DE660275C

DE660275C - Impeller for axial passage of the conveyor

Info

Publication number: DE660275C
Application number: DEG85410D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-05-30
Filing date: 1933-04-27
Publication date: 1938-05-25
Also published as: GB402782A; CH169792A; DK48442C; NL38064C

Description

Flügelrad für axialen Durchtritt des Fördermittels Die Erfindung betrifft ein Flügelrad für axialen Durchtritt des Fördermittels zur Verwendung in einem Lüfter, in einer Pumpe oder einer Turbine.Impeller for axial passage of the conveyor The invention relates to an impeller for axial passage of the conveying means for use in a fan, in a pump or a turbine.

Es ist gekennzeichnet durch die Kombination der beiden Merkmale, daß an jedem Punkt des Halbmessers das Produkt aus der Flügelsteigung, der Flügelbreite und dem Halbmesser im wesentlichen konstant ist und daß die Flügel vom Flügelfuß bis zu einem Punkt etwa auf der halben Flügellänge oder etwas innerhalb davon breiter und sodann bis zur Flügelspitze wieder schmäler werden.It is characterized by the combination of the two features that at each point of the radius the product of the wing pitch, the wing width and the radius is substantially constant and that the wing from the wing root to a point about half the length of the wing or slightly wider within it and then narrow again up to the wing tip.

Unter der Flügelsteigung ist dabei der Wert S =:2 r zz # tg a verstanden, in dem x den Steigungswinkel an der Arbeitskante des Flügels angibt. Die Arbeitskante ist bei Lüftern und Pumpen die nacheilende und bei Turbinen die voreilende Kante.The wing pitch is understood to mean the value S =: 2 r zz # tg a, in which x indicates the pitch angle at the working edge of the wing. The working edge is the lagging edge for fans and pumps and the leading edge for turbines.

Die Flügel sind an der Stelle ihrer größten Breite zwischen io und 30 v. H. breiter als am Flügelfuß, während ihre Breite an der Flügelspitze wenigstens 6o v. H. der Breite am Flügelfuß beträgt.The wings are at their greatest breadth between 10 and 30 BC. H. wider than at the wing base, while its width at the wing tip is at least 60%. H. is the width at the wing base.

Die Flügelsteigung kann über die ganze Breite des Flügels gleich groß sein. Für besondere Zwecke kann sie aber auch im inneren Teil der Flügel an den beiden Flügelkanten verschieden groß sein. Zum Zwecke der Verbesserung des Wirkungsgrades von Flügelrädern für axialen Durchtritt des Fördermittels sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die sich mit dem Verlauf der Flügelsteigung und mit der Flügelform beschäftigen.The wing pitch can be the same over the entire width of the wing be. For special purposes, however, it can also be attached to the inner part of the wings both wing edges be of different sizes. For the purpose of improving efficiency of impellers for axial passage of the conveyor are numerous proposals been made that deal with the course of the wing pitch and with the wing shape employ.

Flügelräder mit Flügeln, die vom Flügelfuß bis zu einem Punkt etwa auf der halben Flügellänge breiter und sodann bis zur Flügelspitze wieder schmäler werden, sind an sich bekannt.Impellers with wings that extend from the wing root to a point approximately wider on half the wing length and then narrower again up to the wing tip are known per se.

Ebenso sind auch zahlenmäßige Angaben über Flügelräder bereits veröffentlicht worden, aus deren Durchrechnung sich ergibt, daß das Produkt aus der Flügelsteigung, der Flügelbreite und dem Halbmesser im wesentlichen konstant ist, ohne daß jedoch die Leitregel ausgesprochen ist, beim Entwurf auf die Konstanz dieses Produktes zu achten.Numerical data on impellers have also already been published from the calculation of which it follows that the product of the wing pitch, the wing width and the radius is essentially constant without, however The guiding rule is pronounced when designing on the constancy of this product to pay attention.

Erst durch die Kombination dieser beiden Merkmale gemäß der Erfindung entsteht ein Flügelrad, das nicht nur bezüglich des Wirkungsgrades allen derzeitigen Anforderungen genügt, sondern sich auch dadurch auszeichnet, daß seine Druckvolumenkurve derart verläuft, daß zu jedem Druck nur eine bestimmte Fördermenge gehört. Demgemäß fällt die Druckvolumenkurve in dem üblichen Druckvalumendiagramm von links nach rechts ständig ab und weist nizht irgendeine waagerechte oder gar eine wiederansteigende Strecke auf. Dieser Forderung genügen die Druckvolumenkurven der bekannten Schraubenlüfter nicht.Only through the combination of these two features according to the invention the result is an impeller that is not only all current in terms of efficiency Requirements, but is also characterized by the fact that its pressure volume curve runs in such a way that only a certain delivery rate belongs to each pressure. Accordingly the pressure volume curve falls from the left in the usual pressure value diagram after to the right constantly and shows no horizontal or even a rising one Stretch on. The pressure volume curves of the known screw fans meet this requirement not.

Das Flügelrad gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung in drei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen: Abb. i, 4. und 7 Draufsichten auf einen Flügel, und zwar Abb. i für einen Lüfter, Abb. q. für eine Pumpe und Abb. 7 für eine Turbine oder Pumpe, Abb. 2, 5 und 8 die zugehörigen Seitenansichten, Abb. 2 a bis :2c, 5 a bis 5 c und 8 a bis 8 c Zylinderschnitte, durch die Flügel nach -den Linien 2a-2a, 2b-2b,2 2v-2°, 5R-58, 5v-5", 5c-5`, 8a-$a, 8b-86' 8c-Sc, -Abb. 3, 6 und 9 Diagramine über den Verlauf der Flügelbreite und der Flügelsteigung an der Arbeitskante, Abb. io und ii Kurven über Förderdruck, Leistungsbedarf und Wirkungsgrad bei bekannten Lüftern, Abb. 12 die entsprechenden Kurven für ein Flügelrad gemäß der Erfindung.The impeller according to the invention is shown in the drawing in three exemplary embodiments shown. They show: Fig. I, 4. and 7 plan views of a wing, namely Fig. I for a fan, Fig. Q. for a pump and Fig. 7 for a turbine or Pump, Fig. 2, 5 and 8 the associated side views, Fig. 2 a to: 2c, 5 a to 5 c and 8 a to 8 c cylinder sections, through the wings according to lines 2a-2a, 2b-2b, 2 2v-2 °, 5R-58, 5v-5 ", 5c-5`, 8a- $ a, 8b-86 '8c-Sc, -Fig. 3, 6 and 9 diagrams over the course of the wing width and the wing pitch at the working edge, Fig. io and ii curves of delivery pressure, power requirement and efficiency for known fans, Fig. 12 shows the corresponding curves for an impeller according to the invention.

In allen Abbildungen bedeutet F den Flügel, FF den Flügelfuß, FS die Flügelspitze. FK die Flügelkante, und zwar FKi die voreilende und FK, die nacheilende Kante. S ist die Flügelsteigung an der Arbeitskante, B die Breite, D die Dicke des Flügels, 1'V die Nabe, R der größte Halbmesser und r ein Teilhalbmesser.In all figures, F means the wing, FF the wing root, FS the Wing tip. FK the wing edge, namely FKi the leading one and FK the lagging one Edge. S is the wing pitch at the working edge, B the width, D the thickness of the Wing, 1'V the hub, R the largest radius and r a partial radius.

Das Flügelrad nach den Abb. i und 2, das für einen Lüfter bestimmt ist, trägt sechs F lügel.F an einer Nabe N, deren Halbmesser etwa 0,43 R beträgt.The impeller according to fig. I and 2, which is intended for a fan is, carries six wings. F on a hub N, the radius of which is about 0.43 R.

Aus der Kurve B (Abb. 3), die den Verlauf der Flügelbreite wiedergibt, erkennt man, daß diese vom Flügelfuß FF bis zu einem Halbmesser, der bei r = o,6 R liegt, zuerst zunimmt und dann nach der Flügelspitze FS zu wieder abnimmt, und zwar bis auf einen Wert, der etwa 30 v. H. kleiner ist als der am Flügelfuß. Die größte Breite bei o,6 R ist etwa um 15 v. H. größer als die Breite am Flügelfuß.From curve B (Fig. 3), which shows the course of the wing width, it can be seen that this first increases from the wing root FF to a radius, which is at r = 0.6 R, and then increases again after the wing tip FS decreases to a value that is about 30 percent. H. is smaller than the one at the wing base. The greatest width at o.6 R is around 15 v. H. larger than the width at the wing base.

Die Flügelsteigung, die bei jedem beliebigen Halbmesser über die ganze Flügelbreite konstant ist, nimmt entsprechend der Kurve S (Abb.3) vom Flügelfuß aus bis zu einem Mindestwert, der etwa bei einem Halbmesser r = 0,75 R liegt, ab und steigt dann nach der Flügelspitze FS zu wieder etwas an. Durch die strichpunktierten Linien in der Abb. 2 ist der Verlauf der Flügeldicke angedeutet. Diese ist aus den Abb. 2 a bis 2 c ersichtlich.The wing pitch, which is constant over the entire wing width for any given radius, decreases according to curve S (Fig. 3) from the wing root down to a minimum value, which is around a radius r = 0.75 R, and then increases after the wing tip FS to something again. The dash-dotted lines in Fig. 2 indicate the course of the wing thickness. This can be seen from Figs. 2a to 2c.

Das Flügelrad nach den Abb.4 bis 6, das für eine Pumpe bestimmt ist, unterscheidet sich von der Ausführungsforin nach den Abb. i und 2 durch die Zahl und die Breite der Flügel und durch den Verlauf -der Flügelsteigung S, die sich sowohl in der Nähe des Flügelfußes als auch der Flügelspitze etwas weniger stark ändert. Die größte Flügelbreite liegt bei etwa r = o,6 R und ist etwas über 15 v. H. größer als am Flügelfuß. All der Flügelspitze ist die Breite wiederum geringer als am Flügelfuß, und zwar um etwa 20 v. H. Über den Verlauf der Steigung vom Flügelfuß bis zur Flügelspitze gibt die Kurve S, und über die Flügeldicke geben die beiden strichpunktierten Linien D in Abb. 5 sowie die Querschnittsabbildungen 5 a bis 5 c Aufschluß.The impeller according to Figs. 4 to 6, which is intended for a pump, differs from the embodiment according to Figs the proximity of the wing root as well as the wing tip changes a little less strongly. The largest wing width is around r = 0.6 R and is a little over 1 5 v. H. larger than at the wing base. All of the wing tip, the width in turn less than at the blade root, and by about 20 v. H. The curve S shows the course of the slope from the wing root to the wing tip, and the two dash-dotted lines D in Fig. 5 and the cross-sectional images 5 a to 5 c give information about the wing thickness.

Das für eine Turbine," aber auch für eine Pumpe geeignete Flügelrad nach den Abb. 7 bis 9, das vier Flügel aufweist, hat eine Nabe von etwa o,q. R Halbmesser. Es unterscheidet sich von den vorbeschriebenen Ausführungen im besonderen auch dadurch, daß die Flügelsteigung bei gleichem Halbmesser, also über daß die Steigung an der Arbeitskante vom Flügelfuß nach der Flügelspitze hin fortgesetzt abnimmt. Die größte Flügelbreite liegt bei einem Halbmesser r = o,6 R und ist etwa 18 v. H. größer als am Flügelfuß. An der Flügelspitze ist die Breite unwesentlich geringer als am Flügelfuß. Die Flügelsteigung an der Arbeitskante, die durch die Kurve S, in der Abb. 9 wiedergegeben ist, nimmt zuerst rasch und dann langsamer bis zur Flügelspitze ab. In den äußeren Flügelteilen, etwa vom Halbmesser o,8 ab, ist hier die Flügelsteigung bei beliebigen Halbmessern r über die Flügelbreite annähernd konstant. Im inneren Flügelteil ändert sie sich über die Flügelbreite. Die Kurve S.. zeigt den Verlauf der Flügelsteigung an der Kante FK,. Vom Halbmesser r = o,8 R ab fällt die Kurve S.. mit der Kurve S, zusammen.The impeller suitable for a turbine, "but also for a pump according to Figs. 7 to 9, which has four wings, has a hub of about o, q. R radius. It differs from the above-described versions in particular in that that the wing pitch with the same radius, that is, about that the pitch at the Working edge continues to decrease from the wing root towards the wing tip. The largest The wing width is at a radius r = 0.6 R and is about 18 v. H. greater than at the wing base. At the wing tip, the width is insignificantly smaller than at the wing root. The wing pitch at the working edge, shown by curve S, in Fig. 9 decreases rapidly at first and then more slowly to the wingtip. In the outer Wing parts, from about 0.8 onwards, here is the wing pitch for any Radius r approximately constant over the width of the wing. Changes in the inner wing part they spread across the width of the wing. The curve S .. shows the course of the wing pitch at the edge FK ,. From the radius r = 0.8 R, the curve S .. falls with the curve S, together.

Das Flügelrad gemäß der Erfindung kann man verschieden großen Förderleistungen ohne wesentliche Veränderung des Wirkungsgrades dadurch auf einfache Weise anpassen. daß man lediglich den Hälbmesser R des Flügels vergrößert oder verringert. Es ist nicht notwendig, für verschieden große Förderleistungen bei gegebener Umdrehungszahl je- weils besondere Modelle zu schaffen. Man kann z. B., um das Flügelrad einer um 2o und mehr v. H. geringeren Leistung anzupassen, einfach einen entsprechenden Teil an der Flügelspitze wegschneiden. Für eine größere Förderleistung kann man unter Beibehaltung der sonstigen Form auch den Flügelhalbmesser z. B. auf r= i,i R bringen, wie durch die gestrichelten Linien in den Abb. 7 bis 9 angedeutet ist.The impeller according to the invention can be easily adapted to different sizes of delivery without significant change in the efficiency. that one only increases or decreases the half-knife R of the wing. It is not necessary for different sized flow rates for a given number of revolutions in each case to create special models. You can z. B. to make the impeller one by 2o and more v. H. To adapt to lower power, simply cut away a corresponding part at the wing tip. For a larger delivery rate, you can also use the wing radius z. B. bring it to r = i, i R, as indicated by the dashed lines in Figs. 7 to 9.

Die Wirkung der bei der Durchbildung des Flügelrades gemäß der Erfindung vorgenommenen Kombination der angegebenen beiden Merkmale ist durch einen Vergleich der Diagramme Abb. io bis z2 erkennbar.The effect of the Impeller according to the invention made combination of the specified two features by comparing the diagrams Fig. io to z2 recognizable.

Die Abb. io zeigt die Druckvolumenkurve für einen bekannten Axiallüfter. Wie ersichtlich, bleibt bei diesem Lüfter bei amsteigender Fördermenge der Förderdruck über eine weite Strecke hin nahezu unverändert gleich hoch, was für die Leistungsregelung im Betrieb sehr ungünstig ist.Fig. Io shows the pressure volume curve for a known axial fan. As can be seen, the delivery pressure remains with this fan when the delivery rate increases Almost unchanged over a long distance, which is the same for the power control is very unfavorable in operation.

Ein weiterer bekannter Axiallüfter arbeitet nach einer Kurve gemäß der Abb. i i. Hier ist deutlich eine Einsattelung im Kurvenlauf erkennbar, die ein stoßweises Arbeiten des Lüfters irfi Betriebe zur Folge hat.Another known axial fan works according to a curve according to of fig. i i. Here you can clearly see a dip in the curve, which is a intermittent operation of the fan results in operations.

Im Gegensatz zu diesen bekannten Ausführungen arbeitet das Flügelrad gemäß der Erfindung nach einer Kurve gemäß der Abb. 12. Wie ersichtlich ist, fällt die Kurve des Förderdrucks von links nach rechts stetig ab. Zu jedem Förderdruck gehört nur eine bestimmte Fördermenge. Dies verbürgt einen ruhigen, gleichmäßigen und sicheren Betrieb.In contrast to these known designs, the impeller works according to the invention following a curve according to Fig. 12. As can be seen, falls the curve of the delivery pressure steadily decreases from left to right. For every delivery pressure only belongs to a certain delivery rate. This guarantees a calm, even and safe operation.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Impeller for axial passage of the conveying medium for use in a fan, in a pump or a turbine, characterized by the combination of the two features that at each point of the radius (r = x R) the product of the blade pitch (S =: 2 r , 7 # tg a) the wing width (B) and the radius (r) is essentially constant and that the wing is wider from the wing root (FF) to a point about half the wing length or slightly within it and then to the wing tip ( FS) become narrower again.

2. Impeller according to claim i, characterized in that the wings at a point which is about half the wing length or something within it, between io and 30 v. H. are wider than at the wing base (FF).

3. Impeller according to claim i, characterized in that the width of the wings at the wing tip (FS) is at least 6o BC H. the width at the wing base (FF). q .. impeller according to claim i, characterized characterized in that the wing pitch (S = 2rn tg # a) at least in the inner part the wing on the working edge, d. H. on the trailing edge, with a fan or a pump, and on the leading edge in the case of a turbine, is greater than on the other edge.