DE1428071A1 - Cross flow blower - Google Patents
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- 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
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Description
Dr. Gottfried Dätwvler, ZUrich (Schweiz)Dr. Gottfried Dätwvler , Zurich (Switzerland)
Querstromgebläse
******Cross-flow fan
******
Querstromgebläse, welche gegenüber allen andern Gebläsearten eine besondere Form der Strömung, nämlich eine Durchströmung quer zur Rotorachse aufweisen, sind für viele Anwendungsmöglichkeiten besonders geeignet. Der praktischen Anwendung dieser Gebläse stellt sich aber die ihnen eigene Druck-Volumen-Kurve hindernd entgegen, indem wohl bei einer mittleren Fördermenge ein Druckmaximum auftritt, bei grösserer und vor allem bei kleinerer Fördermenge aber der Druck absinkt.Cross-flow fan, which compared to all other types of fan has a special form of flow, namely a through-flow have transverse to the rotor axis, are particularly suitable for many possible applications. The practical application of this However, the blower counteracts its own pressure-volume curve in a hindering way, probably at a medium flow rate a pressure maximum occurs, but the pressure drops when the flow rate is larger and especially when the flow rate is smaller.
Das Absinken des Druckes und damit der Förderhöhen gegen grössere Fördermengen hin ist eine allen TurbogeÜäsearten gemeinsame Erscheinung und muss in Kauf genommen werden· Dagegen ist der starke Druckabfall bei kleineren Fördermengen, d.h. bei Fördermengen, die unterhalb derjenigen beim Druokmaximum liegen, ein bedeutender Nachteil, indem bei stärkerem Gegendruck und entsprechender Abnahme der Fördermenge der Druck zusammenbricht. Bei Axial-lUdial-Gebläsen, sog. Sirocoogebläsen dagegen steigtThe drop in pressure and thus the delivery head against larger ones Delivery rates are common to all types of turbo gas Appearance and must be taken into account · On the other hand, the strong pressure drop with smaller delivery rates, i.e. with delivery rates which are below those at the Druok maximum, a significant disadvantage in that with stronger back pressure and corresponding Decrease in the delivery rate, the pressure collapses. In the case of axial-lUdial blowers, so-called Sirocoogebasen, on the other hand, increases
der Druck in Richtung Förderung Null an, eine Tatsache, die bei Querstromgebläsen sehr erwünscht wäre, aber nicht erreicht wurde.the pressure towards zero promotion, a fact that occurs at Cross-flow fans would be very desirable, but was not achieved.
Diese Betriebscharakteristik der Querstromgebläse macht es praktisch unmöglich, zwei oder mehr Querstromgebläse parallel auf einen gemeinsamen Druckraum einwirken zu lassen, da bei einem Fördervolumen unterhalb des Druckmaximums ein Querstromgebläse im Druck zusammenbrechen kann und dann in umgekehrter Richtung durchströmt wird.This operating characteristic of the cross-flow fans makes it practical impossible to let two or more cross-flow blowers act in parallel on a common pressure chamber, because with one Delivery volume below the pressure maximum a cross-flow fan can collapse in pressure and then in the opposite direction is flowed through.
Es wurden schon verschiedene Vorschläge gemacht, um bei kleinern Fördervolumen einen Druck zu erreichen, der von demjenigen des Druckmaximums nicht allzustark abweicht und noch als annehmbar betrachtet werden kann.Various suggestions have already been made to help with smaller To achieve a delivery volume that does not deviate too much from that of the pressure maximum and is still acceptable can be viewed.
Es ist bekannt, dass bei Querstromgebläsen ein im Rotor exzentrisch liegender Wirbel entsteht, der sich mit dem Rotor gleichsinnig dreht. Es wurde daher versucht, zur Erhöhung des Druckes bei kleineren Fördervolumen diesen Wirbel durch eine oder mehrere Ausbuchtungen im Gehäuse zwischen Druckraum und dem Wiedereintritt des Rotors in den Saugraum in seiner Lage zu stabilisieren. Man hat ferner zum gleichen Zweck versucht, durch besonder· LeitrEinbauten in den Ausbuchtungen oder im Druckraum durch Zufuhr von Luft aus dem Druckraum in den Bereich zwisohen dem Austritt des Rotors aus dem Drüokraum und Wiedereintritt in den Saugraum dem Wirbel zusätzlich einen Antrieb zu verleihen..It is known that a cross-flow fan is eccentric in the rotor lying vortex is created, which rotates in the same direction as the rotor. Attempts were therefore made to increase the pressure with smaller delivery volumes this vortex through one or more bulges in the housing between the pressure chamber and the re-entry of the rotor in the suction chamber to stabilize its position. Attempts have also been made, for the same purpose, to use special Guide fittings in the bulges or in the pressure chamber by supplying air from the pressure space into the area between the exit of the rotor from the pressurized space and re-entry to give the vortex an additional drive in the suction chamber.
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Es gelang jedoch nicht, mittels solcher Ausbuchtungen den Abfall der Druck-Volumen-Kurve vom Druckmaximum nach links zu beseitigen, die Verwendung von Einbauten beseitigte zwar den Druckabfall bei kleinen Volumina, jedoch auf Kosten des erreichbaren Druckniveaus.However, it was not possible to use such bulges to eliminate the drop in the pressure-volume curve from the pressure maximum to the left, the use of internals eliminated the pressure drop for small volumes, but at the expense of what was achievable Pressure levels.
Andererseits brachte diese Anordnung der Ausbuchtungen eine Komplikation der Gehäuseform und deren Herstellung mit sich und ebenso komplizierten die genannten Einbauten den Bau der Gebläse. Ferner zeigte es sich, dass diese Konstruktionen infolge der ReInjektion der Luft ausserordentlich lärmerzeugend sind.On the other hand, this arrangement of the bulges brought a complication the shape of the housing and its manufacture with it and just as complicated the mentioned internals the construction of the blower. It was also shown that these constructions are extremely noisy as a result of the re-injection of air.
Es ist ferner auch schon vorgeschlagen worden, die Druckerhöhung bei kleiner Volumrörderung dadurch zu erreichen, dass auf-einem grösseren Umfangsteil des Rotors angesaugt und auf kleinerem Umfangsteil ausgeblasen wird. Auch dieser Vorschlag hat zu keiner grundsätzlichen Verbesserung der Druckverhältnisse geführt.It has also already been proposed to achieve the pressure increase with a small volume conveyance in that on-one larger peripheral part of the rotor is sucked in and blown out on a smaller peripheral part. This proposal too has none led to a fundamental improvement in pressure conditions.
Eine wesentliche Erhöhung des Druckes bei kleinerer Volumenförderung als derjenigen des DruckmaximuMs wird erfindungsgemäss erreicht, wenn der offene Rotorbogen zwischen den beiden Gehäusestellen, zwischen denen am Rotorumfang der Druckraum beginnt, mehr als l8o° beträgt und wenn das den Druckraum einsehliessende Gehäuse im wesentlichen Spiralform aufweist, derart, dass die mittlere Stromlinie vom Saugraum durch die Rotorachse zum Austritt aus dem Druckraum um mehr als 130° umgelenkt wird.A significant increase in pressure with smaller volume delivery as that of the pressure maximum, according to the invention reached when the open rotor arc between the two housing points, between which the pressure space begins on the circumference of the rotor is more than 180 ° and if that closes the pressure space Housing essentially has a spiral shape, such that the middle streamline from the suction chamber through the rotor axis to the outlet is deflected from the pressure chamber by more than 130 °.
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In beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfin- : dungsgegenständes dargestellt. ■In the accompanying drawing is an embodiment of the invention: presentation object shown. ■
Es zeigen :Show it :
Fig. 1 verschiedene Druck-Volumen-Kurven*Fig. 1 different pressure-volume curves *
Pig. 2 eine sehematisehe Darstellung eines Schnittes.durch ein erfindungsgemässes Querstromgebläse, : : ■*" ·Pig. 2 one can see mati see representation of a Schnittes.durch an inventive cross-flow fan: ■ * "*
Pig. 3 eine weitere Erfindungseinzelheit, ....Pig. 3 a further detail of the invention, ....
Fig. 4 einen Querschnitt senkrecht zur Achse des QuerStromgebläses in einer Ausführungsform dargestellt ,.in ..der die vStromlinien schematisch eingetragen sind, ;; Fig. 4 shows a cross section perpendicular to the axis of the cross flow fan in an embodiment shown, .in ..of the v streamlines are entered schematically ;;
Fig. 5 die Zuströmgeschwindigkeiten längs.,der R©tqrqb©rflache, wobei die Abszisse den im Drehsinn des Rotors abgewickelten v_ Rotorumfang darstellt und auf der Ordinate die^Geschvrincligkeiten _ aufgetragen sind, ...... - .. ^ ..<Väi r ...-,. , ·Fig. 5, the inflow velocities along which R © © tqrqb rflache, wherein the abscissa represents the unwound in the direction of rotation of the rotor v _ rotor circumference and the ^ _ Geschvrincligkeiten are plotted on the ordinate, ...... -. .. ^. . <Väi r ...- ,. , ·
Fig. 6-9 vier weitere Äusführungsförmen des Qtier^fcrömgöbläses ; ( FIGS. 6-9 four further embodiments of the animal fcrömgöbläses ; (
nach der Erfindung. ■ : , ;υ >;-?..- C-.according to the invention. ■: , ; υ >; -? ..- C-.
In Fig. i stellt die Kurve I die Druck-Volumen-Kurve eines bisher bekannten Querstrom-Gebläses dar. Diese Kurve zeigt ein Druckmaximum bei eineis bestimmten Fördervolum©n. Die Kurve zeigt deutlich den Abfall des Druckes bei einem Fördervolumen, das kleiner ist als dasjenige des Druckmaximums und seigty dass der Druck bei abnehmendem Fördervolumen auf · einen sehr niedrigen Wert absinkt. ■ ■-'- ■··' ■-:■■■■:'-;: v-i^i ,%.-.ν. . :-ί^--:\ =-■=■:.■■.- In FIG. I, curve I represents the pressure-volume curve of a previously known cross-flow fan. This curve shows a pressure maximum at a certain delivery volume © n. The curve clearly shows the drop in pressure at a delivery volume which is smaller than that of the pressure maximum and shows that the pressure drops to a very low value as the delivery volume decreases. ■ ■ -'- ■ ·· '■ -: ■■■■:'-;: vi ^ i,% .-. Ν. . : -ί ^ -: \ = - ■ = ■:. ■■ .-
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Die Kurve II zeigt die Verhältnisse bei einem Axial-Radial-Gebläse, einem sog. Siroceo-Gebläse, bei dem der Druck vom Druokmaximum bei abnehmendem Fördervolumen annähernd konstant bleibt.Curve II shows the conditions for an axial-radial fan, a so-called Siroceo blower, in which the pressure of the Druok maximum with decreasing delivery volume is almost constant remain.
Kurve III zeigt die Verhältnisse des erfindungsgemassen Querstrom-Gebläses. Auch hier bleibt bei abnehmendem PSrdervolumen der Druck zuerst konstant, um dann gegen das Fördervolumen Null hin etwas anzusteigen.Curve III shows the relationships of the cross-flow fan according to the invention. Here too, with decreasing P earth volume, the pressure initially remains constant, and then approaches the delivery volume to zero to increase somewhat.
In Figur 2 ist ein schematischer Querschnitt durch ein Gebläse dargestellt.In Figure 2 is a schematic cross section through a fan shown.
In einem Gehäuse 1, dessen äussere Wand im Schnitt die Form einer Spirale aufweist, ist der Rot0r 2 untergebracht. Die Gehäusestellen 3 und 4, welche am Rotorumfang den Druckraum 7 bestimmen, liegen so, dass der Rotorbogen sich über mehr als l80 erstreckt. In der Zeichnung beträgt der Winkel so ungefähr 220° und der Rotorbogen auf der Saugraumseite dementsprechend ungefähr l40°. Der Rotorbogen auf der Druekraumseite muss also immer grosser sein als der Rotorbogen auf der Saugraumseite. Der optimale Rotorbogen auf der Druckseite beträgt ca. 220°- 270°.In a housing 1, whose outer wall has in section the form of a spiral, the Rot0r 2 is housed. The housing points 3 and 4, which determine the pressure chamber 7 on the rotor circumference, are located in such a way that the rotor arc extends over more than 180. In the drawing, the angle is approximately 220 ° and the rotor arc on the suction chamber side is accordingly approximately 140 °. The rotor arc on the pressure chamber side must therefore always be larger than the rotor arc on the suction chamber side. The optimal rotor arc on the pressure side is approx. 220 ° - 270 °.
Die Form der von der Gehäusewand im Schnitt gebildeten Spirale kann z.B. eine logarithmische Spirale sein, sie kann aber auch nach Irgend einem andern Gesetz bestimmt sein.The shape of the spiral formed in section by the housing wall can be, for example, a logarithmic spiral, but it can also be to be determined by some other law.
Wesentlich für die Form der Gehäusewand 1st folgendes :The following is essential for the shape of the housing wall:
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Als mittlere Stromlinie 5 soll diejenige Linie betrachtet werdenp welche von der Mitte des Saugraum-Eintritts durch die Rotorachse und von dieser durch die Mitte des Druckraums 7 zur Mitte des Austrittes aus dem Druckraum führt. Diese mittlere -Stromlinie 5 muss vom Eintritt in den Rotor bis zum Austritt aus dem Druckraum 7 um mehr als 130 umgelenkt werden; in der in der Zeichnung dargestellten Figur erfolgt die Umlenkung um annähernd l80 .That line is to be considered as the mean streamline 5 p which from the center of the suction chamber inlet through the rotor axis and from this through the center of the pressure chamber 7 leads to the middle of the outlet from the pressure chamber. This middle flow line 5 must extend from the entry into the rotor to the exit the pressure chamber 7 are deflected by more than 130; in the in The figure shown in the drawing is deflected by approximately 180.
Bei der dargestellten Ausführungsform liegt der Wirbel, der in der Zeichnung mit 6 angedeutet ist, mit seinem Zentrum im Innern des Rotors und ist nicht, wie bei den mit Ausbuchtungen versehenen Gehäusen, in irgend einer Gehäusepartie gefangen, sondern kann sich im Druckraum 7 bewegen und sich in Grosse und Lage den im Druckraum 7 herrschenden Strömungs-Verhältnissen anpassen.In the illustrated embodiment, the vertebra is located is indicated in the drawing with 6, with its center in the interior of the rotor and is not, as in the case of the bulges provided housings, trapped in any part of the housing, but can move in the pressure chamber 7 and in size and position of the flow conditions prevailing in the pressure chamber 7 adjust.
Die beschriebene Gehäuseform ergibt nicht nur die in der Kurve HEder Fig. 1 dargestellte Charakteristik, sondern dazu noch wesentlich höhere Luftleistungsbeiwerte als ein entsprechendes Siroccogebläse. Es .hat sich auch gezeigt, dass auf der Gehäuseauatrittsseite die Verwendung eines Diffusors überflüssig ist, was das Ausmass des Gehäuses verkleinert. Ferner wurde festgestellt, dass die Gesehwindigkeitsverteilung am Druckraum-Austritt gleichmässiger ist als bisher. Die durch die Re-Injektionsanordnungen verursachte Lärmentwicklung istThe shape of the housing described results not only in the characteristic shown in curve HE in FIG. 1, but also in addition significantly higher air performance coefficients than a corresponding one Sirocco blower. It has also been shown that the use of a diffuser on the housing outlet side is superfluous is what reduces the size of the case. It was also found that the speed distribution at the pressure chamber outlet is more even than before. The noise generated by the re-injection arrangements is
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weitgehend unterbunden. - ■ < largely prevented. - ■ <
Es hat sich ferner gezeigt, dass die Höhe der Austrittsöffnung des Gehäuses z.B. 8o# des Raddurchmessers betragen, also grosser sein kann, als sie bisher sowohl bei QuerStromgebläsen als auch bei Siroocogebläsen war, bei denen sie nur 60% des Raddurchmessers betrug.It has also been shown that the height of the outlet opening of the housing can be, for example, 8o # of the wheel diameter, so it can be greater than it was in both transverse flow blowers and Sirooco blowers, where it was only 60% of the wheel diameter.
Die gegenüber dem bisher bekannten Stand der Querstromgebläse wesentlich gesteigerten Leistungen ermöglichen deren Verwendung über den bisher auf den Apparatebau beschränkten Gebrauch hinaus; es tritt die Verwendung im eigentlichen Maschinenbau in den Kreis der Möglichkeiten, z.B. als Ersatz der Gebläse der bisherigen Turbomaschinentypen für Gasturbinen- und Motorenladerbau.Compared to the previously known state of the cross-flow fan Significantly increased services enable their use beyond what was previously restricted to apparatus construction; the use in actual mechanical engineering is one of the possibilities, e.g. as a replacement for the blowers of the previous ones Turbomachinery types for gas turbine and engine loader construction.
Es wurde nun weiterhin gefunden, dass bei gegenüber den bekannten Querstromgebläsen erhöhten Wirbelintensität der Wirbel die Tendenz hat, sich gegen den Gehäuseaustritt hin auszuweiten,und dies führt im Bereich des dem Saugraum und dem Druckraum gemeinsamen Gehäuseteiis zu Rückströmungen, was sowohl den Druck als auch die Fördermenge und den Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst.It has now also been found that when the vortex intensity of the vortex is increased compared to the known cross-flow fans Has a tendency to expand towards the housing outlet, and this leads in the area of the common to the suction chamber and the pressure chamber Housing part to backflows, which affects both the pressure and the flow rate and the efficiency disadvantageously.
Dieser Nachteil wird gemäss einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens dadurch behoben, dass der Querschnitt des Druckraums von der am Botorumfang liegenden, dein Druckraum und demThis disadvantage becomes according to a further development of the inventive concept fixed by the fact that the cross-section of the pressure chamber depends on the pressure chamber and the
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Saugraum gemeinsam angehörenden Kante des Gehäuses aus sich ge- : ';..>. / ·. ■ - ■ · · .- .: ■■ ...: ·. ■ '. .
Jointly belonging edge of the housing from
gegen die Austrittsöffnung hin verengt.narrowed towards the outlet opening.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dieses Teils des Erfindungs-In Fig. 3 is an embodiment of this part of the invention
- 7 -909804/1017- 7 -909804/1017
gegenstandes dargestellt.object shown.
In einem Gehäuse 1, dessen äussere Wand im Querschnitt die Form einer Spirale aufweist, ist der Rotor 2 angeordnet. Die Gehäuse-In a housing 1, the outer wall of which has the shape in cross section has a spiral, the rotor 2 is arranged. The housing
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kanten 3 und 4, -welche am Rotorumfang den Druckraum bestimmen, liegen so, dass der Rotorbogen sich über einen Winkel α von mehr als l80 erstreckt.edges 3 and 4, which determine the pressure chamber on the rotor circumference, lie so that the rotor arc extends over an angle α of more than 180.
Die mittlere Stromlinie 5, welche von der Mitte des Saugraum* Eintrittes durch die Rotorachse und von dieser durch die Mitte des Druekraumes 7 zur Mitte des Druckraum-Austrittes verläuft, wird vom Eintritt zum Austritt um mehr als I30 umgelenkt.The middle streamline 5, which from the middle of the suction chamber * Entry through the rotor axis and from this through the center of the pressure chamber 7 to the center of the pressure chamber outlet, is diverted from entry to exit by more than I30.
Der Wirbel 6 bewegt sich im Druckraum 7 in Abhängigkeit der im Druckraum herrschenden Strömungsverhältnisse. Dabei hat es sich gezeigt, dass sich im Druckraum eine Rüekströmung ausbilden kann, welche gegen die Gehäusekante 3 hin zum Rotor 2 führt.The vortex 6 moves in the pressure chamber 7 depending on the im Pressure chamber prevailing flow conditions. It has been shown that a backflow can develop in the pressure chamber, which leads against the housing edge 3 towards the rotor 2.
Um diese Erscheinung zu verhindern, ist die von der Gehäusekante 3 zum Druckraum-Austritt hin führende Gehäusewand 8 derart ausgebildet, dass sie gegen den Druckraum 7 hin und gegen den Druckraum-Austritt hin ansteigt. Dadurch wird der Querschnitt des Druekraums 7 von der Kante 3 aus nach aussen verengt.To prevent this from happening, it is from the edge of the case 3 housing wall 8 leading to the pressure chamber outlet is designed in such a way that it faces and against the pressure chamber 7 the pressure chamber outlet increases. As a result, the cross section of the pressure space 7 is narrowed outwards from the edge 3.
Die Wand 8 kann.in einer Ebene liegen, sie feiüet aber zweckmEssigerweise eine Fläche, die im ,Querschnitt eine flache S-Kurve besitzt, wiejdies in der Zeichnung dargestellt ist. ^ Die Verengung des Querschnittes von der Kante 3 bis zum Druck·«The wall 8 can lie in one plane, but it is expediently free a surface that, in cross section, has a flat S-curve as shown in the drawing. ^ The narrowing of the cross-section from the edge 3 to the pressure · «
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raum-Austritt beträgt zweckmässigerweise 1O-2O5& des Durchmessers des Rotors«The room outlet is expediently 1O-2O5 & the diameter of the rotor "
Die Gehäfesewand 8 kann zur Verminderung der Rückströmung und zur Stabilisierung des Wirbels 6 am Rad 2 aus3erdem Oeffnungen 9 oder auch ein poröses-Stück aufweisen·The Gehäfesewand 8 can reduce the backflow and to stabilize the vortex 6 on the wheel 2 from 3erdem openings 9 or have a porous piece
Zur Führung der Strömung kann in Druckraum ferner ein Leitorgan 10, x.B. eine Leitschaufel angeordnet sein, welche die Strömung gegen die Kante 3 und damit gegen den Rotor 2 hin leitet, was ebenfalls zur Stabilisierung der Wirbellage dient·To guide the flow, a guide element 10, x.B. a guide vane be arranged, which the The flow is directed towards the edge 3 and thus towards the rotor 2, which also serves to stabilize the vortex position
Die Oeffnungen 9 können in ihrem Querschnitt Veränderbar vorgesehen sein, indem eine besondere Steuervorrichtung vorgesehen ist zur Querschnittsänderung. Ferner können Steuervorrichtungen Torgesehen sein zur Aenderung der Stellung des Wandstüokes 8 und der Leitschaufel 10* Alle diese Massnahmen bezwecken, die Lage des Staupunktes im Bereich der Wand 3, d.h. zwischen der Wirbelströmung, die zum Rotor zurückführt und der Strömung zum Gehäuseaustritt zu beeinflussen.The openings 9 can be provided variable in their cross-section by providing a special control device for changing the cross-section. Furthermore, control devices Be seen to change the position of the wall piece 8 and the guide vane 10 * All these measures aim to determine the position of the stagnation point in the area of the wall 3, i.e. between the vortex flow that leads back to the rotor and to influence the flow to the housing outlet.
An Stelle der in der Zeichnung dargestellten und beschriebenen Verengung des Querschnittes mittels der Formgebung der Wand 8 kann auch eine andere Massnahme getroffen werden, die den gleichen Zweck erfüllt, z.B. eine besondere Formgebung einer der andern Geh aus «wände im Bereich des Austritts aus dem Druckraum.The illustrated instead in the drawing and narrowing of the cross section by means of the shaping of the wall 8 described can also another measure to be taken that fulfills the same purpose, such as a particular shape of the other go from "walls in the region of the exit from the pressure space .
Durch die in den vorstehenden Beispielen erwähnten MassnahmenBy the measures mentioned in the examples above
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wird die Brucklei&ung des Querstromgeblas.es erhöht und zwar · insbesondere bei kleinen Fördemengen, bei denen unter den sonst üblichen Bedingungen ein starker Druckabfall eintritt*the lead of the cross-flow blower is increased, namely especially in the case of small quantities, those under the otherwise normal conditions a strong pressure drop occurs *
Bei der gegenüber den bisher bekannten Querstromgebläsen erhöhten Wirbelintensität tritt jedoch - zumindest bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3, welche eine dem Druckraum und dem Saugraum gemeinsam, den Querschnitt des Druckraumes zur Austrittsöffnung hin verengenden und in einer Kante vor dem Ro« torumfang endigenden Trennwand aufweist, der Nachteil auf, dass am Rotorumfang in der Gegend des Ueberganges vom Druck-· raum zum Saugraum, also in der Gegend der erwähnten Trennwand, sehr starke Gradienten in den Geschwindigkeiten der beiderseitig zur Trennwand auf den RotöE zu gerichteten Strömung vorhanden sind und dass die Trennwand von einem gewissen Totwassergebiet umgeben ist. Dies wirkt sich insofern als nachteilig aus, als die Schaufeln des Rotors diese Gebiete beträchtlicher Geschwindigkeitsgradienten ständig durchschneiden, wodurch wie bei einer Sirene ein lauter Ton erzeugt wird·When compared to the previously known cross-flow fans increased Vortex intensity occurs, however - at least in the embodiment according to FIG. 3, which shows the pressure chamber and the suction chamber in common, the cross section of the pressure chamber to the outlet opening narrowing and in an edge in front of the Ro " the partition wall ending at the gate circumference, the disadvantage that on the rotor circumference in the area of the transition from the pressure space to the suction chamber, i.e. in the area of the partition wall mentioned, very strong gradients in the velocities of both sides to the partition wall to the RotöE to directed flow are present and that the partition wall from a certain dead water area is surrounded. This is disadvantageous in that the blades of the rotor cover these areas more considerably Constantly cutting through speed gradients, which creates a loud sound like a siren
Der hierdurch verursachte Lärm ist naturgemäss sehr unerwünscht und beeinträchtigt die Verwendbarkeit des Querstromgebläses stark·The noise caused by this is naturally very undesirable and affects the usability of the cross-flow fan strong·
Die Erfindung befasst sich daher auch mit der Aufgabe, das Entstehen eines derartigen Tones zu unterdrücken.The invention is therefore also concerned with the object that To suppress the occurrence of such a sound.
Gemäss einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgegenstandes wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der den Saug- vomAccording to a special embodiment of the subject matter of the invention, this object is achieved in that the suction from
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Druckräum trennende Gehäuseteil mindestens zweiteilig ausgebildet ist und dass der zwischen den beiden Teilen liegende Raum mindestens gegen den Rotor hin offen ist·Housing part separating pressure spaces is formed in at least two parts and that the space between the two parts is open at least towards the rotor
Der den Saug- vom Druckraum trennende Gehäuseteil, der durch eine Wand gebildet wird, weist dabei also einen zum Rotor hin führenden Kanal auf, durch welchen sum Rotor ein Hilfsstrom gelängen kann, durch den das erwähnte Totwasser im Gebiet der Trennwand aufgefüllt wird. Ferner wird der Geschwindigkeitsgradient in Drehrichtung des Rotors vermindert, ohne dass dabei die Luftleistung des Gebläses beeinträchtigt wird. Gleichzeitig tritt an dieser Stelle eine Energieverminderung ein.The housing part separating the suction from the pressure chamber, the through a wall is formed, so it has one to the rotor leading channel on through which sum rotor an auxiliary current through which the aforementioned dead water in the area the partition is filled. Furthermore, the speed gradient in the direction of rotation of the rotor is reduced without that the air performance of the blower is impaired. At the same time, there is a reduction in energy at this point a.
Besonders zweckmässig ist diese Massnahme, wenn der den Saugvom Druckraum trennende Gehäuseteil derart ausgebildet ist, dass der Querschnitt des Druckraums von der am Rotorumfang liegenden, dem Druckraum und dem Saugraum gemeinsam angehörenden Kante dieses Gehäuseteils aus sich gegen die Austrittsöffnung hin verengt.This measure is particularly useful when the suction from The housing part separating the pressure chamber is designed such that the cross section of the pressure chamber differs from that on the rotor circumference lying, the pressure chamber and the suction chamber jointly belonging edge of this housing part from itself against the outlet opening narrowed down.
In Fig. 4-9 sind einige Ausführungsbeispiele dieses Teils des Erfindungsgegenstandes dargestellt.In Fig. 4-9 some embodiments of this part of the subject invention are shown.
Fig. k entspricht im wesentlichen der Darstellung der Fig. 2 und 3 und ist daher auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen. FIG. K essentially corresponds to the illustration in FIGS. 2 and 3 and is therefore also provided with the same reference numerals.
In einem Gehäuse 1, dessen äussere Wand im Schnitt die ForaIn a housing 1, the outer wall of which in section the Fora
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einer Spirale aufweist, ist der Rotor 2 untergebracht. Die Wäade 3* und 4* begrenzen den AusgasogsraoBi, wobei die Trennwand 3' dem Saug- und dem Druckraum gemeinsam ist» Die Gehäusesteilen 3 und kt welche am Rotomsfang den Drackraum 7 b©stimmen9 liegen so, dass der Rotorbogen sich über mehr als 100° erstreckt» In der Zeichnung beträgt der Winkel «t ungefähr 220 und der Roterbogen auf der Saugraumseite dementsprechend ungefähr 140°· Der Eotorbogen auf ά&τ DzuckraiMseitc muss also immer grösssr sein als der Rotorbogen auf der Saugrau&ssite· Der optimal® Rotorbogen auf der Druckseite beträgt sae 220° 270°. has a spiral, the rotor 2 is housed. The Wäade 3 * and 4 * limit the AusgasogsraoBi, whereby the partition 3 'is common to the suction and pressure chamber »The housing parts 3 and k t which on the Rotomsfang the pressure chamber 7 b © are 9 so that the rotor arc extends over more extends than 100 ° "In the drawing, the angle" t is about 220 and the rotor arc on the suction chamber side accordingly about 140 ° · The eotor arc on the ά & τ DzuckraiMseitc must always be larger than the rotor arc on the suction chamber · The optimal® rotor arc on the pressure side sa e 220 ° 270 °.
Die Fern der von der Gehäusewand im Schnitt gebildeten Spirale kasm s.B« oin© Isgarithaischa Spirale sein, sie kann aber auch aaeh irgend ©ines aadarn Gesetz bestimmt sein*The distance of the spiral formed in section by the housing wall kasm s.B «oin © Isgarithaischa spiral, but it can also aaeh some © ines aadarn law be determined *
Wessntlieh für di© F©rm der Gehäusef©rm Ist folgendes ϊWessntlieh for the form of the housing is the following ϊ
Als mittl©!3® Stromlinie 5 soll diejenige Linie betrachtet werden, welch© τοπ der Mitte dea Saugramm-Üntritts durch die Eetorachse I und tos dieser durch di© Mitte das Druckraums 7 suT Mifct© dea Austrittes mxB dam Druckräum führt* Diese mittler© Stromlinie 5 muss rom, Eintritt in d@s R©to3f. aus dem Saug» raum 7? fei© sum Austritt aus dsm Bruekrgam 7 um sahr als 133° umgelenkt werden; in der in der Zeichnung dargestellten Figur erfolgt» die Umlenkung um annähernd 180°·As a middle ©! 3 ® Streamline 5 that line should be considered, which © τοπ the middle of the suction ram entry through the Eetorachse I and tos this through the © middle of the pressure space 7 suT Mifct © dea exit mxB to the pressure space * This middle © streamline 5 must rom , Entry into d @ s R © to3f. from suction chamber 7 ? fei © sum exit from dsm Bruekrgam 7 can be deflected by as much as 133 °; in the figure shown in the drawing »the deflection takes place by approximately 180 ° ·
E©i der dargestellten Äusflihrungsf ona liegt der Wirbel, der im der S©islim«iig axt Einglinien 6 angedeutet ist, mit seinemE © i of the illustrated guide line is the vortex, the in the S © islim «iig ax is indicated in line 6, with his
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Zentrum im Innern des Rotors und ist nicht, wie bei den mit Ausbuchtungen Tersehenen Gehäusen in irgend einer Gehäusepartie gefangen, sondern kann sich im Druckraum 7 bewegen und sich in Grosse und Lage den im Druckraum 7 herrschenden Strömungs-Verhältnissen anpassen·Center inside the rotor and is not, as with the ones with Bulges Tersehen housings caught in some housing section, but can move in the pressure chamber 7 and adapt in size and position to the flow conditions prevailing in pressure chamber 7
Die mit. Pfeilen versehenen ausgezogenen Linien sollen die Stromlinien der Strömung veranschaulichen. Durch den verhältnismäsaig stark tangentialen Einlauf der Trennfläche 31 gegen die Umfangsfläohe des Rotors 2 ist bedingt, dass sich in der Nähe der Kante 3» mit der die Trennwand 3f vor dem Rotor 2 endigt, und auch noch ein Stück längs beider Seiten der Trennwand 3' die Stromlinien stark zusammendrängen, was einen sehr steilen Gradienten der Geschwindigkeitsverteilung bedeutet. In der unmittelbaren Umgebung der Trennwand 3 entsteht beidseitig ein Totwasssrraum, in dem also die Geschwindigkeit sogar auf Null sinkt.With. Solid lines with arrows are intended to illustrate the streamlines of the flow. The relatively strong tangential run-in of the separating surface 3 1 against the circumferential surface of the rotor 2 means that it ends near the edge 3 "with which the separating wall 3 f ends in front of the rotor 2, and also a bit along both sides of the separating wall 3 'strongly compress the streamlines, which means a very steep gradient in the speed distribution. In the immediate vicinity of the partition 3, a dead water space is created on both sides, in which the speed even drops to zero.
In Fig. 5 ist die Zuströageschwindigkeit G der einzelnen Stromf&den vor deren Eintritt in den Rotor längs der Rotoroberfläohe R dargestellt; und zwar beidseitig zur Kante 3 in Druckrau· 7 und ia Saugraum 7'. Dabei zeigt die Kurv« a die Verhältnisse bei der in fig· 4 dargestellten Anordnung. Der schraffierte Teil a »«zeichnet das Totwasser beidseitig 3f wo die Kurv· A eine erhebliche Absenkung nach unten aufweist. Ihrem Gesamtverlauf nach stellt die Kurve A einen durchwegs recht stark anwachsenden Verlauf der Geschwindigkeitakurve dar*FIG. 5 shows the inflow speed G of the individual streams before they enter the rotor along the rotor surface R; namely on both sides of the edge 3 in the pressure space 7 and generally the suction space 7 '. The curve «a shows the conditions in the arrangement shown in FIG. 4. The hatched part a "" draws the dead water on both sides 3 f where the curve · A shows a significant downward trend. In terms of its overall course, curve A represents a consistently strong increase in the course of the speed curve *
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Die Kurve B zeigt einen viel flacheren Gesamtverlauf mit einem nur noch geringfügigen Totwasserraum b, wie sich durch die Anwendung der Massnahme nach dar Erfindung ergibt.Curve B shows a much flatter overall course an only slight dead water space b, as can be seen through the application of the measure according to the invention results.
Dies sei anhand der Fig. 6 erläutert. Der die Trennwand bildende, Saug- und Druckraura voneinander trennende Gehäuseteil ist hier zweiteilig ausgebildet und weist insbesondere eine den Druckraum 7 au dessen Oeffnung hin verschmälernde Wand 14 und eine den Saugraum 7* begrenzende Wand 15 auf. Die beiden Wände begrenzen einen Kanal K, in den von aussen ein Strom 11 und eventuell auoh ein Strom 12 teils von der Druck- und teils von der Ansaugseite her einströmen und durch den Kanal hindurch auf den Rotor an der Stelle 3 gelangen. Die Gesamtmenge des Hilfsstroms lässt sich durch den beweglichen Teil 21 der Wand 15 steuern. Durch eine im Kanal K angeordnete Klappe 13, die um eine zur Strömungsrichtung des HilfsStroms senkrechte Achse drehbeweglich angeordnet ist, lässt sich ebenfalls di· zuströmende Hilfsstrommenge einstellen. Durch die zuströmende Lxift wird das Totwasser aufgefüllt. Die erforderliche Menge der Hilfsimft variiert etwas mit dem jeweiligen Betriebspunkt auf der Charakteristik des Gebläses. Es können daher gegebenenfalls Büttel vorgesehen sein, durch die die Steuerungsorgftne, insbesondere der bewegliche Teil 21 bsw* die Klappe 13, selbsttätig bei feränderung des Betriebspunkts des Gebläses verstellt werden·This is explained with reference to FIG. 6. The housing part that forms the partition and separates the suction and pressure areas from one another is designed in two parts here and in particular has a Wall 14 narrowing the pressure space 7 towards its opening and a wall 15 delimiting the suction space 7 *. The two Walls delimit a channel K, into which a stream 11 and possibly also a stream 12 from the outside, partly from the pressure and partly Flow in from the suction side and pass through the channel onto the rotor at point 3. The total amount of the auxiliary current can be through the movable part 21 of the Control wall 15. By a flap 13 arranged in the channel K, which is arranged around a flap which is perpendicular to the direction of flow of the auxiliary flow Axis is arranged to be rotatable, the incoming auxiliary current can also be adjusted. Through the incoming Lxift the dead water is replenished. The required amount the auxiliary infeed varies somewhat with the respective operating point on the characteristic of the blower. It can therefore, if necessary Büttel be provided through which the control orgftne, in particular the movable part 21 or the flap 13, automatically adjusted when the operating point of the fan changes will·
Fig, 7 zeigt ebenfalls eine »weiteilige Ausführung des dinFig. 7 also shows a »extensive implementation of the din
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Druck- und Saugraum trennenden Gehäuseteils in der Weise, dass der zwischen diesen Teilen gebildete Kanal K nur gegen den Druckraum 7 geöffnet ist. Die beiden Trennwände sind entsprechend den Bezeichnungen der Fig. 6 mit 14T und 15* bezeichnet. The housing part separating the pressure and suction space in such a way that the channel K formed between these parts is only open towards the pressure space 7. The two partition walls are designated by 14 T and 15 * in accordance with the designations in FIG. 6.
Bei der Ausführungsform nach Fig. Ö ist ein feststehender Trennwandteil 15* vorgesehen, welcher in der Umgebung des Rotors 2 nur den Ansaugraum 7», in weiterer Entfernung jedoch sowohl den Ansaugraum 7* als auch den Druckraum 7 begrenzt. Ein anderer kürzerer Wandteil 14" ist im Punkt B um eine zur Rotorachse A parallele Achse drehbar gelagert, so dass durch Veränderung seiner Stellung ebenfalls die Menge des zuströmenden Hilfsstromes geändert werden kann.In the embodiment of Fig. Ö is a fixed Partition part 15 * is provided, which in the vicinity of the Rotor 2 only the suction chamber 7 », but in a further distance both the suction chamber 7 * and the pressure chamber 7 are limited. Another shorter wall part 14 ″ is at point B by one to Rotor axis A parallel axis rotatably mounted, so that by changing its position also the amount of incoming Auxiliary current can be changed.
In Fig· 9 ist eine Ausführungsfona gezeichnet, bei der der durch die beiden Trennwandteile 141 r * und 15tlf gebildete Kanal nach aussen durch eine Wand 16 abgeschlossen ist, so dass er nur an der Stelle 3 gegen den Hotor hin geöffnet ist· Der Hilfsstrom wird in diesem Falle durch eine besondere Druckoder Saug-Luftquelle zur Verfii.y mg gestellt, die mit dem Kanal K verbunden ist. Auch in diesem Falle ist eine Steuerung de3 HiJUTsstroas durch Regelung der Druck- oder Saugquelle zu erreichen. In Fig. 9 an embodiment is drawn in which the channel formed by the two partition wall parts 14 1 r * and 15 tlf is closed to the outside by a wall 16 so that it is only open at point 3 towards the Hotor Auxiliary flow is made available in this case by a special pressure or suction air source which is connected to channel K. In this case too, control of the HiJUTsstroas can be achieved by regulating the pressure or suction source.
Zur Auffüllung des Totwassers längs der Trennwand bzw. der Trennwandungen zwischen Druck- und Saugraum kann die Grenzschicht auf beiden Wandungsseiten auch dadurch entfernt wer-To fill up the dead water along the partition wall or the partition walls between the pressure and suction space, the boundary layer can also be removed on both sides of the wall in this way
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den, dass die Wandungen mindestens teilweise perforiert ausgebildet sind, so dass die Grenzschicht in den Innenkanal zwischen den Wandungen eingesaugt werden kann. Den hierzu nötigen Unterdruck kann ebenfalls ein Hilfsgebläse liefern.the fact that the walls are at least partially perforated so that the boundary layer can be sucked into the inner channel between the walls. The one for this An auxiliary fan can also supply the necessary negative pressure.
Der Kanal K kann bei Saugbetrieb mit der Gegend des Zentrums des Wirbels durch Rohrleitungen verbunden sein·The channel K can be connected to the area of the center of the vortex by pipelines during suction operation
Da die Zusatzströmung direkt durch die Zunge auf den Rotor trifft, ist deren Strömungsrichtung im wesentlichen tangenr tial zum Rotor· . .Because the additional flow goes directly through the tongue onto the rotor the direction of flow is essentially tangential to the rotor. .
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Cited By (3)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |