JP2005290987A - 流体機械のための、特に圧縮機及び通風機のための羽根車及び案内車 - Google Patents
流体機械のための、特に圧縮機及び通風機のための羽根車及び案内車 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 流体機械のための、特に圧縮機及び通風機のための羽根車及び案内車において、これらが、その内部で流動の転向及びこれと結びついた圧力上昇が行なわれる多数の流通路(21)を有する固体マトリックスから構成されることによる。
【選択図】 図1
Description
前縁部と後縁部との間の翼の表面は、吐出側及び吸入側と呼ばれる。
これらの力は、動翼及び案内翼が流動に作用させ、通風機及び圧縮機における旋廻運動変化及び仕事伝達へと導く力である。動翼は、従来技術による構成によれば、軸方向、斜め方向又は半径方向の輪郭を有するハブに固定されている。
案内車及び羽根車は、外に向かってハウジングによって包囲される。案内車ハブは、上流及び下流で、固定されたハウジングによって継続させることができる。羽根車もしくは案内車とハウジングとの間の間隙は、小さい流動損失を得るためにできるだけ小さく構成される。羽根車の駆動は、通常電動モータによって羽根車ハブを介して行なわれる。
騒音の別の重要な発生源は、圧力変動であり、これらの圧力変動は、羽根車及び案内車への貫流及びこれと結びついた大小の旋回流の形成が行われる場合に生じる。
特許文献3の教示によれば、質量を軽減するために、多孔質の材料の代わりに、穿孔を有する動翼が使用される。
特許文献5によれば、内側に位置するハウジングの部分が吸音材料によって構成される送風機が記載される。
同様の観点、即ち羽根車の安価な製造の観点に、特許文献9は専念し、その際、通常の羽根車は、安価な、簡単な、曲げられた薄板ストライプによって置換される。
この特性は、動翼又は案内翼の不均等な剥離現象−回転剥離−によって引き起こされ、効率の低下、拡大された騒音の放出、及び翼の付加的な機械的な負荷へと導く。従って、通風機は、不安定な作動領域内では作動されることを許されない。不安定な作動を回避するために、種々の安定化装置が公知である。
更に、特性曲線の安定性の改善が得られるように努められる。
セグメントは、特に合成物質又は金属から成るバンドによって形成されるか、鋳造法で製造される。
有利なことに、多孔質の材料として、発泡材が使用され、特に適しているのは、金属又は合成物質の発泡材である。
固体マトリックスとは、その内部で流動の転向が行なわれる流体のための流通路を有する構造化された材料と理解すべきである。
軸流通風機としての形成にあっては、羽根車又は案内車の固体マトリックスが、例えばディスク状に形成されている。
本発明による解決策は、以下に記載した利点を有する。
−仕事伝達は、ターボ機械におけるように旋回運動変化を介して行なわれる。主翼の極線、格子の影響及び縁部損失の代わりに、新しいパラメータが入る。これらは、先ず第1に、容積単位毎の力(3成分)であり、これらの力は、固体マトリックスもしくは構造化された材料によって流動に加えられる。
−公知の解決策において個々の動翼及び案内翼並びにウェブ等に結びついた旋回流音、並びに回転音及びサイレン音が解消される。従って、騒音スペクトルは、通風機音を決定する平均の周波数領域内で極端に低いレベルを備える。非常に高い周波数における流動音は拡大する。しかしながら、これは、本質的にA評価のレベルに作用する。
−部分負荷領域内では、高負荷を受ける通風機の場合、通常、「回転剥離」とこれと関連して強烈な騒音とが生じる。回転剥離は、層状の剥離及び車の個々の翼を越える大きな構造体の構成に基づく。このような効果は、構造化された材料から成る固体マトリックスの場合にはほとんど生じない。即ち、全ての特性曲線は、安定しており、特別なスタビライザは省略される。
−新式の通風機の効率は、その損失が安定した縁部、間隙及び混合の損失から成る従来の通風機よりも本質的に悪くない。構造化された材料から成る翼の場合、転向を発生させるための損失は、(安定した損失と類似して)本質的に通常よりも大きい。縁部損失、間隙損失及び混合損失は減少する。
−例えばモータを保持するための全ての支柱は、ここでも剥離旋回流の大きさが最小化されるように、有利なことに構造化された材料から構成されるか、この材料に統合されるかのいずれかである。
−良好な部分負荷特性を得るために、2つ又は複数の異なった羽根車及び案内車における基礎構造体を適用することができる。従って、衝突損失を最小化するための車流入口における等方の繊維状の構造体と、摩擦損失を低減するための車流出口における蜂の巣状の構造体とが、特に有利である。
−軸方向の移送方向に関連した多数の応用のために、約1の段階圧力数が必要とされる(例えば電気掃除機送風機)。これは、これまで半径方向段でのみ、しばしば後続の案内及び復帰格子によって可能である。相応に大きな圧力数を有する軸流通風機は、不安定な特性曲線を、この特性曲線から得られる欠点と共に有する。構造化された材料から成る軸方向段の場合、この欠点は生じない。
本発明によれば、捩じれた成形個別翼を有する通常の羽根車及び案内車の代わりに、特に微細に構造化された材料から成る固体マトリックスから成る羽根車及び案内車が使用される。この場合、セグメントを構成する材料の肉厚は、非常に小さく選択することができる。従って、従来の通風機における流動に対する翼の力作用は、多数の小セグメント又はマトリックスの「構造体要素」に分割される。構造体は、羽根車及び案内車1,2の非常に高い強度を生じさせる。特別な要求がある場合、羽根車及び案内車1,2に、図示されてない支持要素が統合される。
セグメントは、流動方向11に多角形の横断面、蜂の巣状の横断面15又は正方形又は台形の横断面を備える。
等方の発泡材は、有利なことに金属又は合成物質の発泡材として構成される。
加えて、繊維状の等方の構造体14は、半径方向の流動バランスを可能にする。羽根車及び案内車1,2の構造体における遠心的及び求心的な通路案内部は、有利なことに所望の半径方向の圧力及び速度の分布を得るために利用することができる。吸入ノズル13は、微細に構造化された羽根車1を鑑み、非常に小さな丸み付け半径を有する。羽根車1の強度を確保するために、異なった層をも相並んで保持するカバーバンド7が使用される。
図7のa)による第1の四分円には、2層の羽根車が示される。この羽根車は、繊維状の構造体14を有する第1の層と、蜂の巣状の構造体15を有する第2の層とから成る。
図7のb)による第2の四分円には、2つの層が図示されており、その際、第1の層は、半径方向の流動方向に、斜めに配設されたセグメントを有する蜂の巣状の構造体15から、また引き続き第2の層は、半径方向に配設されたセグメントを有する蜂の巣状の構造体から成る。
図7のc)による第4の四分円には、斜めに配設されたセグメントを有する蜂の巣状の構造体15から成る1つの層が図示されている。
図7のd)による第3の四分円には、更にまた、曲げられて配設されたセグメントを有する蜂の巣状の構造体15から成る1つの層が図示されている。
2 案内車
3 羽根車ハブ
4 案内車ハブ
5 駆動モータ
6 ハウジング
7 カバーバンド
8 カバーディスク
9 渦形室
10 回転軸
11 供給流
12 羽根車の回転方向
13 吸入ノズル
14 繊維状の構造体
15 蜂の巣状の構造体
16 サポートディスク
17 整形ディスク
18 同軸断面
19 バンド
20 ウェブ
21 流通路
22 駆動モータの軸
23 軸流通風機
24 半径流通風機
25 シール部
26 折り返し
Claims (14)
- 流体機械のための、特に圧縮機及び通風機のための羽根車及び案内車において、
羽根車及び案内車(1,2)が、多数の流通路(21)を有する固体マトリックスから成ること、また固体マトリックスが、不等方に互いに間隔を置いたセグメントから構成されており、これらのセグメントによって、流体のための流通路(21)が構成されること、そして羽根車及び案内車(1,2)が、付加的に整流器又は篩として作用することを特徴とする羽根車及び案内車。 - セグメントが、流動方向(11)に多角形の横断面を備え、かつバンド(19)から構成されることを特徴とする請求項1に記載の羽根車及び案内車。
- セグメントが、流動方向(11)に蜂の巣状の横断面(15)を備えることを特徴とする請求項2に記載の羽根車及び案内車。
- セグメントが、正方形又は台形の横断面を備えることを特徴とする請求項2に記載の羽根車及び案内車。
- セグメントが、合成物質又は金属から成るバンド(19)によって形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の羽根車及び案内車。
- 流体機械のための、特に圧縮機及び通風機のための羽根車及び案内車において、
羽根車及び案内車(1,2)が、多数の流通路(21)を有する固体マトリックスから成ること、また固体マトリックスが、等方の多孔質の材料から成り、これらの材料が、流体のための流通路(21)を備えること、そして羽根車及び案内車(1,2)が、付加的に整流器又は篩として作用することを特徴とする羽根車及び案内車。 - 多孔質の材料として、発泡材が使用されることを特徴とする請求項6に記載の羽根車及び案内車。
- 等方の発泡材が、金属又は合成物質の発泡材として構成されていることを特徴とする請求項7に記載の羽根車及び案内車。
- 流体機械のための、特に圧縮機及び通風機のための羽根車及び案内車において、
羽根車及び案内車(1,2)が、多数の流通路(21)を有する固体マトリックスから成ること、また固体マトリックスが、繊維状の構造体(14)から構成され、これらの構造体が、流体のための流通路(21)を備えること、そして羽根車及び案内車(1,2)が、付加的に整流器又は篩として作用することを特徴とする羽根車及び案内車。 - 流体機械のための、特に圧縮機及び通風機のための羽根車及び案内車において、
羽根車及び案内車(1,2)が、多数の流通路(21)を有する固体マトリックスから成ること、また固体マトリックスが、流動方向(11)に対して横断方向に配設された篩から構成されること、そして羽根車及び案内車(1,2)が、付加的に整流器又は篩として作用することを特徴とする羽根車及び案内車。 - 流体機械のための、特に圧縮機及び通風機のための羽根車及び案内車において、
羽根車及び案内車(1,2)が、多数の流通路(21)を有する固体マトリックスから成ること、そして固体マトリックスが、流動方向(11)に少なくとも2つの層から構成されており、その際、第1の層が、繊維状の構造体(14)又は等方の多孔質の材料から構成されており、第2の層が、セグメントから構成されることを特徴とする羽根車及び案内車。 - 固体マトリックスの機械的な安定化のために、カバーバンド(7)が設けられていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載の羽根車及び案内車。
- 固体マトリックスの機械的な安定化のために、羽根車の半径方向の構造様式においてサポートディスク(16)及びカバーディスク(8)が設けられていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の流体機械のための羽根車。
- 流通路(21)が、半径方向に部分的に互いに結合されていることを特徴とする請求項1〜13の羽根車及び案内車。
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A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
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A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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