DE3811602C2

DE3811602C2 - Centrifugal fan

Info

Publication number: DE3811602C2
Application number: DE19883811602
Authority: DE
Inventors: Siegfried Michalla
Original assignee: Noske Kaeser GmbH
Current assignee: Noske Kaeser GmbH
Priority date: 1988-04-07
Filing date: 1988-04-07
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2008-04-08
Also published as: DE3811602A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialventilator mit den im Oberbe griff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a centrifugal fan with those in the upper part handle of claim 1 specified features.

Bei den Radialventilatoren dieser Art (CH-PS 284885), Ausführung nach Fig. 1 und 2) ragt der Scheitel der Kalotte durch die Ansaug öffnung nach außen, so daß sich die Ansaugöffnung als Ring darbie tet, was naturgemäß eine Verringerung der Fläche der Ansaugöffnung und damit eine Drosselung der anströmenden Luft zur Folge hat.In the case of radial fans of this type (CH-PS 284885), design according to FIGS . 1 and 2), the crown of the dome protrudes through the suction opening to the outside, so that the suction opening acts as a ring, which naturally reduces the area of the suction opening and thus throttling the incoming air.

Ferner beträgt das Verhältnis des Laufraddurchmessers zur För derschaufellänge etwa 2,8, so daß eine relativ kurze Förderschauf ellänge vorliegt, welche der Beruhigung der Strömung durch die Förderschaufelkanäle hindurch abträglich ist.Furthermore, the ratio of the impeller diameter to För derschaufellänge about 2.8, so that a relatively short conveyor bucket length, which is the calming of the flow through the Conveyor vane channels is detrimental.

Weiter beträgt der Winkel zwischen Ein- und Austrittskante der Förderschaufeln 45° bis 50°, was ebenfalls zu einer relativ kurzen Förderschaufellänge führt.Furthermore, the angle between the leading and trailing edge is Conveyor blades 45 ° to 50 °, which also leads to a relatively short Bucket length leads.

Durch die DE-OS 26 22 018, Fig. 1 und 2, ist ferner ein Radialventi lator mit das Laufrad umgebendem Spiralgehäuse bekannt, bei dem sich die Laufradnabe zwar innerhalb des Saugmundes befindet, jedoch ist diese kegelstumpfförmig gestaltet und ihr kürzester Abstand zur Ansaugöffnung relativ groß, so daß die gleichmäßige Zuleitung der angesaugten Luft zu den Förderschaufeln nicht hinreichend gesichert ist. Bei diesen bekannten Geräten beträgt ferner das Verhältnis des Laufraddurchmessers zur Förderschaufellänge mehr als 3, so daß ebenfalls eine relativ kurze Förderschaufellänge vorliegt. From DE-OS 26 22 018, Fig. 1 and 2, is also a radial valve lator known with the volute surrounding spiral housing, in which the impeller hub is inside the suction mouth, however it is frustoconical and its shortest distance to Intake opening relatively large, so that the uniform supply of the sucked-in air to the conveyor blades is not adequately secured is. In these known devices, the ratio of Impeller diameter to the conveyor blade length more than 3, so that there is also a relatively short conveyor blade length.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Unzu träglichkeiten zu beseitigen und demgemäß einen Radialventila tor der eingangs genannten Art derart weiter auszugestalten, daß eine strömungsgünstige Mediumführung und damit ein hoher Wirkungsgrad durch reduzierten Bedarf an Antriebsenergie, bei hoher Druck- und Volumenziffer ein um ca. 20 dB reduzierter Schallpegel, der Fortfall von zusätzlicher Schallkapselung und Schutzanstrichen für hohe Umweltansprüche sowie ein vibrationsfreier Lauf und eine stabile Kennlinie erzielt werden.The invention has for its object the Unzu mentioned eliminate sluggishness and accordingly a radial valve to further develop the gate of the type mentioned at the beginning, that a fluid flow and thus a high Efficiency through reduced need for drive energy, at high pressure and volume ratio reduced by approx. 20 dB Sound level, the elimination of additional sound encapsulation and Protective coats for high environmental demands as well vibration-free running and a stable characteristic will.

Diese Aufgabe wird durch die gleichzeitige Anwendung der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.This task is achieved through the simultaneous application of the Characteristic of claim 1 specified measures solved.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below with the aid of an embodiment game with reference to the accompanying schematic Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Radialventilator nach der Erfindung, Fig. 1 shows a longitudinal section through a centrifugal fan according to the invention,

Fig. 1a einen Teilschnitt des Längsschnitts nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, FIG. 1a is a partial section of the longitudinal section of FIG. 1 in an enlarged scale,

Fig. 2 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Radialventilators nach den Fig. 1 und 1a in Richtung der Laufradachse gesehen,See Fig. 2 is a view of the centrifugal fan according to the invention according to FIGS. 1 and 1a in the direction of the shaft axis,

Fig. 3 eine Ansicht des Laufrads in Richtung der Laufradachse gesehen und Fig. 3 seen a view of the impeller in the direction of the impeller axis and

Fig. 4 eine Ansicht des Laufrads senkrecht zur Laufradachse gesehen. Fig. 4 seen a view of the impeller perpendicular to the impeller axis.

In Fig. 1 ist in einem üblichen Spiralgehäuse 6 ein Laufrad 1 angeordnet, das auf einer nicht dargestellten Welle sitzt, die durch einen ebenfalls nicht dargestellten Motor angetrieben ist.In Fig. 1, an impeller 1 is arranged in a conventional spiral housing 6 , which sits on a shaft, not shown, which is driven by a motor, also not shown.

Der Aufbau des Laufrads geht an sich schon aus Fig. 1 hervor, um aber die Einzelheiten des Laufrads besonders deutlich her auszustellen, ist dieses in Fig. 1a vergrößert dargestellt. Das Laufrad weist eine Rückwand 4, eine von dieser beabstandete Deckwand 3 und etwa 18 im Zwischenraum zwischen diesen Wänden angeordnete gekrümmte Förderschaufeln 2 auf. Die Deckwand 3 ist mittig mit einer Ansaugöffnung A4 ausgestattet, deren Durch messer d1 etwa 40% des Laufraddurchmessers D1 beträgt.The structure of the impeller itself can be seen in FIG. 1, but in order to show the details of the impeller particularly clearly, it is shown enlarged in FIG. 1a. The impeller has a rear wall 4 , a top wall 3 spaced apart therefrom and approximately 18 curved conveyor blades 2 arranged in the space between these walls. The top wall 3 is equipped in the middle with a suction opening A4, the diameter d1 of which is approximately 40% of the impeller diameter D1.

Die Rückwand 4 ist als Kreisscheibe ausgebildet und trägt mit tig eine Laufradnabe 5, die einerseits eine Bohrung 6 für die nicht dargestellte Welle und andererseits eine halbkugelförmige Kalotte 7 trägt, die in Richtung auf die Ansaugöffnung A6 der Deckwand vorgezogen ist, und zwar so weit, daß ihr kürzester Abstand von der Ansaugöffnung etwa halb so groß ist wie ihr Durchmesser d3.The rear wall 4 is designed as a circular disk and carries with tig an impeller hub 5 , which on the one hand carries a bore 6 for the shaft, not shown, and on the other hand a hemispherical spherical cap 7 , which is preferred in the direction of the suction opening A6 of the top wall, to the extent that that their shortest distance from the suction opening is about half as large as their diameter d3.

Die Laufradnabe 5 ist zur Rückwand 4 hin konisch erweitert und geht mit einer Anrundung in die Rückwand über. Die Deckwand 3 ist nach Art eines flachen Kegelmantels ausgebildet, wobei der Kegelwinkel alpha 1 etwa 10° beträgt, und im Bereich ihrer An saugöffnung A6 zur Bildung einer Art Einströmdüse konkav auf gewölbt ist.The impeller hub 5 is flared toward the rear wall 4 and merges into the rear wall with a rounding. The top wall 3 is designed in the manner of a flat cone shell, the cone angle alpha 1 being approximately 10 °, and being concave in the area of its suction opening A6 to form a type of inflow nozzle.

Die Förderschaufeln 2 sind zwischen der Rückwand 4 und der Deckwand 3 angeordnet und erstrecken sich etwa von dem Bereich des Beginns der Aufwölbung bis zu ihrem äußeren Umfang B.The conveyor blades 2 are arranged between the rear wall 4 and the top wall 3 and extend approximately from the area where the bulge begins to their outer circumference B.

Die Eintrittskanten 8 der Förderschaufeln 2 stehen jeweils un ter einem spitzen Winkel zur Laufradachse, derart, daß die axiale Länge b1 der Eintrittskante 8 etwa doppelt so groß ist wie ihre Projektion 11 auf die Rückwand 4. Die Eintrittskanten 8 sind ferner in ihrem an die Deckwand 3 angrenzenden Bereich jeweils zur Ansaugöffnung hin abgebogen, wobei die Länge f1 der Abbiegung etwa die Hälfte der Projektion 11 der Eintrittskante 8 auf die Rückwand 4 beträgt.The leading edges 8 of the conveyor blades 2 are each at an acute angle to the impeller axis, such that the axial length b1 of the leading edge 8 is approximately twice as large as its projection 11 onto the rear wall 4 . The leading edges 8 are also bent in their area adjacent to the top wall 3 towards the suction opening, the length f1 of the bend being approximately half the projection 11 of the leading edge 8 onto the rear wall 4 .

Ferner sind die Aufwölbung der Deckwand 3 und die Rundung der Kalotte 7 so aufeinander abgestimmt, daß die lichte Ringfläche A6 zwischen Kalotte 7 und Deckwand 3 etwas größer ist als die lichte Fläche der Ansaugöffnung A4. Das Verhältnis der Summe der freien Durchgangsflächen ΣA5 am Förderschaufeleintritt 8 zur Summe der freien Durchgangsflächen ΣA3 am Förderschaufelaustritt B beträgt bei dem vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel 1,5.Furthermore, the curvature of the top wall 3 and the rounding of the cap 7 are coordinated with one another in such a way that the clear annular area A6 between the cap 7 and the top wall 3 is somewhat larger than the clear area of the suction opening A4. The ratio of the sum of the free passage areas ΣA5 at the conveyor scoop inlet 8 to the sum of the free passage areas ΣA3 at the conveyor scoop outlet B is 1.5 in the present exemplary embodiment.

Schließlich geht aus den Fig. 1 und 1a hervor, daß die axiale Breite B1 des Spiralgehäuses 6 etwas weniger als doppelt so groß ist, wie die axiale Breite b2 des Laufrads 1.Finally, it can be seen from FIGS. 1 and 1a that the axial width B1 of the volute 6 is slightly less than twice as large as the axial width b2 of the impeller 1 .

Aus den Fig. 2 und 3 ist in erster Linie die Länge und Krümmung der Förderschaufeln 2 sowie die Form des Spiralgehäuses 6 ent nehmbar.From FIGS. 2 and 3 primarily, the length and curvature of the conveyor blades 2 and the shape of the scroll casing 6 ent nehmbar.

Die Länge der Förderschaufeln ergibt sich aus der Abwicklung der in Fig. 3 mit S1 bezeichneten Kurve; sie beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa die Hälfte des Laufrad durchmessers D1.The length of the conveyor blades results from the development of the curve designated S1 in FIG. 3; in the illustrated embodiment, it is approximately half the impeller diameter D1.

Die Krümmung ergibt sich sodann aus dem Winkel alpha 2 zwischen den Eintrittskanten 8 und der Achse des Laufrades als Scheitel; er beträgt vorliegend etwa 70°.The curvature then results from the angle alpha 2 between the leading edges 8 and the axis of the impeller as a vertex; in the present case it is approximately 70 °.

Der Krümmungssinn der Förderschaufeln ist, wie aus dem Drehungspfeil in den Fig. 2 und 3 hervorgeht, in Bezug auf die Drehrichtung nach vorn gerichtet, d. h., daß die in Drehrichtung vorn liegende Fläche der Förderschaufeln konvex und die Rück seite konkav gewölbt ist.The sense of curvature of the conveyor blades is, as can be seen from the rotation arrow in FIGS. 2 and 3, with respect to the direction of rotation towards the front, that is to say that the surface of the conveyor blades lying in front in the direction of rotation is convex and the rear side is concave.

Aus den Fig. 2 und 3 geht ferner hervor, daß zwischen der Ab rißkante Y und dem Austritt 9 des Spiralgehäuses 6 eine diffusorartige Erweiterung vorhanden ist, wobei die Durch gangsfläche A7 des Diffusorausgangs um etwa ein Viertel größer ist als die Durchgangsfläche A8 des Diffusoreingangs und wobei die Diffusorlänge 13 etwa um die Hälfte der Diffusorbreite 14 größer ist als die Diffusorbreite.From FIGS. 2 and 3 also show that between the Ab tear edge Y and the outlet 9 of the coil casing 6 a diffuser-like expansion is present, the greater passage area A7 of the diffuser output by about a quarter than the passage area A8 of the diffuser inlet and wherein the diffuser length 13 is approximately half the diffuser width 14 larger than the diffuser width.

In Fig. 4 ist der Winkel β angedeutet, der die Abrißkante Y im Spiralgehäuse 6 mit der Austrittskante B der Förderschaufeln einschließt, wobei dieser im vorliegenden Ausführungsbeispiel weniger als 20° beträgt.In Fig. 4, the angle β is indicated, which includes the tear-off edge Y in the spiral housing 6 with the exit edge B of the conveyor blades, which is less than 20 ° in the present embodiment.

Claims

1.Radial fan with a volute casing and an impeller seated on a driven shaft, which has a rear wall in the center bearing the impeller hub, a deck provided with the suction opening and a plurality of domed conveying blades arranged in between, in which the ratio of impeller diameter to suction opening diameter 2 to 3, in which the conveyor blades are tapered towards the outlet, the cone angle being 8 ° to 12 °, in which the impeller hub is advanced axially towards the suction opening and is designed there as a hemispherical or hemispherical, domed spherical cap, in which the leading edge of the conveyor blades is at an acute angle to the impeller axis, such that the ratio of the axial length of the leading edge to its projection onto the rear wall is 1.5 to 2.5, and in which the curvature of the conveyor blades is related on the direction of rotation of the Lau frads is directed forward, characterized by the combination of the following features:

a) The apex of the spherical cap ( 7 ) is located within the suction mouth of the impeller ( 1 ), such that the ratio of the diameter (d3) of the spherical cap ( 7 ) to the shortest distance (H1) between the spherical cap ( 7 ) and Plane of the suction opening (d1) 1.6 to 2.6, preferably 2.1 -,
b) the ratio of the impeller diameter (D1) to the feed length (S1) is 1.8 to 2.5 - preferably 2.1 -
c) the angle (alpha 2) between the leading edge ( 8 ) and trailing edge (B) of the conveyor blades ( 2 ), measured in a cross-sectional plane of the impeller ( 1 ), is in each case 60 ° to 75 ° ( Fig. 3).

2. Centrifugal fan according to claim 1, characterized in that the area ratio of the annular surface (A6) between the calotte ( 7 ) and the top wall ( 3 ) to the surface of the suction opening (A4) of the impeller ( 1 ) 1.0 to 1.5 - preferably 1 , 25 - is.

3. Centrifugal fan according to claim 1, characterized in that the ratio of the intake opening diameter (d1) to the diameter (d2) of the rear conveyor bucket attachment 0.8 to 1.2 - preferred as 1.0 - is.

4. Radial fan according to one of claims 1 to 3, characterized in that the leading edge ( 8 ) of the conveying blades ( 2 ) in its area adjacent to the top wall ( 3 ) is bent towards the suction opening, the ratio of the length of the projection ( 11 ) of the leading edge ( 8 ) on the rear wall ( 4 ) to the length of the bend (F1) is preferably 2.

5. Centrifugal fan according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the ratio of the free passage areas (A5) at the conveyor bucket inlet to the free passage areas (A3) at the conveyor scoop outlet is 1.7 to 1.3 - preferably 1.5.