DK145512B - Aksialblaeser eller-pumpe - Google Patents

Description

(19) DANMARK ( W] fV55/

(12) FREMLÆGGELSESSKRIFT ου 145512 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 4046/75 (51) lnt.C1.3 F 04 D 29/66 (22) Indleveringsdag 10. sep. 1975 (24) Løbedag 10. sep. 1975 (41) Aim. tilgængelig 11. mao?. 1976 (44) Fremlagt 29· nov. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 10. sep. 1974, 108917/74, JP

(71) Ansøger MITSUBISHI JUKOGYO KABUSHIKI KAISHA, Tokyo, JP.

(72) Opfinder Nobuyuki _Yamaguchi, JP.

(74) Fuldmægtig Th. Ostenfeld Patent bur eau A/S.

(54) Aksialblæser eller -pumpe.

Den foreliggende opfindelse angår en aksialblæser eller -pumpe af den i kravets indledning angivne art, der er forsynet med opstrøms for rotorbladene anbragte støtteblade.

Aksialblæseren eller -pumpen ifølge opfindelsen er med andre ord af en type, der drives fra indsugnings- eller tilstrømningssiden, og hvor en drivaksel følgelig må forløbe ind gennem indsugningskanalen til et leje, som er ophængt i støtteblade foran rotoren. Dette arrangement giver anledning til specielle tilstrømningsforhold for rotoren q og dermed støjproblemer i sammenligning med sædvanlige ventilatortyper med direkte eller fri tilstrømning.

~ I hidtil kendte aksialblæsere eller -pumper af den aktuelle art f) frembringer støttebladene en kraftig turbulens i det til rotorbladene £ indsugede medium, og som følge deraf får aksialblæsere eller -pumper *

D

145512 2 af denne art et højere støjniveau end aksialblæsere, hvori der ikke er anbragt støtteblade foran rotorbladene.

I forbindelse med blæsere eller lignende med fri eller direkte tilstrømning er det almindeligt kendt at udforme efter blæserhjulet eller rotoren anbragte ophæng i form af støtteblade, der kan være udformet som ledeskovle, hvis kanter forløber skråt såvel i et plan parallelt med rotoraksen som i et plan vinkelret herpå.

Det har imidlertid vist sig, at den støj nedsættende virkning, som opnås med dette arrangement, er ret begrænset. Desuden synes det at gælde som et fælles træk for de kendte konstruktioner, at de efter rotoren liggende stationære ledeskovle må have specielle profiler eller udformninger, der er komplicerende i fremstillingsmæssig henseende.

Aksialblæseren eller -pumpen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at hvert støtteblad forløber skråt fremad imod strømretningen og udad mod rotorhuset i et plan, som skærer et plan gennem rotoraksen under en vinkel 0. Herved opnås dels en mere effektiv formindskelse af blæser- eller rotorstøjen og dels et mere fremstillingsvenligt arrangement, idet de foran rotoren liggende støtteblade kan udformes plane.

Ifølge opfindelsen er der således frembragt en svækkelse af de mest støjfrembringende støttebladslipstrømme radialt yderst i pumpe-huset ved at lade støttebladene forløbe skråt fra midten (rodenden) mod deres yderste ende og i retning fremad imod strømretningen. Samtidigt bevirker det forhold, at hvert støtteblad også forløber skråt i forhold til et plan gennem rotoraksen, at der opstår en forsinkelse i radial retning i interferensen imellem slipstrømmene og rotorbladene, hvorved trykvariationens størrelse kan formindskes.

Alt i alt tilvejebringer opfindelsen, der kan udnyttes i forbindelse med aksialblæsere, ventilatorer, aksialpumper og lignende strømningsmaskiner, en støjsvag konstruktion af den omhandlede specielle type, og denne støjformindskelse kan opnås uden at ændre blæserens eller pumpens konstruktion og størrelse i væsentlig grad.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en konventionel aksialblæser med rotorblade og stator-blade skematisk set fra siden i aksialt snit, fig. 2 det samme som i fig. 1, men hvor der er anbragt støtteblade opstrøms for rotor- og statorbladene, fig. 3 en almindelig aksialblæser, hvor der er anbragt støtteblade opstrøms for rotorbladene skematisk set fra siden i aksialt snit, fig. 4 det i fig. 3 viste set i pilens V retning, fig. 5 en aksialblæser eller pumpe ifølge opfindelsen skematisk set 145512 3 fra siden i aksialt snit, fig. 6 det i fig. 5 viste set forfra i mediets gennemstrømnings-retning, fig. 7 en udfoldning af de i fig. 5 og 6 viste støtteblade, rotorblade og statorblade, fig. 8 gennemstrømningsmediets hastighedsfordeling (slipstrøm) for henholdsvis de i fig. 3, 4 viste støtteblade og gennemstrømningsmediets hastighedsfordeling i fald nævnte støtteblade og rotorblade har større indbyrdes afstand, og fig. 9(a) og (b) slipstrømprofiler for henholdsvis de sædvanlige i fig. 3, 4 viste støtteblade og for de i fig. 5, 6 viste støtteblade ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser en aksialblæser eller -pumpe, hvor rotorbladene 1' og statorbladene 2' er de vigtigste strømningsmæssige komponenter. I nogle tilfælde er der imidlertid som vist i fig. 2 opstrøms for rotorbladene 1' anbragt støtteblade, såfremt drivakslens placering gør dette nødvendigt. Disse støtteblade 3' frembringer turbulens i mediumstrømmen til rotorbladene 1', og som følge heraf bliver støjniveauet for denne type højere.

I fig. 3 og 4 ses en almindelig aksialblæserkonstruktion, som er af den i fig. 2 viste type med støtteblade 11, rotorblade 12, statorblade 13, forreste indertromle eller torpedodel 14, rotornav 15, bageste indertromle eller torpedodel 16 og blæser- eller pumpehus 17.

Fig. 5 og 6 viser en aksialblæser-eller-pumpekonstruktion ifølge den foreliggende opfindelse med støtteblade 21, rotorblade 22, statorblade 23, forreste indertromle eller torpedodel 24, rotornav 25, bageste indertromle eller torpedodel 26 og blæser- eller pumpehus 27.

Fig. 7 er et udfoldet billede, som viser bladgitteret for støttebladene 21, rotorbladene 22 og statorbladene 23. Forskellene mellem genstanden for den foreliggende opfindelse og de almindelige aksialblæsere eller -pumper er baseret på anbringelsesmåden for støttebladene 11 og 21, som fremgår ved sammensligning af fig. 3, 4 med 5, 6.

I den almindelige aksialblæser eller -pumpe forløber støttebladene 11 i et plan gennem rotoraksen, og endvidere er deres plane kontur (ikke tværsnit) af praktisk taget rektangulær form næsten vinkelret på rotoraksen. Denne kontur for de almindelige støtteblade 11 er højst fordelagtig for deres hovedfunktion, nemlig at bære rotoren og drivakslen på simpel vis.

I aksialblæseren eller -pumpen ifølge opfindelsen er støttebladene 21 derimod skråstillet en vis vinkel Θ i forhold til et plan gennem ro- 4 145512 toraksen som vist i fig. 6, og samtidig er skovlbladenes plane kontur skråt forløbende, idet støttebladene forløber i større og større afstand fra rotorbladene 11 regnet fra støttebladenes inderste til deres yderste ende.

I en aksialblæser eller -pumpe af den art, hvor støttebladene er anbragt opstrøms for rotorbladene som vist i fig. 3 (eller fig. 2), bevirker støttebladene 11 en hastighedsfordeling i gennemstrømningsmediet med et energifattigt lavhastighedsområde kaldt "slipstrøm", som ses ved 32 i fig. 8. Når rotorbladene 12 nedenstrøms for støttebladene 11 roterer på tværs af disse slipstrømme, optræder en trykvariation på rotorbladenes 12 overflade, som frembringer støj. Når afstanden mellem støttebladene 11 og rotorbladene 12 øges, mindskes støjen som følge af, at strømningshastighedsforskellene i slipstrømmene udflades som vist ved 33. Den relative indstrømningshastighed til rotorbladene 12 er imidlertid større ved rotorens yderdiameter.

Eftersom en faktor, der er produktet af den relative indstrømningshastighed og en hastigheditisforholdsgrad, har indflydelse på støjniveauet, er det bedst at mindske hastighedsmisforholdet ved rotorens største diametre. Ved at lade støttebladene hælde en vis vinkel Θ med et plan gennem rotoraksen som vist ved 21 i fig. 6, øges derfor afstanden mellem støttebladene 21 og rotorbladene 22 ved rotorens største diameter, hvor den relative indstrømningshastighed til rotorbladene er stor. Derved bliver hastighedsforskellen i slipstrømmene lille, og følgelig kan støjen mindskes væsentligt.

Hvis hvert støtteblad samtidig befinder sig radialt forløbende, som det er tilfældet ved de almindelige støtteblade 11, og slipstrømmene overlapper hinanden praktisk taget ved samme radius som vist i fig. 9 (a), kommer rotorbladene 12 fra deres inderste til yderste ende samtidigt ind i og ud af slipstrømmene, hvorved størrelsen af en trykvariation på rotorbladenes overflade øges, og som følge deraf bliver støjniveauet højt.

I fald støttebladene 21 ifølge opfindelsen er skråstillet en vinkel Θ som forklaret i det foregående i forhold til en radialt forløbende linie, overlapper deres slipstrømme derimod hinanden ved næsten samme vinkel Θ. Derved kommer rotorbladene 22 ind i slipstrømmene og forlader dem med en tidsforsinkelse mellem deres yderste ende og inderste ende som vist i fig. 9(b). Trykvariationen på overfladen af disse rotorblade mindskes som følge af en faseforsinkelse i radial retning, og derfor mindskes trykvariationens amplitude til gunst for et lavere støjniveau. I fig. 9(a) og (b) er ΔΡ en trykvariation på rotorbladoverfladen, T en yderste ende på et rotorblad, og R en inderste ende af et rotorblad, og disse kurver viser deres respektive slipstrømprofiler.