FI105946B

FI105946B - Sovitelma puhaltimen yhteydessä

Info

Publication number: FI105946B
Application number: FI990637A
Authority: FI
Inventors: Lennart Sjoeqvist; Jan Erik Henningsson
Original assignee: Flaekt Oy
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 1999-03-22
Publication date: 2000-10-31
Also published as: ATE277287T1; EP1039142B1; DE60013940T2; FI990637A0; DE60013940D1; EP1039142A2; EP1039142A3

Description

105946

Sovitelma puhaltimen yhteydessä

Keksinnön kohteena on sovitelma puhaltimen yhteydessä, joka käsittää pyöritettävän puhallinpyörän ja sen yhteyteen sovitetun, suuren ulospu-5 hallusnopeuden synnyttämän kineettisen energian staattiseksi paineeksi muuttavan diffuusorin.

Edellä mainitut sovitelmat ovat nykyään hyvin tunnettuja esimerkiksi erilaisten ilmankäsittelyssä käytettävien puhallinsovellutusten yhteydessä. Virtaussuunnassa puhallinpyörän jälkeen sovitetun diffuusorin tarkoituksena 10 on muuttaa puhallinpyörän suuren ulospuhallusnopeuden synnyttämä dynaaminen paine staattiseksi paineeksi. Tähän päästään pienentämällä diffuusorin avulla puhallinpyörän jälkeinen suuri ulospuhallusnopeus pienemmäksi nopeudeksi.

Diffuusorin mitoitus on hyvin paljon tutkittua aluetta. Esimerkkinä 15 diffuusorin siipien ja solien mitoituksesta voidaan mainita alalla hyvin tunnettu teos B. Eck, Design and operation of centrifugal axial-flow and cross-flow fans.

Diffuusorin optimaalinen suunnittelu johtaa kuitenkin yleensä logaritmisen spi- : '·· raalin muotoiseen siipeen, joka on hankala ja kallis valmistaa ohutlevystä, joi- • » · : '.·* loin valmistuskustannukset nousevat hyvin helposti liian korkealle tasolle.

: 20 Valmistuskustannusten alentamiseksi onkin siipimäärää pyritty rajoittamaan optimaalisesta määrästä, jolloin kuitenkin virtaustekniset ominaisuudet kärsivät • · · ja lopputulos ei ole paras mahdollinen.

Alalla on tiedossa myös, että puhaltimen siiven ja diffuusorin välisellä etäisyydellä on vaikutusta laitteiston tiettyihin ominaisuuksiin, erityisesti 25 ääneen siten, että etäisyyden ollessa liian pieni, äänitaso muodostuu korkeakin* si. Edellä mainitut seikat tulevat esille myös aiemmin mainitusta B. Eckin teok- • · ···* sesta. Etäisyydellä on lisäksi suuri vaikutus häiritsevään takaisinvirtaukseen.

:Y: Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma, jonka avulla :***: aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat pystytään eliminoimaan. Tähän on • · · 30 päästy keksinnön mukaisen sovitelman avulla. Keksinnön mukainen sovitelma • · · on tunnettu siitä, että diffuusorin sivulevyistä ainakin toinen on sovitettu ulot- • · ’···* tumaan limittäin puhallinpyörän kehän ulkoreunan kanssa.

Keksinnön mukaisen sovitelman etuna on ennen kaikkea se, että kaikkiin edellä mainittuihin epäkohtiin on voitu vaikuttaa olennaisen tehok-35 kaasti, jolloin lopputulos muodostuu edulliseksi. Keksinnön etuna on edelleen sen yksinkertaisuus, jolloin keksinnön valmistuskustannukset ja käyttökustan- 2 105946 nukset muodostuvat edullisiksi. Keksinnön etuna on edelleen sen joustavuus käytössä, jolloin keksinnön mukaista sovitelmaa voidaan soveltaa edullisella tavalla erilaisten puhaltimien yhteydessä.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheises-5 sa piirustuksessa kuvattujen esimerkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää periaatteellisena kuvantona virtauksen käyttäytymistä tunnetun tekniikan mukaisessa laitteistossa, kuvio 2 esittää keksinnön mukaista sovitelmaa periaatteellisena sivulta nähtynä kuvantona, 10 kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisen sovitelman erästä toteutusmuo toa periaatteellisena toisesta suunnasta nähtynä kuvantona, kuvio 4 esittää kuvion 2 mukaisen sovitelman toista toteutusmuotoa, kuvio 5 esittää kuvion 2 mukaisen sovitelman kolmatta sovellutus- 15 muotoa, kuvio 6 esittää periaatteellisena kuvantona keksinnön olennaisen perusperiaatteen erästä toteutusmahdollisuutta ja : '·· kuvio 7 esittää periaatteellisena kuvantona keksinnön olennaisen • # · • V perusperiaatteen toista toteutusmahdollisuutta.

20 Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisesti kaasumaisen aineen, esi- merkiksi ilman virtauksen käyttäytyminen tunnetun tekniikan mukaisessa pu-hallinlaitteistossa. Kuviossa 1 on viitenumeron 1 avulla merkitty puhallinpyörä • ja viitenumeron 2 avulla diffuusori, jonka avulla suuren ulospuhallusnopeuden 1 I 1 synnyttämä kineettinen energia muutetaan staattiseksi paineeksi kuten edellä 25 on todettu. Puhallinpyörää pyöritetään sopivan moottorin, esimerkiksi sähkö-moottorin avulla. Moottoria ei ole esitetty kuvioissa. Ilman virtaus on merkitty • · ·;·’ kuvioon 1 nuolten avulla, jolloin myös aiemmin mainitut häiritsevät takaisinvir- :V: taukset on saatu selvästi näkyviin. Takaisinvirtausten lisäksi kuvion 1 ratkai- sulia on äänitasoon liittyvät epäkohdat kuten aiemmin on todettu.

• · « 30 Kuviossa 2 on esitetty periaatteellisesti keksinnön mukainen sovi- • · · telma. Kuviossa 2 on vastaavissa kohdissa käytetty samoja viitenumerolta kuin '··* kuviossa 1. Kuviossa 2 on lisäksi nuolen N avulla merkitty puhallinpyörän 1 pyörimissuunta. Nuolten NKja NM avulla kuvioon 2 on edelleen merkitty ilman korkea ja matala virtausnopeus, joilla kuvataan diffuusorin toiminnan perustaa 35 ts. edellä mainittua kineettisen energian muuttamista staattiseksi paineeksi.

3 105946

Kuviosta 2 tulevat edelleen selvästi esille puhallinpyörän siivet 3 ja tämän sovellutusmuodon diffuusorissa olevat siivet 4, diffuusorin siivet 4 on sovitettu kahden välimatkan päässä toisistaan olevan sivulevyn 2a ,2b väliin kuten kuvioista 3-5 tulee esille.

5 Keksinnön olennaisen ajatuksen mukaisesti diffuusorin sivulevyistä 2a, 2b ainakin toinen on sovitettu ulottumaan limittäin puhallinpyörän 1 kehän ulkoreunan kanssa. Edellä mainittu keksinnön olennainen seikka tulee selvästi esille kuviosta 2, jossa puhallinpyörän 1 ulkokehä on esitetty katkoviivan avulla ja diffuusorin sivulevyn reuna jatkuvan viivan avulla. Sama asia näkyy myös 10 selvästi kuvioissa 3-5. Edellä mainittu keksinnön olennainen seikka tulee esille myös kuvioista 6 ja 7. Kuvioissa 3 - 5 ja 6 - 7 on ilman virtaus esitetty periaatteellisesti nuolten avulla. Edellä kuvatun rakenteen avulla vältytään aiemmin mainitulta haitalliselta takaisinvirtaukselta sekä saadaan myös parannus äänitasoon liittyviin ongelmiin.

15 Parhaaseen tulokseen päästään siten, että diffuusorin 2 molemmat sivulevyt sovitetaan ulottumaan limittäin puhallinpyörän kehän ulkoreunan kanssa kuten on esitetty esimerkiksi kuvioissa 3-6. Keksintöä voidaan sovel- : ’·· taa kuitenkin myös niin, että vain toinen diffuusorin sivu ulottuu limittäin puhal- • · · : '.·* linpyörän kehän kanssa. Tällainen sovellutus on esitetty periaatteellisesti kuvi- 20 ossa 7, jossa ainoastaan diffuusorin sivulevy 2b on sovitettu ulottumaan limit-täin puhallinpyörän kehän ulkoreunan kanssa. Kuvion 7 rakenteella saavute- • · · :*·*. taan hieman huonompi lopputulos kuin esimerkiksi kuvion 6 mukaisella sovel- lutuksella, mutta kuvion 7 mukaisella ratkaisulla saadaan aikaan etuja asennettavuudessa, sillä diffuusori voidaan tehdä yksinkertaiseksi yhtenäiseksi ra-25 kenteeksi ja sovittaa paikalleen sivusta. Limittäin ulottuva sivulevy voi tässä // sovelluksessa olla kumpi sivulevy 2a, 2b tahansa. Kuvion 6 tapauksessa dif- • · ···' fuusorin rakenne täytyy tehdä esimerkiksi avautuvaksi rakenteeksi.

:V: Keksintöä voidaan soveltaa erilaisten diffuusoriratkaisujen yhtey- :***: dessä kuten kuvioissa 2 - 5 on esitetty. Kuviossa 2 on esitetty diffuusorissa • · · 30 olevat siivet 4, jotka on muodostettu suorista osista. Siipien 4 suoruus näkyy selvästi kuviossa 2. Suorien siipien 4 avulla saadaan valmistusteknistä etua.

• · ’···* Diffuusorin siipiä 4 voidaan muotoilla monella eri tavalla kuten kuvioissa 3-5 on esitetty. Kuvion 3 sovellutuksessa diffuusorin siipien 4 puhallinpyörän puoleiset sivut 4a ovat suoria. Kuvioiden 4 ja 5 sovellutuksissa siipien 4 puhallin-35 pyörän puoleiset sivut ovat viistetyt. Kuvion 5 sovellutuksessa sivut 4a on viistetty ilman tulosuunnassa katsottuna niin, että diffuusorin etummaisen si- 4 105946 vulevyn 2a puoleinen reuna on kauempana puhallinpyörästä 2 kuin taempana olevan sivulevyn 2b puoleinen reuna. Termillä ilman tulosuunnassa katsottuna tarkoitetaan puhallinpyörän 2 pyörimisakselin suuntaa katsottuna siltä puolelta puhallinpyörää, jolta ilma virtaa puhallinpyörälle. Em. suunta on merkitty kuvi-5 oihin 3 - 5 nuolten TS avulla. Ilman virtaus on merkitty kuvioihin nuolten avulla. Kuvion 4 sovellutuksessa siivet 4 on viistetty päinvastaisesti kuvion 5 sovellutukseen verrattuna. Parhaaseen kokonaislopputulokseen on päästy kuvion 5 sovellutuksen avulla.

Edellä esitettyjä esimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoitta-10 maan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella täysin vapaasti patenttivaatimusten puitteissa. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen sovi-telman tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia. Esimerkiksi diffuusorin siipien lukumäärä voi vaihdella, puhaltimen tyyppi voi olla erilainen-15 kin kuin kuvioissa on esitetty jne. Keksintöä voidaan myös soveltaa sellaisen diffuusorin yhteydessä, jossa ei ole siipiä jne.

« • · « • 1 · • I « • · « • « « * · « • · ·

• · I

« · * · • · · * · · * f • · · « • · V « · • · · » • · · • · • · *t< • · · • · · · · * · · • · · ·

Claims

105946

1. Sovitelma puhaltimen yhteydessä, joka käsittää pyöritettävän pu-hallinpyörän (1) ja sen yhteyteen sovitetun, suuren ulospuhallusnopeuden synnyttämän kineettisen energian staattiseksi paineeksi muuttavan diffuusorin 5 (2), tunnettu siitä, että diffuusorin (2) sivulevyistä (2a,2b) ainakin toinen on sovitettu ulottumaan limittäin puhallinpyörän (1) kehän ulkoreunan kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että diffuusorin (2) molemmat sivulevyt (2a,2b) on sovitettu ulottumaan limittäin puhallinpyörän (1) kehän ulkoreunan kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että diffuusorin (2) siivet (4) on muodostettu suorista osista.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että diffuusorin (2) siipien (4) puhallinpyörän puoleiset sivut ovat viistetyt.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, 15 että diffuusorin (2) siipien (4) sivut on viistetty ilman tulosuunnassa katsottuna niin, että diffuusorin (2) etummaisen sivulevyn (2a) puoleinen reuna on kau-; empana puhallinpyörästä (1) kuin taempana olevan sivulevyn (2b) puoleinen reuna. • » I • · · • · « .···. 20 • · Ml «M • 4 4 • · · 4 f · · • · · • « « « Ml • 4 • 4 4 4 4 4 ♦ « « « 4 99 9 9 9 4 • · 4 • · « 4 4 4 4 4 4 4 • 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 _ 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 6 105946