DE2007810A1 - Double rotor for axial fans - Google Patents
Double rotor for axial fansInfo
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Description
Patentanwaif Essen, den 19. 2. 1970Patent application Essen, February 19, 1970
Dipl.-lng. A. Spalthoff 20 028 B.Dipl.-Ing. A. Spalthoff 20 028 B.
Essen, Pelmanstr. 31Essen, Pelmanstr. 31
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Nordisk Ventilator Co. A/S, Naestved, Dänemark Doppelter Läufer für Axialgebläse.Nordisk Ventilator Co. A / S, Naestved, Denmark Double rotor for axial fans.
Die Erfindung betrifft einen doppelten Läufer für Axialgebläse mit einem an einer Nabe befestigten Batζ Innenschaufeln, einem um die äussersten Punkte der Schaufeln dieses Satzes herum angebrachten Zwischenring und einem auf diesem Zwischenring koaxial mit dem ersten Schaufelsatz angebrachten Satz Aussenschaufeln, welche beiden Schaufelsätze so eingerichtet sind, dass sie in einander entgegengesetzten Richtungen blasen.The invention relates to a double rotor for axial fans with a Batζ inner blades attached to a hub, one um the outermost points of the blades of this set around attached intermediate ring and an on this intermediate ring coaxially with set of outer blades attached to the first set of blades, which two sets of blades are set up to blow in opposite directions.
Solche doppelten Läufer werden z.B. zur Be- und Entlüftung von Räumen in Gebäuden wie beispielsweise Ställen benutzt, und zwar werden sie so in zwei koaxialen Kanälen montiert, dass sich die Innenschaufeln zusammen mit dem Antriebsmotor des Läufers im inneren und die Aussenschaufein im äusseren, ringförmigen Kanal befinden. Da die beiden Schaufelsätze in einander entgegengesetzten Richtungen blasen, kann somit durch den einen Kanal ein Absaugen der verbrauchten Luft aus dem zu lüftenden Raum und durch den anderen Kanal ein Einblasen von frischer Luft in diesen Raum erfolgen. Such double runners are used, for example, to ventilate rooms in buildings such as stables they are mounted in two coaxial channels in such a way that the inner blades together with the drive motor of the rotor are inside and the outside windows are in the outer, annular channel. Since the two sets of blades blow in opposite directions, suction can take place through the one channel the used air from the room to be ventilated and through the other Fresh air is blown into this space.
An derjenigen Stelle, an der sich der Läufer befindet, muss die Trennwand zwischen den beiden koaxialen Kanälen notwendigerweise unterbrochen sein.The partition between the two coaxial channels must necessarily be at the point where the runner is located be interrupted.
Zwischen den beiden Kanälen herrscht ein in etwa konstanter Druckunterschied, jedoch mit entgegengesetzten Vorzeichen auf den beiden Seiten des Läufers. Der Vorzeichenwechsel vollzieht sich hauptsächlich über die Breite der Schaufeln, gesehen in Axialrichtung, und da die Breite des Zwischenringes gewöhnlich dieser Schaufelbreite entspricht, bedeutet dies, dass an derjenigen Stelle, an der sich die Trennwand zwischen den Kanälen an den Zwischenring anschliesst, ein erheblicher Druckunterschied zwischen den beiden Kanälen besteht. Da notwendigerweise ein gewisser Spalt zwischen den Kanten der Trennwand und dem Zwischenring vorhandenThere is an approximately constant pressure difference between the two channels, but with opposite signs on both sides of the runner. The change in sign takes place mainly across the width of the blades, viewed in the axial direction, and since the width of the intermediate ring usually corresponds to this blade width, this means that at that point at which the partition between the channels adjoins the intermediate ring, a considerable pressure difference between the two channels. There necessarily a certain gap present between the edges of the partition and the intermediate ring
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sein muss, bewirkt dieser Druckunterschied, dass Luft vom einen Kanal zum anderen Überströmt, so dass ein gewisser Verlust auftritt. Gleichzeitig finden störende Ablagerungen von Staub auf der Innenseite des Zwischenringes statt, die im Laufe der Zeit den Wirkungsgrad des Gebläses herabsetzen und ausserdem Unwucht des Läufers verursachen können.this pressure difference causes air to flow over from one duct to the other, so that a certain loss occurs. At the same time, there are troublesome deposits of dust on the inside of the intermediate ring, which over time Reduce the efficiency of the fan and also cause the rotor to be unbalanced.
Der vorliegenden Erfindung gemäss werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass die axiale Breite des Zwischenringes wesentlich kleiner als die in Axialrichtung gemessene Breite der Schaufeln von deren Vorderkante bis zu deren Hinterkante in der Nähe der Schaufelspitzen ist.According to the present invention, these disadvantages are thereby eliminated eliminates the fact that the axial width of the intermediate ring is significantly smaller than the width of the blades measured in the axial direction from its leading edge to its trailing edge is in the vicinity of the blade tips.
Es bereitet keine Schwierigkeiten, den Zwischenring mit einer Breite herzustellen, die wesentlich kleiner als die Breite der Schaufeln ist, indem man lediglich dafür zu sorgen braucht, dass der Querschnitt gross genug ist, um dem Zwischenring die erforderliche Festigkeit zu verleihen, und dass die Verbindung zwischen den Schaufeln und dem Zwischenring stark genug ist.It is not difficult to produce the intermediate ring with a width that is much smaller than the width of the Shoveling is by only having to ensure that the cross section is large enough to give the intermediate ring the required To give strength, and that the connection between the blades and the intermediate ring is strong enough.
Durch diese Massnahme werden die Spalte zwischen der Trennwand und dem Zwischenring in einen Bereich gebracht, in dem der Druckunterschied wesentlich kleiner ist, so dass das Überströmen von Luft vom einen Kanal zum anderen sehr erheblich reduziert wird.As a result of this measure, the gaps between the partition and the intermediate ring are brought into an area in which the pressure difference is much smaller, so that the overflow of air from one channel to the other is very significantly reduced.
Erfindungsgemäss ist es vorteilhaft, dass der Zwischenring so ausgebildet ist, dass seine rechtwinklig zur Achse des Läufers verlaufenden Seitenflächen eine erhebliche Breite besitzen, da dann die Toleranzforderungen bei der Herstellung der Trennwand zwischen· den beiden Kanälen weit weniger streng zu sein brauchen.According to the invention it is advantageous that the intermediate ring is designed in this way is that its side surfaces running at right angles to the axis of the rotor have a considerable width, since then the tolerance requirements in the manufacture of the partition between need to be far less strict about the two channels.
Erfindungsgemäss ist es ferner zweckdienlich, dass die Innenseite, des Zwischenringes von schräg nach innen, zur Mitte hin verlaufenden Flächen gebildet wird, da hierdurch die Gefahr, dass sich dort Staub absetzt, zusätzlich reduziert wird.According to the invention, it is also useful that the inside, of the intermediate ring is formed from obliquely inward, towards the center surfaces, as this creates the risk that dust settles there, is additionally reduced.
Schliesslich kann es erfindungsgemäss vorteilhaft sein, dass das Profil der Schaufeln in der Nähe ihrer Befestigungsflächen am Zwischenring in einer solchen Weise gedreht ist, dass die Befesti-Finally, it can be advantageous according to the invention that the profile of the blades in the vicinity of their fastening surfaces on the Intermediate ring is rotated in such a way that the fastening
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gungsflächen der Schaufeln in einer Richtung verlaufen, die höchstens einen kleinen Winkel mit einer Ebene bildet, welche rechtwinklig auf der Achse des Läufers steht,, wodurch eine sehr solide Befestigung der Schaufeln selbst an einem sehr schmalen Zwischenring ermöglicht wird. -movement surfaces of the blades run in a direction that is at most forms a small angle with a plane which is perpendicular to the axis of the rotor, making a very solid one Attachment of the blades themselves to a very narrow intermediate ring is made possible. -
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert» Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing » It shows
Fig. 1 schematisch einen Teil eines bekannten,, in koaxialen Kanälen montierten doppelten Läufers,Fig. 1 schematically shows a part of a known, in coaxial Channels mounted double runner,
•Fig. 2 eine schematische, in der gleichen Weise wie der Läufer in Fig. 1 dargestellte Abbildung eines erfindungsgemässen doppelten Läufers,• Fig. FIG. 2 shows a schematic illustration of a device according to the invention, shown in the same way as the runner in FIG. 1 double runner,
Fig. 3 ein Druckdiagramm, das die Wirkung der Erfindung zu erklären hilft,Fig. 3 is a pressure diagram showing the effect of the invention helps to explain
Fig. 4 in grösserem Mässstab einen Teil eines erfindungegemässen Läufers in einer besonderen Ausführungsform und4 shows, on a larger scale, a part of an according to the invention Runner in a special embodiment and
Fig. 5 einen anderen Teil eines erfindungsgemässen Läufers in einer besonderen Ausführungsform. 5 shows another part of a rotor according to the invention in a special embodiment.
Fig, 1 zeigt einen Motor 1, an dessen Welle eine. Nabe 2 befestigt ist, die einen Satz Innenschaufeln 3 trägt. Um die äussersten Punkte dieser Schaufeln herum ist ein Zwischenring 4 vorgesehen, der einen Satz Aussenschaufeln 5 trägt. Der Motor 1 mit den Schaufelsätzen 3 und 5 ist in zwei koaxialen Kanälen angebracht, von welchen der äussere Kanal mit "6 und dessen Aussenwand mit 7 be-Fig, 1 shows a motor 1, on the shaft of a. Hub 2 attached which carries a set of inner blades 3. An intermediate ring 4 is provided around the outermost points of these blades, which carries a set of outer blades 5. The engine 1 with the blade sets 3 and 5 is mounted in two coaxial channels, of which the outer channel is marked with "6 and its outer wall with 7
zeichnet ist, während der innere Kanal mit Ö und dessen Aussenwand, die gleichzeitig die Trennwand zwischen den beiden Kanälen bildet, mit 9 bezeichnet ist. Der Zwischenring 4 ist zylindrisrV Er hat den gleichen Radius wie die Trennwand 9 und füllt eine unterbrechung in dieser aus, indem es aufgrund der Herstellungstoleranzen doch notwendig ist, dass auf jeder Seite des Zwischenringes 4 ein Spalt 10 bzw. 11 verbleibt.is drawn, while the inner canal with Ö and its outer wall, which at the same time forms the partition between the two channels, is denoted by 9. The intermediate ring 4 is cylindrical It has the same radius as the partition wall 9 and fills an interruption in this, in that, due to the manufacturing tolerances, it is necessary that on each side of the intermediate ring 4 a gap 10 or 11 remains.
Fig» 1 gibt die bekannte Ausführung eines doppelten Läufers wieder, wogegen ein erfindungsgemäss ausgebildeter, doppelter Läufer auf entsprechende Weise schematise© in Fig. 2 dargestellt ist, und zwar Tanter Anwendung der gleichen Bezugszeichen für die einzelnen Teile.Fig. 1 shows the known embodiment of a double rotor, whereas a double rotor designed according to the invention is shown schematically in a corresponding manner in FIG. 2 , namely using the same reference numerals for the individual parts.
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Der Unterschied zwischen der in Fig. 1 und der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion liegt darin, dass der Zwischenring 4 in Fig. 1, in Axialrichtung gemessen, eine Breite hat, die der Breite der Aussenschaufeln in der Nähe des Schaufelfusses oder der Breite der Innenschaufeln in der Nähe der Schaufelspitzen entspricht, während die Breite des Zwischenringes 4 in Fig. 2 erfindungsgemäss wesentlich kleiner ist und, wie ersichtlich, nur einen Bruchteil dieser Breite ausmacht.The difference between that shown in FIG. 1 and that shown in FIG Construction is that the intermediate ring 4 in Fig. 1, measured in the axial direction, has a width that is the width of the Outer blades in the vicinity of the blade root or the width of the inner blades in the vicinity of the blade tips, while the width of the intermediate ring 4 in Fig. 2 according to the invention is much smaller and, as can be seen, only a fraction of this width.
Die Wirkung dieses Unterschiedes soll an Hand der in Fig. 3 gezeigten Kurven näher erklärt werden.The effect of this difference will be illustrated with reference to that shown in FIG Curves are explained in more detail.
In dieser Figur veranschaulicht die Kurve I den Druckveri_oif im Kanal 6 und die Kurve II den Druckverlauf im Kanal Ö.In this figure, the curve I illustrates the Druckveri_oif im Channel 6 and curve II shows the pressure curve in channel Ö.
Die Nullinie bildet in der Figur die Spiegelachse der beiden Kurven, doch braucht dies nicht unbedingt der Fall zu sein, da die Drücke in den beiden Kanälen - je nach Ausführung der Schaufelsätze - verschiedene numerische Werte haben können.The zero line forms the mirror axis of the two curves in the figure, however, this does not necessarily have to be the case, since the pressures in the two channels - depending on the design of the blade sets - can have different numerical values.
Die Kurven in Fig. 3 gelten sowohl für die in Fig. 1 gezeigte, bekannte Ausführung als auch für die in Fig. 2 gezeigte, erfindungsgemässe Ausführung, vorausgesetzt, dass alle Dimensionen der in den beiden Figuren dargestellten Ausführungen, abgesehen von den Dimensionen des Zwischenringes und der Anordnung der Spalte» lOmnd 11,.miteinander übereinstimmen.The curves in FIG. 3 apply both to the known embodiment shown in FIG. 1 and to the embodiment according to the invention shown in FIG. 2 Execution, provided that all dimensions of the execution shown in the two figures, apart from the dimensions of the intermediate ring and the arrangement of the column »lOmnd 11,. coincide with one another.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Drücke in den Kanälen ihr Vorzeichen in einem Punkt 0 ändern, .der im wesentlichen in einer mitten durch die Schaufeln und rechtwinklig zur Achse verlaufenden Ebene liegt, indem die Fig. 1,2 und 3 relativ zueinander so auf der Zeichnung angeordnet sind, dass sich die Abszissen von Fig. 3 direkt in die Fig. 1 und 2 übertragen lassen·From the drawing it can be seen that the pressures in the channels Change their sign at a point 0, which essentially runs through the middle of the blades and at right angles to the axis Plane lies in that FIGS. 1, 2 and 3 are arranged in relation to one another on the drawing in such a way that the abscissas from Fig. 3 can be transferred directly to Figs. 1 and 2.
Ferner ist ersichtlich, dass sich die Drücke in den Kanälen,entsprechend den beiden in Fig. 3 mit A und B bezeichneten Linien, auf beiden Seiten des Läufers bis ganz zu den Schaufeln des Läufers hin konstant halten. Von diesen Stellen aus nehmen die Drücke hauptsächlich linear nach O hin ab.It can also be seen that the pressures in the channels, accordingly the two lines marked A and B in FIG. 3, on both sides of the rotor up to the blades of the rotor keep it constant. From these points the pressures decrease mainly linearly towards O.
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Hieraus folgt, dass der Druckunterschied zwischen den beiden Kanälen 6 und Ö ausserhalb der Schaufeln in etwa konstant ist und hier eine sehr erhebliche Grosse hat, nämlich eine Grosse, die der Summe der numerischen Werte der Drücke entspricht, die von den beiden Schaufelsätzen erzeugt werden.It follows that the pressure difference between the two channels 6 and Ö is approximately constant outside the blades and has a very considerable size here, namely a size that corresponds to the sum of the numerical values of the pressures generated by the two sets of blades.
Es ist ersichtlich, dass sich die Spalte 10 und 11 in Fig. 1 an Stellen befinden, die den Linien A und B in Fig. 3 entsprechen, d.h. an Stellen, an denen praktisch der maximale Druckunterschied zwischen den Kanälen herrscht. Dahingegen sind die Spalte 10 und 11 in Fig. 2 wesentlich dichter zusammengerückt und befinden sich an Stellen, die in Fig. 3 durch die Linien C und D angedeutet sind, d.h. an Stellen, an welchen sich der Druckunterschied zwischen den beiden Kanälen sehr stark der Null genähert hat.It can be seen that the columns 10 and 11 in Fig. 1 are at positions corresponding to the lines A and B in Fig. 3, i.e. at points where there is practically the maximum pressure difference between the channels. On the other hand, columns 10 and 11 in FIG. 2 are moved much closer together and are located at locations indicated in FIG. 3 by the lines C and D. FIG are, i.e. at points at which the pressure difference between the two channels very closely approached zero.
Da man prinzipiell damit rechnen kann, dass die Spalte in den beiden Fällen gleich schmal gemacht werden können, bedeutet dies, dass das Übertreten von Luft vom einen Kanal in den anderen KanalSince one can in principle expect that the column in the can be made equally narrow in both cases, this means that the passage of air from one channel into the other channel
durch diese Spalte beim erfindungsgemässen Läufer, der in Fig. 2 gezeigt ist, in wesentlich geringerem Umfang erfolgt als beim bekannten Läufer, der in Fig. 1 dargestellt ist.This gap in the rotor according to the invention, which is shown in FIG. 2, takes place to a much lesser extent than in the known Runner, which is shown in Fig. 1.
Aus Fig. 4 geht hervor, dass der Zwischenring 4 in dieser Ausführungsform mit Seitenflächen 12 ausgebildet ist, die rechtwinklig zur Achse des Läufers verlaufen und eine erhebliche Breite aufweisen. Hierdurch wird erreicht,.dass die Breite der Spalte 10 und 11 ungefähr die gleiche wird, auch wenn die Trennwand 9 nicht genau kreiszylindrisch ausgeführt oder ein wenig exzentrisch montiert ist. Deshalb brauchen auch nicht so hohe Forderungen bezüglich der Toleranzen bei der Ausführung und Montage der Kanäle gestellt werden wie bei der in Fig. 1 gezeigten, bekannten Ausführungsform. From Fig. 4 it can be seen that the intermediate ring 4 in this embodiment is formed with side surfaces 12 which are perpendicular to the axis of the rotor and have a considerable width. This ensures that the width of the column is 10 and 11 is approximately the same, even if the partition wall 9 is not made exactly circular cylindrical or is mounted a little eccentrically is. Therefore, the demands on the tolerances in the execution and assembly of the channels do not need to be so high are as in the known embodiment shown in FIG.
Im übrigen geht aus Fig. 4 hervor, dass der Zwischenring 4 mit * einer Innenseite ausgebildet ist, die von schräg nach innen, zur Mitte hin verlaufenden Flächen 13 gebildet wird. Schon allein wegen der kleineren Oberfläche wird die Ablagerung von Staub er- -■·■ heblich reduziert und die Anwendung dieser schrägen Flächen 13■*._ ?. reduziert die Gefahr der Staubablagerung noch' zusätzlich.In addition, it can be seen from FIG. 4 that the intermediate ring 4 is formed with an inner side which is formed by surfaces 13 which run obliquely inwards towards the center. Because of the smaller surface area alone, the deposit of dust is - ■ · ■ considerably reduced and the use of these inclined surfaces 13 ■ * ._ ? . further reduces the risk of dust deposits.
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ά U U / ö Ί U ά UU / ö Ί U
7ig. 5 zeigt eine besonders zweckdienliche Ausführung der Verbindung der Schaufeln mit dem Zwischenring.7ig. 5 shows a particularly expedient embodiment of the connection the blades with the intermediate ring.
In Fig. 5 ist eine Schaufel 14 dargestellt, die so durchgeschnitten ist, dass ihr normales Profil im Schnitt zu sehen ist. Die Schaufel hat durchgehend dieses Profil mit hauptsächlich der gleichen Steigung in ihrer gesamten Ausdehnung und eventuell nach aussen hin abnehmende Schaufelbreite. Unter einer Linie in der Nähe des Zwischenringes 4, die durch die Linie E in Fig. 4 angedeutet ist, wird das Profil jedoch, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, stark in die Ebene des Zwischenringes hineingedreht. Man erzielt hierdurch teils eine längere Verbindungsfläche zwischen Schaufel und Zwischenring, teils einen Abschluss der Schaufel an dem dem Zwischenring zugekehrten Ende, so wie es bei der bekannten Konstruktion mit Hilfe des Zwischenringes erreicht wird, ohne diese Massnahme jedoch nicht erzielt werden könnte, wenn man den Zwischenring schmal macht.In Fig. 5, a blade 14 is shown, which is cut through is that their normal profile can be seen in the cut. The blade has this profile throughout with mostly the same profile Incline in its entire extent and possibly decreasing blade width towards the outside. Under a line in the Proximity of the intermediate ring 4, which is indicated by the line E in FIG is, however, as can be seen from Fig. 5, the profile is strongly rotated into the plane of the intermediate ring. One achieves as a result, partly a longer connecting surface between the blade and the intermediate ring, partly a closure of the blade to the dem Intermediate ring facing the end, as in the known construction is achieved with the help of the intermediate ring, but could not be achieved without this measure if the intermediate ring makes it narrow.
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