DE102010051759A1

DE102010051759A1 - Axial fan with downstream diffuser and a device for equalizing the flow velocity

Info

Publication number: DE102010051759A1
Application number: DE102010051759A
Authority: DE
Inventors: Augustin Haas
Original assignee: EVG LUFTTECHNIK GmbH
Current assignee: EVG LUFTTECHNIK GmbH
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-05-24
Also published as: EP2455617A3; EP2455617A2

Abstract

Es wird ein Axiallüfter für den Einsatz in Trocknungsanlagen von Ziegeleien vorgeschlagen, der eine verbesserte Ausrichtung und Vergleichmäßigung der Trocknungsluft am Austritt eines Diffusors (9) bietet und dadurch bessere Trocknungsergebnisse bei geringerem Energieeinsatz ermöglicht.An axial fan is proposed for use in drying systems in brickworks, which offers an improved alignment and equalization of the drying air at the outlet of a diffuser (9) and thus enables better drying results with less energy consumption.

Description

Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter, wie er in einer Trocknungsanlage eines Ziegelwerks eingesetzt werden kann. Die 1 ist eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Trocknungsanlage für Ziegel nach dem Stand der Technik.The invention relates to an axial fan, as it can be used in a drying plant of a brick plant. The 1 is a plan view of a section of a drying system for bricks according to the prior art.

Die Trocknungsanlage ist, vereinfacht ausgedrückt, ein langer Kanal, der seitlich von zwei Wänden 5 begrenzt wird. Zwischen den Wänden 5 werden die zu trocknenden Ziegel 1 auf Transportwagen (nicht sichtbar in 1) hindurchgefahren.The drying plant is, in simple terms, a long channel that is laterally separated from two walls 5 is limited. Between the walls 5 become the bricks to be dried 1 on trolley (not visible in 1 ).

In der Trocknungsanlage zirkuliert heiße Trocknungsluft, welche das in den Ziegeln befindliche Wasser aufnehmen soll. Die Bewegungsrichtung der Ziegel 1 ist in 1 durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 3 angedeutet.In the drying plant circulates hot drying air, which should absorb the water in the bricks. The direction of movement of the bricks 1 is in 1 by an arrow with the reference numeral 3 indicated.

Die Trocknungsanlage ist so lang, dass die Ziegel 1 nach dem Durchfahren derselben die gewünschte Trockenheit erreicht haben. Aufgrund der großen Verdampfungsenthalpie und der hohen Siedetemperatur von Wasser, ist der Energiebedarf dieser Trocknungsanlagen sehr groß. Um die Trocknung der Ziegel 1 zu intensivieren, sind in der Trocknungsanlage mehrere Axiallüfter 7 mit nachgeschaltetem Diffusor 9 angeordnet.The drying plant is so long that the brick 1 after passing through the same have reached the desired dryness. Due to the high enthalpy of evaporation and the high boiling point of water, the energy requirements of these drying systems is very high. To dry the brick 1 To intensify, are in the drying plant several axial fans 7 with downstream diffuser 9 arranged.

Der Axiallüfter 7 saugt über einen radialen Ansaugkanal 11 die Trocknungsluft an, erhöht deren Druck und Strömungsgeschwindigkeit und fördert sie durch den Diffusor 9. In dem Diffusor 9 wird die Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft reduziert.The axial fan 7 sucks via a radial intake channel 11 the drying air, increases their pressure and flow velocity and conveys them through the diffuser 9 , In the diffuser 9 the flow rate of the drying air is reduced.

Allerdings sind die Strömungsgeschwindigkeiten der Trocknungsluft am Austritt aus dem Diffusor 9 bei herkömmlichen Axiallüftern große Unterschiede auf. Um diesen Sachverhalt zu veranschaulichen, sind in 1 die Geschwindigkeitsverteilung und die Strömungsgeschwindigkeiten der Trocknungsluft an verschiedenen Querschnitten des Diffusors 9 ist in 1 die Geschwindigkeitsverteilung der aus dem Axiallüfter 7 ausströmenden Trocknungsluft über den Querschnitt in Form von Pfeilen unterschiedlicher Länge dargestellt. Nachteilig an dieser ungleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung sind die ungleichen Trocknungsgeschwindigkeiten innerhalb der Ziegel 1 und der daraus resultierende Rissbildung an den zu trocknenden Ziegeln 1. Infolgedessen sind diese Ziegel unbrauchbar. Bei herkömmlichen Trocknungsanlagen kann es bei der Trocknung von sehr dünnwandigen Ziegeln zu einer hohen Ausschussquote kommen. Dies bedeutet einen wirtschaftlichen Schaden und außerdem wird dadurch die Ausbringung des Ziegelwerks reduziert.However, the flow rates of the drying air at the exit from the diffuser 9 in conventional axial fans great differences. To illustrate this situation, are in 1 the velocity distribution and the flow rates of the drying air at different cross sections of the diffuser 9 is in 1 the velocity distribution of the axial fan 7 outgoing drying air over the cross section in the form of arrows of different lengths. Disadvantages of this uneven speed distribution are the unequal drying speeds within the bricks 1 and the resulting cracking of the bricks to be dried 1 , As a result, these bricks are useless. In conventional drying systems, the drying of very thin-walled bricks can lead to a high reject rate. This means economic damage and also reduces the output of the brickwork.

Darüber hinaus ist der Energiebedarf zum vollständigen Trocknen der Ziegel höher als notwendig.In addition, the energy requirement for complete drying of the bricks is higher than necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Axiallüfter bereitzustellen, der für den Einsatz in Ziegelwerken geeignet ist, welcher die genannten Nachteile der herkömmlichen Trocknungsanlagen weitestgehend vermeidet und somit eine Energieeinsparung ermöglicht und gleichzeitig die Ausbringung der Trocknungsanlage deutlich verbessert.The invention has for its object to provide an axial fan, which is suitable for use in brickworks, which largely avoids the disadvantages of conventional drying systems and thus enables energy savings while significantly improving the output of the drying plant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Axiallüfter, umfassend ein Lüfterrad, einen dem Lüfterrad nachgeschalteten Leitapparat und einen dem Lüfterrad nachgeschalteten Diffusor dadurch gelöst, dass zwischen Diffusor und Lüfterrad ein Leitapparat angeordnet ist und dass innerhalb des Diffusors ein Konfusor angeordnet ist.This object is achieved by an axial fan, comprising a fan, a fan downstream of the nozzle and a fan downstream diffuser, characterized in that between the diffuser and fan a nozzle is arranged and that within the diffuser a confuser is arranged.

Durch die Zwischenschaltung eines Leitapparats zwischen dem Lüfterrad und dem Diffusor wird zunächst der Drall der aus dem Lüfterrad austretenden Trocknungsluft herausgenommen, was den Energiebedarf für den Antrieb des Lüfterrads deutlich reduziert. Außerdem werden dadurch, dass die ausströmende Trocknungsluft keinen oder nur noch einen sehr geringen Drall aufweist, die Ziegel orthogonal zur Transportrichtung und parallel zu den in den Ziegeln vorhandenen Kanälen angeströmt. Infolgedessen werden diese Kanäle, die im Inneren der Ziegel verlaufen, besser von der Trocknungsluft durchströmt, so dass die Trocknung der inneren Bereiche der Ziegel verbessert werden.Due to the interposition of a distributor between the fan and the diffuser, the twist of the air emerging from the fan is first taken out, which significantly reduces the energy required to drive the fan. In addition, characterized in that the outflowing drying air has no or only a very small swirl, the brick flows orthogonal to the transport direction and parallel to the channels present in the bricks. As a result, these channels, which run inside the brick, better flows through the drying air, so that the drying of the inner regions of the bricks are improved.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Axiallüfters besteht darin, dass durch den erfindungsgemäßen Konfusor die ungleichen Strömungsgeschwindigkeiten am Austritt des Diffusors vergleichmäßigt werden können, so dass über die gesamte Austrittsfläche des Diffusors annähernd gleiche Strömungsgeschwindigkeiten herrschen.Another advantage of the axial fan according to the invention is that the uneven flow velocities at the outlet of the diffuser can be made uniform by the confuser according to the invention, so that approximately the same flow velocities prevail over the entire outlet surface of the diffuser.

Eine in dieser Weise vergleichmäßigte Strömungsgeschwindigkeit führt dazu, dass die Stapel von Ziegeln, die an der Austrittsfläche des Diffusors vorbeibewegt werden, sehr gleichmäßig und rechtwinklig mit Trocknungsluft beaufschlagt werden und deshalb auch sehr gleichmäßig austrocknen. Dadurch werden die inneren Spannungen, die bei einer ungleichmäßigen Trocknung auftreten, minimiert und die Gefahr von Rissen in den Ziegeln nimmt deutlich ab.A uniform flow rate in this way means that the stacks of bricks which are moved past the exit surface of the diffuser are subjected to drying air very uniformly and at right angles and therefore dry very evenly. As a result, the internal stresses that occur in a non-uniform drying, minimized and the risk of cracks in the bricks decreases significantly.

Dies verbessert die Wirtschaftlichkeit einer mit erfindungsgemäßen Axiallüftern ausgerüsteten Trocknungsanlage drastisch und stellt im Übrigen einen erheblichen Beitrag zur Ressourcenschonung bei der Herstellung von Mauerziegeln und anderen Ziegeln dar.This drastically improves the economic efficiency of a drying plant equipped with axial fans according to the invention and, incidentally, represents a considerable contribution to resource conservation in the production of bricks and other bricks.

Um eine weitere Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeiten am Austritt des Diffusors zu erreichen, kann weiter vorgesehen sein, den Diffusor als Multidiffusor mit mindestens zwei Teildiffusoren auszubilden. Es ist jedoch auch möglich, drei bis sechs Teildiffusoren auszubilden, die jeweils in einem Segment der Austrittsfläche die Strömungsgeschwindigkeit gezielt beeinflussen und somit eine weitere Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeiten über den gesamten Austrittsquerschnitt F_A erreichen. In order to achieve a further homogenization of the flow velocities at the outlet of the diffuser, it may further be provided to form the diffuser as a multi-diffuser with at least two partial diffusers. However, it is also possible to form three to six partial diffusers which in each case specifically influence the flow velocity in one segment of the outlet surface and thus achieve a further homogenization of the flow velocities over the entire outlet cross section F _A.

Annähernd gleiche Strömungsgeschwindigkeiten im Zusammenhang mit der beanspruchten Erfindung sind so zu verstehen, dass in einem Bereich, der mindestens 85% der Austrittsfläche des Diffusors umfasst, die Strömungsgeschwindigkeiten der Trocknungsluft um weniger als 15% um den Mittelwert der Strömungsgeschwindigkeit schwanken.Approximately equal flow velocities associated with the claimed invention are to be understood as meaning that, in an area comprising at least 85% of the exit area of the diffuser, the flow rates of the drying air fluctuate less than 15% of the mean value of the flow rate.

Damit der Diffusor, die Teildiffusoren und der zentral angeordnete Konfusor in ihrer Lage gehalten werden, ist vorgesehen, dass zwischen dem oder den (Teil-)Diffusoren und dem Konfusor mehrere über den Umfang verteilte Streben vorhanden sind, die auch zur Positionierung und Fixierung der Teildiffusoren dienen. In manchen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, diese Streben so auszubilden, dass ein eventuell vorhandener Restdrall der den Leitapparat verlassenden Trocknungsluft durch die entsprechend ausgerichteten Streben noch aus der Strömung herausgenommen wird. Dadurch ergibt sich eine weitere Vergleichmäßigung der ausströmenden Trocknungsluft.In order to keep the diffuser, the partial diffusers and the centrally arranged confuser in their position, it is provided that between the or the (partial) diffusers and the Confusor several distributed over the circumference struts are present, which also for positioning and fixing the partial diffusers serve. In some applications, it may be advantageous to design these struts in such a way that a possibly existing residual twist of the drying air leaving the guide apparatus is taken out of the flow by the appropriately aligned struts. This results in a further homogenization of the outflowing drying air.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Verhältnis zwischen einer Eintrittsfläche F_E und einer Austrittsfläche F_A des Diffusors und/oder der Teildiffusoren kleiner oder gleich 0,95 ist. Der Wert dieses Verhältnisses muss für die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche jedes Teildiffusors bzw. gesondert ermittelt und festgelegt werden. Es ist jedoch auch so, dass dieses Verhältnis von Teildiffusor zu Teildiffusor verschieden sein kann. Dadurch ist eine sehr genaue Steuerung der Austrittsgeschwindigkeit der ausströmenden Trocknungsluft möglich.It has proved to be advantageous if a ratio between an inlet surface F _E and an outlet surface F _{A of} the diffuser and / or the partial diffusers is less than or equal to 0.95. The value of this ratio must be determined and determined separately for the entrance surface and the exit surface of each partial diffuser. However, it is also true that this ratio may vary from partial diffuser to partial diffuser. As a result, a very precise control of the exit velocity of the outflowing drying air is possible.

Selbstverständlich ist dabei auch darauf zu achten, dass ein Öffnungswinkel des Diffusors und/oder der Teildiffusoren so gewählt wird, dass keine Ablösung der Strömung erfolgt. Dann nämlich würde der Strömungswiderstand des Diffusors oder des Teildiffusors deutlich ansteigen und es gibt Verwirbelungen in der Trocknungsluft, die zu einer ungleichen Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit über die Austrittsfläche des Diffusors führen. Aus der einschlägigen Fachliteratur sind maximale Öffnungswinkel zur Verhinderung von der Strömungsablösung beschrieben, so dass im Zusammenhang mit der Erfindung auf die Angabe genauer Werte verzichtet wird.Of course, it is also important to ensure that an opening angle of the diffuser and / or the partial diffusers is chosen so that no separation of the flow takes place. Then namely the flow resistance of the diffuser or the partial diffuser would increase significantly and there are turbulences in the drying air, which lead to an uneven distribution of the flow velocity over the exit surface of the diffuser. From the relevant specialist literature maximum opening angles are described for preventing the flow separation, so that is omitted in the context of the invention to the specification of accurate values.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Verhältnis zwischen einer Eintrittsfläche und einer Austrittsfläche des Konfusors größer oder gleich 1,04 ist. Bei Konfusoren ist die Gefahr einer Strömungsablösung nicht gegeben, da sich der Strömungsquerschnitt in Strömungsrichtung der Trocknungsluft verringert.In a further advantageous embodiment, it is provided that a ratio between an inlet surface and an outlet surface of the confuser is greater than or equal to 1.04. In Confusors the risk of flow separation is not given, since the flow cross-section is reduced in the flow direction of the drying air.

Durch eine geeignete Geometrie des Konfusors ist es möglich, im Zentrum der Austrittsfläche des Konfusors eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen und somit der Tendenz bei herkömmlichen Axiallüftern, dass im Zentrum eines nachgeschalteten Diffusors eine sehr geringe Strömungsgeschwindigkeit herrscht, kontrolliert entgegengewirkt wird. Auch dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit weiter vergleichmäßigt und die Qualität der Trocknungsanlage weiter gesteigert.By means of a suitable geometry of the confuser, it is possible to increase the flow velocity in the center of the outlet surface of the confuser and thus to counteract the tendency of conventional axial fans to have a very low flow velocity in the center of a downstream diffuser. This also further homogenizes the flow rate and further improves the quality of the drying plant.

Eine wichtige Voraussetzung zur Erzielung eines möglichst ausgeglichenen/homogenen Geschwindigkeitsprofils über die Austrittsfläche des Diffusors wird erreicht, wenn ein Nabenverhältnis des Lüfterrads möglichst klein ist. Dies bedeutet, dass die Nabe des Lüfterrads bezogen auf den Außendurchmesser des Lüfterrads möglichst klein ist. Bei der erfindungsgemäßen Axiallüfter lassen sich Nabenverhältnisse in einem Bereich zwischen 0,2 und 0,5, bevorzugt zwischen 0,3 und 0,4, realisieren.An important prerequisite for achieving a balanced as possible / homogeneous velocity profile over the exit surface of the diffuser is achieved when a hub ratio of the fan is as small as possible. This means that the hub of the fan is based on the outer diameter of the fan as small as possible. In the axial fan according to the invention, hub ratios in a range between 0.2 and 0.5, preferably between 0.3 and 0.4, can be realized.

Solche kleinen Nabenverhältnisse lassen sich nur realisieren, wenn die Anströmung des Lüfterrads nicht durch einen Elektromotor gestört wird.Such small hub ratios can only be realized if the flow of the fan is not disturbed by an electric motor.

Eine weitere Verbesserung und Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit wird erreicht, wenn die Leitschaufeln des Leitapparats an einer Eintrittskante konkav gekrümmt sind. Dabei hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn eine Tiefe der Leitschaufeln in einem Bereich zwischen 50% und 85% der Länge der Leitschaufeln ein Minimum aufweist. Nähere Einzelheiten zur Gestaltung der Leitschaufeln des Leitapparats sind in der Patentanmeldung DE 10 2007 025 696.7 der gleichen Anmelderin beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.Further improvement and equalization of the flow rate is achieved when the vanes of the nozzle are concavely curved at an entry edge. It has proved to be particularly advantageous if a depth of the guide vanes in a range between 50% and 85% of the length of the vanes has a minimum. Further details on the design of the guide vanes are in the patent application DE 10 2007 025 696.7 described by the same applicant, to which reference is hereby made.

Um möglichst gute Anströmbedingungen für die Trocknungsluft an das Lüfterrad zu erreichen, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass stromaufwärts des Lüfterrads ein Ansaugkanal vorgesehen ist, der eine radiale Zuströmung der Trocknungsluft über den gesamten Umfang von 360° ermöglicht. Dieser Ansaugkanal ermöglicht das seitliche bzw. radiale Ansaugen der Trocknungsluft und lenkt die Trocknungsluft in einem Bogen um etwa 90° um, so dass die Trocknungsluft in erster Näherung senkrecht auf die von dem Lüfterrad gebildete Ebene auftrifft und von dem Lüfterrad dann gefördert wird.In order to achieve the best possible flow conditions for the drying air to the fan, is provided in a further advantageous embodiment of the invention that upstream of the fan, an intake passage is provided which allows a radial inflow of the drying air over the entire circumference of 360 °. This intake channel allows the lateral or radial suction of the drying air and deflects the drying air in an arc by about 90 °, so that the drying air impinges in a first approximation perpendicular to the plane formed by the fan and then promoted by the fan.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lüfterrad von einer Antriebswelle angetrieben wird und das Lüfterrad auf der Antriebswelle befestigt ist. Dieser indirekte Antrieb über eine Antriebswelle hat den Vorteil, dass der doch einen erheblichen Bauraum beanspruchende Elektromotor nicht in dem Ansaugbereich des Lüfterrads vorhanden ist. Dadurch können kleinere Nabenverhältnisse realisiert werden. In vielen ausgeführten Anlagen haben sich Längen einer Antriebswelle von mehr als einem Meter und sogar teilweise von mehr als zwei Metern als vorteilhaft erwiesen. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the fan is driven by a drive shaft and the fan is mounted on the drive shaft. This indirect drive via a drive shaft has the advantage that the electric motor consuming considerable space is not present in the intake area of the fan wheel. As a result, smaller hub ratios can be realized. Lengths of a drive shaft of more than one meter and even in some cases of more than two meters have proven to be advantageous in many systems.

Damit die zu trocknenden Ziegel bestmöglich über die gesamte Höhe der aufeinander gestapelten Ziegel angeströmt wird, ist es vorteilhaft, wenn die Austrittsfläche des Diffusors rechteckig oder quadratisch ist. Dabei ist die Höhe der Austrittsfläche auf die Höhe der aufeinander gestapelten Ziegel abzustimmen.In order that the bricks to be dried are best flown over the entire height of the stacked bricks, it is advantageous if the outlet surface of the diffuser is rectangular or square. The height of the exit surface must be matched to the height of the stacked bricks.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung und deren Beschreibung offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims removable. All features disclosed in the drawings and their description may be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:Show it:

1 eine Draufsicht auf eine Trocknungsanlage für Ziegel mit einem Axiallüfter und mit einem nachgeschalteten Diffusor nach dem Stand der Technik, 1 a top view of a drying plant for bricks with an axial fan and with a downstream diffuser according to the prior art,

2 eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Axiallüfters mit in den Diffusor integrierten Konfusor, 2 an isometric view of an axial fan according to the invention with integrated in the diffuser Konfusor,

3 eine Ansicht auf die Austrittsfläche des erfindungsgemäßen Axiallüfter und 3 a view of the exit surface of the axial fan according to the invention and

4 einen Horizontalschnitt durch den erfindungsgemäßen Axiallüfter. 4 a horizontal section through the axial fan according to the invention.

Die in den 2 bis 4 verwendeten Bezugszeichen entsprechen den im Zusammenhang mit der 1 verwendeten.The in the 2 to 4 used reference numerals correspond to those associated with the 1 used.

In der Isometrie gemäß 2 ist der Strömungsweg der Trocknungsluft gut zu erkennen. Über den radialen Absaugkanal 11 strömt die Trocknungsluft radial ein und wird in dem Ansaugkanal um annähernd 90° umgelenkt. Diese Umlenkung ist durch zwei gekrümmte Pfeile (ohne Bezugszeichen) angedeutet.In isometry according to 2 the flow path of the drying air is clearly visible. About the radial suction channel 11 the drying air flows in radially and is deflected in the intake channel by approximately 90 °. This deflection is indicated by two curved arrows (without reference numerals).

Der Ansaugkanal 11 umfasst eine pilzförmige erste Leitwand 13 und eine trichterförmige zweite Leitwand 15. Die erste Leitwand 13 und die zweite Leitwand 15 sind rotationssymmetrische Gebilde. Sie begrenzen den Ansaugkanal in axialer Richtung und lenken die angesaugte Trocknungsluft auf das Lüfterrad 19 des Axiallüfters 7. Eine Längsachse des erfindungsgemäßen Axiallüfters ist in der 2 mit dem Bezugszeichen 17 versehen.The intake channel 11 includes a mushroom-shaped first baffle 13 and a funnel-shaped second baffle 15 , The first baffle 13 and the second baffle 15 are rotationally symmetrical structures. They limit the intake passage in the axial direction and direct the sucked drying air to the fan 19 of the axial fan 7 , A longitudinal axis of the axial fan according to the invention is in the 2 with the reference number 17 Mistake.

Die zweite Leitwand 15 geht in ein zylindrisches Gehäuse 18 über. In dem Gehäuse 18 dreht sich das Lüfterrad 19 des Axiallüfters 7. Durch das Gehäuse 18 wird verhindert, dass die vom Lüfterrad 19 geförderte Trocknungsluft seitlich ausweichen kann.The second baffle 15 goes into a cylindrical housing 18 above. In the case 18 the fan rotates 19 of the axial fan 7 , Through the housing 18 will prevent the from the fan 19 conveyed drying air can escape laterally.

Des Weiteren dient das Gehäuse 18 zur Befestigung der Leitschaufeln 21 eines nachgeschalteten Leitapparats 23 aufzunehmen. Der Leitapparat 23 bzw. dessen Leitschaufeln 21 dient dazu, einen in der Trocknungsluft vorhandenen Drall am Austritt aus dem Lüfterrad 19 herauszunehmen, so dass der stromabwärts angeordnete Diffusor 9 mit weitestgehend drallfreier Trocknungsluft angeströmt wird.Furthermore, the housing serves 18 for fixing the guide vanes 21 a downstream distributor 23 take. The diffuser 23 or its guide vanes 21 serves to create an existing in the drying air swirl at the exit from the fan 19 take out, leaving the downstream diffuser 9 is impinged with largely spin-free drying air.

In 2 ist auch eine Nabe 25 des Lüfterrads 19 zu erkennen. Grundsätzlich ist es wünschenswert, ein möglichst kleines Nabenverhältnis zu erreichen, da im Bereich der Nabe keine Luft mit axialer Strömungsrichtung den Axiallüfter verlassen kann und somit der Wirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit des Axiallüfters mit zunehmendem Nabendurchmesser kleiner werden.In 2 is also a hub 25 of the fan wheel 19 to recognize. Basically, it is desirable to achieve the smallest possible hub ratio, since in the region of the hub no air can leave the axial flow with axial flow and thus the efficiency and performance of the axial fan with increasing hub diameter are smaller.

Wie aus der 2 gut zu erkennen ist, ist das Lüfterrad 19 auf einer Antriebswelle 27 befestigt. Die Antriebswelle 27 kann in dem Ansaugkanal 11 gelagert sein, so dass im Ergebnis das Lüfterrad 19 fliegend auf der Antriebswelle 27 gelagert ist. Alternativ ist es natürlich auch möglich, dass im Zentrum des Leitapparats 23 ein Lager für die Antriebswelle 27 vorgesehen ist. Die Antriebswelle 27 ist in 2 geschnitten dargestellt. Sie ragt in 2 nach links oben durch die Wand 5 hinaus und ist an dem nicht dargestellten Ende hinter der Wand 5 mit einem Elektromotor gekuppelt. Stromabwärts des Leitapparats 23 ist ein Diffusorkasten 9 mit rechteckigem Austrittsquerschnitt angeordnet. Die Austrittsfläche des Diffusors 9 ist rechteckig und insbesondere auf die Höhe des Stapels von Ziegeln 1 abgestimmt, so dass alle Ziegel 1, die an dem Diffusor vorbeibewegt werden, gleichmäßig von Trocknungsluft angeströmt werden.Like from the 2 It is easy to see, is the fan 19 on a drive shaft 27 attached. The drive shaft 27 can in the intake 11 be stored so that as a result the fan 19 flying on the drive shaft 27 is stored. Alternatively, it is of course also possible that in the center of the distributor 23 a bearing for the drive shaft 27 is provided. The drive shaft 27 is in 2 shown cut. She stands in 2 left up through the wall 5 out and is at the end not shown behind the wall 5 coupled with an electric motor. Downstream of the distributor 23 is a diffuser box 9 arranged with rectangular outlet cross-section. The exit surface of the diffuser 9 is rectangular and in particular to the height of the pile of bricks 1 tuned, so that all bricks 1 , which are moved past the diffuser, are uniformly flowed by drying air.

Innerhalb des Diffusors 9 sind mehrere Teildiffusoren 29.1, 29.1, 29.2 und 29.3 konzentrisch zur Längsachse 17 des Axiallüfters angeordnet. Jeder der Teildiffusoren 29.1 bis 29.3 wird an seinem Innendurchmesser von einem sich kegelstumpfförmig erweiternden Kanal begrenzt. Das Gleiche gilt für die äußere Wandung der Teildiffusoren. Dabei ist es selbstverständlich, dass zum Beispiel die innere Begrenzung des Teildiffusors 29.1 gleichzeitig die äußere Begrenzung des Teildiffusors 29.3 darstellt.Inside the diffuser 9 are several partial diffusers 29.1 . 29.1 . 29.2 and 29.3 concentric with the longitudinal axis 17 arranged the axial fan. Each of the partial diffusers 29.1 to 29.3 is limited at its inner diameter by a frustoconical widening channel. The same applies the outer wall of the partial diffusers. It goes without saying that, for example, the inner boundary of the partial diffuser 29.1 at the same time the outer boundary of the partial diffuser 29.3 represents.

Im Zentrum des Diffusors 9 bzw. der Teildiffusoren 29.1 bis 29.3 ist ein Konfusor 31 angeordnet. Der Konfusor 31 wird an seinem Außendurchmesser von einem sich kegelstumpfförmig verengenden Kanal begrenzt.In the center of the diffuser 9 or the partial diffusers 29.1 to 29.3 is a confuser 31 arranged. The confuser 31 is limited at its outer diameter by a frustoconical narrowing channel.

Dieser Konfusor 31 hat eine Eintrittsfläche 33, die größer ist als die Austrittsfläche 35. Da der Durchmesser des Konfusors 31 an der Eintrittsfläche 33 größer ist als die Nabe 25 des Leitapparats 23, gelangt ein Teil der vom Lüfterrad 19 durch den Leitapparat 23 geförderten Luftstroms in den Konfusor 31. Aufgrund der in Strömungsrichtung erfolgenden Querschnittsverengung nimmt die Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft im Konfusor 31 zu, so dass auch im Bereich in der Mitte der Austrittsfläche des Diffusors 9 eine Strömungsgeschwindigkeit herrscht, die im Wesentlichen gleich groß ist wie die Strömungsgeschwindigkeit von den peripheren Bereichen des Diffusors 9.This confuser 31 has an entrance area 33 that is larger than the exit area 35 , Because the diameter of the confuser 31 at the entrance area 33 bigger than the hub 25 of the distributor 23 , Part of the fan wheel 19 through the diffuser 23 promoted air flow in the confuser 31 , Due to the cross-sectional constriction occurring in the flow direction, the flow rate of the drying air in the confuser decreases 31 too, so even in the area in the middle of the exit surface of the diffuser 9 There is a flow rate which is substantially equal to the flow velocity from the peripheral areas of the diffuser 9 ,

Der Konfusor 31 in Verbindung mit den konzentrisch dazu angeordneten Teildiffusoren 29.1 und 29.3 sowie dem äußersten Diffusorkasten 9 bewirken, dass über den gesamten Querschnitt eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit herrscht.The confuser 31 in conjunction with the concentric arranged partial diffusers 29.1 and 29.3 as well as the outermost diffuser box 9 cause a uniform flow velocity over the entire cross section.

Dabei ist es möglich, dass das Flächenverhältnis des Konfusors 31, sowie der Teildiffusoren 29.1, 29.2 und 29.3 sowie des äußersten Diffusors 9 zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche für jeden dieser Bauteile gesondert bestimmt wird und dadurch eine sehr genaue Anpassung und Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit am Austritt des Diffusors 9 erreicht werden kann.It is possible that the area ratio of the confuser 31 , as well as the partial diffusers 29.1 . 29.2 and 29.3 and the outermost diffuser 9 is determined separately between the entrance surface and the exit surface for each of these components and thereby a very accurate adjustment and equalization of the flow velocity at the outlet of the diffuser 9 can be achieved.

Infolgedessen ist es ohne Weiteres möglich, die Strömungsgeschwindigkeit sehr stark zu vergleichmäßigen und dadurch zu gewährleisten, dass die Ziegel 1 gleichmäßig von Trocknungsluft durchströmt werden. Im Ergebnis wird dadurch eine raschere Trocknung mit geringeren Spannungen und weniger Rissen in den Ziegeln 1 erreicht. Des Weiteren wird der Energiebedarf für die Heizung der Trocknungsluft verringert und außerdem sinkt der Antriebsleistungsbedarf für das Lüfterrad 19.As a result, it is readily possible to very evenly balance the flow rate and thereby ensure that the bricks 1 be traversed evenly by drying air. As a result, this results in faster drying with lower tensions and fewer cracks in the bricks 1 reached. Furthermore, the energy required for the heating of the drying air is reduced and also reduces the drive power requirement for the fan 19 ,

Der erfindungsgemäße Axiallüfter unterstützt die derzeit vorhandene Tendenz beim Bau oder der Modernisierung von Trocknungsanlagen von Ziegeleien einen großen Volumenstrom von Trocknungsluft mit relativ geringen Temperaturen umzuwälzen, so dass einerseits der Heizenergiebedarf für die Trocknungsanlage verringert wird und gleichzeitig ein sanfteres und trotzdem rasches Trocknen der Ziegel 1 möglich ist.The axial fan according to the invention supports the current tendency in the construction or modernization of drying systems of brickworks to circulate a large volume of drying air at relatively low temperatures, so that on the one hand the heating energy demand for the drying plant is reduced and at the same time a gentler, yet rapid drying of the brick 1 is possible.

Damit der Konfusor 31 und die Teildiffusoren 29.1 bis 29.3 relativ zu dem Diffusor 9 fixiert sind, sind Streben 37 angeordnet, die den Diffusor 9 mit dem Konfusor 31 verbinden und dadurch den Konfusor 31 positionieren. Entsprechendes gilt auch für die Teildiffusoren 29.1 bis 29.3.So the confuser 31 and the partial diffusers 29.1 to 29.3 relative to the diffuser 9 are fixed, are struts 37 arranged the the diffuser 9 with the confuser 31 connect and thereby the confuser 31 position. The same applies to the partial diffusers 29.1 to 29.3 ,

In 3 ist eine Ansicht von hinten auf den erfindungsgemäßen Axiallüfter 7 dargestellt. Anhand dieser Ansicht Horizontalschnitts ist der Aufbau des Diffusors 9, der Teildiffusoren 29 und des Konfusors 31 gut zu erkennen. Des Weiteren ist ein Gitter 41 zu erkennen, das die Austrittsfläche F_A des Diffusors 9 abdeckt. Dadurch wird eine weitere Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Alternati dazu oder zusätzlich können auch Lochbleche und/oder Siebe Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit vorgesehen sein.In 3 is a rear view of the axial fan according to the invention 7 shown. Based on this view horizontal section is the structure of the diffuser 9 , the part diffusers 29 and the confuser 31 clearly visible. There is also a grid 41 to recognize that the exit surface F _{A of} the diffuser 9 covers. As a result, a further homogenization of the flow velocity is achieved. Alternatively or in addition, perforated plates and / or sieves equalizing the flow rate can be provided.

In 4 ist ein Horizontalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Axiallüfter 7 dargestellt. Anhand dieses Horizontalschnitts ist der konstruktive Aufbau des erfindungsgemäßen Axiallüfters ersichtlich. Dies gilt insbesondere für die konkav gekrümmten Eintrittskanten 39 der Leitschaufeln 23.In 4 is a horizontal section through an axial fan according to the invention 7 shown. Based on this horizontal section of the structural design of the axial fan according to the invention can be seen. This applies in particular to the concavely curved entry edges 39 the vanes 23 ,

Gleichzeitig lässt sich auch das Geschwindigkeitsprofil der Trocknungsluft am Austritt aus dem Leitapparat 23 bzw. am Eintritt in den Diffusor 9 gut erkennen. Dabei wird deutlich, dass in Achsnähe, dort wo der erfindungsgemäße Konfusor 31 angeordnet ist, naturgemäß eine sehr niedrige Strömungsgeschwindigkeit herrscht.At the same time, the velocity profile of the drying air at the outlet from the diffuser can also be determined 23 or at the entrance to the diffuser 9 recognize well. It becomes clear that in the vicinity of the axis, where the confuser according to the invention 31 is arranged, of course, there is a very low flow rate.

Daran schließt sich in radialer Richtung weiter außen ein kreisringförmiges Maximum der Strömungsgeschwindigkeit an. Anschließend nimmt Strömungsgeschwindigkeit wieder ab, bis an den Außendurchmesser des Leitapparats 23.This is followed in the radial direction further outside an annular maximum of the flow rate. Subsequently, flow rate decreases again, up to the outer diameter of the distributor 23 ,

Durch die erfindungsgemäße konzentrische Anordnung mehrerer Diffusoren 9, 29 und mindestens eines Konfusors 31 ist es nun, wie in 3 gut zu erkennen, möglich, über die gesamte Austrittsfläche des Diffusors 9 eine gleichmäßige Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen. Die Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft ist jeweils durch Pfeile in ihrer Richtung und ihrem Betrag angedeutet.By the inventive concentric arrangement of a plurality of diffusers 9 . 29 and at least one confuser 31 it is now, as in 3 well visible, possible, over the entire exit surface of the diffuser 9 to achieve a uniform homogenization of the flow velocity. The flow rate of the drying air is indicated by arrows in their direction and their amount.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007025696 [0023]

Claims

Axial fan comprising a fan wheel ( 19 ) and a fan ( 19 ) downstream diffuser ( 9 ), characterized in that between the fan ( 19 ) and the diffuser ( 9 ) a distributor ( 23 ), and that in the diffuser ( 9 ) a confuser ( 31 ) is arranged.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the diffuser ( 9 ) at least two partial diffusers ( 29 ).

Axial fan according to claim 1 or 2, characterized in that the diffuser ( 9 ) at least two partial diffusers ( 29 ).

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that a ratio (F _E / F _A ) between an inlet surface (F _E ) and an outlet surface (F _A ) of the diffuser ( 9 ) and / or the partial diffusers ( 29 ) is less than or equal to 0.95.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that an opening angle of the diffuser ( 9 ) and / or the partial diffusers ( 29 ) is chosen so that no separation of the flow takes place.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that a ratio (F _E / F _A ) between an entry surface (F _E ) and an exit surface (F _A ) of the confuser ( 31 ) is greater than or equal to 1.04.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the flow velocity of the air at the outlet of the diffuser ( 29 ) or the partial diffusers ( 29 ) and the confuser ( 31 ) are approximately equal.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that a hub ratio (D _i / D _a ) of the fan wheel ( 19 ) is in a range between 0.2 and 0.5, preferably between 0.3 and 0.4.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vanes ( 21 ) of the distributor ( 23 ) curved entry edges ( 39 ), preferably concavely curved entry edges ( 39 ), exhibit.

Axial fan according to claim 9, characterized in that a depth of the guide vanes ( 39 ) over a length of the guide vanes ( 39 ) changes constantly.

Axial fan according to claim 10, characterized in that a depth of the guide vanes ( 21 ) in a range between 50% and 85% of the length of the guide vanes ( 21 ), more preferably in a range between 60% and 80%, has a minimum.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that upstream of the fan ( 19 ) an intake duct ( 11 ), and that of the fan ( 19 ) sucked air substantially radially into the intake passage ( 11 ) flows in.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that the fan wheel ( 19 ) from a drive shaft ( 27 ) is driven.

Axial fan according to claim 13, characterized in that the fan wheel ( 19 ) on the drive shaft ( 27 ) is attached.

Axial fan according to one of claims 13 and 14, characterized in that the drive shaft ( 27 ) in the intake channel ( 11 ), preferably in the second guide wall ( 15 ) is stored.

Axial fan according to one of claims 12 to 15, characterized in that on a the fan ( 19 ) opposite end of the drive shaft ( 27 ) An electric motor is arranged.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that an outlet surface (F _A ) of the diffuser ( 9 ) is rectangular or square.

Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that at the outlet surface (F _A ) of the diffuser ( 9 ) Means for equalizing the flow, in particular a grid ( 41 ), a sieve, a perforated plate and / or a fabric is arranged.