DE2007810A1 - Doppelter Läufer für Axialgebläse - Google Patents

Description

Patentanwaif Essen, den 19. 2. 1970

Dipl.-lng. A. Spalthoff 20 028 B.

Essen, Pelmanstr. 31

Tdsfon 772008 2007310

Nordisk Ventilator Co. A/S, Naestved, Dänemark Doppelter Läufer für Axialgebläse.

Die Erfindung betrifft einen doppelten Läufer für Axialgebläse mit einem an einer Nabe befestigten Batζ Innenschaufeln, einem um die äussersten Punkte der Schaufeln dieses Satzes herum angebrachten Zwischenring und einem auf diesem Zwischenring koaxial mit dem ersten Schaufelsatz angebrachten Satz Aussenschaufeln, welche beiden Schaufelsätze so eingerichtet sind, dass sie in einander entgegengesetzten Richtungen blasen.

Solche doppelten Läufer werden z.B. zur Be- und Entlüftung von Räumen in Gebäuden wie beispielsweise Ställen benutzt, und zwar werden sie so in zwei koaxialen Kanälen montiert, dass sich die Innenschaufeln zusammen mit dem Antriebsmotor des Läufers im inneren und die Aussenschaufein im äusseren, ringförmigen Kanal befinden. Da die beiden Schaufelsätze in einander entgegengesetzten Richtungen blasen, kann somit durch den einen Kanal ein Absaugen der verbrauchten Luft aus dem zu lüftenden Raum und durch den anderen Kanal ein Einblasen von frischer Luft in diesen Raum erfolgen.

An derjenigen Stelle, an der sich der Läufer befindet, muss die Trennwand zwischen den beiden koaxialen Kanälen notwendigerweise unterbrochen sein.

Zwischen den beiden Kanälen herrscht ein in etwa konstanter Druckunterschied, jedoch mit entgegengesetzten Vorzeichen auf den beiden Seiten des Läufers. Der Vorzeichenwechsel vollzieht sich hauptsächlich über die Breite der Schaufeln, gesehen in Axialrichtung, und da die Breite des Zwischenringes gewöhnlich dieser Schaufelbreite entspricht, bedeutet dies, dass an derjenigen Stelle, an der sich die Trennwand zwischen den Kanälen an den Zwischenring anschliesst, ein erheblicher Druckunterschied zwischen den beiden Kanälen besteht. Da notwendigerweise ein gewisser Spalt zwischen den Kanten der Trennwand und dem Zwischenring vorhanden

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sein muss, bewirkt dieser Druckunterschied, dass Luft vom einen Kanal zum anderen Überströmt, so dass ein gewisser Verlust auftritt. Gleichzeitig finden störende Ablagerungen von Staub auf der Innenseite des Zwischenringes statt, die im Laufe der Zeit den Wirkungsgrad des Gebläses herabsetzen und ausserdem Unwucht des Läufers verursachen können.

Der vorliegenden Erfindung gemäss werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass die axiale Breite des Zwischenringes wesentlich kleiner als die in Axialrichtung gemessene Breite der Schaufeln von deren Vorderkante bis zu deren Hinterkante in der Nähe der Schaufelspitzen ist.

Es bereitet keine Schwierigkeiten, den Zwischenring mit einer Breite herzustellen, die wesentlich kleiner als die Breite der Schaufeln ist, indem man lediglich dafür zu sorgen braucht, dass der Querschnitt gross genug ist, um dem Zwischenring die erforderliche Festigkeit zu verleihen, und dass die Verbindung zwischen den Schaufeln und dem Zwischenring stark genug ist.

Durch diese Massnahme werden die Spalte zwischen der Trennwand und dem Zwischenring in einen Bereich gebracht, in dem der Druckunterschied wesentlich kleiner ist, so dass das Überströmen von Luft vom einen Kanal zum anderen sehr erheblich reduziert wird.

Erfindungsgemäss ist es vorteilhaft, dass der Zwischenring so ausgebildet ist, dass seine rechtwinklig zur Achse des Läufers verlaufenden Seitenflächen eine erhebliche Breite besitzen, da dann die Toleranzforderungen bei der Herstellung der Trennwand zwischen· den beiden Kanälen weit weniger streng zu sein brauchen.

Erfindungsgemäss ist es ferner zweckdienlich, dass die Innenseite, des Zwischenringes von schräg nach innen, zur Mitte hin verlaufenden Flächen gebildet wird, da hierdurch die Gefahr, dass sich dort Staub absetzt, zusätzlich reduziert wird.

Schliesslich kann es erfindungsgemäss vorteilhaft sein, dass das Profil der Schaufeln in der Nähe ihrer Befestigungsflächen am Zwischenring in einer solchen Weise gedreht ist, dass die Befesti-

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gungsflächen der Schaufeln in einer Richtung verlaufen, die höchstens einen kleinen Winkel mit einer Ebene bildet, welche rechtwinklig auf der Achse des Läufers steht,, wodurch eine sehr solide Befestigung der Schaufeln selbst an einem sehr schmalen Zwischenring ermöglicht wird. -

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert» Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Teil eines bekannten,, in koaxialen Kanälen montierten doppelten Läufers,

•Fig. 2 eine schematische, in der gleichen Weise wie der Läufer in Fig. 1 dargestellte Abbildung eines erfindungsgemässen doppelten Läufers,

Fig. 3 ein Druckdiagramm, das die Wirkung der Erfindung zu erklären hilft,

Fig. 4 in grösserem Mässstab einen Teil eines erfindungegemässen Läufers in einer besonderen Ausführungsform und

Fig. 5 einen anderen Teil eines erfindungsgemässen Läufers in einer besonderen Ausführungsform.

Fig, 1 zeigt einen Motor 1, an dessen Welle eine. Nabe 2 befestigt ist, die einen Satz Innenschaufeln 3 trägt. Um die äussersten Punkte dieser Schaufeln herum ist ein Zwischenring 4 vorgesehen, der einen Satz Aussenschaufeln 5 trägt. Der Motor 1 mit den Schaufelsätzen 3 und 5 ist in zwei koaxialen Kanälen angebracht, von welchen der äussere Kanal mit "6 und dessen Aussenwand mit 7 be-

zeichnet ist, während der innere Kanal mit Ö und dessen Aussenwand, die gleichzeitig die Trennwand zwischen den beiden Kanälen bildet, mit 9 bezeichnet ist. Der Zwischenring 4 ist zylindrisrV Er hat den gleichen Radius wie die Trennwand 9 und füllt eine unterbrechung in dieser aus, indem es aufgrund der Herstellungstoleranzen doch notwendig ist, dass auf jeder Seite des Zwischenringes 4 ein Spalt 10 bzw. 11 verbleibt.

Fig» 1 gibt die bekannte Ausführung eines doppelten Läufers wieder, wogegen ein erfindungsgemäss ausgebildeter, doppelter Läufer auf entsprechende Weise schematise© in Fig. 2 dargestellt ist, und zwar Tanter Anwendung der gleichen Bezugszeichen für die einzelnen Teile.

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Der Unterschied zwischen der in Fig. 1 und der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion liegt darin, dass der Zwischenring 4 in Fig. 1, in Axialrichtung gemessen, eine Breite hat, die der Breite der Aussenschaufeln in der Nähe des Schaufelfusses oder der Breite der Innenschaufeln in der Nähe der Schaufelspitzen entspricht, während die Breite des Zwischenringes 4 in Fig. 2 erfindungsgemäss wesentlich kleiner ist und, wie ersichtlich, nur einen Bruchteil dieser Breite ausmacht.

Die Wirkung dieses Unterschiedes soll an Hand der in Fig. 3 gezeigten Kurven näher erklärt werden.

In dieser Figur veranschaulicht die Kurve I den Druckveri_oif im Kanal 6 und die Kurve II den Druckverlauf im Kanal Ö.

Die Nullinie bildet in der Figur die Spiegelachse der beiden Kurven, doch braucht dies nicht unbedingt der Fall zu sein, da die Drücke in den beiden Kanälen - je nach Ausführung der Schaufelsätze - verschiedene numerische Werte haben können.

Die Kurven in Fig. 3 gelten sowohl für die in Fig. 1 gezeigte, bekannte Ausführung als auch für die in Fig. 2 gezeigte, erfindungsgemässe Ausführung, vorausgesetzt, dass alle Dimensionen der in den beiden Figuren dargestellten Ausführungen, abgesehen von den Dimensionen des Zwischenringes und der Anordnung der Spalte» lOmnd 11,.miteinander übereinstimmen.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Drücke in den Kanälen ihr Vorzeichen in einem Punkt 0 ändern, .der im wesentlichen in einer mitten durch die Schaufeln und rechtwinklig zur Achse verlaufenden Ebene liegt, indem die Fig. 1,2 und 3 relativ zueinander so auf der Zeichnung angeordnet sind, dass sich die Abszissen von Fig. 3 direkt in die Fig. 1 und 2 übertragen lassen·

Ferner ist ersichtlich, dass sich die Drücke in den Kanälen,entsprechend den beiden in Fig. 3 mit A und B bezeichneten Linien, auf beiden Seiten des Läufers bis ganz zu den Schaufeln des Läufers hin konstant halten. Von diesen Stellen aus nehmen die Drücke hauptsächlich linear nach O hin ab.

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Hieraus folgt, dass der Druckunterschied zwischen den beiden Kanälen 6 und Ö ausserhalb der Schaufeln in etwa konstant ist und hier eine sehr erhebliche Grosse hat, nämlich eine Grosse, die der Summe der numerischen Werte der Drücke entspricht, die von den beiden Schaufelsätzen erzeugt werden.

Es ist ersichtlich, dass sich die Spalte 10 und 11 in Fig. 1 an Stellen befinden, die den Linien A und B in Fig. 3 entsprechen, d.h. an Stellen, an denen praktisch der maximale Druckunterschied zwischen den Kanälen herrscht. Dahingegen sind die Spalte 10 und 11 in Fig. 2 wesentlich dichter zusammengerückt und befinden sich an Stellen, die in Fig. 3 durch die Linien C und D angedeutet sind, d.h. an Stellen, an welchen sich der Druckunterschied zwischen den beiden Kanälen sehr stark der Null genähert hat.

Da man prinzipiell damit rechnen kann, dass die Spalte in den beiden Fällen gleich schmal gemacht werden können, bedeutet dies, dass das Übertreten von Luft vom einen Kanal in den anderen Kanal

durch diese Spalte beim erfindungsgemässen Läufer, der in Fig. 2 gezeigt ist, in wesentlich geringerem Umfang erfolgt als beim bekannten Läufer, der in Fig. 1 dargestellt ist.

Aus Fig. 4 geht hervor, dass der Zwischenring 4 in dieser Ausführungsform mit Seitenflächen 12 ausgebildet ist, die rechtwinklig zur Achse des Läufers verlaufen und eine erhebliche Breite aufweisen. Hierdurch wird erreicht,.dass die Breite der Spalte 10 und 11 ungefähr die gleiche wird, auch wenn die Trennwand 9 nicht genau kreiszylindrisch ausgeführt oder ein wenig exzentrisch montiert ist. Deshalb brauchen auch nicht so hohe Forderungen bezüglich der Toleranzen bei der Ausführung und Montage der Kanäle gestellt werden wie bei der in Fig. 1 gezeigten, bekannten Ausführungsform.

Im übrigen geht aus Fig. 4 hervor, dass der Zwischenring 4 mit * einer Innenseite ausgebildet ist, die von schräg nach innen, zur Mitte hin verlaufenden Flächen 13 gebildet wird. Schon allein wegen der kleineren Oberfläche wird die Ablagerung von Staub er- -■·■ heblich reduziert und die Anwendung dieser schrägen Flächen 13■*._ _?. reduziert die Gefahr der Staubablagerung noch' zusätzlich.

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ά U U / ö Ί U

7ig. 5 zeigt eine besonders zweckdienliche Ausführung der Verbindung der Schaufeln mit dem Zwischenring.

In Fig. 5 ist eine Schaufel 14 dargestellt, die so durchgeschnitten ist, dass ihr normales Profil im Schnitt zu sehen ist. Die Schaufel hat durchgehend dieses Profil mit hauptsächlich der gleichen Steigung in ihrer gesamten Ausdehnung und eventuell nach aussen hin abnehmende Schaufelbreite. Unter einer Linie in der Nähe des Zwischenringes 4, die durch die Linie E in Fig. 4 angedeutet ist, wird das Profil jedoch, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, stark in die Ebene des Zwischenringes hineingedreht. Man erzielt hierdurch teils eine längere Verbindungsfläche zwischen Schaufel und Zwischenring, teils einen Abschluss der Schaufel an dem dem Zwischenring zugekehrten Ende, so wie es bei der bekannten Konstruktion mit Hilfe des Zwischenringes erreicht wird, ohne diese Massnahme jedoch nicht erzielt werden könnte, wenn man den Zwischenring schmal macht.

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Claims (4)

1.) Doppelter Läufer für Axialgebläse mit einem an einer Nabe befestigten Satz Innenschaufeln, einem um die äussersten Punkte der Schaufeln dieses Satzes herum angebrachten Zwischenring und einem auf diesem Zwischenring koaxial mit dem ersten Schaufele satz angebrachten Satz Aussenschaufeln, welche beiden Schaufelsätze so eingerichtet sind, dass sie in einander entgegengesetzten Richtungen blasen, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Breite des Zwischenringes (4) wesentlich kleiner als die in Axialrichtung gemessene Breite der Schaufeln (3) von deren Vorderkante bis zu deren Hinterkante in der Nähe der Schaufelspit2!en ist.

2. Doppelter Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass der Zwischenring (4) so ausgebildet ist, dass seine rechtwinklig zur Achse des Läufers verlaufenden Seitenflächen (12) eine erhebliche Breite besitzen.

3· Doppelter Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Zwischenringes (4) von schräg nach innen, zur KBLtte hin verlaufenden Flächen (13) gebildet wird.

4. Doppelter Läufer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge*· kennzeichnet. dass das Profil der Schaufeln (5) in der Nähe ihrer Befestigungsflächen am Zwischenring (4) in einer solchen Weise gedreht ist, dass die Befestigungsflächen der Schaufeln in einer Richtung verlaufen, die höchstens einen kleinen Winkel mit einer Ebene bildet, welche rechtwinklig auf der Achse des^: Läufers steht.

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