DE1960922A1 - Schaufelrad fuer ein Zentrifugalgeblaese - Google Patents

Description

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Nordisk Ventilator Co. a/S, Nasstved, Dänemark Schaufelrad für ein Zentrifugalgebläse.

Die Erfindung betrifft ein Schaufelrad für ein Zentrifugalgebläse, dessen Schaufelblätter aus Plattenmaterial hergestellt und auf einer kreisförmigen Grundplatte befestigt sind, die an der Nabe des Rades befestigt ist, wobei die Schaufelblätter einen erheblichen Winkel mit der Radialrichtung bilden.

Bei solchen Schaufelrädern stehen die Schaufelblätter während der Rotation des Rades unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften, die bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten so gross werden können, dass eine ernsthafte Gefahr der Verformung der Schaufelblätter auftritt. Dieser Umstand setzt der zulässigen Rotationsgeschwindigkeit und damit auch der Leistung des Schaufelrades eine obere Grenze und da die Zentrifugalkraft mit zunehmender Masse zunimmt, ist diese Grenzgeschwindigkeit praktisch unabhängig von der Stärke des Plattenmaterials, aus dem die Schaufelblätter hergestellt sind, so dass sie sich durch die Verwendung von Schaufelblättern grösserer Stärke nicht erhöhen lässt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Schaufelrad der genannten Art mit einer effektiven Versteifung der Schaufelblätter gegen die auf diese einwirkenden Zentrifugalkräfte zu schaffen, so d^ss man die Möglichkeit erhält, Schaufelräder der genannten Art mit höheren Rotationsgeschwindigkeiten laufen zu lassen, als bisher der Fall gewesen ist, und hierdurch eine höhere Leistung eines Schaufelrades mit gegebenen Auslegungen zu erzielen.

Es ist an sich bekannt, ein Schaufelrad der hier betrachteten Art mit Versteifungen der Schaufelblätter zu versehen. Solche bekannten Versteifungen dienen jedoch zur Lösung einer anderen Aufgabe, indem sie nämlich denjenigen Deformationen entgegenwirken sollen, die dadurch auftreten können, dass die Schaufelblätter, insbeson-

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dere wenn sie aus dünnem Plattenmaterial hergestellt sind, beim Anlaufenlassen des Schaufelrades Torsionsmomenten ausgesetzt werden, und zwar durch eine Vorplatte des Schaufelrades, die die Schaufelblätter an den der Grundplatte abgekehrten Kanten begrenzt, da diese Vorplatte auf Grund der Trägheit nicht genau gleichzeitig mit den Schaufelblättern anläuft. Diese bekannten Versteifungsvorkehrungen sind folglich dazu eingerichtet, tangentiale Kräfte von den Schaufelblättern auf die genannte Vorplatte zu übertragen, und ist daher nicht dazu imstande, den von den Zentrifugalkräften ausgeübten Deformationsbeanspruchungen auf zufriedenstellende Weise entgegenzuwirken.

Es sind jedoch auch Konstruktionen zur Versteifung der Schaufelblätter bekannt geworden, durch welche den durch die Zentrifugal- ■ kräfte bewirkte Verbiegung entgegengewirkt wird. Beispielsweise ist es bekannt, einen kreisförmigen Kranz zu verwenden, der die Schaufeln miteinander verbindet und von diesen getragen wird«

Die Anwendung eines solchen Kranzes oder Ringes ist jedoch nicht besonders zweckmässig, da erstens eine sehr erhebliche Eigenspannung auftritt, wenn der Ring rotiert, da die Zentrifugalkraft seinen Radius zu vergrössern sucht und damit eine Zugspannung im Ring hervorruft. Zweitens treten auf Grund der Belastung durch die Schaufeln ungünstige Biegespannungen im Ring auf.

Die obengenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Schaufelrad zwecks Versteifung der Schaufelblätter eine der Anzahl der Schaufelblätter entsprechende Anzahl Versteifungsspeichen aufweist, die jeweils mit ihrem einen Ende mit der Nabe des Rades verbunden sind, von der sie radial in einer parallel mit der Grundplatte verlaufenden Ebene ausgehen, und zwar sind sie so in bezug auf die Schaufelblätter angeordnet, dass jede Versteifungsspeiche durch hierfür vorgesehene Befestigungslöcher in je zwei nebeneinanderliegendön Schaufelblättern verläuft, welche an diesen Löchern an der betreffenden Speiche befestigt sind. Diese Konstruktion gewährleistet eine äusserst zufriedenstellende Versteifung der Schaufelblätter gegen die Zentrifugalkräfte, so dass^:* einνHeraufsetzen der oberen Grenze der Rotationsgeschwindigkeit um ein erhebliches Stück und damit eine erhöhte Leistung eines

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^ogebenen Schaufelrades erreicht werden kann. Ausserdem lassen .;ich die genannten Versteifungsspeichen ohne Schwierigkeiten da-■■.•„■•ch irr Schaufelrad montieren, dass die Schaufelblätter im voraus rr.it den hierfür erforderlichen Befestigungslöchern für die Speiciion ausgebildet werden. Die durch die Rotation bewirkte Eigenspaiinung in einer radialen Stange ist nur halb so gross wie die eines rotierenden Ringes und hierzu kommt noch, dass die Schaufeln nur Zugspannungen in den Speichen hervorrufen, welches eine v.-sit günstigere Belastung als die Biegespannungen bei der ringför-¹Tigen Versteifung bedeutet.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel*und :;...! Hand der Zeichnung näher erklärt» Es zeigt

Fig. 1 in der Draufsicht einen Ausschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schaufelrades, bei dem die Vorplr.tte des Schaufelrades entfernt ist, und

Fig. 2 eine Abbildung eines einzelnen der Schaufelblätter, in einer rechtwinklig zu einer Radialebene verlaufenden Richtung r3sehen.

'De/3 auf der Zeichnung.veranschaulichte Schaufelrad hat eine kreisförmige Grundplatte 1, die z.B. durch Schweissen an einer kreisaylindrischen Nabe 2 befestigt ist. Auf der Grundplatte 1 ist eine Anzahl viereckiger Schaufelblätter 3 längs ihrer einen Kante z.B. 'lurch Schweissen so befestigt, dass sie rechtwinklig von der Grundplatte 1 abstehen. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, erstreckt sich eine Kante jedes Schaufelblatts 3 bis zur Peripherie der Grundplatte 1 und das Schaufelblatt, das plan sein oder, wie in Fig. 1 _v:o:-;cigt ist, eine'gewisse Krümmung aufweisen kann, verläuft von dort aus einwärts auf der Grundplatte in einer solchen Richtung, ..aus es einen erheblichen Winkel mit der Radialrichtung zu demjenigen Punkt der Peripherie bildet, an dem die Kante des betreffenden Schaufelblattes liegt. Von der Achse des Schaufelrades aus gesehen haben die Schaufelblätter 3 eine solche Ausdehnung, dass sie sich teilweise überlappen. An ihren von der Grundplatte 1 abgclcohrten , schrägen Kanten werden die Schaufelblätter 3, wie aus 1-'l£* 2 ersichtlich ist, von einer Vorplatte ß mit der Form einer iier;elstumpffläche mit einer grössen zentralen Oeffnung, die die ,'■icaugöffnung des Schaufelrades bildet, begrenzt.

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3ei einem Schaufelrad dieser Ausführung sind die Schaufelblätter 3, wie bereits erwähnt, Deformationsbeanspruchungen ausgesetzt, die von den auf die Schaufelblätter einwirkenden Zentrifugalkräfte herrühren, welches, wie gesagt, der Rotationsgeschwindigkeit des Schaufelrades und damit dessen'Leistung eine obere Grenze setzt. Erfindungsgemäss wird diese Grenzgeschwindigkeit dadurch wesentlich heraufgesetzt, dass die Schaufelblätter 3 mit Hilfe einer der Anzahl der Schaufelblätter entsprechenden Anzahl Versteifungsspeichen 4 versteift werden, die die Schaufelblätter 3 mit der Nabe des Rades verbinden. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Versteifungsspeichen 4 am einen Ende an einem ringförmigen Teil 5 der Nabe 2 befestigt, von welchem Teil sie radial in einer mit der Grundplatte 1 parallel verlaufenden Ebene ausgehen. Die Versteifungsspeichen werden in bezug auf die Schaufelblätter 3 so angebracht, dass jede der Speichen 4 durch hierfür ausgebildete Befestigungslöcher 6 bzw. 7 in zwei nebeneinanderliegenden Schaufelblättern 3 verläuft, die an den genannten Löchern z.B. durch Schweissen an der betreffenden Speiche befestigt sind. Durch diese Anordnung der Versteifungsspeichen wird jedes Schaufelblatt 3» so wie es durch 6 und 7 in Fig. 2 angedeutet ist, von zwei Verstei«· fungsspeichen unterstützt,'wodurch eine äusserst effektive Versteifung der Schaufeln gegen die auf diese einwirkenden Zentrifugalkräfte erzielt wird.

Die Befestigungslöcher 6 und 7 sind in den Schaufelblättern 3 vorzugsweise in einem Abstand von der Grundplatte 1 angeordnet, der der Hälfte der grössten Ausdehnung der Schaufelblätter in der auf der Grundplatte 1 rechtwinklig stehenden "Richtung entspricht, und der Abstand der Löcher 6 und 7 in jeder Schaufel ist durch den Winkelabstand zweier benachbarter Versteifungsspeichen und damit durch die Anzahl der Versteifuhgsspeichen 4 und Schaufelblätter 3 bestimmt. Die Abstände der Löcher 6 und 7 von den auf der Grundplatte 1 rechtwinklig stehenden Kanten der Schaufelblätter werden so gewählt, dass unter Berücksichtigung der Form der verwendeten .Schaufelblätter eine optimale Versteifung erreicht wird.

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Claims (1)

1. Schaufelrad für ein Zentrifugalgebläse, dessen Schaufelblätter aus Plattenmaterial hergestellt und auf einer kreisförmigen Grundplatte befestigt sind, die an der Nabe des Rades befestigt ist, wobei die Schaufelblätter einen erheblichen Winkel mit der Radialrichtung bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelrad zwecks Versteifung der Schaufelblätter (3) eine der Anzahl der Schaufelblätter (3) entsprechende Anzahl Versteifungsspeichen (4) aufweist, die jeweils mit ihrem einen Ende mit der Nabe (2) des Rades verbunden sind, von der sie radial in einer parallel mit der Grundplatte (1) verlaufenden Ebene ausgehen, und zwar sind sie so in bezug auf die Schaufelblätter (3) angeordnet, dass jede Versteifungsspeiche (4) durch hierfür vorgesehene Befestigungslöcher (6,7) in je zwei nebeneinanderliegenden Schaufelblättern

   (3) verläuft, welche an diesen Löchern an der betreffenden Speiche

   (4) befestigt sind.

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