DE202009018855U1

DE202009018855U1 - Reversierbare axiale Strömungsmaschine

Info

Publication number: DE202009018855U1
Application number: DE202009018855.8U
Authority: DE
Original assignee: OEKO HAUSTECHNIK INVENTER GmbH; Oko-Haustechnik Inventer GmbH
Current assignee: Inventer GmbH
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2014-01-20
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: DE102009014575A1

Abstract

Reversierbare axiale Strömungsmaschine, umfassend verwundene Schaufeln (2), wobei a) eine Profilform (4) der Schaufeln (2) im Zuströmbereich mit Mittellinienwölbung auftriebserzeugend ausgebildet ist, b) eine hintere Profilhälfte durch Drehung einer vorderen Profilhälfte um 180 Grad um die Profilmitte (5) gebildet wird, c) eine Profiloberseite anders als eine Profilunterseite profiliert ist, und d) im Zuströmbereich hinter der Zuströmkante auf der Profiloberseite und entsprechend vor der Abströmkante auf der Profilunterseite jeweils ein Turbulator (6) zur Stabilisierung der Strömung angeordnet ist.

Description

Die Reversierbare axiale Strömungsmaschine dient zur effizienten Förderung von oder Energiegewinnung aus Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten.
Strömungsmaschinen werden üblicherweise für eine Dreh- und Strömungseinrichtung gebaut. Manchmal ist der Reversierbetrieb verlangt, wie zum Beispiel bei Wärmerückgewinnungssystemen wie in DE-PS 36 13 942 beschrieben. Dabei soll ein Ventilator bei Rechtslauf Luft in einer Richtung und bei Linkslauf genau so gut in die andere Richtung fördern. Lässt man eine für eine Dreh- und Strömungsrichtung ausgelegte Strömungsmaschine entgegen gesetzt laufen und fördern, so hat sie dabei eine verminderte Förderleistung, einen schlechten Wirkungsgrad und eine erhöhte Geräuschentwicklung. Die in DE 298 01 917 U1 beschriebenen Lösungen mit zwei entgegengesetzt wirkend hintereinander angeordneten Ventilatoren stören sich gegenseitig in der Strömung. Bei einem reversierbaren Ventilator mit zweiachsig symmetrischen Profilschnitten der Schaufeln, bei denen die Ober- und Unterseite und die Vorder- und Rückseite symmetrisch sind, wird auch keine ausreichende Förderwirkung erzielt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, nach Anspruch 1 die Profilierung der Schaufeln einer axialen Strömungsmaschine so zu gestalten, dass sie im Reversierbetrieb, also bei Umkehr der Drehrichtung- und Strömungsrichtung mit gleich gutem Wirkungsgrad arbeitet.
Gelöst wird diese Aufgabe für eine in 1 dargestellte Reversierbare axiale Strömungsmaschine mit Motor oder Generator (1), den verwundenen Schaufeln (2) und dem Gehäuse mit den Streben und dem feststehenden Teil der Nabe (3) durch die in 2 dargestellte besondere Form und Symmetrie der Schaufelprofilierung. Bekanntlich haben Strömungsprofile im Zuströmbereich eine erhöhte Auftriebswirkung. So liegt der Auftriebsmittelpunkt symmetrischer Profile und auch der ebenen Platte bei etwa 25 Prozent der Schaufelbreite hinter der Anströmkante und bei Profilen mit Mittellinienwölbung und höherem Auftriebsbeiwert etwa im ersten Drittel der Schaufelbreite.
Die erfindungsgemäß besondere Form der Profilierung besteht darin, dass im Zuströmbereich die Profilform (4) mit Mittellinienwölbung stärker auftriebserzeugend ausgebildet ist. Die hintere Hälfte der Profilierung wird gebildet, dass die vordere Hälfte um die Profilmitte (5) um 180 Grad geschwenkt wird. Dadurch verschlechtert sich die Auftriebswirkung nur unwesentlich. Das so gebildete Profilhinterteil bildet aber im Reversierbetrieb den Zuströmbereich mit erhöhter Auftriebswirkung. Das Profil arbeitet also in beiden Strömungsrichtungen (a) und (b) gleichermaßen gut.
Bei kleinen Reynoldszahlen der Profilströmung löst sich an Schaufeln die Strömung schon bei geringen Auftriebsbeiwerten ab. Deshalb wird im Zuströmbereich an der Profiloberseite ein Turbulator (6) angeordnet, der die Strömung so stabilisiert, dass sie noch bis zu hohen Auftriebsbeiwerten anliegt. Der Turbulator wirkt im Abströmbereich vor der Hinterkante als Abreißkante und verbessert so geringfügig die Auftriebswirkung des Profils.
Als Anwendungsbeispiel wird das Reversierbare Lüfteraggregat, insbesondere für Lüfter mit Wärmerückgewinnung DE 298 01 917 U1 erwähnt, bei dem Luft aus einem Raum nach außen gefördert und Wärmeenergie auf einen Speicher übertragen wird. Im Reversierbetrieb wird Frischluft von außen in den Raum gefördert, wobei der größte Teil der gespeicherten Wärme auf die Luft übertragen und so zurückgewonnen wird. Die dabei verwendeten beiden entgegengesetzt hintereinander angeordneten Lüfter stören sich im Betrieb und können mit Vorteil durch eine Reversierbare axiale Strömungsmaschine ersetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3613942 [0002]
DE 29801917 U1 [0002, 0007]

Claims

Reversierbare axiale Strömungsmaschine, umfassend verwundene Schaufeln (2), wobei a) eine Profilform (4) der Schaufeln (2) im Zuströmbereich mit Mittellinienwölbung auftriebserzeugend ausgebildet ist, b) eine hintere Profilhälfte durch Drehung einer vorderen Profilhälfte um 180 Grad um die Profilmitte (5) gebildet wird, c) eine Profiloberseite anders als eine Profilunterseite profiliert ist, und d) im Zuströmbereich hinter der Zuströmkante auf der Profiloberseite und entsprechend vor der Abströmkante auf der Profilunterseite jeweils ein Turbulator (6) zur Stabilisierung der Strömung angeordnet ist.
Strömungsmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im Zuströmbereich der Turbulator (6) an der Oberseite der Profilnase und im Abströmbereich an einer entsprechenden Position an der Profilunterseite angeordnet ist.
Strömungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder hinter dem Laufrad eine feststehende oder verstellbare Leiteinrichtung angeordnet werden kann.
Strömungsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie sowohl als Arbeitsmaschine, als auch als Kraftmaschine ausgeführt werden kann.