SE461112B

SE461112B - LED LIGHT SHOWS AN AXIAL FLAT

Info

Publication number: SE461112B
Application number: SE8802136A
Authority: SE
Inventors: A Bengtsson; E Boeoes
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1990-01-08
Also published as: BR8907459A; EP0418303A1; JP2837207B2; DK173521B1; JPH03504996A; FI104509B; DE68915278T2; RU1834989C; UA12318A; DK284290D0; DK284290A; AU3765289A; SE8802136D0; FI905984A0; DE68915278D1; AU636845B2; WO1989012174A1; EP0418303B1

Description

461 F10. 2 3 šät försöka anpassa ledskenans inloppsvinkel till den i radiell led varierande rotationskomponenten har man framställt ledskenor med varierande krökning, vilket emellertid är en mycket komplicerad tillverkningsteknik. 461 F10. 2 3 In an attempt to adapt the inlet angle of the guide rail to the rotationally variable rotational component, guide rails with varying curvature have been produced, which, however, is a very complicated manufacturing technique.

Man har även utfört ledskenor med en sned kant mellan ledskenans inre och yttre längdkanter så att ledskenans båglängd utefter den inre kanten är längre än båglängden utefter den radiellt yttre kanten. Vid konstant krökning hos ledskenan får man härvid en större inloppsvinkel vid ledskenans radiellt inre parti än vid dess radiellt yttre parti. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att med utgångspunkt fråﬁ ovan angivna kunskaper om rotationens radiella variation åstadkomma en ny ledskena som på inloppssidan på ett avsevärt förbättrat sätt är anpassad till den anströmmande gasens riktning över ledskenans hela radiella utsträckning samtidigt som ledskenan är enkel och billig att tillverka.Guide rails have also been made with an oblique edge between the inner and outer longitudinal edges of the guide rail so that the arch length of the guide rail along the inner edge is longer than the arch length along the radially outer edge. With constant curvature of the guide rail, a larger inlet angle is obtained at the radially inner portion of the guide rail than at its radially outer portion. The object of the present invention is to, on the basis of the above knowledge of the radial variation of the rotation, provide a new guide rail which on the inlet side is adapted in a considerably improved manner to the direction of the incoming gas over the entire radial extent of the guide rail.

Detta ändamål uppnås med en ledskena av inledningsvis angivet slag med i patentekravet 1 angivna kännetecken.This object is achieved with a guide rail of the kind initially stated with the features stated in claim 1.

Genom att ge kanten av det mot axialfläkten vända partiet av ledskenan en form som är i huvudsak komplementär till den i fig 1 illustrerade variationen hos rotationen kan man framställa ledskenan med enkel krökning och samtidigt få utmärkt anpassning av inloppsvinkeln till den anströmmande gasens riktning i varje punkt.By giving the edge of the portion of the guide rail facing the axial fan a shape which is substantially complementary to the variation of the rotation illustrated in Fig. 1, the guide rail can be produced with simple curvature and at the same time have excellent adaptation of the inlet angle to the inflowing gas direction at each point. .

Med ledskenan enligt uppfinningen kan förbättringar av fläktverkningsgra- den på upp till 20%-enheter erhållas jämfört med på marknaden allmänt förekom- mande ledskenor.With the guide rail according to the invention, improvements in the fan efficiency of up to 20% units can be obtained compared with guide rails commonly available on the market.

Enligt en fördelaktig utföringsform av ledskenan enligt uppfinningen upp- fyller inloppsvinkeln üä, vid ledskenans radiellt inre parti eller rotparti villkoret 400 < 01, < 70° företrädesvis sz° wol, < 7o° Enligt en annan fördelaktig utföringsform av ledskenan enligt uppfinningen med konstant krökningsradie uppfyller förhållandet mellan krökningsradien R och längden L1 av ledskenans radiellt inre kant villkoret 0,83 < R/L1 < 1,45 företrädesvis 0,83 < R/L1 Härigenom möjliggörs optimering av ledskenans utformning till den valda arbetspunkten i det område i tryck-flödesdiagrammet som är av intresse. f» 3 461 112 Enligt ytterligare en fördelaktig utföringsform av ledskenan enligt uppfinningen uppfyller förhållandet mellan längden L1 av ledskenans radiellt inre kant och längden L2 av ledskenan vid nivån för livet villkoret 1,8 < LI/Lz < 2,3 och nivån för livet ges av villkoret 0,4 < Hl/Hz < Û,9 företrädesvis 0,5 < H1/H2< 0,8 där H1 betecknar höjden för livets läge räknat från den radiellt inre kanten och H2 ledskenans totala höjd. ' Ledskenans inloppsvinkel vid skovelns topp måste vara relaterad till exem- pelvis inloppsvinkeln vid skovelns rot och enligt ännu en fördelaktig utförings- form av ledskenan enligt uppfinningen ges denna relation av villkoret 0,5 i L3/L1 i Û,7 där L3och L1 betecknar längderna av ledskenans radiellt yttre och inre kanter.According to an advantageous embodiment of the guide rail according to the invention, the inlet angle α, at the radially inner portion or root portion of the guide rail, satisfies the condition 400 <01, <70 °, preferably sz ° wol, <70 °. the ratio between the radius of curvature R and the length L1 of the radially inner edge of the guide rail the condition 0.83 <R / L1 <1.45 preferably 0.83 <R / L1 This enables optimization of the design of the guide rail to the selected operating point in the area of the pressure flow diagram is of interest. According to a further advantageous embodiment of the guide rail according to the invention, the ratio between the length L1 of the radially inner edge of the guide rail and the length L2 of the guide rail at the level of life meets the condition 1.8 <LI / Lz <2.3 and the level of life is given of the condition 0.4 <H1 / Hz <Û, 9 preferably 0.5 <H1 / H2 <0.8 where H1 denotes the height of the position of life calculated from the radially inner edge and the total height of the H2 guide rail. The guide angle of the guide rail at the top of the vane must be related to, for example, the inlet angle at the root of the vane and according to another advantageous embodiment of the guide rail according to the invention this relation is given by the condition 0.5 in L3 / L1 in Û, 7 where L3 and L1 denote the lengths of the radially outer and inner edges of the guide rail.

När man går utanför de ovan angivna gränserna på de olika parametrar som betämmer ledskenans konstruktion uppträder störningar av olika slag, såsom separation av gasflödet från ledskenan med energiförluster som följd.When one goes beyond the above limits on the various parameters that determine the construction of the guide rail, disturbances of various kinds occur, such as separation of the gas flow from the guide rail with energy losses as a result.

Såsom exempel valda utföringsformer av ledskenan enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i anslutning till figurerna 2-5.Selected embodiments of the guide rail according to the invention will now be described in more detail in connection with Figures 2-5.

Fig 1 visar den radiella variationen hos vinkeln mellan strömningsriktning och centrumlinje från skovelroten till skoveltoppen.Fig. 1 shows the radial variation of the angle between flow direction and center line from the vane root to the vane top.

Fig 2 visar en axialfläkt med nedströms anordnade ledskenor enligt uppfinningen, Fig 3 visar en föredragen utföringsform av ledskenan enligt uppfinningen utbredd i ett plan.Fig. 2 shows an axial fan with downstream guide rails according to the invention, Fig. 3 shows a preferred embodiment of the guide rail according to the invention spread in a plane.

Fig 4 visar ledskenan i fig 3 med konstant krökning, och fig 5 visar ett alternativt utförande av en ledskena enligt uppfinningen, likaledes utbredd i ett plan.Fig. 4 shows the guide rail in Fig. 3 with constant curvature, and Fig. 5 shows an alternative embodiment of a guide rail according to the invention, also spread out in a plane.

I fig 2 visas en axialfläkt, 2 installerad i en kanal 4 med luftströmningsriktningen markerad med pilen q. Nedströms fläkten och på ett visst avstånd från denna är en krans av ledskenor 6 monterad, varvid ledskenornas radiella utsträckning väsentligen motsvarar fläktskovlarnas 8.Fig. 2 shows an axial fan, 2 installed in a duct 4 with the air flow direction marked with the arrow q. Downstream of the fan and at a certain distance from it a ring of guide rails 6 is mounted, the radial extent of the guide rails substantially corresponding to the fan vanes 8.

Såsom särskilt framgår för ledskenan 6' har den en huvudsakligen axiell utloppvinkel medan inloppsvinkeln bildar en viss vinkel med fläktens centrumlinje.As can be seen in particular for the guide rail 6 ', it has a substantially axial outlet angle, while the inlet angle forms a certain angle with the center line of the fan.

I fig 3 visas en föredragen utföringsform av en ledskena 6, utbredd i ett plan, Det ändparti av ledskenan 6 som är avsett att vara vänt mot fläkten 461 112 uppvisar en kant 10 med parabelliknande form, så att man mellan ledskenans 6 inre och yttre längdkanterna 12 och 14 får ett liv med kortare längd L2 utmed skena än nämnda kanter LI respektive L3. Skenan 6 har rak bakkant 16.Fig. 3 shows a preferred embodiment of a guide rail 6, spread out in a plane. The end portion of the guide rail 6 which is intended to face the fan 461 112 has an edge 10 with a parabola-like shape, so that between the inner and outer longitudinal edges of the guide rail 6 12 and 14 have a life with a shorter length L2 along the rail than said edges L1 and L3, respectively. The rail 6 has a straight rear edge 16.

Livets höjd från den inre längdkanten 12 är betecknad med Hloch skenans t0ïäïä höjd Hßd H2. Livets läge bestäms av villkoret 0,4 < H1/H2< 0,9 företrädesvis 0,5 < H1/H2 < 0,8 När ledskenan i fig 3 ges konstant krökning med en krökningsradie enligt fig 4 får man större inloppsvinkel gentemot centrumlinjen i ledskenans inre parti, som kommer att ligga vid nivån får skovelns rot, än vid skenans 6 ytterparti, som kommer att ligga vid nivån för skovelns topp, eftersom den inre längdkanten 12 är längre än den yttre längdkanten 14, se fig 3. I det mellanliggande livpartiet blir inloppsvinkeln än mindre och härigenom uppnår man på enkelt sätt en radiell variation i inloppsvinkeln som överensstämmer med den radiella variationen hos gasströmningens rotationskomponent, såsom diskuterasts ovan.The height of the waist from the inner longitudinal edge 12 is denoted by the height of the Hloch rail H0d H2d H2. The position of the life is determined by the condition 0.4 <H1 / H2 <0.9, preferably 0.5 <H1 / H2 <0.8 When the guide rail in Fig. 3 is given a constant curvature with a radius of curvature according to Fig. 4, a larger inlet angle towards the center line of the guide rail is obtained. inner portion, which will lie at the level, gets the root of the blade, than at the outer portion of the rail 6, which will lie at the level of the top of the blade, since the inner longitudinal edge 12 is longer than the outer longitudinal edge 14, see Fig. 3. In the intermediate web portion the inlet angle becomes even smaller and in this way a radial variation in the inlet angle is obtained in a simple manner which corresponds to the radial variation of the rotational component of the gas flow, as discussed above.

För 0,50 §_L3/L1 §_0,70 fås förhållanden mellan inloppsvinklarna vid skenans ytterparti och innerparti som är väl lämpade för praktiska tillämpningar.For 0.50 §_L3 / L1 §_0.70, conditions are obtained between the inlet angles at the outer part of the rail and the inner part which are well suited for practical applications.

Längderna L1 och L2 uppfyller villkoret 1,8 < L1/L2 < 2,3- . För att möjliggöra optimering av ledskenan i olika arbetspunkter i tryck- flödesdiagrammet, dvs såväl för stort flöde som för högt tryck måste krök- ningsradien R, se fig 4, och L1 uppfylla villkoret 0,83 < R/Ll < 1,45. företrädesvis 0,83 < R/L1 < 1,10 Förhållandet mellan radierna R1 och R2 från fläktens centrumlinje 18 till ledskenans inre kant 12 respektive yttre kant 14 uppfyller villkoret 0,3 §_R1/R2 §_0,8 företrädesvis 0,45 < RI/Rz < 0,72 Härigenom blir ledskenan användbar för praktiskt taget alla i praktiken förekommande axialfläktar.The lengths L1 and L2 meet the condition 1.8 <L1 / L2 <2.3-. To enable optimization of the guide rail at different working points in the pressure flow diagram, ie both too large flow and too high pressure, the radius of curvature R, see Fig. 4, and L1 must meet the condition 0.83 <R / L1 <1.45. preferably 0.83 <R / L1 <1.10 The ratio between the radii R1 and R2 from the center line 18 of the fan to the inner edge 12 and outer edge 14 of the guide rail, respectively, satisfies the condition 0.3 §_R1 / R2 §_0.8, preferably 0.45 <RI / Rz <0.72 This makes the guide rail usable for practically all axial fans in practice.

R1 motsvarar f ö radien hos fläkthjulets nav medan radien R2 motsvarar radien i den aktuella strömningskanalen 4, som även väsentligen överensstämmer 461 112 med skovelhjulets radie, jämför fig 2.R1 corresponds to the radius of the fan wheel hub while the radius R2 corresponds to the radius of the current flow channel 4, which also substantially corresponds 461 112 to the radius of the impeller, cf. Fig. 2.

I fig 5 visas ett alternativt utförande av en ledskena enligt uppfinningen, varvid den kant som är avsedd att vara vänd mot fläkten är bildad av ett polygontåg av tre sidor 20,22,24. Sidan 22 kommer härvid att bilda det mellanliggande livpartiet. Det skall noteras att livpartiet 22 är förskjutet närmare den yttre kanten 14 än den inre kanten 12. Även denna ledskena kröks med konstant krökningsradie såsom illustreras i fig 4. Detta är ett enkelt ledskeneutförande som ger en betydande verkningsgradshöjning jämfört med tidi- gare utföranden med en monotont förlöpande sned kant, som antyds med den sträckande linjen 26 i figuren.Fig. 5 shows an alternative embodiment of a guide rail according to the invention, wherein the edge which is intended to face the fan is formed by a polygon train of three sides 20,22,24. Page 22 will then form the intermediate body portion. It should be noted that the web portion 22 is offset closer to the outer edge 14 than the inner edge 12. This guide rail is also curved with a constant radius of curvature as illustrated in Fig. 4. This is a simple guide rail design which gives a significant increase in efficiency compared to previous embodiments with a monotonically extending oblique edge, as indicated by the solid line 26 in the figure.

Självfallet är en mängd olika kurvformer möjliga för den mot fläkten vända kanten, vilka kurvformer uppvisar ett liv såsom beskrivits ovan. För den praktiska tillämpningen väljs självfallet just den kurvform som ger optimalt resultat.Of course, a variety of curve shapes are possible for the edge facing the fan, which curve shapes have a life as described above. For the practical application, the curve shape that gives optimal results is of course chosen.

Claims

461 112 6 PArsNTkRAv '

Guide rail, intended to be fitted downstream of an axial fan (2) for converting the rotational component into the velocity of the gas flow after passage through the fan wheel into a substantially axial speed component, characterized in that in the portion facing the fan a life is formed between the guide rail (6,6 '), in radial direction outer and inner portions, the arc length along the single curved guide rail at the level of the waist being shorter than at said outer and inner portions.

Guide guide according to claim 1, characterized in that the edge (10) of the end portion facing the fan (2) has a continuous concave shape.

Guide rail according to Claim 2, characterized in that the edge (10) has a parabola-like shape.

The guide rail according to claim 1, characterized in that the edge of the end portion facing the fan has the shape of a polygon train (20,22,24).

Guide rail according to Claim 4, characterized in that the edge of the end portion facing the fan (2) has the shape of a three-sided polygon train (20, 22, 24).

Guide rail according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the ratio between the length L1 of the radially inner edge of the guide rail (6,6 ') and the length L2 of the guide rail at the level of life satisfies the condition 1.8 <L1 / Lz < 2.3

Guide rail according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the inlet angle, (1, at the root portion of the guide rail (6,6 ') satisfies the condition 40 °, preferably 2 ° wii, <70 °

Guide rail according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the single-curved guide rail (6, 6 ') has a constant radius of curvature R.

Guide rail according to Claim 8, characterized in that the ratio between the radius of curvature R and the length L1 of the radially inner edge of the guide rail (6,6 ') satisfies the condition 0.83 <R / L1 <1.45, preferably 0.83 <R / L1 <1.10

Guide rail according to one of Claims 2 to 9, characterized in that the ratio between the height H1 of the position of life calculated from the radially inner edge and the total height H2 of the guide rail meets the ratio f) 7 461 112 0.4 f'H1 / H2 < 0.9 preferably 0.5 <H1 / H2 <0.8

11. ll. The guide rail according to any one of claims 2-10, characterized in that the ratio between the lengths L3 and L1 of the radii (6, ß ') radius of the outer and inner edges of the guide rail complies with the variable 0,5 _ <_ L3 / Ll i 0,7.

The guide rail according to any one of claims 1-11, characterized in that the relation between the radii R1 and R2 from the axis (6,6 ') of the guide rail (2) of the fan (6, 6') of the guide rail (6,6 ') complies with § 0.3_R1 / R2 § _0.8 preferably 0.45 <R1 / Ra <0.72