DE1503650A1

DE1503650A1 - Ventilatorlaufrad zur Foerderung staubhaltiger Gase

Info

Publication number: DE1503650A1
Application number: DE19651503650
Authority: DE
Inventors: Klingenberg Dipl-Ing Guenter
Original assignee: MEISSEN TURBOWERKE
Current assignee: MEISSEN TURBOWERKE
Priority date: 1965-12-23
Filing date: 1965-12-23
Publication date: 1969-03-13
Also published as: DE1503650B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventilatorlaufrad, welches zur Förderung von staubhaltigen Gasen verwendet wird.

Es ist bekannt, dass der im Fördermedium enthaltene Staub zu starkem Verschleiß der Laufschaufeln führt. Dadurch muß häufig das komplette Laufrad durch ein neues ersetzt werden. Das geschieht im Vergleich zur Lebensdauer der gesamten Ventilatorenanlage nach relativ kurzer Zeit. Besonders bei grossen Radialsaugzügen in Großdampferzeugern entstehen dabei hohe Kosten. Eine weitere Schwierigkeit bei Radiallaufrädern mit rückwärts gekrümmten Schaufeln, vornehmlich bei kleinem Schaufelaustrittswinkel kleines Beta[tief]2, bildet das Anbacken von Staub auf der Saugseite der Schaufeln. Aus diesem Grunde war es bisher nicht möglich, die modernen Hochleistungsventilatoren mit weit rückwärts gekrümmten Beschaufelungen zur Förderung staubhaltiger Gase zu verwenden. Es mussten hierzu Laufräder mit großen Schaufelaustrittswinkel kleines Beta[tief]2 eingesetzt werden, die einen bedeutend niedrigeren Wirkungsgrad besitzen.

Es ist weiterhin bekannt, die Schaufeln von Radialventilatoren mit Prallrippen zu versehen, welche auf voller Schaufelbreite oder auf einem Teil der Schaufelbreite quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind. Es werden auch Schutzüberzüge oder Verschleißplatten angewendet.

Ferner wurde bekannt, im Ansaugraum des Ventilators Lenk- oder Streuringe anzuordnen. Diese haben die Aufgabe, den im Fördermedium enthaltenen Staub gleichmäßig über die Laufschaufeln zu verteilen und einen gleichmäßigen Verschleiß der Schaufeln zu bewirken.

Es ist auch bekannt, am Laufrad einen Rohrkrümmer zu befestigen, der zentral in oder vor dem Laufrad beginnt und in radialer oder ungefähr radialer Richtung hinter den Laufschaufeln endet. Dem Rohrkrümmer ist ein Filter so vorgeschaltet, dass das gereinigte Gas dem Laufrad frei zuströmt, und ein mit Staub angereicherter Teilgasstrom durch den Rohrkrümmer abgesaugt wird.

Schaufeln mit Prallrippen oder Verschleißplatten haben den Nachteil, dass es sich hierbei nur um eine passive Maßnahme handelt, indem die Schaufeln entweder verstärkt oder mit härterem Material versehen werden. Die Verschleißintensität der Schaufeln wird nicht verringert.

Lenk- und Streuringe haben den Nachteil, dass sie kostspielig und betriebsunsicher sind. Gleichzeitig ist bei ihrer Verwendung mit einem starken Wirkungsgradabfall des Ventilators zu rechnen.

Die Anwendung von Rohrkrümmern und Filtern hat den Nachteil, dass diese sehr aufwendig und kostspielig sind. Außerdem sind zusätzliche Bauelemente wie zum Beispiel Filter notwendig.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, die genannten Mängel weitgehend zu beseitigen. Es sollen Ventilatorlaufräder mit geringer Verschleißempfindlichkeit und einfacher Ausführung entwickelt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den überwiegenden Teil des im Fördermedium enthaltenen Staubes so durch das Laufrad zu leiten, dass dieser die Druckseite der Laufschaufeln nicht berührt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass an der Trag- scheibe des Ventilatorlaufrades, in Strömungsrichtung gesehen vor dem Laufradgitter, ein Vorsatzschaufelgitter angeordnet ist. Die Schaufelzahl des Vorsatzschaufelgitters liegt zwischen dem Ein- bis Dreifachen der Schaufelzahl des Laufradgitters.

Der Austrittswinkel kleines Beta[tief]2 der Vorsatzschaufeln soll mindestens 25° größer sein, als der Eintrittswinkel kleines Beta[tief]1 der Laufschaufeln.

Die Breite der Vorsatzschaufeln kann bis zu einem Drittel der Schaufelaustrittsbreite des Laufradgitters betragen. Die Vorsatzschaufeln können ein Stück in das Laufradgitter hineinragen.

Vorteilhaft ist die Anordnung der Vorsatzschaufeln auf einem leicht auswechselbaren Ring, um bei Verschleiß des Vorsatzschaufelgitters diese ohne großen Aufwand auswechseln zu können.

Die Vorsatzschaufeln können profiliert oder mit gleich bleibendem Querschnitt ausgeführt werden. Dabei werden sie vorzugsweise mit der Tragscheibe des Laufrades verschweißt oder bei Ventilatorlaufrädern in gegossener Ausführung mit angegossen werden.

Bei der Anwendung des Vorsatzschaufelgitters in radialen Ventilatorlaufrädern unterliegen diese einem wesentlich geringeren Verschleiß, weil besonders die größeren Staubteilchen, die den stärksten Verschleiß bewirken, durch das Vorsatzschaufelgitter so gelenkt werden, dass sie die Schaufeln des Laufradgitters nicht mehr berühren. Dadurch haben die

Ventilatorlaufräder eine wesentlich höhere Standzeit.

Durch die Anwendung des Vorsatzschaufelgitters bei Ventilatorrädern mit stark rückwärts gekrümmten Schaufeln wird ein Haften des Staubes an der Saugseite der Schaufeln in starkem Maße vermieden. Den Ventilatoren mit sehr guten Wirkungsgraden wird hiermit ein neues Anwendungsgebiet erschlossen. Gleichzeitig werden dadurch die Betriebskosten der Saugzüge in Wärmekraftwerken wesentlich gesenkt.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den Radialschnitt eines Ventilatorlaufrades,

Fig. 2 einen Axialschnitt nach Fig. 1.

Die Schaufeln 1' des Vorsatzschaufelgitters 1 sind in Strömungsrichtung gesehen vor dem Laufradgitter 2 angeordnet und an der Tragscheibe 3 befestigt. Das Vorsatzschaufelgitter 1 steht noch mit dem aggressiven Staub in Berührung. Vorteilhaft ist deshalb die Befestigung des Vorsatzschaufelgitters 1 auf einem Ring 4, der leicht auswechselbar mit der Tragscheibe 3 verbunden ist.

In Fig. 1 zeigen die Linien 5 schematisch den Weg von zwei groben Staubteilchen. die Linien 6 deuten den Weg von zwei feinen Staubteilchen an. Die groben Staubteilchen werden auf Grund ihrer Trägheit bis nahe an die Tragscheibe 3 herangetragen, ehe eine Umlenkung in radiale Richtung erfolgt.

In Fig. 2 stellen die Linien 7 die Relativbahnen von groben Teilchen dar, wenn das Laufrad ohne Vorsatzschaufelgitter 1 betrieben wird. Infolge der Massenträgheit werden die Staub- teilchen auf die Druckseite der Schaufeln des Laufradgitters 2 geschleudert und bewirken den Verschleiß.

Durch die Vorsatzschaufeln 1 wird den Staubteilchen ein Vordrall erteilt, der so groß ist, dass diese die Druckseite der Schaufeln des Laufradgitters 2 nicht mehr erreichen und die Saugseite nur unwesentlich berühren. Sie nehmen einen Weg durch das Radiallaufrad, der den Bahnen 8 entspricht.

Es kommt besonders darauf an, dem grobkörnigen Staub den Vordrall zu erteilen, da dieser den stärksten Verschleiß bewirkt. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Vorsatzschaufeln 1 nur bis zu 1/3 der Austrittsbreite des Laufradgitters 2 auszubilden. In diesem Bereich durchströmt der überwiegende Teil des groben Staubes das Laufrad. Die Vorsatzschaufeln 1 werden somit nur in einem schmalen Bereich nahe der Tragscheibe 3 wirksam. Sie haben daher nur einen geringen Einfluß auf die Gittereigenschaften des Laufrades.

Claims

1. Ventilatorlaufrad zur Förderung staubhaltiger Gase, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragscheibe (3) ein Vorsatzschaufelgitter (1) unmittelbar vor dem Laufradgitter (2) angeordnet ist.

2. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelzahl des Vorsatzschaufelgitters (1) zwischen dem Ein- bis Dreifachen der Schaufelzahl des Laufradgitters (2) liegt.

3. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittswinkel kleines Beta[tief]2 der Vorsatzschaufeln (1') mindestens 25° größer als der Eintrittswinkel kleines Beta[tief]1 des Laufradgitters (2) ist.

4. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schaufeln des Vorsatzschaufelgitters (1) bis zu 1/3 der Schaufelaustrittsbreite des Laufradgitters (2) beträgt.

5. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzschaufeln (1') auf einem leicht auswechselbaren Ring (4) angeordnet sind.

6. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzschaufeln (1') in das Laufradgitter (2) hineinragen.

7. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzschaufeln (1') profiliert ausgeführt sind.

8. Ventilatorlaufrad nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzschaufeln (1') mit gleich bleibendem Querschnitt ausgeführt sind.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Vorsatzschaufelgitter

1' Vorsatzschaufel

2 Laufradgitter

3 Tragscheibe

4 Ring

5 Weg des grobkörnigen Staubes

6 Weg des feinkörnigen Staubes

7 Weg des Staubes ohne Vorsatzgitter

8 Weg des Staubes mit Vorsatzgitter