgrad des Ventilators erhöht und das Ventilatorgeräusch verringert werden.
-
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Ventilatoreinheit erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
-
Bei der erfindungsgemäßen Ventilatoreinheit ist der Diffusor mit der wenigstens einen Schnittstelle versehen, an die der Diffusoraufsatz mit wenigstens einer Schnittstelle angeschlossen werden kann. Mit dem Diffusoraufsatz wird der Strömungsquerschnitt für den vom Ventilator erzeugten Luftstrom erweitert. Dadurch wird insbesondere die Axialkomponente der Strömungsgeschwindigkeit entsprechend verringert und dadurch die dynamische Energie in nutzbare Druckenergie umgewandelt. Der statische Wirkungsgrad des Ventilators kann auf diese Weise wesentlich erhöht werden. Dabei kann der Ventilator mit einer geringen Drehzahl ohne Beeinträchtigung der Luftleistung betrieben werden. Die erfindungsgemäße Ventilatoreinheit arbeitet darum auch mit nur sehr geringem Betriebsgeräusch. Da der Diffusoraufsatz und der Diffusor mit den Schnittstellen versehen sind, lässt sich der Diffusoraufsatz vom Anwender einfach nachträglich an seiner Ventilatoreinheit anbringen.
-
Vorteilhaft ist es, den Diffusoraufsatz lösbar mit dem Diffusor zu verbinden. Dann kann der Diffusoraufsatz vom Anwender bei Bedarf auch vom Diffusor abgenommen oder beispielsweise in einem Reparaturfall durch einen neuen Diffusoraufsatz ersetzt werden.
-
Die Schnittstelle des Diffusoraufsatzes kann in vorteilhafter Weise ein umlaufender Radialflansch sein. Er erlaubt einen einfachen Anschluss des Diffusoraufsatzes an den Diffusor. Der Diffusoraufsatz kann beispielsweise mit der Schnittstelle des Diffusors durch Nieten, Schrauben, Klipse und dergleichen verbunden werden.
-
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird die Schnittstelle durch wenigstens einen Steckteil gebildet, der sich auf die Schnittstelle des Diffusors aufstecken lässt.
-
Bei einer solchen Ausbildung ist es von Vorteil, wenn der Mantel des Diffusoraufsatzes aus wenigstens zwei Mantelabschnitten besteht, die durch Formschlussteile miteinander verbunden werden. Dann ist der Aufsteckvorgang sehr einfach durchführbar. Es wird zuerst der eine Mantelabschnitt mit seinem Steckteil auf die Schnittstelle des Diffusors aufgesteckt. Anschließend wird der andere Mantelabschnitt mit seinem Steckteil auf die Diffusorschnittstelle aufgesteckt, wobei die Formschlussteile der Mantelabschnitte miteinander in Eingriff kommen. Diese Formschlussteile sind so ausgebildet, dass der Formschluss in Umfangsrichtung des Mantels gegeben ist, dass die Formschlussteile jedoch quer zur Umfangsrichtung zusammengefügt werden können.
-
Um das Betriebsgeräusch der Ventilatoreinheit weiter zu verringern, ist es von Vorteil, wenn der Diffusoraufsatz mit wenigstens einer Schalldämpfungsschicht versehen ist.
-
Vorteilhaft ist eine solche Schalldämpfungsschicht an der Innenseite des Mantels des Diffusoraufsatzes vorgesehen. Dadurch wird der Schall nahe der Quelle reduziert.
-
Bei einer kostengünstigen Ausführungsform hat der Diffusoraufsatz zumindest über einen Teil seiner Höhe kreisförmigen Querschnitt. Hierbei kann die Erzeugende des Mantels des Diffusoraufsatzes gerade oder auch gekrümmt verlaufen. Bei einem gekrümmten Verlauf kann die Erzeugende konvex oder konkav gekrümmt sein.
-
Bei einer anderen Ausführungsform weist zumindest die Auslassöffnung des Diffusoraufsatzes einen unrunden, insbesondere einen eckigen Umriss auf. Diese eckige Gestaltung macht es möglich, mehrere Diffusoraufsätze mit nur geringem Abstand nebeneinander zu setzen, so dass bei Geräten, bei denen nur ein begrenztes Platzangebot vorhanden ist und mehrere Diffusoraufsätze nötig sind, diese unmittelbar nebeneinander ein- oder mehrreihig hintereinander angeordnet werden können.
-
Wenn die Auslassöffnung des Diffusoraufsatzes einen viereckigen Umriss hat, können benachbarte Diffusoraufsätze mit ihren jeweiligen Umrissseiten entweder aneinanderstoßend oder mit nur geringstem Abstand neben- und hintereinander positioniert werden. Dadurch wird die Fläche optimal zur Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit genutzt.
-
Je nach Gestaltung der Fläche des jeweiligen Gerätes, an der die Diffusoraufsätze montiert werden sollen, kann der Mantel zumindest an der Auslassöffnung dreieckigen, viereckigen, sechseckigen oder anderen mehreckigen Umriss aufweisen. Vorteilhaft ist hierbei der viereckige Umriss, wenn die Montagefläche des Gerätes einen entsprechenden viereckigen Umriss aufweist.
-
Vorteilhaft hat der Diffusoraufsatz im Bereich seiner Schnittstelle einen kreisförmigen Querschnitt, der mit zunehmendem Abstand von der Schnittstelle in einen unrunden, insbesondere eckigen Querschnitt übergeht. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Diffusoraufsatz an herkömmliche Diffusoren von Ventilatoreinheiten anzuschließen, deren Schnittstelle in der Regel rund bzw. kreisförmig gestaltet ist.
-
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Diffusoraufsatz mit wenigstens einer weiteren umlaufenden Wand versehen, die mit Abstand vom Mantel des Diffusoraufsatzes umgeben ist. Durch diese weitere Wand ergeben sich optimale Strömungsverhältnisse.
-
Die Seitenwände des Mantels des Diffusoraufsatzes gehen vorteilhaft gekrümmt ineinander über. Dadurch ergibt sich eine optimale Führung für den Luftstrom und damit gute Strömungsverhältnisse.
-
Die Übergänge zwischen den Seitenwänden des Mantels des Diffusoraufsatzes weisen vorteilhaft in Höhenrichtung einen Drall bzw. eine Verwindung auf. Die Übergänge verlaufen in Höhenrichtung des Mantels nicht längs einer Geraden, sondern entsprechend gekrümmt. Diese Übergangsbereiche sind so gestaltet, dass sie der Strömungsrichtung der Luft im Diffusoraufsatz bzw. dem Drall des Luftstromes hinter dem Laufrad des Ventilators folgen. Es ergeben sich dadurch nur minimale Verluste im Bereich dieser Übergänge.
-
Eine weitere Verringerung des Betriebsgeräusches der Ventilatoreinheit ergibt sich in vorteilhafter Weise, wenn der Mantel des Diffusoraufsatzes aus geschäumtem Material besteht.
-
Der Diffusor ist vorteilhaft mit einem Nachleitrad versehen, das Leitschaufeln oder Stege aufweist.
-
Der Diffusor ist zusammen mit dem Nachleitrad vorteilhaft einteilig ausgebildet, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.
-
Der Diffusor ist vorteilhaft Teil einer Einlaufdüse, die den Ventilator umgibt.
-
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Einlaufdüse mit ihren Mantelabschnitten, dem Nachleitrad, einer Aufnahme und Schnittstellen einteilig, vorzugsweise aus Kunststoff, ausgebildet.
-
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Abströmkante des Diffusoraufsatzes profiliert ausgebildet, vorzugsweise gezackt oder gewellt. Der aus der Auslassöffnung des Diffusoraufsatzes austretende Luftstrom wird dadurch in einzelne Teilströme aufgeteilt, wodurch im Einsatz die Geräuschentwicklung weiter verringert wird.
-
Der Diffusoraufsatz kann aus wenigstens zwei axial aneinander anschließbaren Abschnitten bestehen. Dadurch besteht die Möglichkeit, durch axiales Aneinanderfügen der Abschnitte unterschiedlich hohe Diffusoraufsätze sehr einfach herstellen zu können.
-
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 und schematischer Darstellung auf einem Gehäuse angeordnete Ventilatoren nach dem Stand der Technik,
-
2 in einer Darstellung entsprechend 1 ein Gerät mit erfindungsgemäßen Ventilatoreinheiten,
-
3 bis 10 jeweils im Axialschnitt verschiedene Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Ventilatoreinheiten,
-
11 bis 13 jeweils in perspektivischer Darstellung weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Ventilatoreinheiten,
-
14 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilatoreinheit.
-
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Gehäuse 1 eines Gerätes 2, das beispielhaft ein Wärmetauscher ist. Das Gerät 2 ist im Ausführungsbeispiel ein Standgerät, kann aber auch ein an einer Wand, einer Decke und dergleichen montiertes Gerät sein. Es weist mindestens eine Ventilatoreinheit auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Reihen mit geringem Abstand hintereinander angeordnete Ventilatoreinheiten vorgesehen. Die Ventilatoreinheit hat einen Ventilator 3 und einen Diffusor 4 (3).
-
Damit die Ventilatoren 3 die Luft nicht frei ausblasen, wird auf ihren Diffusor 4 jeweils ein Diffusoraufsatz 22 aufgesetzt (2), durch den Austrittsverluste minimiert werden. Die Diffusoren 4, 22 wandeln die Geschwindigkeit der austretenden Luft in Druck um. Die Ventilatoreinheiten sind an der rechteckigen Oberseite 5 des Gehäuses 1 angeordnet. Damit die Rechteckfläche der Oberseite 5 optimal ausgenutzt wird, haben die Diffusoraufsätze 22 viereckigen Umriss. Diese Viereckform führt zu einer großen Austrittsfläche für die austretende Luft bei einer vorgegebenen Fläche der Gehäuseoberseite 5. Auch wird durch eine solche Ausbildung eine Strömungsablösung verhindert. Aufgrund ihrer Viereckform können die Diffusoraufsätze 22 so nebeneinander angeordnet werden, dass sie mit ihren benachbarten Rändern einander berühren, wie dies in 2 zu erkennen ist. Bei einer solchen Ausbildung des Gerätes 2 ergibt sich eine besonders hohe Wirkungsgradsteigerung.
-
Die Diffusoraufsätze 22 müssen nicht den viereckigen Umriss haben, sondern können beispielsweise auch kreisförmigen Umriss aufweisen.
-
Die Ventilatoren 3 können Axial-, Diagonal- oder Radialventilatoren sein.
-
In den Ausführungsbeispielen ist jeweils ein Axialventilator 3 dargestellt. Er hat von einer Nabe 6 abstehende Flügel 7, die über den Umfang der Nabe 6 in gleichmäßigen oder auch in unregelmäßigen Abständen angeordnet sind und sich bis nahe an einen Wandabschnitt 8 einer Einlaufdüse 43 erstrecken. Der vom Wandabschnitt 8 umschlossene Raum verjüngt sich in Strömungsrichtung der angesaugten Luft. Die Flügel 7 können in jeder geeigneten Form ausgebildet sein, vorzugsweise geschränkt (der Flügelwinkel ist nicht konstant) gestaltet sein. An den radialen äußeren Enden können die Flügel 7 mit Winglets 9 versehen sein, die sich nur über einen Teil oder über die gesamte Breite des Flügels 7 erstrecken können. Die Winglets 9 können nur an der Saug- oder auch nur an der Druckseite der Flügel 7 vorgesehen sein. Auch ist es möglich, dass sich die Winglets 9 sowohl zur Saug- als auch zur Druckseite hin erstrecken. Die Winglets 9 können über ihre Länge konstante oder auch unterschiedliche Höhe haben, je nach Einsatzfall des Ventilators 3.
-
Wie 3 zeigt, sind die in Drehrichtung des Ventilators rückwärtigen Kanten 10 vorteilhaft mit Zähnen 11 versehen, die über die gesamte Länge oder auch nur über einen Teil der Länge der rückwärtigen Kante 10 vorgesehen sein können. Die in Drehrichtung vordere Kante 12 der Flügel 7 ist vorteilhaft sichelförmig gestaltet.
-
Der Ventilator 3 befindet sich innerhalb des vom Wandabschnitt 8 umschlossenen Raumes. Die Nabe 6 sitzt auf einer (nicht dargestellten) Motorwelle eines Antriebsmotors 13, der in einer Aufnahme 14 untergebracht ist. Sie ist über ein Leitrad 15 an der Innenseite eines Wandabschnittes 16 der Einlaufdüse 43 befestigt. Das Leitrad 15 besteht in bekannter Weise aus mit Abstand voneinander angeordneten Leitschaufeln oder Stegen 17 (nachfolgend nur Leitschaufeln genannt), die über den Umfang der Aufnahme 14 verteilt angeordnet und an der Außenseite der Aufnahme 14 und an der Innenseite des Wandabschnittes 16 in geeigneter Weise befestigt sind. Die Leitschaufeln 17 sind strömungstechnisch so ausgebildet, dass sie die vom Ventilator 3 über die Eintrittsöffnung 18 der Einlaufdüse 43 angesaugte Luft nicht behindern und den Drall aus der Strömung herausnehmen. Der Wandabschnitt 16 erweitert sich in Strömungsrichtung der Luft konisch und bildet somit den Diffusor 4. Er ist integrierter Bestandteil der Einlaufdüse 43. Die Aufnahme 14 mit dem Leitrad 15 befindet sich vollständig innerhalb des vom Wandabschnitt 16 umschlossenen Strömungsraumes.
-
Die freien Ränder 19 und 20 der beiden Wandabschnitte 8, 16 können jeweils verdickt ausgebildet und bilden dadurch Befestigungsränder bzw. Schnittstellen. Mit dem Rand 19 wird der Diffusor 4 in bekannter Weise am jeweiligen Gerät oder der jeweiligen Einheit befestigt.
-
Am Übergang zwischen den beiden Wandabschnitten 8, 16 ist an der Außenseite der Einlaufdüse 43 ein umlaufender Radialflansch 21 (Schnittstelle) vorgesehen, der zur Versteifung der Einlaufdüse 43 beiträgt und vorteilhaft einstückig mit der Düsenwand ausgebildet ist. Die Einlaufdüse 43 mit den Mantelabschnitten 8, 16, dem Leitrad 15, der Aufnahme 14, den Rändern 19, 20 und dem Radialflansch 21 können einteilig, vorteilhaft aus Kunststoff, ausgebildet sein.
-
In 3 ist mit gestrichelten Linien in Höhe der Auslassöffnung 26 ein nach außen sich erstreckender Radialflansch 49 dargestellt, der am Diffusoraufsatz 22 vorgesehen sein kann. Der Radialflansch 49 bildet wie der Befestigungsflansch 23 am gegenüberliegenden Ende eine Schnittstelle des Diffusoraufsatzes 22. Die Ventilatoreinheit weist bei dieser Ausführungsform somit die Schnittstellen 19, 20, 21 und 49 auf, über die die Ventilatoreinheit an das Gehäuse 1 des Gerätes 2 angebaut werden kann.
-
Der freie Rand 20 des Wandabschnittes 16 des Diffusors 4 dient als Befestigungsflansch bzw. Schnittstelle für den Diffusoraufsatz 22, dessen Strömungsquerschnitt sich in Strömungsrichtung der vom Ventilator 3 geförderten Luft vorteilhaft stetig erweitert. Dadurch wird insbesondere die Axialkomponente der Strömungsgeschwindigkeit verringert und somit die entsprechende dynamische Energie in nutzbare Druckenergie umgewandelt. Durch den Diffusoraufsatz 22 kann insbesondere im unteren Druckbereich der Volumenstrom in vorteilhafter Weise erhöht werden. Der Diffusoraufsatz 22 ist als Nachrüstteil ausgebildet, das an bereits bestehende Diffusoren problemlos angebaut werden kann.
-
Der Diffusoraufsatz 22 ist an seinem dem Diffusor 4 zugewandten Ende mit einem umlaufenden radialen Befestigungsflansch 23 als Schnittstelle versehen, mit dem der Diffusoraufsatz 22 auf dem Rand 20 des Diffusors 4 aufliegend befestigt werden kann. Die Befestigung kann in jeder geeigneten Weise erfolgen, beispielsweise durch Verschrauben, Verschweißen, Verkleben und dergleichen. Vorteilhaft ist der Diffusoraufsatz 22 lösbar mit dem Diffusor 4 verbunden.
-
Der Diffusoraufsatz 22 ist so ausgebildet, dass seine konische Innenwand 24 eine stetige Fortsetzung der konischen Innenwand 25 des Mantelabschnittes 16 des Diffusors 4 bildet. Dadurch ist ein stetiger Übergang zwischen dem Diffusor 4 und dem Diffusoraufsatz 22 für die Luftströmung sichergestellt.
-
Im Ausführungsbeispiel hat der Diffusoraufsatz 22 etwa gleiche axiale Länge wie die Einlaufdüse 43. Die Aufnahme 14 sowie das Leitrad 15 ragen nicht in den Diffusoraufsatz 22, so dass die Luft innerhalb des Diffusoraufsatzes 22 optimiert verlustfrei zur Auslassöffnung 26 des Diffusoraufsatzes 22 strömen kann.
-
Der Diffusoraufsatz 22 kann aus jedem geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus Kunststoff, aus metallischem Werkstoff, wie Aluminium oder Stahl, oder aus einem Schaumwerkstoff.
-
Durch den Diffusoraufsatz 22 wird eine weitere Wirkungsgradsteigerung der Ventilatoreinheit erreicht; insbesondere bei Geräten mit geringen Druckverlusten (hohe Volumenströme) wird die beste Wirkung erzielt. Wenn der Diffusoraufsatz 22 in bevorzugter Weise lösbar mit dem Diffusor 4 verbunden ist, kann der Anwender den Diffusoraufsatz 22 bei Bedarf problemlos abnehmen bzw. an den Diffusor 4 anbauen.
-
Der Diffusoraufsatz 22 gemäß 4 unterscheidet sich von der vorigen Ausführungsform dadurch, dass er eine umlaufende Zwischenwand 27 aufweist, die Abstand vom Mantel 28 des Diffusoraufsatzes 22 hat. Zwischen den beiden Wänden 27, 28 wird ein ringförmiger Durchlass 29 für die Luft gebildet. Die freien Enden der beiden umlaufenden Zwischenwände 27, 28 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Diese können auch unterschiedlich hoch sein. Während der Mantel 28 im Axialschnitt gerade verläuft, ist die Zwischenwand 27 im Axialschnitt konkav gekrümmt ausgebildet. Die Zwischenwand 27 erstreckt sich von der Aufnahme 14 aus, an deren umlaufenden Mantel 30 sie anschließt.
-
Der Mantel 28 und die Zwischenwand 27 sind so ausgebildet, dass ihr Umriss in Richtung auf das freie Ende zunimmt, vorzugsweise stetig zunimmt. Dadurch haben der Mantel 28 und die Zwischenwand 27 am freien Ende den größten Umfang. Der Querschnitt des ringförmigen Durchlasses 29 nimmt in Richtung auf die Auslassöffnung 26 ab. Die Zwischenwand 27 und der Mantel 28 können aber auch so gestaltet sein, dass der Strömungsquerschnitt des Durchlasses 29 in Richtung auf die Auslassöffnung 26 konstant ist oder zunimmt. Bleibt der Strömungsquerschnitt gleich, dann liegt die Zwischenwand 27 über ihre Höhe parallel zum Mantel 28.
-
Im Ausführungsbeispiel liegen die freien Enden der Zwischenwand 27 und des Mantels 28 in einer gemeinsamen Ebene. Die Zwischenwand 27 kann aber auch niedriger oder höher sein als der Mantel 28. Durch die Wahl der Höhe der Zwischenwand 27 kann die Ventilatoreinheit optimal an die jeweiligen Strömungsverhältnisse so angepasst werden, dass die Austrittsverluste minimal sind.
-
Da die Zwischenwand 27 am Mantel 30 der Aufnahme 40 befestigt ist, muss die Zwischenwand 27 nicht zusätzlich durch Querstreben und dergleichen am Mantel 28 abgestützt werden. Der Anschluss der Zwischenwand 27 an den Mantel 30 ist luftdicht ausgebildet, so dass die vom Ventilator 3 angesaugte Luft nur durch den Durchlass 29 strömt.
-
Der Diffusoraufsatz 22 kann auch so ausgebildet sein, dass er wenigstens eine weitere ringförmige Zwischenwand aufweist (14), so dass wenigstens ein weiterer Strömungsdurchlass für die Luft gebildet wird. Bei einer solchen Ausbildung liegen der Mantel 28 sowie die Zwischenwände jeweils mit Abstand zueinander. Der Mantel 28 und die Zwischenwände können über ihre Höhe zumindest etwa parallel zueinander verlaufen. Je nach Strömungsverhältnissen können sie auch so ausgebildet sein, dass sie sich nicht parallel zueinander erstrecken. Auch können der Mantel 28 und die Zwischenwände nicht nur gleiche, sondern auch unterschiedliche Höhe haben.
-
5 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Mantel 28 des Diffusoraufsatzes 22 an seiner Innenseite mit einer Schalldämpfungsschicht 31 versehen ist. Als schalldämpfendes Material kann jedes hierfür geeignete Material eingesetzt werden, wie etwa Steinwolle oder offenporiges Material, zum Beispiel Schäume. Die Schalldämpfungsschicht 31 ist vorteilhaft über den gesamten Umfang des Mantels 28 und auch vorteilhaft über dessen gesamte Höhe vorgesehen. Mit der Schalldämpfungsschicht 31 kann die Geräuschentwicklung beim Betrieb der Ventilatoreinheit weiter verringert werden. Im Übrigen ist der Diffusoraufsatz 22 gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel gemäß 3.
-
Der Diffusoraufsatz 22 gemäß 6 zeichnet sich dadurch aus, dass sein Mantel 28 aus geschäumten Material besteht. Dadurch trägt der Mantel 28 zur Geräuschverminderung beim Einsatz der Ventilatoreinheit bei.
-
Der Mantel 28 ist an seinem dem Befestigungsrand 20 des Diffusors 4 zugewandten Ende mit Vertiefungen 32 versehen, die über den Umfang des Mantels 28 verteilt angeordnet und in Richtung auf den Befestigungsrand 20 offen sind. In Höhe der Vertiefungen 32 befinden sich (nicht dargestellte) Befestigungsmittel, wie Schrauben, mit denen der Diffusoraufsatz 22 am Befestigungsrand 20 befestigt werden kann. Die Vertiefungen 32 sind ausreichend groß, damit die Befestigungsmittel mit einem entsprechenden Werkzeug einfach betätigt werden können.
-
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind solche Vertiefungen nicht notwendig, weil der Befestigungsflansch 23 des Diffusoraufsatzes 22 radial über den Mantel 28 übersteht, so dass die Befestigungsmittel problemlos betätigt werden können.
-
Der Mantel 28 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Axialschnitt nach außen gekrümmt. Der aus geschäumtem Material bestehende Mantel 28 kann aber auch im Axialschnitt gerade schräg nach außen verlaufen oder nach innen gekrümmt sein.
-
7 zeigt die Möglichkeit, den Diffusoraufsatz 22 auf den Befestigungsrand 20 des Diffusors 4 aufzustecken. Der Mantel 28 des Diffusoraufsatzes 22 besteht aus einzelnen Mantelabschnitten 28a bis 28c, die über eine Steckverbindung 33 miteinander verbunden sind. Hierfür sind die einzelnen Wandabschnitte 28a bis 28c an einem Rand mit einer Formschlussvertiefung 34 und am anderen Rand mit einem entsprechenden Vorsprung 35 versehen. Die Vertiefungen 34 und Vorsprünge 35 sind so ausgebildet, dass sie in Umfangsrichtung des Mantels 28 nicht voneinander gelöst werden können. Die Vertiefungen 34 sind im Ausführungsbeispiel mit entsprechenden Hinterschnitten versehen. Die Steckverbindungen 33 können auch als Schwalbenschwanznutverbindungen gestaltet sein. Da der Mantel 28 aus wenigstens zwei Mantelabschnitten besteht, lässt sich der Diffusoraufsatz 22 einfach auf den Rand 20 des Diffusors 4 radial von außen aufstecken. Die Mantelabschnitte sind hierzu mit einem im Axialschnitt U-förmigen Steckteil 36 als Schnittstelle versehen, der sich über die Umfangslänge des jeweiligen Mantelabschnittes erstreckt. Der Steckteil 26 umgreift den Rand 20 radial von außen. Der Rand 20 ist vorteilhaft mit einem dünnen, radial vorstehenden umlaufenden Steg 37 versehen, auf den sich der Steckteil 36 einfach aufstecken lässt. Der Steckteil 36 ist vorteilhaft einstückig mit dem Mantel 28 ausgebildet. Er kann aber auch am Mantel 28 befestigt, beispielsweise angeschweißt sein. Die Vertiefungen 34 und Vorsprünge 35 sind so gestaltet, dass sie quer zur Umfangsrichtung des Mantels 28 zusammengefügt werden können.
-
Im Übrigen ist der Diffusoraufsatz 22 gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach 3.
-
Der Diffusoraufsatz 22 gemäß 8 ist ebenfalls gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach 3. Zusätzlich ist der Diffusoraufsatz mit einem Berührschutz 38 versehen, der in unterschiedlichen Positionen am Diffusoraufsatz 22 vorgesehen sein kann. In 8 sind beispielhaft drei mögliche Einbaupositionen für den Berührschutz 38 dargestellt. Im Hinblick auf geringe Geräuschentwicklung und geringe Druckverluste ist es von Vorteil, wenn der Berührschutz 28 einen möglichst großen Abstand vom Ventilator 3 hat. Eine optimale Einbauposition ist somit die Anordnung des Berührschutzes 38 im Bereich der Auslassöffnung 26 des Diffusoraufsatzes 22.
-
Der Berührschutz 38 ist in bekannter Weise ausgebildet, beispielsweise durch ein Draht- oder Kunststoffgitter gebildet. Es ist vorteilhaft an der Innenwand des Mantels 28 des Diffusoraufsatzes 22 befestigt oder hinten aufgesetzt. In jeder Einbauposition steht der Berührschutz 38 somit entweder nicht über die Auslassöffnung 26 vor oder er liegt vor der Auslassöffnung 26. Der Berührschutz 38 kann aufgeschraubt, geklipst, genietet, geschweißt oder eingeschäumt sein.
-
9 zeigt die Möglichkeit, den die Auslassöffnung 26 begrenzenden freien Rand 39 des Diffusoraufsatzes 22 profiliert auszubilden. Im dargestellten Beispielsfall ist der freie Rand 39 über seinen Umfang sägezahnartig ausgebildet. Vorteilhaft sind die Zähne 40 gleich ausgebildet und über den Umfang des Randes 39 in gleichen Abständen hintereinander angeordnet. Diese Profilierung trägt zu einem geringen Geräusch der Ventilatoreinheit bei.
-
Bei der Ausführungsform gemäß 10 ist der freie Rand 39 des Mantels 28 des Diffusoraufsatzes 22 wellenförmig profiliert. Vorteilhaft ist auch bei einer solchen Profilierung, dass die Wellen über den Umfang des Mantels 28 gleichmäßig verlaufen.
-
Der Diffusoraufsatz 22 der Ausführungsformen nach den 9 und 10 ist im Übrigen gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach 3. Die beschriebenen Profilierungen des freien Randes 39 können auch bei den anderen Ausführungsformen des Diffusoraufsatzes 22 vorgesehen sein.
-
Eine Schalldämpfung kann auch dadurch erreicht werden, dass an der Innenwand 24 des Mantels 28 in Höhenrichtung verlaufende Rippen vorgesehen sind, die sich vorteilhaft über die gesamte Höhe des Mantels 28 erstrecken und vorteilhaft in gleichen Abständen über den Umfang des Mantels verteilt angeordnet sind. Diese Rippen können in Axialrichtung verlaufen, aber auch eine Steigung aufweisen.
-
Die 11 bis 14 zeigen Diffusoraufsätze, deren Auslassöffnung einen eckigen, im Ausführungsbeispiel rechteckigen Umriss aufweist. Dabei ändert sich die Querschnittsform des Diffusoraufsatzes vom Einlassbereich zum Auslassbereich von einem kreisförmigen in den eckigen Querschnitt. Der Befestigungsflansch 23 hat kreisförmigen Umriss und bildet, wie auch bei den anderen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, die Schnittstelle, mit der der Diffusoraufsatz 22 am Befestigungsrand 20 des Diffusors 4 befestigt werden kann. An den Befestigungsflansch 23 schließt ein Wandabschnitt 41 an, der zunächst kreisförmigen Querschnitt hat und mit zunehmendem Abstand vom Befestigungsflansch 23 stetig in eine viereckige Umrissform übergeht. Die Auslassöffnung 26 wird von einem Wandabschnitt 42 begrenzt, der im Ausführungsbeispiel rechteckigen oder runden Umriss hat. Der Mantel 28 weist somit über einen Teil seiner Höhe viereckigen Umriss auf. Wie 11 zeigt, sind die Ecken der Seitenwände des Mantels 28 abgerundet. Im Folgenden wird aber weiterhin von einer viereckigen Umrissform gesprochen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass die Seitenwände des Mantels 28 scharfkantig aneinander anschließen.
-
In 11 sind die Leitschaufeln 17 des Leitrades 15 erkennbar, die mit einem Ende am Mantel 30 der Aufnahme 14 und mit dem anderen Ende am Wandabschnitt 16 des Diffusors 4 befestigt sind.
-
Der Diffusor 4 ist Teil der Einlaufdüse 43, die mit dem freien Rand 19 auf einer Düsenplatte 44 befestigt ist. Im Ausführungsbeispiel hat die Düsenplatte 44 rechteckigen Umriss. Der Umriss des Diffusoraufsatzes 22 entspricht im Bereich der Auslassöffnung 26 vorteilhaft dem Umriss der Düsenplatte 44.
-
Die Düsenplatte 44 und/oder die Auslassöffnung 26 kann je nach Anwendungsfall unterschiedlichste Umrissformen haben, zum Beispiel quadratische, rechteckige, sechseckige oder dreieckige Umrissform.
-
12 zeigt beispielhaft, dass die Übergänge zwischen den Seitenwänden des Mantels 28 unter einem Winkel zur jeweiligen Radialen des Diffusoraufsatzes liegen können. Diese Übergänge zwischen den Seitenwänden sind durch die Linien 45 angedeutet. Die Übergänge verlaufen linear.
-
Wie 13 zeigt, können diese Übergänge 45 zwischen den Seitenwänden des Mantels 28 im eckigen Querschnittsbereich auch über ihre Höhe gekrümmt (verwunden) verlaufen. Die Krümmung ist so vorgesehen, dass die Übergänge 45 einen Drall aufweisen und der Strömungsrichtung der Luft hinter dem Ventilator 3 folgen. Die Übergangsbereiche 45 schließen über ihre Länge einen Winkel mit einer Radialen 46 des Diffusoraufsatzes 22 ein, die durch die abgerundete Ecke des Mantels 28 verläuft. Die Übergänge 45 erstrecken sich etwa von der Austrittsöffnung 26 aus bis nahe an den Befestigungsflansch 23 des Diffusoraufsatzes 22.
-
14 zeigt ein Beispiel eines Diffusoraufsatzes 22, der außer dem Mantel 28 und der Innenwand 27 eine umlaufende Zwischenwand 47 aufweist. Die Wände 27, 28, 47 haben über ihren gesamten Umfang Abstand voneinander, vorzugsweise gleichen Abstand. Zwischen den einzelnen Wänden werden dadurch Durchlässe 29, 48 gebildet. Die vom Ventilator 3 angesaugte Luft gelangt in die beiden Durchlässe 29, 48, die jeweils ringförmig verlaufen. Die Innenwand 27 kann in geeigneter Weise beispielsweise mit der Zwischenwand 47 fest verbunden werden.
-
Die Wände 27, 28, 47 verlaufen zumindest etwa parallel zueinander. Je nach Einsatzfall der Ventilatoreinheit können die Wände aber auch so vorgesehen sein, dass sie nicht parallel zueinander verlaufen. Vorteilhaft haben die Wände 27, 28, 47 gleiche Höhe. Die Wände können aber auch unterschiedlich hoch sein. So kann die Höhe der Wände von außen nach innen zu- oder abnehmen. Es können aber auch zwei der Wände gleich hoch und die dritte Wand höher oder kürzer sein als die beiden anderen Wände. Somit kann durch Wahl der Höhe der einzelnen Wände das jeweils günstigste Strömungsverhältnis eingestellt werden.
-
Alle drei Wände 27, 28, 47 sind so ausgebildet, dass sie im Anschlussbereich an den Diffusor 4 kreisförmigen Querschnitt haben, der dann stetig in den eckigen Querschnitt der einzelnen Wände übergeht. Die Übergänge 45 zwischen den Seiten der Wände verlaufen im Beispielsfalle über ihre Länge gekrümmt, ähnlich wie beim Diffusoraufsatz 22 gemäß 13. Es ist selbstverständlich möglich, die gewundenen Übergänge 45 nur an einer Wand oder an zwei Wänden des Diffusoraufsatzes 22 vorzusehen. Dann kann in Verbindung mit der Umrissgestaltung der Wände 27, 28, 47 eine optimale Anpassung an die jeweils gewünschten Strömungsverhältnisse erreicht werden.
-
Die Übergänge 45 können aber auch gerade verlaufen, wie dies bei der Ausführungsform gemäß 12 vorgesehen ist. Dabei können die Übergänge in der jeweiligen, durch die Ecke der Wände gehenden Radialen liegen, aber auch unter einem Winkel zu dieser Radialen verlaufen.
-
Der Diffusoraufsatz 22 kann, wenn er eine oder zwei weitere Wände aufweist, verhältnismäßig kurz gebaut werden. Die vom Ventilator 3 geförderte Luft gelangt in die ringförmigen Durchlässe 29, 48. Der Durchströmquerschnitt dieser Durchlässe nimmt in Strömungsrichtung zunächst ab, wodurch die Luft in diesem Bereich beschleunigt wird. Dies führt zu einer Vergleichmäßigung der Luftströmung. Anschließend kann die Luftströmung mit geringeren Verlusten verzögert werden, wodurch sich ein hoher Wirkungsgrad des Diffusoraufsatzes 22 ergibt. Hierzu nimmt der Strömungsquerschnitt der Durchlässe 29, 48 in Richtung auf die Auslassöffnung 26 wieder zu, vorzugsweise stetig.
-
In der Aufnahme 14 des Diffusors 4 ist der Antriebsmotor 13 untergebracht, wenn es sich um einen Innenläufermotor handelt. Wird für den Ventilator 3 ein Außenläufermotor eingesetzt, dann wird in der Aufnahme 14 ein Klemmkasten oder die entsprechende Elektronik angeordnet.
-
Der Diffusor 4 mit dem Diffusoraufsatz 22 kann für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise für Verdampfer, Verflüssiger, Luftkühler, Rückkühler und dergleichen.
-
Wird der Diffusoraufsatz 22 verwendet, dann wird insbesondere im unteren Druckbereich noch mehr Volumenstrom erzielt. Der Diffusoraufsatz ist ein einfaches und kostengünstig herzustellendes Bauteil, das jederzeit nachträglich an den Diffusor 4 angebaut werden kann.
