FI61236B

FI61236B - Centrifugalflaekt foer hoegtryck

Info

Publication number: FI61236B
Application number: FI791999A
Authority: FI
Inventors: Seppo Leskinen
Original assignee: Nokia Oy Ab
Priority date: 1979-06-21
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1982-02-26
Also published as: US4378196A; JPS6010200B2; JPS566098A; SU1114349A3; GB2053355B; FI791999A; FI61236C; GB2053355A; SE8004346L; DE3022622A1; DE3022622C2

Description

I-—----1 ,,.. KUULUTUSJULKAIIU £19^6 4SV W (,,)UTL»OONINe$SKRIPT 6 ' Z Λ 0 C Patentti aydrinetty 10 06 1902 •53S («) Patent sieddelat ^ ^ (51) Kv.ik?yint.ci.1 F 04 D 29/66 SUOMI—FINLAND (21) P*t«nttlhak«mua — PaCMCamMcnlng 791999 (22) H»k*ml*pil»i — Anaefcnlngatfag 21.06.79 ^ ^ (23) Alkupäivä—Glklghatsdag 21.06.79 (41) Tulkit luikituksi — Bllvlt offuntllg 22.12.80

Patentti· ja rekisterihallit.» NShavUc,·,*™ |. kuuLluUubun pvm.-

Patent- och registerstyreisen Antttktn utiagd och utl.tkrtftun pubttc*r*d 26.02.82 (32)(33)(31) Pyy·!·»/ «tuolkuu*—8«gird priori».

(71) Oy Nokia Ab, Mikonkatu 15, 00100 Helsinki 10, Suomi-Finland(FI) (72) Seppo Leskinen, Västerskog, Suomi-Finland(FI) (74) Berggren Oy Ab (54) Suurpaineinen keskipakopuhallin - Centrifugalfläkt för högtryck

Keksintö kohdistuu suurpaineiseen keskipakopuhaltimeen, jossa on sen siipipyörän takalevyyn sovitettuja siivekkeitä, jotka ulottuvat siipipyörän kehältä jonkin matkaa säteittäisesti sisäänpäin. Puhal-timen siipipyörän pyöriessä puhaltimen kotelossa muodostuu sen sisään-ja ulosvirtauspuolen välille paine-ero. Tämä paine-ero aiheuttaa puhaltimen laakereihin aksiaalikuormituksen, jonka suuruus on puhaltimen imuaukon pinta-ala kerrottuna sisään- ja ulosvirtausaukkojen välisellä paine-erolla.

Matalapainepuhaltimilla ei tällä kuormituksella paineen pienuuden vuoksi ole merkitystä, mutta paineen suuretessa kuormituksen merkitys kasvaa, kunnes suurpainepuhaltimissa aksiaalikuormitus on mitoitukselle ratkaiseva tekijä.

Keksinnön tunnusmerkkien mukaan aksiaalikuormitus kompensoidaan siten, että siivekkeiden ja puhaltimen kotelon takaseinän välisen paineensäätö.raon säätelemiseksi siivekkeiden ja kotelon takaseinän väliin on sovitettu säätöelimiä. Kun siipipyörän siivet muotoillaan tarkoituksenmukaisesti, saadaan aksiaalivoima säätöelimillä kokonaan kompensoiduksi. Tällöin laakereiden koko huomattavasti pienenee ja laakerointi yksinkertaistuu.

» 612 3 6

Paineentasaussiivekkeet ovat tunnettuja esimerkiksi pumpuista, jotka ovat kooltaan pieniä ja jotka yleensä valmistetaan valu- ja koneistustekniikalla verrattain tarkoin toleranssein. Näissä voidaan paineentasauksessa päästä tyydyttäviin tuloksiin pelkästään siivekkeitä käyttämällä. Sensijaan puhaltimissa, joitten koko on pumppuihin verrattuna n. 10-20 kertainen ja jotka yleensä valmistetaan suhteellisen ohuesta levystä hitsaamalla verrattain väljin toleranssein, ei pelkillä siivekkeillä päästä tyydyttäviin tuloksiin. Siivekkeiden aiheuttama alipaine riippuu nimittäin ratkaisevasti siivekkeen etäisyydestä (a) kotelon takalevystä. Aksiaalilaakerin kuormituksen kannalta on siipipyörän takalevyn ja kotelon takalevyn etäisyys (b) pidettävä mahdollisimman pienenä. Näiden etäisyyksien suhteella on myös ratkaiseva merkitys sekä navan viereen kehittyvän maksimaalipaineen suuruudelle että ennen kaikkea alipaineen jakautumiselle säteen suunnassa. Paine nimittäin kasvaa eksponentiaalisesti siipipyörän säteen suunnassa, kunnes se ulkokehällä on sama kuin kotelossa yleensä vallitseva paine. Asiaa valaisee seuraava esimerkki:

Jos siipipyörän halkaisija on 3000 mm, jota vastaava kotelon halkaisija on yleensä suuruusluokkaa n. 5000 mm ja kotelon leveys n.

1500 mm, ei kustannuksia ratkaisevasti nostamatta ole valmistustek-nillisesti mahdollista päästä mitan a kohdalla pienempään toleranssiin kuin - 2 mm. Riittävän käyntivälyksen varmistamiseksi on mitan a oltava vähintään 4 mm - 2 mm. Toisin sanoen mitta a vaihtelee välillä 2-6 mm. Aksiaalilaakerin kuormituksen takia mitta b ei saisi olla suurempi kuin 10 mm, vaihtelualue siis 8-12 mm. Mittojen a ja b suhde voi siis vaihdella välillä 1:4...1:2. Näin suuret vaihtelut vaikuttavat ratkaisevasti sekä kehittyvään maksimaalipai-neeseen että ennen kaikkea paineen muuttumiseen siipipyörän säteen suunnassa. Kompensoiva aksiaalivoima saattaa näin ollen vaihdella jopa suuruusluokaltaan. Puhaltimissa asiaa mutkistaa lisäksi se, että samallakin puhallintyypillä tarvittava aksiaalivoima voi käyttö-tapauksesta riippuen vaihdella.

Erityisen merkittäviä tällaiset paineentasaussiivekkeet säätöelimineen ovat sellaisessa suurnaineisessa keski-pakopuhaltimessa, jossa siipipyörän siivet on ulotettu pyörän napaan asti ja jossa siipien imuaukon puoleinen osa on muotoiltu aerodynaamisesti siipipyörän rakennetta vastaavasti. Tällaista 61236 siipipyörää käyttäen on nimittäin mahdollista valmistaa puhallin-sarjoja, joilla voidaan saavuttaa tavanomaisten siipipyörien koko-naispaineeseen nähden vähintään kaksinkertainen kokonaispaine. Keksinnön mukaisia paineentasaussiivekkeitä voidaan luonnollisesti käyttää myös tavanomaisissa siipipyörissä.

Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja havainnollistetaan seuraavassa oheiseen piirustukseen viittaamalla, rajoittamatta keksintöä kuitenkaan näihin sovellutusmuotoihin.

Piirustuksen kuvio 1 kuvaa puhaltimen ominaiskäyrää ja aksiaali-voiman vaihteluita. Kuvio 2 esittää kokonaiskuvaa keksinnön mukaisesta puhaltimesta, ja kuviot 3, 4 ja 5 esittävät keksinnön kolmea eri sovellutusmuotoa.

Kuvio 1 havainnollistaa sen, että samallakin puhallintyypillä aksi-aalivoima voi vaihdella käyttötapauksesta riippuvasti. Jos puhallin toimii ominaiskäyränsä pisteessä 1, on sen khittämä paine P^, jota vastaava aksiaalivoima olisi kompensoitava. Johonkin toiseen laitokseen liitettynä sama puhallin voi toimia pisteessä 2, jota vastaava paine P2 on lähes kaksi kertaa suurempi kuin P^. Vaikka siis molemmissa tapauksissa puhallin voisi muuten olla täsmälleen samanlainen, jouduttaisiin aksiaalivoiman kompensoinnin takia siivekkeet 1 (kuv. 2) suunnittelemaan jokaista käyttötapausta varten erikseen. V1 V2 ovat paineita P^ ja P2 vastaavia ilmamääriä.

Kuvion 2 mukaan siivekkeet 1 on kiinnitetty puhaltimen siipipyörän 2 takalevyyn 3, jolloin puhaltimen kotelon takalevyn 4 ja siipipyörän 2 väliseen tilaan muodostuu alipaine P . Siipipyörän 2 sii-vet voivat ulottua sen napaan 7 asti ja siipien imuaukon 5 puoleinen osa on muotoiltu aerodynaamisesti tarkoituksenmukaisella tavalla. Siipipyörän ulosvirtauspuolessa syntyy pyörän pyöriessä ylipaine Py ja sen sisääntulopuolessa eli imuaukon 5 luona alipaine Pa. Paine-ero aiheuttaa laakereihin 6 aksiaalivoiman, jonka suuruus on imuaukon 5 pinta-ala x (Py-Pa). Keksinnön mukaisilla sää-töelimillä 12 (yhtä tyyppiä kuvataan tarkemmin kuviossa 5), saadaan aksiaalivoima kokonaan kompensoiduksi, jolloin voidaan käyttää pienempiä laakereita 6.

Keksinnön mukainen edullinen sovellutusmuoto on esitetty kuviossa 3.

4 61236

Siinä siiveke 1' ei ulotu napaan 7 asti,vaan päättyy sopivalla etäisyydellä silpipyörän 2 ulkokehästä. Siiveke on lisäksi verrattain kapea, jolloin siivekkeen 1' ja kotelon takalevyn 4 välys a on suuri, ts. välyksen a ja siipipyörän takalevyn 3 ja kotelon takalevyn 4 välyksen b suhde on pienempi kuin 1:2. Kotelon takalevyyn 4 on kiinnitetty ohjausrengas 8, jonka sisäpuolella on säätöruuveilla 9 siirrettävissä oleva säätörengas 10, jonka etäisyyttä c siivekkeestä 1 voidaan säätää. Suuren välyksen a takia säätörenkaan 10 ulkopuolella vallitsee likimain sama ylipaine Py kuin kotelon muissakin osissa. Renkaan 10 sisäpuolella vallitsee likimain vakio alipaine Ps, jonka suuruus riippuu välyksestä c sekä renkaan 10 etäisyydestä siipipyörän akselista. Välys c voidaan säätää ruuveilla 9 hyvin pieneksi puhaltimen kokoonpanon jälkeen, koska suurin osa valmistusvirheistä saadaan eliminoiduiksi. Tällaisia ovat kotelon ja siipipyörän 2 keskinäisen sijainnin virheellisyys, siipipyörän 2 ja kotelon yhdensuuntaisuusvirhe, siipipyörän 2 takalevyn ja/tai kotelon takalevyn kartiokkuus jne. Kun välys c saadaan riittävän pieneksi, voidaan paineet Py ja Ps laskennallisesti määritellä riittävällä tarkkuudella ja mitoittaa paine Ps vastaamaan puhaltimen maksimipainetta P2 kuviossa 1. Painetta kuviossa 1 vastaava aksiaalivoima saadaan aikaan säätämällä välys c suuremmaksi, jolloin paine Ps kasvaa ja paine-ero Py-Ps pienenee. Tämä voidaan tehdä jopa käyttöpaikalla puhaltimen käyttötarkoituksen ja toimintapisteen ominaiskäyrällä myöhemmin mahdollisesti muuttuessa. Jos laakeriin 6 (kuv. 2) sijoitetaan aksiaalivoiman tuntoelin, voidaan aksiaalivoima säätää renkaalla 10 täysin tarkasti nollaan.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön toinen edullinen sovellutusmuoto jossa säätörengasta 10' ohjaa venyvästä aineesta tehty kalvo 11.

Kuvion 5 mukaisessa sovellutusmuodossa säätö tapahtuu siivekkeisiin 1" yhdistetyillä säätöelimillä 12', jotka on kiinnitetty siivekkeisiin 1" pulteilla 13, joiden avulla säätöelimien 12' etäisyyttä kotelon takaseinästä 4 voidaan muutella.

Claims

61236

1. Centrifugalfläkt för högtryck, vilken uppvisar pä den bakre skivan (3) av dess vinghjul (2) anordnade vingar för tryckutjämning (1; 1'; 1"), vilka frän vinghjulets periferi sträcker sig en sträcka radiellt inät, kännetecknad av att regleringsorgan (10; 10'; 12; 12') anpassats mellan vingarna (1; 1'; 1") och fläkthusets bakskiva (4) för inställning av tryckregleringsspalten (c) mellan vingarna (1; 1'; 1") och bakväggen (4).

1. Suurpaineinen keskipakopuhallin, jossa on sen siipipyörän (2) takalevyyn (3) sovitettuja siivekkeitä (1; 1'; 1"), jotka ulottuvat siipipyörän kehältä jonkin matkaa säteittäisesti sisäänpäin, tunnettu siitä, että siivekkeiden (1; 1'; 1") ja puhalti-men kotelon takalevyn (4) välisen paineensäätöraon (c) säätelemiseksi siivekkeiden (1; 1'; 1") ja kotelon takaseinän (4) väliin on sovitettu säätöelimiä (10; 10'; 12; 12').

2. Pläkt enligt patentkravet 1, kännetecknad av att pä fläkthusets bakskiva (4) intill vingarna (1') anordnats en medelst justerskruvar (9) inställbar regleringsring (10), vilken styres av en pä nämnda bakskiva (4) anpassad styrring (8).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puhallin, tunnettu siitä, että puhaltimen kotelon takalevyyn (4) on siivekkeiden (1') kohdalle sovitettu säätöruuveilla (9) siirreltävissä oleva säätö-rengas (10), jota ohjaa mainittuun takalevyyn (4) sovitettu ohja-usrengas (8).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puhallin, tunnettu siitä, että puhaltimen kotelon takalevyyn (4) on siivekkeiden (1’) kohdalle sovitettu säätöruuveilla (9) siirreltävissä oleva säätö-rengas (10'), jota ohjaa mainittuun takalevyyn (4) kiinnitetty venyvää ainetta oleva kalvo (11).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puhallin, tunnettu siitä, että siivekkeisiin (1") on kiinnitetty siireltäviä säätö-elimiä (12') .

3. Fläkt enligt patentkravet 1, kännetecknad av att