EP2206929A1 - Gebläseeinheit mit einem freien radialen gebläserad - Google Patents
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- EP2206929A1 EP2206929A1 EP07872120A EP07872120A EP2206929A1 EP 2206929 A1 EP2206929 A1 EP 2206929A1 EP 07872120 A EP07872120 A EP 07872120A EP 07872120 A EP07872120 A EP 07872120A EP 2206929 A1 EP2206929 A1 EP 2206929A1
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- F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
Definitions
- the invention relates to a fan with a free radial fan wheel, which is provided in the field of fan design, mainly for use in low-noise duct fans.
- blower assemblies with free radial impellers are known, which are mainly intended for use in duct blowers.
- an impeller assembly with a free radial fan impeller of the RH ... G-type wherein this arrangement comprises a radial impeller and an input collector and the impeller has a main disk and a front windshield. There are blades between these discs arranged, which are inclined with respect to the direction of rotation to the rear.
- the input collector has a convergent input section and an output section. Its edge is disposed between the main disc and the input edge of the front windshield of the impeller and forms an annular recess.
- a duct fan which is equipped with an impeller assembly having a free radial impeller consisting of a main disk, a cover disk and blades, which inclined backwards and are arranged between these discs.
- a symmetrical input collector is provided with a curvilinear profile in the meridian section forming a gap which converges the radial impeller inwardly between the surfaces of the cover disc and the input collector (convergent).
- a vortex extinguisher may be configured to have at least one plate connected to the wall of the input collector.
- the technical problem to be solved by the invention is to improve the aerodynamic properties associated with a reduction in the noise level of the impeller and thus the duct fan.
- the technical result is an increase in output power associated with an increase in the static pressure of the impeller assembly.
- the technical result is also a decrease in the noise level at the inlet of the duct fan equipped with the fan wheel assembly according to the invention.
- the impeller assembly having a free impeller as in the closest analog [1] has a radial impeller and an input collector.
- the radial impeller comprises a main disk and a front windshield with blades disposed between these disks and inclined rearwardly with respect to the axis of rotation.
- the input collector the edge of which is disposed between the main disk and the input edge of the front windshield of the fan wheel to form an annular gap, has a convergent input portion and an output portion.
- the input collector with an additional section provided between the input portion and the output portion with an area which is connected to the surfaces of the input portion and the output portion of the input collector and having a generatrix of low curvature.
- the length of the additional portion is not less than 0.04 of the diameter of a circle circumscribed by the ends of the blades of the impeller.
- a vortex extinguisher is arranged in front of the annular gap.
- the impeller assembly with a free radial impeller is characterized by an additional portion provided with a cylindrical inner surface.
- the impeller assembly having a free radial impeller is characterized by a vortex extinguisher formed by at least one plate connected to the outer walls of the collector.
- the impeller assembly having a free radial impeller is characterized by an annular gap in the meridian section that converges within the radial impeller.
- each impeller of the impeller is provided with a slat disposed between the joint of the impeller on the surface of the front windshield and the axis of rotation of the impeller.
- the straight line connecting the rotation axis with a cam of the slat does not exceed the portion bounded by rays within a range of ⁇ 0.05 of the angular step of the blades with respect to the straight line connecting the axis of rotation of the impeller and the abutment point of the front edge of the blade, which follows in the direction of rotation of the surface of the front windshield.
- the impeller assembly with a free radial impeller is characterized in that a side edge of the slat of the blade of the impeller is disposed at an acute angle to the front edge of the slat.
- the impeller assembly with a free radial impeller is characterized in that the front end edge of the vane of the impeller formed in the section is perpendicular to the axis of rotation of the impeller, along a circular arc.
- the impeller assembly with a free radial impeller is characterized in that the diameter of the front windshield is 1.1 ... 1.2 and the diameter of the main pulley is 1.05 ... 1.15 the diameter of a circle passing through the ends the blades of the fan wheel is circumscribed.
- a non-diverging channel is formed in the meridian plane between the generatrices of the front windshield and the main disk in the direction from the axis of rotation to the ends of the blades of the impeller.
- the impeller assembly having a free radial impeller is characterized in that the width of the impeller at the exit of the impeller is not less than 0.25 of the diameter of a circle circumscribed by the ends of the blades of the impeller.
- the impeller assembly having a free radial impeller is characterized in that the impeller is provided with at least one ring interconnecting the side edges of the vanes of the vanes.
- An impeller assembly having a free radial impeller as in the closest analog and in the FIGS. 1 to 3 has a radial impeller 1 and an input collector 2, which are connected to each other by means of a carrier (not shown) or in a housing of a channel blower (not shown).
- the radial impeller 1 has a front windshield 3 and a main disk 4, wherein blades 5 are arranged between these disks.
- the impeller 1 is equipped with means for connection to a power drive (not shown) which serves to rotate the radial impeller 1 about its axis 6.
- the blades 5 are inclined rearwardly with respect to the direction of rotation of the radial impeller 1 ( Fig. 2 ).
- the inlet 7 of the air flow into the radial impeller 1 is arranged in the plane which passes through the input edge 8 of the front windshield 3 (FIG. Fig. 3 ) is formed.
- the outlet 9 of the air flow from the radial impeller 1 lies between the outer edges 10 and 11 of the front windshield 3 and the main disk 4 (FIG. Fig. 1 ).
- the input collector 2 comprises a convergent input section 12 and an output section 13.
- the edge 12 of the output section 13 is, as in FIGS FIGS. 1 and 3 shown between the main disk 4 and the input edge 8 of the front windshield 3 of the radial impeller 1 to form an annular gap 15 (FIG. Fig. 3 ) arranged.
- the claimed impeller assembly in addition to the means used in the closest analog, has an additional portion 16 (FIG. FIGS. 4, 5 and 6 ) disposed between the convergent input section 12 and the output section 13. Its surface is connected to the surfaces of the input section and the output section of the input collector.
- the length L u, k of the auxiliary portion 16 of the input collector 2 is not less than 0.04 of the diameter D of the impeller 1, which is equal to the diameter of a circle circumscribed by the ends 17 of the blades 5 during the rotation of the impeller 1 : L u, k / D ⁇ 0.04.
- annular gap 15 is formed such that the radial impeller converges inwardly, that is, the gap is convergent.
- a vortex extinguisher is arranged, which may be in the form of at least one plate 18, the side edges thereof with the walls of the input collector 2 (FIG. FIGS. 4, 5 ), while the trailing edge 19 in front of the annular gap 15 (FIG. Fig. 6 ) is arranged.
- the radial impeller 1 can be provided with an enlarged front windshield 20 and with an enlarged main pulley 21 ( Fig. 5 ).
- the blades 5 of the radial impeller 1 can be equipped with a main portion 22, the front front edge 23 abuts the front windshield 3, and with a portion which is arranged closer to the axis 6 of the radial impeller 1 and hereinafter referred to as "slat" 24th ( FIGS. 4, 5, 7 . 8th ) referred to as.
- the main section 22 and the slat 24 (FIG. FIGS. 7 . 8th ) of the blade 5 can be formed in one piece, for example, from a piece of sheet metal ( Fig. 9 ) or in the form of an aerodynamic profile (not shown) or as a composite part ( Fig. 10 ) in such a manner that the slat 24 is attached to the main portion 22 of the blade 5.
- the front front edge 25 of the slat 24 can be arranged in the range of the angle of ⁇ 10 ° to the plane which is perpendicular to the axis of rotation 6 of the impeller 1.
- the side edge 26 may be at an acute angle to the front edge 25 (FIG. Fig. 8 ), wherein the side edge 26 and the front edge 25 are connected to each other by means of a free curve piece, for example a circular arc, which forms a cam 27 of the slat 24.
- the front front edge 25 of the slat 24 in the projection from the plane which is perpendicular to the axis of rotation 6 of the impeller 1 is curvilinear and extends, for example along a circular arc ( FIGS. 7 . 9, 10 ).
- the side edge 26 of the slat 24 can be executed with a local radius R SE , which in the course of the front edge 22 (FIG. Fig. 8 ) increases to the outside.
- the radial impeller 1 of the impeller assembly 1 ( FIGS. 4, 5 ) has not less than six vanes 5, the width H , which corresponds to the distance between the front windshield 3 and the main disc 4 at the location of their overlap with the ends of the blades 5 at the output of the impeller 1, 0.25 ...
- the surface of the main portion 22 and the surface of the slat 24 of the blades 5 which encounter them are provided with a single cam or double cam ( Fig. 7 ) Mistake.
- the main portion 22 of the blade 5 may be formed flat.
- the slat 24 abuts on this main portion in the portion which is perpendicular to the axis of rotation 6 of the impeller 1 in the form of a circular arc, wherein the front edge 25 and the side edge 26 of the slat 24 are interconnected along the circumference.
- the side edge 26 is provided with a local radius R SE which is not less than 0.5D and close to the front edge 25 is located and parallel to the axis of rotation 6 of the impeller 1 (ie equal to endless) close to the main disk 4 ( FIGS. 4, 5 . 8th ) runs.
- the radial impeller 1 In the case where the radial impeller 1 is provided with enlarged front face plate 20 and enlarged rear plate 21, their diameters are equal to (1.1 to 1.2) D and (1.05 to 1.15, respectively ). D, s. the Figures 5 . 11 , In the meridian section between the generatrices of the front windshield 20 and the main disk 21 in the direction from the axis of rotation 6 to the ends 17 of the blades 5 of the impeller is a non-diverging channel ( Fig. 5 ) educated.
- the equipment of the input collector 2 with an additional portion 16, whose inner surface has a weak curve 1 / R u, k ⁇ O and is combined with surfaces of the convergent input portion 12, ensures alignment along the cross section of the collector 2 of a velocity profile in front of the edge 14 the output section 13 of the input collector 2 and for a uniform flow at the inlet 7 to the radial impeller 1 and on the surface of the front windshield 3 (or 20) of the impeller 1.
- the arrangement of the additional portion 16 of the input collector 2 increases the coefficient of the static pressure ⁇ S.
- a vortex extinguisher which is embodied, for example, in the form of a plate 18 with a trailing edge 19 arranged in front of the annular gap 15, ensures interruption of the annular flow occurring at the output surfaces of the rotating front-face disk 3 and the stationary input collector 2 is formed. As a result, the value of the static component of the total pressure before the annular gap 15 is increased.
- the impeller assemblies were installed in a similar in-stock casing of a duct fan equipped with sound absorbing Walls was provided with a cross-sectional area S K of the channel, which exceeded the area S PK of the impeller 1 by not less than 2.4 times ( S K / S PK ⁇ 2.4 ), in a portion which is the axis of rotation. 6 the impeller 1 was vertical.
- Fig. 16 shows and gives a more intense increase in the values of the coefficient of static pressure ⁇ S (CD ) of a channel blower with a vortex extinguisher.
- the intensity of increasing the static pressure coefficient ⁇ S (CD) is decided higher than in the case where the relative length is L u, k / D ⁇ 0.04D , and lower than in the case where the relative length L u, k / D is 0.04D .
- the relative length of the additional portion 16 of the input collector 2 L u, k / D ⁇ 0.04 is an essential feature of the present invention.
- the presence of a vortex extinguisher, the vane 5 of the recommended shape with the vane 24 and the auxiliary portion 16 on the input collector 2 having a relative length L u, k / D ⁇ 0.04, provide essential features for achieving a technical Result for the decrease of the noise level at the entrance of the channel blower, which is equipped with the claimed impeller assembly.
- the design of the impeller assembly with an impeller provided with enlarged disks 20, 21 provides an increase in the coefficient of static pressure of the impeller 1 and, consequently, an improvement in the duct fan with the claimed impeller assembly.
- connection of the side edges 26 of the vanes 24 of the blades 5 by means of the ring 28 increases the rigidity of the impeller and prevents deformation of the blades 5 in the case of a high rotational speed.
- similar rings are secured to the side edges 26 and also to the ends 17 of the blades 5.
- the impeller assembly with a free impeller presented in the description of the present invention can be installed in duct and radial fans in helical housings and in pressure pumps. Through the disclosure of the invention, the impeller assembly can be designed and manufactured in specialized equipment. The impeller assembly with a free radial impeller meets the requirement "commercially applicable" for patentability.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Gebläse mit einem freien radialen Gebläserad, das auf dem Gebiet der Gebläsekonstruktion, hauptsächlich zur Verwendung in Kanalgebläsen mit einem geringen Geräuschpegel, vorgesehen ist.
- Als Stand der Technik sind Gebläseanordnungen mit freien radialen Gebläserädern bekannt, die hauptsächlich zur Verwendung in Kanalgebläsen vorgesehen sind.
- Im Katalog "Centrifugal fans with asynchronous external rotor motor", 11.2004, Ziehl-Abegg, Seiten 9/1 bis 9/23, [1], ist eine Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad vom RH...G-Typ offenbart, wobei diese Anordnung ein radiales Gebläserad und einen Eingangskollektor sowie das Gebläserad eine Hauptscheibe und eine Vorderfrontscheibe aufweist. Dabei sind Schaufeln zwischen diesen Scheiben angeordnet, die in Bezug auf die Drehrichtung nach rückwärts geneigt sind. Der Eingangskollektor weist einen konvergenten Eingangsabschnitt und einen Ausgangsabschnitt auf. Seine Kante ist zwischen der Hauptscheibe und der Eingangskante der Vorderfrontscheibe des Gebläserads angeordnet und bildet eine ringförmige Vertiefung.
- Die ausgeführten aerodynamischen und akustischen Prüfungen der Gebläseradanordnung mit dem Gebläserad RH31G-4DK.0F/1R (mit einem elektrischen Motor und einem Kollektor zusammengebaut), dessen Druck- und Schall-Kennlinien auf S. 9/7 des Katalogs [1] aufgeführt sind, zeigen, dass es möglich war, die Druckkennlinien der Gebläseradanordnung mit dem Gebläserad des genannten Typs im Teil des Ausgangsleistungsanstiegs wesentlich zu verbessern. Dabei wurde der vom Gebläserad erzeugte statische Druck durch eine Änderung des Eingangskollektors und der Schaufeln des Gebläserads erhöht. Neben der Verbesserung der Druckeigenschaften nahm der Geräuschpegel am Eingang des Gebläsekanals mit dieser Gebläseradanordnung ab.
- In der Beschreibung des Patents RF
2287091 - In der Erfindung [2] ist gezeigt, dass das Vorhandensein eines Wirbellöschers den Koeffizienten des statischen Drucks erhöht. Es gibt aber keine Information über die Wirkung der Form des Eingangskollektors auf die Druckeigenschaften des Kanalgebläses mit einer solchen Gebläseradanordnung.
- Die im Katalog [1] dargestellte Gebläseradanordnung wird der vorliegenden Erfindung als das am nächsten kommende Analogon angesehen.
- Das durch die Erfindung zu lösende technische Problem besteht in der Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften verbunden mit einer Verminderung des Geräuschpegels des Gebläserads und damit des Kanalgebläses.
- Das technische Ergebnis ist eine Erhöhung der Ausgangsleistung verbunden mit einer Erhöhung des statischen Drucks der Gebläseradanordnung.
- Das technische Ergebnis besteht auch in einer Abnahme des Geräuschpegels am Eingang des Kanalgebläses, das mit der Gebläseradanordnung gemäß der Erfindung ausgestattet ist.
- Das gestellte technische Problem wird dadurch gelöst, dass die Erfindung mit dem folgenden Merkmalsatz durchgeführt wird, der für das Erreichen der beanspruchten technischen Ergebnisse wichtig ist.
- Die Gebläseradanordnung mit einem freien Gebläserad wie in dem nächstkommenden Analogon [1] weist ein radiales Gebläserad und einen Eingangskollektor auf. Das radiale Gebläserad umfasst eine Hauptscheibe und eine Vorderfrontscheibe, wobei Schaufeln zwischen diesen Scheiben angeordnet und in Bezug auf die Drehachse rückwärts geneigt sind. Der Eingangskollektor, dessen Kante zwischen der Hauptscheibe und der Eingangskante der Vorderfrontscheibe des Gebläserads unter Bildung eines ringförmigen Spalts angeordnet ist, weist einen konvergenten Eingangsabschnitt und einen Ausgangsabschnitt auf. Im Gegensatz zum nächstkommenden Analogon [1] ist jedoch der Eingangskollektor mit einem Zusatzabschnitt ausgestattet, der zwischen dem Eingangsabschnitt und dem Ausgangsabschnitt mit einer Fläche versehen ist, die mit den Flächen des Eingangsabschnitts und des Ausgangsabschnitts des Eingangskollektors verbunden ist und die eine Generatrix mit schwacher Krümmung aufweist. Dabei ist die Länge des Zusatzabschnitts nicht weniger als 0,04 des Durchmessers eines Kreises, der durch die Enden der Schaufeln des Gebläserads umschrieben wird. Vor dem ringförmigen Spalt ist ein Wirbellöscher angeordnet.
- Die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad ist durch einen Zusatzabschnitt gekennzeichnet, der mit einer zylindrischen Innenfläche versehen ist.
- Die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad ist durch einen Wirbellöscher gekennzeichnet, der durch mindestens eine Platte gebildet ist, die mit den Außenwänden des Kollektors verbunden ist.
- Die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad ist durch einen ringförmigen im Meridianabschnitt befindlichen Spalt gekennzeichnet, der innerhalb des radialen Gebläserads zusammenläuft.
- Die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaufel des Gebläserads mit einem Vorflügel ausgestattet ist, der zwischen der Stoßstelle der Schaufel an der Fläche der Vorderfrontscheibe und der Drehachse des Gebläserads angeordnet ist. Dabei überschreitet in der Projektion der senkrecht zur Drehachse des Gebläserads stehenden Ebene die gerade Linie, die die Drehachse mit einem Nocken des Vorflügels verbindet, nicht den Abschnitt, der durch Strahlen begrenzt wird, die innerhalb eines Bereichs von ±0,05 des Winkelschritts der Schaufeln in Bezug auf die gerade Linie vorhanden sind, die die Drehachse des Gebläserads und die Anstoßstelle der Vorderfrontkante der Schaufel verbindet, die in Drehrichtung der Fläche der Vorderfrontscheibe folgt.
- Die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenkante des Vorflügels der Schaufel des Gebläserads unter einem spitzen Winkel zur Vorderfrontkante des Vorflügels angeordnet ist.
- Diesbezüglich ist die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad dadurch gekennzeichnet, dass die im Abschnitt gebildete Vorderfrontkante des Vorflügels der Schaufel des Gebläserads senkrecht zur Drehachse des Gebläserads steht, längs eines Kreisbogens.
- Außerdem ist die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Vorderfrontscheibe 1,1...1,2 und der Durchmesser der Hauptscheibe 1,05...1,15 des Durchmessers eines Kreises beträgt, der durch die Enden der Schaufeln des Gebläserads umschrieben wird. Dabei wird ein nicht auseinander gehender Kanal in der Meridianebene zwischen den Generatrizen der Vorderfrontscheibe und der Hauptscheibe in Richtung von der Drehachse zu den Enden der Schaufeln des Gebläserads gebildet.
- Die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad ist dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schaufel am Ausgang des Gebläserads nicht weniger als 0,25 des Durchmessers eines Kreises beträgt, der durch die Enden der Schaufeln des Gebläserads umschrieben wird.
- Die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläserad mit mindestens einem Ring versehen ist, der die Seitenkanten der Vorflügel der Schaufeln miteinander verbindet.
- Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen für eine Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad näher erläutert. Es zeigen:
-
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Gebläseradanordnung, die das nächstkommende Analogon darstellt, -
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A inFig.1 , -
Fig. 3 eine Vergrößerung der Einzelheit B inFig. 1 , -
Fig. 4 einen Längsschnitt der Gebläseradanordnung gemäß der Erfindung, -
Fig. 5 einen Längsschnitt der Gebläseradanordnung gemäß der Erfindung mit einem radialen Gebläserad, das eine vergrößerte Vorderfrontscheibe und eine vergrößerte Hauptscheibe aufweist, -
Fig. 6 eine Vergrößerung der in denFiguren 4 und 5 dargestellten Einzelheit C, -
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie D-D inFig. 4 , -
Fig. 8 eine Seitenansicht einer Schaufel, -
Fig. 9 eine Ansicht in Richtung E inFig. 8 , -
Fig. 10 eine Ansicht einer zusammengesetzten Schaufel in Richtung E inFig. 8 , -
Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie F-F inFig. 5 in der bevorzugten Ausführung der Gebläseradanordnung, -
Fig. 12 ein Fragment eines Gebläserads mit Schaufeln, die sich in einem Bereich mit zulässigen Abweichungen des Winkelschritts befinden, -
Fig. 13 die Druckkennlinie ψ S =F(ϕ) eines Gebläses mit einer Gebläseradanordnung in verschiedenen Ausführungen, -
Fig. 14 die Druckkennlinie ψ S =F(ϕ) eines Gebläses mit einer Gebläseradanordnung mit verschiedenen Längen eines Zusatzabschnitts des Kollektors, -
Fig. 15 das Diagramm ψ S=F(L u,k /D), worin ϕ=const im Fall der Verwendung einer Gebläseradanordnung ohne einen Wirbellöscher in einem Kanalgebläse ist, -
Fig. 16 das Diagramm ψS(C-D) =F(L/D), worin ϕ=const im Fall der Verwendung einer Gebläseradanordnung mit einem Wirbellöscher in einem Kanalgebläse ist, -
Fig. 17 das Diagramm Δ ψ S = ψ S(B-I)- ψS=F((L u,k /D), worin ϕ=const ist, -
Fig. 18 das Diagramm LP=F(f) eines Schmalbandspektrums von Pegeln des Geräuschdrucks am Eingang des Kanalgebläses mit einer Gebläseradanordnung, die das nächstkommende Analogon ist, und mit einer Gebläseradanordnung, die mit Vorflügeln und einem Wirbellöscher ausgerüstet ist, -
Fig. 19 das Diagramm LW =F(f) des Oktavspektrums der Pegel der Geräuschleistung am Eingang des Kanalgebläses mit der Gebläseradanordnung des nächstkommenden Analogons und mit der Gebläseradanordnung, die mit Vorflügeln und einem Wirbellöschers ausgestattet ist, -
Fig. 20 das Diagramm LP=F(f) des Schmalbandspektrums von Pegeln des Geräuschdrucks unter den Bedingungen der Maximalausgangsleistung am Eingang des Kanalgebläses mit der Gebläseradanordnung des nächstkommenden Analogons und mit der Gebläseradanordnung gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung, -
Fig. 21 das Diagramm LP=F(f) des Schmalbandspektrums von Pegeln des Geräuschdrucks unter den Bedingungen einer mittleren Ausgangsleistung am Eingang des Kanalgebläses mit der Gebläseradanordnung des nächstkommenden Analogons und mit der Gebläseradanordnung gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung, -
Fig. 22 das Diagramm LW=F(f) des Oktavspektrums der Pegel der Geräuschleistung unter den Bedingungen der Maximalausgangsleistung am Eingang des Kanalgebläses mit der Gebläseradanordnung des nächstkommenden Analogons und mit der Gebläseradanordnung gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung, -
Fig. 23 das Diagramm LW=F(f) des Oktavspektrums der Pegel der Geräuschleistung unter den Bedingungen einer mittleren Ausgangsleistung am Eingang des Kanalgebläses mit der Gebläseradanordnung des nächstkommenden Analogons und mit der Gebläseradanordnung gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung. - Eine Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad, wie sie im nächstkommenden Analogon und in den
Figuren 1 bis 3 dargestellt ist, weist ein radiales Gebläserad 1 und einen Eingangskollektor 2 auf, die miteinander mittels eines Trägers (nicht gezeigt) oder in einem Gehäuse eines Kanalgebläses (nicht gezeigt) verbunden sind. Das radiale Gebläserad 1 weist eine Vorderfrontscheibe 3 und eine Hauptscheibe 4 auf, wobei Schaufeln 5 zwischen diesen Scheiben angeordnet sind. - Das Gebläserad 1 ist mit Mitteln zur Verbindung mit einem Leistungsantrieb (nicht gezeigt) ausgerüstet, der zur Drehung des radialen Gebläserads1 um dessen Achse 6 dient.
- Die Schaufeln 5 sind nach rückwärts in Bezug auf die Drehrichtung des radialen Gebläserads 1 geneigt (
Fig. 2 ). Der Eingang 7 des Luftstroms in das radiale Gebläserad 1 ist in derjenigen Ebene angeordnet, die durch die Eingangskante 8 der Vorderfrontscheibe 3 (Fig. 3 ) gebildet ist. Der Ausgang 9 des Luftstroms vom radialen Gebläserad 1 liegt zwischen den Außenkanten 10 und 11 der Vorderfrontscheibe 3 bzw. der Hauptscheibe 4 (Fig. 1 ). Der Eingangskollektor 2 umfasst einen konvergenten Eingangsabschnitt 12 und einen Ausgangsabschnitt 13. - Die Kante 12 des Ausgangsabschnitts 13 ist, wie in den
Figuren 1 und 3 gezeigt, zwischen der Hauptscheibe 4 und der Eingangskante 8 der Vorderfrontscheibe 3 des radialen Gebläserads 1 unter Bildung eines ringförmigen Spalts 15 (Fig. 3 ) angeordnet. - Die beanspruchte Gebläseradanordnung weist zusätzlich zu den Mitteln, die beim nächstkommenden Analogon verwendet werden, einen Zusatzabschnitt 16 (
Figuren 4, 5 und 6 ) auf, der zwischen dem konvergenten Eingangsabschnitt 12 und dem Ausgangsabschnitt 13 angeordnet ist. Seine Fläche ist mit den Flächen des Eingangsabschnitts und des Ausgangsabschnitts des Eingangskollektors verbunden. Die Generatrix der Innenfläche des Zusatzabschnitts 16 kann mit einer schwachen Kurve 1/R u, k→0, die eine zylindrische umfasst, ausgebildet sein, bei der 1/Ru,k=0 ist. Die Länge Lu,k des Zusatzabschnitts 16 des Eingangskollektors 2 beträgt nicht weniger als 0,04 des Durchmessers D des Gebläserads 1, der gleich dem Durchmesser eines Kreises ist, der durch die Enden 17 der Schaufeln 5 während der Drehung des Gebläserads 1 umschrieben wird: Lu,k /D≥0,04. - Der in
Fig. 6 gezeigte ringförmige Spalt 15 ist derart ausgebildet, dass das radiale Gebläserad nach innen zusammenläuft, d.h. der Spalt ist konvergent. Vor dem ringförmigen Spalt 15 ist ein Wirbellöscher angeordnet, der in Form von mindestens einer Platte 18 ausgebildet sein kann, deren Seitenkanten mit den Wänden des Eingangskollektors 2 (Figuren 4, 5 ) verbunden sind, während die Hinterkante 19 vor dem ringförmigen Spalt 15 (Fig. 6 ) angeordnet ist. - Das radiale Gebläserad 1 kann mit einer vergrößerten Vorderfrontscheibe 20 und mit einer vergrößerten Hauptscheibe 21 versehen werden (
Fig. 5 ). Die Schaufeln 5 des radialen Gebläserads 1 können mit einem Hauptabschnitt 22, dessen Vorderfrontkante 23 auf die Vorderfrontscheibe 3 stößt, und mit einem Abschnitt ausgerüstet werden, der näher an der Achse 6 des radialen Gebläserads 1 angeordnet ist und der im Folgenden als "Vorflügel" 24 (Figuren 4, 5, 7 ,8 ) bezeichnet wird. Der Hauptabschnitt 22 und der Vorflügel 24 (Figuren 7 ,8 ) der Schaufel 5 können einstückig ausgebildet werden, beispielsweise aus einem Blechstück (Fig. 9 ) oder in Form eines aerodynamischen Profils (nicht gezeigt) oder auch als zusammengesetztes Teil (Fig. 10 ) in der Weise, dass der Vorflügel 24 am Hauptabschnitt 22 der Schaufel 5 befestigt ist. - Die Vorderfrontkante 25 des Vorflügels 24 kann im Bereich der Winkel von ±10° zu derjenigen Ebene angeordnet werden, die senkrecht auf der Drehachse 6 des Gebläserads 1 steht. Die Seitenkante 26 kann einen spitzen Winkel zur Vorderfrontkante 25 (
Fig. 8 ) aufweisen, wobei die Seitenkante 26 und die Vorderfrontkante 25 miteinander mittels eines freien Kurvenstücks, beispielsweise eines Kreisbogens, der einen Nocken 27 des Vorflügels 24 bildet, verbunden sind. Die Vorderfrontkante 25 des Vorflügels 24 in der Projektion von der Ebene, die senkrecht zur Drehachse 6 des Gebläserads 1 steht, ist krummlinig und verläuft beispielsweise längs eines Kreisbogens (Figuren 7 ,9, 10 ). Die Seitenkante 26 des Vorflügels 24 kann mit einem örtlichen Radius RSE ausgeführt werden, der im Verlauf der Vorderfrontkante 22 (Fig. 8 ) nach außen zunimmt. - Um die Festigkeit der Vorflügel 24 der Schaufeln 5 zu erhöhen, können die Seitenkanten 26 des Vorflügels 24 mittels eines Rings 28 (
Fig. 5 ) verbunden werden. Ähnliche Ringe können an den Enden 17 der Schaufeln 5 und auch zusätzlich zu dem bereits befestigten Ring 28 an den Seitenkanten 26 eines Vorflügels 23 (nicht gezeigt) angeordnet sein. - Bei der bevorzugten Ausführung ist der Zusatzabschnitt 16 des Eingangskollektors 2 mit einer zylindrischen Innenfläche (1/Ru,k =0) und mit einer relativen Länge innerhalb eines Bereichs von Lu,k /D=0,04...006 ausgebildet. Das radiale Gebläserad 1 der Gebläseradanordnung 1 (
Figuren 4, 5 ) weist nicht weniger als sechs Schaufeln 5 auf, deren Breite H, die jeweils dem Abstand zwischen der Vorderfrontscheibe 3 und der Hauptscheibe 4 am Ort ihrer Überschneidung mit den Enden der Schaufeln 5 am Ausgang des Gebläserads 1 entspricht, 0,25...0,37 des Durchmessers D eines Kreises beträgt, der durch die Enden 17 der Schaufeln 5 des Gebläserads 1 umschrieben wird: 1/Ru,k=0 , Lu,k /D=0,04...0,8, H=(0,25...0,37)D. - In dem Fall, in dem das Gebläserad 1 mit 6...10 Schaufeln ausgerüstet ist, sind die Fläche des Hauptabschnitts 22 und die Fläche des Vorflügels 24 der Schaufeln 5, die auf diese stoßen, mit einem einzelnen Kurvenstück oder Doppelkurvenstück (
Fig. 7 ) versehen. In dem Fall, in dem das Gebläserad mit mehr als elf Schaufeln 5 (Figuren 9, 11 ) ausgerüstet ist, kann der Hauptabschnitt 22 der Schaufel 5 flach ausgebildet sein. Der Vorflügel 24 stößt an diesen Hauptabschnitt in dem Abschnitt, der senkrecht zur Drehachse 6 des Gebläserads 1 steht, in Form eines Kreisbogens an, wobei die Vorderfrontkante 25 und die Seitenkante 26 des Vorflügels 24 miteinander längs des Umfangs verbunden sind. Die Seitenkante 26 ist dabei mit einem örtlichen Radius RSE versehen, der nicht weniger als 0,5D beträgt und nahe bei der Vorderfrontkante 25 liegt und der parallel zur Drehachse 6 des Gebläserads 1 (d. h. gleich endlos) nahe bei der Hauptscheibe 4 (Figuren 4, 5 ,8 ) verläuft. - In der Projektion der senkrecht zur Drehachse 6 des Gebläserads 1 stehenden Ebene überschreitet die gerade Linie, die die Drehachse 6 des Gebläserads 1 mit dem Nocken 27 des Vorflügels 24 verbindet, nicht den Abschnitt, der durch Strahlen begrenzt wird, die in einem Bereich von Δt=±0,05 des Winkelschritts t in Bezug auf die gerade Linie liegen, die Drehachse 6 des Gebläserads mit einer Anstoßstelle 29 der Vorderfrontkante der Schaufel 5A verbindet, der Drehrichtung der Vorderfrontscheibe 3 folgt oder die auf der geraden Linie liegt (
Fig. 12 ). In dem Fall, in dem das radiale Gebläserad 1 mit vergrößerter Vorderfrontscheibe 20 und vergrößerter Hinterscheibe 21 ausgestattet ist, sind deren Durchmesser gleich (1,1...1,2)D bzw. (1,05...1,15)D, s. dieFiguren 5 ,11 . Im Meridianabschnitt zwischen den Generatrizen der Vorderfrontscheibe 20 und der Hauptscheibe 21 in Richtung von der Drehachse 6 zu den Enden 17 der Schaufeln 5 des Gebläserads ist ein nicht auseinander laufender Kanal (Fig. 5 ) gebildet. - In dem Fall, in dem das Gebläserad 1 mit elf und mehr Schaufeln 5 ausgestattet ist, muss der Hauptabschnitt 22 der Schaufeln 5 flach mit einer geradlinigen Vorderfrontkante 23 ausgebildet werden. Die Generatrix der Vorderfrontscheibe 3 am Anstoßabschnitt der Vorderfrontkante 23 des Hauptabschnitts 22 der Schaufel 5 (
Fig. 5 ) ist in Übereinstimmung mit folgenden Gleichungen ausgeführt:
worin - z=Z/D
- eine relative Koordinate ist, die längs der Drehachse 6 des radialen Gebläserads 1 in Richtung von der Hauptscheibe 4 zum Eingang 7 des Gebläserads 1 gerichtet ist,
- x=X/D
- eine relative Koordinate ist, die senkrecht zur Drehachse 6 des radia- len Gebläserads 1 steht,
- y= Y/D
- eine relative Koordinate ist, die senkrecht zur Achse 0Z und Achse 0X steht,
- r=R/D
- ein relativer laufender Radius des Gebläserads 1 ist,
- R
- der laufende Radius des Gebläserads 1 ist,
- X, Y, Z
- die laufenden Koordinaten sind,
- D
- der Durchmesser des radialen Gebläserads 1 ist, der gleich dem Um- fangsdurchmesser ist, der durch die Enden 17 der Schaufeln 5 wäh- rend deren Drehung umschrieben wird.
- Die Ausstattung des Eingangskollektors 2 mit einem Zusatzabschnitt 16, dessen Innenfläche eine schwache Kurve 1/Ru,k→O aufweist und mit Flächen des konvergenten Eingangsabschnitts 12 vereinigt ist, sorgt für die Ausrichtung längs des Querschnitts des Kollektors 2 eines Geschwindigkeitsprofils vor der Kante 14 des Ausgangsabschnitts 13 des Eingangskollektors 2 und für eine gleichmäßige Strömung am Eingang 7 zum radialen Gebläserad 1 und auf der Fläche der Vorderfrontscheibe 3 (oder 20) des Gebläserads 1. Insgesamt erhöht die Anordnung des Zusatzabschnitts 16 des Eingangskollektors 2 den Koeffizienten des statischen Drucks ψ S (der gleich der Beziehung des statischen Drucks PSV aus dem Produkt der Luftdichte ρ und dem Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit u der Schaufel des Gebläserads ψ S=2Psv/ρu2 ist) im Fall der Abwesenheit eines Wirbellöschers.
- Die Anordnung eines Wirbellöschers, der beispielsweise in Form einer Platte 18 mit einer vor dem ringförmigen Spalt 15 angeordneten Hinterkante 19 ausgeführt ist, sorgt für eine Unterbrechung der ringförmigen Strömung, die an den Ausgangsflächen der sich drehenden Vorderfrontscheibe 3 und dem stationären Eingangskollektor 2 gebildet wird. Im Ergebnis wird der Wert des statischen Bestandteils des Gesamtdrucks vor dem ringförmigen Spalt 15 erhöht.
- Dadurch wird der Impuls der ringförmigen Strömung, die aus dem ringförmigen Spalt 15 zur Innenfläche der Vorderfrontscheibe 3 strömt, erhöht. Der ausgeblasene Luftstrom verzögert die Strömungstrennung von der Innenfläche der Vorderfrontscheibe 3, wodurch die Breite H der Schaufeln 5 auf einen Wert von H=(0,25...0,37)D erhöht werden kann. Das Vorsehen des ringförmigen Spalts 15, der das radiale Gebläserad nach innen zusammenlaufen lässt (d.h. konvergent ist), fördert ebenfalls die Erhöhung des Impulses der ringförmigen Strömung.
- Das Vorstehende wird experimentell bestätigt und in Diagrammen der
Figuren 13 ...23 gezeigt. In diesen Diagrammen ist die Gebläseradanordnung, die als nächstkommendes Analogon [1] mit dem Gebläserad RH31G-4DK.0F/1R vorausgesetzt wurde, das mit einem elektrischen Motor mit einem Außenrotor und einem Eingangskollektor zusammengebaut wurde, als Basis genommen worden. Bei der Gebläseradanordnung waren ferner die Schaufeln 5 des Gebläserads 1 dadurch verbessert, dass der Vorflügel 24 in der inFig. 8 gezeigten Form ausgeführt war. Ferner war ein Wirbellöscher in Form von vier Platten 18 installiert. Ein Zusatzabschnitt 16 war zwischen dem konvergenten Eingangsabschnitt 12 und dem Ausgangsabschnitt 13 des Eingangskollektors 2 mit verschiedenen Längen Lu,k /D=0,032, 0,065 und 0,097 und mit einer zylindrischen Innenfläche (1/Ruk =∞) angeordnet, die mit den Flächen des konvergenten Eingangsabschnitts 12 und des Ausgangsabschnitts 13 des Eingangskollektors 2 verbunden war. - Die Gebläseradanordnung [1] mit einem Eingangskollektor 2 und dem in
Fig. 8 gezeigten Vorflügel 24 entspricht der nullrelativen Länge (Lu,k /D=0) des Zusatzabschnitts 16 des Eingangskollektors 2. Um die aerodynamischen und akustischen Eigenschaften zu analysieren, wurden die Gebläseradanordnungen in ein ähnliches vorrätiges Gehäuse eines Kanalgebläses eingebaut, das mit geräuschabsorbierenden Wänden mit einer Querschnittsfläche SK des Kanals versehen war, die die Fläche SPK des Gebläserads 1 um nicht weniger als das 2,4fache (SK /SPK ≥2,4) übertraf, und zwar in einem Abschnitt, der zur Drehachse 6 des Gebläserads 1 senkrecht stand. - Zu den Diagrammen der
Figuren 13 bis 23 wird Folgendes bemerkt: - (1) "Prototyp" bezeichnet ein Kanalgebläse mit der Gebläseradanordnung, die als nächstkommendes Analogon [1] mit dem Gebläserad RM31G-4DK.0F/1R genommen wurde, das mit einem Eingangskollektor und einem einen Außenrotor aufweisenden elektrischen Motor zusammengebaut ist.
- (2)"Prototyp+Vorflügel" bezeichnet ein Gebläserad (1) mit verbesserten Vorflügeln 24 der Schaufeln 5.
- (3) "Prototyp+Vorflügel+Wirbellöscher" bezeichnet ein Gebläserad (2), das mit einem Wirbellöscher in Form von vier Platten 18 ausgerüstet ist.
- (4) "Prototyp+Vorflügel+Wirbellöscher+Lu,k /D=..." bezeichnet ein Kanalgebläse (3), dessen Kollektor 2 mit einem Zusatzabschnitt 16 mit der genannten relativen Länge Lu,k /D ausgerüstet ist.
- (5) "Prototyp+Vorflügel+Lu,k /D=..." bezeichnet ein Kanalgebläse (2), dessen Kollektor 2 mit einem Zusatzabschnitt 16 mit der genannten relativen Länge Lu,k /D ausgerüstet ist.
- (6) "Die bevorzugte Ausführung der Gebläseradanordnung" bezeichnet ein Kanalgebläse (4), dessen Kollektor 2 mit einem Zusatzabschnitt 16 mit einer relativen Länge Lu,k /D=0,065 ausgerüstet ist.
- Die ausgeführte Untersuchung zeigte, wie im Diagramm der
Fig. 13 dargestellt, dass die Druckkennlinie ψ S=F(ϕ) (wobei ϕ=Q/uSPK den Ausgangskoeffizienten darstellt, worin Q die Gebläseausgangsleistung, u die Umfangsgeschwindigkeit, SPK die Gebläseradfläche SPK=0,25πD2 ist) des Kanalgebläses, in das eine Gebläseradanordnung installiert ist, durch die Form des Vorflügels 24 der Schaufel 5 und durch das Vorhandensein eines Wirbellöschers beeinflusst wurde. - Im Diagramm ψ S=F(ϕ) in
Fig.14 ist eine Druckkennlinie eines Kanalgebläses mit einer darin eingebauten Gebläseradanordnung gezeigt, deren Gebläserad 1 mit einem Vorflügel 24 und einem Eingangskollektor 2 ausgerüstet ist, der mit einem Zusatzabschnitt 16 verschiedener relativer Länge Lu,k /D versehen ist, einmal mit und ein andermal ohne Wirbellöscher. Aus dem Diagramm kann geschlossen werden, dass das Vorhandensein des Zusatzabschnitts 16 des Kollektors 2 den Koeffizienten des statischen Drucks ϕ S erhöht, wobei der Ausgangsleistungskoeffizient ϕ gleich geblieben ist. Damit ergibt das Vorhandensein eines Wirbellöschers mit der gleichen relativen Länge Lu,k /D des Zusatzabschnitts 2 des Kollektors ebenfalls eine Erhöhung des Koeffizienten des statischen Drucks ψ S . - Im Diagramm ψ S=F(Lu,k /D) der
Fig. 15 mit ϕ=const ist gezeigt, dass der Koeffizient des statischen Drucks ψS für das Kanalgebläse mit einer Gebläseradanordnung ohne Wirbellöscher erhöht wird, wenn die relative Länge Lu,k /D des Zusatzabschnitts 16 des Eingangskollektors 2 erhöht wird. Der Einbau eines Wirbellöschers ist im Diagramm ψ S(C-D)=F(Lu,k /D) derFig. 16 gezeigt und ergibt eine intensivere Erhöhung der Werte des Koeffizienten des statischen Drucks ψ S(C-D) eines Kanalgebläses mit einem Wirbellöscher. - Damit wird in dem Fall, in dem die Werte des Ausgangsleistungskoeffizienten ϕ=0,02...0,03 entsprechend dem Betriebsbereich des Kanalgebläses betragen, die Intensität der Erhöhung des Koeffizienten des statischen Drucks ψ S (C-D) entschieden höher sein als in dem Fall, in dem die relative Länge Lu,k /D≤0,04D ist, und niedriger als in dem Fall, in dem die relative Länge Lu,k /D0,04D beträgt.
- Daher ist die relative Länge des Zusatzabschnitts 16 des Eingangskollektors 2 Lu,k /D≥0,04 ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Die optimale Länge des Zusatzabschnitts 16 des Eingangskollektors 2, wie sie aus dem Diagramm ψS(C-D)=F(Lu,k /D) der
Fig. 16 folgt, beträgt Lu,k /D=0,04...0,8. - Der Vergleich der Werte des Koeffizienten des statischen Drucks eines Kanalgebläses mit einer Gebläseradanordnung mit Vorflügeln 24 und einem Zusatzabschnitt 16 des Eingangskollektors 2 mit einem Wirbellöscher und ohne einen Wirbellöscher, wie er im Diagramm ψ S = ψ S(C-D)=F(Lu,k /D) der
Fig. 17 mit ϕ=const gezeigt ist, bestätigt die Wichtigkeit der Ausrüstung der Gebläseradanordnung mit einem Wirbellöscher als auch mit einem Zusatzabschnitt 16 am Kollektor 2, um die Druckkennlinien zu verbessern. - Die Änderung der Form des Vorflügels 24 und der Einbau eines Wirbellöschers in Form von mindestens einer Platte 18, der für die Erhöhung des Koeffizienten des statischen Drucks ψ S (Diagramme der
Figuren 13 und 14 ) sorgt, wobei der Ausgangsleistungskoeffizient ϕ=const gleich bleibt, führt im Vergleich zum nächstkommenden Analogon [1], wie es aus dem Diagramm LP=F(f) derFig. 18 und aus dem Diagramm LW=F(f) derFig. 19 hervorgeht, zu einer Erhöhung der Pegel des Geräuschdrucks LP und der Geräuschleistung LW am Eingang des Kanalgebläses für alle Frequenzen f. - Die Ausführung des Eingangskollektors 2 mit einem Zusatzabschnitt 16, der eine relative Länge von Lu,k /D≥0,04 und damit die besten aerodynamischen Kennlinien aufwies, führte jedoch zu einer Geräuschverminderung am Eingang des Kanalgebläses, das mit der Gebläseradanordnung gemäß der Erfindung ausgerüstet war. In den Diagrammen LP =F(f) der
Figuren 20 und 21 ist gezeigt, dass die Pegel des Geräuschdrucks LP praktisch bei allen Frequenzen f unter den Bedingungen der maximalen Ausgangsleistung (Fig. 20 ) und einer mittleren Ausgangsleistung (Fig. 21 ) beim Betrieb des Kanalgebläses abnahmen. - Daher stellen bei der bevorzugten Ausführung der Gebläseradanordnung das Vorhandensein eines Wirbellöschers, der Schaufel 5 der empfohlenen Form mit dem Vorflügel 24 und des Zusatzabschnitts 16 am Eingangskollektor 2 mit einer relativen Länge Lu,k /D≥0,04 wesentliche Merkmale zur Erreichung eines technischen Ergebnisses für die Abnahme des Geräuschpegels am Eingang des Kanalgebläses dar, das mit der beanspruchten Gebläseradanordnung ausgerüstet ist.
- Die Ausführung des Gebläserads 1 der Gebläseradanordnung mit Schaufeln 5 mit Vorflügeln 24 einer zylindrischen Form und mit einem flachen Hauptabschnitt 22, dessen Vorderfrontkante 23 geradlinig ist, als auch die Ausführung der Vorderfrontscheibe 3 mit einer Hyperbelfläche, deren Generatrix längs der Befestigungslinie des Hauptabschnitts 22 der Schaufel 5 orientiert ist, vereinfacht das Herstellungswerkzeug zur Herstellung des Gebläserads 1. Dabei werden bessere aerodynamische Eigenschaften und ein niedrigerer Geräuschpegel im Vergleich zum nächstkommenden Analogon [1] erzielt.
- Die Ausführung der Gebläseradanordnung mit einem Gebläserad, das mit vergrößerten Scheiben 20, 21 versehen ist, sorgt für eine Erhöhung des Koeffizienten des statischen Drucks des Gebläserads 1 und folglich für eine Verbesserung des Kanalgebläses mit der beanspruchten Gebläseradanordnung.
- Die Verbindung der Seitenkanten 26 der Vorflügel 24 der Schaufeln 5 mittels des Rings 28 erhöht die Steifheit des Gebläserads und verhindert eine Verformung der Schaufeln 5 im Fall einer hohen Drehgeschwindigkeit. Im Fall von großen Abmessungen der Gebläseradanordnung werden, falls nötig, ähnliche Ringe an den Seitenkanten 26 und auch an den Enden 17 der Schaufeln 5 befestigt.
- Die Gebläseradanordnung mit einem freien Gebläserad, das in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung vorgestellt wird, kann in Kanal- und radialen Gebläsen in schraubenförmigen Gehäusen und in Druckpumpen eingebaut werden. Durch die Offenbarung der Erfindung kann die Gebläseradanordnung in speziellen Anlagen entwickelt und hergestellt werden. Die Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad erfüllt die Forderung "gewerblich anwendbar" für die Patentierbarkeit.
-
- 1
- Radiales Gebläserad 1,
- 2
- Eingangskollektor,
- 3
- Vorderfrontscheibe des Gebläserads 1,
- 4
- Hauptscheibe des Gebläserads 1,
- 5
- Schaufel des Gebläserads 1,
- 6
- Drehachse des Gebläserads 1,
- 7
- Eingang zum Gebläserad 1,
- 8
- Eingangskante der Vorderfrontscheibe 3,
- 9
- Ausgang des Gebläserads 1,
- 10
- Außenkante der Vorderfrontscheibe 3,
- 11
- Außenkante der Hauptscheibe 4,
- 12
- konvergenter Eingangsabschnitt des Eingangskollektors 2,
- 13
- Ausgangsabschnitt des Eingangskollektors 2,
- 14
- Kante des Ausgangsabschnitts des Eingangskollektors 2,
- 15
- ringförmiger Spalt,
- 16
- Zusatzabschnitt des Eingangskollektors 2,
- 17
- Ende der Schaufel 5,
- 18
- Platte des Wirbellöschers,
- 19
- Hinterkante der Platte des Wirbellöschers,
- 20
- vergrößerte Vorderfrontscheibe,
- 21
- vergrößerte Hauptscheibe,
- 22
- Hauptabschnitt der Schaufel 5,
- 23
- Vorderfrontkante der Schaufel 5,
- 24
- Vorflügel der Schaufel 5,
- 25
- Vorderfrontkante des Vorflügels 24,
- 26
- Seitenkante des Vorflügels 24,
- 27
- Nocken des Vorflügels 24,
- 28
- Ring zur Verbindung der Seitenkanten 26 der Vorflügel 24,
- 29
- Anstoßstelle der Vorderfrontkante 23 der Schaufel 5A, die der Drehrichtung mit der Vorderfrontscheibe 3 folgt,
- Ru,k
- Radius der Generatrix der Innenfläche des Zusatzabschnitts des Ein- gangskollektors 2,
- Lu,k
- Länge des Zusatzabschnitts 16 des Eingangskollektors 2,
- D
- Durchmesser des Gebläserads 1, der gleich dem Durchmesser eines Kreises ist, der durch die Enden 17 der Schaufeln 5 während der Drehung des Gebläserads 1 umschrieben wird,
- R
- aktueller Radius des Gebläserads,
- X, Y,
- Z aktuelle Koordinaten,
- x=X/D
- relative Koordinate, die senkrecht zur Drehachse 6 des Gebläserads steht,
- y=Y/D
- relative Koordinate, die senkrecht zur Achse 0Z und Achse 0X steht,
- z=Z/D
- relative Koordinate, die längs der Drehachse 6 des Gebläserads 1 in Rich- tung von der Hauptscheibe 4 zum Eingang 7 des Gebläserads 1 gerichtet ist,
- r=R/D
- relativer Radius des Gebläserads 1,
- H
- Breite der Schaufeln 5, die gleich dem Abstand zwischen der Vorderfront- scheibe 3 und der Hauptscheibe 4 am Ausgang 9 des Gebläserads 1 ist,
- Rse
- Wert des örtlichen Radius der Seitenkante 26 des Vorflügels 24 der Schaufel 5,
- t
- Winkelschritt von Schaufel zu Schaufel,
- Δt
- Abweichung vom Winkelschritt t,
- SK
- Kanalfläche des Gebläses im Abschnitt, der senkrecht zur Drehachse 6 des Gebläserads 1 steht,
- SPK=0,25πD2
- Fläche des Gebläserads 1,
- ψ S=2Psv/ρu2
- Koeffizient des statischen Drucks,
- Psv
- statischer Druck des Gebläses,
- ρ
- Luftdichte,
- u
- Umfangsgeschwindigkeit der Schaufel 5 des Gebläserads 1,
- ϕ=Q/uSPK
- Ausgangsleistungskoeffizient,
- Q
- Ausgangsleistung des Gebläses,
- SPK=0,25πD2
- Fläche des Gebläserads 1,
- LP
- Pegel des Geräuschdrucks,
- LW
- Pegel der Geräuschleistung,
- f
- Frequenz in kHz.
Claims (10)
- Gebläseradanordnung mit einem freien radialen Gebläserad, die ein Gebläserad (1) und einen Eingangskollektor (2) aufweist, wobei- das radiale Gebläserad (1) eine Hauptscheibe (4) und eine Vorderfrontscheibe (3) aufweist,- Schaufeln (5) zwischen diesen Scheiben (3, 4) angeordnet und in Bezug auf die Drehrichtung rückwärts geneigt sind,- der Eingangskollektor (2) einen konvergenten Eingangsabschnitt (12) und Ausgangsabschnitt (13) aufweist,- die Kante des Ausgangsabschnitts (13) zwischen der Hauptscheibe (4) und der Eingangskante (8) der Vorderfrontscheibe (3) des Gebläserads (1) angeordnet ist, wobei ein ringförmiger Spalt (15) gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Eingangskollektor (2) mit einem Zusatzabschnitt (16), der zwischen dem konvergenten Eingangsabschnitt (12) und dem Ausgangsabschnitt (13) angeordnet ist, und mit einer Fläche, die mit den Flächen des konvergenten Eingangsabschnitts (12) und des Ausgangsabschnitts (13) des Eingangskollektors (2) verbunden ist, sowie mit einer schwach gekrümmten Generatrix (1/Ru,k ) versehen ist,
dass ferner die Länge (Lu,k ) des Zusatzabschnitts nicht weniger als 0,05 des Durchmessers (D) eines Kreises beträgt, der durch die Enden (17) der Schaufeln (5) des Gebläserads (1) umschrieben wird, und
dass vor dem ringförmigen Spalt (15) ein Wirbellöscher (18) angeordnet ist. - Gebläseradanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zusatzabschnitt (16) des Eingangskollektors (2) eine zylindrische Innenfläche aufweist. - Gebläseradanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wirbellöscher in Form von mindestens einer Platte (18) gebildet ist, die mit der Außenwand des Kollektors (2) verbunden ist. - Gebläseradanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der ringförmige Spalt (15) im radialen Abschnitt gebildet ist und im radialen Gebläserad nach innen zusammenläuft. - Gebläseradanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Schaufel (5) des Gebläserads (1) mit einem Vorflügel (24) versehen ist, der zwischen der Stoßstelle der Schaufel (5) mit der Fläche der Vorderfrontscheibe (3) und der Drehachse (6) des Gebläserads (1) angeordnet ist, wobei in der Projektion der senkrecht zur Drehachse (6) des Gebläserads (1) stehenden Ebene die gerade Linie, die die Drehachse (6) mit einem Nocken (27) des Vorflügels (24) verbindet, nicht den Abschnitt überschreitet, der durch Strahlen begrenzt wird, die sich innerhalb eines Bereichs von ±0,05 des Winkelschritts von Schaufel (5) zu Schaufel (5) in Bezug auf die gerade Linie befinden, die die Drehachse (6) des Gebläserads (1) mit der Stoßstelle (29) der Vorderfrontkante (23) derjenigen Schaufel (5A) verbindet, die in Drehrichtung der Fläche der Vorderfrontscheibe (3) folgt. - Gebläseradanordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Seitenkante (26) des Vorflügels (24) der Schaufel (5) des Gebläserads (1) einen spitzen Winkel mit der Vorderfrontkante (25) des Vorflügels (24) einschließt. - Gebläseradanordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorderfrontkante (25) des Vorflügels (24) der Schaufel (5) des Gebläserads (1) in dem Abschnitt gebildet ist, der senkrecht zur Drehachse (6) des Gebläserads (1) längs eines Kreisbogens steht. - Gebläseradanordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchmesser der Vorderfrontscheibe (20) gleich 1,1...1,2 ist und dass der Durchmesser der Hauptscheibe (21) gleich 1,05...1,15 des Durchmessers (D) eines Kreises ist, der durch die Enden (17) der Schaufeln (5) des Gebläserads (1) umschrieben wird, das in der Meridianebene eine nicht auseinander laufende Ebene zwischen den Generatrizen der Vorderfrontscheibe (20) und der Hauptscheibe (21) in Richtung von der Drehachse (6) zu den Enden (17) der Schaufeln (5) des Gebläserads (1) bildet. - Gebläseradanordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breite (H) der Schaufel (5) am Ausgang (9) des Gebläserads (1) nicht weniger als 0,25 des Durchmessers (D) eines Kreises beträgt, der durch die Enden (17) der Schaufeln (5) des Gebläserads (1) umschrieben wird. - Gebläseradanordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gebläserad (1) mit mindestens einem Ring (28) versehen ist, der die Seitenkanten (26) der Vorflügel (24) der Schaufeln (5) miteinander verbindet.
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