DE1070333B

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Publication number: DE1070333B
Application number: DENDAT1070333D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-31

Description

DEUTSCHESGERMAN

kl. 27 c 12/01 kl . 27c 12/01

INTERNAT. KL. F 04 dINTERNAT. KL. F 04 d

PATENTAMTPATENT OFFICE

E9692Ia/27cE9692Ia / 27c

ANMELDETAG: 15. oktober 1954REGISTRATION DATE: October 15, 1954

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DERNOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE

AUSLEGESCHRIFT: 3! dezember 1959EDITORIAL: 3! december 1959

Axialgebläse mit in Strömungsrichtung abnehmenden Meridianquerschnitten sind seit langem bekannt. Durch im Durchmesser zunehmende Nabe, Einziehung des äußeren Mantels oder durch beide Maßnahmen erhält man solche, Gebläse, die heute meist als meddianbeschleunigte Axialgebläse bezeichnet werden. Diese Bauform hat den großen Vorteil, daß ohne Profilierung, d.h. bei einfacher Blechbeschaufelung, Druckziffern erreicht werden können, die an die. bei Radialgebläsen erreichten Werte herankommen. Diese meridianbeschleunigten Axialgebläse sind nicht zu verwechseln mit Axialgebläsen, bei denen infolge merklicher Dichteänderung die meridianen Querschnitte geändert werden müssen (Axialkompressoren). Unprofilierte Gebläse sind notwendig, wenn z. B. stark angreifende, Staubteilchen mitgefördert werden. So kommt es, daß insbesondere bei Saugzuggebläsen diese Bauart bekanntgeworden ist.Axial fans with meridional cross-sections that decrease in the direction of flow have been known for a long time. By increasing the diameter of the hub, pulling in the outer jacket or by both measures one obtains such fans, which today are mostly referred to as median-accelerated axial fans. This design has the great advantage that without profiling, i.e. with simple sheet metal blading, Print digits can be achieved that are sent to the. values reached with radial fans. These Meridian accelerated axial fans are not to be confused with axial fans, in which as a result noticeable change in density the meridian cross-sections have to be changed (axial compressors). Unprofiled blowers are necessary if, for. B. strongly attacking, dust particles are promoted. So it happens that this type of construction has become known, especially in the case of induced draft fans.

Es sind Gebläse dieser Bauart mit beachtlich hohen Wirkungsgraden (über 80°/o) bekanntgeworden. Sehr nachteilig ist indes bei diesen Gebläsen, daß sich eine sehr ungünstige Kennlinie ergibt, von der praktisch nur ein kurzes Stück verwendbar ist, so daß der 2!wang besteht, eine sehr genaue Auslegung vornehmen zu müssen. Dieser Zwang führt zu sehr großen Nachteilen und späteren Korrekturen, wenn — wie es oft der Fall ist — Druck und Menge nicht genau bekannt sind. Es war auch ein großer Mangel, daß trotz allem die hohen Spitzenwirkungsgrade, die bei normalen Axialgebläsen heute möglich sind, nicht erreicht werden konnten. Auch wirkten starke Geräusche sehr störend, die dann auftreten, wenn das Gebläse in der Nähe der bei abnehmender Fördermenge jäh abfallenden Kennlinie arbeitet.Blowers of this type have become known with considerably high efficiencies (over 80%). very However, it is disadvantageous with these fans that there is a very unfavorable characteristic curve, which is practical only a short distance can be used, so that there is a need to make a very precise interpretation to have to. This compulsion leads to very great disadvantages and later corrections, if - as is often the case is the case - the exact pressure and quantity are not known. It was also a great flaw that in spite of everything the high peak efficiencies that are possible today with normal axial fans cannot be achieved could. The loud noises that occur when the fan is in the Close to the characteristic curve, which drops sharply with decreasing delivery rate.

Bei der Erfindung werden die erwähnten Nachteile vermieden. Während bei normalen Axialgebläsen der Einfluß der Nabe durch das Verhältnis des Nabendurchmessers zum Außendurchmesser gegeben ist, ergeben sich bei meridianbeschleunigten Axialgebläsen mehrere konstruktive Merkmale, die variiert werden können. Diese sind:In the invention, the disadvantages mentioned are avoided. While with normal axial fans the Influence of the hub is given by the ratio of the hub diameter to the outer diameter There are several design features that can be varied in the case of axial fans with meridian acceleration can. These are:

1. Das Verhältnis des hinteren Nabendurchmesseis zum Außendurchmesser.1. The ratio of the rear hub diameter to the outside diameter.

2. Das Verhältnis des vorderen freien Meridianquerschnittes zum hinteren freien Meridianquerschnitt.2. The ratio of the front free meridional cross-section to the rear free meridional cross-section.

3. Die Übergangsform der Nabe.3. The transitional form of the hub.

Dabei kann unterschieden werden zwischen einer kegeligen Zunahme oder einer mehr oder weniger stark gekrümmten Ausführung.A distinction can be made between a conical increase or a more or less strongly curved design.

4. Eine eventuell äußere Änderung der Mantellinie, sei es eine Einziehung des Mantels oder eine Er-Axialgebläse mit im Bereich der Laufschaufeln kegelig erweiterter Nabe4. A possible external change in the surface line, be it a retraction of the surface or an Er-axial fan with conically widened hub in the area of the rotor blades

Anmelder:
Dr.-Ing. Bruno Eck, Köln-Klettenberg, Geisbergstr. 24Applicant:
Dr.-Ing. Bruno Eck, Cologne-Klettenberg, Geisbergstr. 24

Dr.-Ing. Bruno Eck, Köln-Klettenberg ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Bruno Eck, Cologne-Klettenberg has been named as the inventor

Weiterung desselben.
Dazu kommen dann
Axialgebläsen alle Extension of the same.
Then come to that
Axial fans all

ebenso wie beias well as with

V aTiationsmöglichkeitenV aTiation options

normalen der Schaufelauslegung, d. h. Schaufelzahl, Schaufelkrümmung, Verwindung usw.
Es leuchtet ein, daß bei der Fülle, der hier vorhandenen Variationsmöglichkeiten die optimale Auslegung eine ungleich schwierigere Aufgabe ist als die Dimensionierung eines normalen Axialgebläses. Hinzu kommt, daß bei letzteren eine gut arbeitende Theorie vorliegt, mit der heute fast alle Fragen des normalen Axialgebläses rein theoretisch gelöst werden können. Die Übertragung dieser Theorie auf meridianbeschleunigte. Axialgebläse ist bis heute nicht gelungen. Dies kommt daher, weil die Grundlage, nämlich der Bauersfeldsche Gittersatz, hier keine Gültigkeit hat. So kommt es, daß der Konstrukteur beim Entwurf eines meridianbeschleunigten Axialgebläses ziemlich hilflos ist und Mutmaßungen folgen muß. Die Erfahrungen des Kreiselpumpenbaues nützen ihm hier wenig, da dort wegen der Kavitation andere Schaufelformen sich als optimal ergeben haben.normal blade design, i.e. number of blades, blade curvature, torsion, etc.
It is clear that, given the abundance of possible variations, the optimal design is an incomparably more difficult task than the dimensioning of a normal axial fan. In addition, there is a well-working theory with the latter, with which today almost all questions relating to normal axial fans can be solved purely theoretically. The transfer of this theory to meridian accelerated. Axial fan has not yet succeeded. This is because the basis, namely Bauersfeld's lattice theorem, has no validity here. So it happens that the designer is quite helpless when designing a meridian accelerated axial fan and has to follow guesswork. The experience gained in the construction of centrifugal pumps is of little use here, since other blade shapes have turned out to be optimal there due to cavitation.

Bei der Erfindung wurde die Aufgabe gelöst, bei der angedeuteten Fülle von Gestaltungsmöglichkeiten diejenige zu finden, die bei günstigster Kennlinie den höchsten Wirkungsgrad hat, und zwar unabhängig von Druckziffer und Schluckfähigkeit.In the invention, the problem was solved with the indicated abundance of design options to find the one that has the highest efficiency with the most favorable characteristic, regardless of Pressure rating and swallowing ability.

Es wurde herausgefunden, daß zunächst der auslaufende Nabendurchmeser kleiner als etwa zwei Drittel des Außendurchmessers sein muß, und zwar wurde als günstigster Wert für dieses Verhältnis e,in solcher von 0,65 festgestellt. Dabei ist zweckmäßig der Außenmantel wenigstens annähernd zylindrisch, während die Nabe eine wenigstens annähernd kegelige Form haben muß und die Schaufeln kreisbogenförmig gekrümmt sind. Der halbe Kegelwinkel y muß dabei gemäß der Erfindung etwa 15° sein.It has been found that the hub diameter that is tapering off must first be smaller than about two thirds of the outer diameter, and that the most favorable value for this ratio e was found to be 0.65. The outer shell is expediently at least approximately cylindrical, while the hub must have an at least approximately conical shape and the blades are curved in the shape of a circular arc. Half the cone angle y must be about 15 ° according to the invention.

909 687/343909 687/343

Claims

The conical hub can merge sharply or rounded into a cylindrical outflow or inflow, whereby the transitions may be inside or outside the blading. According to the invention, the ratio of the free meridian inlet ring area fe to the corresponding area at the impeller outlet fa should have a value of approximately 1.2. The two values of 0.65 and 1.2 for the ratio of the hub diameter to the outer diameter at the outlet edge of the blades and also the value of 1.2 for the ratio of the inlet ring area to the outlet ring area of the blading have already been used individually. However, the combination of these two ratios and the size according to the invention of the angle of inclination γ of the hub of around 15 ° has not yet been used in practice and therefore the highest effective range for a meridian-accelerated axial fan of the type characterized in the preamble of the main claim has not yet been used achieved. This task could only be achieved through the combination of these three values. The curvature of the blades is important. If R denotes the mean radius of curvature, which in profiling is to be understood as the radius of the camber line, the ratio of this radius of curvature to the diameter present at the relevant point according to the invention should be approximately 1.05 in each radial distance. This requirement should expediently be met over the entire length of the blade. For the ratio of the respective wing chord to the respective diameter, the most favorable value according to the invention was found to be 0.4. As the inventor found out, the wing chord should become larger from the inside out. This is remarkable insofar as this measure worsens the efficiency of normal axial fans (with a simultaneous increase in the pressure factor). The twisting of the blades, expressed by the angle difference δ of the wing chord at the hub and outside, must be about 16 ° according to the invention, while the inlet angle β of the blades, measured against the circumference, according to the invention should be about 23.5 ° outside . This measure, known per se, brings new advantages in connection with the aforementioned features. According to the invention, the number of blades should preferably be around 7. In an embodiment according to FIGS. 1 and 2, 1 is the wing, 2 is the conical hub, while the blade sections on the outside and inside can be seen in the usual manner underneath in the form of a cylinder. Patent λ χ s ι r ecu κ:

1. Axial fan with a conically widened hub in the area of the rotor blades and with at least approximately cylindrical outer jacket and with arcuate curved blades, thereby characterized in that the ratio of the hub diameter at the trailing edge of the blades to the outer diameter is about 0.6 to 0.65, while in the area of the impeller blades the angle y between the generatrix of the hub and the hub axis is approximately 15 ° and the ratio the meridional inlet ring surface to the meridian outlet ring surface of the blading approximately 1.2 is.

2. Axial fan according to claim 1, characterized in that the ratio in each radial distance the radius of curvature of the blade to the existing diameter at this point approximately 1.05 is.

3. Axial fan according to claims 1 and 2, characterized in that in each radial distance the ratio of the wing chord (1) to the diameter present at this point is about 0.4.

4. Axial fan according to Claims 1 to 3, characterized in that the extension of the blade, measured in the direction of flow, increases on the wing chord (1) from the inside to the outside.

5. Axial fan according to claims 1 to 4, characterized in that the twist, expressed by the angular difference δ of the wing chord on the hub and outside, is equal to about 16 °.

6. Axial fan according to claims 1 to 5, characterized in that the inlet angle β of the blading is about 23.5 ° on the outside.

7. Axial fan according to claims 1 to 6, characterized in that the number of blades is approximately 7 is.

Considered publications:

German Patent No. 633 155; VDZ-Zeitschrift, Vol. 83 (1939), pp. 925 to 931;

Eckert, "Axialkompressoren und Radialkompressoren", SpringerA ⁷ ^ erlag, 1953, p. 107 ff .;

Corner. "Ventilatoren", Springer-Verlag, 1952, p. 240 ff.

1 sheet of drawings

β 909 687/343 11.59β 909 687/343 11:59