EP2784329A1 - Fluid dynamic conveyor device - Google Patents

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EP2784329A1
EP2784329A1 EP13161601.3A EP13161601A EP2784329A1 EP 2784329 A1 EP2784329 A1 EP 2784329A1 EP 13161601 A EP13161601 A EP 13161601A EP 2784329 A1 EP2784329 A1 EP 2784329A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel wall
flow channel
channel
conveying device
fan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13161601.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sebastian Weiss
Ekkehard Ressel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP13161601.3A priority Critical patent/EP2784329A1/en
Publication of EP2784329A1 publication Critical patent/EP2784329A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/545—Ducts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation
    • F04D29/664—Sound attenuation by means of sound absorbing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation
    • F04D29/665—Sound attenuation by means of resonance chambers or interference

Definitions

  • the present invention relates to a fluid-dynamic conveying device with a flow channel, which has a channel wall, wherein in the flow channel a padded with blades paddle wheel is rotatably arranged such that between the blades and the channel wall in each case a gap is formed, and a flow channel of the conveying device.
  • Aerodynamic fluid dynamic conveying devices may be, for example, fans, fans or the like, when the medium to be delivered is a gas such as air. They serve in a variety of designs, such as axial fans, radial fans, diagonal fans or the like, the promotion of gas for a variety of applications, such as ventilation purposes, cooling purposes, especially cooling of electrical machines and / or the like.
  • Hydrodynamic fluid dynamic conveying devices may be pumps, hydrodynamic drives such as propellers or the like, when the medium to be conveyed is a liquid such as water, in particular cooling water, oil or the like.
  • a fan or a fan is a device which supplies energy to the gas to be delivered in such a way that a gas flow is generated or assisted.
  • the fan usually has an inlet opening and a flow channel connected thereto, which opens into an outlet opening.
  • the inlet and / or outlet opening can also be designed for further functions, for example as a nozzle or diffuser, or connecting means can be provided be provided for further flow channels such as ventilation pipes or the like.
  • the flow channel has a channel wall which forms a preferably closed channel between the inlet opening and the outlet opening, through which the gas can flow from the inlet opening to the outlet opening.
  • the blade-loaded impeller is arranged, by means of which kinetic energy can be transferred to the gas.
  • a pump is a device that supplies energy to the fluid to be delivered in such a way that a fluid flow is generated or assisted.
  • the pump generally has an inlet opening and a flow channel connected thereto, which opens into an outlet opening.
  • a frequently selected design with a fan which may be provided for the ventilation of electrical machines is the axial fan, which is arranged for example on a machine end, for example on a machine shaft on a non-drive side shaft end.
  • the fan is thus directly connected to a rotor of the electric machine, and thus forms with the electric machine together a self-ventilation.
  • a separately driven fan supplies cooling air to the electric machine, for example by means of its own drive for the paddle wheel.
  • the blade-loaded fan wheel is usually arranged in a circular cylindrical part of an inlet nozzle.
  • the inlet nozzle is part of the flow channel or forms the flow channel.
  • a radial gap is formed in each case, which may be, for example, one or more millimeters depending on the size of the fan.
  • an air gap height based on the fan diameter is about 0.5 to 1%.
  • the invention has for its object to reduce slit noise during normal operation of a fluid dynamic conveyor.
  • the invention proposes a generic fluid-dynamic conveying device, which is characterized in that the channel wall in the region of the gap has perforations.
  • the perforations may be formed by openings which are made in the channel wall of the flow channel.
  • the openings are continuous, that is, the channel wall has at least in the region of the gap transmission properties for the sound forming the slit noise.
  • the openings may have different opening cross sections, for example circular, elliptical, angular, oblong shape and / or the like. Of course, openings of different cross sections can be combined with each other.
  • the channel wall itself is formed from a material having perforations, for example by an open-pored plastic, a fiber material or the like. This makes it possible to dissipate noise energy causing sound noise from the flow channel and thus to achieve a reduction of the gap noise.
  • the channel wall of the flow channel can basically be designed as desired in terms of its cross-sectional properties, but it is advantageously formed circular at least in the region of the impeller so as to be able to provide a constant gap in a rotating impeller.
  • the flow channel as a whole can be designed as the only manageable component that can be connected in a further assembly step with a desired paddle wheel, so that a predetermined flow performance can be achieved.
  • the flow channel itself can also have a housing. Furthermore, it can also be integrated into a further device, for example an electric machine.
  • the flow channel further has in the region of the channel wall on a design that allows the inclusion of the paddle wheel.
  • holding means may be provided which define the paddle wheel in a predetermined position in the flow channel.
  • the fastening means may be formed for example by struts, retaining flanges and / or the like, which may be connected to the channel wall.
  • the channel wall of the flow channel is preferably circular in this area, so that substantially uniform gaps are formed during rotation of the impeller.
  • an electric machine in particular a rotating electrical Machine be provided or used.
  • An electric machine is a device that transforms electrical energy into mechanical energy, in particular kinetic energy (engine operation) and / or mechanical energy into electrical energy (generator operation).
  • a rotary electric machine is an electric machine in which a stator provides a generally circular opening in which a rotor is rotatably mounted.
  • the stand is arranged rotationally fixed in contrast to the rotor, which is why the stand, for example, connected to a support such as a foundation or the like, so that he usually performs no rotational movement.
  • the electric machine and consequently also the stand can of course be arranged mobile, for example on a vehicle or the like.
  • stator and the rotor are linked by means of a magnetic flux, whereby a motor action is generated in the motor operation, which rotatably drives the rotor relative to the stator, and in the generator mode the mechanical energy supplied to the rotor is converted into electrical energy.
  • stator and the rotor each have a winding through which a current flows.
  • the winding can also be formed or supplemented by a permanent magnet.
  • Rotary electrical machines of the generic type are, for example, rotary field machines, which are connected to a multi-phase, in particular three-phase electrical network, such as asynchronous machines, synchronous machines with or without damper cage or the like. But it may also be DC machines, such as shunt machines, series machines, stepper motors, and / or the like.
  • the conveyor is preferably arranged integrated in the electric machine.
  • the conveyor may be provided as a separate unit. But it can also be provided that the paddle wheel for the conveyor Drive side is coupled to a shaft of the rotor of the electric machine, in particular flanged to this.
  • the channel wall has the perforations over its entire extent.
  • the perforations may be arranged over the entire circumference of the flow channel and / or over its entire axial extent.
  • the channel wall of the flow channel can be formed substantially homogeneously in a simple manner.
  • the damping effect for the slit noise can be further improved.
  • the material of the channel wall already provides the perforations due to the material, a particularly simple implementation of the invention can be achieved.
  • the perforations according to the invention extend at least in the region of the intended arrangement of the blades over the preferably entire circumference of the channel wall.
  • the perforations extend over the preferably entire extent of the channel wall in the axial direction of the flow channel.
  • a further development of the invention provides that a sound-absorbing material is arranged on the side of the channel wall opposite the impeller.
  • the sound absorbing material may be formed by, for example, an open cell material, rock wool, mineral wool, especially bonded mineral wool or the like.
  • the sound-absorbing material is separated by a membrane from the penetration of the medium, for example the liquid.
  • the membrane can be formed, for example, from a film, a flexurally elastic composite material or the like.
  • the sound-absorbing material of reverberant walls on the principle of Absorbtungsschalldämpfers be enclosed.
  • the sound-absorbing material at least partially also form the channel wall itself.
  • the sound absorbing material may be attached to the surface of the channel wall.
  • it can be connected, for example by means of an adhesive with the channel wall.
  • the sound-absorbing material can also be connected by a force application, in particular a pressurization with the channel wall. The application of force can be achieved, for example, by virtue of the fact that the sound-absorbing material has an elasticity and is resiliently biased, for example, by means of a wall in the direction of the channel wall.
  • the channel wall and the sound-absorbing material can be integrally formed with each other.
  • the sound-absorbing material can thus also form the channel wall itself in this embodiment.
  • a further embodiment of the invention provides that the perforations have an opening width and / or shape adapted to a frequency spectrum of the sound to be absorbed.
  • the channel wall on the impeller side may have a sound-absorbing surface coating.
  • the coating may, for example, have a roughness adapted to the gap noise and thus contribute to the damping of the cladding noise.
  • the flow channel has an inlet nozzle.
  • it can also be designed as an inlet nozzle. This can be an integral overall solution for the overall required flow channel can be achieved.
  • the arrangement of the perforations may extend into the region of the inlet nozzle.
  • a flow channel is proposed with the invention, which has the features of the flow channel of the above-described fluid dynamic conveying device.
  • the flow channel for a fluid dynamic conveying device is formed, for example a fan, wherein the flow channel has a channel wall, wherein the flow channel for receiving a padded, rotatably mounted paddle wheel is formed to form a gap between the blades and the channel wall, said Channel wall in the region of the gap has perforations.
  • the flow channel is designed according to the invention, that is to say it has the features discussed above.
  • the paddle wheel is preferably driven by means of a drive.
  • This drive can be formed by a motor, in particular an electric motor. But it may also be that the paddle wheel is arranged on a non-drive-side shaft end of a machine, in particular an electric machine and is driven via the shaft.
  • the drive can be part of the conveyor.
  • the conveyor device may be a fan.
  • the gas or air flow provided by the fan can be guided, for example, as cooling air from a downstream space of the fan, for example to a surface to be cooled, for example that of an electric machine or the like.
  • the air flow can also be led to a heat exchanger of a device, in particular an electric machine.
  • the heat exchanger may be connected to one or more cooling circuits. The same can also be provided in a pump.
  • the slit noise can be reduced directly at the point of origin.
  • further mufflers can be reduced, preferably even saved.
  • dimensions of the fluid-dynamic conveying device can be reduced.
  • the invention makes it possible to largely preserve the flow dynamic properties.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a fan 12 is shown with a flow channel 10 according to the invention.
  • the fan 12 serves to generate an air flow for cooling purposes.
  • the fan 12 is presently designed as an axial fan.
  • the flow channel 10 comprises in this sequence an inlet nozzle 30 as an inlet opening and a circular cylindrical area 32 to be connected thereto, which opens into an outlet opening, not designated. The flow direction of the gas is thus from the inlet nozzle 30 to the outlet opening.
  • the fan 12 has in this embodiment, a paddle wheel 18 which is occupied over the circumference of the paddle wheel 18 with air blades 16.
  • the paddle wheel 18 is flanged onto a machine shaft 24 of an electric machine and is driven by the machine shaft 24.
  • the paddle wheel 18 may also be driven by a separate drive.
  • the paddle wheel 18 is arranged in a cylindrical region 32 of the flow channel 10.
  • the flow channel 10 has a channel wall 14, which provides a circular-cylindrical opening for receiving the paddle wheel 18 in the region 32 of the paddle wheel 18 and is formed upstream of the inlet nozzle 30.
  • Air gaps 20 are formed between the blades 16 and the channel wall 14.
  • the channel wall 14 is provided with perforations 22 in the region of the air gaps 20.
  • the channel wall 14 is presently formed of sheet metal, but it may alternatively be made of a plastic, a composite material such as fiber-reinforced plastic or a comparable Be formed material.
  • the perforations 22 are formed by circular cylindrical bores having an inner diameter of about 1 to 2 mm.
  • the channel wall 14 itself has a thickness of about 2 mm. However, these dimensions can be adjusted according to the application.
  • an absorber material 26 is arranged, which contacts the channel wall 14.
  • the absorber material 26 is further enclosed by a skirt 28 which forms a space for the absorber material 26 with the channel wall 14.
  • the absorber material 26 is formed by an open-cell foam.
  • the absorber material 26 may also be formed by mineral fibers, in particular rock wool or the like.
  • the enclosure 28 ensures that the absorber material 26 is in contact on the side of the channel wall 14 opposite the impeller 18.
  • the absorber material 26 has an elasticity and is biased by the arrangement of the enclosure 28 against the channel wall 14.
  • the fan 12 according to FIG. 1 is part of an electric machine, not shown, and is used to supply cooling air. In this embodiment, the fan thus forms a self-cooling of this electrical machine together with the electric machine.
  • the fan 12 includes its own drive for the paddle wheel 18, for example an electric motor or the like, and thus provides a foreign cooling of the machine, in particular the electric machine.
  • the opening width of the perforations is adapted to a frequency spectrum of the sound to be absorbed, namely the gap noise.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a fan 34 in a schematic sectional view with a flow channel 38, which has a channel wall 36.
  • the fan 34 is also designed as an axial fan and is used for cooling purposes.
  • a fan wheel 18 flanged onto a machine shaft 24 is arranged in the flow channel 38, which is equipped with blades 16. The arrangement corresponds to the reason according to the arrangement according to FIG. 1 , which is why the comments on the FIG. 1 is referenced.
  • the channel wall 36 of the flow channel 38 has perforations 22 that extend over the entire axial length of the flow channel 38, that is, not just across the cylindrical portion 32 as in FIG. 1 .
  • This embodiment makes it possible to further improve the damping of the gap noise.
  • the other features, features and advantages are the same as those of the embodiment according to FIG. 1 are executed.
  • the absorber In contrast to the absorber according to FIG. 1 is in the FIG. 2 the absorber provided with a constant thickness.
  • FIG. 3 Another embodiment of the invention is represented by a flow channel 40 according to FIG FIG. 3 shown.
  • the embodiment according to FIG. 3 is based on the embodiment according to FIG. 1 , but unlike FIG. 1 the flow channel 40 is provided, which has a separately connected to a channel wall 44 of the flow channel 40 inlet nozzle 42.
  • the channel wall 44 is circular-cylindrical and comprises in the axial direction a region in which a paddle wheel 18, which is occupied by blades 16, is arranged flanged on a machine shaft.
  • the channel wall 44 is provided over its circumference with perforations 22 - as in the previous embodiments.
  • the air gap 20 is formed between the blades 16 and the channel wall 44.
  • the channel wall 44 forms with a skirt 28 a cavity which is filled with absorbent material 26. Further embodiments for flow channels according to the invention are in the 4 and FIG. 5 shown.
  • the flow channel according to FIG. 5 is designated by the reference numeral 46 and integrally formed as a component.
  • the flow channel 46 has a channel wall 48, which forms in the flow direction in this sequence first an end face 54, an adjoining inlet nozzle 56 and an adjoining cylindrical portion 58.
  • the cylindrical portion 58 terminates in an unnamed air outlet.
  • the channel wall 48 with a skirt 52 forms a cavity in which - as in the preceding embodiments - absorber material 26 is arranged.
  • the channel wall 48 is provided with perforations 50.
  • the front side 54 is provided with perforations.
  • the absorber material 26 may be formed as in the previous embodiments of an open-cell foam, mineral wool, especially rock wool or the like.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a flow channel 60, which in terms of its structure according to the flow channel 46 FIG. 5 essentially corresponds.
  • the flow channel 60 is formed as a one-piece component and has a channel wall 62 which forms a cavity 52 for absorber material 26 with a skirt 52.
  • FIG. 5 Forms the channel wall 62 in the flow direction, first an end face 66, then an inlet nozzle 64 and then a cylindrical portion 58, as in the FIG. 5 , In contrast to the embodiment according to FIG. 5 In this embodiment, the end face 66 and the inlet nozzle 64 are not perforated.
  • the cylindrical portion opens into an unnamed air outlet.
  • an acoustic absorber is integrated into the flow channel of the flow-dynamic conveying device.
  • a basically comparable construction is adaptable even in a radial fan or other fans, but also in hydrodynamic conveying devices such as pumps or the like, without departing from the spirit of the invention.
  • slit noise can be reduced directly at the point of origin.
  • additional mufflers can be avoided or at least reduced in terms of their properties.
  • the embodiment according to the invention can be reduced beyond the space required for the sound attenuation.
  • the invention makes it possible to largely maintain the flow-dynamic properties of the flow channel or of the flow-dynamic delivery device.

Abstract

The conveyor device has a flow channel (60) having a channel wall (62). The flow channel has a vane occupying impeller, which is rotatably arranged in such a way that a gap is formed between vanes and channel wall. The perforations are formed in the channel wall in the region of the gap. A sound-absorbing material (26) is arranged opposite to impeller side of channel wall. The channel wall and sound-absorbing material are integrally formed with each other.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine strömungsdynamische Fördervorrichtung mit einem Strömungskanal, welcher eine Kanalwand aufweist, wobei in dem Strömungskanal ein mit Schaufeln besetztes Schaufelrad derart drehbar angeordnet ist, dass zwischen den Schaufeln und der Kanalwand jeweils ein Spalt ausgebildet ist, sowie einen Strömungskanal der Fördervorrichtung.The present invention relates to a fluid-dynamic conveying device with a flow channel, which has a channel wall, wherein in the flow channel a padded with blades paddle wheel is rotatably arranged such that between the blades and the channel wall in each case a gap is formed, and a flow channel of the conveying device.

Gattungsgemäße strömungsdynamische Fördervorrichtungen und Strömungskanäle sind im Stand der Technik weitgehend bekannt, zum Beispiel als aerodynamische oder hydrodynamische Fördervorrichtungen. Aerodynamische strömungsdynamische Fördervorrichtungen können beispielsweise Lüfter, Ventilatoren oder dergleichen sein, wenn das zu fördernde Medium ein Gas wie beispielsweise Luft ist. Sie dienen in den verschiedensten Bauformen, beispielsweise als Axiallüfter, Radiallüfter, Diagonallüfter oder dergleichen, der Förderung von Gas für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle, beispielsweise Belüftungszwecke, Kühlungszwecke, insbesondere Kühlung von elektrischen Maschinen und/oder dergleichen. Hydrodynamische strömungsdynamische Fördervorrichtungen können Pumpen, hydrodynamische Antriebe wie Schiffsschrauben oder dergleichen sein, wenn das zu fördernde Medium eine Flüssigkeit wie zum Beispiel Wasser, insbesondere Kühlwasser, Öl oder dergleichen ist.Generic fluid-dynamic conveying devices and flow channels are widely known in the prior art, for example as aerodynamic or hydrodynamic conveying devices. Aerodynamic fluid dynamic conveying devices may be, for example, fans, fans or the like, when the medium to be delivered is a gas such as air. They serve in a variety of designs, such as axial fans, radial fans, diagonal fans or the like, the promotion of gas for a variety of applications, such as ventilation purposes, cooling purposes, especially cooling of electrical machines and / or the like. Hydrodynamic fluid dynamic conveying devices may be pumps, hydrodynamic drives such as propellers or the like, when the medium to be conveyed is a liquid such as water, in particular cooling water, oil or the like.

Ein Lüfter beziehungsweise ein Ventilator ist eine Vorrichtung, die dem zu fördernden Gas Energie derart zuführt, dass eine Gasströmung erzeugt oder unterstützt wird. Zu diesem Zweck verfügt der Lüfter in der Regel über eine Einlassöffnung sowie einen daran angeschlossenen Strömungskanal, der in eine Auslassöffnung mündet. Die Einlass- und/oder Auslassöffnung kann ferner für weitere Funktionen ausgebildet sein, beispielsweise als Düse oder Diffusor, oder es können Anschlussmittel für weitere Strömungskanäle wie Lüftungsrohre oder dergleichen vorgesehen sein. Der Strömungskanal weist eine Kanalwand auf, die zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung einen vorzugsweise geschlossenen Kanal ausbildet, durch den das Gas von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung strömen kann. In dem Kanal ist das schaufelbesetzte Laufrad angeordnet, mittels welchem Bewegungsenergie auf das Gas übertragen werden kann. Entsprechend ist eine Pumpe eine Vorrichtung, die der zu fördernden Flüssigkeit Energie derart zuführt, dass eine Flüssigkeitsströmung erzeugt oder unterstützt wird. Ebenso wie der Lüfter weist die Pumpe in der Regel eine Einlassöffnung sowie einen daran angeschlossenen Strömungskanal auf, der in eine Auslassöffnung mündet.A fan or a fan is a device which supplies energy to the gas to be delivered in such a way that a gas flow is generated or assisted. For this purpose, the fan usually has an inlet opening and a flow channel connected thereto, which opens into an outlet opening. The inlet and / or outlet opening can also be designed for further functions, for example as a nozzle or diffuser, or connecting means can be provided be provided for further flow channels such as ventilation pipes or the like. The flow channel has a channel wall which forms a preferably closed channel between the inlet opening and the outlet opening, through which the gas can flow from the inlet opening to the outlet opening. In the channel, the blade-loaded impeller is arranged, by means of which kinetic energy can be transferred to the gas. Accordingly, a pump is a device that supplies energy to the fluid to be delivered in such a way that a fluid flow is generated or assisted. As well as the fan, the pump generally has an inlet opening and a flow channel connected thereto, which opens into an outlet opening.

Eine häufig gewählte Bauform bei einem Lüfter, der zur Belüftung von elektrischen Maschinen vorgesehen sein kann, ist der Axiallüfter, der beispielsweise an einem Maschinenende, beispielsweise an einer Maschinenwelle an einem nicht antriebsseitigen Wellenende angeordnet ist. Der Lüfter ist somit direkt mit einem Rotor der elektrischen Maschine verbunden, und bildet somit mit der elektrischen Maschine zusammen eine Eigenlüftung aus. Darüber hinaus gibt es bei elektrischen Maschinen auch die Ausgestaltung der Fremdlüftung, wobei ein separat angetriebener Lüfter der elektrischen Maschine Kühlluft zuführt, zum Beispiel mittels eines eigenen Antriebs für das Schaufelrad.A frequently selected design with a fan which may be provided for the ventilation of electrical machines, is the axial fan, which is arranged for example on a machine end, for example on a machine shaft on a non-drive side shaft end. The fan is thus directly connected to a rotor of the electric machine, and thus forms with the electric machine together a self-ventilation. In addition, in electric machines there is also the design of forced ventilation, wherein a separately driven fan supplies cooling air to the electric machine, for example by means of its own drive for the paddle wheel.

Bei Axiallüftern, bei denen der Strömungskanal eine Einlassdüse beziehungsweise Einlaufdüse umfasst, ist das schaufelbesetzte Lüfterrad in der Regel in einem kreiszylindrischen Teil einer Einlaufdüse angeordnet. Die Einlaufdüse ist Teil des Strömungskanals beziehungsweise bildet den Strömungskanal aus. Zwischen einer Wand der Einlaufdüse und den Enden der Schaufeln ist jeweils ein radialer Spalt ausgebildet, der abhängig von der Baugröße des Lüfters zum Beispiel ein oder mehrere Millimeter betragen kann. Häufig beträgt eine auf den Lüfterdurchmesser bezogene Höhe des Luftspalts etwa 0,5 bis 1%.In axial fans, in which the flow channel comprises an inlet nozzle or inlet nozzle, the blade-loaded fan wheel is usually arranged in a circular cylindrical part of an inlet nozzle. The inlet nozzle is part of the flow channel or forms the flow channel. Between a wall of the inlet nozzle and the ends of the blades, a radial gap is formed in each case, which may be, for example, one or more millimeters depending on the size of the fan. Frequently, an air gap height based on the fan diameter is about 0.5 to 1%.

Bei den üblicherweise gewählten Höhen der Luftspalte kommt es häufig zu einer unerwünschten Schallerzeugung, die durch Überströmen von Luft von einer Druckseite zu einer Saugseite an den jeweiligen Schaufeln im Bereich des Luftspalts erzeugt wird. Dieses Phänomen wird auch als Spaltlärm bezeichnet. Entsprechendes kann auch bei Pumpen festgestellt werden. Als ungünstig erweisen sich hier die in der Regel guten Schallausbreitungseigenschaften bei Flüssigkeiten, die Spaltlärm schnell und weitläufig verbreiten können.At the usually selected heights of the air gaps, undesired sound generation frequently occurs, which is generated by overflow of air from a pressure side to a suction side at the respective blades in the area of the air gap. This phenomenon is also known as slit noise. The same can be found in pumps. The generally good sound propagation properties of liquids, which can spread slit noise quickly and widely, prove to be unfavorable here.

Im Stand der Technik sind bei Lüftern Schalldämmmaßnahmen vor- und/oder nachgeschaltet zum Lüfter bekannt. Solche Maßnahmen werden üblicherweise als Einlass- und/oder Auslassschalldämpfer realisiert. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Baugröße des Lüfters deutlich vergrößert wird und zugleich auch seine Kosten steigen.In the prior art sound deadening measures upstream and / or downstream of the fan are known in fans. Such measures are usually realized as an intake and / or exhaust muffler. However, this has the disadvantage that the size of the fan is significantly increased and at the same time increase its cost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spaltlärm beim bestimmungsgemäßen Betrieb einer strömungsdynamischen Fördervorrichtung zu reduzieren.The invention has for its object to reduce slit noise during normal operation of a fluid dynamic conveyor.

Als Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung eine gattungsgemäße strömungsdynamische Fördervorrichtung vor, die sich dadurch auszeichnet, dass die Kanalwand im Bereich des Spalts Perforationen aufweist.As a solution to the problem, the invention proposes a generic fluid-dynamic conveying device, which is characterized in that the channel wall in the region of the gap has perforations.

Damit wird eine Möglichkeit geschaffen, dass Spaltlärmenergie durch die Perforationen hindurch aus dem Strömungskanal der strömungsdynamischen Fördervorrichtung entfernt und der Spaltlärm dadurch insgesamt vorzugsweise bereits nahe am Erzeugungsort, reduziert werden kann. Die Perforationen können durch Öffnungen gebildet sein, die in der Kanalwand des Strömungskanals eingebracht sind. Vorzugsweise sind die Öffnungen durchgehend, das heißt, die Kanalwand hat zumindest im Bereich des Spalts Transmissionseigenschaften für den den Spaltlärm bildenden Schall. Die Öffnungen können unterschiedliche Öffnungsquerschnitte aufweisen, beispielsweise kreisrund, elliptisch, eckig, Langlochform und/oder dergleichen. Natürlich können auch Öffnungen unterschiedlicher Querschnitte miteinander kombiniert vorgesehen sein. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass die Kanalwand selbst aus einem Perforationen aufweisenden Werkstoff gebildet ist, beispielsweise durch einen offenporigen Kunststoff, einen Faserwerkstoff oder dergleichen. Dies ermöglicht es, spaltlärmverursachende Schallenergie aus dem Strömungskanal hinaus abzuführen und somit eine Reduktion des Spaltlärms zu erreichen.This creates a possibility that cladding noise energy can be removed through the perforations out of the flow channel of the flow-dynamic delivery device and the slit noise can thereby be reduced overall, preferably already close to the production location. The perforations may be formed by openings which are made in the channel wall of the flow channel. Preferably, the openings are continuous, that is, the channel wall has at least in the region of the gap transmission properties for the sound forming the slit noise. The openings may have different opening cross sections, for example circular, elliptical, angular, oblong shape and / or the like. Of course, openings of different cross sections can be combined with each other. In addition, there is the possibility that the channel wall itself is formed from a material having perforations, for example by an open-pored plastic, a fiber material or the like. This makes it possible to dissipate noise energy causing sound noise from the flow channel and thus to achieve a reduction of the gap noise.

Die Kanalwand des Strömungskanals kann dem Grunde nach beliebig hinsichtlich ihrer Querschnitteigenschaften ausgebildet sein, vorteilhaft ist sie jedoch zumindest im Bereich des Schaufelrades kreisrund ausgebildet, um bei einem rotierenden Schaufelrad einen gleichbleibenden Spalt bereitstellen zu können. Der Strömungskanal insgesamt kann als einziges handhabbares Bauteil ausgebildet sein, das in einem weiteren Montageschritt mit einem gewünschten Schaufelrad verbunden werden kann, sodass eine vorgegebene Strömungsleistung erreicht werden kann. Der Strömungskanal selbst kann darüber hinaus ein Gehäuse aufweisen. Weiterhin kann er auch in eine weitere Vorrichtung, beispielsweise eine elektrische Maschine integriert eingebaut sein.The channel wall of the flow channel can basically be designed as desired in terms of its cross-sectional properties, but it is advantageously formed circular at least in the region of the impeller so as to be able to provide a constant gap in a rotating impeller. The flow channel as a whole can be designed as the only manageable component that can be connected in a further assembly step with a desired paddle wheel, so that a predetermined flow performance can be achieved. The flow channel itself can also have a housing. Furthermore, it can also be integrated into a further device, for example an electric machine.

Der Strömungskanal weist ferner im Bereich der Kanalwand eine Gestaltung auf, die die Aufnahme des Schaufelrads erlaubt. Zu diesem Zweck können beispielsweise Halterungsmittel vorgesehen sein, die das Schaufelrad in einer vorgegebenen Position im Strömungskanal festlegen. Die Befestigungsmittel können beispielsweise durch Streben, Halteflansche und/oder dergleichen gebildet sein, die mit der Kanalwand verbunden sein können. Ferner ist die Kanalwand des Strömungskanals in diesem Bereich vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, sodass beim Rotieren des Schaufelrads im Wesentlichen gleichbleibende Spalte ausgebildet werden.The flow channel further has in the region of the channel wall on a design that allows the inclusion of the paddle wheel. For this purpose, for example, holding means may be provided which define the paddle wheel in a predetermined position in the flow channel. The fastening means may be formed for example by struts, retaining flanges and / or the like, which may be connected to the channel wall. Further, the channel wall of the flow channel is preferably circular in this area, so that substantially uniform gaps are formed during rotation of the impeller.

Gemäß einer Ausgestaltung kann die Erfindung bei einer elektrischen Maschine, insbesondere einer rotierenden elektrischen Maschine vorgesehen sein beziehungsweise verwendet werden. Eine elektrische Maschine ist eine Vorrichtung, die elektrische Energie in mechanische Energie, insbesondere Bewegungsenergie (Motorbetrieb) und/oder mechanische Energie in elektrische Energie (Generatorbetrieb) umformt.According to one embodiment, the invention in an electrical machine, in particular a rotating electrical Machine be provided or used. An electric machine is a device that transforms electrical energy into mechanical energy, in particular kinetic energy (engine operation) and / or mechanical energy into electrical energy (generator operation).

Eine rotierende elektrische Maschine ist eine elektrische Maschine, bei der ein Ständer eine in der Regel kreisförmige Öffnung bereitstellt, in der ein Läufer drehbar gelagert angeordnet ist. Der Ständer ist im Unterschied zum Läufer drehfest angeordnet, weshalb der Ständer beispielsweise mit einer Auflage wie einem Fundament oder dergleichen verbunden ist, sodass er in der Regel keine Drehbewegung ausführt. Gleichwohl können die elektrische Maschine und demzufolge auch der Ständer natürlich mobil angeordnet sein, beispielsweise auf einem Fahrzeug oder dergleichen.A rotary electric machine is an electric machine in which a stator provides a generally circular opening in which a rotor is rotatably mounted. The stand is arranged rotationally fixed in contrast to the rotor, which is why the stand, for example, connected to a support such as a foundation or the like, so that he usually performs no rotational movement. Nevertheless, the electric machine and consequently also the stand can of course be arranged mobile, for example on a vehicle or the like.

Der Ständer und der Läufer sind mittels eines magnetischen Flusses verkettet, wodurch im Motorbetrieb eine Kraftwirkung erzeugt wird, die den Läufer gegenüber dem Ständer drehend antreibt, und im Generatorbetrieb dem Läufer zugeführte mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Zu diesem Zweck weisen der Ständer und der Läufer jeweils eine von einem Strom durchflossene Wicklung auf. Im Ständer oder im Läufer kann die Wicklung auch durch einen Permanentmagneten gebildet oder ergänzt sein. Rotierende elektrische Maschinen der gattungsgemäßen Art sind beispielsweise Drehfeldmaschinen, die an ein mehrphasiges, insbesondere dreiphasiges elektrisches Netz angeschlossen sind, wie Asynchronmaschinen, Synchronmaschinen mit oder ohne Dämpferkäfig oder dergleichen. Es können aber auch Gleichstrommaschinen sein, wie zum Beispiel Nebenschlussmaschinen, Reihenschlussmaschinen, Schrittmotoren, und/oder dergleichen.The stator and the rotor are linked by means of a magnetic flux, whereby a motor action is generated in the motor operation, which rotatably drives the rotor relative to the stator, and in the generator mode the mechanical energy supplied to the rotor is converted into electrical energy. For this purpose, the stator and the rotor each have a winding through which a current flows. In the stator or in the rotor, the winding can also be formed or supplemented by a permanent magnet. Rotary electrical machines of the generic type are, for example, rotary field machines, which are connected to a multi-phase, in particular three-phase electrical network, such as asynchronous machines, synchronous machines with or without damper cage or the like. But it may also be DC machines, such as shunt machines, series machines, stepper motors, and / or the like.

Die Fördereinrichtung ist vorzugsweise in die elektrische Maschine integriert angeordnet. Die Fördereinrichtung kann als separate Baueinheit vorgesehen sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Schaufelrad für die Fördereinrichtung antriebsseitig mit einer Welle des Läufers der elektrischen Maschine gekoppelt ist, insbesondere an diese angeflanscht ist.The conveyor is preferably arranged integrated in the electric machine. The conveyor may be provided as a separate unit. But it can also be provided that the paddle wheel for the conveyor Drive side is coupled to a shaft of the rotor of the electric machine, in particular flanged to this.

Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Kanalwand die Perforationen über ihre gesamte Erstreckung aufweist. Die Perforationen können über den gesamten Umfang des Strömungskanals und/oder über seine gesamte axiale Erstreckung angeordnet sein. Hierdurch kann die Kanalwand des Strömungskanals auf einfache Weise im Wesentlichen homogen ausgebildet werden. Darüber hinaus kann die Dämpfungswirkung für den Spaltlärm weiter verbessert werden. Insbesondere wenn der Werkstoff der Kanalwand die Perforationen bereits werkstoffbedingt bereitstellt, kann eine besonders einfache Realisierung der Erfindung erreicht werden.It proves to be particularly advantageous if the channel wall has the perforations over its entire extent. The perforations may be arranged over the entire circumference of the flow channel and / or over its entire axial extent. As a result, the channel wall of the flow channel can be formed substantially homogeneously in a simple manner. In addition, the damping effect for the slit noise can be further improved. In particular, if the material of the channel wall already provides the perforations due to the material, a particularly simple implementation of the invention can be achieved.

Die Perforationen gemäß der Erfindung erstrecken sich zumindest im Bereich der vorgesehenen Anordnung der Schaufeln über den vorzugsweise gesamten Umfang der Kanalwand. Insbesondere erstrecken sich die Perforationen über die vorzugsweise gesamte Erstreckung der Kanalwand in axialer Richtung des Strömungskanals.The perforations according to the invention extend at least in the region of the intended arrangement of the blades over the preferably entire circumference of the channel wall. In particular, the perforations extend over the preferably entire extent of the channel wall in the axial direction of the flow channel.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf der dem Schaufelrad gegenüberliegenden Seite der Kanalwand ein schallabsorbierendes Material angeordnet ist. Das schallabsorbierende Material kann zum Beispiel durch einen offenporigen Werkstoff, Steinwolle, Mineralwolle, insbesondere gebundene Mineralwolle oder dergleichen gebildet sein. Zumindest bei einer hydrodynamischen Fördervorrichtung kann vorgesehen sein, dass das schallabsorbierende Material durch eine Membran vom Eindringen des Mediums, zum Beispiel der Flüssigkeit, getrennt ist. Die Membran kann beispielsweise aus einer Folie, einem biegeelastischen Verbundwerkstoff oder dergleichen gebildet sein.A further development of the invention provides that a sound-absorbing material is arranged on the side of the channel wall opposite the impeller. The sound absorbing material may be formed by, for example, an open cell material, rock wool, mineral wool, especially bonded mineral wool or the like. At least in a hydrodynamic delivery device can be provided that the sound-absorbing material is separated by a membrane from the penetration of the medium, for example the liquid. The membrane can be formed, for example, from a film, a flexurally elastic composite material or the like.

Darüber hinaus kann das schallabsorbierende Material von schallharten Wänden nach dem Prinzip des Absorbtionsschalldämpfers eingefasst sein. Dadurch kann die Dämpfungswirkung weiter verbessert werden. Natürlich kann darüber hinaus das schallabsorbierende Material zumindest teilweise auch die Kanalwand selbst ausbilden. Das schallabsorbierende Material kann an der Oberfläche der Kanalwand befestigt sein. Hierzu kann es beispielsweise mittels eines Klebers mit der Kanalwand verbunden sein. Darüber hinaus kann das schallabsorbierende Material auch durch eine Kraftbeaufschlagung, insbesondere eine Druckbeaufschlagung mit der Kanalwand verbunden sein. Die Kraftbeaufschlagung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das schallabsorbierende Material eine Elastizität aufweist, und zum Beispiel mittels einer Wand in Richtung der Kanalwand elastisch vorgespannt ist.In addition, the sound-absorbing material of reverberant walls on the principle of Absorbtungsschalldämpfers be enclosed. Thereby, the damping effect can be further improved. Of course, in addition, the sound-absorbing material at least partially also form the channel wall itself. The sound absorbing material may be attached to the surface of the channel wall. For this purpose, it can be connected, for example by means of an adhesive with the channel wall. In addition, the sound-absorbing material can also be connected by a force application, in particular a pressurization with the channel wall. The application of force can be achieved, for example, by virtue of the fact that the sound-absorbing material has an elasticity and is resiliently biased, for example, by means of a wall in the direction of the channel wall.

Vorteilhaft können die Kanalwand und das schallabsorbierende Material einstückig miteinander ausgebildet sein. Das schallabsorbierende Material kann in dieser Ausgestaltung also zugleich auch die Kanalwand selbst ausbilden. Dadurch kann nicht nur die Dämpfung des Spaltlärms weiter verbessert werden, sondern es kann darüber hinaus auch eine besonders einfache Konstruktion des Strömungskanals erreicht werden.Advantageously, the channel wall and the sound-absorbing material can be integrally formed with each other. The sound-absorbing material can thus also form the channel wall itself in this embodiment. As a result, not only the damping of the gap noise can be further improved, but it can also be achieved a particularly simple construction of the flow channel beyond.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Perforationen eine an ein Frequenzspektrum des zu absorbierenden Schalls angepasste Öffnungsweite und/oder form aufweisen. Dadurch kann die Dämpfungswirkung für den Spaltlärm optimiert angepasst werden, sodass bereits mit geringem Aufwand eine hohe Dämpfung des Spaltlärms erreicht werden kann.A further embodiment of the invention provides that the perforations have an opening width and / or shape adapted to a frequency spectrum of the sound to be absorbed. As a result, the damping effect for the slit noise can be optimized so that a high degree of damping of the slit noise can already be achieved with little effort.

Darüber hinaus kann die Kanalwand schaufelradseitig eine schalldämpfende Oberflächenbeschichtung aufweisen. Die Beschichtung kann beispielsweise eine an den Spaltlärm angepasste Rauhigkeit aufweisen und so zur Dämpfung des Spaltlärms beitragen.In addition, the channel wall on the impeller side may have a sound-absorbing surface coating. The coating may, for example, have a roughness adapted to the gap noise and thus contribute to the damping of the cladding noise.

Vorteilhaft weist der Strömungskanal eine Einlaufdüse auf. Insbesondere kann er auch als Einlaufdüse ausgebildet sein. Hierdurch kann eine integrale Gesamtlösung für den insgesamt erforderlichen Strömungskanal erreicht werden. Die Anordnung der Perforationen kann sich in den Bereich der Einlaufdüse erstrecken.Advantageously, the flow channel has an inlet nozzle. In particular, it can also be designed as an inlet nozzle. This can be an integral overall solution for the overall required flow channel can be achieved. The arrangement of the perforations may extend into the region of the inlet nozzle.

Weiterhin wird mit der Erfindung ein Strömungskanal vorgeschlagen, der die Merkmale des Strömungskanals der zuvor beschriebenen strömungsdynamischen Fördervorrichtung aufweist. Insbesondere ist der Strömungskanal für eine strömungsdynamische Fördervorrichtung ausgebildet, beispielsweise einen Lüfter, wobei der Strömungskanal eine Kanalwand aufweist, wobei der Strömungskanal zur Aufnahme eines mit Schaufeln besetzten, drehbar gelagerten Schaufelrads unter Bildung jeweils eines Spalts zwischen den Schaufeln und der Kanalwand ausgebildet ist, wobei die Kanalwand im Bereich des Spalts Perforationen aufweist. Erfindungsgemäß ist der Strömungskanal gemäß der Erfindung ausgebildet, weist also die vorangehend diskutierten Merkmale auf.Furthermore, a flow channel is proposed with the invention, which has the features of the flow channel of the above-described fluid dynamic conveying device. In particular, the flow channel for a fluid dynamic conveying device is formed, for example a fan, wherein the flow channel has a channel wall, wherein the flow channel for receiving a padded, rotatably mounted paddle wheel is formed to form a gap between the blades and the channel wall, said Channel wall in the region of the gap has perforations. According to the invention, the flow channel is designed according to the invention, that is to say it has the features discussed above.

Das Schaufelrad wird vorzugsweise mittels eines Antriebs angetrieben. Dieser Antrieb kann durch einen Motor, insbesondere einen Elektromotor gebildet sein. Es kann aber auch sein, dass das Schaufelrad an einem nicht antriebsseitigen Wellenende einer Maschine, insbesondere einer elektrischen Maschine angeordnet ist und über die Welle angetrieben wird. Der Antrieb kann Bestandteil der Fördervorrichtung sein. Insbesondere kann die Fördervorrichtung ein Lüfter sein.The paddle wheel is preferably driven by means of a drive. This drive can be formed by a motor, in particular an electric motor. But it may also be that the paddle wheel is arranged on a non-drive-side shaft end of a machine, in particular an electric machine and is driven via the shaft. The drive can be part of the conveyor. In particular, the conveyor device may be a fan.

Bei einem Lüfter kann der vom Lüfter bereitgestellte Gas- beziehungsweise Luftstrom beispielsweise als Kühlluft von einem abströmseitigen Raum des Lüfters zum Beispiel zu einer zu kühlenden Oberfläche, beispielsweise der einer elektrischen Maschine oder dergleichen geführt werden. Darüber hinaus kann der Luftstrom auch zu einem Wärmetauscher einer Einrichtung, insbesondere einer elektrischen Maschine geführt werden. Der Wärmetauscher kann mit einem oder mehreren Kühlkreisläufen verbunden sein. Entsprechendes kann auch bei einer Pumpe vorgesehen sein.In the case of a fan, the gas or air flow provided by the fan can be guided, for example, as cooling air from a downstream space of the fan, for example to a surface to be cooled, for example that of an electric machine or the like. In addition, the air flow can also be led to a heat exchanger of a device, in particular an electric machine. The heat exchanger may be connected to one or more cooling circuits. The same can also be provided in a pump.

Mit der Erfindung ist somit eine Integration eines akustischen Absorbers insbesondere für den Spaltlärm in den Strömungskanal, insbesondere in eine Saugdüse des Strömungskanals einer strömungsdynamischen Fördervorrichtung, wie eines Axiallüfters, möglich. Dadurch kann der Spaltlärm direkt am Entstehungsort reduziert werden. Dadurch können weitere Schalldämpfer reduziert, vorzugsweise sogar eingespart werden. Dadurch können Abmessungen der strömungsdynamischen Fördervorrichtung reduziert werden. Zugleich erlaubt es die Erfindung, die strömungsdynamischen Eigenschaften weitgehend zu erhalten.With the invention, an integration of an acoustic absorber, in particular for the slit noise in the flow channel, in particular in a suction nozzle of the flow channel of a fluid-dynamic conveying device, such as an axial fan, thus possible. As a result, the slit noise can be reduced directly at the point of origin. As a result, further mufflers can be reduced, preferably even saved. As a result, dimensions of the fluid-dynamic conveying device can be reduced. At the same time, the invention makes it possible to largely preserve the flow dynamic properties.

Weitere Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Lüftern zu entnehmen. Die erfindungsgemäßen Prinzipien sind bei Pumpen in dualer Weise anwendbar. In den Figuren verwendete gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bauelemente mit gleichen Eigenschaften. Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend.Further advantages and features can be found in the following description of embodiments with reference to fans. The principles of the invention are applicable to pumps in a dual manner. The same reference numerals used in the figures denote the same components with the same characteristics. The description of the embodiments is merely illustrative of the invention and is not limitative of it.

Es zeigen:

FIG 1
Eine schematische Schnittdarstellung eines Lüfters mit einem auf einer Maschinenwelle angeordneten Lüfterrad gemäß der Erfindung,
FIG 2
eine schematische Schnittdarstellung eines Lüfters wie in FIG 1, wobei sich die Perforationen über die gesamte axiale Länge des Strömungskanals erstrecken,
FIG 3
eine schematische Darstellung eines Lüfters wie in FIG 1, wobei die Einlaufdüse separat angeflanscht ist,
FIG 4
eine perspektivisch aufgeschnittene schematische Darstellung eines Strömungskanals gemäß der Erfindung mit Perforationen in einem Bereich der Anordnung eines Lüfterrades und
FIG 5
eine perspektivisch schematisch aufgeschnittene Darstellung eines Strömungskanals gemäß FIG 4, wobei die Perforationen über die gesamte axiale Erstreckung und den Stirnbereich der Einlaufdüse ausgebildet sind.
Show it:
FIG. 1
A schematic sectional view of a fan with a fan shaft arranged on a machine shaft according to the invention,
FIG. 2
a schematic sectional view of a fan as in FIG. 1 , wherein the perforations extend over the entire axial length of the flow channel,
FIG. 3
a schematic representation of a fan as in FIG. 1 , wherein the inlet nozzle is flanged separately,
FIG. 4
a perspective cutaway schematic representation of a flow channel according to the invention with perforations in an area of the arrangement of a fan wheel and
FIG. 5
a perspective schematically cutaway view of a flow channel according to FIG. 4 , wherein the perforations are formed over the entire axial extent and the end region of the inlet nozzle.

In FIG 1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Lüfters 12 mit einem Strömungskanal 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Der Lüfter 12 dient zur Erzeugung eines Luftstroms zu Kühlungszwecken. Der Lüfter 12 ist vorliegend als Axiallüfter ausgebildet. Der Strömungskanal 10 umfasst in dieser Abfolge eine Einlaufdüse 30 als Einlassöffnung sowie einen sich daran anzuschließenden kreiszylindrischen Bereich 32, der in eine nicht bezeichnete Auslassöffnung mündet. Die Strömungsrichtung des Gases ist somit von der Einlaufdüse 30 zur Auslassöffnung.In FIG. 1 is a schematic sectional view of a fan 12 is shown with a flow channel 10 according to the invention. The fan 12 serves to generate an air flow for cooling purposes. The fan 12 is presently designed as an axial fan. The flow channel 10 comprises in this sequence an inlet nozzle 30 as an inlet opening and a circular cylindrical area 32 to be connected thereto, which opens into an outlet opening, not designated. The flow direction of the gas is thus from the inlet nozzle 30 to the outlet opening.

Der Lüfter 12 weist in dieser Ausgestaltung ein Schaufelrad 18 auf, das über den Umfang des Schaufelrads 18 mit Luftschaufeln 16 besetzt ist. Das Schaufelrad 18 ist auf eine Maschinenwelle 24 einer elektrischen Maschine aufgeflanscht und wird durch die Maschinenwelle 24 angetrieben. Alternativ kann das Schaufelrad 18 auch von einem separaten Antrieb angetrieben sein.The fan 12 has in this embodiment, a paddle wheel 18 which is occupied over the circumference of the paddle wheel 18 with air blades 16. The paddle wheel 18 is flanged onto a machine shaft 24 of an electric machine and is driven by the machine shaft 24. Alternatively, the paddle wheel 18 may also be driven by a separate drive.

Das Schaufelrad 18 ist in einem zylindrischen Bereich 32 des Strömungskanals 10 angeordnet. Der Strömungskanal 10 weist eine Kanalwand 14 auf, die im Bereich 32 des Schaufelrads 18 eine kreiszylindrische Öffnung für die Aufnahme des Schaufelrads 18 bereitstellt und anströmseitig als Einlaufdüse 30 ausgebildet ist. Zwischen den Schaufeln 16 und der Kanalwand 14 sind Luftspalte 20 ausgebildet. Erfindungsgemäß ist die Kanalwand 14 im Bereich der Luftspalte 20 mit Perforationen 22 versehen.The paddle wheel 18 is arranged in a cylindrical region 32 of the flow channel 10. The flow channel 10 has a channel wall 14, which provides a circular-cylindrical opening for receiving the paddle wheel 18 in the region 32 of the paddle wheel 18 and is formed upstream of the inlet nozzle 30. Air gaps 20 are formed between the blades 16 and the channel wall 14. According to the invention, the channel wall 14 is provided with perforations 22 in the region of the air gaps 20.

Die Kanalwand 14 ist vorliegend aus Blech ausgebildet, sie kann alternativ aber auch aus einem Kunststoff, einem Verbundwerkstoff wie faserverstärkter Kunststoff oder einem vergleichbaren Werkstoff gebildet sein. Vorliegend sind die Perforationen 22 durch kreiszylindrische Bohrungen gebildet, die einen Innendurchmesser von etwa 1 bis 2 mm aufweisen. Die Kanalwand 14 selbst weist eine Dicke von etwa 2 mm auf. Diese Abmessungen können jedoch entsprechend der Anwendung angepasst werden.The channel wall 14 is presently formed of sheet metal, but it may alternatively be made of a plastic, a composite material such as fiber-reinforced plastic or a comparable Be formed material. In the present case, the perforations 22 are formed by circular cylindrical bores having an inner diameter of about 1 to 2 mm. The channel wall 14 itself has a thickness of about 2 mm. However, these dimensions can be adjusted according to the application.

Auf der dem Schaufelrad 18 gegenüberliegenden Seite der Kanalwand 14 ist ein Absorbermaterial 26 angeordnet, welches die Kanalwand 14 kontaktiert. Das Absorbermaterial 26 ist ferner von einer Einfassung 28 eingeschlossen, die mit der Kanalwand 14 einen Raum für das Absorbermaterial 26 bildet. Vorliegend ist das Absorbermaterial 26 durch einen offenporigen Schaumstoff gebildet. Das Absorbermaterial 26 kann aber auch durch Mineralfasern, insbesondere Steinwolle oder dergleichen gebildet sein. Durch die Einfassung 28 wird sichergestellt, dass das Absorbermaterial 26 auf der dem Schaufelrad 18 gegenüberliegenden Seite der Kanalwand 14 in Kontakt steht. Zu diesem Zweck weist das Absorbermaterial 26 eine Elastizität auf und ist durch die Anordnung der Einfassung 28 gegen die Kanalwand 14 vorgespannt.On the side opposite the paddle wheel 18 side of the channel wall 14, an absorber material 26 is arranged, which contacts the channel wall 14. The absorber material 26 is further enclosed by a skirt 28 which forms a space for the absorber material 26 with the channel wall 14. In the present case, the absorber material 26 is formed by an open-cell foam. The absorber material 26 may also be formed by mineral fibers, in particular rock wool or the like. The enclosure 28 ensures that the absorber material 26 is in contact on the side of the channel wall 14 opposite the impeller 18. For this purpose, the absorber material 26 has an elasticity and is biased by the arrangement of the enclosure 28 against the channel wall 14.

Der Lüfter 12 gemäß FIG 1 ist Teil einer nicht weiter dargestellten elektrischen Maschine und dient zur Zuführung von Kühlluft. In dieser Ausgestaltung bildet der Lüfter zusammen mit der elektrischen Maschine somit eine Eigenkühlung dieser elektrischen Maschine aus.The fan 12 according to FIG. 1 is part of an electric machine, not shown, and is used to supply cooling air. In this embodiment, the fan thus forms a self-cooling of this electrical machine together with the electric machine.

Alternativ kann natürlich vorgesehen sein, dass der Lüfter 12 einen eigenen Antrieb für das Schaufelrad 18, beispielsweise einen Elektromotor oder dergleichen umfasst, und somit eine Fremdkühlung der Maschine, insbesondere der elektrischen Maschine bereitstellt.Alternatively, it can of course be provided that the fan 12 includes its own drive for the paddle wheel 18, for example an electric motor or the like, and thus provides a foreign cooling of the machine, in particular the electric machine.

Die Öffnungsweite der Perforationen ist an ein Frequenzspektrum des zu absorbierenden Schalls, nämlich des Spaltlärms angepasst.The opening width of the perforations is adapted to a frequency spectrum of the sound to be absorbed, namely the gap noise.

FIG 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung für einen Lüfter 34 in einer schematischen Schnittdarstellung mit einem Strömungskanal 38, der eine Kanalwand 36 aufweist. Der Lüfter 34 ist ebenfalls als Axiallüfter ausgebildet und dient zu Kühlungszwecken. Wie in FIG 1 ist ein auf eine Maschinenwelle 24 aufgeflanschtes Lüfterrad 18 im Strömungskanal 38 angeordnet, das mit Schaufeln 16 bestückt ist. Die Anordnung entspricht dem Grunde nach der Anordnung gemäß FIG 1, weshalb ergänzend auf die Ausführungen zur FIG 1 verwiesen wird. FIG. 2 shows a further embodiment of a fan 34 in a schematic sectional view with a flow channel 38, which has a channel wall 36. The fan 34 is also designed as an axial fan and is used for cooling purposes. As in FIG. 1 a fan wheel 18 flanged onto a machine shaft 24 is arranged in the flow channel 38, which is equipped with blades 16. The arrangement corresponds to the reason according to the arrangement according to FIG. 1 , which is why the comments on the FIG. 1 is referenced.

Im Unterschied zur FIG 1 weist die Kanalwand 36 des Strömungskanals 38 Perforationen 22 auf, die sich über die gesamte axiale Länge des Strömungskanals 38 erstrecken, das heißt, nicht nur über den zylindrischen Bereich 32 wie in FIG 1. Diese Ausgestaltung erlaubt es, die Dämpfung des Spaltlärms weiter zu verbessern. Die weiteren Eigenschaften, Merkmale und Vorteile entsprechen denen, wie sie zum Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 ausgeführt sind.In contrast to FIG. 1 For example, the channel wall 36 of the flow channel 38 has perforations 22 that extend over the entire axial length of the flow channel 38, that is, not just across the cylindrical portion 32 as in FIG FIG. 1 , This embodiment makes it possible to further improve the damping of the gap noise. The other features, features and advantages are the same as those of the embodiment according to FIG. 1 are executed.

Im Unterschied zum Absorber gemäß FIG 1 ist in der FIG 2 der Absorber mit einer konstanten Dicke vorgesehen.In contrast to the absorber according to FIG. 1 is in the FIG. 2 the absorber provided with a constant thickness.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist durch einen Strömungskanal 40 gemäß FIG 3 dargestellt. Die Ausgestaltung gemäß FIG 3 basiert auf der Ausgestaltung gemäß FIG 1, wobei jedoch im Unterschied zu FIG 1 der Strömungskanal 40 vorgesehen ist, der eine separat mit einer Kanalwand 44 des Strömungskanals 40 verbundene Einlaufdüse 42 aufweist. Die Kanalwand 44 ist kreiszylindrisch ausgebildet und umfasst in axialer Richtung einen Bereich, in dem ein Schaufelrad 18, das mit Schaufeln 16 besetzt ist, auf einer Maschinenwelle aufgeflanscht angeordnet ist. Die Kanalwand 44 ist über ihren Umfang mit Perforationen 22 - wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen - versehen. Zwischen den Schaufeln 16 und der Kanalwand 44 ist wiederum jeweils der Luftspalt 20 ausgebildet. Die Kanalwand 44 bildet mit einer Einfassung 28 einen Hohlraum, der mit Absorbermaterial 26 aufgefüllt ist. Weitere Ausgestaltungen für Strömungskanäle gemäß der Erfindung sind in den FIG 4 und FIG 5 dargestellt.Another embodiment of the invention is represented by a flow channel 40 according to FIG FIG. 3 shown. The embodiment according to FIG. 3 is based on the embodiment according to FIG. 1 , but unlike FIG. 1 the flow channel 40 is provided, which has a separately connected to a channel wall 44 of the flow channel 40 inlet nozzle 42. The channel wall 44 is circular-cylindrical and comprises in the axial direction a region in which a paddle wheel 18, which is occupied by blades 16, is arranged flanged on a machine shaft. The channel wall 44 is provided over its circumference with perforations 22 - as in the previous embodiments. In turn, the air gap 20 is formed between the blades 16 and the channel wall 44. The channel wall 44 forms with a skirt 28 a cavity which is filled with absorbent material 26. Further embodiments for flow channels according to the invention are in the 4 and FIG. 5 shown.

Der Strömungskanal gemäß FIG 5 ist mit dem Bezugszeichen 46 bezeichnet und einstückig als Bauelement ausgebildet. Der Strömungskanal 46 weist eine Kanalwand 48 auf, die in Strömungsrichtung in dieser Abfolge zunächst eine Stirnseite 54, eine sich daran anschließende Einlaufdüse 56 sowie einen sich daran anschließenden zylindrischen Abschnitt 58 ausbildet. Der zylindrische Abschnitt 58 mündet in eine nicht bezeichnete Luftauslassöffnung. Weiterhin bildet die Kanalwand 48 mit einer Einfassung 52 einen Hohlraum, in dem - wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen - Absorbermaterial 26 angeordnet ist. Über ihre gesamte axiale sowie umfängliche Erstreckung ist die Kanalwand 48 mit Perforationen 50 versehen. Insbesondere ist auch die Stirnseite 54 mit Perforationen versehen. Das Absorbermaterial 26 kann wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen aus einem offenporigen Schaumstoff, Mineralwolle, insbesondere Steinwolle oder dergleichen gebildet sein.The flow channel according to FIG. 5 is designated by the reference numeral 46 and integrally formed as a component. The flow channel 46 has a channel wall 48, which forms in the flow direction in this sequence first an end face 54, an adjoining inlet nozzle 56 and an adjoining cylindrical portion 58. The cylindrical portion 58 terminates in an unnamed air outlet. Furthermore, the channel wall 48 with a skirt 52 forms a cavity in which - as in the preceding embodiments - absorber material 26 is arranged. Over its entire axial and circumferential extent the channel wall 48 is provided with perforations 50. In particular, the front side 54 is provided with perforations. The absorber material 26 may be formed as in the previous embodiments of an open-cell foam, mineral wool, especially rock wool or the like.

FIG 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Strömungskanals 60, der hinsichtlich seiner Struktur dem Strömungskanal 46 gemäß FIG 5 im Wesentlichen entspricht. Auch der Strömungskanal 60 ist als ein einstückiges Bauelement ausgebildet und weist eine Kanalwand 62 auf, die mit einer Einfassung 52 einen Hohlraum für Absorbermaterial 26 bildet. Wie in FIG 5 bildet die Kanalwand 62 in Strömungsrichtung zunächst eine Stirnseite 66 aus, daran anschließend eine Einlaufdüse 64 und daran anschließend einen zylindrischen Abschnitt 58, wie den in der FIG 5. Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß FIG 5 sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Stirnseite 66 sowie die Einlaufdüse 64 nicht perforiert. Der zylindrische Abschnitt mündet in eine nicht bezeichnete Luftauslassöffnung. FIG. 4 shows a further embodiment of a flow channel 60, which in terms of its structure according to the flow channel 46 FIG. 5 essentially corresponds. Also, the flow channel 60 is formed as a one-piece component and has a channel wall 62 which forms a cavity 52 for absorber material 26 with a skirt 52. As in FIG. 5 Forms the channel wall 62 in the flow direction, first an end face 66, then an inlet nozzle 64 and then a cylindrical portion 58, as in the FIG. 5 , In contrast to the embodiment according to FIG. 5 In this embodiment, the end face 66 and the inlet nozzle 64 are not perforated. The cylindrical portion opens into an unnamed air outlet.

Bei dem erfindungsgemäßen Strömungskanal ist ein akustischer Absorber in den Strömungskanal der strömungsdynamischen Fördervorrichtung integriert. Auch wenn die beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäß der FIG 1 bis 5 für den Einsatz bei Axiallüftern vorgesehen sind, ist eine dem Grunde nach vergleichbare Konstruktion auch bei einem Radiallüfter oder anderen Lüftern, aber auch bei hydrodynamischen Fördervorrichtungen wie Pumpen oder dergleichen adaptierbar, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Somit kann Spaltlärm direkt am Entstehungsort reduziert werden. Dadurch können zusätzliche Schalldämpfer vermieden oder zumindest hinsichtlich ihrer Eigenschaften reduziert werden. Mit der Ausführungsform gemäß der Erfindung kann darüber hinaus für die Schalldämpfung benötigter Bauraum reduziert werden. Zugleich erlaubt es die Erfindung, die strömungsdynamischen Eigenschaften des Strömungskanals beziehungsweise des strömungsdynamischen Fördervorrichtung weitgehend beizubehalten.In the case of the flow channel according to the invention, an acoustic absorber is integrated into the flow channel of the flow-dynamic conveying device. Even if the described embodiments according to the 1 to 5 are intended for use in axial fans, a basically comparable construction is adaptable even in a radial fan or other fans, but also in hydrodynamic conveying devices such as pumps or the like, without departing from the spirit of the invention. Thus, slit noise can be reduced directly at the point of origin. As a result, additional mufflers can be avoided or at least reduced in terms of their properties. With the embodiment according to the invention can be reduced beyond the space required for the sound attenuation. At the same time, the invention makes it possible to largely maintain the flow-dynamic properties of the flow channel or of the flow-dynamic delivery device.

Obwohl die Erfindung anhand vorstehender Beispiele aerodynamischer Fördervorrichtungen, nämlich Lüfter, erläutert wurde, dürfte es für den Fachmann ersichtlich sein, dass sich in entsprechender Weise die erfindungsgemäßen Maßnahmen und Erkenntnisse auch bei hydrodynamischen Fördervorrichtungen, insbesondere Pumpen, anwenden lassen. Insbesondere können die beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele vom Fachmann bei Bedarf natürlich auch in unterschiedlichsten beziehungsweise beliebigen Kombinationen vorgesehen sein, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been explained with reference to the above examples aerodynamic conveying devices, namely fans, it should be apparent to those skilled in that can be applied in a corresponding manner, the inventive measures and findings in hydrodynamic delivery devices, in particular pumps. In particular, the described features and embodiments may of course be provided by the person skilled in the art, of course, in a wide variety of or any combination without departing from the spirit of the invention.

Claims (9)

Strömungsdynamische Fördervorrichtung (12, 34) mit einem Strömungskanal (10, 38, 40, 46, 60), welcher eine Kanalwand (14, 36, 44, 48, 62) aufweist, wobei in dem Strömungskanal (10, 38, 40, 46, 60) ein mit Schaufeln (16) besetztes Schaufelrad (18) derart drehbar angeordnet ist, dass zwischen den Schaufeln (16) und der Kanalwand (14, 36, 44, 48, 62) jeweils ein Spalt (20) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwand (14, 36, 44, 48, 62) im Bereich des Spalts (20) Perforationen (22) aufweist.Fluid dynamic conveying device (12, 34) having a flow channel (10, 38, 40, 46, 60), which has a channel wall (14, 36, 44, 48, 62), wherein in the flow channel (10, 38, 40, 46 , 60) a paddle wheel (18) which is filled with blades (16) is rotatably arranged such that a gap (20) is formed between the blades (16) and the channel wall (14, 36, 44, 48, 62),
characterized in that the channel wall (14, 36, 44, 48, 62) in the region of the gap (20) has perforations (22). Fördervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwand (14, 36, 44, 48, 62) die Perforationen (22) über ihre gesamte Erstreckung aufweist.Conveying device according to claim 1,
characterized in that the channel wall (14, 36, 44, 48, 62) has the perforations (22) over its entire extent. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Schaufelrad (18) gegenüberliegenden Seite der Kanalwand (14, 36, 44, 48, 62) ein schallabsorbierendes Material (26) angeordnet ist.Conveying device according to claim 1 or 2,
characterized in that on the impeller (18) opposite side of the channel wall (14, 36, 44, 48, 62) a sound absorbing material (26) is arranged. Fördervorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwand (14, 36, 44, 48, 62) und das schallabsorbierende Material (26) einstückig miteinander ausgebildet sind.Conveying device according to claim 3,
characterized in that the channel wall (14, 36, 44, 48, 62) and the sound-absorbing material (26) are integrally formed with each other. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen (22) eine an ein Frequenzspektrum des zu absorbierenden Schalls angepasste Öffnungsweite und/oder -form aufweisen.Conveying device according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the perforations (22) have an adapted to a frequency spectrum of the sound to be absorbed opening width and / or shape. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwand (14, 36, 44, 48, 62) schaufelradseitig eine schalldämpfende Oberflächenbeschichtung aufweist.Conveying device according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the channel wall (14, 36, 44, 48, 62) on the impeller side has a sound-absorbing surface coating. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (10, 38, 40, 46, 60) eine Einlaufdüse (30, 42, 56, 64)aufweist.Conveying device according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the flow channel (10, 38, 40, 46, 60) has an inlet nozzle (30, 42, 56, 64). Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (12, 34) als Axiallüfter, Diagonal- oder Radiallüfter ausgebildet ist.Conveying device according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the conveying device (12, 34) is designed as an axial fan, diagonal or radial fan. Strömungskanal (10, 38, 40, 46, 60) der strömungsdynamischen Fördervorrichtung (12, 34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Flow channel (10, 38, 40, 46, 60) of the fluid dynamic conveying device (12, 34) according to any one of the preceding claims.
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