CH492868A - Strömungsmaschine mit Laufradflügeln und Leitelementen - Google Patents

Description

  
 



  Strömungsmaschine mit   Laufradflügeln    und Leitelementen
Das aerodynamische Verhalten von bekannten Strömungsmaschinen, beispielsweise von Ventilatoren, Kompressoren, Turbinen, Pumpen, gibt normalerweise keine Veranlassung zu Beanstandungen. Die Geräusche sind jedoch vielfach ausserordentlich hoch. Rotiert nämlich ein Laufradflügel an einem Leitelement, beispielsweise einem Leitradflügel vorbei, so entstehen Druckänderungen, deren zeitlicher Verlauf bei gegebenen Fördermedien eine Funktion der Geometrie der Anordnung und der Rotationsgeschwindigkeit ist. Es treten Strömungsstörungen auf, die sich in Ablösungen und Wirbelbildungen äussern und zu Geräuschen führen. Wiederholen sich letztere periodisch, so ergeben sich Sirenentöne.



   Um eine Geräuschverminderung zu erzielen, wurde bereits vorgeschlagen, den Abstand zwischen Leitelementen und Laufrad zu vergrössern. Dies erbringt zwar den gewünschten Effekt, hat jedoch eine Verschlechterung des Wirkungsgradees zur Folge. Es gehört auch die Verwendung von Schalldämpfern im Ansaug- und Austrittsteil von Strömungsmaschinen zum Stand der Technik. Nachteilig ist hierbei wiederum die Herabsetzung des Wirkungsgrades und ferner der erhöhte Aufwand.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Geräusche von Strömungsmaschinen erheblich zu vermindern oder die Sirenentöne sogar völlig zu vermeiden, ohne den Wirkungsgrad zu verschlechtern und den Aufwand zu vergrössern.



   Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die einander benachbarten Kanten der Laufradflügel und der zugehörigen Leitelemente um einen Winkel gegeneinander geneigt sind.



   Unter Leitelement ist hierbei jeder Konstruktionsteil zu verstehen der den Fluss des strömenden Mediums beeinflusst.



   Eingehende experimentelle Untersuchungen haben ergeben, dass sich auf vorgenannte Weise die bereits dargelegten Mängel des Bekannten mit Sicherheit vermeiden lassen.



   In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht wiedergegeben.



   Es zeigt:
Fig. 1 ein zum Stand der Technik zu rechnendes Axialgebläse,
Fig. 2 ein erfindungsgemässes Axialgebläse,
Fig. 3 eine bekannte Ausführung eines Radialgebläses,
Fig. 4 ein erfindungsgemässes Radialgebläse.



   In Fig. 1 ist mit 1 der Tragkörper eines Laufrades bezeichnet, dessen Flügel 2 nach aerodynamischen Gesichtspunkten geformt sind und radial zur nur angedeuteten Wellenachse W stehen. Am Tragkörper 3 eines Leitrades sind Flügel 4 ebenfalls radial angeordnet. Es ist zu erkennen, dass bei der bisher verwendeten Bauart die einander benachbarten Kanten   Kt    und K2 der Gebläseflügel 2, 4 praktisch parallel zueinander verlaufen. Zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades ist der Abstand A zwischen Lauf- und Leitrad möglichst klein zu halten.



   In Fig. 2 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Die Laufradflügel 2 sind nach wie vor radial gestellt, die Leitradflügel 4 weisen hingegen zur Radialrichtung eine vorbestimmte Neigung auf. Die optimale Grösse des Winkels a lässt sich durch Versuche relativ einfach bestimmen.



   An Stelle der Leitradflügel können natürlich auch die Laufradflügel oder beide gegenüber der Radialrichtung schräggestellt werden.



   Der Abstand A kann bei der Anordnung nach Fig.



  2 zumindest ebenso klein gehalten werden wie in Fig.



  1, so dass ein guter, bzw. sogar besserer Wirkungsgrad gewährleistet ist, während sich die Geräuschbildung beträchtlich herabsetzen lässt. Das aerodynamische Profil der Flügel wird durch die vorgeschlagene Massnahme nicht beeinflusst.



   In den Fig. 1 und 2 ist das Leitrad dem Laufrad vorgeschaltet (Drehrichtung D des Laufrades, Strömungsrichtung S des Mediums). Das Leitrad kann  selbstverständlich ohne weiteres auch nachgeschaltet werden.



   Die Fig. 3 und 4 zeigen Radialgebläse, wobei jedoch die üblichen Deckscheiben weggelassen sind.



  Mit 1' werden die Tragkörper der Laufräder, mit 2' die Laufradflügel, mit 3' die Tragkörper der Leiträder, mit 4' die Leitradflügel und mit   K't,    K'2 die einander benachbarten Kanten der Gebläseflügel bezeichnet. Während bei der bekannten Konstruktion (Fig.   3).    die Kanten   K'1,    K'2 praktisch zueinander und zur Wellenlängenachse parallel verlaufen, sind sie gemäss Fig. 4 um den Winkel a gegeneinander geneigt.

 

   Die Neigungen der in den Fig. 2 und 4 dargestellten Lauf- und Leitradflügel gegeneinander bewirken, dass die periodischen Druckschwankungen, denen das Fördermedium ausgesetzt ist, beachtlich verringert und insbesondere zeitlich gedehnt werden, so dass die Geräusche wesentlich abnehmen. Dieser Effekt ist auch unabhängig davon, ob die Flügelteilungen, d. h. die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Flügeln beim Lauf- und Leitrad dieselben sind oder unterschiedliche Grössen aufweisen.



   An Stelle der Leitradflügel können auch Rippen eines Lagerschildes, beispielsweise von elektrischen Maschinen, als Leitelemente Verwendung finden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Strömungsmaschine mit Laufradflügeln und Leitelementen, dadurch gekennzeichnet, dass die einander benachbarten Kanten (K1, K2 der Laufradflügel (2) und der zugehörigen Leitelemente (4) gegeneinander geneigt sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Axialgebläse ausgebildet ist.

   2. Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Radialgebläse ausgebildet ist.

   3. Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Ventilator für eine elektrische Maschine ausgebildet ist, wobei die Leitelemente Rippen eines Lagerschildes sind.