CH310025A - Multi-stage axial fan. - Google Patents

Multi-stage axial fan.

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Publication number
CH310025A
CH310025A CH310025DA CH310025A CH 310025 A CH310025 A CH 310025A CH 310025D A CH310025D A CH 310025DA CH 310025 A CH310025 A CH 310025A
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CH
Switzerland
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partial
axial fan
stage axial
rotors
housing
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Application number
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Escher Wyss
Original Assignee
Escher Wyss Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Escher Wyss Ag filed Critical Escher Wyss Ag
Publication of CH310025A publication Critical patent/CH310025A/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/043Shafts
    • F04D29/044Arrangements for joining or assembling shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/053Shafts
    • F04D29/054Arrangements for joining or assembling shafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  

  Vielstufiges     Axialgebläse.       Die Erfindung betrifft ein vielstufiges       Axialgebläse,    insbesondere für Windkanäle  grosser Abmessungen und grosser Leistungen.  



  Bei     Axialgebläsen    für Windkanäle, welche  oft zudem ein grosses Druckverhältnis zu er  zeugen haben, wird der Läufer gross und  schwer, so dass es schwierig ist, ihn so zu  lagern, dass die     Lagerbeanspruchungen    inner  halb zulässiger Grenzen bleiben.  



  Da     solehe        -#Vindkanalgebläse    praktisch bei  jeder beliebigen Drehzahl zwischen Null und  dem Höchstwert betrieben werden sollen, muss  die kritische Drehzahl des Läufers oberhalb  der Höchstdrehzahl liegen, welche Forderung  zu recht erheblichen     Wellendurehmessern     auch in den Lagerpartien führt.  



  Ferner wird bei derart     gTossen    Gebläsen  der     Axialsehub    beträchtlich, so dass es oft       Sehwierigkeiten    bereitet, diesen     Sehub    in  einem einzigen     Axiallager    aufzunehmen, und  es sind unter     Umständen    mehr oder weniger  wirksame     Druckausgleichkolben    vorzusehen.  



  Die bekannte Unterteilung eines Gebläses       ir_    zwei oder mehrere     hintereinandergeschal-          tete    Teilgebläse mit separatem Gehäuse,  welche erlauben würde, diese Schwierigkeiten  zu überwinden, ist indessen bei     Windkanälen     nicht erwünscht, da die Strömungsverluste in  den Umlenkungen und Verbindungsleitungen  von einem Gehäuse zum andern zu gross  würden.  



  Erfindungsgemäss werden nun die genann  ten Schwierigkeiten dadurch behoben, dass  bei einem vielstufigen     Axialgebläse    der    Läufer in mindestens zwei gesondert ge  lagerte und nachgiebig miteinander     gekup-          pelte    Teilläufer     unterteilt    ist, wobei jeder  Teilläufer auch ein eigenes     Axiallager    auf  weist und die gleichachsig angeordneten Teil  läufer in einem mindestens angenähert als  gerades Rohr ausgebildeten Gehäuse unter  gebracht sind.  



  Bei dieser Ausbildung eines vielstufigen       Axialgebläses    weisen nun die Teilläufer klei  neres Gewicht auf     und    können deshalb in  normalen Traglagern gelagert werden. Jeder  Teilläufer ist entsprechend kürzer, so dass bei  hinreichender Bemessung mit Bezug auf die  kritische Drehzahl der Durchmesser     derWelle     an den Lagerstellen nicht übermässig gross  wird. Ferner führt die Unterteilung in     zwei     oder mehrere Läufer auch auf eine Verkleine  rung des auf jeden Teilläufer entfallenden       Axialschubes,    so dass diese mit normalen       Axiallagern    ausgerüstet werden können.  



  Dadurch, dass das     gemeinsame    Gehäuse       mindestens    angenähert als gerades Rohr aus  gebildet ist, wird praktisch jegliche Umlen  kung des Strömungsmittels beim Übertritt von  einem Teilläufer zum nächsten vermieden und  so ein kleinster     Strömungswiders        tand    erhalten.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist eine  Ausführungsform des erfindungsgemäss aus  gebildeten     Axialgebläses    und Varianten bei  spielsweise dargestellt. Es zeigen:       Fig.1    einen axialen Längsschnitt durch  ein Gebläse mit drei Teilläufern und die           Pig.    2 bis 4     Varianten    für die Ausbildung  der     einzelnen        Gebläseteile.     



  Bei dem in     Fig.    1 dargestellten vielstufi  gen     Axialgebläse    ist der Läufer in drei     be-          schaufelte    Teilläufer 1, 2 und 3 unterteilt,  welche nacheinander vom Strömungsmittel       beaufschlagt    werden und in einem aus den  Teilen 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 bestehenden, als  gerades Rohr ausgebildeten Gehäuse unter  gebracht sind. Die einzelnen Teilläufer sind  für sich gesondert in Lagern 11, 12, bzw. 13,  14 und 15, 16 gelagert. Die Lager 11, 13 und  15 dienen gleichzeitig als Traglager und       Axiallager,    so dass also auch jeder Teilläufer  ein eigenes     Axiallager    aufweist.  



  Die einzelnen Läufer sind ferner durch  nachgiebige Kupplungen 17 und 18 mitein  ander verbunden, welche eine kleine gegen  seitige axiale     Verschiebung    der Läufer ge  statten und damit bewirken, dass der     Axia.l-          schub    jedes Teilläufers vom zugehörigen       Axiallager    aufgenommen wird.  



  Beim übertritt von einem Teilläufer zum  nächsten strömt das Fördermittel durch ring  förmige,     zwischen    den Läufern liegende Strö  mungsräume 19 bzw. 20. Diese werden nach  innen von zylindrischen Rohren 21 bzw. 22       begrenzt,    welche die Lager 12, 13 bzw. 14, 15       umschliessen.     



  Die Gehäuseteile 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 sind  lösbar miteinander verbunden in der Weise,  dass die die Teilläufer     tongebenden,    mit     Leit-          schaufeln    versehenen Gehäuseteile 5, 7 und 9  für sich entfernt werden können. Die einzel  nen Gehäuseteile werden zweckmässig durch  horizontale Teilfugen in je zwei Hälften  unterteilt ausgeführt.  



  Bei der in     Fig.1    dargestellten Ausfüh  rungsform ist das ganze Gehäuse zylindrisch.  Es können aber auch einzelne Teile des Ge  häuses konisch ausgeführt werden. In     Fig.2     ist ein Teilläufer 23 dargestellt, welcher von  einem konischen Gehäuseteil 24 umgeben ist.  An den Gehäuseteil 24 schliessen dagegen  zwischen diesem Teilläufer     und    den benach  barten nicht gezeichneten Teilläufern liegende  Gehäuseteile 25 und 26 an, welche     zylindrisch     ausgebildet sind.    Die     Fig.    3 zeigt     einen    Längsschnitt durch  einen Teil einer weiteren Ausführungsform  des Erfindungsgegenstandes.

   Zwei Teilläufer  2 7 und 28 sind von     zylindrischen    Gehäuse  teilen 29 und 30 umgeben, welche beidseitig  an einen zwischen den Teilläufern liegenden  konischen Gehäuseteil 31 anschliessen.  



  Es können aber auch     gleichzeitig    einzelne  der die Teilläufer umgebenden Gehäuseteile  und einzelne der zwischen den Teilläufern  liegenden Gehäuseteile konisch ausgeführt  werden, oder es kann     gegebenenfalls    auch das  ganze Gehäuse konisch sein.  



       Fig.    4 zeigt eine besondere Ausbildung der       Begrenzungen    des zwischen zwei Teilläufern  32 und 33 liegenden ringförmigen Strömungs  raumes. Dieser wird nach aussen durch einen  zylindrischen Gehäuseteil 34 begrenzt. Die  innere Begrenzung wird durch ein Rohr 35  gebildet, welches eine solche Form aufweist,  dass sich der ringförmige     Strömungsrauen    36  in     Strömungsrichtun,,    vorerst, erweitert und  einen ringförmigen     Diffusor    bildet,     uni    sich  darauf bis zum Eintritt in den nächsten Teil  läufer wieder düsenartig zu verengen.  



  Durch eine solche Ausbildung dieses Strö  mungsraumes kann, insbesondere, wenn vom  Austritt aus einem Teilläufer bis     zum    Ein  tritt in den nächsten Teilläufer vom Strö  mungsmittel eine längere Strecke zu durch  laufen ist, infolge     Erniedrigung    der Strö  mungsgeschwindigkeit auf einem Teil des  Weges eine     Verniindeiiin-    der Reibungs  verluste erzielt werden.     Ausserdem    wird durch  die düsenartige Verengung vor dem Eintritt.  in die     Schaufelung    des Teilläufers 33 eine  geordnete Strömung erzielt.



  Multi-stage axial fan. The invention relates to a multi-stage axial fan, in particular for wind tunnels of large dimensions and high outputs.



  In the case of axial fans for wind tunnels, which also often have a large pressure ratio to generate, the runner is large and heavy, so that it is difficult to store it so that the bearing loads remain within permissible limits.



  Since the solehe - # Vindkanal blower should be operated practically at any speed between zero and the maximum value, the critical speed of the rotor must be above the maximum speed, which requirement leads to quite considerable shaft diameter in the bearing sections.



  Furthermore, the axial stroke is considerable with such large blowers, so that it is often difficult to absorb this stroke in a single axial bearing, and more or less effective pressure compensation pistons may have to be provided.



  The known subdivision of a fan ir_ two or more series-connected partial fans with a separate housing, which would allow these difficulties to be overcome, is not desirable in wind tunnels, since the flow losses in the deflections and connecting lines from one housing to the other would be too great.



  According to the invention, the difficulties mentioned are now resolved in that, in a multi-stage axial fan, the rotor is subdivided into at least two separately stored and resiliently coupled partial rotors, each partial rotor also having its own axial bearing and the coaxially arranged partial rotors in one at least approximately as a straight tube housing are brought under.



  In this design of a multi-stage axial fan, the partial runners now have smaller weight and can therefore be stored in normal bearing bearings. Each partial rotor is correspondingly shorter, so that with sufficient dimensioning with regard to the critical speed, the diameter of the shaft at the bearing points does not become excessively large. Furthermore, the division into two or more rotors also leads to a reduction in the axial thrust allocated to each partial rotor, so that they can be equipped with normal axial bearings.



  Because the common housing is formed at least approximately as a straight tube, practically any deflection of the fluid when passing from one part runner to the next is avoided and a very small flow resistance is thus obtained.



  In the accompanying drawing, an embodiment of the axial fan formed according to the invention and variants is shown for example. They show: FIG. 1 an axial longitudinal section through a fan with three partial rotors and the pig. 2 to 4 variants for the design of the individual fan parts.



  In the multi-stage axial fan shown in FIG. 1, the rotor is divided into three bladed partial rotors 1, 2 and 3, which are acted upon by the fluid one after the other and in one of the parts 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 existing, designed as a straight tube housing are placed under. The individual partial runners are stored separately in bearings 11, 12 or 13, 14 and 15, 16. The bearings 11, 13 and 15 serve at the same time as support bearings and axial bearings, so that each partial rotor has its own axial bearing.



  The individual rotors are also connected to one another by flexible couplings 17 and 18, which provide a small mutual axial displacement of the rotors and thus ensure that the axial thrust of each partial rotor is absorbed by the associated axial bearing.



  When passing from one part runner to the next, the funding flows through ring-shaped Strö flow spaces 19 and 20 located between the runners. These are bounded inward by cylindrical tubes 21 and 22, which enclose the bearings 12, 13 and 14, 15 .



  The housing parts 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 are detachably connected to one another in such a way that the housing parts 5, 7 and 9 which sound the part runners and are provided with guide vanes can be removed separately. The individual housing parts are expediently divided into two halves by horizontal butt joints.



  In the embodiment shown in Figure 1, the entire housing is cylindrical. However, individual parts of the housing can also be made conical. FIG. 2 shows a partial rotor 23 which is surrounded by a conical housing part 24. On the other hand, the housing part 24 adjoins the housing parts 25 and 26 which are cylindrical and which are located between this part runner and the neighboring part runners (not shown). 3 shows a longitudinal section through part of a further embodiment of the subject matter of the invention.

   Two partial runners 2 7 and 28 are surrounded by cylindrical housing parts 29 and 30, which are connected on both sides to a conical housing part 31 located between the partial runners.



  However, at the same time, some of the housing parts surrounding the partial rotors and some of the housing parts lying between the partial rotors can be made conical, or the entire housing can optionally also be conical.



       Fig. 4 shows a special design of the boundaries of the annular flow space between two partial runners 32 and 33. This is limited to the outside by a cylindrical housing part 34. The inner boundary is formed by a tube 35, which has a shape such that the annular flow groove 36 initially widens in the direction of flow and forms an annular diffuser, which then narrows again like a nozzle until it enters the next part of the runner .



  Such a design of this flow space can, in particular if a longer distance is to be run by the flow means from the exit from one part runner to the entry into the next part runner, due to the lowering of the flow speed on part of the path a vernier Frictional losses can be achieved. In addition, the nozzle-like constriction in front of the entrance. an orderly flow is achieved in the blades of the partial rotor 33.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Vielstufiges Axialgebläse, insbesondere für Windkanäle grosser Abmessungen und grosser Leistungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer des Axialgebläses in mindestens zwei gesondert gelagerte und nachgiebig mitein ander gekuppelte Teilläufer (,l, 2, 3) unter teilt ist, wobei jeder Teilläufer auch ein eigenes Axiallager (11, 13, 15) aufweist und die gleichachsig angeordneten Teilläufer in einem mindestens angenähert als gerades Rohr ausgebildeten Gehäuse untergebracht sind. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM: Multi-stage axial fan, in particular for wind tunnels of large dimensions and high performance, characterized in that the rotor of the axial fan is divided into at least two separately mounted and resiliently coupled partial rotors (1, 1, 2, 3), with each partial rotor also being divided has its own axial bearing (11, 13, 15) and the coaxially arranged partial rotors are accommodated in a housing which is at least approximately designed as a straight tube. SUBCLAIMS: 1. Vielstufiges Axialgebläse nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Strömungsraum zwischen zwei Teilläufern nach innen von einem zylindri schen Rohr (21 bzw. 22) begrenzt wird. 2. Vielstufiges Axialgebläse nach Patent- anspiiieh, dadurch -ekennzeich.net, dass der ringförmige Strömungsraum (36) zwischen zwei Teilläufern sich in Strömungsrichtung vorerst erweitert und einen ringförmigen Dif- fusor bildet und sieh sodann bis zum Eintritt in den nächsten Teilläufer wieder düsenartig verengt. 3. Multi-stage axial fan according to patent claim, characterized in that the annular flow space between two partial rotors is delimited on the inside by a cylindrical tube (21 or 22). 2. Multi-stage axial fan according to patent anspiiieh, characterized by the fact that the annular flow space (36) between two partial runners initially expands in the direction of flow and forms an annular diffuser and then narrows again like a nozzle until it enters the next partial runners . 3. Vielstufiges Axialgebläse nach Patent- anspi-tieh, dadurch gekennzeichnet, dass das die Teilläufer enthaltende Gehäuse aus mehre ren lösbar miteinander verbundenen Teilen besteht, so dass die die einzelnen Teilläufer umfassenden Gehäuseteile (5, 7, 9) für sich entfernt werden können. 4. Vielstufiges Axialgebläse nach Patent- anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das ganze Gehäuse zylindrisch ist. 5. Multi-stage axial fan according to patent anspi-tieh, characterized in that the housing containing the partial rotors consists of several parts detachably connected to one another, so that the housing parts (5, 7, 9) including the individual partial rotors can be removed separately. 4. Multi-stage axial fan according to claim, characterized in that the entire housing is cylindrical. 5. Vielstufiges Axialgebläse nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass min destens einer der die Teilläufer umgebenden Gehäuseteile (24) konisch ist. 6. Vielstufiges Axialgebläse nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass min destens einer der zwischen den Teilläufern liegenden Gehäuseteile zylindrisch ist. 7. Vielstufiges Axialgebläse nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass min destens einer der die Teilläufer umgebenden Gehäuseteile (29, 30) zylindrisch ist und mindestens einer der zwischen den Teilläufern liegenden Gehäuseteile (31) konisch ist. B. Multi-stage axial fan according to patent claim, characterized in that at least one of the housing parts (24) surrounding the partial rotors is conical. 6. Multi-stage axial fan according to patent claim, characterized in that at least one of the housing parts lying between the partial rotors is cylindrical. 7. Multi-stage axial fan according to patent claim, characterized in that at least one of the housing parts (29, 30) surrounding the partial runners is cylindrical and at least one of the housing parts (31) lying between the partial runners is conical. B. Vielstufiges Uialgebläse nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass min destens einer der die Teilläufer umgebenden Gehäuseteile und mindestens einer der zwischen den Teilläufern liegenden Gehäuse teile konisch sind. 9. Vielstufiges Axialgebläse nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das ganze Gehäuse konisch ist. Multi-stage Uialgebläse according to patent claim, characterized in that at least one of the housing parts surrounding the partial rotors and at least one of the housing parts lying between the partial rotors are conical. 9. Multi-stage axial fan according to patent claim, characterized in that the entire housing is conical.
CH310025D 1953-03-19 1953-03-19 Multi-stage axial fan. CH310025A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0301285A1 (en) * 1987-07-23 1989-02-01 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Centrifugal compressor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0301285A1 (en) * 1987-07-23 1989-02-01 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Centrifugal compressor

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