PL233167B1

PL233167B1 - Centrifugal fan

Info

Publication number: PL233167B1
Application number: PL421456A
Authority: PL
Inventors: Jacek Chojka; Wiesław Chmielarz; Jerzy Piekarski; Grzegorz Peczkis; Stanisław Kamiński; Romuald Laskowski; Andrzej Wróblewski; Jacek Wróblewski; Janusz Zajączkowski
Original assignee: Wroblewski Andrzej Przed Techniczno Handlowe Energowent; Wróblewski Andrzej Przedsiebiorstwo Techniczno Handlowe Energowent
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2019-09-30
Also published as: PL421456A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem, wynalazku jest wentylator promieniowy, zwłaszcza wysoka depresyjny, dostosowany do szerokiego, płynnego i ekonomicznego zakresu zmiany parametrów w szczególności podczas ruchu. Powszechnie przyjmuje się optymalne dostosowanie parametrów wentylatora do punktu pracy. Korzystne to jest wówczas gdy występują ustalone opory sieci i zbędnym jest zmiana parametrów wentylatora. W praktyce nie zawsze występuje stała charakterystyka sieci . W przypadku zmiany charakterystyki sieci, bądź jej nawet stałej zachodzi dość często konieczność zmian parametrów wentylatora. Znane i stosowane są powszechnie sposoby regulacji parametrów wentylatorów promieniowych poprzez:The object of the invention is a centrifugal fan, especially a high depression one, adapted to a wide, smooth and economical range of parameter changes, in particular during movement. It is commonly accepted that the fan parameters are optimally adjusted to the operating point. It is advantageous when there are established network resistances and it is unnecessary to change the fan parameters. In practice, there is not always a constant network characteristic. In the event of a change in the network characteristics, or even its constant, it is quite often necessary to change the fan parameters. Methods of regulating the parameters of centrifugal fans are known and commonly used by:

- zmianę zawirowania na wlocie do wirnika,- change of swirl at the inlet to the rotor,

- zmianę prędkości obrotowej wirnika.- changing the rotational speed of the rotor.

W przypadku zmiany zawirowania na wlocie do wirnika stosuje się kierownice wlotowe zarówno ustawione osiowo jak i kątowo. W przypadku wentylatorów wysoko depresyjnych stosuje się. zwykle aparaty żaluzjowe instalowane na skrzyni wlotowej. Wadą stosowanych kierownic wlotowych zarówno osiowych, kątowych a zwłaszcza aparatów żaluzjowych jest uzyskiwanie stosunkowo niskich sprawności, zwłaszcza w głębokich zakresach regulacji - nieznacznie korzystniejszych od metody dławienia. Korzystnym sposobem regulacji jest zmiana prędkości obrotowej wirnika. Ten sposób regulacji parametrów wentylatora promieniowego jest uzasadniony w. przypadku ustalonych oporów sieci a zmiany parametrów przebiegają po paraboli, zależnie od wymaganego procesu technologicznego. W przypadku zmian oporów sieci a zwłaszcza w dużym zakresie okazuje się, że również ten sposób jest mało skuteczny. Mimo to zasadniczą wadą objawiającą się przy dużych mocach silników napędowych rzędu 500 kW i powyżej urządzenia do zmiany prędkości obrotowej w postaci falowników bądź kaskad są bardzo kosztowne po stronie inwestycyjnej.In the case of changing the turbulence at the inlet to the impeller, the inlet vanes are both axially and angularly positioned. In the case of high depression fans it is used. usually louver cameras installed on the inlet box. The disadvantage of the axial and angular inlet guides, and especially the shutter devices, is that they obtain relatively low efficiencies, especially in deep adjustment ranges - slightly more advantageous than the throttling method. A preferred method of regulation is to vary the rotational speed of the rotor. This method of regulating the parameters of the centrifugal fan is justified in the case of fixed network resistances, and the changes of parameters follow a parabola, depending on the required technological process. In the case of changes in network resistance, and especially to a large extent, it turns out that this method is also ineffective. Nevertheless, the main disadvantage of high power drive motors of 500 kW and above, devices for changing the rotational speed in the form of inverters or cascades are very expensive on the investment side.

Prócz tego uzyskiwane sprawności wentylatora w przypadku rozrzutu oporów sieci wypadają znacznie zaniżone. Dodatkowo koniecznym staje, się w tych przypadkach stosowanie kierownic wlotowych. Na etapie prac doświadczalnych są prowadzone próby stosowania końcówek łopatek wirnika przestawianych zwłaszcza w ruchu. Te rozwiązania, znane są na przykład z patentów: DE 3239801A1 z 1982 r. lub 4,662,819 z 1987 r. jak również ze zgłoszenia patentowego P.406973 pt. „Wentylator promieniowy z nowym układem regulacji ustawienia kąta wirnika w czasie ruchu”. Zasadniczą wadą tych rozwiązań jest skomplikowana konstrukcja wirnika, kosztowna w wykonaniu i zbyt awaryjna w ruchu. Wynika to z zabudowy mechanizmu regulacji w pobliżu średnicy zewnętrznej wirnika a więc narażenia go na duże prędkości obwodowe a tym samym związane z bardzo wysokimi obciążeniami, zwłaszcza od sił masowych. Z tego powodu te rozwiązania wciąż pozostają w fazie prób i badań doświadczalnych. Absolutnie tych rozwiązań nie można stosować; w wentylatorach do przetłaczania spalin, lub mieszaniny spalin i powietrza o temperaturze rzędu 350°C i dużym zapyleniu rzędu 1 g/m 3. Właśnie w tych przypadkach powszechnie stosowane są kierownice wlotowe bądź aparaty żaluzjowe. To powoduje duże straty energetyczne. Stąd wynika konieczność poszukiwania nowych, skutecznych, stosunkowo tanich w produkcji i pewnych ruchowo rozwiązań konstrukcyjnych.In addition, the fan efficiencies obtained in the case of the network resistance dispersion are significantly underestimated. Additionally, it becomes necessary in these cases to use inlet guides. At the stage of experimental works, tests are carried out to use the rotor blade tips, especially positioned in motion. These solutions are known, for example, from patents: DE 3239801A1 from 1982 or 4,662,819 from 1987, as well as from patent application P.406973 entitled "Centrifugal fan with a new rotor angle adjustment system while moving". The main disadvantage of these solutions is the complicated structure of the rotor, expensive to manufacture and too emergency in operation. This is due to the installation of the adjustment mechanism near the outer diameter of the rotor, and thus its exposure to high peripheral speeds and thus associated with very high loads, especially due to mass forces. For this reason, these solutions are still in the phase of trials and experimental research. Absolutely these solutions cannot be used; in fans for forcing flue gas or a mixture of flue gas and air with a temperature of 350 ° C and high dustiness of 1 g / m 3. It is in these cases that inlet guides or shutter apparatus are commonly used. This causes large energy losses. Hence the necessity to search for new, effective, relatively cheap to produce and with certain movement-related design solutions.

Dobrą metodą poszukiwania lepszych rozwiązań konstrukcyjnych jest doskonalenie istniejących ale znacznie lepszą jest opracowanie nowatorskich sposobów regulacji parametrów, co zostało zastosowane w wynalazku.A good method of searching for better design solutions is to improve the existing ones, but a much better method is to develop innovative methods of parameter adjustment, which was used in the invention.

Celem wynalazku jest opracowanie rozwiązania konstrukcyjnego regulacji parametrów za pomocą tarczy przesuwnej zabudowanej w wirniku 1 sterowanej mechanizmem podczas ruchu wentylatora.The aim of the invention is to provide a constructional solution for adjusting parameters by means of a sliding disk installed in the rotor 1, controlled by a mechanism during the fan movement.

Wentylator promieniowy według wynalazku charakteryzuje, się tym, że. posiada, wirnik wyposażony w tarczę o średnicy zewnętrznej Dt równej od 0,4 x D2 do D2 - średnicy zewnętrznej wirnika ustawioną w pobliżu tarczy nośnej z możliwością przesuwu w kierunku pokrywy wirnika, podczas ruchu wentylatora.A centrifugal fan according to the invention is characterized in that. it has a rotor equipped with a disc with an outer diameter Dt equal to 0.4 x D2 to D2 - the outer diameter of the rotor, positioned near the support plate with the possibility of sliding towards the rotor cover during fan movement.

Korzystnie, tarcza jest prowadzona na sworzniach w ilości od 2 do równej Ilości łopatek wirnika mocowanych w tarczy nośnej wirnika. Korzystnie, tarcza jest poprzez stożek zakończona tuleją prowadzoną w segmentach tocznych w ilości od 4 do 8 mocowanych w wycięciach wału wentylatora. Korzystnie, na wale wentylatora mocowane są ograniczniki przesuwu tarczy. Korzystnie, w otworze wału wentylatora prowadzony jest popychacz, który poprzez bolec lub bolce połączony jest z tuleją i poruszający się w wycięciach wału wentylatora.Preferably, the disk is guided on pins in an amount ranging from 2 to equal to the number of rotor blades fixed in the rotor support disk. Preferably, the disc is terminated by a cone with a sleeve guided in the number of rolling segments from 4 to 8 mounted in the slots of the fan shaft. Preferably, the disc travel limiters are mounted on the fan shaft. Preferably, a pusher is guided in the bore of the fan shaft, which is connected to the sleeve via a pin or pins and moves in the openings of the fan shaft.

PL 233 167 B1PL 233 167 B1

Korzystnie, wał wentylatora i tuleja są obudowane osłoną z króćcem do podłączenia z wentylatorem lub dmuchawą do schłodzenia tych elementów. Korzystnie, popychacz połączony jest z siłownikiem typu elektrycznego, hydraulicznego, pneumatycznego lub mechanicznego.Preferably, the fan shaft and the sleeve are encased in a casing with a stub pipe for connection to a fan or a blower to cool these elements. Preferably, the pusher is connected to an electric, hydraulic, pneumatic or mechanical type actuator.

Należy podkreślić, że wentylator promieniowy według wynalazku, będzie nieznacznie droższy w produkcji od typowego wykonania z kierownicą wlotową, ale zastosowanie jego w eksploatacji spowoduje duże oszczędności energetyczne.It should be emphasized that the centrifugal fan according to the invention will be slightly more expensive to produce than the typical version with an inlet blade, but its use in operation will result in significant energy savings.

Przedmiot wynalazku pokazano na przykładzie, wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia fragment przekroju osiowego wentylatora promieniowego z wirnikiem wyposażonym w tarczę przestawianą w ruchu, fig. 2 fragment przekroju osiowego wirnika z tarczą zakończoną tuleją prowadzoną w segmentach tocznych, fig. 3 przekrój poprzeczny tulei prowadzonej w segmentach tocznych, fig. 4 fragment przekroju osiowego wału i połączenia tulei tarczy z popychaczem, fig. 5 przekrój osiowy wału z popychaczem oraz tulei tarczy i osłoną do schłodzenia segmentów tocznych.The subject of the invention is shown by means of an exemplary embodiment in the drawings, in which Fig. 1 shows a fragment of an axial section of a radial fan with an impeller equipped with a disk moved in motion, Fig. 2 a fragment of an axial section of a rotor with a disk ending with a sleeve guided in rolling segments, Fig. 3 a section a transverse section of the sleeve guided in the rolling segments, fig. 4 a fragment of the axial section of the shaft and the connection of the disc sleeve with the pusher, fig. 5 an axial section of the shaft with the pusher, as well as the disc sleeve and a cover for cooling the rolling segments.

Wentylator promieniowy posiada wirnik 1 wyposażony w tarczę 2 o średnicy zewnętrznej Dt równej od 0,4 x D2 do D2 - średnicy zewnętrznej wirnika 1 usytuowaną w pobliżu tarczy nośnej 3 wirnika 1 z możliwością przesuwu w kierunku pokrywy 4 wirnika 1 podczas ruchu wentylatora. Tarcza 2 jest prowadzona sworzniach 5 w ilości od 2 do równej ilości łopatek 6 wirnika 1 mocowanych w tarczy nośnej 3 wirnika 1. Tarcza 2 poprzez stożek 7 zakończona tuleją 8 prowadzona jest w segmentach tocznych 9 w ilości od 4 do 8 mocowanych w wycięciach 10 wału 11 wentylatora. Na wale 11 wentylatora mocowane są ograniczniki 12 i 13 przesuwu tarczy 2. W otworze 14 wału 11 wentylatora prowadzony jest popychacz 15, który poprzez bolec 16 lub kilka bolców połączony z tuleją 2 i poruszający się w wycięciach 17 wału 11 wentylatora.The centrifugal fan has an impeller 1 equipped with a disc 2 with an outer diameter Dt equal to 0.4 x D2 to D2 - the outer diameter of the impeller 1, located near the support plate 3 of the impeller 1, with the possibility of sliding towards the cover 4 of the impeller 1 during the fan movement. The disc 2 is guided by pins 5 in the number of 2 to an equal number of blades 6 of the rotor 1 fixed in the rotor's support disc 3 1. The disc 2 through a cone 7 ended with a sleeve 8 is guided in the rolling segments 9 in the number of 4 to 8 mounted in the notches 10 of the shaft 11 fan. On the fan shaft 11, limiters 12 and 13 of the disc 2 are fixed. In the hole 14 of the fan shaft 11 a pusher 15 is guided, which through a pin 16 or several pins connected to the sleeve 2 and moving in the cutouts 17 of the fan shaft 11.

Wał 11 wentylatora i tuleja 8 obudowane są osłoną 18 z króćcem 19 do podłączenia z wentylatorem lub dmuchawą do schłodzenia tych elementów. Popychacz 15 połączony jest z siłownikiem 20 typu elektrycznego, hydraulicznego, pneumatycznego lub mechanicznego.The fan shaft 11 and the sleeve 8 are encased in a casing 18 with a stub pipe 19 for connection to a fan or a blower to cool these elements. The follower 15 is connected to an electric, hydraulic, pneumatic or mechanical type actuator 20.

Claims

Patent claims

1. A centrifugal fan characterized in that the rotor (1) is equipped with a disc (2) with an outer diameter Dt equal to 0.4 x D2 to D2 - the outer diameter of the rotor (1) located near the support plate (3) of the rotor (1) with the possibility of movement towards the rotor cover (4) while the fan is moving.

A centrifugal fan according to claim 1, characterized in that the disc (2) is guided on pins (5) in a number of 2 to an equal number of blades (6) of the rotor (1) fixed in the support disk (3) of the rotor (1).

Centrifugal fan according to claim 1 or 2, characterized in that the disc (2) is guided through the cone (7) ending with a sleeve (8) in the number of 4 to 8 rolling segments (9) mounted in the notches (10) of the shaft ( 11) of the fan.

A centrifugal fan according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that. on the fan shaft (11), limiters (12) and (13) of the disc (2) travel are mounted.

A centrifugal fan according to claim 1 or 2 or 3 or 4, characterized in that a pusher (15) is guided in the opening (14) of the fan shaft (and 1), which is connected to the sleeve (15) via a pin (16) or several pins. 8) and moving in the notches (17) of the fan shaft (11).

A centrifugal fan according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5, characterized in that the fan shaft (11) and the sleeve (8) are encased in a cover (18) with a stub (19) for connection to a fan or a blower for cooling these items.

A radial fan according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6, characterized in that the pusher (15) is connected to an actuator (20) of the electric, hydraulic, pneumatic or mechanical type.