DD297208A5

DD297208A5 - AXIAL FAN

Info

Publication number: DD297208A5
Application number: DD90343575A
Authority: DD
Inventors: Heinz Wieland; Helmut Fuchs; Ulrich Ackermann; Andreas Jacobs; Joachim Mohr
Original assignee: ��@��@��@�K@��Kk��
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-01-02
Also published as: DE59010616D1; EP0413987A3; EP0413987B1; EP0413987A2; DK0413987T3; ES2095226T3; DE3927791A1; ATE146855T1

Abstract

Axial fan which contains an impeller (6) provided with rotor blades (14), which impeller is arranged in a flow duct (4) enclosed by a wall (1). In or on the wall (1) in the area of the blade tips (15) at least one opening is provided which is equipped on the duct side with a cover (21) having through holes (22). <IMAGE>

Description

Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, eine über den Umfang des Laufrades durchgehende Öffnung vorzusehen, die nach Art eines Ringspaltes oder Ringkanales ausgebildet Ist. Besonders vorteilhaft ist es ferner, die Abdeckung in Kombination aus einer Grobabdeckung und einer Feinebdeckung auszugestalten. Beide Abdeckungen werden vorteilhafterweise aufeinanderfolgend und Insbesondere aneinander anliegend angeordnet, so daß ein sandwichartiger Aufbau erzielt wird. Die Grobabdeckung ist bevorzugt dem Strömungskanal zugewandt, wählend in diesem Falle die Feinabdeckung radial weiter außen öffnungsseitig vorgesehen Ist. Eine besonders günstige Abdeckungskombination ergibt sich, wenn als Grobabdeckung eine Art Lochblech und als Feinabdeckung eine feine Gazo verwendet werden.As it has been found to be particularly useful to provide a continuous over the circumference of the impeller opening, which is formed in the manner of an annular gap or annular channel. It is also particularly advantageous to design the cover in combination of a coarse cover and a fine cover. Both covers are advantageously arranged successively and in particular adjacent to each other, so that a sandwichartigiger structure is achieved. The coarse cover is preferably facing the flow channel, selecting in this case the fine cover is provided radially further outward opening side is. A particularly favorable combination of covers results when used as a coarse cover a kind of perforated plate and fine cover as a fine gazo.

Die bevorzugte Ringkanalbreite beträgt ca. 20-30% des Laufraddurchmessers, vorzugsweise 25%. Die Ringkanaltiefe wird zweckmäßlgerwelee in Abhängigkeit von der äußeien Kontu' des Ringkanals ausgebildet. Wenn der Ringkanal kreisringartig aufgebaut Ist, Ist eine Kanaltiefe von ca. dem 0,1· bis 0,5fachen des Laufraddurchmessers vorteilhaft. Auch andere Ringkanalkonturen können zweckmäßig sein, in Axialrichtung gesehen z. B. quadratisch oder rechteckig. Die Kanaltiefe wird in diesem Falle vorzugsweise Beträge zwischen 0 und dem 0,2fachen des Laufraddurchmessers einnehmen können. Im Grenzfall ist die Seitenlänge des Quadrates gleich dem Durchmesser des Strömungskanal, so daß begrifflich kein durchgehender Ringkanal mehr vorhanden ist, sondern nur noch vier Einzelöffnungen, die sich jeweils paarweise diametral gegenüberliegen und insbesondere zwei rechtwinkelig zueinander verlaufende Flächen besitzen. Auch andere Öffnungskonturen sind möglich, insbesondere solche mit runden bzw. abgerundeten Wandbereichen.The preferred annular channel width is about 20-30% of the impeller diameter, preferably 25%. The annular channel depth is expediently designed as a function of the external contour of the annular channel. If the annular channel is circular-shaped, a channel depth of approximately 0.1 to 0.5 times the impeller diameter is advantageous. Other annular channels contours may be appropriate, as seen in the axial direction z. B. square or rectangular. The channel depth will in this case preferably take amounts between 0 and 0.2 times the impeller diameter. In the limiting case, the side of the square is equal to the diameter of the flow channel, so that conceptually no continuous annular channel is no longer present, but only four individual openings, which are diametrically opposed in pairs and in particular have two mutually perpendicular surfaces. Other opening contours are possible, especially those with round or rounded wall areas.

Die relative Axialposition zwischen Laufrad und zugeordneter Wandöffnung ist von Fall zu Fall wählbar. Von Vorteil ist es, wenn sich das Laufrad in Strömungsrichtung gesehen bereits zum Te" axial nach der zugeordneten Öffnung befindet. Ein Überlappungsgrad von ca. 50% ist hier zweckmäßig.The relative axial position between the impeller and the associated wall opening can be selected on a case-by-case basis. It is advantageous if the impeller is already in the flow direction to the Te "axially after the associated opening.A degree of overlap of about 50% is useful here.

Es ist denkbar, auch bereits betriebsbereite Ventilatoren mit der erfindungsgemäßen Maßnahme nachzurüsten. Hierzu können z. B. in die den Strömungskanal umgebende Wand bzw. das Ventilatorgehäuse im Schaufelspitzenbereich Öffnungen eingeschnitten werden, über die dann die Feinabdeckung und weitere äußere Gehäuseabdeckungen gesetzt werden. Letztere können dabei gleichzeitig die Aufgabe von Gehäusefüßen übernehmen.It is conceivable to retrofit already operational fans with the measure according to the invention. For this purpose, z. B. in the wall surrounding the flow channel or the fan housing in the blade tip area openings are cut, are then placed on the fine cover and other outer housing covers. The latter can simultaneously take on the task of housing feet.

embodiment The invention will be explained in more detail below enhand the accompanying drawings. In this show 1 shows a first design of the axial fan according to the invention in a longitudinal section in a schematic representation, 2 shows a cross section through the fan of FIG. 1 along section line H-II, FIG. Fig. 3-5: In likewise schematic representation and omitting the impeller different because are

Ausführungsformen des Axialventilators und Fig. 6: einen Kennlinienvergleich zwischen einem Ventilator nach dem Stand der Technik und dem erfindungsgemäßenEmbodiments of the axial fan and Fig. 6: a characteristic comparison between a fan according to the prior art and the invention

Axial fan. From that in Figs. 1 and 2 only schematically and partially shown axial fan can be seen first

hohlzylindrische Wand 1, die z.B. gleichzeitig das Ventilatorgehäuse bildet. An der Saugseite 2 ist sie innen trichterförmig unterhollow cylindrical wall 1, e.g. at the same time forms the fan housing. On the suction side 2 it is funnel-shaped inside

Forming the inlet nozzle 3 shaped. The wall 1 encloses a flow channel 4. In it, between the suction side 2 and the axially downstream pressure side 5,

ein Ventilator-Laufrad 6 angeordnet. Es ist um seine Längsachse 7 drehbar, die mit der Kanal-Längsachse 8 zusammenfällt. Dera fan impeller 6 is arranged. It is rotatable about its longitudinal axis 7, which coincides with the channel longitudinal axis 8. The

Rotary drive via a z. B. designed as an electric motor motor 9, the impeller 6 z. B. on the motor shaft 10 carries. Also de the motor 9 is suitably arranged centrally in the flow channel 4, wherein it is on the wall 1 ζ. Β. over

schemaiisch angedeutete Radialstreben 13 abstützen kann.schematically indicated radial struts 13 can be supported.

The impeller 6 includes a plurality of circumferentially distributed blades 14. Their blade tips 15 are the

zylindrisch geformten Innenoberfläche 16 der Wand 1 mit radial gemessenem Spiel gegenüber. Im Betrieb führt das Laufrad 6eine motorgetriebene Rotationsbewegung z. B. gemäß Pfeil 17 aus, wodurch sich eine gemäß Pfeil 18 angedeutete axialecylindrically shaped inner surface 16 of the wall 1 with radially measured clearance. In operation, the impeller 6 performs a motor-driven rotational movement z. B. according to arrow 17, resulting in a direction indicated by arrow 18 axial

Gas flow from the suction side 2 to the pressure side 5 sets. The gaseous medium is in particular

um Luft.circulating air.

To prevent the phenomenon of the so-called "rotating stall", which is also referred to as a rotating tear-off

kann, ist in oder an der Wand 1 im Bereich der Schaufelspitzen 15 mindestens eine Öffnung 20 vorgesehen. Sie ist zumcan, at least one opening 20 is provided in or on the wall 1 in the region of the blade tips 15. She is to

Flow channel 4 out, d. H. channel side, provided with a cover 21. This has a plurality of openings 22

auf, über die die Öffnung 20 mit dem Strömungskanal 4 in Verbindung steht.on, via which the opening 20 communicates with the flow channel 4.

With this measure it is achieved that even in operating phases mil severely throttled flow a practical

ablösungsfreie Umströmung der Laufschaufeln 14 erfolgt. Dadurch bleiben die für die Durchströmung des Fördermediums zuseparation-free flow around the blades 14 takes place. As a result, the remain for the flow through the pumped medium

Available flow cross sections in the individual blade channels 23 between each two in each other Circumferential direction adjacent blades 14 constant unchanged and undergo no reduction in cross-section. Also at

hoher Drosselung ist das ftetriobsverhalten stabil, es treten weder Wechselbelastungen für die Laufradbestandteile nochhigh throttling is the ftetriobsverhalten stable, there is no alternating loads for the wheel components nor

Noise on. The life of the axial fan increases by a considerable amount. Also, the efficiency is lack lossy.r Flow increased. The fan characteristic curve in FIG. 6 shows, for comparison, the characteristic curve Vs of a ventilator according to the prior art

(strichpunktiert) und den Kennlinienverlauf V_E des erfindunsgemäßen Ventilators. Auf der Ordinate ist die Druckerhöhung Δρaufgezeichnet, während über die Abszisse der Volumonstrom V aufgetragen ist. Man erkennt deutlich den Druckabfall beiabsinkendem Volumenstrom beim Stand der Technik, während die Kennlinie des erfindungsgemäßen Ventila'.ors auf r. !ndiesem kritischen Bereich wie im gesamten übrigen Bereich stabil ist.(dash-dotted lines) and the characteristic curve V _{E of} the inventive fan. On the ordinate the pressure increase Δρ is recorded, while on the abscissa the volumone flow V is plotted. It can be seen clearly the pressure drop with decreasing volume flow in the prior art, while the characteristic curve of the invention Ventila'.ors to r. This critical area is stable throughout the rest of the area.

Zurückkommend auf die Fig. 1 und 2 erkennt man, daß sich die öffnung 20 wie auch Ihre zum Strömungskanal 4 gewandte Mündung 24 vorzugsweise mindestens über einen Teilbereich der Wand 11n deren Umfangsrichtung erstrecken. Im Gegensatz zu anderen, später noch erläuterten Ausführungsformen erstreckt sich die Öffnung 20 vorteilhafterweise über den gesamten Wandumfang, so daß sie den Strömungskanal 4 praktisch koaxial umgibt. Man kann sie demzufolge als Ringkanal 25 bezeichnen. Der abgebildete Ringknnal 25 ist von einfacher Kontur und nach Art eines rundum laufenden Einstiches von soiten der Innenoberfläche 16 in ie Wand 1 eingebracht. Die Herstellung ist deshalb relativ kostengünstig. Seine in Fig. 1 ersichtliche Querschnittsform ist bevorzugt quadratisch oder rechteckig. Es ist aber auch eine gerundete Querschnittsform möglich, z. B. ein Kreisquerschnitt, wobei im Bereich der Mündung 24 ein Abplattung odei Abflachung vorliegen kann. Entsprechende Querschnittsgestaltungen sind bei jeglicher Ausführungsform der Öffnung 20 möglich.Returning to Figures 1 and 2, it can be seen that the opening 20 as well as the mouth 24 facing the flow channel 4 preferably extend at least over a portion of the wall 11n in the circumferential direction thereof. In contrast to other, later explained embodiments, the opening 20 advantageously extends over the entire wall circumference, so that it surrounds the flow channel 4 practically coaxial. One can therefore call them annular ring 25. The pictured Ringknnal 25 is of simple contour and introduced in the manner of an all-round puncture of soiten the inner surface 16 in ie wall 1. The production is therefore relatively inexpensive. His in Fig. 1 apparent cross-sectional shape is preferably square or rectangular. But it is also a rounded cross-sectional shape possible, for. B. a circular cross-section, wherein in the region of the mouth 24 a flattening odei flattening may be present. Corresponding cross-sectional shapes are possible in any embodiment of the opening 20.

Die in Radialrichtung gemessene Tiefe b dea beim Ausführungsbeispiel gemäß Flg. 1 und 2 als Kreisringkanal 25' ausgebildeten Ringkanals 25 ist über den gesamten Umfang konstant und beträgt vorzugsweise das 0,1- bis 0,2fache des Durchmessers d des Laufrades 6 oder des Durchmessers d' des Strömungskanals 4.The measured in the radial direction depth b dea in the embodiment according to Flg. 1 and 2 as a circular channel 25 ' formed annular channel 25 is constant over the entire circumference and is preferably 0.1 to 0.2 times the diameter d of the impeller 6 or the diameter d' of the flow channel. 4

Während die öffnung 20 bei allen Ausführungsbeispielen in die Wand 1 eingelassen ist, kann sie bei anderen Ausführungsbeispfelen unter Umständen auch außen an der Wand vorgesehen und z. B. von Zusatzeinrichtungen begrenzt sein. Auch sei darauf hingewiesen, daß die Wand 1 nicht unmittelbar von einem Gehäuse gebildet sein muß, bei ihr kann es sich auch um ein im Ventilator angeordnetes Zusatzbauteil handeln, das eventuell auch nachträglich in den eigentlichen Ventilator-Strömungskanal eingebracht wird. Wichtig ist lediglich, daß im Umfangsboreich des Laufrades eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine öffnung begrenzt.While the opening 20 is embedded in all embodiments in the wall 1, it may also be provided on the outside of the wall in other Ausführungsbeispfelen and z. B. be limited by ancillary equipment. It should also be noted that the wall 1 need not be formed directly from a housing, it may also be an arranged in the fan additional component, which may also be subsequently introduced into the actual fan flow channel. It is only important that a device is provided in the circumferential bump of the impeller, which limits an opening.

Die Abdeckung 21 enthält vorzugsweise eine Feinabdeckung 29, die eine Vielzahl feiner bzw. feinporiger Durchbrechungen 22' aufweist. Al? Feinabdeckung kommt insbesondere ein Gewebe in Frage, und bevorzugt wir'!, wie beim Ausführungsbeispiel, als Feinabdeckung 29 sogenannte Gaze verwendet.The cover 21 preferably includes a fine cover 29 having a plurality of fine or fine-pored apertures 22 '. Al? Fine cover is in particular a tissue in question, and we 'preferred, as in the embodiment, as a fine cover 29 so-called gauze.

Die Verwendung gewobenen Materials als Feinabdeckung oder als Bestandteil der Feinabdeckun_d hat den Vorteil des Erhalts einer Vielzahl sehr kleiner Öffnungen bzw. Durchbrechungen, wie sie bie einem siebartigen Gewebe vorliegen. Je nach Bedarf läßt sich durch Webart die Maschenweite des Gewebestoffes auswählen.The use of woven material as a fine cover or as part of Feinabdeckun _d has the advantage of maintaining a variety of very small openings or openings, as they are present in a sieve-like fabric. Depending on requirements, the mesh size of the fabric can be selected by weaving.

Alternativ zur Feinabdeckung 29 kann die Abdeckung 21 auch eine Grobabdeckung 30 sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch herausgestellt, eine Abdeckung 21 zu verwenden, die in Kombination sowohl eine Feinabdeckung 29 als auch eine Grobabdeckung 30 gleichzeitig umfaßt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist dies der Fall. Die Grobabdeckung 30 enthält eine Mehrzahl größerer Durchbrechungen oder Löcher 22" und ist vorzugsweise nach Art eines Lochbleches ausgebildet. Es kann sich z.B. um ein hohlzylindrisch geformtes Abdockb.ind 31 handeln, das die Löcher 22" aufweist. Sie können in unregelmäßiger und vorzugsweise in regelmäßiger Folge vorliegen. Insbesondere sind sie entlang des Umfanges der Grobabdeckung 30 verteilt, die zweckmäßigerweise koaxial zum Strömung?kanal 4 angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel sind Grobabdeckung 30 und Feinabdeckung 29 in Radialrichtung mit Bezug zur Längsachse 7,8 aufeinanderfolgend angeordnet. Beide Abdeckungen 29,30 sind praktisch bandförmig ausgebildet und haben dio Gestal* eines dünnwandigen, hohlzylindrischen Gebildes. Beide Gebilde sind koaxial zueinander angeordnet. Im Schnitt gesehen ergibt sich dadurch ein sandwichartiger Aufbau, wie die Vergrößerung in Fig. 2 deutlich macht. Obwohl beide Ringgebilde einander gegenüber beabstandet sein können, ist es doch zweckmäßig, sie unmittelbar aneinander anzubringen. Zweckmäßigerweise wird man die Grobabdeckung 30 mit der Feinabdeckung 29 beschichten. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Reihenfolge der Anordnung so zu wählen, daß die Grobabdeckung 30 dem Strömungskanal 4 zugewandt ist, während sich die Feinabdeckung 29 öffnungsseitig an der dem Strömungskanal 4 abgewandten radialen Außenseite der Grobabdeckung 30 befindet.As an alternative to the fine cover 29, the cover 21 may also be a coarse cover 30. However, it has proven to be particularly advantageous to use a cover 21 which in combination comprises both a fine cover 29 and a coarse cover 30 at the same time. In the embodiment of FIGS. 1 and 2, this is the case. The coarse cover 30 includes a plurality of larger apertures or holes 22 "and is preferably formed in a perforated plate fashion, such as a hollow cylindrical shaped abutment 31 having the holes 22". They may be irregular and preferably regular. In particular, they are distributed along the circumference of the coarse cover 30, which is expediently arranged coaxially to the flow channel 4. In the embodiment, coarse cover 30 and fine cover 29 are arranged successively in the radial direction with respect to the longitudinal axis 7,8. Both covers 29,30 are practically band-shaped and have dio Gestal * a thin-walled, hollow cylindrical structure. Both structures are arranged coaxially with each other. Seen in section, this results in a sandwich-like structure, as the enlargement in Fig. 2 makes clear. Although both ring structures may be spaced from each other, it is convenient to attach them directly to each other. Conveniently, the coarse cover 30 will be coated with the fine cover 29. It has proved to be particularly advantageous to select the sequence of the arrangement so that the coarse cover 30 faces the flow channel 4, while the fine cover 29 is located on the opening side of the radial outside of the coarse cover 30 facing away from the flow channel 4.

Zweckmäßigerweise befindet sich die Abdeckung 31 im Bereich der Mündung 24 der jeweiligen Öffnung 20. Sie stellt dadurch eine Begrenzung der andererseits insbesondere von Bereichen der Wand 1 begrenzten Öffnung 20 dar. Um die Strömung 18 möglichst nicht negativ 2U beeinflussen, kann die Abdeckung 21 versenkt in der jeweiligen öffnung 20 angeordnet sein, insbesondere dergestalt, daß die kanalseitige Abdeckungsoberfläche 32 bündig mit der Innenoberfläche 16 verläuft. Die Art und Weise der Befestigung der Abdeckung 21 im Bereich der Öffnung 20 ist in den Zeichnungen nicht näher dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß bei Bedarf erforderliche Befestigungseinrichtungen vorgesehen werden können. Für Wartungszwecke ist es günstig, die Abdeckung 21 auswechselbar z.B. an der Wand 1 zu befestigen. Anstelle als Kreisringkanal wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 kann der Ringkanal 25 auch eine eckige Umfangskontur haben. Hierzu sei beispielhaft auf die Fig. 4 verwiesen, bei der der Ringkanal 25" in Axialrichtung 7,8 des Laufrades 6 bzw. Strömungskanals 4 gesehen eine eckige Außenkontur 33 aufweist. Zweckmäßigerweise handelt es sich um eine regelmäßige Eckkontur, vorzugsweise oin Viereck. Bei der abgebildeten bevorzugten Ausführungsform folgt die Außenkontur 33 des Ringkanals 25" einem Rechteck, so daß die in Radialrichtung gemessene Tiefe über die gemäß Pfeil 34 angedeutete Kanallänge veränderlich ist. Als Ringkanal 25" liegt ein Raum vor, der am Außenumfang und an den beiden Axialseiten von Flächen eines Ojdde, s begrenzt wird, während die Begrenzung am Innenumfang einer Zylinderfläche entspricht. Bei bem in Fig. 3 abgebildeten Sondarfall entspricht die Außenkontur 33 des Ringkanals 25" einem quadratischen Verlauf. Allerdings sind die Konturlinien stellenweise tangential an den Innenumfang 16 des Strömungskanals 4 herangetreten, so daß ein Ringkanai im eigentlichen Sinne nicht mehr vorliegt. Vielmehr ergeben sich mehrere In Umfangsrichtung des Strömungskanals 4 aufeinanderfolgende Einzelöffnungen 20', wobei benachbarte Öffnungen 20' durch die Berührbereiche zwischen Außenkontur 33 und Innenumfang 16 voneinander getrennt sind. Entsprechende Trennbereiche sind in Fig.3 bei 36 angedeutet.Conveniently, the cover 31 is located in the region of the mouth 24 of the respective opening 20. It thereby constitutes a boundary of the other part of particular areas of the wall 1 limited opening 20. In order not affect the flow 18 as negative as possible, the cover 21 can be sunk in the respective opening 20 may be arranged, in particular such that the channel-side cover surface 32 is flush with the inner surface 16. The manner of attachment of the cover 21 in the region of the opening 20 is not shown in detail in the drawings. It will be understood, however, that fastening devices required if required can be provided. For maintenance purposes, it is convenient to have the cover 21 replaceable e.g. to be fixed to the wall 1. Instead of a circular channel as in the embodiment of FIGS. 1 and 2, the annular channel 25 may also have a polygonal peripheral contour. 4, in which the annular channel 25 "has an angular outer contour 33 viewed in the axial direction 7, 8 of the impeller 6 or flow channel 4. Expediently, this is a regular corner contour, preferably a quadrangle illustrated preferred embodiment, the outer contour 33 of the annular channel 25 "follows a rectangle, so that the depth measured in the radial direction over the direction indicated by arrow 34 channel length is variable. The annular channel 25 "is a space which is bounded on the outer circumference and on the two axial sides by surfaces of an Ojdde, while the boundary on the inner circumference corresponds to a cylindrical surface "a square course. However, the contour lines have come in places tangentially to the inner circumference 16 of the flow channel 4, so that a Ringkanai no longer exists in the true sense. On the contrary, several individual openings 20 'follow each other in the circumferential direction of the flow channel 4, whereby adjacent openings 20' are separated from one another by the contact regions between outer contour 33 and inner circumference 16. Corresponding separation regions are indicated at 36 in FIG.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 liegen vier Einzelöffnungen 20' vor, die einander jeweils paarweise diametral gegenüberliegen. Im Querschnitt gemäß Fig. 3 gesehen hat jede Öffnung 20' eine dreieckförmige Kontur, wobei die beim Strömungskanal 4 zugewandte Seite entsprechend dessen Radius abgerundet ist. Je nach Außenkontur des „Ringkanals" können auch mehr oder weniger Einzelöffnungen 20' entstehen. Die Tiefe des „Ringkanals" 25" gemäß Fig.3 ändert sich über den Verlauf seines Umfanges 34. Vorteilhaft ist hierbei, wenn die Tiefenwerte zwischen 0 und dem 0,2fachen dee Laufrad-Durchmessers oder des Strömungskanal-Durchmessers variieren.In the embodiment according to FIG. 3, there are four individual openings 20 ', which are diametrically opposite each other in pairs. Seen in cross-section according to FIG. 3, each opening 20 'has a triangular contour, the side facing the flow channel 4 being rounded off in accordance with its radius. Depending on the outer contour of the "annular channel", more or fewer individual openings 20 'can also be created. The depth of the "annular channel" 25 "according to FIG. 3 changes over the course of its circumference 34. It is advantageous here if the depth values between 0 and 0 2 times the impeller diameter or the flow channel diameter vary.

Unabhängig vom jeweiligen Ausführungsbeispiel Ist es vorteilhaft, wenn die in Axialrichtung 7 des Laufrades 6 gemessene Breite a des Ringkanals 25 das 0,2- bis 0,3fache des Laufrad-Durchmessers d oder Strömungskanal-Durchmssers d' beträgt. Vorzugsweise betragt die Tiefe 25% des entsprechenden Durchmessers.Regardless of the particular embodiment, it is advantageous if the measured in the axial direction 7 of the impeller 6 width a of the annular channel 25 is 0.2 to 0.3 times the impeller diameter d or flow channel diameter d '. Preferably, the depth is 25% of the corresponding diameter.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 Hegt kein durchgehender Ringkanal vor. Hier sind, wie bein Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3, mehrere Einzelöffnungen 20/20' entlang des Umfanges des Laufrades β verteilt in der Wand 1 angeordnet. Als Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 sind die Öffnungslosen Wan iberelche 38 in Umfpngsrichtung des Strömungskanals 4 gemessen größer. Die einzelnen Öffnungen 20' sind dadurch deutlicher voneinander abgesetzt. Außerdem besteht hler die Außenkontur 37 der Öffnungen 20' aus einer kontinuierlichen, gerundeten Fläche, insbesondere kreisbogenförmig gekrümmt.In the embodiment according to FIG. 5, there is no continuous annular channel. Here are, as bein embodiment according to Figure 3, a plurality of individual openings 20/20 'along the circumference of the impeller β distributed in the wall 1 arranged. As a difference from the exemplary embodiment according to FIG. 3, the opening-less wafers 38 are larger in the circumferential direction of the flow channel 4. The individual openings 20 'are thereby distinct from each other. In addition, hler consists of the outer contour 37 of the openings 20 'of a continuous, rounded surface, in particular curved in a circular arc.

Bei allen Ausführungsbeispielen sind Identische oder entsprechende Bauteile mit identischen Bezugszeichen versehen worden. Wenn von „Außenkontur" die Rede ist, wird jeweils Bezug genommen auf nach außen gerichtete Bereiche in bezug auf die Längsachse 7,8.In all embodiments, identical or corresponding components have been provided with identical reference numerals. When referring to "outer contour", reference is made respectively to outwardly directed regions with respect to the longitudinal axis 7, 8.

Die mindestens eine Öffnung 20 kann in einer Diametralebene angeordnet sein, die mit derjenigen des Laufrades 6 zusammenfällt. Eine derartige Anordnung ist id Fig. 1 bis38gestrichelt angedeutet. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Laufrad allerdings in Axialrichtung gegenüber der Diametra!ebene der zugeordneten Öffnung 20 versetzt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 befindet bzw. befinden sich das Laufrad 6 bzw. die Schaufelspitzen 15 zumindest zum Teil axial neben der Öffnung 20. Das Laufrad 6 befindet sich also zum Teil axial außerhalb der Öffnung 20 bzw. dis Ringkenais 25. Hierbei befindet es sich zweckmäRigerwelse in dem druckseitigen Endbereich der Öffnung 20. Als bevorzugte Wert hat sich ergeben, den Überlappungsgrad so zu wählen, daß sich das Laufrad zu 50% Im Öffnungsbereich und zu 50% außerhalb des Öffnungsbereiches befindet.The at least one opening 20 may be arranged in a diametral plane which coincides with that of the impeller 6. Such an arrangement is id shown in Fig. 1 to38 dashed lines. In preferred embodiments, however, the impeller is offset in the axial direction from the diametra plane of the associated opening 20. In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the impeller 6 and the blade tips 15 are at least partially axially adjacent to the opening 20. Thus, the impeller 6 is located partly axially outside the opening 20 or dis ring core 25 it is expedient welwelse in the pressure-side end portion of the opening 20. As a preferred value has been found to choose the degree of overlap so that the impeller is 50% in the opening area and 50% outside the opening area.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.3 bis 5 sind die Abdeckungen der Öffnungen 20 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Ihr Aufbau kann demjenigen des unter den Fig. 1 und 2 beschriebenen entsprechen. Je nachdem, ob ein durchgehender Ringkanal oder Einzelöffnungen vorliegen, können sich geschlossene, ringförmige Abdeckungen oder Einzelabdeckungen Verwendung finden. Die Abdeckungen können auch durchbrechungslos ausgebildet sein und allein durch ihre Formgebung, z. B. durch ihren Randverlauf, zusammen mit den umgebenden Bereichen der Wand 1 durch Freilassung die erforderlichen Durchbrechungen bereitstellen.In the embodiments according to Figures 3 to 5, the covers of the openings 20 for the sake of simplicity are not shown. Their structure may correspond to that described in FIGS. 1 and 2. Depending on whether a continuous annular channel or individual openings are present, closed, annular covers or individual covers can be used. The covers can also be formed without interruption and solely by their shape, z. B. provide by their edge course, together with the surrounding areas of the wall 1 by release the necessary openings.

Claims

1. Axial fan, with a rotor blades having, which is arranged in a flow channel surrounded by a wall, characterized in that in or on the wall (1) in the region of the blade tips (15) at least one opening (20) is provided On the channel side with a perforations (22) having or left free cover (21) is provided.

2. Axial fan according to claim 1, characterized in that the cover (21) is a fine or fine-pored openings (/! 2 ') having fine cover (29).

3. Axial fan according to claim 1 or 2, characterized in that the cover (21) comprises a fabric comprising a fine cover (29).

4. Axial fan according to claim 1 to 3, characterized in that the cover (21) comprises a gauze-containing and in particular consisting of gauze fine cover (29).

5. Axial fan according to claim 1 to 4, characterized in that the cover (21) has a coarse cover (30) with a plurality of holes (22,22 ').

6. Axial fan according to claim 5, characterized in that the coarse cover (30) is designed like a loch plate or lattice-like.

7. Axial fan according to claim 5 or 6, in each case in conjunction with one of claims 2 to 4, characterized in that the cover (21) in successive arrangement a coarse cover (30) and a fine cover (29) is arranged on the opening side.

8. Axial fan according to claim 1 to 7, characterized in that the cover (21) in the mouth region (24) of the opening (20) to the flow channel (4) is arranged.

9. Axial fan according to claim 1 to 8, characterized in that the opening (20) and in particular its flow channel (4) directed mouth (2 ¹ *) extend over at least a partial peripheral region of the wall (1).

10. Axial fan according to claim 1 to 9, characterized in that a plurality of covers (21) provided openings (2ü, 20 ') along the Umfangsas of the impeller (6) are arranged distributed, for. B. four pairs diametrically with respect to the axis of rotation (7) of the impeller (6) opposite openings (20 ').

11. Axial fan according to claim 10, characterized in that the outer contour (37) of the openings (20,20 '), seen in the axial direction (7) of the impeller (6), is round or square.

12. Axial fan according to claim 1 to 9, characterized in that extending the opening (20) over the entire circumference of the wall (1) and the flow channel (4) and one with the cover (21) provided annular channel (25) ,

13. Axial fan according to claim 12, characterized in that the annular channel (25) is a circular channel (25 ').

14. Axial fan according to claim 13, characterized in that the channel depth (b) is at least approximately 0.1 to 0.2 times the impeller diameter (d).

15. Axial fan according to claim 12, characterized in that the annular channel (25,25 "), seen in the axial direction (7) of the impeller (6), has a polygonal and in particular quadrangular outer contour, which is expediently square or rectangular.

16. Axialventilalor according to claim 15, characterized in that the outer contour (33) of the annular channel (25 ") in places tangentially to the inner circumference (16) of the Strömugskanals (4) approaches, at square or rectangular Außenkonturzweckmäßigerweise at two or four each pairwise diametrically opposite locations (36).

17. Axial fan according to claim 15 or 16, characterized in that the depth (b) of the annular channel (25 ") assumes at least approximately values between 0 and 0.2 times the impeller diameter (d), depending on the location of its circumference.

18. Axial fan according to claim 12 to 17, characterized in that in the axial direction (7) of the impeller (6) measured width (a) of the annular channel (25) at least approximately 0.2 to 0.3 times and preferably the 0th , 25 times the impeller diameter (d).

19. Axial fan according to claim 1 to 18, characterized in that the opening (20) and openings (20 ') opposite to the impeller radially outward and expediently are arranged in a common diametrical plane with this.

20. Axial fan according to claim 1 to 18, characterized in that the opening (20) or openings (20 ') with respect to the impeller (6) are arranged axially offset, such that the blade tips (15) at least partially axially adjacent the openings are arranged, for. B. by an amount of about 50% of their measured in the axial direction (7) of the impeller (6) width.

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Field of application of the invention

The invention relates to oinon axial fan, with a rotor blades having, which is arranged in a flow channel surrounded by a wall.

Characteristic of the known state of the art

Axial fans contain inside their housing a bladed impeller, which is set in rotation by means of a motor. The rotating impeller conveys gaseous medium, in particular air, in the axial direction from the suction side to the pressure side. The throughput per unit of time, referred to as volume flow V, depends inter alia on the impeller speed. The operating behavior of known axial fans is unsteady with increasing throttling of the volume flow. If it falls below a machine-dependent minimum value, the flow in the fan begins to break. As a result, one rotating "tear-off" flow, called the "rotating stall", develops, but the separation of the flow at the blade profile, which occurs at a greatly reduced through-flow velocity, does not occur simultaneously on all the profiles forming dead space is characterized by strong internal turbulences, which are associated with a high energy loss.The there resulting by the detachment cross-sectional obstruction causes a deflection of the flow, and when a critical volume flow, the so-called break point, are suddenly clogged individual blade channels Influx of adjacent blades is affected, walk the obstructed in terms of their flow through the blade channels and run, relatively speaking, to the impeller against Jessen proper direction of rotation, as a result results in a strong pulsating flow , which makes a smooth operation in this unstable area impossible. In unfavorable cases, the high bending and bending alternating forces that occur cause destruction of the impeller and of components of the system operated by the fan. In the relevant partial load range, the characteristic of the axial fan is characterized by a sudden pressure drop.

The operation of the fan in the specified critical range is also associated with a strong noise.

Since the beginning of the unstable operating range is usually only a little way away from the optimum operating point, the design must be carried out with particular care and at great expense. It has already been proposed in DE-OS 3322295 a problem solution. There, a bladed Ringksnal is also provided, which absorbs the stabilizing flow and the swirl contained in it and stabilize. However, such an embodiment can not be readily applied to any impeller geometry. It is very difficult to optimize the Beschauflung in the annular channel, which also causes a significant increase in the cost of the fan.

Object of the invention

The aim of the invention is to easily prevent the emergence of a rotating Abreißströmung and eliminate the associated disadvantages such as reduced efficiency, lower life, higher energy consumption, etc.

Explanation of the essence of the invention

The invention has for its object to provide an axial fan, which has a stable over the entire volume flow range characteristic, the measures taken without any problems on any axial fans and axial compressorsi) must be applicable.

According to the invention the object is achieved in that at least one opening is provided in or on the wall in the region of the blade tips, which is provided on the channel side with a perforations having openings or left open. Instead of a usually smooth wall of the flow channel of the axial compressor contained in the impeller is now provided in the region of the blade tips with at least one opening flow channel wall. You can z. B. be designed as starting from the flow channel in the wall introduced recess. Towards the flow channel, the opening is covered, wherein the cover used for this purpose has openings. The consequence of the embodiment according to the invention is an extremely constant characteristic curve, irrespective of the intensity of the respectively made throttling. The construction of a "rotating stall" is prevented even at very low volumetric flow rates, while the construction costs are relatively low and can be applied to any axial fan without complication of design Because of the prevention of the emergence of the tear-off flow, the noise development is considerably reduced, in particular in the hitherto critical operating range.The invention can be used advantageously both for single-stage and multi-stage fans and compressors Subclaims listed.