DE1030504B

DE1030504B - Luefterrad mit verstellbaren Laufschaufeln

Info

Publication number: DE1030504B
Application number: DES50020A
Authority: DE
Inventors: Kurt Beck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-08-20
Filing date: 1956-08-20
Publication date: 1958-05-22

Description

Lüfterrad mit verstellbaren Laufschaufeln Zur Veränderung der Luftleistung von Gebläsen, insbesondere von Axialgebläsen, wird entweder die Drehzahl des Lüfters oder der Anstellwinkel der einzelnen Lüfterschaufeln verändert. Die Luftleistungsregelung durch Drehzahländerung wird wegen der dadurch hervorgerufenen Verschlechterung des Wirkungsgrades bei Hochlaistungsgebläsen im allgemeinen weniger angewendet. Häufiger jedoch wird die Luftleistungsregelung mit Hilfe der Verstellung der Lüfterschaufeln durchgeführt. Sie ist wirtschaftlicher und daher insbesondere für Hochleistungsaxialgebläse geeignet.
Eine Verstellung des Anstellwinkels der Schaufeln kann man bei verschiedenen Gebläsekonstruktionen im Stillstand durchführen. Auch verschiedene Ausgleichseinrichtungen für die Verstellung unter Ausnutzung der Fliehkraft sind bekannt, bei denen sich die Stellung der Flügel der Drehzahl anpaßt. so daß dadurch jeweils ein hoher Wert an Förderleistung erzielt werden kann. Häufig jedoch legt man großen Wert darauf, eine Verstellung von außen durchführen zu können, und zwar so, daß dazu keine Betriebsunterbrechung erforderlich wird, vielmehr die Einstellung bei laufendem Lüfter durchgeführt werden kann.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art sehen meist einen axial zum Radkörper verschiebbaren Verstellkörper vor, durch den alle Flügel mittels Hebel am Flügelschaft in der Flügelachse eine Verdrehung erfahren. Die Übertragung der Verstellungsbewe-gung von einem festen Punkt des Lüftergehäuses auf den Verstellkörper erfolgt mit Hilfe einer mechanischen Kinematik, z. B. aus Winkelhebel, Gestänge, Spindel und fliegend gelagerten Wälzlagern bestehend, oder durch ein Zahnradgetriebe, meist ein Planetengetriebe.
Da im Betrieb auf jeden einzelnen Flügel beträchtliche Kräfte einwirken, ist es erforderlich, den Verstellmechanismus und die notwendige Sperre für große Beanspruchungen auszulegen. Die auf die Flügel im Betrieb einwirkenden Kräfte setzen sich aus Massenkräften und Reibungskräften zusammen, die von den Momenten, die die radialen Komponenten der Fliehkraft auf den Flügelschaft ausüben, und von dein ebenfalls durch Massenkräfte hervorgerufenen Torsionsmoment herrühren. Dazu kommen noch die auf die Flügel wirkenden Luftkräfte. Diese fallen jedoch dabei in weit geringerem Maße ins Gewicht. Da sich die Summe dieser Kräfte, insbesondere bei größeren Hochleistungsgebläsen, mechanisch nur sehr schwer beherrschen läßt, erscheint es wünschenswert. die notwendigen großen Verstellkräfte durch auf hydraulischem Wege gesteuerte Drücke aufzubringen. Für regelbareAxialgebläse mit verstellbaren Laufschaufeln ist eine Verstellung mit Hilfe eines Druckmittels, beispielsweise Drucköl, bereits bekanntgeworden, das mittels einer Pumpe aus einem benachbart aufgestellten Behälter in einen Zylinder gedrückt wird, der beispielsweise durch axial angeordnete, mittels Federbälgen miteinander verbundene Scheiben gebildet wird.
Derartige Anordnungen bieten jedoch mit Rücksicht auf die Zuführung des Druckmittels erhebliche konstruktive Schwierigkeiten.
Nach der Erfindung kann für ein Lüfterrad mit durch ein hydraulisches Druckmittel verstellbaren Lüfterschaufeln dadurch eine wesentliche Verbesserung erreicht werden, daß die zur Förderung des Druckmittels bestimmte Pumpe mit dem Lüfterrad umlaufend angeordnet wird und mit einer Vorrichtung zur Erzeugung der Relativbewegung der Pumpenantriebswelle gegen das Lüfterrad zusammenarbeitet.
Als Beispiel ist eine Einrichtung gemäß der Eri=mdung in den Fig. 1 und 2 dargestellt.
Fig. 1 stellt einen Axialschnitt durch einen Lüfter dar, während Fig.2 ein Lüfterrad mit Lüfterflügeln und einen Teil der Verstelleinrichtung darstellt.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Außengehäuse eines Axialgebläses bezeichnet. An dem Außengehäuse 1 ist über stromlinienförmige Rippen 2 ein Antriebsmotor 3 aufgehängt. Der Motor 3 treibt ein Lüfterrad 4, auf dem verstellbare Lüfterschaufeln 5 angebracht sind. In einem angeflanschten Stutzen 6 befindet sich ein ebenfalls mittels Rippen 7 aufgehängtes Rohr 8, in dem ein Teil der Verstelleinrichtung untergebracht ist. Diese Verstelleinrichtung besteht aus einem in dieser Figur nicht dargestellten Gestänge, einem Arbeitszylinder 12, einer an diesen Arbeitszylinder angeflanschten Pumpe 10, die von einem Motor 14 über ein Feststellglied 13 und einer Antriebswelle 11 angetrieben wird. Der Arbeitszylinder 12 und damit auch die Pumpe 10 sind am Lüfterrad 4 (Verstellrad) befestigt, so daß sie sich mit diesem mitdrehen. Zu einer Verstellung der Lüfterflügel 5 nach der einen Richtung wird die Pumpe 10 vom Motor 14 mit der doppelten Drehzahl des Lüfters angetrieben. Die Pumpe 10 erfährt somit einen Antrieb, der der einfachen Lüfterdrehzahl entspricht und im gleichen Drehsinn umläuft. Um die entgegengesetzte Förderrichtung -der Pumpe 10 zu erreichen und damit auch die entgegengesetzte Verstellung der Lüfterflügel, wird die Pumpenwelle 11 mit Hilfe des Feststellgliedes 13 blockiert, wodurch nun die Pumpe 10 wieder, jetzt aber im entgegengesetzten Drehsinn, mit einfacher Lüfterdrehzahl arbeitet. Die Druckflüssigkeit strömt von der Pumpe 10 in den Arbeitszylinder 12, der sowohl axial als auch radial, wie Position 22 in Fig. 2 zeigt, sein kann.
Ein Kolben im Arbeitszylinder 12, 22 wird je nach der erzwungenen Förderrichtung der Pumpe entweder nach der einen oder anderen Richtung bewegt, wobei die Flüssigkeit von der nicht unter Druck stehenden Seite des Arbeitszylinders 12, 22 zur Pumpe zurückströmt. Vom Kolben wird die Verstellbewegung auf die Flügel 5 mechanisch übertragen.
Diese mechanische Übertragungseinrichtung ist in Fig. 2 in einer möglichen Ausführungsform dargestellt. Der in dem in einem Fall radial gestellten Arbeitszylinder 22 sich bewegende Kolben überträgt die Verstellbewegung mit einem Gestänge 23 auf Hebel 24, die ihrerseits einen Verstellring 25 bewegen. Der Verstellring 25 überträgt die Verstellung auf die drehbar gelagerten Schaufeln 5 mit Hilfe von Hebeln oder mittels Zahnradübersetzung. Der Verstellring 25 selbst kann dabei zweckmäßig mit einem Drahtkugellager gelagert werden.
Die Anwendung einer Verstelleinrichtung nach der Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die als Beispiel angegebenen Gebläse, sondern kann auch bei Schiffsschrauben, Luftschrauben, kleineren Ventilatoren u. dgl. angewendet werden, und zwar überall dort, wo gerade eine hydraulische Verstellung mit der günstigen Kraftübertragung erforderlich ist.

Claims

PATEN TA NSPRGCIIE 1. Lüfterrad mit durch ein hydraulisches Druckmittel verstellbaren Lüfterschaufeln, gekennzeichnet durch mit dem Lüfterrad mitumlaufende Anordnung der Pumpe zur Förderung des Druckmittels und durch eineVorrichtung zur Erzeugung der Relativbewegung der Pumpenantriebswelle gegen das Lüfterrad.
2. Lüfterrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Antriebswelle der Pumpe in der Lüfterachse und durch eine Vorrichtung zum Festbremsen der Pumpenantriebswelle an einem nicht umlaufenden Teil.
3. Lüfterrad nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Verbindung der Antriebswelle der Pumpe mit einem Hilfsmotor durch ein als Kupplung und Feststellglied ausgebildetes Bauteil.
4. Lüfterrad nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Pumpe als umkehrbare Zahnrad- oder Verdrängerpumpe. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 245483, 214693.