FI105285B - Sisääntulotorvensuu keskipakotuulettimia varten - Google Patents

Description

105285

Sisääntulotorven suu keskipakotuulettimia varten

Esillä oleva keksintö liittyy uuteen sisääntulotorven suuhun keskipakotuulettimia varten, jossa on siipipyörä, jossa on kansilevy, jolloin sisääntulotor-5 ven suu aukeaa kansilevyyn niin, että välissä on rako kierrätysilmaa varten, sisääntulotorven suu on varustettu kartiomaisella sisääntulo-osalla, joka suippenee siipipyörää kohti, ja suukappale on liitetty sisääntulo-osaan.

Tekniikan taso

Useita muotoja on jo suunniteltu ja käytetty keskipakotuulettimien si-10 sääntulotorven suita varten. Nämä muodot on suunniteltu joko tuulettimen hyvän suorituskyvyn tai minimikustannusten kannalta.

Hyvän suorituskyvyn saamiseksi tunnetun tekniikan sisääntulotorven suut on tehty hyvin sileiksi valmistamalla kappaleet käyttäen mankelointitekniik-kaa. Tämä tekee sisääntulotorven suut erittäin kalliiksi. Kuviossa 1 on esitetty 15 tämänkaltainen sisääntulotorven suu, jonka ulostulopää on valmistettu manke-lointitekniikkaa käyttäen ja joka aukeaa keskipakotuulettimen siipipyörään.

Silloin, kun näitä korkeita kustannuksia ei hyväksytä, on käytetty yksinkertaisia konstruktioita, joissa sisääntulotorven suu on kuviossa 2 esitetty lieriö tai kuviossa 3 esitetty kartio, mikä johtaa huonoon suorituskykyyn. Tämä 20 johtuu kierrätysalueelle lähelle siipipyörän kansilevyn sisääntuloaukkoa muodostuneista epätoivotuista pyörteistä.

Lyhyt selostus keksinnöstä

Keksinnön tavoitteena on antaa käyttöön sisääntulotorven suu, joka on suorituskyvyltään hyvä ja jonka valmistuskustannukset ovat samalla alhaiset.

; 25 Tämä aikaansaadaan keksinnön mukaisella sisääntulotorven suulla, jolle on tunnusomaista, että suukappaleen sisäpuolelle muodostettu pyöreä ul-konema sisääntulo-osan suippenevalla päällä, joka on pantu osittain suukappaleen sisään, toimii virtauksen ohjausvälineenä, on suunniteltu toteuttamaan virtauksen irtoamisen torven suun sisääntulo-osasta häiriten minimaalisesti virta-30 usta, ulkonema on järjestetty sisääntulotorven suun sisääntulo-osan ja suukap-paleen väliseen risteyskohtaan. Sama päämäärä saavutetaan myös keksinnön mukaisella sisääntulotorven suulla, jolle on tunnusomaista, että suukappale on kartion muotoinen ja aukeaa ulostulopäätään kohti ja että se käsittää virtauksen ohjausvälineen, joka on suukappaleen ja sisääntulo-osan, jotka on kiinnitetty 35 vastaavista kapeista päistään toisiinsa, väliin muodostettu reuna, jolloin mainitun kahden osan seinien välinen kulma on ainakin 230° ja reuna aikaansaa virtauk- 2 105285 sen irtoamisen torven suun sisääntulo-osasta niin, että virtaus häiriintyy minimaalisesti.

Tällä keksinnön mukaisella järjestelyllä saavutetaan sisääntulotorven suun suhteellisen hyvä suorituskyky erittäin kohtuullisilla valmistuskustannuksil-5 la. Virtauksen ohjausvälineen tarkoituksena on saada virtauksen irtoaminen torvensuun sisääntulo-osasta niin pienellä virtauksen häiriöllä kuin mahdollista.

Virtauksen ohjausväline voitaisiin toteuttaa useilla eri tavoilla.

Keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaan virtauksen ohjaus-väline on esiintyöntyvä ulkonema, joka on muodostettu suukappaleen sisään si-10 sääntulokartion suippenevaan päähän ja joka on pantu osittain suukappaleen sisään.

Suorituskykyä voidaan parantaa edelleen ottamalla käyttöön esiin-työntyvän ulkoneman viistetty tai pyöristetty reuna ja/tai muodostamalla ulkonema, jonka reunassa on pieni kaarevuus. Tällä järjestelyllä kohta, missä virtaus 15 eroaa pinnasta, on kiinteä. Kustannukset reunan kovertamiseksi tai pyöristämi-seksi ja pienen kaarevuuden muodostamiseksi lieriön tai kartion reunaan ovat erittäin pieniä ja helposti tehtäviä.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan kartiomaisen sisään-tulo-osan kartiokulma alfa on 25° - 50° halutun ilman virtauksen antamiseksi 20 tuulettimeen.

Keksinnön vielä yhden suoritusmuodon mukaan suukappale on kartion muotoinen. Pyöreän virtauksen ohjausvälineen halkaisijan ja suukappaleen halkaisijan välinen suhde d/D (ks. kuvio 5) on edullisesti 0,8 -1 ja suukappaleen 1 pituuden ja suukappaleen halkaisijan D välinen suhde on 0,1 - 0,28.

: 25 Keksinnön vielä yhden suoritusmuodon mukaan suukappale on kar- tiomainen, ulospäin suippenevan muotoinen, jolloin virtauksen ohjausväline on esiintyöntyvä ulkonema, joka on muodostettu suukappaleen sisäpuolelle sisääntulo-osan suippenevalla päällä, joka on pantu osittain suukappaleen sisään.

Keksinnön edelleen vielä yhden suoritusmuodon mukaan suukappale 30 on kartiomainen, ulospäin suippenevan muotoinen, jolloin virtauksen ohjausväline on reuna, joka on muodostettu kahden kartiomaisen osan välille, jotka on kiinnitetty lujasti toisiinsa vastaavista kapeista päistään, jolloin kulma (beeta) on ainakin 230°.

Kartiomaisen suukappaleen eräänä etuna on, että se antaa alhaisen 35 vastuksen kierrätysilmalle, joka tulee sisääntulosuukappaleen ja siipipyörän 3 105285 kansilevyn välisen raon kautta sisään. Tämä kierrätysvirtaus ylläpitää tuulettimen painetasapainon ja voi lisätä painetta.

Kuten esiintyöntyvän ulkoneman tapauksessa suukappaleen ulostu-loreuna voidaan viistää tai pyöristää ja/tai siinä voi olla pieni kaarevuus virtaus- i 5 ominaisuuksien parantamiseksi edelleen ja sen kohdan kiinnittämiseksi, missä virtaus irtoaa pinnasta.

Keksinnön mukaisen sisääntulotorven suun edulliset suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista.

Lyhyt selitys piirustuksista 10 Keksintö selitetään yksityiskohtaisesti keksinnön suoritusmuotojen seuraavassa selityksessä, jotka on kuvattu oheisissa piirustuksissa, joissa: kuviot 1-3 ovat kaavamaisia poikkileikkauskuvia tunnetun tekniikan sisääntulotorven suista, joita käsiteltiin selityksen johdanto-osassa, kuvio 4 on kaavamainen poikkileikkauskuva keksinnön mukaisen si-15 sääntulotorven suun eräästä suoritusmuodosta, joka esittää myös osan sisääntulotorven suusta suuremmassa mittakaavassa, kuvio 5 on kuviota 4 vastaava kuva, joka esittää sisääntulotorven suun tärkeät ominaismitat, kuvio 6 on kaavamainen poikkileikkauskuva keksinnön mukaisen si-20 sääntulotorven suun toisesta suoritusmuodosta, kuviot 6a ja 6b esittävät osaa sisääntulotorven suusta kahdessa eri muodossa suurennetussa mittakaavassa, kuviot 7a ja 7b ovat katkaistuja kuvia, jotka esittävät virtauksen ohjausvälineen kaksi erilaista suoritusmuotoa ja ; 25 kuviot 8a, 8b ja 8c ovat katkaistuja kuvia, jotka esittävät virtauksen ohjausvälineen ja suukappaleen ulostulopään eri muotoja.

Keksinnön edullisten suoritusmuotojen selitys Kuviossa 1 on esitetty tunnetun tekniikan tyyppinen sisääntulotorven suu 1, jossa on pyöristetty ulostulo-osa 2, joka aukeaa siipipyörän 4 kansilevyyn 30 3. Tämä johtaa erittäin hyvään suorituskykyyn, jossa on häiriötön virtaus, jota osoitetaan nuolilla F,, mutta kuten yllä on käsitelty tämä osa tulee aika kalliiksi.

Kuviossa 2 sisääntulotorven suu 5 on lieriömäinen, joka on hyvin halpa ratkaisu mutta suorituskyky on heikko kuten pyörteillä F2 on kuvattu, joita muodostuu siipipyörän 7 kansilevyn 6 sisäseinälle. Sama tulos saadaan kartio-35 maisella sisääntulotorven suulla 8, joka aukeaa siipipyörän 10 kansilevyyn 9 kuten nuolilla F3 on kuviossa 3 kuvattu.

4 105285

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön ensimmäinen suoritusmuoto. Si-sääntulotorven suussa 11 on kartiomainen sisääntuloaukko 12 ja lieriömäinen suukappale 13, joka aukeaa siipipyörän 15 kansilevyyn 14. Kartiomainen sisääntuloaukko 12 työntyy suukappaleeseen 13 ja kaksi osaa on hitsattu yhteen 5 tai yhdistetty jollakin muulla sopivalla tavalla. Suukappaleeseen työntyvä si-sääntulokartion 12 osa muodostaa ulkoneman 16, joka toimii virtauksen ohjaus-välineenä. Ulkoneman ja sisääntulokartion suukappaleen viereisten osien kuviossa 4 olevan suurennetun kuvan mukaan ulkoneman reuna 17 on viistetty samoin kuin suukappaleen reuna 18. Tällä järjestelyllä kohta, missä virtaus irtoaa 10 pinnasta, on kiinteä. Virtaus on kuvattu nuolilla F4, jotka esittävät, että pyörteitä syntyy virtauksen irtoamiskohdan alavirtapuolelle. Päävirtaus kulkee näiden pyörteiden yli oleellisesti häiriintymättä, mikä johtaa hyvään suorituskykyyn. Ulkoneman pituus on virtausnopeuden funktio ja voidaan määritellä mallikokeiden aikana optimisuorituskykyä varten. Kriittisiä mittoja käsitellään yksityiskohtai-15 semmin kuvion 5 selityksen yhteydessä.

Kuvioon 5 on lisätty tärkeät geometriset mitat. Kartiomaisen sisään-tuloaukon kartiokulma alfa tulisi pitää välillä 25° < alfa < 50°. Virtauksen ohjaus-välineen eli ulkoneman 16 halkaisijan, joka on kartiomaisen sisääntuloaukon pienemmän aukon halkaisija "d", tulisi olla pienempi tai yhtä suuri kuin sisään-20 tulotorven suun suukappaleena toimivan lieriön halkaisija "D" ja edullisesti suhde d/D tulisi pitää alueella 0,8-1. Lopuksi lieriön pituuden T tulisi olla lieriön halkaisijaan "D" nähden sellainen, että 0,1 < l/D < 0,28.

Kuviossa 6 on esitetty keksinnön vielä yksi suoritusmuoto. Sisääntu-lotorven suu 20 käsittää kartiomaisen sisääntuloaukon 21, joka kapenee virta-25 ussuunnassa, ja kartiomaisen suukappaleen 22, joka levenee mainitussa suunnassa, jotka osat on hitsattu tai muutoin liitetty toisiinsa niin, että ulkonema 23 muodostuu kuvion 4 suoritusmuodon mukaisesti tai reuna 23b, ks. kuvio 6b. Kartiokulman ollessa 25°:n ja 50°:n välissä kussakin mainitussa kahdessa kar-tiomaisessa osassa, kahden kartiomaisen osan seinien välinen kulma beeta, ks. 30 kuvio 6a, on ainakin 230°, joka on riittävä virtauksen irtoamiseksi pinnasta kahden osan välisessä liitoskohdassa ja muodostettu reuna 23b toimii virtauksen ohjausvälineenä. Näin ollen esiintyöntyvää ulkonemaa ei tarvita. Kulma beeta on kuvattu kuviossa 6a ja suoritusmuoto, jossa esiintyöntyvää ulkonemaa ei ole, on kuvattu kuviossa 6b.

35 Kuvion 6 mukaisessa suoritusmuodossa kartiomainen suukappale 22 antaa alhaisen vastuksen edun kiertävälle virtaukselle F, kierrätysalueella Ί" si- 5 105285 sääntulon suukappaleen 22 ja siipipyörän 24 kansilevyn 19 sisäosan välillä. Tämä kierrätysvirtaus ylläpitää tuulettimen painetasapainon ja voi lisätä painetta. Tämä suoritusmuoto johtaa myös hyvään suorituskykyyn kuten yllä on käsitelty ja joka on esitetty virtausta kuvaavilla nuolilla F6.

5 Kuten yllä on käsitelty keksinnön mukaisen sisääntulotorven suun eri osien muotoa voidaan vaihdella parhaan mahdollisen suorituskyvyn saamiseksi alhaisilla valmistuskustannuksilla.

Esimerkkinä kuviossa 7a, missä on esitetty esiintyöntyvän ulkoneman 25 osa, ulkoreuna 26 on viistetty toiselta puolelta ja kuvion 7b mukaan reuna 27 10 on pyöristetty. Nämä kaksi vaihtoehtoa antavat oleellisesti saman vaikutuksen.

Kuviossa 8a on esitetty esiintyöntyvä ulkonema 28, jolla on pieni kaarevuus ja joka voidaan toteuttaa helposti ja halvalla leventämällä sisääntulokar-tion kapeaa osaa. Kuviossa 8b esiintyöntyvä ulkonema 29 esitetään suorana samalla, kun lieriömäisen suukappaleen 31 ulkoreunassa 30 on pieni kaare-15 vuus. Tämä vahvistaa paineen tasausvaikutusta kierrätysalueella Ί" parantamalla kierrätysilman virtausominaisuuksia samoin kuin keksinnön mukaisen sisääntulotorven suun kautta sisään tulevan ilman virtausominaisuuksia. Kuviossa 8c on kuvattu suoritusmuoto, jossa esiintyöntyvässä ulkonemassa 28 on pieni kaarevuus ja suukappaleen 30 reunassa on pieni kaarevuus. Näitä suoritus-20 muotoja voidaan käyttää myös kartiomaisen suukappaleen yhteydessä.

Claims (9)

1. Sisääntulotorven suu keskipakotuulettimia varten, jossa on siipi-pyörä (15, 24), jossa on kansilevy (14,19), jolloin sisääntulotorven suu aukeaa 5 kansilevyyn niin, että välissä on rako (I) kierrätysilmaa varten, sisääntulotorven suu (11, 20) on varustettu kartiomaisella sisääntulo-osalla (12, 21), joka suippenee siipipyörää (15, 24) kohti, ja suukappale (13, 22) on liitetty sisääntulo-osaan, tunnettu siitä, että suukappaleen (13, 22) sisäpuolelle muodostettu pyöreä ulkonema (16, 22) sisääntulo-osan suippenevalla päällä, joka on pantu osittain 10 suukappaleen sisään, toimii virtauksen ohjausvälineenä (16, 23), on suunniteltu toteuttamaan virtauksen irtoamisen torven suun sisääntulo-osasta häiriten minimaalisesti virtausta, ulkonema (16, 23) on järjestetty sisääntulotorven suun sisääntulo-osan ja suukappaleen väliseen risteyskohtaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sisääntulotorven suu, tunnet- 15. u siitä, että ulkonema (16) on viistetty (17, 26) tai pyöristetty (27) toiselta puolelta ulkoneman irrottamiskyvyn lisäämiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sisääntulotorven suu, t u n-n e 11 u siitä, että ulkonema päättyy pieneen kaarevuuteen (28) virtauksen suunnassa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen sisääntulotorven suu, tunnettu siitä, että suukappale (22) on kartion muotoinen ja aukeaa ulostu-lopäätään kohti, jolloin ulkonema (23) on muodostettu suukappaleen sisäpuolelle sisääntulo-osan (21) suippenevalla päällä, joka on pantu osittain suukappaleen (22) sisään.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen sisääntulotorven suu, tunnettu siitä, että suukappaleen (13, 22) reuna on viistetty tai pyöristetty toiselta puolelta.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen sisääntulotorven suu, tunnettu siitä, että suukappaleen reunan päättymiskohdassa on pieni kaa- . 30 revuus (30).

7. Sisääntulotorven suu keskipakotuulettimia varten, jossa on siipi-pyörä (15, 24), jossa on kansilevy (14, 19), jolloin sisääntulotorven suu aukeaa kansilevyyn niin, että välissä on rako (I) kierrätysilmaa varten, sisääntulotorven suu (11, 20) on varustettu kartiomaisella sisääntulo-osalla (12, 21), joka suippe- 35 nee siipipyörää (15, 24) kohti, ja suukappale (22) on liitetty sisääntulo-osaan, tunnettu siitä, että suukappale (22) on kartion muotoinen ja aukeaa ulostu- 105285 lopäätään kohti ja että se käsittää virtauksen ohjausvälineen, joka on suukappaleen (22) ja sisääntulo-osan (21), jotka on kiinnitetty vastaavista kapeista päistään toisiinsa, väliin muodostettu reuna (23b), jolloin mainitun kahden osan seinien välinen kulma (beeta) on ainakin 230° ja reuna (23b) aikaansaa virtauk-5 sen irtoamisen torven suun sisääntulo-osasta niin, että virtaus häiriintyy minimaalisesti.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sisääntulotorven suu, tunnet-t u siitä, että suukappaleen (22) reuna on viistetty tai pyöristetty toiselta puolelta.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen sisääntulotorven suu, tunnettu siitä, että suukappaleen reunan päättymiskohdassa on pieni kaarevuus (30). « 3 105285