Axialfördermaschine. Es sind Axialgebläse und Axialpumpen bekannt, bei denen die Förderhöhe mit zuneh mender Fördermenge abnimmt. Der Verlauf der diese Abhängigkeit zeigenden Drossel kurve ist aber nicht. im ganzen Bereich stetig. Die Kennlinie weist. vielmehr zwei Bereiche auf, bei denen eine eindeutige Zuordnung von Förderhöhe und Durchflussmenge vorhan den ist, nämlich den normalen Betriebs bereich mit grosser Durchflussmenge und den Betriebsbereich mit abnormal starker Drosse lung, während der Übergang zwischen diesen beiden Bereichen sprunghaft, also unstabil, erfolgt.
Gebläse und Pumpen mit einem der artigen Verlauf der Kennlinie sind in vielen Fällen, besonders wenn mehrere Einheiten parallel geschaltet werden sollen, unbrauchbar.
Zur Vermeidung dieser Instabilität von Axialgebläsen und Axialpumpen wurde be reits vorgeschlagen, vor dem mit. einem Nach- leitrad versehenen Laufrad eine Einströmdüse anzuordnen upd in dieser Düse einen soge nannten Saugring einzubauen. Die damit er zielten Ergebnisse sind durchaus befriedigend. Es gelang mit dieser Einrichtung, den plötz lichen Wechsel von dem einen auf den andern der beiden oben genannten Betriebsbereiche in der Kennlinie zu vermeiden.
In vielen Fällen ist jedoch die Anordnung einer Einströmdüse vor dem Laufrad des Gebläses bzw. der Pumpe nicht möglich. Der Erfindung liegt ,daher die Aufgabe zu Grunde, auch für solche Axial- gebläse bzw. Axialpumpen ohne Einströmdüse mit rein axialem Durchfluss eine Anordnung anzugeben, bei der sich eine stabile Kennlinie erzielen lässt.
Die Erfindung besteht in dem Vorschlag, vor dem Laufrad der Axialfördermaschine ein Leitrad anzuordnen und zwischen diesem Leitrad und dem Laufrad einen zu den Rä dern axialen, zylindrischen Ring einzubauen. 'Dieser Zwischenring wird zweckmässig in sei ner axialen Länge annähernd gleich der axia len Erstreckung der Laufradschaufeln am äussersten Laufraddurchmesser ausgeführt und auf einem Durchmesser, der mindestens acht Zehntel des Aussendurchmessers des Laufrades beträgt,
-angeordnet. In dieser An ordnung stört der Zwischenring die axiale Durchflussströmung 'im normalen Betriebs gebiet mit grösseren Fördermengen nicht, ver mindert aber das plötzliche Umspringen beim Übergang von dem einen zu dem andern Be triebsbereich.
Durch Versuche, bei denen die Strömung vor und hinter dem Laufrad an verschiedenen Stellen zwischen Nabe und äusserer Gehäuse wand mit einer Fadensonde abgetastet wurde, konnten genaue Strömungsbilder gewonnen werden. Es zeigte sich dabei, dass für den nor malen Betriebsbereich grosser Durchflussmen- gen die Durchflussströmung im Meridian schnitt gesehen auf allen Zylinderschnitten axial verläuft, während mit zunehmender Drosselung immer stärkere Radialkomponen- ten auftreten, derart,
dass die Strömung am Schaufeleintritt sich immer mehr in die Nähe der Nabe zusammendrängt und am Austritt immer mehr in die Nähe der äussern Gehäusewand abgedrängt wird. Durch eine ebenfalls beobachtete, von innen nach aussen zunehmende Ablösung der Strö mung auf der Saugseite am Austritt der Be- schaufelung wird die genannte Wirkung offenbar begünstigt. Kurz vor dem Erreichen des Umschlagpunktes sind die Radialkompo- nenten der Durchfhissströmung schon sehr stark.
Während nun bei einer normalen Aus führung ohne Zwischenring am Umschlag punkt plötzlich ein Rückströmen aussen am Eintritt zustande kommt, wird bei einer Aus führung gemäss der Erfindung dieses plötz liche Umspringen auf den Strömungszustand mit Rücl,:strömung vermieden. Die Rückströ mung setzt vielmehr erst bei etwas stärkerer Drosselung, und zwar allmählich, ein.
Ausser einer Stabilisierung der Kennlinie in der Weise, da.ss sich mit abnehmender För dermenge die Förderhöhe stetig ändert, wurde bei einem Gebläse nach der Erfindung auch eine Verminderung des durch das Gebläse er zeugten Geräusches erreicht. Im normalen Be triebsgebiet nimmt das Geräusch mit abneh mender Fördermenge ebenfalls ab, und zwar sowohl bei den bekannten Ausführungen als auch bei einer Ausführung nach der Erfin dung.
Während man nun aber bei den be kannten Ausführungen beim ' Erreichen der Abreissgrenze das Einsetzen eines stärkeren Abreissgeräusches beobachten kann, das mit wachsender Drosselung zunimmt und im Um schlagpunkt, ebenso plötzlich wie die Strö mung umspringt, zu einem starken gurgel artigen Geräusch wird, das erst mit weiter zu nehmender Drosselung wieder etwas abklingt, lässt sich mit einer Ausführung nach der Er findung eine Schallkurve erreichen, die stetig verläuft und im kritischen Gebiet merklich tiefer liegt als bei den bekannten Ausführun gen.
In der beiliegenden Zeichnung ist in Fig.1 der oben erwähnte bekannte Vor schlag mit Anordnung eines Saugringes in einer Einströmdüse schematisch dargestellt.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Gebläses gemäss der Erfindung und Fig. 3 die bei einem Axialgebläse mit bzw. ohne Zwischenring erzielbaren Kennlinien. Nach Fig.1 ist vor dem Laufrad 1 eine Einströmdüse 2 und hinter dem Laufrad das Leitrad 3 angeordnet. In die Einströmdüse ist ein Saugring 4 eingebaut.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist vor dem Laufrad 5 ein Leitrad 6 angeord net und zwischen diesen beiden, auf verhält nismässig grossem Durchmesser, ein feststehen der, zylindrischer Ring 7 eingesetzt. Bei mehr stufiger Ausbildung des Axialgebläses ist in jeder Stufe zwischen dem Leitrad und dem Laufrad ein Zwischenring einzubauen.
In Fig. 3 ist über der Durchflussmenge a die statische Förderhöhe aufgetragen, und zwar bezeichnet b die Kennlinie für eine Aus führung nach Fig. \' und b' eine Ausführung ohne diese Verbesserung. Ausserdem ist über a der Schalldruck aufgetragen, wobei mit c der Schalldruck bei einer Ausführung nacb Fig. 2 und mit c' der Schalldreck eines Ge bläses ohne Zwischenring der Erfindung dar gestellt ist.
Axial Carrier. There are axial fans and axial pumps are known in which the head decreases with increasing flow rate. The course of the throttle curve showing this dependency is not. in the whole area steadily. The characteristic shows. Rather, there are two areas in which the delivery head and flow rate are clearly assigned, namely the normal operating area with a large flow rate and the operating area with abnormally strong throttling, while the transition between these two areas is sudden, i.e. unstable.
Blowers and pumps with a characteristic curve like this are unusable in many cases, especially when several units are to be connected in parallel.
To avoid this instability of axial fans and axial pumps it has already been proposed before with. to arrange an inlet nozzle on an impeller provided with a guide wheel and to install a so-called suction ring in this nozzle. The results achieved with this are quite satisfactory. With this device it was possible to avoid the sudden change from one to the other of the two above-mentioned operating ranges in the characteristic curve.
In many cases, however, it is not possible to arrange an inlet nozzle in front of the impeller of the fan or the pump. The invention is therefore based on the object of specifying an arrangement in which a stable characteristic curve can be achieved for such axial fans or axial pumps without an inlet nozzle with a purely axial flow.
The invention consists in the proposal to arrange a stator in front of the impeller of the axial winding machine and to install a cylindrical ring that is axial to the wheels between this stator and the impeller. '' This intermediate ring is expediently designed in its axial length approximately equal to the axial extension of the impeller blades on the outermost impeller diameter and on a diameter that is at least eight tenths of the outer diameter of the impeller,
-arranged. In this arrangement, the intermediate ring does not interfere with the axial flow flow in the normal operating area with larger flow rates, but it reduces the sudden change in the transition from one operating area to the other.
Exact flow images could be obtained through tests in which the flow in front of and behind the impeller was scanned with a thread probe at various points between the hub and the outer casing wall. It was found that for the normal operating range of large flow rates, the flow flow in the meridional section runs axially on all cylinder sections, while with increasing throttling, stronger and stronger radial components occur, such as
that the flow at the blade inlet is more and more compressed in the vicinity of the hub and at the outlet is pushed more and more into the vicinity of the outer casing wall. The above-mentioned effect is evidently favored by a likewise observed separation of the flow on the suction side at the outlet of the blading, increasing from the inside to the outside. Shortly before reaching the transition point, the radial components of the flow are already very strong.
While in a normal execution without an intermediate ring at the transition point, a backflow suddenly occurs outside the inlet, in an execution according to the invention this sudden change to the flow state with Rücl,: flow is avoided. Rather, the backflow only begins when the throttling is somewhat stronger, and indeed gradually.
In addition to stabilizing the characteristic curve in such a way that the delivery head constantly changes with decreasing delivery rate, a reduction in the noise generated by the fan was also achieved in a fan according to the invention. In the normal Be operating area, the noise also decreases with decreasing delivery rate, both in the known designs and in an embodiment according to the invention.
While one can now observe the onset of a stronger tear-off noise with the known designs when the tear-off limit is reached, which increases with increasing throttling and at the point of change, just as suddenly as the flow changes, becomes a strong gurgling-like noise, which only begins with the throttling that has to be taken further, a sound curve can be achieved with an embodiment according to the invention that runs steadily and is noticeably lower in the critical area than in the known embodiments.
In the accompanying drawing, the above-mentioned known before impact with the arrangement of a suction ring in an inlet nozzle is shown schematically in FIG.
FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a fan according to the invention and FIG. 3 shows the characteristic curves that can be achieved in an axial fan with or without an intermediate ring. According to FIG. 1, an inlet nozzle 2 is arranged in front of the impeller 1 and the stator 3 is arranged behind the impeller. A suction ring 4 is built into the inlet nozzle.
In the embodiment shown in Fig. 2, a stator 6 is in front of the impeller 5 angeord net and between these two, behaves on a large diameter, a fixed, the cylindrical ring 7 is used. If the axial fan is designed in several stages, an intermediate ring must be installed between the stator and the impeller in each stage.
In Fig. 3, the static head is plotted against the flow rate a, namely b denotes the characteristic curve for an implementation according to Fig. \ 'And b' an embodiment without this improvement. In addition, the sound pressure is plotted over a, with c the sound pressure in an embodiment according to FIG. 2 and c 'the sound dirt of a Ge blower without an intermediate ring of the invention is provided.