DE815374C - Axialgeblaese mit Zwischenring zur Verhinderung des Umspringens der Stroemung - Google Patents

Description

• Axialgebläse mit Zwischenring zur Verhinderung des Umspringens der Strömung

  fiel Axialgebläsen und Axialpumpen nimmt be-

  kanntlich die Förderhöhe mit zunehmender Förder-

  menge ab. Der Verlauf der diese Abhängigkeit zei-

  gell<Ien 1>rosselklirve ist aber nicht im ganzen Be-

  reich stetig. 1)ie Kennlinie weist vielmehr zwei

  liereiclie auf, bei denen eine eindeutige Zuordnung

  von Förderhöhe und Durchflußmenge vorhanden ist,

  nämlich den normalen Betriebsbereich mit großer

  Durchflußmenge und den Betriebsbereich mit

  anomal starker Drosselung, während der Übergang

  zwischen diesen leiden Bereichen sprunghaft, also

  unstabil erfolgt. Gebläse und Pumpen mit einem

  derartigen Verlauf der Kennlinie sind in vielen

  Fällen, lxsolidci-s ivelin mehrere Einheiten parallel

  geschaltet werden sollen, unbrauchbar.

  Zur Vermeidung dieser Instabilität von Axial-

  gebläsen und Axialplimpen wurde bereits vorge-

  schlagen, vor dein finit einem Nachleitrad ver-

  sehenen Laufrad eine Einströmdüse anzuordnen und in dieser Düse einen sogenannten Saugring einzubauen. Die damit erzielten Ergebnisse sind durchaus befriedigend. Es gelang mit dieser Einrichtung den plötzlichen Umsprung von dem einen auf den anderen der beiden obengenannten Betriebsbereiche in der Kennlinie zu vermeiden. In vielen Fällen ist jedoch die Anordnung einer Einströmdüse vor dem Laufrad des Gebläses bzw. der Pumpe nicht mög= lich. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auch für solche Axialgebläse bzw. Axialpumpen ohne Einströmdüse mit rein axialem Durchfluß eine Anordnung anzugeben, bei der sich eine stabile Kennlinie erzielen läßt.
• Die Erfindung besteht in dem Vorschlag, vor dem Laufrad des Axialgebläses bzw. der Axialpumpe ein Leitrad anzuordnen und zwischen diesem Leitrad und dein Laufrad einen zu den Rädern konzentrischen, zylindrischen, dünnen Ring einzubauen. Dieser Zwischenring wird in seiner Länge etwa gleich der axialen Erstreckung des Laufrades am äußersten Durchmesser oder in der Nähe des äußersten Durchmessers oder auch noch kleiner ausgeführt und auf einem möglichst großen Durchmesser nahe dem Außendurchmesser des Laufrads angeordnet. In dieser Anordnung stört der Zwischenring die axiale Durchflußströmung im normalen gesunden Betriebsgebiet nicht, verhindert aber das plötzliche Umspringen beim Übergang von dem einen zu dem anderen Betriebsbereich.
• Durch Versuche, bei denen die Strömung vor und hinter dem Laufrad an verschiedenen Stellen zwischen Nabe und äußerer Gehäusewand mit einer Fadensonde abgetastet wurde, konnten genaue Strömungsbilder gewonnen werden. Es zeigte sich dabei, daß für den normalen Betriebsbereich großer Durchflußmengen die Durchflußströmung im Jieridianschnitt gesehen auf allen Zylinderschnitten axial verläuft, während mit zunehmender Drosselung immer stärkere Radialkomponenten auftreten, derart, daß die Strömung am Schaufeleintritt sich immer mehr in die Nähe der Nabe zusammendrängt und am Austritt immer mehr in die Nähe der äußeren Gehäusewand abgedrängt wird. Durch eine ebenfalls beobachtete, von innen nach außen zunehmende Ablösung der Strömung auf der Saugseite am Austritt der Beschaufelung wird die genannte Wirkung offenbar begünstigt. Kurz vor dem Erreichen des Umschlagpunkts sind die Radialkomponenten der Durchflußströmung schon sehr stark. Während nun bei einer normalen Gebläseausführung ohne Zwischenring am Umschlagpunkt plötzlich ein Rückströmen außen am Eintritt zustande kommt, wird bei einer Ausführung gemäß der Erfindung dieses plötzliche Umspringen auf den Strömungszustand mit Rückströmung vermieden. Die Rückströmung setzt vielmehr erst bei etwas stärkerer Drosselung, und zwar allmählich ein.
• Außer einer Stabilisierung der Kennlinie in der Weise, daß mit stetig abnehmender Fördermenge die Förderhöhe stetig. zunimmt, wird mit einer Ausführung nach der Erfindung auch eine Verminderung des durch das Gebläse erzeugten Geräuschs erreicht. Im gesunden Betriebsgebiet nimmt das Geräusch mit abnehmender Fördermenge ebenfalls ab, und zwar sowohl bei den bekannten Ausführungen als auch bei einer Ausführung nach der Erfindung. Während man nun aber bei den bekannten Ausführungen beim Erreichen der Abreißgrenze das Einsetzen eines stärkeren Abreißgeräuschs beobachten kann, das mit wachsender Drosselung zunimmt und im Umschlagpunkt, ebenso plötzlich wie die Strömung umspringt, zu einem starken gurgelartigen Geräusch wird, das erst mit weiter zunehmender Drosselung wieder etwas abklingt, läßt sich mit einer Ausführung nach der Erfindung eine Schallkurve erreichen, die stetig verläuft und im kritischen Gebiet merklich tiefer liegt als bei den bekannten Ausführungen.
• In der Zeichnung ist in Abb. i der obenerwähnte bekannte Vorschlag mit Anordnung eines Saugrings in einer Einströmdüse schematisch dargestellt; Abb.2 zeigt eine Ausführung gemäß der Erfindung und Abb. 3 die bei einem Axialgebläse mit bzw. ohne Zwischenring erzielbaren Kennlinien.
• Nach Abb. i ist vor dem Laufrad i eine Einströmdüse 2 und hinter dem Laufrad das Leitrad 3 angeordnet. In die Einströmdüse ist ein Saugring 4 eingebaut.
• Bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführung nach der Erfindung ist vor dem Laufrad 5 ein Leitrad 6 angeordnet und zwischen diesen beiden auf verhältnismäßig großem Durchmesser ein feststehender, zylindrischer Ring 7 eingesetzt. Bei mehrstufiger Ausbildung des Axialgebläses ist in jeder Stufe zwischen dem Leitrad und dem Laufrad ein Zwischenring gemäß der Erfindung einzubauen.
• In Abb. 3 ist über der Durchflußmenge a die statische Druckdifferenz (Förderhöhe) aufgetragen, und zwar bezeichnet b die Kennlinie für eine Ausführung gemäß der Erfindung und b' eine Ausführung ohne diese Verbesserung. Außerdem ist über a der Schalldruck aufgetragen, wobei mit c der Schalldruck bei einer Ausführung nach der Erfindung und mit c' der Schalldruck eines Gebläses ohne das Kennzeichen der Erfindung dargestellt ist.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Axialgebläse bzw. Axialpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Laufrad (5) ein Leitrad (6) und zwischen diesen beiden ein konaxialer zylindrischer Ring (7) angeordnet ist.
2. 2. Axialgebläse bzw. Axialpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring eine axiale Länge aufweist, die etwa der axialen Erstreckung der Laufradschaufeln in der Nähe des äußeren Durchmessers entspricht.
3. 3. Axialgebläse bzw. Axialpumpe nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Zwischenrings mindestens acht Zehntel des äußeren Laufraddurchmessers beträgt.
4. 4. Axialgebläse bzw. Axialpumpe in mehrstufiger Ausführung, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Stufe zwischen dem Leitrad und dem Laufrad je ein Ring gemäß den Ansprüchen i bis 3 angeordnet ist.