EP1002957B1 - Radial fan - Google Patents

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EP1002957B1
EP1002957B1 EP99122993A EP99122993A EP1002957B1 EP 1002957 B1 EP1002957 B1 EP 1002957B1 EP 99122993 A EP99122993 A EP 99122993A EP 99122993 A EP99122993 A EP 99122993A EP 1002957 B1 EP1002957 B1 EP 1002957B1
Authority
EP
European Patent Office
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impeller
blade ring
radial fan
fan according
partition
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99122993A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1002957A2 (en
EP1002957A3 (en
Inventor
Ernst Dipl.-Ing. Claussen
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Punker GmbH
Original Assignee
Punker GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Punker GmbH filed Critical Punker GmbH
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Publication of EP1002957A3 publication Critical patent/EP1002957A3/en
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Publication of EP1002957B1 publication Critical patent/EP1002957B1/en
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Expired - Lifetime 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
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/16—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows
    • F04D25/166—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows using fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/02—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
    • F04D17/04—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal of transverse-flow type
    • 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
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/102—Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to a radial fan with a pot-like Impeller with a blade ring on its circumference is provided with a receiving the impeller Housing that starts from a part-circle-curved, running directly along the blade ring Circumferential wall area like a screw in the direction of rotation of the Impeller expanded radially to one outlet and two the side walls covering axial end faces of the impeller has, one on one of the side walls arranged partition engages in the pot-like impeller and its interior into a first and a second Suction chamber divided, the first suction chamber, a suction opening is assigned and the second suction chamber to circumferential wall area running directly along the blade ring is facing.
  • labyrinth-like elevations and / or depressions are advantageously transverse to the direction of travel transverse ribs of the impeller and / or Cross grooves are provided that are perpendicular or oblique to the running direction can run, with curved designs can be beneficial. Especially at sloping or curved designs will still be a reduction the running noise of the fan is reached.
  • the one that runs directly along the blade ring The circumferential area preferably extends over a Angles from 60 ° to 150 ° to achieve the desired increase in performance to reach safely.
  • the housing can be adapted or optimized.
  • the peripheral wall of the housing is removed the rear end of the wheel when viewed in the direction of rotation of the impeller directly along the circumferential wall area running along the blade ring forming this spiral expansion angle increasingly radially from the impeller, being a continuous or abrupt transition is provided and the transition curvature can be optimized.
  • the blades of the blade ring also preferably take an angle to the radial direction that is most favorable Can be 26 - 29 °.
  • a radial fan is a pot-like impeller 10 rotatably mounted in a screw-like housing 11.
  • the impeller 10 consists of a circular disc Bottom 12, the center of a hub 13 for connection to the Drive axis of a not shown for simplicity Drive motor owns.
  • On the radially outer peripheral area of the floor 12 rises perpendicular to the plane of the floor 12 a plurality of blades 14 that form a blade ring 15 form.
  • the blades 14 are at one end on the bottom 12 and at the other end with a retaining ring 16 by means of bent Holding tabs 17 connected.
  • the blades 14 are curved in and opposite to the radial direction an angle ⁇ inclined, which is preferably 26-29 °.
  • the housing 11 consists of a helically shaped Circumferential wall 18, with a curved part-circle Circumferential wall area 19 directly with a very small Gap of less than 1 mm along the blade ring 15 extends, in the exemplary embodiment over an angle of approx. 110 °. However, this angle can vary and between 60 ° and 150 °.
  • This peripheral edge region 19 is with a plurality of parallel groove-like depressions 20 provided, which are parallel to the axis of rotation of the impeller 10th extend and opposite the blade ring 15 of the impeller 10 effect a seal in the manner of a labyrinth seal.
  • small ones are formed Vortex in the groove-like recesses 20, which is the target Sealing to increase fan performance and of the working pressure.
  • groove-like depressions 20 shown can also reduce the running noise run at an angle to the axis of rotation of the impeller or one have a curved course.
  • peripheral edge region 19 widens the peripheral wall 18 increasing the radial distance from the axis of rotation the impeller 10 up to a blower outlet 21.
  • the peripheral wall 18 thus forms a in this area Spiral expansion angle ⁇ towards the impeller 10, the Circumferential wall 18 in the transition area a slight kink experiences.
  • One against the direction of curvature of the groove-like Recesses 20 provided peripheral edge region 19th curved end portion 22 of the peripheral wall 18 connects the peripheral edge region 19 with the blower outlet 21.
  • the peripheral wall 18 forms the open together with two Sides of the peripheral wall 18 cover side walls 23, 24 the housing 11.
  • These side walls cover 23, 24 also the axial end faces of the impeller 10.
  • To seal the impeller 10 to the two side walls 23, 24 serve labyrinth seals 25, such as they, for example, in the state of the Technology are described.
  • the bottom 12 of the impeller 10 is adapted to the shape of the adjacent side wall 23, the multiple-angled one shown in FIG. 3 Cross-sectional shape of the bottom 12 an additional Sealing causes.
  • a partition extends from the side wall 24 26 inside the pot-like impeller 10 and divided whose interior into a first suction chamber V1 and one second suction chamber V2, which faces the peripheral wall region 19 is.
  • This partition 26 extends from the Side wall 24 from obliquely to the bottom 12 of the impeller 10 down, in principle also a parallel course to Axis of rotation of the impeller 10 is possible, as in one Embodiment of the state of the Technology is shown.
  • this edge is a felt strip 27 or a felt strip.
  • the Felt strips 27 can be dimensioned so that it in new condition grazes on floor 12 and when rotating the Impeller 10 is ground so that a minimal gap arises.
  • a felt strip 27 or a felt strip can another fiber-like or foam-like seal Bar provided on this edge of the partition 26 be, e.g. also a fleece-like or bristle-like Strip.
  • the bottom 12 of the impeller 10 can also be used as be flat plate so that the floor 12th facing edge of the partition 26 beveled accordingly is that the gap width is essentially everywhere is equal to.
  • the side wall 24 has an air intake opening 28 provided, which opens into the first suction chamber V1.
  • Impeller 10 in the area of the first suction chamber V1 as a radial fan. Outside air is drawn in through the air intake opening 28 in sucked the first suction chamber V1 and over the circumferential area of the first suction chamber V1 radially through the blade ring 15 accelerated to the outside. This accelerated air flow divides outside into a working current A1 and one Working current A2 on. The working current A1 comes in again the first suction chamber V1 back and is by the radial fan action accelerated outward again, whereby a substantial part of this work flow on the opposite End of the first suction chamber V1 in the by the Spiral expansion angle ⁇ formed spiral expansion range arrives.
  • the impeller is on in the area of the second suction chamber V2 its two axial end faces through the side walls 23, 24 tightly closed. Towards the interior the partition 26 forms a tight seal, and on the peripheral edge region 19 opposite the partition seal the groove-like recesses 20 the impeller 10.
  • This therefore works in the area of the second suction chamber V2 exclusively as a cross flow fan, which is the working current in the area of the blower outlet 21, compressed and in the by the spiral expansion angle ⁇ blows out limited spiral expansion area or diffuser.
  • the radial fan thus works in part as a two-stage Blower with a formed by the first suction chamber V1 as a radial fan stage and one by the second suction chamber V2 formed as a cross-flow fan working level. To achieve a high working pressure and a high fan performance is therefore the good seal of the second suction chamber V2 is essential.
  • Three flow islands 29 - 31 in the interior of the housing 11 are as connecting elements between the two side walls 23, 24 trained and are used for elimination of turbulent flow components (vortex zones) and Establishing a flow profile that is as homogeneous as possible. turbulent Currents would produce the desired flow hinder and cause increased noise.
  • FIG. 4 is an alternative construction for sealing shown between the partition 26 and the impeller 10.
  • the edge of the partition wall 26 facing the bottom 12 is with a perforated disc 40, the shape of the floor 12 of the impeller 10 is adapted and towards this bottom 12 the smallest possible, constructively acceptable gap forms.
  • the hub 13 protrudes through the central hole of the Perforated disk 40 through. If the hub 13 is off the ground 12 extends outwards, so instead of one Perforated disc 40 a continuous disc can be used.
  • Fig. 5 is a third way for sealing shown between partition 26 and bottom 12 of the impeller 10.
  • the edge of the partition wall 26 facing the floor 12 is with a sealing strip oriented parallel to the floor 12 32 provided that pointing to the floor 12 Side provided with two groove-like depressions 33 is.
  • a labyrinth seal-like Sealing on as is the case with the groove-like depressions 20 at the peripheral edge region 19 is the case.
  • the groove-like Wells 33 also directly on the edge of the Partition 26 may be provided.
  • the number is groove-like Wells 33 of course not on the Number two limited. In the simplest case, only a single groove-like recess 33 may be provided.
  • an S-shaped edge 34 is provided, also having an arcuate or other curvature is possible.
  • the edges 36 of the partition 26 form on the outer ends less and towards the middle one increasing gap to the blade ring 15. This is 9 reversed, that is, there form the edges 37 of the partition 26 in the central region a smaller one and a growing towards the two end areas Gap towards the blade ring 15.
  • FIG. 10 shows an alternative embodiment of the housing 11, there designated 11 '.
  • the peripheral wall 38 of the housing 11 ' forms there from the end of peripheral groove area provided with groove-like depressions 20 39 a larger spiral expansion angle ⁇ , where a jump edge-like transition takes place, that is, the distance between the peripheral wall 38 and the impeller 10 initially expanded almost by leaps and bounds, then expanded continue to expand to the blower outlet 21.
  • ⁇ a larger spiral expansion angle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

The fan has an impeller (10) which has a blade ring (15) on its periphery. A partition (26) which is arranged on one of the side walls, engages with the impeller and divides its interior chamber into two chambers. The blade ring has labyrinth seal-type protrusions and/or cavities (20) directly on the peripheral wall region (19) of the blade ring for preventing the airflow between the impeller and the blade ring.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse mit einem topfartigen Laufrad, das an seinem Umfang mit einem Schaufelkranz versehen ist, mit einem das Laufrad aufnehmenden Gehäuse, das sich ausgehend von einem teilkreisartig gekrümmten, direkt entlang des Schaufelkranzes verlaufenden Umfangswandbereich schneckenartig in Drehrichtung des Laufrads radial zu einem Auslaß erweitert und zwei die axialen Stirnseiten des Laufrads abdeckende Seitenwandungen besitzt, wobei eine an einer der Seitenwandungen angeordnete Trennwand in das topfartige Laufrad eingreift und dessen Innenraum in einen ersten und einen zweiten Saugraum unterteilt, wobei dem ersten Saugraum eine Ansaugöffnung zugeordnet ist und der zweite Saugraum dem direkt entlang des Schaufelkranzes verlaufenden Umfangswandbereich zugewandt ist.The invention relates to a radial fan with a pot-like Impeller with a blade ring on its circumference is provided with a receiving the impeller Housing that starts from a part-circle-curved, running directly along the blade ring Circumferential wall area like a screw in the direction of rotation of the Impeller expanded radially to one outlet and two the side walls covering axial end faces of the impeller has, one on one of the side walls arranged partition engages in the pot-like impeller and its interior into a first and a second Suction chamber divided, the first suction chamber, a suction opening is assigned and the second suction chamber to circumferential wall area running directly along the blade ring is facing.

Bei einem aus der EP 0 589 300 B1 bekannten Radialgebläse dieser Gattung ist zur Verbesserung der statischen Drücke und der P/V-Charakteristik zwischen dem Laufrad und den beiden Seitenwandungen des Gehäuses ein Labyrinth-Dichtsystem vorgesehen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Maßnahme allein noch nicht ausreichend ist, die angestrebten Ziele in optimaler Weise zu erreichen.With a radial fan known from EP 0 589 300 B1 this genus is used to improve static pressures and the P / V characteristic between the impeller and the a labyrinth sealing system on both side walls of the housing intended. However, it has been found that this measure alone is not sufficient, the desired Achieve goals in an optimal way.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Radialgebläse der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß der erzielbare Arbeitsdruck und die erzielbare Gebläseleistung weiter erhöht werden.It is therefore an object of the present invention to a radial fan of the type mentioned above improve that the achievable working pressure and the achievable Fan performance can be increased further.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der direkt entlang des Schaufelkranzes verlaufende Umfangswandbereich zur Verhinderung einer Luftströmung zwischen ihm und dem Laufrad mit labyrinthdichtungsartigen Erhöhungen und/oder Vertiefungen versehen ist.This object is achieved in that the peripheral wall area running directly along the blade ring to prevent air flow between him and the impeller with labyrinth-like ridges and / or depressions is provided.

Diese labyrinthdichtungsartigen Erhöhungen und/oder Vertiefungen an diesem Umfangswandbereich führen zu einer nahezu vollständigen Abdichtung zwischen dem Schaufelkranz und dem Gehäuse an dieser Stelle, was sich vor allem leistungserhöhend auswirkt. In den Vertiefungen bzw. in den Zwischenräumen zwischen den Erhöhungen bilden sich kleine Luftwirbel aus, die die angestrebte Abdichtung bewirken. Um eine vergleichbare Abdichtung ohne derartige Erhöhungen und/oder Vertiefungen zu erreichen, müßte man den Spalt zwischen dem Schaufelkranz und diesem Umfangswandbereich so stark verringern, daß sich die Fertigungskosten im Hinblick auf die dann erhöhten Anforderungen an die Präzision stark erhöhen würden. Erfindungsgemäß wird jedoch eine nahezu vollständige Abdichtung bei relativ großen Fertigungstoleranzen ermöglicht.These labyrinth seal-like elevations and / or Depressions on this peripheral wall area lead to a almost complete sealing between the blade ring and the housing at this point, which is especially important increases performance. In the wells or in the gaps between the ridges form small air vortices made up of the targeted seal cause. To a comparable seal without such One would have to achieve increases and / or decreases the gap between the blade ring and this peripheral wall area reduce so much that the manufacturing costs with regard to the then increased requirements would greatly increase the precision. According to the invention however, an almost complete seal at relative large manufacturing tolerances.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Radialgebläses möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of radial fan specified in claim 1 possible.

Als labyrinthdichtungsartige Erhöhungen und/oder Vertiefungen sind in vorteilhafter Weise quer zur Laufrichtung des Laufrades verlaufende Querrippen und/oder Quernuten vorgesehen, die senkrecht oder schräg zur Laufrichtung verlaufen können, wobei auch gekrümmte Ausführungen von Vorteil sein können. Insbesondere bei schrägen oder gekrümmten Ausführungen wird noch eine Reduzierung der Laufgeräusche des Gebläses erreicht.As labyrinth-like elevations and / or depressions are advantageously transverse to the direction of travel transverse ribs of the impeller and / or Cross grooves are provided that are perpendicular or oblique to the running direction can run, with curved designs can be beneficial. Especially at sloping or curved designs will still be a reduction the running noise of the fan is reached.

Der direkt entlang des Schaufelkranzes verlaufende Umfangsbereich erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkel von 60° bis 150°, um die angestrebte Leistungserhöhung sicher zu erreichen.The one that runs directly along the blade ring The circumferential area preferably extends over a Angles from 60 ° to 150 ° to achieve the desired increase in performance to reach safely.

Als zusätzliche Maßnahmen zur Erhöhung des Arbeitsdrucks und der Gebläseleistung sind in vorteilhafter Weise Mittel zur Strömungsabdichtung der Spalte zwischen den Rändern der in das Laufrad eingreifenden Trennwand und diesem Laufrad vorgesehen. Hierzu können die Spalte zwischen den beiden zum Schaufelkranz des Laufrads hinweisenden Ränder der Trennwand und dem Schaufelkranz zwar prinzipiell sehr klein gemacht werden, da an dieser Stelle Fertigungstoleranzen auch in der Massenproduktion relativ klein gehalten werden können, jedoch würde dies zu einer starken Erhöhung des Gebläsegeräusches führen. Dies kann wirkungsvoll dadurch verhindert werden, daß diese Spalte eine sich entlang dieser Ränder verändernde Spaltbreite besitzen. Günstige Lösungen hierfür sind gekrümmte Ränder, insbesondere bogenartig oder S-förmig gekrümmte Ränder, oder keilförmige Spalte oder Spalte, die sich ausgehend jeweils von den Randenden der Trennwandränder zur Mitte hin vergrößern oder verkleinern.As additional measures to increase the working pressure and the fan power are advantageously means for the flow sealing of the gaps between the edges the partition engaging in the impeller and this Impeller provided. To do this, the column between the both edges pointing towards the blade ring of the impeller the partition and the blade ring in principle very much be made small because of manufacturing tolerances at this point also relatively small in mass production can be held, but this would become a strong one Increase the fan noise. This can be effective by preventing this column from becoming one have changing gap width along these edges. Cheap solutions to this are curved edges, in particular curved or S-shaped curved edges, or wedge-shaped Column or column, each starting from enlarge the edge ends of the partition edges towards the center or zoom out.

Vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen zum Abdichten des Spalts zwischen dem Boden des Laufrads und dem diesem Boden zugewandten Rand der Trennwand sind einmal, diesen Rand mit einer faser- oder schaumstoffartigen Leiste zu versehen, insbesondere einer filzartigen, vliesartigen oder borstenartigen Leiste. Alternativ hierzu kann der Rand mit einem scheibenartigen Dichtelement versehen sein, das der Gestalt wenigstens eines Teilbereichs des Bodens des Laufrads angepaßt und eng beabstandet zu diesem angeordnet ist. Schließlich besteht noch eine vorteilhafte Alternative darin, diesen Rand mit einem Endbereich zu versehen, der insbesondere parallel zum Rand verlaufende Rippen und/oder Nuten aufweist, so daß einelabyrinthdichtungsartige Abdichtung erreicht wird.Advantageous structural designs for sealing the gap between the bottom of the impeller and this The bottom-facing edge of the partition is once this Edge with a fiber or foam-like strip provided, in particular a felt-like, fleece-like or bristle-like ledge. Alternatively, the Edge be provided with a disk-like sealing element, that of the shape of at least a portion of the floor adapted to the impeller and closely spaced from it is. Finally, there is an advantageous one Alternative is to end this border with a tail provided, in particular the one running parallel to the edge Has ribs and / or grooves, so that a labyrinth seal-like Sealing is achieved.

Zur Optimierung des Arbeitsdrucks und der gewünschten Gebläseleistung kann auch der sogenannte Spiralerweiterungswinkel des Gehäuses angepaßt bzw. optimiert werden. Die Umfangswandung des Gehäuses entfernt sich nämlich ab dem in Drehrichtung des Laufrads gesehen hinteren Ende des direkt entlang des Schaufelkranzes verlaufenden Umfangswandbereichs unter Bildung diese Spiralerweiterungswinkels zunehmend radial vom Laufrad, wobei ein kontinuierlicher oder sprungartiger Übergang vorgesehen ist und die Übergangskrümmung optimiert werden kann.To optimize the working pressure and the desired Blower output can also be the so-called spiral expansion angle the housing can be adapted or optimized. The peripheral wall of the housing is removed the rear end of the wheel when viewed in the direction of rotation of the impeller directly along the circumferential wall area running along the blade ring forming this spiral expansion angle increasingly radially from the impeller, being a continuous or abrupt transition is provided and the transition curvature can be optimized.

Auch die Schaufeln des Schaufelkranzes nehmen vorzugsweise zur radialen Richtung einen Winkel ein, der am günstigsten 26 - 29° betragen kann.The blades of the blade ring also preferably take an angle to the radial direction that is most favorable Can be 26 - 29 °.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine Seitenansicht eines Radialgebläses als Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die mit der Trennwand versehene Seitenwandung abgenommen, jedoch die Trennwand dargestellt ist,
Fig. 2
eine vergrößerte Teildarstellung des direkt entlang des Schaufelkranzes verlaufenden Umfangswandbereichs,
Fig. 3
eine Querschnittsdarstellung gemäß einer Schnittlinie senkrecht zur Längsrichtung der Trennwand und durch die Drehachse des Laufrads, wobei eine filzartige Abdichtung zwischen der Trennwand und dem Boden des Laufrads vorgesehen ist,
Fig. 4
eine Darstellung entsprechend Fig. 3, wobei die Abdichtung zwischen der Trennwand und dem Boden des Laufrads durch eine Dichtungsscheibe erfolgt,
Fig. 5
eine weitere Ausbildung dieser Abdichtung in Gestalt einer Labyrinthdichtung in einer Detaildarstellung,
Fig. 6
eine erste Ausgestaltung des Dichtungsspalts zwischen der Trennwand und dem Schaufelkranz des Laufrads,
Fig. 7
eine zweite Ausgestaltung dieses Dichtungsspalts,
Fig. 8
eine dritte Ausgestaltung dieses Dichtungsspalts,
Fig. 9
eine vierte Ausgestaltung dieses Dichtungsspalts und
Fig. 10
eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausgestaltung des Spiralerweiterungswinkels β zwischen dem
Laufrad und einem gegenüberliegenden Umfangswandbereich des Gehäuses.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1
2 shows a side view of a radial fan as an exemplary embodiment of the invention, in which the side wall provided with the partition is removed, but the partition is shown,
Fig. 2
an enlarged partial view of the circumferential wall region running directly along the blade ring,
Fig. 3
2 shows a cross-sectional representation along a section line perpendicular to the longitudinal direction of the partition and through the axis of rotation of the impeller, a felt-like seal being provided between the partition and the bottom of the impeller,
Fig. 4
3, the sealing between the partition and the bottom of the impeller being effected by a sealing washer,
Fig. 5
a further development of this seal in the form of a labyrinth seal in a detailed representation,
Fig. 6
a first embodiment of the sealing gap between the partition and the blade ring of the impeller,
Fig. 7
a second embodiment of this sealing gap,
Fig. 8
a third embodiment of this sealing gap,
Fig. 9
a fourth embodiment of this sealing gap and
Fig. 10
a modified from Fig. 1 embodiment of the spiral widening angle β between the
Impeller and an opposite peripheral wall portion of the housing.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Radialgebläses ist ein topfartiges Laufrad 10 drehbar in einem schneckenartigen Gehäuse 11 gelagert. Das Laufrad 10 besteht aus einem kreisscheibenartigen Boden 12, der mittig eine Nabe 13 zur Verbindung mit der Antriebsachse eines zur Vereinfachung nicht dargestellten Antriebsmotors besitzt. Am radial äußeren Umfangsbereich des Bodens 12 erhebt sich senkrecht zur Ebene des Bodens 12 eine Vielzahl von Schaufeln 14, die einen Schaufelkranz 15 bilden. Die Schaufeln 14 sind an einem Ende am Boden 12 und am anderen Ende mit einem Haltering 16 mittels umgebogener Haltelaschen 17 verbunden. Die Schaufeln 14 sind in sich gekrümmt und gegenüber der radialen Richtung um einen Winkel α geneigt, der vorzugsweise 26 - 29° beträgt.In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 a radial fan is a pot-like impeller 10 rotatably mounted in a screw-like housing 11. The impeller 10 consists of a circular disc Bottom 12, the center of a hub 13 for connection to the Drive axis of a not shown for simplicity Drive motor owns. On the radially outer peripheral area of the floor 12 rises perpendicular to the plane of the floor 12 a plurality of blades 14 that form a blade ring 15 form. The blades 14 are at one end on the bottom 12 and at the other end with a retaining ring 16 by means of bent Holding tabs 17 connected. The blades 14 are curved in and opposite to the radial direction an angle α inclined, which is preferably 26-29 °.

Das Gehäuse 11 besteht aus einer schneckenartig geformten Umfangswandung 18, wobei sich ein teilkreisartig gekrümmter Umfangswandbereich 19 direkt mit einem sehr kleinen Spalt von weniger als 1 mm entlang des Schaufelkranzes 15 erstreckt, im Ausführungsbeispiel über einen Winkel von ca. 110°. Dieser Winkel kann jedoch variieren und zwischen 60° und 150° betragen. Dieser Umfangsrandbereich 19 ist mit einer Vielzahl paralleler nutartiger Vertiefungen 20 versehen, die sich parallel zur Drehachse des Laufrads 10 erstrecken und gegenüber dem Schaufelkranz 15 des Laufrads 10 eine Abdichtung nach Art einer Labyrinthdichtung bewirken. Bei der Drehung des Laufrads 10 entstehen kleine Wirbel in den nutartigen Vertiefungen 20, die die angestrebte Abdichtung zur Erhöhung der Gebläseleistung und des Arbeitsdrucks bewirken.The housing 11 consists of a helically shaped Circumferential wall 18, with a curved part-circle Circumferential wall area 19 directly with a very small Gap of less than 1 mm along the blade ring 15 extends, in the exemplary embodiment over an angle of approx. 110 °. However, this angle can vary and between 60 ° and 150 °. This peripheral edge region 19 is with a plurality of parallel groove-like depressions 20 provided, which are parallel to the axis of rotation of the impeller 10th extend and opposite the blade ring 15 of the impeller 10 effect a seal in the manner of a labyrinth seal. When the impeller 10 rotates, small ones are formed Vortex in the groove-like recesses 20, which is the target Sealing to increase fan performance and of the working pressure.

In Abwandlung der dargestellten nutartigen Vertiefungen 20 können diese zur Verminderung des Laufgeräusches auch schräg zur Drehachse des Laufrads verlaufen oder einen gekrümmten Verlauf aufweisen.In a modification of the groove-like depressions 20 shown can also reduce the running noise run at an angle to the axis of rotation of the impeller or one have a curved course.

Ab dem bezüglich der Drehrichtung A des Laufrads 10 hinteren Ende des mit nutartigen Vertiefungen 20 versehenen Umfangsrandbereichs 19 erweitert sich die Umfangswandung 18 unter Vergrößerung des radialen Abstands zur Drehachse des Laufrads 10 bis zu einem Gebläseauslaß 21 hin. Die Umfangswandung 18 bildet somit in diesem Bereich einen Spiralerweiterungswinkel β zum Laufrad 10 hin, wobei die Umfangswandung 18 im übergangsbereich einen leichten Knick erfährt. Ein entgegen der Krümmungsrichtung des mit nutartigen Vertiefungen 20 versehenen Umfangsrandbereichs 19 gekrümmter Endbereich 22 der Umfangswandung 18 verbindet den Umfangsrandbereich 19 mit dem Gebläseauslaß 21. Die Umfangswandung 18 bildet zusammen mit zwei die offenen Seiten der Umfangswandung 18 abdeckenden Seitenwandungen 23, 24 das Gehäuse 11. Dabei decken diese Seitenwandungen 23, 24 auch die axialen Stirnseiten des Laufrads 10 ab. Zur Abdichtung des Laufrads 10 zu den beiden Seitenwandungen 23, 24 hin dienen Labyrinthabdichtungen 25, wie sie beispielsweise im eingangs angegebenen Stand der Technik beschrieben sind. Der Boden 12 des Laufrads 10 ist dabei an die Gestalt der benachbarten Seitenwandung 23 angepaßt, wobei die in Fig. 3 erkennbare, mehrfach abgewinkelte Querschnittsgestalt des Bodens 12 eine zusätzliche Abdichtung bewirkt.From the rear with respect to the direction of rotation A of the impeller 10 End of the provided with groove-like depressions 20 The peripheral edge region 19 widens the peripheral wall 18 increasing the radial distance from the axis of rotation the impeller 10 up to a blower outlet 21. The peripheral wall 18 thus forms a in this area Spiral expansion angle β towards the impeller 10, the Circumferential wall 18 in the transition area a slight kink experiences. One against the direction of curvature of the groove-like Recesses 20 provided peripheral edge region 19th curved end portion 22 of the peripheral wall 18 connects the peripheral edge region 19 with the blower outlet 21. The peripheral wall 18 forms the open together with two Sides of the peripheral wall 18 cover side walls 23, 24 the housing 11. These side walls cover 23, 24 also the axial end faces of the impeller 10. To seal the impeller 10 to the two side walls 23, 24 serve labyrinth seals 25, such as they, for example, in the state of the Technology are described. The bottom 12 of the impeller 10 is adapted to the shape of the adjacent side wall 23, the multiple-angled one shown in FIG. 3 Cross-sectional shape of the bottom 12 an additional Sealing causes.

Von der Seitenwandung 24 aus erstreckt sich eine Trennwand 26 ins Innere des topfartigen Laufrads 10 und unterteilt dessen Innenraum in einen ersten Saugraum V1 und einen zweiten Saugraum V2, der dem Umfangswandbereich 19 zugewandt ist. Diese Trennwand 26 erstreckt sich von der Seitenwandung 24 aus schräg zum Boden 12 des Laufrads 10 hin, wobei prinzipiell auch ein paralleler Verlauf zur Drehachse des Laufrads 10 möglich ist, wie dies in einem Ausführungsbeispiel des eingangs angegebenen Stands der Technik dargestellt ist. Zur Abdichtung des Spalts zwischen dem Boden 12 des Laufrads 10 und dem diesem Boden 12 zugewandten Rand der Trennwand 26 ist dieser Rand mit einem Filzstreifen 27 bzw. einer Filzleiste versehen. Der Filzstreifen 27 kann dabei so dimensioniert werden, daß er im Neuzustand am Boden 12 streift und bei der Rotation des Laufrads 10 so abgeschliffen wird, daß ein minimaler Spalt entsteht.A partition extends from the side wall 24 26 inside the pot-like impeller 10 and divided whose interior into a first suction chamber V1 and one second suction chamber V2, which faces the peripheral wall region 19 is. This partition 26 extends from the Side wall 24 from obliquely to the bottom 12 of the impeller 10 down, in principle also a parallel course to Axis of rotation of the impeller 10 is possible, as in one Embodiment of the state of the Technology is shown. To seal the gap between the bottom 12 of the impeller 10 and this bottom 12 facing edge of the partition 26, this edge is a felt strip 27 or a felt strip. The Felt strips 27 can be dimensioned so that it in new condition grazes on floor 12 and when rotating the Impeller 10 is ground so that a minimal gap arises.

Anstelle eines Filzstreifens 27 bzw. einer Filzleiste kann zur Abdichtung auch eine andere faser- oder schaumstoffartige Leiste an diesem Rand der Trennwand 26 vorgesehen sein, z.B. auch eine vliesartige oder borstenartige Leiste. Dabei kann der Boden 12 des Laufrads 10 auch als ebene Platte ausgebildet sein, so daß der diesem Boden 12 zugewandte Rand der Trennwand 26 entsprechend so abgeschrägt ist, daß die Spaltbreite überall im wesentlichen gleich ist.Instead of a felt strip 27 or a felt strip can another fiber-like or foam-like seal Bar provided on this edge of the partition 26 be, e.g. also a fleece-like or bristle-like Strip. The bottom 12 of the impeller 10 can also be used as be flat plate so that the floor 12th facing edge of the partition 26 beveled accordingly is that the gap width is essentially everywhere is equal to.

Die Seitenwandung 24 ist mit einer Luftansaugöffnung 28 versehen, die im ersten Saugraum V1 mündet.The side wall 24 has an air intake opening 28 provided, which opens into the first suction chamber V1.

Im folgenden soll nun die Wirkungsweise des dargestellten und beschriebenen Radialgebläses erläutert werden, wobei hier Funktionen der Radial- und Querstromgebläsetechnik sowie der Seitenkanal-Verdichtertechnik gezielt vereinigt sind. Je nach Auslegung und Ausführung dominiert die eine oder andere Technik.In the following, the mode of operation of what is shown and described radial fan, wherein here functions of radial and cross-flow fan technology as well as the side channel compressor technology are. Depending on the design and execution, one dominates or other technique.

Bei rotierendem Laufrad 10 in der Drehrichtung A wirkt das Laufrad 10 im Bereich des ersten Saugraums V1 als Radialgebläse. Außenluft wird durch die Luftansaugöffnung 28 in den ersten Saugraum V1 gesaugt und über den Umfangsbereich des ersten Saugraums V1 durch den Schaufelkranz 15 radial nach außen beschleunigt. Dieser beschleunigte Luftstrom teilt sich außen in einen Arbeitsstrom A1 und einen Arbeitsstrom A2 auf. Der Arbeitsstrom A1 gelangt wieder in den ersten Saugraum V1 zurück und wird durch die Radialgebläsewirkung erneut nach auußen hin beschleunigt, wobei ein wesentlicher Teil dieses Arbeitsstroms am entgegengesetzten Ende des ersten Saugraums V1 in den durch den Spiralerweiterungswinkel β gebildeten Spiralerweiterungsbereich gelangt.When the impeller 10 rotates in the direction of rotation A, this acts Impeller 10 in the area of the first suction chamber V1 as a radial fan. Outside air is drawn in through the air intake opening 28 in sucked the first suction chamber V1 and over the circumferential area of the first suction chamber V1 radially through the blade ring 15 accelerated to the outside. This accelerated air flow divides outside into a working current A1 and one Working current A2 on. The working current A1 comes in again the first suction chamber V1 back and is by the radial fan action accelerated outward again, whereby a substantial part of this work flow on the opposite End of the first suction chamber V1 in the by the Spiral expansion angle β formed spiral expansion range arrives.

Im Bereich des zweiten Saugraums V2 ist das Laufrad an seinen beiden axialen Stirnseiten durch die Seitenwandungen 23, 24 dicht abgeschlossen. Zum Innenraum hin bildet die Trennwand 26 einen dichten Abschluß, und an dem der Trennwand gegenüberliegenden Umfangsrandbereich 19 dichten die nutartigen Vertiefungen 20 das Laufrad 10 ab. Dieses arbeitet daher im Bereich des zweiten Saugraums V2 ausschließlich als Querstromgebläse, welches den Arbeitsstrom im Bereich des Gebläseauslasses 21 ansaugt, verdichtet und in den durch den Spiralerweiterungswinkel β begrenzten Spiralerweiterungsbereich bzw. Diffusor ausbläst. Das Radialgebläse arbeitet somit zum Teil als zweistufiges Gebläse mit einer durch den ersten Saugraum V1 gebildeten, als Radialgebläse arbeitenden Stufe und einer durch den zweiten Saugraum V2 gebildeten, als Querstromgebläse arbeitenden Stufe. Zur Erzielung eines hohen Arbeitsdrucks und einer hohen Gebläseleistung ist daher die gute Abdichtung des zweiten Saugraums V2 von wesentlicher Bedeutung.The impeller is on in the area of the second suction chamber V2 its two axial end faces through the side walls 23, 24 tightly closed. Towards the interior the partition 26 forms a tight seal, and on the the peripheral edge region 19 opposite the partition seal the groove-like recesses 20 the impeller 10. This therefore works in the area of the second suction chamber V2 exclusively as a cross flow fan, which is the working current in the area of the blower outlet 21, compressed and in the by the spiral expansion angle β blows out limited spiral expansion area or diffuser. The radial fan thus works in part as a two-stage Blower with a formed by the first suction chamber V1 as a radial fan stage and one by the second suction chamber V2 formed as a cross-flow fan working level. To achieve a high working pressure and a high fan performance is therefore the good seal of the second suction chamber V2 is essential.

Drei Strömungsinseln 29 - 31 im Innenraum des Gehäuses 11 sind als Verbindungselemente zwischen den beiden Seitenwandungen 23, 24 ausgebildet und dienen zur Beseitigung von turbulenten Strömungsanteilen (Wirbelzonen) und zum Aufbau eines möglichst homogenen Strömungsprofils. Turbulente Strömungen würden den gewünschten Strömungsablauf behindern und eine erhöhte Geräuschbildung verursachen.Three flow islands 29 - 31 in the interior of the housing 11 are as connecting elements between the two side walls 23, 24 trained and are used for elimination of turbulent flow components (vortex zones) and Establishing a flow profile that is as homogeneous as possible. turbulent Currents would produce the desired flow hinder and cause increased noise.

In Fig. 4 ist eine alternative Konstruktion zur Abdichtung zwischen der Trennwand 26 und dem Laufrad 10 dargestellt. Der dem Boden 12 zugewandte Rand der Trennwand 26 ist mit einer Lochscheibe 40 versehen, die der Gestalt des Bodens 12 des Laufrads 10 angepaßt ist und zu diesem Boden 12 hin einen möglichst kleinen, konstruktiv vertretbaren Spalt bildet. Die Nabe 13 ragt dabei durch das zentrale Loch der Lochscheibe 40 hindurch. Falls sich die Nabe 13 vom Boden 12 aus nach außen erstreckt, so kann anstelle einer Lochscheibe 40 eine durchgehende Scheibe verwendet werden. 4 is an alternative construction for sealing shown between the partition 26 and the impeller 10. The edge of the partition wall 26 facing the bottom 12 is with a perforated disc 40, the shape of the floor 12 of the impeller 10 is adapted and towards this bottom 12 the smallest possible, constructively acceptable gap forms. The hub 13 protrudes through the central hole of the Perforated disk 40 through. If the hub 13 is off the ground 12 extends outwards, so instead of one Perforated disc 40 a continuous disc can be used.

In Fig. 5 ist eine dritte Möglichkeit für die Abdichtung zwischen Trennwand 26 und Boden 12 des Laufrads 10 dargestellt. Der dem Boden 12 zugewandte Rand der Trennwand 26 ist mit einer parallel zum Boden 12 orientierten Dichtungsleiste 32 versehen, die auf der zum Boden 12 hinweisenden Seite mit zwei nutartigen Vertiefungen 33 versehen ist. Durch Wirbelbildung in den nutartigen Vertiefungen 33 tritt daher eine labyrinthdichtungsartige Abdichtung auf, wie dies auch bei den nutartigen Vertiefungen 20 am Umfangsrandbereich 19 der Fall ist. Bei einer größeren Wanddicke der Trennwand 26 können die nutartigen Vertiefungen 33 auch direkt am Randbereich der Trennwand 26 vorgesehen sein. Dabei ist die Zahl der nutartigen Vertiefungen 33 selbstverständlich nicht auf die Zahl zwei beschränkt. Im einfachsten Fall kann auch nur eine einzige nutartige Vertiefung 33 vorgesehen sein.In Fig. 5 is a third way for sealing shown between partition 26 and bottom 12 of the impeller 10. The edge of the partition wall 26 facing the floor 12 is with a sealing strip oriented parallel to the floor 12 32 provided that pointing to the floor 12 Side provided with two groove-like depressions 33 is. Through the formation of eddies in the groove-like depressions 33 therefore occurs a labyrinth seal-like Sealing on, as is the case with the groove-like depressions 20 at the peripheral edge region 19 is the case. at a larger wall thickness of the partition wall 26, the groove-like Wells 33 also directly on the edge of the Partition 26 may be provided. The number is groove-like Wells 33 of course not on the Number two limited. In the simplest case, only a single groove-like recess 33 may be provided.

In den Fig. 6 bis 9 sind verschiedene Ausführungen von Abdichtspalten zwischen der Trennwand 26 und dem Schaufelkranz 15 des Laufrads 10 dargestellt. An dieser Stelle kann der Spalt konstruktionsbedingt sehr klein gemacht werden, um eine möglichst gute Abdichtung zu erreichen. Allerdings steigt mit kleiner werdendem Spalt die Geräuschentwicklung des Gebläses stark an. Um diese Geräuschentwicklung zu vermeiden bzw. zu reduzieren, wird bei immer noch kleinem Spalt die Spaltbreite entlang der dem Schaufelkranz 15 zugewandten Ränder der Trennwand 26 variiert.6 to 9 are different versions of Sealing gaps between the partition 26 and the blade ring 15 of the impeller 10 shown. At this point the gap can be made very small by design in order to achieve the best possible seal. However, the gap increases with the gap Noise of the fan strongly. Around Avoiding or reducing noise will if the gap is still small, the gap width along the edges of the partition wall 26 facing the blade ring 15 varied.

Gemäß Fig. 6 ist ein S-förmig gekrümmter Rand 34 vorgesehen, wobei auch eine bogenartige oder andere Krümmung möglich ist.6, an S-shaped edge 34 is provided, also having an arcuate or other curvature is possible.

Gemäß Fig. 7 besitzt die Trennwand zwei schräg zum Schaufelkranz 15 verlaufende Ränder 35, so daß keilförmige Spalte gebildet werden. In den Fig. 6 bis 9 ist selbstverständlich jeweils nur ein Spalt erkennbar, da das Laufrad 10 und die Trennwand 26 nur hälftig dargestellt sind. Auf die Darstellung des Gehäuses 10 wurde zur Vereinfachung verzichtet.7 has the partition wall at an angle to Blade rim 15 extending edges 35 so that wedge-shaped Column are formed. 6 to 9 is self-evident only one slit at a time, because the Impeller 10 and the partition 26 shown in half are. The illustration of the housing 10 has been simplified waived.

Gemäß Fig. 8 bilden die Ränder 36 der Trennwand 26 an den äußeren Enden einen geringeren und zur Mitte zu einen größer werdenden Spalt zum Schaufelkranz 15 hin. Dies ist gemäß Fig. 9 umgekehrt, das heißt, dort bilden die Ränder 37 der Trennwand 26 im mittleren Bereich einen geringeren und zu den beiden Endbereichen hin einen größer werdenden Spalt zum Schaufelkranz 15 hin.8, the edges 36 of the partition 26 form on the outer ends less and towards the middle one increasing gap to the blade ring 15. This is 9 reversed, that is, there form the edges 37 of the partition 26 in the central region a smaller one and a growing towards the two end areas Gap towards the blade ring 15.

In den Fig. 6 bis 9 ist zur Vereinfachung nur jeweils ein Ausschnitt der Trennwand 26 dargestellt. 6 to 9 is only one for simplification Detail of the partition 26 shown.

In Fig. 10 ist eine alternative Ausgestaltung des Gehäuses 11, dort mit 11' bezeichnet, dargestellt. Die Umfangswandung 38 des Gehäuses 11' bildet dort ab dem Ende des mit nutartigen Vertiefungen 20 versehenen Umfangsrandbereichs 39 einen größeren Spiralerweiterungswinkel β, wobei ein sprungkantenartiger Übergang erfolgt, das heißt, der Abstand zwischen der Umfangswandung 38 und dem Laufrad 10 erweitert sich zunächst nahezu sprunghaft, um sich dann weiterhin zum Gebläseauslaß 21 hin zu erweitern. In Abstimmung mit den übrigen Dimensionierungen des Radialgebläses kann durch die Dimensionierung dieses Spiralerweiterungsbereichs ebenfalls eine Leistungserhöhung und Arbeitsdruckerhöhung erreicht werden.10 shows an alternative embodiment of the housing 11, there designated 11 '. The peripheral wall 38 of the housing 11 'forms there from the end of peripheral groove area provided with groove-like depressions 20 39 a larger spiral expansion angle β, where a jump edge-like transition takes place, that is, the distance between the peripheral wall 38 and the impeller 10 initially expanded almost by leaps and bounds, then expanded continue to expand to the blower outlet 21. In coordination with the other dimensions of the radial fan can by dimensioning this spiral expansion area also an increase in performance and Working pressure increase can be achieved.

Claims (11)

  1. Radial fan with a pot-like impeller (10) provided with a blade ring (15) on its periphery, with a housing (11, 11') accommodating the impeller (10) and enlarging spirally in the direction of rotation of the impeller (10) from a peripheral wall zone (19) which is curved in the manner of a segment of a circle and runs directly along the blade ring (15) to an outlet (21), and has two side walls (23, 24) covering the axial ends of the impeller (10), wherein a partition (26) provided on one of the side walls (24) engages in the pot-like impeller (10) and divides its interior into a first and a second suction chamber, and wherein the first suction chamber is assigned an intake orifice (28) and the second suction chamber faces the peripheral wall zone (19) running directly along the blade ring (15), characterised in that the peripheral wall zone (19; 39) running directly along the blade ring (15) is provided with labyrinth-seal-like elevations and/or recesses (20) to prevent a flow of air between it and the impeller (10).
  2. Radial fan according to claim 1, characterised in that in particular curved transverse ribs and/or transverse slots are provided as labyrinth-seal-like elevations and/or recesses (20) at right-angles to the direction of rotation of the impeller (10).
  3. Radial fan according to claim 2, characterised in that the elevations and/or recesses (20) in the form of transverse ribs and/or transverse slots run at right-angles to or are inclined towards the direction of rotation.
  4. Radial fan according to any of the preceding claims, characterised in that the peripheral wall zone (19; 39) running directly along the blade ring (15) extends over an angle of 60° to 150°.
  5. Radial fan according to any of the preceding claims, characterised in that means are provided for flow sealing of the gaps between the edges of the partition (26) and the impeller (10), wherein preferably the two edges (34 - 37) of the partition (26) facing the blade ring (15) of the impeller (10) form a gap with the blade ring (15), with a gap width which varies along these edges (34 - 37).
  6. Radial fan according to claim 5, characterised in that the edges (34) are curved, in particular with a circular or s-shaped curve, or that a wedge-shaped gap is provided between each of the edges (35) and the blade ring (15), or that the gap between the edges (36, 37) and the blade ring (15) increases or reduces in each case from the ends to the centre of the edges (36, 37).
  7. Radial fan according to claim 5 or 6, characterised in that, to seal the gap between the base (12) of the impeller (10) and the edge of the partition (26) facing this base (12), this edge is provided with a fibre- or foam-like strip (27), in particular a felt-like, non-woven-fabric-like or brush-like strip, or with a disc-like sealing element (40) matched to the shape of one or more parts of the base (12) of the impeller (10) and arranged close to the latter, or with an end section (32) with ribs and/or slots (30) running in particular parallel to the edge.
  8. Radial fan according to claim 7, characterised in that the end section (32) is in the form of an end strip joined to the edge.
  9. Radial fan according to any of the preceding claims, characterised in that the peripheral wall (18; 38) of the housing (11; 11') moves radially increasingly further away from the impeller (10), from the rear end - seen in the direction of rotation of the impeller (10) - of the peripheral wall zone (19; 39) running directly along the blade ring (15), forming a spiral enlargement angle (β), wherein a continuous or sudden transition is provided.
  10. Radial fan according to any of the preceding claims, characterised in that the blades (14) of the blade ring (15) assume an angle of preferably 26 - 29° to the radial direction.
  11. Radial fan according to any of the preceding claims, characterised in that a labyrinth seal system (25) is formed between the impeller (10) or its blade ring (15) and the two side walls (23, 24).
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