HU209012B

HU209012B - Ventilator rotor of axial flow

Info

Publication number: HU209012B
Application number: HU531889A
Authority: HU
Inventors: Ferenc Bencze; Ferenc Szlivka; Gyoergy Kemeny
Original assignee: Tata Huetoetechnika Ipari Kiss
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1994-02-28
Also published as: HU895318D0; HUT62984A

Abstract

A találmány axiális átömlésű ventilátor járókerék, amelynek hengerpalást vagy kúppalást részét képező lapátjai és ezeket hordozó szervei vannak. A találmány szerinti járókereket az jellemzi, hogy leghosszabb lapáthúrok (7) a járókerék legnagyobb sugarának (Rk) külső harmadában vannak. HU 209 012 A leírás terjedelme: 6 oldal (ezen belül 2 lap ábra)The present invention relates to an axial-flow fan impeller having blades and cavities forming part of a cylinder or cone. The impeller according to the invention is characterized in that the longest edges (7) are in the outer third of the largest radius (Rk) of the impeller. EN 209 012 Scope of the description: 6 pages (including 2 sheets)

Description

A találmány tárgya axiális átömlésű ventilátor járókerék. Az axiális ventilátoroknál a szerkesztők és a gyártók általában és főleg az áramlástechnikai, az akusztikai, az energetikai és a geometriai szempontokat tartják szem előtt egy-egy típus kialakításakor. Ezek a szempontok rendszerint egymással szemben álló követelmények kielégítését igénylik. Ezért minden szempont maradéktalan figyelembevétele nem lehetséges, különösen ha a gazdasági tényezőkre is tekintettel kell lenni.The present invention relates to an axial flow fan impeller. In the case of axial fans, editors and manufacturers generally and mainly consider flow, acoustic, energy and geometric aspects when designing each type. These aspects usually require meeting conflicting requirements. Therefore, it is not possible to take all aspects fully into account, especially if economic factors are to be taken into account.

Figyelemre méltó, hogy pl. Keller az „Axial Flow Fans” című könyvében az energetikai szempontokat tekinti elsődlegesnek és az általa megadott gépek terelőlapátokkal rendelkeznek s emiatt bonyolultak - bár áramlástechnikai jellemzőik tág határok között változnak. Eckert „Axial- und Radial- Kompressoren” című könyvében viszont a lapátozás profiljának, a lapátrács kialakításának összetett szempontjait követi elsősorban. Bohl „Strömungsmaschinen” című könyvében pedig főleg az üzemeltetésre vonatkozó javaslatok dominálnak.It is noteworthy that eg. In Keller's book Axial Flow Fans, Keller puts energy first and foremost, and the machines he provides have baffles and are complex, though their flow characteristics vary widely. Eckert, in his book Axial- and Radial-Kompressoren, focuses on the complex aspects of the blade profile and the design of the blade grille. In Bohl's book "Strömungsmaschinen", it is mainly the operational proposals that dominate.

A hivatkozott könyvek szerint elért, kedvezőnek ítélhető áramlástechnikai és energetikai jellemzők általában olyan lapátozással érhetők el, ahol a lapát húrhossza a járókerék sugara mentén kifelé folytonosan csökken. Az ilyen lapátok alkalmazása azzal az ismert következménnyel jár, hogy adott áramlástechnikai feladat megoldásához nagyméretű gép adódik.Advantageous flow and energy characteristics achieved according to the books cited are generally achieved by means of a paddle in which the stroke of the paddle is continuously reduced outwardly along the impeller radius. The use of such blades has the known consequence of providing a large machine for solving a given flow technique task.

Létrejöttek olyan megoldások is, amelyeknél a lapát húrhossza a járókerék sugara mentén kifelé folytonosan nő. Ilyen kialakítás révén kisebb géppel lehetett ugyanazt az áramlástechnikai feladatot megoldani, mint a korábban említett szerint. Az ilyen megoldásoknál nagy jelentőséget kapott a lapátvég és a ház közötti rés mérete.Solutions have also been developed in which the blade strings extend continuously outwards along the impeller radius. This design made it possible to use the smaller machine to solve the same flow problem as previously mentioned. The size of the gap between the blade tip and the housing was of great importance in such solutions.

Ismeretes, hogy a gyártás során adódó pontatlanságok - a ház és a járókerék egytengelyűségének hiánya, a ház ovalitása - jelentős mértékben befolyásolják a gép áramlástechnikai, energetikai jellemzőit, de az akusztikai paramétereire is döntő mértékben kihatnak.It is known that inaccuracies in manufacturing - lack of unity of housing and impeller, ovality of housing - significantly influence the flow and energy characteristics of the machine, but also have a decisive influence on the acoustic parameters.

Gyártástechnikai szempontokból jelentős lépést tett az axiális ventilátorok terén a HU 171673 számú szabadalom tárgya. E megoldásnál az axiális járókerék lapátjait hengerpalást vagy kúppalást egy részeként alakítják ki, biztosítva azt, hogy a lapát be- és kilépő élét törésmentes görbe alkossa. Az ilyen megoldásnál a lapát megfelelő állásszöge végett a húrokat a hengerfelületen - vagy kúpfelületen - egymáshoz képest eltolják. A lapátok ilyen kialakítása a különféle szempontok egyikének - nevezetesen a gyártási költség és bonyolultság csökkentésének - figyelembevételét jelenti, de más szempontok figyelembevétele fel sem merül.From the technical point of view, a significant step has been taken in the field of axial fans by patent HU 171673. In this arrangement, the blades of the axial impeller are formed as part of a cylindrical shell or taper, ensuring that the inlet and outlet edges of the blade form a non-fractured curve. In such a solution, the strings are displaced relative to one another on the cylinder surface - or on the conical surface - for a proper pitch of the blade. Such a design of the blades means taking into account one of the various aspects, namely the reduction of production cost and complexity, but no consideration is given to other aspects.

Általában is elmondható, hogy egy-egy részprobléma megoldása kerül csak előtérbe az új konstrukciók kialakításánál, attól függően, hogy milyen célra, milyen feladat ellátására, milyen alkalmazási területre kívánnak ventilátort készíteni. Az axiális átömlésű ventilátorok számos változata ismeretes, de a gyártási könnyebbségekre figyelés mellett a kedvező geometriai arányokat, az áramlástechnikai, valamint akusztikai szempontokat, továbbá az energetikai viszonyokat és a hajtó villamos motor adottságait egyidejűleg figyelembe vevő gép még nem született.Generally speaking, solving a particular problem will only come to the fore when designing new designs, depending on the purpose, function, and application area of the fan. Many variants of axial flow fans are known, but with the ease of manufacturing, favorable geometrical ratios, flow and acoustic considerations, as well as energy conditions and the characteristics of the drive electric motor, have not yet been developed.

A találmány elé kitűzött cél az volt, hogy a fennálló és az előbbiekben vázolt követelmények közül minél többet kielégítő és emellett gyártási szempontból is kedvező járókereket biztosítson axiális átömlésű ventilátor számára.The object of the present invention was to provide as many of the existing and outlined requirements as possible for the axial flow fan impeller, which are also satisfactory from the manufacturing point of view.

A találmány szerinti járókerék a kitűzött cél elérése érdekében átveszi, illetve megtartja a lapátok hengerfelületű kialakítását. Ez a szerkezeti tulajdonság - mint ismert jellegzetesség - fennáll tehát a találmánynál is.The impeller according to the invention adopts or maintains the cylindrical surface of the blades in order to achieve its intended purpose. This structural property, as a known feature, is thus present in the present invention.

A találmány szerinti járókerék a kitűzött cél elérése érdekében olyan lapátokkal rendelkezik, amelyeknél a leghosszabb lapáthúr nem a lapát tövében és nem a lapát végénél van, hanem a járókerék külső harmadában. Pontosabban meghatározva, a járókerék legnagyobb sugarának külső harmadában. Számítások és a gyakorlat alapján kitűnt, hogy optimális eredmény érhető el, ha a legnagyobb lapáthúr a járókerék legnagyobb sugarának külső harmada és külső negyede között van.The impeller according to the invention has, for this purpose, blades having the longest blade string not at the base of the blade and not at the end of the blade, but in the outer third of the impeller. Specifically, in the outer third of the maximum radius of the impeller. Calculations and practice have shown that optimum results are obtained when the largest blade string is between the outer third and outer quarter of the largest impeller radius.

A leghosszabb lapáthúr helyének meghatározottsága adja tehát a találmány döntő újdonságát.Thus, the determination of the location of the longest blade string is a decisive novelty of the invention.

Emellett további ésszerű és a találmány műszaki és gazdasági előnyét adó tulajdonsága a javasolt járókeréknek a lapátok megfogásában nyilvánul meg. A találmány esetében a lapátok a járókerék tengelyére merőleges tárcsákhoz vannak rögzítve, szemben az ismert megoldásokkal, melyek szerint a lapátokat egyetlen tárcsához, vagy forgástest alakú agyhoz rögzítik, esetleg öntéssel állítják elő a járókereket, mely esetben az agy és a lapátok egyetlen testet alkotnak.In addition, a further reasonable and technical and economic advantage of the invention lies in the impeller grip of the proposed impeller. In the present invention, the blades are fixed to discs perpendicular to the impeller axis, in contrast to the known methods of attaching the blades to a single disc or rotary hub, or by casting to form the impeller, in which case the hub and blades form a single body.

A találmány szerinti járókeréknél előnyösen két tárcsa szerepel, és ezekhez vannak hegesztve vagy szegecselve a lapátok. A két tárcsához való rögzítés előnye, hogy a járókerék önlengésszáma nagy frekvenciák felé tolódik az agytárcsás, vagy csillagos agymegoldásokkal szemben. A nagy önlengésszámú szerkezet merev és a forgás közben keletkező gerjesztő lengésekkel szemben jobban ellenáll. A gerjesztő lengések frekvenciája viszonylag alacsony, tehát messze esik a gerjesztő- és a saját-frekvencia, ami a rezonancia kialakulásának veszélyét nagyban csökkenti. További előnye a kéttárcsás agymegoldásnak az, hogy gyártása egyszerű és olcsó a hagyományos megoldásokkal szemben.The impeller according to the invention preferably has two discs and the blades are welded or riveted to them. The advantage of attaching to the two discs is that the impeller speed of the impeller is shifted towards high frequencies as opposed to hub or star hub solutions. The high self-oscillating structure is rigid and more resistant to excitation oscillations during rotation. The frequency of excitation oscillations is relatively low, so the excitation and intrinsic frequencies are far, which greatly reduces the risk of developing resonance. Another advantage of the dual-disc brain solution is that it is simple and inexpensive to manufacture compared to conventional solutions.

A találmány szerinti járókerék lényege tehát, hogy hengerpalást vagy kúppalást részét képező lapátjai és ezeket hordozó szervei vannak, mimellett az újdonsága, hogy a leghosszabb lapáthúrok a járókerék legnagyobb sugarának külső harmadában vannak.The impeller of the present invention thus comprises blades which form part of a cylindrical body or a cone, and the bodies carrying them, with the novelty that the longest blade strings are in the outer third of the largest radius of the impeller.

Célszerű úgy kialakítani a találmány szerinti járókereket, hogy a leghosszabb lapáthúr a járókerék legnagyobb sugarának külső harmada és külső negyede között legyen.It is desirable to design the impeller of the present invention such that the longest blade string is between the outer third and the outer quarter of the largest impeller radius.

A találmány szerinti járókerék egy előnyös kiviteli alakját képezi az olyan megoldás, amelynél a lapátokat hordozó szervek a járókerék tengelyére merőleges tárcsák.In a preferred embodiment of the impeller according to the invention, the vanes carrying the vanes are discs perpendicular to the impeller axis.

HU 209 012 ΒHU 209 012 Β

Célszerű, ha a járókerék lapátjai két egymással párhuzamos tárcsához vannak rögzítve,It is advisable that the impellers of the impeller are fixed to two parallel discs,

A találmány szerinti járókereket a csatolt rajzokban szemléltetett példakénti kivitel kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzokon azThe impeller of the present invention will be described in more detail with reference to the exemplary embodiment illustrated in the accompanying drawings. In the drawings it is

1. ábra a példakénti járókerék oldalnézete, míg aFigure 1 is a side view of an exemplary impeller, while Figure

2. ábra az 1. ábrának megfelelő elölnézet.Figure 2 is a front view corresponding to Figure 1.

A példakénti járókerék 6 tengelyére, vagy az arra illeszkedő 1 hüvelyhez van rögzítve a 2 és 3 tárcsa, és ezekhez van hegesztve a három 4 lapát. A 4 lapátok hengerfelület vagy kúpfelület részét képezik. A 4 lapátok 5 középvonalai, vagy egy-egy 4 lapát hengerének vagy kúpjának tengelye a járókerék sugárirányával megegyező irányú vagy azzal szöget zár be.The discs 2 and 3 are fixed to the shaft 6 of the exemplary impeller, or to the sleeve 1 fitting thereto, and the three blades 4 are welded thereto. The blades 4 are part of a cylindrical surface or a conical surface. The centerline 5 of the blades 4, or the axis of the cylinder or cone of each blade 4, is at or at an angle to the radial direction of the impeller.

A 2. ábrán az egyik 4 lapáton feltüntettük a leghosszabb 7 lapáthúrt. Ez - mint arra korábban utaltunk - a járókerék képzeletbeli legnagyobb köréhez tartozó R_k sugár külső harmadában van.In Figure 2, one of the blades 4 shows the longest blade string 7. This, as previously mentioned, is in the outer third of _the radius R _{k of} the imaginary largest circle of the impeller.

A találmány szerinti járókerék egyszerűen és olcsón gyártható, emellett áramlástechnikai és energetikai szempontból kedvezőbb, továbbá csendesebb üzemű is, mint a hasonló célú, axiális átömlésű ventilátorok járókerekei.The impeller of the present invention can be manufactured simply and cheaply, and is more flow and energy efficient and quieter than the impellers of similarly designed axial flow fans.

Claims

An axial-flow fan impeller having blades which form part of a cylindrical or conical cone and supporting members thereof, characterized in that the longest blade strings (7) are in the outer third of the largest radius (R _k ) of the impeller.

Impeller according to claim 1, characterized in that the longest blade strings (7) are between the outer third and the outer quarter of the largest radius (R _k ) of the impeller.

Impeller according to Claim 1 or 2, characterized in that the members carrying the blades (4) are discs (2) perpendicular to the axis of the impeller.

Impeller according to claim 3, characterized in that it has two parallel discs (2) which carry the blades (4).