DE967631C

DE967631C - Radial fan impeller with upstream axial impeller

Info

Publication number: DE967631C
Application number: DEE3343A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Bruno Eck
Original assignee: BRUNO ECK DR ING
Current assignee: BRUNO ECK DR ING
Priority date: 1951-02-16
Filing date: 1951-02-16
Publication date: 1957-11-28

Description

Radialgebläse-Laufrad mit vorgeschaltetem Axialrad Es ist verschiedentlich versucht worden, Radialgebläse dadurch zu verbessern, daß man Axialläufer vorschaltete. Hierdurch kann z. B. das Ziel verfolgt werden, daß der Luft beim Eintritt in das Radiallaufrad die richtige Richtung gegeben wird. So sind z. B. Ausführungen bekannt geworden, wo beim ersten Rad eines mehrstufigen Gebläses ein Axialrad mit schwacher Einziehung des äußeren Mantels und relativ kleinem Nabenverhältnis vorgeschaltet wurde. Durch dieses Axialrad wird der sehr störende Eintrittsstoß beim Eintritt in das Radialrad vermieden. Eine nennenswerte Vergrößerung des Gesamtdruckes oder der Schluckfähigkeit des Gebläses kann durch ein solches axiales Vorrad nicht erreicht werden. Diesen Mangel versuchte man dadurch zu beheben, daß man z. B. einen Vorläufer verwendete, den man mit größerer Drehzahl laufen ließ. So entstanden wohl interessante Einzellösungen. Der technische Aufwand war hierbei indes so groß, daß diese Lösungen nur selten angewandt wurden und bei Ventilatoren nicht in Frage kommen, weil schließlich ein zweistufiges Gebläse dann einfacher und billiger wird.Radial fan impeller with upstream axial impeller It is various attempts have been made to improve radial fans by connecting axial runners upstream. This z. B. the aim that the air entering the Radial impeller is given the right direction. So are z. B. Versions known where the first wheel of a multi-stage fan has an axial wheel with a weak Retraction of the outer jacket and a relatively small hub ratio upstream became. This axial wheel causes the very annoying entry impact when entering avoided in the radial wheel. A significant increase in the total pressure or the ability of the fan to swallow cannot be achieved by such an axial front wheel will. This deficiency was tried to be remedied by z. B. a forerunner used, which was run at a higher speed. That’s probably how interesting ones came about Single solutions. The technical effort was so great that these solutions were only rarely used and are out of the question for fans, because after all a two-stage fan then becomes simpler and cheaper.

Die Möglichkeit wesentlicher Druckerhöhung ist bei Radialläufern, bei denen das Verhältnis des Innendurchmessers zum Außendurchmesser groß ist, besonders gegeben. Das kommt dadurch zustande, daß die Eintrittsumfangsgeschwindigkeit des Läufers ein Maß für die Beeinflußbarkeit durch Vorläufer ist. Bei sogenannten Trommelläufern sind diese Bedingungen gut erfüllt. Trotzdem wäre es nicht möglich, solche Trommelläufer durch Vorschalten normaler Axialräder merklich zu beeinflussen, da die Druckziffern dieser Axialräder dafür zu klein sind.The possibility of a significant pressure increase is with radial rotors, where the ratio of the Inside diameter to outside diameter is great, especially given. This is due to the fact that the peripheral speed of entry of the runner is a measure of the susceptibility to influence by precursors. With so-called These conditions are well met for drum runners. Still it would not be possible to noticeably influence such drum rotors by connecting normal axial gears upstream, because the pressure numbers of these axial gears are too small for this.

Die Erfindung zeigt hier einen neuen Weg. Sie schlägt vor, dem als Trommelläufer ausgebildeten Radialrad ein Axialrad mit hohem Reaktionsgrad und einem Verhältnis des größten Nabendurchmessers zum kleinsten Außendurchmesser größer als 0,45 vorzuschalten, wobei das Axialrad entweder einen Mantel von in Strömungsrichtung abnehmendem Durchmesser, eine Nabe zunehmenden Durchmessers oder beide Merkmale zusammen aufweist.The invention shows a new way here. She suggests the as Drum rotor formed radial wheel, an axial wheel with a high degree of reaction and a Ratio of the largest hub diameter to the smallest outer diameter greater than 0.45 upstream, the axial impeller either having a jacket in the direction of flow decreasing diameter, an increasing diameter hub, or both has together.

Axialräder der beschriebenen Art, deren erreichbare Druckziffer wesentlich höher liegt als die Druckziffer von normalen Axialrädern,, sind an sich. bereits. bekannt; ebenfalls gehören Trommelläufer zum bekannten Stand der Technik. Neu ist dagegen die Zusammenschaltung der beiden Räderarten zu einer Gebläseeinheit, die den Vorteil einer bedeutenden Druckerhöhung des Radialrades ergibt. Hierfür können unter anderem folgende Gründe angegeben werden: Trommelläufer großer Schluckfähigkeit haben naturgemäß eine kurze radiale Erstreckung. Die zur Impulsübertragung wesentliche radiale Projektionsfläche ist dadurch begrenzt. Die übertragenden Drücke dürfen eine gewisse Grenze nicht überschreiten, wenn man Ablösungen vermeiden will. Durch Vorschaltung des Vorrades wird nun bei jedem Stromfaden die wirksame Druckfläche der Schaufeln wesentlich erhöht. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Eintrittsaußendurchmesser des Axialrades größer als der Eintrittsinnendurchmesser des Trommelläufers. Da nun die Schluckfähigkeit eines Laufrades bei sonst gleichen Verhältnissen (d. h. konstantem Außendurchmesser und konstanter Umfangsgeschwindigkeit) mit der dritten Potenz dieses Eintrittsdurchmessers steigt, ergibt sich unabhängig von der vorher angedeuteten Entlastung eine bedeutend höhere Schluckfähigkeit des als Trommelläufer ausgebildeten Radialrades. Bei einem Trommelläufer mit einem Verhältnis dtlda = o,85 würde im Falle, daß der Vorläufer den Außendurchmesser des Radialrades erreicht, eine Vergrößerung der Fördermenge um nicht weniger als i/o,853 = 1,64, d. h. 64'/0, eintreten.Axial gears of the type described, the achievable pressure factor of which is essential higher than the pressure coefficient of normal axial gears, are in themselves. already. known; Drum rotors are also part of the known state of the art. New is on the other hand, the interconnection of the two types of wheels to form a blower unit, the gives the advantage of a significant pressure increase in the radial impeller. For this you can Among other things, the following reasons are given: Drum runner with great ability to swallow naturally have a short radial extension. The essential for impulse transmission This limits the radial projection area. The transmitted pressures are allowed Do not exceed a certain limit if you want to avoid detachments. By Upstream of the front wheel is now the effective pressure surface for each stream filament of the blades increased significantly. In the device according to the invention, the outside diameter of the inlet is of the axial impeller is larger than the inlet inner diameter of the drum rotor. Because now the absorption capacity of an impeller with otherwise identical conditions (i.e. constant Outside diameter and constant peripheral speed) with the third power of this The inlet diameter increases, results regardless of the previously indicated Relief a significantly higher swallowing ability of the drum runner trained Radial wheel. For a drum runner with a ratio dtlda = 0.85, im If the precursor reaches the outer diameter of the radial wheel, an enlargement the flow rate by not less than i / o.853 = 1.64, d. H. 64 '/ 0, enter.

Die durch erfindungsgemäße Anordnung erreichbaren Vorteile sind so bedeutend, daß von einer sprunghaften Fortentwicklung gesprochen werden muß. Hinzu kommt, daß die Erfindung es ohne weiteres möglich macht, die Arbeitsweise eines vorhandenen Trommelläuferventilators durch Einbau eines Axialrades der angegebenen Art nachträglich zu verbessern. Erwähnt sei noch, daß bei Vorschaltung eines Gleichdruckrades bei einem Trommelläufer die der Erfindung zugrunde liegende Idee nicht verwirklicht werden kann.The advantages that can be achieved by the arrangement according to the invention are as follows significant that one has to speak of a leap forward. In addition comes that the invention makes it readily possible, the operation of a existing drum rotor fan by installing an axial impeller of the specified Art to be improved afterwards. It should also be mentioned that with an upstream pressure wheel the idea on which the invention is based is not realized in a drum rotor can be.

In der Fig. i ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Hierin bedeutet i den 'Trommelläufer; 2 zeigt den vorgeschalteten Axialläufer, dessen äußere Mantellinie A-B konisch nach innen verläuft, während der Nabenverlauf C-D im Durchmesser zunimmt. Die Eckpunkte A können. auf einen kleineren, gleichen oder sogar größeren Durchmesser als die Austrittskanten Fliegen. In Fig. z ist im Grundriß die Formgebung der Schaufeln angedeutet. A-B bedeutet die Außenkante und C-D den Verlauf an der Nabe. Es ist unerheblich, ob die Schaufeln, wie angedeutet, aus Blech bestehen oder profiliert ausgebildet werden.In Fig. I the invention is shown in one embodiment. Herein i means the 'drum runner; 2 shows the upstream axial rotor, its outer surface line A-B runs conically inwards, while the hub course C-D increases in diameter. The corner points A can. on a smaller, same or even larger diameter than the trailing flies. In Fig. Z is in plan the shape of the blades indicated. A-B means the outer edge and C-D denotes Course on the hub. It is irrelevant whether the blades, as indicated, are made of sheet metal exist or be profiled.

In der Beschreibungseinleitung wurde dargelegt, daß nur solche Axialläüfer mit Aussicht auf Erfolg verwendet werden können, die eine hohe Druckziffer aufweisen. Alle diese Läufer erfordern einen großen Nabendurchmesser. Es kann also nicht die ganze Nabenfläche zum Durchfluß herangezogen werden. Beim Axialvorläufer der Erfindung wird dies jedoch dadurch erreicht, daß nach Fig. 3 der Vorläufer a auf einem hohen Rohr 3 befestigt ist, an dessen Ende ein schmales zusätzliches Radialrad 4 angeordnet ist. Damit wird erstmalig die sonst tote Fläche der Nabe zur aktiven Beaufschlagung des Läufers herangezogen und eine weitere nicht unerhebliche Vergrößerung der Schluckfähigkeit erreicht. Durch zweckmäßige, hier nicht zu beschreibende Ausbildung eines düsenförmigen Einlaufes 5 kann die durch die hohe Nabe einzuführende Luftmenge leicht dosiert werden. Laufräder mit diesen Merkmalen besitzen eine Schluckfähigkeit und eine Druckziffer, die bis jetzt noch nicht erreicht worden sind.In the introduction to the description it was stated that only such axial runners which have a high pressure coefficient can be used with a prospect of success. All of these runners require a large hub diameter. So it can't do that entire hub surface can be used for the flow. In the axial precursor of the invention However, this is achieved in that, according to Fig. 3, the precursor a at a high Tube 3 is attached, at the end of which a narrow additional radial wheel 4 is arranged is. This is the first time that the otherwise dead surface of the hub becomes an active application of the runner used and a further not inconsiderable increase in the ability to swallow achieved. By expedient, not to be described here, formation of a nozzle-shaped Inlet 5 can easily meter the amount of air to be introduced through the high hub will. Impellers with these features have an absorption capacity and a pressure factor, which have not yet been achieved.

Erfindungsgemäß kann es zweckmäßig sein, den äußeren Mantel an der Linie A-B des Läufers 2 zu befestigen und mitlaufen zu lassen. Dadurch ergeben sich besonders einfache Gehäusekonstruktionen.According to the invention, it may be useful to attach the outer jacket to the To attach line A-B of runner 2 and let it run along. This results in particularly simple housing designs.

Zur Verbesserung der Betriebseigenschaften kann weiter erfindungsgemäß entweder der Axialvorläufer oder der nachfolgende Radialläufer abschaltbar angeordnet sein, so daß einer derselben lose mitläuft. Auf diese Weise ergibt sich nur ein Gesamtdruck, der einem Einzelläufer entspricht, eine Maßnahme, die unter Umständen eine Drehzahlregulierung entbehrlich macht. Die konstruktive Ausbildung dieser Abschaltmöglichkeit ist mit bekannten Maschinenelementen möglich und braucht hier nicht weiter beschrieben zu werden.In order to improve the operating properties, the invention can also either the axial forerunner or the following radial rotor arranged so that it can be switched off so that one of them runs loosely. That way only one results Total pressure that corresponds to a single runner, a measure that may makes speed regulation unnecessary. The design of this shutdown option is possible with known machine elements and does not need to be described further here to become.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Radial fan impeller with upstream axial impeller with a high degree of reaction and a ratio of the largest hub diameter to the smallest Outer diameter greater than o, 45, characterized in that the radial wheel as Drum rotor is formed and the axial wheel either has a jacket in the direction of flow decreasing diameter, a hub of increasing diameter or has both features together.

2. fan impeller according to claim i, characterized in that that the jacket of the axial impeller is firmly attached to its blading in a manner known per se connected is.

3. fan impeller according to claim i and 2, characterized in that that the axial wheel is mounted on a tube (3) through which air to an am Impeller end arranged special radial wheel (4) arrives (Fig. 3).

4. fan impeller according to claims i to 3, characterized in that either the axial wheel (2) or the radial wheel (i) is arranged in a manner known per se on the rotor can be switched off and can run loosely. Considered publications: German Patent Nos. 633 155, 712 847, 728 164; German patent application E r8761 a / 27 c; Eck, »Ventilatoren«, p.263; I heri ng, "Die Gebläse", Springer-Verlag 1913, pp. 425 to 427; Pfleiderer, "The Centrifugal Pumps", pp.327 to 329; Eck-Kearton, "Turbo blowers and turbo compressors", Berlin 1929, p. 207; VDI magazine, 1939, p. 925 ff.