DE202010016820U1 - Diffusor für einen Ventilator sowie Ventilatoranordnung mit einem derartigen Diffusor - Google Patents

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Abstract

Diffusor (3) für einen Ventilator (2) axialer, radialer oder diagonaler Bauart, mit einer Eintrittsöffnung (10) und mit einer Austrittsöffnung (20) für ein gasförmiges Medium, das von der Eintrittsöffnung (10) in einer axial gerichteten Hauptströmungsrichtung (S) einen von einem Außengehäuse (30) umschlossenen Diffusorinnenraum (I) bis zur Austrittsöffnung (20) durchströmt, wobei der Querschnitt (21) der Austrittsöffnung (20) größer als der Querschnitt (11) der Eintrittsöffnung (10) ist und sich der Querschnitt des Diffusorinnenraums (I) ausgehend vom Querschnitt (11) der Eintrittsöffnung auf den Querschnitt (21) der Austrittsöffnung (20) hin vergrößert, wobei das Außengehäuse (30) einen den Diffusorinnenraum (I) außenseitig begrenzenden Außendiffusor (AD) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Außendiffusors (AD) entlang der Hauptströmungsrichtung (S) von einem kreisförmigen Querschnitt (31) an der Eintrittsöffnung (10) auf einen nicht kreisförmigen Querschnitt (32) an der Austrittsöffnung (20) übergeht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Diffusor für einen Ventilator axialer, radialer oder diagonaler Bauart, mit einer Eintrittsöffnung und mit einer Austrittsöffnung für ein gasförmiges Medium, das von der Eintrittsöffnung in einer axial gerichteten Hauptströmungsrichtung einen von einem Außengehäuse umschlossenen Diffusorinnenraum bis zur Austrittsöffnung durchströmt, wobei der Querschnitt der Austrittsöffnung größer als der Querschnitt der Eintrittsöffnung ist und sich der Querschnitt des Diffusorinnenraums ausgehend vom Querschnitt der Eintrittsöffnung auf den Querschnitt der Austrittsöffnung hin vergrößert, wobei das Außengehäuse einen den Diffusorinnenraum außenseitig begrenzenden Außendiffusor bildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine einen Ventilator und einen derartigen Diffusor umfassende Ventilatoranordnung.
  • Das Prinzip eines Diffusors und auch dessen Anwendung in Nachschaltung zu einer Turbomaschine sind seit Jahrzehnten bekannt. Diffusoren werden technisch genutzt, um kinetische Energie in Druckenergie zu wandeln. Dazu muss die Strömung verzögert werden. Man erreicht dies in der Regel durch eine stetige oder unstetige Erweiterung des Strömungsquerschnitts, die geometrisch auf verschiedene Weisen realisiert werden kann. Im Ventilatorbau können Diffusoren eingesetzt werden, um Gasströmungen zu verlangsamen und den Gasdruck zu erhöhen. Dabei stellt ein Diffusor vom Prinzip her den Umkehrfall einer Düse dar, indem der Querschnitt der Austrittsöffnung – im Gegensatz zur Düse – größer als der Querschnitt der Eintrittsöffnung ist und sich der Querschnitt des Diffusorinnenraums ausgehend vom Querschnitt der Eintrittsöffnung bis zum Querschnitt der Austrittsöffnung hin vergrößert.
  • Die Vorteilhaftigkeit des Einsatzes eines Diffusors in Nachschaltung zu einem Axial-, Diagonal- oder Radialventilator beruht darauf, dass in der Regel bei allen Ventilator-Bauformen die Verluste, welche durch Dissipation des austretenden Volumenstroms auftreten, im Vergleich zu anderen Verlustquellen dominant sind. Ein Teil der Strömungsenergie des austretenden Strahls lässt sich durch den Diffusor in statischen Druck rückwandeln, wobei die Erhöhung des statischen Druckes eine Wirkungsgradsteigerung bewirkt. Außerdem kann die Drehzahl, bezogen auf die gleiche Luftleistung reduziert werden, was eine Reduktion des Geräuschs bedeutet.
  • Ein Diffusor der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EP 0 581 978 A1 bekannt. Diese Druckschrift betrifft einen mehrzonigen Diffusor für eine axial durchströmte Turbomaschine, in dem Knickwinkel des Diffusoreintritts – sowohl an einer Nabe, als auch an einem Zylinder der Turbomaschine – ausschließlich zwecks Vergleichmäßigung eines Totaldruckprofils über der Kanalhöhe am Austritt der letzten Schaufelreihe festgelegt sind. Dabei sind innerhalb einer Verzögerungszone des Diffusors Mittel zur Drallwegnahme der drallbehafteten Strömung in Form von Strömungsrippen vorgesehen und strömungsführende Leitringe unterteilen den Diffusor in mehrere Kanäle. Um bei vorgegebenem Diffusor-Flächenverhältnis, worunter das Verhältnis der Strömungsquerschnitte am Austritt zum Eintritt des Diffusors verstanden wird, und bei kleinstmöglichem Durchmesser der ersten Diffusionszone sowie bei physikalisch größtmöglichem Druckrückgewinn und drallfreier Abströmung die Gesamtlänge des Diffusors minimal zu halten, sind für den Diffusor spezielle unterschiedliche Ausbildungen der ersten und zweiten Diffusionszone vorgesehen, die allerdings einen fertigungstechnisch relativ hohen Aufwand erfordern.
  • Bei der als bevorzugt in der EP 0 581 978 A1 beschriebenen Ausführung befindet sich der bekannte Diffusor in einem Abgasgehäuse einer Gasturbine, das so konzipiert ist, dass es mit der Abgasströmung nicht in Kontakt kommt. Die eigentliche Strömungsführung wird vom Diffusor übernommen, der in seiner ersten Zone als Einsatzteil für das Abgasgehäuse ausgelegt ist. Hierzu sind eine äußere Begrenzungswand und eine innere Begrenzungswand des Diffusors über Strömungsrippen gehalten. Die äußere Begrenzungswand, die den Querschnitt des Diffusorinnenraums außenseitig begrenzt, bildet ein Außengehäuse des Diffusors, und die innere Begrenzungswand, die den Querschnitt des Diffusorinnenraums innenseitig begrenzt, bildet ein Innengehäuse. Der Diffusor kann so als bestehend aus einem den Strömungsraum außenseitig begrenzenden Außendiffusor und einem den Strömungsraum innenseitig begrenzenden Innendiffusor aufgefasst werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Diffusor und eine Ventilatoranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, womit auf konstruktiv wenig aufwändige Weise Verbesserungen des Betriebsverhaltens eines Axial-, Diagonal- oder Radialventilators hinsichtlich Wirkungsgrad und Geräusch erzielt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Querschnitt des Außendiffusors entlang der Hauptströmungsrichtung von einem kreisförmigen Querschnitt an der Eintrittsöffnung auf einen nicht kreisförmigen Querschnitt an der Austrittsöffnung übergeht. In alternativer Weise wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Diffusor, bei dem zusätzlich in bekannter Weise konzentrisch zu dem Außendiffusor ein Innendiffusor angeordnet ist, der ein Gehäuse aufweist, das als Innengehäuse den Diffusorinnenraum innenseitig begrenzt, dadurch gelöst, dass der Innendiffusor in mindestens einem zur Hauptströmungsrichtung senkrechten Schnitt einen nicht kreisförmigen Querschnitt um die Drehachse des Lüfters aufweist.
  • In erfindungswesentlicher Weise kann also einerseits ein Außendiffusor für einen Ventilator axialer, radialer oder diagonaler Bauart vorgesehen sein, der weitestgehend entlang der Hauptströmungsrichtung von einem kreisförmigen auf einen nicht kreisförmigen Querschnitt übergeht, wobei ein beliebig gestalteter Innendiffusor vorhanden sein kann. Andererseits kann auch ein Innendiffusor im Diffusor vorgesehen sein, der in mindestens einem Schnitt einen nicht kreisförmigen Querschnitt um die Drehachse des Lüfters aufweist, wobei ein beliebig gestalteter Außendiffusor vorhanden sein kann. Bei dem nicht kreisförmigen Querschnitt kann es sich dabei insbesondere um einen solchen handeln, der in der Grundgestalt polygonal, insbesondere quadratisch, ist.
  • Wie bekannte, hinter einen Ventilator geschaltete Diffusoren bewirkt ein erfindungsgemäßer Diffusor eine Druckrückwandlung von dynamischem Druck in statischen Druck. Dabei wird die Geschwindigkeit des Fluids verringert und vergleichmäßigt. Während ein bekannter, zur Rotationsachse des Ventilators vollständig rotationssymmetrisch gestalteter Diffusor die Geschwindigkeit hauptsächlich in axialer Richtung – also die Axialkomponente des Geschwindigkeitsvektors – in statischen Druck wandelt und bei vorausgesetzter Drallkonstanz die Umfangskomponente der Geschwindigkeit nur in dem Maß reduziert, wie der Durchmesser zunimmt, wandelt ein erfindungsgemäßer Diffusor zusätzlich einen Teil der Umfangsgeschwindigkeit des Gases in statischen Druck, da die nicht rotationssymmetrische Geometrie eine Bewegung in Umfangsrichtung hemmt. Dadurch erhöht sich vorteilhafterweise der Diffusorwirkungsgrad.
  • Der erfindungsgemäße Diffusor, welcher durch die Ausführung seines Außendiffusors und/oder Innendiffusors einen nicht vollständig rotationssymmetrischen Strömungsquerschnitt aufweist, bietet zudem noch einen weiteren Vorteil. Der maximale Bauraum, der für einen Diffusor zur Verfügung steht, ist in Endgeräten normalerweise quaderförmig und durch das Produkt einer maximalen Breite, einer maximalen Höhe und einer maximalen Länge bestimmt. Unter diesen Bedingungen lässt sich durch die beispielsweise bei einem polygonalen, insbesondere quadratischen, Querschnitt vorhandenen Ecken bei einem Diffusor entsprechend der Erfindung im Vergleich mit einem vollständig rotationssymmetrischen Diffusor eine größere Fläche normal zur Rotationsachse des Ventilators ausnutzen und somit eine höhere Rückwandlung der Axialgeschwindigkeit ermöglichen. Auch dadurch erhöht sich der Diffusorwirkungsgrad.
  • Auch hat bei einem erfindungsgemäßen Diffusor, ohne dass die definierten Bauraumgrenzen überschritten werden, der Querschnitt der Austrittsöffnung aufgrund der möglichen Ausnutzung der Ecken einen größeren äquivalenten Radius als der eines vollständig rotationssymmetrischen Diffusors, und kann so eine erhöhte Druckrückwandlung aus der Umfangsgeschwindigkeit erzielen. Dabei ist unter einem äquivalenten Radius der Radius eines Kreises zu verstehen, der den gleichen Flächeninhalt wie die nicht kreisförmige Diffusorfläche besitzt.
  • Ein erfindungsgemäßer Diffusor kann mit Vorteil zusammen mit einem, insbesondere mittels eines elektrischen Außenläufer-Motors betriebenen, Axial-, Radial- oder Diagonalventilator eingesetzt werden, ohne dass dabei ein Nachleitrad vorgesehen werden muss.
  • Der Gesamtaufbau einer Ventilatoranordnung mit Ventilator und einem erfindungsgemäßen Diffusor kann dabei einteilig oder zweiteilig ausgeführt werden.
  • Unter einteiligem Aufbau wird dabei verstanden, dass ein feststehendes Bauteil des Ventilators, insbesondere ein Wandring, und der gesamte Diffusor – also der Innen- und/oder der Außendiffusor – als ein einziges Bauteil ausgeführt sind. Der Wandring des Ventilators wird auf diese Weise zu einem Bestandteil des Diffusors.
  • Unter zweiteiligem Aufbau wird verstanden, dass der erfindungsgemäße Diffusor als ein von den feststehenden Bauteilen des Ventilators getrenntes – also als ein separates – Bauteil ausgeführt ist, wobei er aber über Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten, Klammern, etc., oder durch reib-, form- und/oder materialschlüssige Verbindungen, wie durch einen Bajonettverschluss, durch eine Clipsverbindung, durch Schweißen etc., an den feststehenden Teilen des Ventilators, insbesondere am Wandring oder an einem Schutzgitter, befestigbar bzw. befestigt ist. Dabei ist es mit Vorteil auch möglich, einen erfindungsgemäßen Diffusor so auszuführen, dass er eine Eignung für eine nachträgliche Montage an einen bereits eingebauten Ventilator besitzt.
  • Des Weiteren ist es bei einem derartigen zweiteiligen Aufbau einer Anordnung auch möglich, dass der Diffusor selbst mehrteilig aufgebaut sein kann, worunter zu verstehen ist, dass er aus mehreren einzelnen Diffusorteilen besteht, welche über Befestigungsmittel oder Verbindungen, wie vorstehend genannt, miteinander verbindbar bzw. verbunden sind. Die solchermaßen am Einsatzort montierbaren Diffusorteile können dabei in logistisch vorteilhafter Weise derart ausgeführt werden, dass sie z. B. stapelbar sind und sich das Transportvolumen verringert. Dadurch ist es möglich, die Diffusorgeometrie, insbesondere die Diffusorlänge durch Weglassen oder Austausch einzelner Diffusorteile nach Bedarf zu verändern.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung enthalten. Anhand eines in den beiliegenden Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 im Längsschnitt eine Prinzipdarstellung einer aus einem Ventilator und einem Diffusor bestehenden Ventilatoranordnung, in der ein erfindungsgemäßer Diffusor zur Anwendung kommt bzw. kommen kann,
  • 2 eine perspektivische Ansicht auf eine Gasaustrittseite einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Diffusors,
  • 3 eine perspektivische Ansicht auf eine Gaseintrittseite der in 2 dargestellten bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Diffusors,
  • 4 eine erfindungsgemäße Ventilatoranordnung in einer perspektivischen Schnittansicht.
  • Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei auch nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal des Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben.
  • In den Figuren der Zeichnung sind dieselben Teile auch stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.
  • Wie zunächst aus der Darstellung in 1 hervorgeht, umfasst eine erfindungsgemäße Ventilatoranordnung 1 einen Ventilator 2, z. B. wie dargestellt in axialer Bauart, und einen Diffusor 3, der – was aus der schematisierten Darstellung nicht eindeutig hervorgeht – erfindungsgemäß ausgebildet ist bzw. zumindest sein kann, so wie dies für einen erfindungsgemäßen Diffusor 3 exemplarisch in 2 und 3 und für die erfindungsgemäße Anordnung 1 detaillierter in 4 gezeigt ist. Der Ventilator 2, bei dem es sich alternativ auch um einen solchen in radialer oder diagonaler Bauart handeln könnte, ist durch einen Motor 4 betrieben und über einen Wandring 5 an einem Untergrund 6, wie einer Wand, befestigt.
  • 2 und 3 veranschaulichen, dass ein erfindungsgemäßer Diffusor 3 eine Eintrittsöffnung 10 und eine Austrittsöffnung 20 für ein gasförmiges Medium aufweist, das von der Eintrittsöffnung 10 in einer axial gerichteten – also im Wesentlichen parallel zur Längsachse X-X des Diffusors 3 verlaufenden – Hauptströmungsrichtung S einen von einem Außengehäuse 30 umschlossenen Diffusorinnenraum I bis zur Austrittsöffnung 20 durchströmt. Der Querschnitt 21 der Austrittsöffnung 20 ist größer als der Querschnitt 11 der Eintrittsöffnung 10, und der Querschnitt des Diffusorinnenraums I vergrößert sich ausgehend vom Querschnitt 11 der Eintrittsöffnung 10 bis hin zum Querschnitt 21 der Austrittsöffnung 20 insbesondere stetig. Das Außengehäuse 30 bildet einen den Diffusorinnenraum I außenseitig begrenzenden Außendiffusor AD.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Querschnitt des Außendiffusors AD entlang der Hauptströmungsrichtung S von einem kreisförmigen Querschnitt 31 an der Eintrittsöffnung 10 auf einen nicht kreisförmigen Querschnitt 32 an der Austrittsöffnung 20 übergeht. Letzterer ist im Wesentlichen – wie in 2 dargestellt – bevorzugt quadratisch.
  • Konzentrisch zu dem Außendiffusor AD ist ein Innendiffusor ID angeordnet, der durch das ihn bildende Innengehäuse 40 den Diffusorinnenraum I innenseitig begrenzt. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Innendiffusor ID in mindestens einem zur Hauptströmungsrichtung S senkrechten Schnitt einen nicht kreisförmigen Querschnitt 42 um die gemeinsame Längsachse X-X von Innendiffusor ID und Außendiffusor AD aufweist. Ein solcher – abgesehen von Verrundungen in den Ecken zur Vermeidung von Strömungsabrissen – nicht kreisförmiger, im Wesentlichen, d. h. in der Grundgestalt, quadratischer, Querschnitt 42 liegt dabei z. B. an der Austrittsöffnung 20 vor. Der Querschnitt 41 des Innendiffusors ID an der Eintrittsöffnung 10 ist stattdessen kreisförmig ausgebildet.
  • Diffusorwände, die das Innengehäuse 40, das Außengehäuse 30 und/oder – bei einem mehrteiligen Aufbau – Teile derselben bilden, können aus Kunststoff bestehen und vorzugsweise durch Ur- oder Umformverfahren, wie Spritzgießen, Extrudieren, Rotationsformen, Schäumen, Vakuumtiefziehen, Blasformen, o. ä., hergestellt sein.
  • In Hybridbauweise können dabei mechanisch hoch belastete Bereiche des Diffusors 3 durch mindestens ein bei einem Urformprozess eingelegtes oder später angebrachtes Metallteil verstärkt sein.
  • Auch kann in Spantenbauweise eine tragende Struktur des Diffusors 3 ein Gestell sein, das von einem dünnen Material, insbesondere aus Kunststoff oder aus Blech, überspannt ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform eines mehrteiligen Diffusors 3 können dünne (Dicke kleiner 1 mm, vorzugsweise kleiner 0,5 mm), ursprünglich ebene Platten, insbesondere gestanzte Bleche, bei der Montage gebogen und miteinander verbunden werden. Zur Versteifung dieser Konstruktion können zusätzliche Anbauteile verwendet werden.
  • Der erfindungsgemäße Diffusor 3 kann auch mit einem Berührschutz ausgeführt werden, der entweder einstückig mit dem Innengehäuse 40 und/oder dem Außengehäuse 30 oder als separates Bauteil ausgeführt ist. Ist der Diffusor 3 mit Berührschutz ausgeführt, kann ein bei Ventilatoren üblicherweise verwendetes Ventilator-Berührschutzgitter weggelassen oder konstruktiv wesentlich vereinfacht werden. Da der Berührschutz zum Laufrad – dargestellt ist in 4 eine Ventilatorschaufel 7 (mit Nabe 8) – erfindungsgemäß in der Regel einen größeren Abstand hat als ein herkömmlich verwendetes Berührschutzgitter, darf der Strebenabstand größer ausgeführt werden, was strömungstechnisch und akustisch von Vorteil sein kann. Der Berührschutz kann dabei konstruktiv sehr einfach, z. B. in Form rechteckiger Streben, konzipiert werden.
  • Wenngleich eine bevorzugte erfindungsgemäße Verwendung darin besteht, einen erfindungsgemäß ausgebildeten Diffusor 3 für einen, insbesondere mit einem elektrischen Außenläufer-Motor betriebenen, Niederdruck-Axial- oder Niederdruck-Diagonalventilator ohne Nachleitrad einzusetzen, so kann ein erfindungsgemäßer Diffusor 3 doch mit einem Nachleitrad ausgeführt werden. Ein solches Nachleitrad besteht aus feststehenden Leitelementen und lenkt Umfangs- und/oder Radialkomponenten der Strömungsgeschwindigkeit im Diffusor 3 in Axialrichtung X-X um. Dadurch erhöht das Nachleitrad die statische Druckrückwandlung des Diffusors 3. Ähnlich, wie für einen Berührschutz beschrieben, kann das Nachleitrad einstückig – Nachleitrad und Diffusor bilden eine Baueinheit – oder als separates Bauteil ausgeführt werden.
  • Der Diffusor 3 kann auch derart ausgeführt werden, dass er zusätzlich zu seiner Eigenfunktion gleichzeitig sowohl die Nachleitrad-, als auch die Berührschutzfunktion realisiert. Auch hier ist eine einstückig mit dem Außen-/Innendiffusor 30/40 ausgeführte Ausbildung oder eine Ausführung als separates, an den Diffusor 3 montierbares Teil möglich.
  • Der Diffusor 3 kann mit einer Schalldämmung, insbesondere durch schalldämmende Materialien, ausgerüstet sein. Dazu kann beispielsweise ein Dämmstoff auf der der Hauptströmung S zugewandten Innenseite des Diffusors 3 im Diffusorinnenraum I in einer solchen Form angebracht sein, dass die freie Oberfläche des Dämmstoffes die strömungstechnisch wirksame Diffusorwand des Innengehäuses 40 und/oder des Außengehäuses 30 bildet. Zusätzlich oder ausschließlich kann das schalldämmende Material aber auch auf der – der Hauptströmung S abgewandten – Diffusoraußenfläche – also außenseitig auf dem Außendiffusor 30 – aufgebracht sein. Um mittel- bis tieffrequente Schallabstrahlung zu reduzieren, kann der Diffusor mit einem System zur aktiven Geräuschreduzierung – ”Active Noise Control” – ausgeführt sein.
  • Wie bereits aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Mittel und Maßnahmen. So fällt es auch in den Rahmen der Erfindung, wenn die Eintrittsöffnung 10 aufgrund einer entsprechenden Ausbildung des Außendiffusors AD und/oder des Innendiffusors ID keinen kreisringförmigen Querschnitt 11 und/oder die Austrittsöffung 20 aufgrund einer entsprechenden Ausbildung des Außendiffusors AD und/oder des Innendiffusors ID keinen ringförmigen Querschnitt 21 mit quadratischer Außen- und Innenkontur der jedoch in jedem Fall von der Grundgestalt her ringförmigen Öffnung 20 hat.
  • Die erfindungsgemäße Rotationsasymmetrie in mindestens einem Querschnittsbereich des Diffusorinnenraums I kann einerseits durch eine entsprechende – jeweils alleinige – Gestaltung des Außendiffusors AD oder des Innendiffusors ID oder andererseits sowohl durch die Gestaltung der Form des Außengehäuses 30, als auch der des Innengehäuses 40 herbeigeführt werden. Hierbei kann sich der Querschnitt des Diffusorinnenraums I entlang der Hauptströmungsrichtung S auf die unterschiedlichste Art verändern.
  • Ferner ist die Erfindung nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen 1, 3 oder 15 bis 18 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist die Anspruchsfassung lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ventilatoranordnung
    2
    Ventilator von 1
    3
    Diffusor von 1
    4
    Motor von 2
    5
    Wandring von 1
    6
    Untergrund für 1
    7
    Schaufel von 2
    8
    Nabe von 2
    10
    Eintrittsöffnung in 3
    11
    Querschnitt von 10
    20
    Austrittsöffnung aus 3
    21
    Querschnitt von 20
    30
    Außengehäuse von 3
    31
    Querschnitt von 30 bei 10
    32
    Querschnitt von 30 bei 20
    40
    Innengehäuse von 3
    41
    Querschnitt von 40 bei 10
    42
    Querschnitt von 40 bei 20
    AD
    Außendiffusor
    I
    Diffusorinnenraum
    ID
    Innendiffusor
    S
    Hauptströmungsrichtung durch 3
    X-X
    Längsachse durch 1, 2, 3
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0581978 A1 [0004, 0005]

Claims (19)

  1. Diffusor (3) für einen Ventilator (2) axialer, radialer oder diagonaler Bauart, mit einer Eintrittsöffnung (10) und mit einer Austrittsöffnung (20) für ein gasförmiges Medium, das von der Eintrittsöffnung (10) in einer axial gerichteten Hauptströmungsrichtung (S) einen von einem Außengehäuse (30) umschlossenen Diffusorinnenraum (I) bis zur Austrittsöffnung (20) durchströmt, wobei der Querschnitt (21) der Austrittsöffnung (20) größer als der Querschnitt (11) der Eintrittsöffnung (10) ist und sich der Querschnitt des Diffusorinnenraums (I) ausgehend vom Querschnitt (11) der Eintrittsöffnung auf den Querschnitt (21) der Austrittsöffnung (20) hin vergrößert, wobei das Außengehäuse (30) einen den Diffusorinnenraum (I) außenseitig begrenzenden Außendiffusor (AD) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Außendiffusors (AD) entlang der Hauptströmungsrichtung (S) von einem kreisförmigen Querschnitt (31) an der Eintrittsöffnung (10) auf einen nicht kreisförmigen Querschnitt (32) an der Austrittsöffnung (20) übergeht.
  2. Diffusor (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass konzentrisch zu dem Außendiffusor (AD) ein Innendiffusor (ID) angeordnet ist, der mit einem Innengehäuse (40) den Diffusorinnenraum (I) innenseitig begrenzt.
  3. Diffusor (3) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach Anspruch 1, wobei konzentrisch zu dem Außendiffusor (AD) ein Innendiffusor (ID) angeordnet ist, der ein Gehäuse aufweist, das als Innengehäuse (40) den Diffusorinnenraum (I) innenseitig begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendiffusor (ID) in mindestens einem zur Hauptströmungsrichtung (S) senkrechten Schnitt einen nicht kreisförmigen Querschnitt (42) um die Längsachse (X-X) des Innendiffusors (ID) aufweist.
  4. Diffusor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht kreisförmige Querschnitt (32) des Außendiffusors (AD) und/oder des Innendiffusors (ID) in der Grundgestalt polygonal, insbesondere quadratisch, ist.
  5. Diffusor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Aufbau aus mehreren einzelnen Diffusorteilen, die über Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten, Klammern o. ä., oder durch reib- form- und/oder materialschlüssige Verbindungen, wie durch einen Bajonettverschluss, durch eine Clipsverbindung, durch eine Schweißverbindung o. ä., miteinander verbunden sind.
  6. Diffusor (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Diffusorteil aus gebogenen und miteinander verbundenen, ursprünglich ebenen Platten, insbesondere aus gestanzten Blechen, besteht, die gegebenenfalls durch zusätzliche Anbauteile versteift sind.
  7. Diffusor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengehäuse (40), das Außengehäuse (30) und/oder Teile derselben aus Kunststoff besteht/bestehen und vorzugsweise durch Ur- oder Umformverfahren, wie Spritzgießen, Extrudieren, Rotationsformen, Schäumen, Vakuumtiefziehen, Blasformen, o. ä., hergestellt ist/sind.
  8. Diffusor (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mechanisch hoch belastete Bereiche des Innengehäuses (40), des Außengehäuses (30) und/oder von deren Teilen durch mindestens ein beim Urformprozess eingelegtes oder später angebrachtes Metallteil verstärkt sind.
  9. Diffusor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine tragende Struktur des Diffusors (3) ein Gestell ist, das von einem dünnen Material, insbesondere aus Kunststoff oder aus Blech, überspannt ist.
  10. Diffusor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innengehäuse (40) und/oder dem Außengehäuse (30) ein Berührschutz, z. B. in Form von rechteckigen Streben, angeordnet ist, welcher einstückig mit dem jeweiligen Gehäuse (30, 40) oder als separates, am Innengehäuse (40) und/oder am Außengehäuse (30) befestigtes Teil ausgeführt ist.
  11. Diffusor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innengehäuse (40) und/oder an dem Außengehäuse (30) ein Nachleitrad angeordnet ist, welches einstückig mit dem jeweiligen Gehäuse (30, 40) oder als separates, am Innengehäuse (40) und/oder Außengehäuse (30) befestigtes Teil ausgeführt ist und aus feststehenden Leitelementen besteht, die derart ausgeführt sind, dass sie Umfangs- und/oder Radialkomponenten der Strömungsgeschwindigkeit in Axialrichtung (X-X) umlenken.
  12. Diffusor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Schalldämmung, wobei insbesondere der Diffusorinnenraum (I) mit einem schalldämmenden Material ausgekleidet ist, vorzugsweise derart, dass die freie Oberfläche des schalldämmenden Materials auf der der Hauptströmung (S) zugewandten Seite des Innengehäuses (40) und/oder des Außengehäuse (30) eine strömungstechnisch wirksame Diffusorwand bildet.
  13. Diffusor (3) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein schalldämmendes Material auf der der Hauptströmung (S) abgewandten Diffusoraußenfläche des Außengehäuses (30) aufgebracht ist.
  14. Diffusor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch ein System zur aktiven Geräuschreduzierung (”Active Noise Control”) zur Reduzierung von mittel- bis tieffrequenter Schallabstrahlung.
  15. Diffusor (3) für einen Ventilator (2) axialer, radialer oder diagonaler Bauart, mit einer Eintrittsöffnung (10) und mit einer Austrittsöffnung (20) für ein gasförmiges Medium, das von der Eintrittsöffnung (10) in einer axial gerichteten Hauptströmungsrichtung (S) einen von einem Außengehäuse (30) umschlossenen Diffusorinnenraum (I) bis zur Austrittsöffnung (20) durchströmt, wobei der Querschnitt (21) der Austrittsöffnung (20) größer als der Querschnitt (11) der Eintrittsöffnung (10) ist und sich der Querschnitt des Diffusorinnenraums (I) ausgehend vom Querschnitt (11) der Eintrittsöffnung auf den Querschnitt (21) der Austrittsöffnung (20) hin vergrößert, wobei das Außengehäuse (30) einen den Diffusorinnenraum (I) außenseitig begrenzenden Außendiffusor (AD) bildet, wobei konzentrisch zu dem Außendiffusor (AD) ein Innendiffusor (ID) angeordnet ist, der mit einem Innengehäuse (40) den Diffusorinnenraum (I) innenseitig begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der seines Außendiffusor (AD) und/oder der Innendiffusor (ID) derart ausgeführt ist/sind, dass der Querschnitt des Diffusorinnenraums (I) an mindestens einer Stelle nicht rotatiossymmetrisch ist.
  16. Diffusor (3), bei dem einerseits ein Außendiffusor (AD) für einen Lüfter (2) axialer, radialer oder diagonaler Bauart vorgesehen ist, der weitestgehend entlang einer Hauptströmungsrichtung (R1) eines Fluids von einem kreisförmigen auf einen nicht kreisförmigen Querschnitt übergeht, wobei ein beliebig gestalteter Innendiffusor (ID) vorhanden sein kann, oder bei dem andererseits ein Innendiffusor (ID) vorgesehen ist, der in mindestens einem Schnitt einen nicht kreisförmigen Querschnitt um die Drehachse (X-X) des Lüfters (2) aufweist, wobei ein beliebig gestalteter Außendiffusor (AD) vorhanden sein kann.
  17. Diffusor (3) mit mindestens einem durch die Gestaltung eines Außendiffusors (AD) und/oder Innendiffusors (ID) rotationsasymmetrisch ausgebildeten Querschnittsbereich.
  18. Ventilatoranordnung (1), umfassend einen Diffusor (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und einen Ventilator (2) axialer, radialer oder diagonaler Bauart.
  19. Ventilatoranordnung (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (3) über Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten, Klammern, etc., oder durch reib- oder formschlüssige Verbindungen, wie durch einen Bajonettverschluss, durch eine Clipsverbindung, durch Schweißen etc., an mindestens einem feststehenden Teil des Ventilators, insbesondere an einem Wandring (5) und/oder an einem Schutzgitter, befestigt ist.
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