CZ291827B6

CZ291827B6 - Lopatka ventilátoru

Info

Publication number: CZ291827B6
Application number: CZ19941689A
Authority: CZ
Inventors: Robert C. Monroe
Original assignee: Hudson Products Corporation
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 2003-06-18
Also published as: TW299295B; SK283280B6; ATE166139T1; KR950006264A; KR970011102B1; RO112016B1; SK87194A3; CN1053488C; BR9402980A; CA2127077A1; DK0638726T3; MY110870A; CZ168994A3; EP0638726B1; DE69410186D1; AU660876B2; US5328330A; DE69410186T2; EP0638726A1; CA2127077C

Abstract

Lopatka ventil toru obsahuje z kladn t leso (12) lopatky (10), maj c vn jÜ konec (20) a jemu protilehl² vnit°n konec (18). Z kladn t leso (12) lopatky (10) m rovn n b nou hranu (14) a zadn stranu (16) mezi vn jÜ m koncem (20) a vnit°n m koncem (18). K zadn stran (16) t lesa (12) lopatky (10) je p°ipojena skupina klapkov²ch prvk pro usm r ov n proudu vzduchu nap° t lesa (12) lopatky (10). Tyto klapkov prvky obsahuj nejm n dva klapkov d ly (26, 28), z nich prvn klapkov² d l (26) vyb h v prvn m ·hlu sm rem ven ze zadn strany (16) lopatky (10) ventil toru pod l jej ho prvn ho d lkov ho ·seku a druh² klapkov² d l (28) vyb h v druh m ·hlu sm rem ven ze zadn strany (16) lopatky (10) ventil toru pod l jej ho druh ho d lkov ho ·seku. Prvn klapkov² d l (26) a druh² klapkov² d l (28) jsou vytvo°eny vytla ov n m spole n s t lesem (12) lopatky (10) ventil toru.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká lopatky ventilátoru, přičemž se zejména tyká úpravy klapkových dílů vícedílné klapky lopatky ventilátoru.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že lopatky, tvarované nakroucením, mají větší vztlak, a v důsledku toho jsou schopny přemísťovat větší množství vzduchu, než lopatky, které nejsou tvarovány nebo jsou vytvořeny zcela rovnoměrné a jsou v celé své délce stejně skloněny.

Pro ekonomickou výrobu lopatek ventilátorů z hliníkových materiálů se využívá vytlačovacího procesu, avšak tímto vytlačovacím procesem se mohou vyrábět v podstatě jen takové lopatky, které nemají zvláštní nakroucené tvarování. Aby se vytlačenému profilu lopatky, který má mít v podstatě profil křídla, udělil potřebný tvar, je nezbytné mechanické vytvarování profilu v sekundárním výrobním procesu. Tento sekundární výrobní proces je však nákladný, přičemž jeho výsledky často nejsou uspokojivé. V důsledku toho se ukazuje, že je výhodnější kombinovat výkonnost profilovaných lopatek s hospodárností výroby rovnoměrných lopatek, aby se dosáhlo vysoce výkonné lopatky s poměrně nízkými výrobními náklady.

Jedno ze známých řešení tohoto problému je popsáno v patentovém spise US 4 618 313. Tento patentový spis popisuje lopatku axiálního ventilátoru, opatřenou chlopní, upevněnou podél zadní hrany lopatky. Tato chlopeň je podle popisu, obsaženého v tomto patentovém spise, skloněna k lopatce v úhlu 10° až 70°, aby se zvýšil vztlak lopatky. Avšak chlopeň podle tohoto řešení je rovinná a má rovnoměrný a stejně široký tvar. V důsledku toho není možné u tohoto řešení dosáhnout takového stavu, že by chlopeň měla jednu geometrii a/nebo jeden úhel na patním konci lopatky ajinou geometrii a/nebo jiný úhel na vnějším konci lopatky, aby se tak svým provedením více blížila nakrouceným lopatkám. Kromě toho není tato chlopeň podobná tvaru zadní části nakroucených lopatek, u kterých je možno běžně najít několik různých rovin sklonu odtokových částí lopatky, kterými je možno dosáhnout zvýšení výkonu.

V současné době není známa lopatka tohoto typu, která by využívala vícedílné chlopně nebo klapky, která by byla buď připojena k zadní hraně lopatky ventilátoru, nebo přímo vytlačena v návaznosti na zadní hranu lopatky.

Úkolem tohoto vynálezu je proto vyřešit vícedílnou klapku, která by byla vyrobena vytlačováním, nebo která by byla připojena k zadní hraně lopatky ventilátoru.

Dalším úkolem tohoto vynálezu je vyvinout takové provedení lopatky ventilátoru, kde by lopatka byla opatřena na zadní straně klapkou, jejíž úhel a/nebo tvarové vytvoření by bylo možno podle potřeby měnit podél délky lopatky ventilátoru pro dosažení co nejvyššího výkonu.

Ještě jiným úkolem tohoto vynálezu je vytvořit lopatku, jejíž výroba by byla hospodárnější, než u nakroucené lopatky, a jejíž provozní výkonnost by byla srovnatelná nebo by překračovala výkon nakroucených lopatek ventilátoru.

Podstata vynálezu

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byla proto vyvinuta lopatka ventilátoru, která obsahuje základní těleso lopatky, mající vnější konec ajemu protilehlý vnitřní konec. Těleso lopatky má

-1 CZ 291827 B6 rovněž náběžnou hranu a zadní stranu mezi vnějším koncem a vnitřním koncem. K zadní straně tělesa lopatky je připojena skupina klapkových prvků pro usměrňování proudu vzduchu napříč tělesa lopatky. Tyto klapkové prvky obsahují nejméně dva klapkové díly, z nichž první klapkový díl vybíhá v prvním úhlu směrem ven ze zadní strany lopatky ventilátoru podél jejího prvního délkového úseku a druhý klapkový díl vybíhá v druhém úhlu směrem ven ze zadní strany lopatky ventilátoru podél jejího druhého délkového úseku. První klapkový díl a druhý klapkový díl jsou vytvořeny vytlačováním společně s tělesem lopatky ventilátoru.

První klapkový díl je s výhodou oddělen od druhého klapkového dílu otevřenou štěrbinou.

První klapkový díl s výhodou probíhá od konce tělesa lopatky do první polohy na zadní straně tělesa lopatky.

Druhý klapkový díl s výhodou probíhá od vnějšího konce tělesa lopatky do druhé polohy na zadní straně tělesa lopatky.

První klapkový díl je s výhodou vytvořen ve tvaru lichoběžníka.

Druhý klapkový díl je s výhodou vytvořen ve tvaru trojúhelníka s jedním tupým úhlem.

První klapkový díl a druhý klapkový díl mají zužující se šířku, která se zmenšuje směrem k vnějšímu konci tělesa lopatky.

Zužující se šířka prvního klapkového dílu je s výhodou větší než šířka zužujícího se úseku druhého klapkového dílu.

První klapkový díl vybíhá ze zadní strany tělesa lopatky v prvním úhlu, odlišném od druhého úhlu, pod kterým vybíhá druhý klapkový díl.

První klapkový díl a druhý klapkový díl mohou být s výhodou v podélném směru vzájemně vůči sobě vyrovnány v zákrytu.

První klapkový díl a druhý klapkový díl mohou být rovněž s výhodou v podélném směru vzájemně vůči sobě přesazeny.

První a druhý klapkový díl jsou s výhodou rovinné.

První a druhý klapkový díl mohou být rovněž nerovinné.

První klapkový díl a druhý klapkový díl jsou s výhodou skloněny k sobě v rozdílných úhlech.

První klapkový díl je s výhodou skloněn ve větším úhlu než vnější druhý klapkový díl.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje axnonometrický pohled na lopatku, z jejíž zadní strany je vytlačováním vytvarována klapka;

obr. 2 znázorňuje čelní pohled na lopatku ve směru šipek 2-2 z obr. 1, zobrazující vnitřní část klapky, sklopenou k lopatce ve větším úhlu, než vnější část klapky; a

-2 CZ 291827 B6 obr. 3 znázorňuje boční pohled na lopatku podle tohoto vynálezu, zobrazující uspořádání obou částí klapky, vyrovnaných vedle sebe.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 až 3 je znázorněna lopatka 10 ventilátoru, obsahující základní těleso 12 mající náběžnou hranu 14 a zadní stranu 16. Základní těleso 12 má vnitřní konec 18 nebo-li patní konec io a vnější konec 20, který je protilehlý k vnitřnímu konci 18. Vnitřní konec 18 je upevněn k hnacímu oběžnému kolu, popřípadě k jinému konstrukčnímu dílu pomocí montážních prvků, zejména pomocí čepu 22, upevněného ve vnitřním konci 18 lopatky 10 ventilátoru.

V tomto příkladném provedení je lopatka 10 ventilátoru vytvořena s dvoudílnou klapkou 24, 15 která je vytlačena společně se základním tělesem 12 lopatky 10 ventilátoru. V jiném příkladném provedení však může být klapka 24 vytvořena z více než dvou částí, pokud to bude výhodné pro optimalizaci činnosti zařízení.

Jak je zobrazeno u dvoudílného příkladného provedení klapky 24, první klapkový díl 26 vystupu20 je směrem ven ze zadní strany 16 a probíhá od vnitřního konce 18 podél části délky zadní strany směrem k vnějšímu konci 20 základního tělesa 12. Odpovídající druhý klapkový díl 28 probíhá směrem dovnitř od vnějšího konce 20 základního tělesa 12 podél zadní strany 16 směrem k vnitřnímu konci 18.

První klapkový díl 26 a druhý klapkový díl 28 mohou probíhat tak, že se dotýkají stejné tečné roviny, takže mohou být uspořádány ve vzájemně vyrovnané poloze v zákrytu za sebou v podélném směru, jestliže je to požadováno, což je patrno z obr. 3. Avšak u příkladu podle obr. 2 mohou být oba klapkové díly 26 a 28 nasměrovány na sobě nezávisle, takže mohou být vůči sobě v podélném směru vzájemně nevyrovnány, a nemusí tedy být v zákrytu za sebou, ale mohou být 30 vzájemně přesazeny, přičemž každý z nich se dotýká jiné tečné roviny v podélném směru.

Obr. 2 zobrazuje první klapkový díl 26 a druhý klapkový díl 28, které jsou upevněny nebo jinak přichyceny k zadní straně 16 lopatky 10 ventilátoru. Obr. 2 také znázorňuje, jak může být první klapkový díl 26 a druhý klapkový díl 28 nastaven do optimálního úhlu, aby se dosáhlo maximál35 ního proudění vzduchu na vnitřním konci 18. V tomto případě je první klapkový díl 26, který je vnitřním dílem, nastaven do většího úhlu, než koncový druhý klapkový díl 28, který je vnějším dílem. Nižší úhlová rychlost axiálních lopatek 10 v blízkosti středu ventilátoru, to znamená ve vnitřní oblasti, vyžaduje větší natočení lopatky 10 v této oblasti, aby se vytvořil proud vzduchu, který by měl podobné charakteristiky, jako proud vzduchu, vytvářený vnějšími částmi lopatky 10 40 ventilátoru.

Jak je možno přepokládat, je štěrbina 30 vytvořena mezi oběma těmito klapkovými díly 26 a 28, které mohou být upevněny v nastavené poloze přivařením, přilepením, přitmelením, přišroubováním, přinýtováním nebo pomocí jiných upevňovacích prostředků. Kromě toho mohou být tyto 45 klapkové díly 26 a 28 vyrobeny ze stejného materiálu, jako základní těleso 12, popřípadě mohou být oba klapkové díly 26, 28 vyrobeny z různých materiálů. Obvykle jsou klapkové díly 26 a 28 vyrobeny společně se základním tělesem 12 z hliníku. Je však možno použít i jiných druhů konstrukčních materiálů, například syntetické pryskyřice, vyztužené plastovými nebo skelnými vlákny, popřípadě jiných druhů kovových materiálů.

Claims

5 1. Lopatka ventilátoru, obsahující základní těleso (12) lopatky (10), mající vnější konec (20) ajemu protilehlý vnitřní konec (18), těleso (12) lopatky (10) má rovněž náběžnou hranu (14) a zadní stranu (16) mezi vnějším koncem (20) a vnitřním koncem (18), k zadní straně (16) tělesa (12) lopatky (10) je připojena skupina klapkových prvků pro usměrňování proudu vzduchu napříč tělesa (12) lopatky (10), tyto klapkové prvky obsahují nejméně dva klapkové díly (26, 28), ío z nichž první klapkový díl (26) vybíhá v prvním úhlu směrem ven ze zadní strany (16) lopatky (10) ventilátoru podél jejího prvního délkového úseku a druhý klapkový díl (28) vybíhá v druhém úhlu směrem ven ze zadní strany (16) lopatky (10) ventilátoru podél jejího druhého délkového úseku, vyznačující se tím, že první klapkový díl (26) a druhý klapkový díl (28) jsou vytvořeny vytlačováním společně s tělesem (12) lopatky (10) ventilátoru.
2. Lopatka ventilátoru podle nároku 1, vyznačující se t í m , že první klapkový díl (26) je oddělen od druhého klapkového dílu (28) otevřenou štěrbinou (30).
3. Lopatka ventilátoru podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že první klapko20 vý díl (26) probíhá od vnitřního konce (18) tělesa (12) lopatky (10) do první polohy na zadní straně (16) tělesa (12) lopatky (10).
4. Lopatka ventilátoru podle nároků laž3, vyznačující se tím, že druhý klapkový díl (28) probíhá od vnějšího konce (20) tělesa (12) lopatky (10) do druhé polohy na zadní straně

25 (16) tělesa (12) lopatky (10).
5. Lopatka ventilátoru podle nároku 4, vyznačující se tím, že první klapkový díl (26) je vytvořen ve tvaru lichoběžníka.

30
6. Lopatka ventilátoru podle nároku 5, vyznačující se t í m , že druhý klapkový díl (28) je vytvořen ve tvaru trojúhelníka s jedním tupým úhlem.
7. Lopatka ventilátoru podle nároku 6, vyznačující se tím, že první klapkový díl (26) a druhý klapkový díl (28) mají zužující se šířku, která se zmenšuje směrem k vnějšímu konci

35 (20) tělesa (12) lopatky (10).
8. Lopatka ventilátoru podle nároku 7, vyznačující se t í m , že zužující se šířka prvního klapkového dílu (26) je větší než šířka zužujícího se úseku druhého klapkového dílu (28).
9. Lopatka ventilátoru podle nároku 8, vyznačující se tím, že první klapkový díl (26) vybíhá ze zadní strany (16) tělesa (12) lopatky (
10) v prvním úhlu, odlišném od druhého úhlu, pod kterým vybíhá druhý klapkový díl (28).

45 10. Lopatka ventilátoru podle nároku 8, vyznačující se tí m , že první klapkový díl (26) a druhý klapkový díl (28) jsou v podélném směru vzájemně vůči sobě vyrovnány v zákrytu.
11. Lopatka ventilátoru podle nároku 8, vyznačující se tím, že první klapkový díl (26) a druhý klapkový díl (28) jsou v podélném směru vzájemně vůči sobě přesazeny.
12. Lopatka ventilátoru podle nároku 8, vyznačující se t í m , že první a druhý klapkový díl (26, 28) jsou rovinné.

-4CZ 291827 B6
13. Lopatka ventilátoru podle nároku 8, vyznačující s e t í m , že první a druhý klapkový díl (26, 28) jsou nerovinné.
14. Lopatka ventilátoru podle nároků 1 až 13, vyznačující se t í m , že první klapkový 5 díl (26) a druhý klapkový díl (28) jsou skloněny k sobě v rozdílných úhlech.
15. Lopatka ventilátoru podle nároků lažl4, vyznačující se tím, že první klapkový díl (26) je skloněn ve větším úhlu než vnější druhý klapkový díl (28).