DE2927147C2

DE2927147C2 -

Info

Publication number: DE2927147C2
Application number: DE19792927147
Authority: DE
Inventors: Hans 5275 Bergneustadt De Kohl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-05
Filing date: 1979-07-05
Publication date: 1987-06-11
Also published as: DE2927147A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radialgebläse, dessen Gehäuse ein Laufrad mit radial um seinen zentralen Ansaug raum angeordneten Schaufeln, ferner eine mit diesem Ansaug raum ausgerichtete Einlaufdüse zur Gaszuführung auf der Saug seite und schließlich einen das Laufrad und die Einlaufdüse umgebenden Druckraum umfaßt, von dem ein die verdichteten Gase abführender Austrittsstutzen ausgeht. Ein solches Gebläse ist durch die DE-OS 27 05 260 bekannt.The invention relates to a radial fan, the Housing an impeller with radial around its central intake blades arranged in space, also one with this suction space-oriented inlet nozzle for gas supply on the suction side and finally the impeller and the inlet nozzle surrounding pressure chamber, of which one the compressed gases laxative outlet nozzle. Such a blower is through DE-OS 27 05 260 known.

Gegenstand dieser DE-OS ist eine weitestgehend verlust frei arbeitende Regulierung der Fördermenge, wozu vorgeschlagen wurde, das Ende der Einlaufdüse in den Ansaugraum hineinragen zu lassen und so zwischen der Stirnwand des Laufrades und dem Ende der Einlaufdüse einen Durchlaßspalt für einen Gasringstrom zwischen dem Druckraum und dem Schaufelbereich des Laufrades zu schaffen, über dessen Veränderung die Regulierung der Fördermenge erreicht wird.The subject of this DE-OS is a largely loss Freely working regulation of the flow rate, for which purpose proposed the end of the inlet nozzle protrude into the suction chamber to let and so between the end wall of the impeller and the End of the inlet nozzle a passage gap for a gas ring flow between the pressure chamber and the blade area of the impeller to create, through whose change the regulation of Delivery rate is reached.

Demgegenüber ist im vorliegenden Falle in einer weiteren Ausbildung des Gegenstandes der DE-OS zum Zwecke der Kennlinienstabilisierung das Ende der Einlaufdüse, die einen trichterförmigen Übergang mit Bogenprofil aufweist, um ein bestimmtes feststehendes Teilstück in den Ansaugraum des Laufrades hineingerichtet. Außerdem weist das Laufrad zu dem vorgenannten Zweck vor dem Durchlaßspalt eine gegen die Strömungsrichtung aufgebogene Einlaßkante für den Gasringstrom auf. This is in the present case in a further training of the subject of the DE-OS for the purpose of stabilizing the curve End of the inlet nozzle, which has a funnel-shaped transition Has arch profile to a certain fixed section into the suction space of the impeller. Also points the impeller for the aforementioned purpose in front of the passage gap an inlet edge bent against the direction of flow for the gas ring flow.

Dabei geht es um eine weitere sinnvolle Ausbildung des Radialgebläses. Es wurde nämlich festgestellt, daß neben der Einstellbarkeit der Fördermenge und der Stabilisierung der Kennlinie des Ge bläses noch andere Kriterien den Einsatz dieser Gebläse maßgeblich bestimmen. Dies betrifft neben der Auswahl eines Antriebsmotors, der der erforderlichen Gebläseleistung optimal angepaßt ist, vor allem den Wirkungsgrad des Ge bläses. Es ist bekannt, daß zur Erzielung eines hohen Wirkungs grades die Schweißnähte des Laufrades nachbearbeitet und die Kanten und Oberflächen der Luftkanäle geglättet werden müssen. Diese Maßnahmen sind aber sehr zeitaufwendig und verursachen erhöhte Herstellkosten.It's about one further sensible training of the radial fan. It was namely found that in addition to the adjustability of the Delivery rate and the stabilization of the characteristic curve of the Ge other criteria blows the use of these blowers determine significantly. This applies in addition to the selection a drive motor that has the required fan power is optimally adjusted, especially the efficiency of the Ge pale. It is known that to achieve high effectiveness degrees reworked the welds of the impeller and the Edges and surfaces of the air ducts must be smoothed. However, these measures are very time-consuming and cause increased manufacturing costs.

Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine Bauweise des Radialgebläses der eingangs genannten Art zu entwickeln, die eine kosten günstige Herstellung zuläßt und neben der Stabilisierung der Kennlinie insbesondere bei maximaler Fördermenge einen er höhten Wirkungsgrad mit sich bringt.This gives rise to the task of designing the radial fan of the type mentioned at the outset, which cost one allows cheap production and in addition to stabilizing the Characteristic curve, especially at maximum delivery rate brings high efficiency with it.

Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Bogen des Einlaufdüsen-Endes gegenüber einer durch seinen Mittelpunkt gehenden Vertikalebene einen Bogenwinkel größer/gleich 75° aufweist, das Einlaufdüsenende annähernd in der Stirnwand ebene des Laufrades angeordnet ist und einen Außendurchmesser besitzt, der kleiner/gleich der lichten Weite der aufge bogenen Einlaßkante des Laufrades ausgebildet ist.This is achieved in that the arc of the Inlet nozzle end opposite one through its center going vertical plane an arc angle greater than or equal to 75 ° has, the inlet nozzle end approximately in the end wall plane of the impeller is arranged and an outer diameter owns, which is smaller / equal to the clear width of the opened curved inlet edge of the impeller is formed.

Durch diese Lösungsmaßnahmen ergibt sich nämlich auf einfachste Weise ein Ringspalt definierter Größe, der einen optimal ge richteten Gasringstrom nach sich zieht. Der Eintritt dieses Gasringstromes in den Schaufelbereich des Laufrades erfolgt durch die Drehung des Laufrades bedingt, nahezu parallel zur Stirnwand des Laufrades mit minimaler Wirbelbildung. Dies geschieht, obwohl die Begrenzungsfläche des Ringspaltes an der aufgebogenen Einlaßkante des Laufrades im Bereich des engsten Querschnittes des Ringspaltes einen Eintrittswinkel des Gasringstromes von 45° bis 60° gegenüber der Laufradachse erwarten läßt. Es ergibt sich dabei, mit einem Laufrad aus der laufenden Serienproduktion ohne besondere Glättung oder Schweißnaht-Nachbehandlung eine Wirkungsgradsteigerung von über 10 Prozent gegenüber der früheren Bauweise. Mit einer sorg samen Ausbildung des Laufrades, was aber sehr aufwendig ist, sind Wirkungsgrade von über 90 Prozent mit Sicherheit erreichbar. Durch diese Wirkungsgradsteigerungen können im Prinzip stets kleinere Antriebsmotoren verwendet werden.These solution measures result in the simplest Wise an annular gap of a defined size, the one optimal ge directed gas ring flow entails. The entry of this Gas ring flow takes place in the blade area of the impeller due to the rotation of the impeller, almost parallel to Front wall of the impeller with minimal eddy formation. This happens, although the boundary surface of the annular gap the bent inlet edge of the impeller in the area of narrowest cross section of the annular gap an entry angle of the gas ring flow from 45 ° to 60 ° with respect to the impeller axis can be expected. It turns out with an impeller ongoing series production without special smoothing or Weld aftertreatment an increase in efficiency of over 10 percent compared to the previous design. With a care seed training of the impeller, which is very complex, efficiencies of over 90 percent can be achieved with certainty. In principle, these increases in efficiency can always smaller drive motors can be used.

Bemerkenswert ist außerdem, daß mit der neuen Bauweise dieser Art Radialgebläse eine Geräuschverminderung einherging, die bei einem Laufrad aus der laufenden Produktion ohne besondere Glättung oder Schweißnaht-Nachbearbeitung 7 Prozent gegenüber der früheren Bauweise ausmachte.It is also noteworthy that with the new construction of this Type radial blower was accompanied by a noise reduction that with an impeller from current production without any special Smoothing or weld post-processing compared to 7 percent of the earlier construction.

Nach einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist das Einlaufdüsen-Ende mit einer Zuschärfungsfase versehen, die im wesentlichen in radialer Richtung weist, wodurch wirkungs gradmindernde Wirbel in der Strömung vermieden werden. Offenbar ist die Zuschärfungsfase schlank genug, um keinen Strömungsabriß auszubilden, der sonst zu Turbulenzen führt.After further development of the solution according to the invention the inlet nozzle end is provided with a sharpening chamfer, which points essentially in the radial direction, which is effective degree-reducing eddies in the flow can be avoided. Apparently the sharpening bevel is slim enough not to stall training that would otherwise lead to turbulence.

Die Ausbildung der Zuschärfungsfase ist besonders einfach, da sie aus einer zur Laufradebene planparallelen Materialabtragung auf der dem Laufrad zugekehrten Seite der Einlaufdüse ausge bildet ist. Somit kann die Zuschärfung zügig maschinell nach dem Aufweitungsvorgang ohne Umspannen des Werkstückes ausge führt werden.The formation of the sharpening phase is particularly simple, since they are made of a material removal that is plane-parallel to the impeller level on the side of the inlet nozzle facing the impeller forms is. Thus, the tightening can be done quickly by machine the expansion process without reclamping the workpiece leads.

Von besonderer Bedeutung ist, daß die Spitze der Zuschärfungsfase am Einlaufdüsenende in der von der Außenfläche der Laufrad stirnwand bestimmten Ebene angeordnet ist. In dieser Anordnung ist ein Optimum erreicht zwischen der unvermeidbaren Größe des Ringspaltes und der Richtung des Gasringstromes sowie dem strömungsgünstig einlaufenden, neu angesaugten Gasstrom. Einer seits darf der Gesamtförderstrom durch den Gasringstrom und damit verbundener Wirbelbildung nicht beeinträchtigt werden, andererseits soll möglichst die gesamte Schaufelbreite dem neu angesaugten Förderstrom zur Verfügung stehen. Diese An ordnung ist fertigungstechnisch auch einfach zu erreichen, da der Außendurchmesser der Zuschärfungsfase der Einlaufdüse gerade noch durch die freie Öffnung der aufgebogenen Einlaßkante am Laufrad hindurch paßt und nur geringfügig tief eingeschoben werden muß. In fertig montiertem Zustand sitzt die Zuschärfungs fase der Einlaufdüse außerdem in einem Bereich der aufgebogenen Einlaßkante des Laufrades, in dem eine Berührung mit dem Laufrad selbst bei Lagerungsspiel oder Resonanzschwingungen praktisch ausgeschlossen ist.It is particularly important that the tip of the sharpening phase at the inlet nozzle end in the from the outer surface of the impeller end wall certain level is arranged. In this arrangement is an optimum between the unavoidable size of the annular gap and the direction of the gas ring flow and the aerodynamically incoming, newly sucked gas stream. One on the one hand, the total flow through the gas ring flow and associated vortex formation are not impaired, on the other hand, the entire blade width should be as large as possible newly sucked in flow are available. This to In terms of production technology, order is also easy to achieve, because the outside diameter of the sharpening chamfer of the inlet nozzle is straight still through the free opening of the bent inlet edge on The impeller fits through and is only slightly inserted must become. The sharpening is in the fully assembled state chamfer the inlet nozzle also in an area of the bent Inlet edge of the impeller in which there is contact with the Impeller even with bearing play or resonance vibrations is practically excluded.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigtIn the drawings, the subject of the invention is in one Embodiment shown, and shows

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Radialgebläses, Fig. 1 is an overall view of a radial fan,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten halbseitigen Schnitt durch das Laufrad gemäß Fig. 2. Fig. 3 is an enlarged half sectional side by the impeller of FIG. 2.

Fig. 2 zeigt eine Einlaufdüse 20 in fertig ausgerichtetem Zustand an einem Laufrad 12, die beide von einem Gehäuse 11 druckdicht umgeben sind. Das Gehäuse umschließt einen Druckraum 18, von dem aus ein Gasringstrom 28 in einen Schaufelbereich 17 des Laufrades 12 durch einen schmalen Durchlaßspalt 26 einströmt. Die neu angesaugte Gasmenge 27 ist mit drei Stromlinien angedeutet. Sie tritt durch den Ansaugraum 15 des Laufrades 12 hindurch in den Schaufelbereich 17 ein. Im Schaufelbereich ist der neu angesaugte Gasstrom 27 mit dem Gasringstrom 28 vereinigt. Für den strömungsgünstigen Einlauf des Gasringstromes 28 hat die Stirnwand 25 des Laufrades 12 eine aufgebogene Einlaßkante 34, die auf einen bestimmten Innendurchmesser D gebracht ist. Fig. 2 shows an inlet nozzle 20 in an aligned state ready to an impeller 12, both pressure-tight manner by a casing 11 are surrounded. The housing encloses a pressure chamber 18 , from which a gas ring flow 28 flows into a blade area 17 of the impeller 12 through a narrow passage gap 26 . The newly sucked in amount of gas 27 is indicated by three streamlines. It enters the blade area 17 through the suction space 15 of the impeller 12 . In the blade area, the newly sucked-in gas stream 27 is combined with the gas ring stream 28 . For the streamlined inlet of the gas ring stream 28 , the end wall 25 of the impeller 12 has a bent inlet edge 34 , which is brought to a certain inner diameter D.

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat die Einlaufdüse 20 an ihrem dem Laufrad 12 zugewandten Ende einen trichter förmigen Übergang 21 mit Bogenprofil. Dieses Bogenprofil schließt sich übergangslos an die Trichterform der Einlaß öffnung 16 der Düse an. Der Radius R des Bogenprofils ist gleich oder etwas größer als der zehnte Teil des engsten Querschnittes der Einlaufdüse 20 mit dem Durchmesser d.As can be seen in particular from Fig. 3, the inlet nozzle 20 has at its end facing the impeller 12 a funnel-shaped transition 21 with an arc profile. This arc profile connects seamlessly to the funnel shape of the inlet opening 16 of the nozzle. The radius R of the arc profile is equal to or slightly larger than the tenth part of the narrowest cross section of the inlet nozzle 20 with the diameter d .

Der trichterförmige Übergang 21 hat ein speziell ausgebildetes Ende 22. Auf der dem Laufrad zugekehrten Seite ist eine Materialabtragung vorgenommen, die planparallel zur Laufradebene liegt und eine Zuschärfungsfase 56 ergibt. Somit ist das äußerste Ende 22 der Einlaufdüse eine scharfe Kante. Dieses äußerste Ende 22 des trichterförmigen Überganges 21 schließt mit einer durch den Mittelpunkt des Biegeradiuses R verlaufen den Vertikalebene 57 einen Bogenwinkel 58 ein, der gleich oder größer 75° ist. Der sich am äußersten Ende 22 der Einlaufdüse ergebende Durchmesser D′ ist nur geringfügig kleiner als die lichte Weite D der aufgebogenen Einlaßkante 34 an der Laufradstirnwand 25. Damit läßt sich die Einlaufdüse 20 durch die Ansaugöffnung des Laufrades hindurch einschieben. The funnel-shaped transition 21 has a specially designed end 22 . Material is removed on the side facing the impeller, which lies plane-parallel to the impeller plane and results in a sharpening chamfer 56 . Thus, the outermost end 22 of the inlet nozzle is a sharp edge. This outermost end 22 of the funnel-shaped transition 21 includes a pass through the center of the bending radius R to the vertical plane 57 an angle of arc 58 a, which is equal to or greater than 75 °. The resulting at the extreme end 22 of the inlet nozzle diameter ' is only slightly smaller than the inside width D of the bent inlet edge 34 on the impeller end wall 25th So that the inlet nozzle 20 can be inserted through the suction opening of the impeller.

Das äußerste Ende 22 der Einlaufdüse sitzt an einer ganz bestimmten Stelle in der Ansaugöffnung des Laufrades 12. Der von der aufgebogenen Einlaßkante 34 der Stirnwand 25 mit diesem äußersten Ende 22 gebildete Durchlaßspalt 26 darf einerseits nicht sehr groß werden, da dadurch der Gasringstrom 28 unnötig vergrößert würde, andererseits darf die Eintrittsrichtung 59 des Gasringstromes 28 nicht zu flach in Axialrichtung liegen, da dadurch eine Wirbelbildung im Schaufelbereich 17 sich verstärken würde. Beide Tendenzen beeinflussen den Wirkungsgrad des Gebläses nachteilig und vergrößern die Geräuschbildung.The outermost end 22 of the inlet nozzle sits at a specific point in the suction opening of the impeller 12 . The passage gap 26 formed by the bent-in inlet edge 34 of the end wall 25 with this outermost end 22 must not be very large on the one hand, since this would unnecessarily increase the gas ring flow 28 , and on the other hand the entry direction 59 of the gas ring flow 28 must not be too flat in the axial direction, as a result a vortex formation in the blade area 17 would increase. Both tendencies adversely affect the efficiency of the fan and increase the noise.

Ein Optimum dieser störenden Einflüsse ist erreicht, wenn die scharfe Kante 22 des Düsenendes in der Ebene der Außenfläche der Laufradstirnwand 25 angeordnet ist. Dabei ist berücksichtigt, daß bei einem dicken Stirnwandblech praktisch eine gering aufgebogene Einlaßkante 34 mit relativ großem Radius herstellbar ist, und bei einem dünnen Stirnwandblech eine etwas stärker aufgebogene Einlaßkante 34 mit etwas kleinerem Radius möglich ist. In beiden Fällen bestimmt der Bezug auf die Außenfläche der Laufradstirnwand 25 für die Positionierung der scharfen Kante 22 des Einlauf-Düsenendes die optimal erreichbaren Verhältnisse.An optimum of these disruptive influences is achieved when the sharp edge 22 of the nozzle end is arranged in the plane of the outer surface of the impeller end wall 25 . It is taken into account that with a thick end wall sheet, a slightly bent inlet edge 34 with a relatively large radius can be produced, and with a thin end wall sheet a somewhat more bent inlet edge 34 with a slightly smaller radius is possible. In both cases, the reference to the outer surface of the impeller end wall 25 for the positioning of the sharp edge 22 of the inlet nozzle end determines the optimally achievable conditions.

Im übrigen sind im Bereich des Eintrittes des Ringstromes die Laufradschaufeln 17 etwas abgerundet, so daß das Laufrad bei normal üblichem Lagerspiel - axial wie radial - nicht an der scharfen Kante 22 des Düsenendes anschlägt oder streift. Otherwise, the impeller blades 17 are somewhat rounded in the region of the entry of the ring flow, so that the impeller does not strike or graze against the sharp edge 22 of the nozzle end with normal bearing play - axially and radially.

Bezugszeichenliste 11 Gehäuse
12 Laufrad
14 Welle
15 Ansaugraum von 12
16 Einlaßöffnung
17 Schaufelbereich
18 Druckraum
20 Einlaufdüse
21 trichterförmiger Übergang
22 Düsenende
25 Stirnwand von 12
26 Durchlaßspalt
27 Ansaugstrom
28 Ringstrom
34 Einlaßkante von 25
56 Zuschärfungsfase
57 Vertikalebene
58 Bogenwinkel
59 Eintrittsrichtung von 28 11 housing
12 impeller
14 wave
15 suction chamber of 12
16 inlet opening
17 bucket area
18 pressure chamber
20 inlet nozzle
21 funnel-shaped transition
22 nozzle end
25 end wall of 12
26 passage gap
27 intake flow
28 ring current
34 inlet edge of 25
56 tightening phase
57 vertical plane
58 arc angle
59 Entry direction from 28

Claims

1. Radialgebläse zur Förderung von Gasen, dessen Gehäuse ein Laufrad mit radial um seinen zentralen Ansaugraum angeordneten Schaufeln, ferner eine mit diesem Ansaug raum ausgerichteten Einlaufdüse zur Gaszuführung auf der Saugseite und schließlich einen das Laufrad und die Einlaufdüse umgebenden Druckraum umfaßt, von dem ein die verdichteten Gase abführender Austrittsstutzen ausgeht, und daneben das Ende der Einlaufdüse einer seits in den Ansaugraum ragt und andererseits an der Stirnwand des Laufrades einen Durchlaßspalt für einen Gasringstrom zwischen dem Druckraum und dem Schaufel bereich des Laufrades freigibt, wobei das Ende der Einlaufdüse, die einen trichterförmigen Übergang mit Bogenprofil aufweist, um ein bestimmtes feststehendes Teilstück in den Ansaugraum des Laufrades hineinragt und das Laufrad vor dem Durchlaßspalt eine gegen die Strömungs richtung aufgebogenen Einlaßkante für den Gasringstrom aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen des trichterförmigen Übergangs (21) des Einlaufdüsen-Endes (22) gegenüber einer durch seinen Mittelpunkt verlaufenden Vertikalebene (57) einen Bogen winkel (58) größer/gleich 75° aufweist, das Einlaufdüsen-Ende (22) annähernd in der Stirnwandebene des Laufrads angeordnet ist und einen Außendurchmesser besitzt, der kleiner/gleich der lichten Weite der aufgebogenen Einlaßkante (34) des Laufrades (12) ausgebildet ist. 1. Radial blower for conveying gases, the housing of an impeller with radially arranged around its central suction space, further an inlet nozzle aligned with this suction for gas supply on the suction side and finally a pressure chamber surrounding the impeller and the inlet nozzle, of which one Compressed gas discharge outlet goes out, and next to it the end of the inlet nozzle on the one hand protrudes into the suction space and on the other hand on the end wall of the impeller a passage gap for a gas ring flow between the pressure chamber and the blade area of the impeller releases, the end of the inlet nozzle having a funnel-shaped Has transition with an arc profile, around a certain fixed section protrudes into the suction space of the impeller and the impeller in front of the passage gap has an inlet edge bent up against the flow direction for the gas ring flow, characterized in that the arc of the funnel-shaped transition ( 21 ) of the inlet nozzle end ( 22 ) with respect to a vertical plane ( 57 ) running through its center point has an arc angle ( 58 ) greater than or equal to 75 °, the inlet nozzle end ( 22 ) is arranged approximately in the end wall plane of the impeller and has an outer diameter has, which is less than / equal to the inside width of the bent inlet edge ( 34 ) of the impeller ( 12 ).

2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufdüsen-Ende (22) mit einer Zuschärfungsfase (56) versehen ist, die im wesentlichen in Radialrichtung weist.2. Radial fan according to claim 1, characterized in that the inlet nozzle end ( 22 ) is provided with a sharpening chamfer ( 56 ) which points substantially in the radial direction.

3. Radialgebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschärfungsfase (56) aus einer zur Laufradebene planparallelen Materialabtragung auf der dem Laufrad (12) zugekehrten Seite der Einlaufdüse (20) ausgebildet ist.3. Radial fan according to claim 2, characterized in that the sharpening chamfer ( 56 ) is formed from a material removal plane-parallel to the impeller plane on the side of the inlet nozzle ( 20 ) facing the impeller ( 12 ).

4. Radialgebläse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der Zuschärfungsfase (56) in der von der Außenfläche der Laufradstirnwand (25) bestimmten Ebene angeordnet ist.4. Radial fan according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the tip of the sharpening chamfer ( 56 ) is arranged in the plane determined by the outer surface of the impeller end wall ( 25 ).