DE1945979B2 - Turbine type air blower or pump - has sharp corners on working chamber and chamfered impeller blades - Google Patents

Abstract

The pump has an impeller with radial blades (4) on a shaft (3). The blades revolve in a working chamber (2) which has a side passage (5) which contains the inlet and outlet connections. The fluid is repeatedly accelerated radially outwards between the impeller blades so that it has a rotational motion as it enters the side passage. The working chamber (2) has a sharp corners (9, 10) broken by a very small radius (r). The leading edge (16) of each blade (4) has a small chamfer on both sides. These features modify the characteristic of the pump to show a reduction of head below a certain low flow and thus reduce the power absorbed when the flow is fully throttled. The peak power then no longer occurs at zero flow.

Description

4. Seitenkanalgebläse nach einem der vorherge- 25 bestimmten Drosselung an zu erreichen. Gemäß der4. Side channel blower can be reached after one of the previously determined throttling. According to the

henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Begrenzung des Arbeitsraumes (2) zumindest teilweise durch eine Wand (12) des Laufrades (4) gebildet ist.pending claims, characterized in that the rear delimitation of the working space (2) is at least partially formed by a wall (12) of the impeller (4).

Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, daß die Stirnflächen der Schaufeln des Laufrades beidseitige axiale Anschrägungen aufweisen und/oder daß der Querschnitt des von Seitenkanal und Laufrad gebildetenThe invention is proposed for this purpose that the end faces of the blades of the impeller are axial on both sides Have bevels and / or that the cross section of the side channel and impeller formed

5. Seitenkanalgebläse nach einem der vorherge- 30 Arbeitsraumes durch zumindest eine einen kleinen henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Radius aufweisende scharfe Umlenkung begrenzt ist.5. Side channel blower after one of the previous work areas through at least one small one pending claims, characterized in that a sharp deflection having a radius is limited.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird dieThe configuration according to the invention is the

eine scharfe Umlenkung (10) im Übergang von der rückwärtigen Begrenzung (13) des Arbeitsraumes (2) in dessen radial äußere Begrenzung (15) vorgesehen ist.a sharp deflection (10) in the transition from the rear boundary (13) of the working space (2) is provided in its radially outer boundary (15).

6. Seitenkanalgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine scharfe Umlenkung (10) im Übergang von der Druckkennlinie so verändert, daß sie nicht bis ~ur Fördermenge Null ansteigt, sondern unterhalb einer bestimmten, vom gewünschten Arbeitspunkt abhängigen Mindestfördermenge stark abfällt. Das Gebläse hat so bei Nullförderung nur noch einen Leistungsbedarf, der weit unter dem bei der gewünschten Mindestfördermenge liegt. Durch die entsprechende Wahl des Radius6. Side channel blower according to one of the preceding claims, characterized in that a sharp deflection (10) in the transition from the pressure characteristic changes so that it does not go up to ~ ur Flow rate increases zero, but below a certain, dependent on the desired operating point Minimum delivery rate drops sharply. With zero delivery, the blower only has one power requirement, which is far below the required minimum flow rate. By choosing the radius accordingly

zumindest teilweise durch eine Wand (13) desat least partially through a wall (13) of the

Seitenkanals (5) gebildeten rückwärtigen Begren- 40 kann man dabei ein Abbiegen der Druckkennlinie beiThe rear limit 40 formed by the side channel (5) can be turned off in the pressure characteristic curve

niedrigeren oder höheren Drücken erzwingen. Für die erwünschte Ablösung bzw. Verwirbelung der Strömung Arbeitsraum haben sich dabei Umlenkradien alsForce lower or higher pressures. For the desired separation or turbulence of the flow Workspace have deflection radii as

im zweckmäßig erwiesen, die dem 0,1- bis 0,25fachen der in appropriate proved that the 0.1 to 0.25 times the

zung des Arbeitsraumes (2) und dessen radial äußere Begrenzung (15) vorgesehen ist.tion of the working space (2) and its radially outer boundary (15) is provided.

7. Seitenkanalgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die7. side channel blower according to any one of the preceding claims, characterized in that the

Größe des Radius (r) der Umlenkungen (9,10) dem 45 größten axialen Breite des radialen Querschnittes des 0,1- bis 0,25fachen der axialen Breite (11) des Arbeitsraumes entsprechen.The size of the radius (r) of the deflections (9, 10) corresponds to the 45 largest axial width of the radial cross-section of 0.1 to 0.25 times the axial width (11) of the working space.

radialen Querschnittes des Arbeitsraumes (2) ent- Für die gewünschte Ablösung bzw. Verwirbelung derradial cross-section of the working space (2) for the desired separation or turbulence of the

spricht. Strömung im Arbeitsraum zum Abbiegen der Druck-speaks. Flow in the working area for turning the pressure

8. Seitenkanalgebläse nach einem der vorherge- kennlinie erweist es sich weiter als zweckmäßig, wenn henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 50 bezogen auf die Drehrichtung des Laufrades, das bezogen auf die Drehrichtung (19) des Laufrades (4') Verhältnis der Breite der voreilenden Abschrägung zur8. Side channel blower according to one of the previous characteristics, it also proves to be useful if pending claims, characterized in that 50 based on the direction of rotation of the impeller, the based on the direction of rotation (19) of the impeller (4 ') ratio of the width of the leading bevel to

Breite der nacheilenden Abschrägung im Bereich von 0,2 bis 1 liegt.The width of the trailing bevel ranges from 0.2 to 1.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigtThe invention is explained below using an exemplary embodiment. It shows

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Seitenkanalgebläse, das ein Laufrad und einen ringförmigen Seitenkanal aufweist,F i g. 1 shows a schematic cross section through a side channel fan, which has an impeller and an annular Has side channel,

F i g. 2 die Druckkennlinie eines Gebläses gemäß der Erfindung,F i g. 2 shows the pressure characteristic of a blower according to the invention,

F i g. 3 eine Teilansicht eines Laufrades entsprechend dem Pfeil III in Fig. 1 in erfindungsgemäCer Ausgestaltung, F i g. 3 shows a partial view of an impeller according to the arrow III in FIG. 1 in an embodiment according to the invention,

F i g. 4 den in F i g. 3 dargestellten Ausschnitt einesF i g. 4 the in F i g. 3 shown section of a

das Verhältnis der Breite (b) der voreilenden Anschrägung (18') zur Breite (a) der nacheilenden Anschrägung (17') im Bereich von 0,2 bis 1 liegt.the ratio of the width (b) of the leading bevel (18 ') to the width (a) of the trailing bevel (17') is in the range from 0.2 to 1.

Die Erfindung betrifft ein Seitenkanalgebläse mit einem Laufrad mit axial angeschrägten Schaufelstirnflächen und einem ringförmigen Seitenkanal.The invention relates to a side channel blower with an impeller with axially beveled blade end faces and an annular side channel.

Gebläse bzw. Pumpen dieser Gattung sind bekannt (DT-PS 4 99484, 7 01459, CH-PS 4 23 078). Die Anschrägung der Schaufelstirnflächen dient dort u.a.Blowers and pumps of this type are known (DT-PS 4 99484, 7 01459, CH-PS 4 23 078). the The bevel of the blade end faces is used there, among other things

dem Zweck, daß das vom Rade seitlich abgedrängtethe purpose of pushing it sideways from the wheel

Wasser nach derjenigen Seite des Gehäuses zu eine 65 Laufrades in einer abgewickelten Ansicht gemäß dem Beschleunigung erhält, in der der Seitenkanal nicht Pfeil IV in F i g. 3, undWater after that side of the housing to a 65 impeller in a developed view according to the Acceleration is obtained in which the side channel is not arrow IV in F i g. 3, and

angeordnet ist. F i g. 5 das in F i g. 4 angedeutete Detail A inis arranged. F i g. 5 that shown in FIG. 4 indicated detail A in

Bei Gebläsen dieser Art ist der Leistungsbedarf bei vergrößertem Maßstab.With fans of this type, the power requirement is on an enlarged scale.

Das in F i g. 1 dargestellte Seitenkanalgebläse weist ein Gehäuse 1 auf, innerhalb dessen ein Arbeitsraum 2 liegt, der durch ein auf einer Welle 3 im Gehäuse 1 gelagertes Laufrad 4 und einen im wesentlichen seitlich davon liegenden ringförmigen Seitenkanal 5 begrenzt ist. Der Seitenkanal 5 ist, was im Ausführungsbeispiel nicht weiter dargestellt ist, wie bei Seitenkanalgebläsen üblich, über ein verhältnismäßig kleines Bogenstück unterbrochen, wobei angrenzend an diese Unterbrechung einerseits die Saugöffnung und andererseits die Drucköffnung vorgesehen ist.The in Fig. 1 has a housing 1, within which a working space 2 is located by an impeller 4 mounted on a shaft 3 in the housing 1 and an essentially laterally of which lying annular side channel 5 is limited. The side channel 5 is what in the exemplary embodiment is not shown, as is usual with side channel blowers, over a relatively small bend interrupted, being adjacent to this interruption on the one hand the suction opening and on the other hand the pressure opening is provided.

Die Funktion eines derartigen Seitenkanalgebläses ist derart, daß innerhalb des Arbeitsraumes 2 beim Durchgang des zu fördernden Mediums dieses wiederholt im Laufrad 4 radial von innen nach außen beschleunigt wird und nach Verlassen des Rades 4 im Seitenkanal 5 wieder nach innen gelenkt wird, so daß sich der Umfangsbewegung des Mediums längs des Seilenkanals 5 eine Drehbewegung etwa um den Mittelpunkt des radialen Querschnittes des Arbeitsraumes 2 überlagert.The function of such a side channel blower is such that within the working space 2 when The passage of the medium to be conveyed repeats this in the impeller 4 radially from the inside to the outside is accelerated and is steered inward again after leaving the wheel 4 in the side channel 5, so that the circumferential movement of the medium along the cable channel 5 a rotary movement about the The center of the radial cross section of the working space 2 is superimposed.

Aufgrund dieser Funktionsweise ergibt sich bei den bekannten Gebläsen dieser Art ein Druckverlauf über der Fördermenge, wie er in F i g. 2 teilweise strichliert durch die Kurve 7 schematisch dargestellt ist. Die aus der Kurve 7 erkennbare Charakteristik bekannter Gebläse dieser Art, bei denen bei Nullförderung die größte Druckhöhe und damit auch der größte Leistungsbedarf gegeben ist, ist teilweise unerwünscht. Dies gilt auch für andere bekannte Ausführungen dieser Seitenkanalgebläse, bei denen die Druckkennlinie ab einer bestimmten Drosselung nicht weiter ansteigt, sondern bis zur Nullförderung eine konstante Druckhöhe beibehält; denn auch bei diesen Ausführungsarten ist der Energiebedarf bei Nullförderung noch zu hoch, weshalb zur Verhütung einer Überwärmung des Gebläses von einem Betrieb bei Nullförderung abgeraten wird. Durch die dargestellten Ausführungsbeispiele wird erreicht, daß die Druck-Charakteristik derart verändert wird, daß nach Überschreiten einer vorgegebenen, kleineren Fördermenge die Druckhöhe mit fallender Fördermenge nicht mehr ansteigt, sondern, wie in F i g. 2 mit der Kurve 8 angedeutet, stark abfällt.Because of this mode of operation, the known blowers of this type result in a pressure curve over the delivery rate, as shown in FIG. 2 is shown schematically by the curve 7, partly in dashed lines. From the curve 7 recognizable characteristic of known blowers of this type, in which the zero delivery The greatest pressure head and thus also the greatest power requirement is given, is in some cases undesirable. This also applies to other known designs of these side channel blowers, in which the pressure characteristic curve decreases a certain throttling does not increase further, but a constant pressure level up to zero delivery maintains; because even with these types of construction the energy requirement with zero funding is still too high, Therefore, to prevent overheating of the fan, it is not advisable to operate it at zero delivery will. Through the illustrated embodiments it is achieved that the pressure characteristic such is changed that after a predetermined, smaller delivery rate is exceeded, the pressure head with decreasing delivery rate no longer increases, but, as in FIG. 2 indicated by curve 8, drops sharply.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 weist hierzu der Arbeitsraum 2 in seiner Querschnittsbegrenzung zwei einen kleinen Radius r aufweisende, scharfe Umlenkungen 9, 10 auf, die in Drehrichtung des Laufrades 4 über die Länge des Arbeitsraumes 2 durchlaufen. Durch diese scharfen Umlenkungen 9, 10 wird eine Ablösung bzw. Verwirbelung der Strömung von einer gewissen Drosselung ab bewirkt. Wird diese Drosselstellung überschritten, so entsteht bei weiterer Drosselung durch die besagte Ablösung bzw. Verwirbelung der Strömung ein Druckabfall, woraus sich ein Kurvenverlauf ergibt, der etwa dem in Fig.2 mit 8 bezeichnetem entspricht, Als Krümmungsradien r für die Umlenkungen 9, 10 hat sich ein solcher als zweckmäßig erwiesen, der dem 0,1- bis 0,25fachen der axialen Breite des radialen Querschnittes des Arbeitsraumes 2 entspricht. In the embodiment according to FIG. 1, the cross-sectional delimitation of the working space 2 has two sharp deflections 9, 10 having a small radius r , which pass through in the direction of rotation of the impeller 4 over the length of the working space 2. These sharp deflections 9, 10 cause a separation or swirling of the flow from a certain throttling. If this throttle position is exceeded, further throttling results in a pressure drop due to the said separation or turbulence of the flow, which results in a curve which corresponds approximately to that indicated by 8 in FIG one which corresponds to 0.1 to 0.25 times the axial width of the radial cross section of the working space 2 has proven to be expedient.

Die Umlenkungen 9, 10 sind im Ausführungsbeispiel an der rückwärtigen Arbeitsraumbegrenzung, d. h. an dem dem Seitenkanal 5 gegenüberliegenden Teil des Arbeitsraumes 2 vorgesehen, der teilweise durch die Wand 12 des Laufrades 4 gebildet ist. Die Wand 12 liegt in einer Ebene mit einer Wand 13, die dem Gehäuse 1 zugehört. Die Umlenkung 9 ist im Übergang von der durch einen Teil des Laufrades 4 gebildeten, schaufelfußseitigen Begrenzung 14 des Arbeitsraumes 2 in die von dem Seitenkanal 5 abgewandte, rückwärtige Arbeitsraumbegrenzung, die durch die Wände 12, 13 gebildet ist, vorgesehen. Die Umlenkung 10 ist im Übergang von dem durch die Wand 13 gebildeten Teil der rückwärtigen Arbeitsraumbegrenzung in die radial äußere Begrenzung 15 des Arbeitsraumes 2 vorgesehen.In the exemplary embodiment, the deflections 9, 10 are at the rear working space delimitation, i.e. H. at that the side channel 5 opposite part of the working space 2 is provided, which is partially through the Wall 12 of the impeller 4 is formed. The wall 12 lies in one plane with a wall 13 which forms the housing 1 listened. The deflection 9 is in the transition from the blade root side formed by a part of the impeller 4 Boundary 14 of the working space 2 into the rearward one facing away from the side channel 5 Working space delimitation, which is formed by the walls 12, 13, is provided. The deflection 10 is in Transition from the part of the rear working space delimitation formed by the wall 13 to the radial one outer boundary 15 of the working space 2 is provided.

Die als Bezugsgröße eingeführte axiale Breite 11 des radialen Querschnittes des Arbeitsraumes 2 wird bei Gebläsen der gleichen Art, jedoch anderen Aufbaues, in gleicher Weise bestimmt. Dies gilt sowohl für Gebläse, bei denen mehrere Gebläseeinheiten der in F i g. 1 gezeigten Art hintereinander geschaltet sind, den sogenannten Mehrstufen-Gebläsen, als auch für Gebläse, bei denen zwei Einheiten im wesentlichen spiegelbildlich angeordnet sind, den sogenannten zweiflutigen Gebläsen. Auch bei ineinander übergehenden Arbeitsräumen solcher zweiflutiger Gebläse bezieht sich die Breite 11 auf die Einzelflut.The axial width 11 of the radial cross section of the working space 2 , introduced as a reference value, is determined in the same way for fans of the same type but with a different structure. This applies both to fans in which several fan units of the type shown in FIG. 1 are connected in series, the so-called multi-stage fans, as well as for fans in which two units are arranged essentially in mirror image, the so-called double-flow fans. Even in the case of such double-flow fans merging into one another, the width 11 relates to the individual flow.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 bis 5 finden entsprechende, durch den Index' gekennzeichnete Bezugszeichen Verwendung. Es wird hier die Verwirbelung bzw. Ablösung der Strömung von einer gewissen Drosselung ab dadurch erzielt, daß die Schaufeln 6' des Laufrades 4' an ihren axialen Stirnflächen 16', die den in Fig. 1 mit 16 bezeichneten Flächen entsprechen, beidseitige Anschrägungen 17', 18' aufweisen. Bezogen auf die Drehrichtung 19 des Laufrades 4' beträgt das Verhältnis der Breite b der voreilenden Anschrägung 18' zur Breite a der nacheilenden Anschrägung 17' etwa 0,2 bis 1.In the embodiment according to FIG. 3 to 5, corresponding reference symbols identified by the index 'are used. The turbulence or separation of the flow from a certain throttling is achieved here by the fact that the blades 6 'of the impeller 4' have bevels 17 'on both sides at their axial end faces 16', which correspond to the surfaces designated 16 in FIG. , 18 '. In relation to the direction of rotation 19 of the impeller 4 ', the ratio of the width b of the leading bevel 18' to the width a of the trailing bevel 17 'is approximately 0.2 to 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

voller Drosselung, d.h. bei Fördermenge Null am höchsten, was sich besonders ausgeprägt bei Gebläsen mit steil endender Druckkennlinie zeigt. Eine derartige Leistungscharakteristik erweist sich dann als besonders nachteilig, wenn das Gebläse im Wechselbetrieb zwischen Förderung und voller Drosselung arbeiten muß, wie dies zum Beispiel der Fall ist, wenn kurzzeitig keine Luftzufuhr erwünscht ist, Ein entsprechendes kurzzeitiges Abschalten des Gebläses, ίο durch das dieser Nachteil ausgeglichen werden könnte, ist aber nicht immer möglich. Ein rascher Aufbau der Förderstromes ist nämlich dann nicht zu gewährleisten, wenn das Gebläse erst angefahren werden muß. Im Hinblick auf jene Einsätze, bei denen das Gebläse is bei voller druck- oder saugseitiger Drosselung arbeiten muß, sind solche Gebläse deshalb schon mit einem Überdruckventil ausgerüstet worden, wenn man nicht die bei Nullförderung, also beim Arbeiten mit voller Drosselung auftretende Erwärmung, sowie den Patentansprüche:full throttling, i.e. highest at zero flow rate, which is particularly pronounced for fans with a steep pressure characteristic curve. Such a performance characteristic turns out to be particularly disadvantageous when the fan has to work alternately between delivery and full throttling, as is the case, for example, when no air supply is desired for a short time, a corresponding short-term shutdown of the fan, ίο due to this disadvantage could be balanced, but is not always possible. A rapid build-up of the flow cannot be guaranteed if the fan has to be started up first. With regard to those applications in which the blower has to work with full pressure or suction-side throttling, such blowers have therefore already been equipped with a pressure relief valve, if one does not take into account the heating that occurs at zero delivery, i.e. when working with full throttling, as well as the Patent claims: 1. Seitenkanalgebläse mit einem Laufrad mit axial angeschrägten Schaufelstirnf'lächen und einem ringförmigen Seitenkanal, dadurch gekennzeichne t, daß die Stirnflächen (16') der Schaufeln (6') des Laufrades (4') beidseitig axiale Anschrägungen (17', 18') aufweisen und/oder daß der Querschnitt des von Seitenkanal (5) und Laufrad (4) gebildeten Arbeitsraumes (2) durch zumindest eine einen kleinen Radius (r) aufweisende scharfe Umlenkung (9,10) begrenzt ist.1. Side channel blower with an impeller with axially beveled blade end faces and an annular side channel, characterized in that the end faces (16 ') of the blades (6') of the impeller (4 ') have axial bevels (17', 18 ') on both sides and / or that the cross section of the working space (2) formed by the side channel (5) and impeller (4) is limited by at least one sharp deflection (9, 10) having a small radius (r). 2. Seitenkanalgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die scharfen Umlenkungen (9, 10) in Drehrichtung des Laufrades (4) über die Länge des Arbeitsraumes (2) durchlaufend vorgesehen sind.2. Side channel blower according to claim 1, characterized in that the sharp deflections (9, 10) are provided continuously over the length of the working space (2) in the direction of rotation of the impeller (4). 3. Seitenkanalgebläse nach Anspruch 1 oder 2,3. side channel blower according to claim 1 or 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine scharfe Umlen- _characterized in that a sharp deflection _ kung (9) im Übergang von der durch einen Teil des jo diesem Fall besonders hohen Energieverbrauch in Kaufkung (9) in the transition from the particularly high energy consumption due to part of the jo in this case Laufrades (4) gebildeten, schaufelfußseitigen Begrenzung (14) des Arbeitsraumes (2) in die vom Seitenkanal (5) abgewandte rückwärtige Arbeitsraumbegrenzung (12, 13) vorgesehen ist.Impeller (4) formed, blade root-side boundary (14) of the working space (2) in the from Side channel (5) facing away from the rear working space delimitation (12, 13) is provided. nehmen wollte.wanted to take. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil bei einem Gebläse der eingangs genannten Art zu vermeiden und einen starken Druckabfall von einerThe invention is based on the object of eliminating this disadvantage in a blower of the type mentioned at the beginning to avoid and a sharp pressure drop from one