SE461112B - Ledskena foer en axialflaekt - Google Patents

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.

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.

Detta ändamål uppnås med en ledskena av inledningsvis angivet slag med i patentekravet 1 angivna kännetecken.

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.

Med ledskenan enligt uppfinningen kan förbättringar av fläktverkningsgra- den på upp till 20%-enheter erhållas jämfört med på marknaden allmänt förekom- mande ledskenor.

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.

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.

Såsom exempel valda utföringsformer av ledskenan enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i anslutning till figurerna 2-5.

Fig 1 visar den radiella variationen hos vinkeln mellan strömningsriktning och centrumlinje från skovelroten till skoveltoppen.

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 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.

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.

Såsom särskilt framgår för ledskenan 6' har den en huvudsakligen axiell utloppvinkel medan inloppsvinkeln bildar en viss vinkel med fläktens centrumlinje.

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.

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.

För 0,50 §_L3/L1 §_0,70 fås förhållanden mellan inloppsvinklarna vid skenans ytterparti och innerparti som är väl lämpade för praktiska tillämpningar.

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.

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.

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.

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.

Claims (12)

461 112 6 PArsNTkRAv '

1. Ledskena, avsedd att anbringas nedströms en axialfläkt (2) för omvand- ling av rotationskomponenten i gasflödets hastighet efter passage genom fläkt- hjulet i väsentligen axiell hastighetskomponent, k ä n n e t e c k n a d av att i det mot fläkten vända partiet är ett liv utformat mellan ledskenans (6,6'), i radiell led yttre och inre partier, varvid båglängden utefter den enkelkrökta ledskenan vid nivån för livet är kortare än vid nämnda yttre och inre partier.

2. Ledskena enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att kanten (10) av det mot fläkten (2) vända ändpartiet uppvisar kontinuerlig konkav form.

3. Ledskena enligt krav 2, kännetecknad av att kanten (10) har parabelliknande form.

4. Ledskena enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att kanten av det mot fläktenvända ändpartiet har formen av ett polygontåg (20,22,24).

5. Ledskena enligt krav 4, kännetecknad av att kanten av det mot fläkten (2) vända ändpartiet har formen av ett tresidigt polygontåg (20,22,24).

6. Ledskena enligt något av kraven 2-S, k ä n n e t e c k n a d av att förhållandet mellan längden L1 av ledskenans (6,6') radiellt inre kant och längden L2 av ledskenan vid nivån för livet uppfyller villkoret 1,8 < L1/Lz < 2,3

7. Ledskena enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att inloppsvinkeln ,( 1, vid ledskenans (6,6') rotparti uppfyller villkoret 4o° företrädesvis s2° wii, < 7o°

8. Ledskena enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att den enkelkrökta ledskenan (6,6') uppvisar en konstant krökningsradie R.

9. Ledskena enligt av kravet 8, k ä n n e t e c k n a d av att förhållandet mellan krökningsradien R och längden L1 av ledskenans (6,6') radiellt inre kant uppfyller villkoret 0,83 < R/Ll < 1,45 företrädesvis 0,83 < R/L1 < 1,10

10. Ledskena enligt något av kraven 2-9, k ä n n e t e c k n a d av att förhållandet me11an höjden H1 för livets läge räknat från den radiellt inre kanten och ledskenans totala höjd H2 uppfylïer viïïkopet f) 7 461 112 0,4 f'Hl/H2 < 0,9 företrädesvis 0,5 < H1/H2 < 0,8

11. ll. Ledskena enïigt något av kraven 2-10, k ä n n e t e c k n a d av att förhå11andet me11an ïängderna L3 och L1 wav ïedskenans (6,ß') radieïït yttre och inre kanter uppfyïïer vílïkoret 0,5 _<_ L3/Ll i 0,7

12. Ledskena enïigt något av kraven 1-11, k ä n n e t e c k n a d av att förhåïïandet meïïan radierna R1 och R2 från fïäktens (2) axeï tíïï ledskenans (6,6') yttre och inre kanter uppfyïïer viïïkoret 0,3 §_R1/R2 §_0,8 företrädesvis 0,45 < R1/Ra < 0,72