ES2354656T3

ES2354656T3 - FAN WHEEL.

Info

Publication number: ES2354656T3
Application number: ES06007889T
Authority: ES
Inventors: Ulrich Vidal; Martin Hertreiter
Original assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Current assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2026-04-13
Also published as: PT1712800E; EP1712800A1; ATE486223T1; EP1712800B1; DE502006008160D1; DE202005006043U1; US20060233646A1

Abstract

The fan impeller (1) has a hub (2) with several vanes (4) extending radially out from it, and a ring (7) installed co-axially with the hub and radially between the hub and outside diameter of the impeller. The ring has several defined fastening positions distributed over its circumference for the attaching of at least one balance weight. The fastening positions are formed by a profiling (9) of the ring which is provided exclusively between the spaced apart vanes.

Description

La invención hace referencia a una rueda de ventilador con un cubo, así como con varias aletas que se extienden radialmente desde el cubo hacia el exterior y con un anillo dispuesto de forma coaxial 5 respecto al cubo y radialmente entre el cubo y el diámetro exterior de la rueda de ventilador. The invention refers to a fan wheel with a hub, as well as with several fins extending radially from the hub outwards and with a ring arranged coaxially 5 with respect to the hub and radially between the hub and the outer diameter of The fan wheel.

Las ruedas de ventilador genéricas se emplean a menudo para enfriar y evacuar el calor perdido resultante en motores eléctricos y sus componentes electrónicos. Generic fan wheels are often used to cool and evacuate the resulting lost heat in electric motors and their electronic components.

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La publicación US 5 380 156 A, considerada el estado de la técnica más próximo, presenta las características del concepto general de la reivindicación 1. Publication US 5 380 156 A, considered the closest state of the art, presents the characteristics of the general concept of claim 1.

Una rueda de ventilador genérica se conoce, por ejemplo, a raíz del documento EP 0 761 979 A1. La rueda de ventilador presenta un anillo dispuesto de forma coaxial respecto al cubo y radialmente entre 15 el cubo y el diámetro exterior de la rueda de ventilador. Este anillo contribuye a estabilizar la rueda de ventilador y a reforzar las aletas espaciadas en sentido circunferencial. Además de este anillo, la rueda de ventilador conocida presenta un segundo anillo que transcurre a lo largo del diámetro exterior de la rueda. La publicación no explica cómo se pueden colocar pesos de compensación en la rueda de ventilador. Sin embargo, es preferible una compensación de la rueda para prolongar la vida útil y 20 reducir los ruidos de rodadura. A generic fan wheel is known, for example, following EP 0 761 979 A1. The fan wheel has a ring arranged coaxially with respect to the hub and radially between the hub and the outer diameter of the fan wheel. This ring helps stabilize the fan wheel and reinforce the fins spaced circumferentially. In addition to this ring, the known fan wheel has a second ring that runs along the outer diameter of the wheel. The publication does not explain how compensation weights can be placed on the fan wheel. However, wheel compensation is preferred to extend the life and reduce rolling noise.

A raíz del documento DE 199 57 030 A1 se conoce un cuerpo giratorio con un anillo previsto en su perímetro exterior. La publicación indica cómo fijar unos pesos de compensación diseñados en forma de grapas en piezas de fijación curvadas distribuidas por el perímetro del anillo. 25 Following the document DE 199 57 030 A1, a rotating body with a ring provided on its outer perimeter is known. The publication indicates how to set compensation weights designed in the form of staples on curved fixing parts distributed around the perimeter of the ring. 25

el documento DE 1 960 505 muestra un dispositivo de compensación de las ruedas de aletas de sopladores de aire. A raíz de esta publicación se conoce la previsión de pesos de compensación desplazables en sentido circunferencial en las aletas del soplador de aire. DE 1 960 505 shows a compensation device for the air blower fin wheels. Following this publication, the forecast of offset weights that are movable in the circumferential direction of the air blower fins is known.

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Asimismo, por norma general se conocen ruedas de ventilador con un anillo circunferencial previsto en el diámetro exterior, en las que unos pesos de compensación diseñados en forma de grapas se colocan en el anillo circunferencial liso con fines de compensación. Esto tiene la desventaja de que las grapas se pueden desplazar de su posición si se acelera la rueda de ventilador. Also, as a general rule, fan wheels with a circumferential ring provided in the outer diameter are known, in which compensation weights designed in the form of staples are placed in the smooth circumferential ring for compensation purposes. This has the disadvantage that the clips can move from their position if the fan wheel is accelerated.

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La invención se basa en la tarea de diseñar una rueda de ventilador que se pueda compensar, por una parte, de manera estable y, por otra, obteniendo un buen resultado. The invention is based on the task of designing a fan wheel that can be compensated, on the one hand, in a stable manner and, on the other, obtaining a good result.

Esta tarea se soluciona con las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican diseños y perfeccionamientos ventajosos de la invención. 40 This task is solved with the characteristics of claim 1. Advantageous designs and improvements of the invention are indicated in the dependent claims. 40

La invención se basa en la idea de prever los medios necesarios para fijar de manera determinada pesos de compensación en diferentes posiciones en un anillo de estabilización o refuerzo espaciado radialmente tanto del diámetro exterior de la rueda de ventilador como de su cubo. Gracias a que se prevén unas posiciones de fijación determinadas, se evita el resbalamiento de los pesos de compensación en sentido circunferencial, sobre todo cuando se acelera la rueda de ventilador. Dado 45 que en el anillo hay unas posiciones de fijación determinadas, éstas se pueden distribuir por todo el perímetro del anillo y, por lo tanto, de la rueda de ventilador, por lo que los pesos de compensación se pueden colocar con precisión. Al prever unas posiciones de fijación determinadas en el anillo, las funciones de estabilización y compensación se logran con un solo componente común. The invention is based on the idea of providing the necessary means to fix compensation weights in different positions in a stabilization or reinforcement ring radially spaced both from the outside diameter of the fan wheel and its hub. Thanks to the fact that certain fixing positions are provided, the compensation weights in the circumferential direction are avoided, especially when the fan wheel is accelerated. Given that in the ring there are certain fixing positions, these can be distributed throughout the perimeter of the ring and, therefore, of the fan wheel, whereby the compensation weights can be placed precisely. By providing certain fixing positions in the ring, the stabilization and compensation functions are achieved with a single common component.

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Mediante la disposición de las posiciones de fijación en el anillo espaciado del diámetro exterior se logran buenos resultados de compensación. Los resultados que se pueden obtener son incluso más precisos que si los pesos de compensación se dispusieran en el perímetro exterior. Otra ventaja de la invención consiste en que los efectos negativos de las tolerancias de los pesos de compensación en el resultado de compensación tienen mucha menos importancia que si los pesos de compensación se 55 fijasen en el diámetro exterior de la rueda de ventilador. By arranging the fixing positions in the spaced ring of the outer diameter, good compensation results are achieved. The results that can be obtained are even more precise than if the compensation weights were arranged on the outer perimeter. Another advantage of the invention is that the negative effects of the tolerances of the compensation weights on the compensation result are much less important than if the compensation weights were fixed on the outer diameter of the fan wheel.

Dado que las posiciones de fijación no se han previsto en las aletas y que se ha previsto un anillo de estabilización espaciado del perímetro exterior, se reduce notablemente el riesgo de deformar o dañar las aletas al colocar los pesos de compensación. 60 Since the fixation positions are not provided on the fins and that a stabilization ring spaced from the outer perimeter is provided, the risk of deforming or damaging the fins when placing the compensation weights is significantly reduced. 60

Se hace posible un diseño especialmente conveniente cuando las posiciones de fijación determinadas se forman a partir de un perfilado del anillo. Si la rueda de ventilador se fabrica como pieza moldeada por inyección de plástico, el perfilado se puede formar directamente al fabricar la rueda. An especially convenient design is possible when the determined fixing positions are formed from a ring profile. If the fan wheel is manufactured as a plastic injection molded part, profiling can be formed directly when the wheel is manufactured.

Resulta ventajoso que el perfilado del anillo, al menos en algunos tramos del perímetro, esté diseñado 5 como perfilado de dientes de sierra. En este caso, los ángulos de todos los flancos respecto al anillo deben ser igual de grandes. Entre los dientes de sierra se puede sujetar, por ejemplo, un peso de compensación diseñado en forma de grapa. Debido a los flancos inclinados del perfilado, no se puede desplazar la grapa en sentido circunferencial. Otra posibilidad de fijación consiste en diseñar los pesos de compensación con una forma complementaria respecto al perfilado para mejorar el arrastre de 10 forma entre el perfilado y los pesos de compensación. It is advantageous that the profiling of the ring, at least in some sections of the perimeter, is designed as profiling of saw teeth. In this case, the angles of all flanks with respect to the ring must be equally large. For example, a compensation weight designed in the form of a staple can be held between the saw teeth. Due to the sloping edges of the profiling, the clip cannot be moved circumferentially. Another possibility of fixing consists in designing the compensation weights with a complementary shape with respect to the profiling to improve the drag of the shape between the profiling and the compensation weights.

El perfilado está previsto de manera ventajosa en el lado exterior del anillo. Debido al gran perímetro existente en el lado exterior del anillo, se pueden prever múltiples posiciones de fijación determinadas en dicho anillo. Naturalmente, también es posible prever de forma adicional o alternativa un perfilado 15 en el lado del anillo orientado al cubo y/o en sus superficies laterales. The profiling is advantageously provided on the outer side of the ring. Due to the large perimeter existing on the outer side of the ring, multiple fixing positions determined in said ring can be provided. Naturally, it is also possible to provide additionally or alternatively a profiling 15 on the side of the ring oriented to the hub and / or on its lateral surfaces.

Otra posibilidad consiste en diseñar las posiciones de fijación como taladros de fijación distribuidos por el perímetro del anillo. A la hora de diseñar los pesos de compensación de manera correspondiente, éstos se pueden introducir y fijar en los taladros. Así se evita un desplazamiento posterior de los pesos. 20 Another possibility is to design the fixing positions as fixing holes distributed around the perimeter of the ring. When designing compensation weights accordingly, they can be introduced and fixed in the holes. This prevents a subsequent displacement of the weights. twenty

Los pesos de compensación también se pueden colocar en unos nichos de alojamiento distribuidos por el perímetro del anillo. Compensation weights can also be placed in housing niches distributed around the perimeter of the ring.

Si el anillo está cerrado en sentido circunferencial, se puede prever el mayor número posible de 25 posiciones de fijación para los pesos de compensación. If the ring is closed in a circumferential direction, the greatest possible number of 25 fixing positions can be provided for the compensation weights.

Los ensayos realizados han demostrado que se logra un compromiso especialmente bueno entre un refuerzo óptimo y resultados óptimos de compensación cuando el diámetro del anillo equivale aproximadamente a la mitad del diámetro de la rueda de ventilador. 30 The tests carried out have shown that an especially good compromise is achieved between optimal reinforcement and optimal compensation results when the diameter of the ring is approximately half the diameter of the fan wheel. 30

Cuando las aletas se extienden de manera continua entre el cubo y el diámetro exterior de la rueda de ventilador se logra un buen rendimiento. No obstante, según el caso de aplicación también se pueden dividir las aletas en dos grupos, es decir, un primer grupo de aletas que se extienda radialmente entre el cubo y el anillo y un segundo grupo que se extienda radialmente entre el anillo y el diámetro exterior 35 de la rueda de ventilador. En este caso, las aletas de los diferentes grupos se pueden disponer desplazadas entre sí en sentido circunferencial. When the fins extend continuously between the hub and the outer diameter of the fan wheel, good performance is achieved. However, depending on the case of application, the fins can also be divided into two groups, that is, a first group of fins extending radially between the hub and the ring and a second group extending radially between the ring and the diameter exterior 35 of the fan wheel. In this case, the fins of the different groups can be arranged displaced from each other in a circumferential direction.

En múltiples casos de aplicación resulta ventajoso que las aletas estén colocadas directamente en el eje de un motor eléctrico, es decir, que el cubo esté formado a partir del eje. De este modo, la rueda de ventilador se puede diseñar en una sola pieza con el eje de una manera especialmente sencilla, 40 evitando tener que prever un cubo aparte. In multiple cases of application it is advantageous that the fins are placed directly on the shaft of an electric motor, that is, that the hub is formed from the shaft. In this way, the fan wheel can be designed in one piece with the axle in a particularly simple way, avoiding having to provide a separate hub.

Para averiguar en qué posición de fijación se logra el mejor efecto de compensación con un peso de compensación, se ha previsto de manera ventajosa que la posible fijación del peso de compensación se pueda separar, es decir, que éste se haya diseñado, por ejemplo, como una grapa que se pueda 45 doblar. In order to find out in which fixing position the best compensation effect is achieved with a compensation weight, it is advantageously provided that the possible setting of the compensation weight can be separated, that is, that it has been designed, for example, like a clip that can be folded.

Para lograr un buen arrastre de forma entre el perfilado y el peso de compensación, se ha previsto que el peso de compensación se diseñe con una forma complementaria respecto a un tramo del perímetro del perfilado. 50 In order to achieve a good drag between the profiling and the compensation weight, it is provided that the compensation weight is designed in a complementary manner with respect to a section of the profiling perimeter. fifty

Por motivos de estabilización y rigidez, puede resultar ventajoso prever, además del anillo, otro anillo dispuesto de forma coaxial respecto al anillo. La disposición ideal de este segundo anillo es el diámetro exterior de la rueda de ventilador. For reasons of stabilization and rigidity, it may be advantageous to provide, in addition to the ring, another ring arranged coaxially with respect to the ring. The ideal arrangement of this second ring is the outer diameter of the fan wheel.

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A continuación se explica con más detalle la invención haciendo referencia al ejemplo de ejecución representado en las Figuras. Las Figuras muestran lo siguiente: The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the Figures. The Figures show the following:

La Fig. 1 una representación en perspectiva de una rueda de ventilador según la invención, y Fig. 1 a perspective representation of a fan wheel according to the invention, and

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La Fig. 2 un detalle ampliado de la Fig. 1. Fig. 2 an enlarged detail of Fig. 1.

En la Fig. 1 se representa una rueda de ventilador 1 de plástico. Esta rueda de ventilador 1 se puede emplear, por ejemplo, para refrigerar motores eléctricos y sus componentes electrónicos. Para ello, la rueda de ventilador 1 se coloca en el eje de un motor con un orificio de montaje 3 dispuesto en el centro de un cubo 2 que se extiende en dirección axial, y se asegura contra torsión respecto al eje. A plastic fan wheel 1 is shown in Fig. 1. This fan wheel 1 can be used, for example, to cool electric motors and their electronic components. For this, the fan wheel 1 is placed on the axis of a motor with a mounting hole 3 arranged in the center of a hub 2 that extends in the axial direction, and is secured against torsion with respect to the axis.

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La rueda de ventilador 1 presenta cinco aletas 4 distribuidas de manera uniforme por el perímetro que se extienden radialmente desde el cubo 2 hacia el exterior. Todas las aletas 4 están diseñadas de forma idéntica, curvadas en sentido circunferencial y colocadas en ángulo respecto al eje central 5 de la rueda de ventilador 1. The fan wheel 1 has five fins 4 evenly distributed along the perimeter that extend radially from the hub 2 to the outside. All fins 4 are designed identically, curved in a circumferential direction and positioned at an angle to the central axis 5 of the fan wheel 1.

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Para estabilizar y reforzar las aletas 4, se ha previsto un anillo 7 cerrado diseñado en una sola pieza con las aletas 4. Este anillo 7 plano y circular se extiende en sentido circunferencial y está dispuesto de forma coaxial respecto al cubo 2 y radialmente entre el cubo 2 y el diámetro exterior 6 de la rueda de ventilador 1. El anillo 7 se puede ampliar directamente junto a las aletas a aproximadamente la anchura de las aletas 4, por lo que aumenta la estabilidad y la seguridad contra rotura de la rueda de 15 ventilador 1. En el ejemplo de ejecución representado, el diámetro del anillo 7 equivale aproximadamente a la mitad del diámetro de la rueda de ventilador, pero puede ser inferior o superior en función del diámetro de la rueda. To stabilize and reinforce the fins 4, a closed ring 7 designed in one piece with the fins 4 is provided. This flat and circular ring 7 extends circumferentially and is arranged coaxially with respect to the hub 2 and radially between the hub 2 and the outer diameter 6 of the fan wheel 1. The ring 7 can be extended directly next to the fins to approximately the width of the fins 4, thereby increasing the stability and security against wheel breakage of 15 fan 1. In the exemplary embodiment shown, the diameter of the ring 7 is approximately half the diameter of the fan wheel, but may be smaller or larger depending on the diameter of the wheel.

En su lado exterior 8, el anillo 7 se ha provisto de un perfilado 9 en forma de diente de sierra con unos 20 dientes 10 que se alternan en sentido circunferencial y huecos entre dientes 11. Los huecos entre dientes 11 determinan las posiciones de fijación 12 para colocar los pesos de compensación no representados. Como pesos de compensación se pueden utilizar, por ejemplo, unas grapas metálicas que se introducen lateralmente en uno o varios huecos entre dientes 11 y se ciñen al lado interior 13 y al lado exterior 8 del anillo 7, sujetándolo de este modo. Al prever las posiciones de fijación, se evita 25 un desplazamiento de los pesos de compensación en sentido circunferencial. On its outer side 8, the ring 7 has a profile 9 in the form of a sawtooth with about 20 teeth 10 that alternate in a circumferential direction and gaps between teeth 11. The gaps between teeth 11 determine the fixing positions 12 to place compensation weights not shown. As compensation weights, for example, metal clips can be used, which are inserted laterally into one or more holes between teeth 11 and are attached to the inner side 13 and the outer side 8 of the ring 7, thus securing it. By providing for the fixing positions, a displacement of the compensation weights in the circumferential direction is avoided.

El perfilado 9 se ha diseñado de tal modo que los dientes 10 forman unos triángulos de lados iguales. Resulta especialmente ventajoso que los pesos de compensación se diseñen con una forma complementaria respecto al perfilado 9 para establecer un arrastre de forma con el anillo 7, al menos 30 en tramos parciales, es decir, que en el caso que nos ocupa presenten al menos un diente 10 o un hueco entre dientes 11. The profile 9 has been designed in such a way that the teeth 10 form triangles of equal sides. It is especially advantageous that the compensation weights are designed in a complementary manner with respect to the profiling 9 to establish a drag with the ring 7, at least 30 in partial sections, that is, in the case at hand present at least one tooth 10 or a gap between teeth 11.

El perfilado 9 sólo se debe prever en tramos del perímetro 14 del anillo 7 que se extiendan entre las aletas 4. 35 The profiling 9 should only be provided in sections of the perimeter 14 of the ring 7 that extend between the fins 4. 35

Las aletas 4 de la rueda de ventilador 1 se extienden de manera continua entre el cubo 2 y el diámetro exterior 6 de la rueda de ventilador 1. A lo largo del perímetro exterior de la rueda de ventilador 1 transcurre un segundo anillo 15 cerrado. Éste aumenta adicionalmente la estabilidad y la rigidez de la rueda de ventilador 1 y la cierra radialmente hacia el exterior. 40 The fins 4 of the fan wheel 1 extend continuously between the hub 2 and the outer diameter 6 of the fan wheel 1. A closed second ring 15 runs along the outer perimeter of the fan wheel 1. This further increases the stability and stiffness of the fan wheel 1 and closes it radially outwards. 40

En la Fig. 2 se representa un detalle ampliado de la rueda de ventilador 1. Se puede distinguir el perfilado 9 en forma de diente de sierra en el anillo 7 con los dientes 10 que se alternan en sentido circunferencial y los huecos entre dientes 11. La profundidad de los huecos entre dientes 11 equivale aproximadamente a un cuarto del grosor del anillo 7. 45 An enlarged detail of the fan wheel 1 is shown in Fig. 2. The saw-shaped profiling 9 can be distinguished in the ring 7 with the teeth 10 alternating circumferentially and the gaps between teeth 11. The depth of the gaps between teeth 11 is approximately a quarter of the thickness of the ring 7. 45

Claims

: 1. Rueda de ventilador (1) con un cubo (2), así como con varias aletas (4) que se extienden radialmente desde el cubo (2) hacia el exterior y con un anillo (7) dispuesto de forma coaxial respecto al cubo (2) y radialmente entre el cubo (2) y el diámetro exterior (6) de la rueda de 5 ventilador (1), 1. Fan wheel (1) with a hub (2), as well as with several fins (4) extending radially from the hub (2) to the outside and with a ring (7) arranged coaxially with respect to the hub (2) and radially between the hub (2) and the outer diameter (6) of the 5 fan wheel (1),

characterized in that the ring (7) has several fixed fixing positions (12) distributed along its perimeter to place at least one compensation weight.

: 2. Rueda de ventilador según la reivindicación 1, 2. Fan wheel according to claim 1,

characterized in that the fixing positions (12) are formed by a profile (9) 10 of the ring (7).

: 3. Rueda de ventilador según la reivindicación 2, caracterizada por que el perfilado (9) se ha previsto exclusivamente entre las aletas (4) espaciadas en sentido circunferencial. 3. Fan wheel according to claim 2, characterized in that the profiling (9) is provided exclusively between the fins (4) spaced circumferentially.

: 4. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones 2 ó 3, 4. Fan wheel according to one of claims 2 or 3,

characterized in that the profiling (9) of the ring has been designed, at least in sections of the perimeter, as sawtooth profiling.

: 5. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones 2 a 4, 5. Fan wheel according to one of claims 2 to 4,

characterized in that the profiling (9) is provided on the outer side (8) of the ring.

: 6. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, 6. Fan wheel according to one of the preceding claims,

characterized in that the fixing positions (12) are formed by fixing holes 20 distributed around the perimeter of the ring (7).

: 7. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, 7. Fan wheel according to one of the preceding claims,

characterized in that the fixing positions (12) are formed by housing niches distributed by the perimeter of the ring (7).

: 8. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, 25 8. Fan wheel according to one of the preceding claims, 25

characterized in that the ring (7) is closed in a circumferential direction.

: 9. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, 9. Fan wheel according to one of the preceding claims,

characterized in that the diameter of the ring (7) is equal to half the diameter of the fan wheel.

: 10. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, 30 10. Fan wheel according to one of the preceding claims, 30

characterized in that the fins (4) extend continuously between the hub (2) and the outer diameter (6) of the fan wheel (1).

: 11. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, 11. Fan wheel according to one of the preceding claims,

characterized in that the hub (2) has been designed as an axis, especially of an engine.

: 12. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, 35 12. Fan wheel according to one of the preceding claims, 35

characterized in that the ring (7) has set at least one compensation weight, in particular, one that can be separated.

: 13. Rueda de ventilador según la reivindicación 12, 13. Fan wheel according to claim 12,

characterized in that the compensation weight has been designed as a staple.

: 14. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones 12 ó 13, 40 14. Fan wheel according to one of claims 12 or 13, 40

characterized in that the compensation weight has been designed in a complementary manner with respect to a section of the profiling perimeter (9).

: 15. Rueda de ventilador según una de las reivindicaciones anteriores, 15. Fan wheel according to one of the preceding claims,

characterized in that in addition to the ring (7) a second ring (15) provided coaxially with respect to the ring (7) is provided.

: 16. Rueda de ventilador según la reivindicación 15, caracterizada por que este segundo anillo (15) que, en particular, está cerrado, se encuentra dispuesto en el diámetro exterior de la rueda de 5 ventilador. 16. Fan wheel according to claim 15, characterized in that this second ring (15) which, in particular, is closed, is arranged in the outer diameter of the fan wheel.