SE500471C2 - Ledskeneanordning i en axialfläkt - Google Patents

Description

2 dels sänka enskilda, störande toner i fläktljudet och dels sänka den allmänna brusnivån. i Det förstnämnda syftet uppnås med en ledskenekrans av inled- ningsvis angivet slag med i patentkravet 1 angivna kännetecken.

Med detta utförande reduceras såväl enskilda toner som det allmänna, bredbandiga bruset från fläkten. Dessutom ger denna kombination av axiell förskjutning och förskjutning i omkrets- riktningen av ledskenorna en förbättrad verkningsgrad hos fläk- ten, jämfört med vad som fallet är vid användning av en led- skeneanordning med enbart axiell förskjutning av ledskenorna eller enbart vridning av dessa i omkretsriktningen.

Med anordningen enligt uppfinningen uppnår man således högst betydelsefulla fördelar, såväl i akustiskt avseende som vad be- träffar verkningsgraden, vilka avsevärt överstiger effekterna som uppnås genom de enskilda åtgärderna axiell förskjutning respektive periferiell vridning av ledskenorna.

Enligt ytterligare en fördelaktig utföringsform av anord- ningen enligt uppfinningen ligger den axiella förskjutningen av ledskenorna i intervallet 0,4-0,7 1/lch, företrädesvis uppgår den till 0,5 1/lch, där l betecknar förskjutningens storlek och lch längden utefter ledskenan.

Enligt en annan fördelaktig utföringsform ligger förskjut- ningen i perifeririktningen i intervallet 5-15°, och uppgår företrädesvis till l0°.

Enligt ännu en fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfinningen är ledskenekransen uppdelad i två, i axiell led efter varandra ordnade delkransar, varvid varannan ledskena är uppburen av den ena delkransen, och varannan ledskena av den andra delkransen, vilka delkransar är axiellt förskjutbara relativt varandra eller radiellt vridbara relativt varandra kring en gemensam axel. Härigenom kan man på bekvämt sätt in- ställa ledskeneanordningen så att man uppnår optimala förhållan- den.

Enligt en ytterligare fördelaktig utföringsform av uppfin- ningen är ledskenorna utformade i det mot fläkten vända partiet med ett liv mellan ledskenans 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.

Såsom exempel valda utföringsformer av anordningen enligt _.. ,.__ ,~ Luis ;. 3 uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Figur 1 illustrerar effekten på ljudnivån från fläkten av förskjutning av varannan ledskena i perifeririktningen enligt tidigare känd teknik, Figur 2 visar en axialfläkt med nedströms anordnade ledskenor, Figur 3 illustre- rar schematiskt fem olika ledskenearrangemang, nämligen a regel- bundet anordnade ledskenor enligt tidigare känd teknik, b varan- nan ledskena förskjuten i ledskenekransens omkretsriktning enligt tidigare känd teknik, c varannan ledskena axiellt för- skjuten enligt uppfinningen, d kombination av axiell förskjut- ning och vridning i ledskenekransens omkretsriktning enligt uppfinningen och e kombination av förskjutning i omkretsrikt- ningen och kapning av varannan ledskena enligt uppfinningen, Figur 4 illustrerar effekten på ljudet från fläkten av axiell förskjutning av varannan ledskena enligt driftsfallet c i Figur 3, Figur 5 illustrerar effekten på ljudnivån från fläkten av kombinationen av axiell förskjutning och förskjutning i led- skenekransens omkretsriktning av ledskenorna enligt driftsfallet d i Figur 3, Figur 6 illustrerar ljudsänkningen av tonen vid skovelfrekvensen som funktion av vridningen i omkretsriktningen för viss axiell förskjutning av ledskenorna, Fig 7 visar ett utförande av ledskenekransen i två delkransar, och Figur 8 visar ett speciellt ledskeneutförande.

I Figur 2 visas en axialfläkt installerad i en kanal 4 med en ledskenekrans 2 anordnad på avstånd, nedströms fläkthjulet 1.

Ledskenornas antal ligger företrädesvis mellan 0,5 och 2,1 gånger antalet skovlar i fläkthjulet.

I Figur 1 jämförs effekterna på ljudet från en fläkt med ledskeneanordningar enligt principerna i Figur 3a och 3b under förhållanden som angivits ovan. Av Figur 1 framgår att förskjut- ning i ledskenekransens omkretsriktning av varannan ledskena enligt Figur 3b leder till en kraftig sänkning av en ton vid skovelfrekvensen 160 Hz, medan man får en höjning av brusnivån för frekvenser över ca 500 Hz.

I Figur 4 jämförs effekten på ljudnivån av ledskenearrange- mangen enligt Figur 3a och 3c. Av Figur 4 framgår att man får en betydande sänkning av en ton vid skovelfrekvensen 160 Hz av ca 3,5 dB, medan man får en höjning av det bredbandiga högfrekvens- bruset över ca 50O Hz. Driftsförhållandena är de samma som för r' "E fï \./' -..~ v fig. 1.

I Figur 5 jämförs ljudnivåerna för ledskeneanordningarna enligt Figurerna 3a och 3d. Av denna figur framgår det över- raskande resultatet att kombinationen av axiell förskjutning och vridning i kransens perifeririktning av varannan ledskena leder till en sänkning av ljudnivån över hela frekvensområdet, jämfört med ett konventionellt ledskenearrangemang av jämnt fördelade ledskenor. Figur 5 visar att såväl diskreta toner vid lägre frekvenser som det bredbandiga högfrekvensbruset dämpas vid ett utförande enligt Figur 5. Den axiella förskjutningen av ledske- norna är l/lch = 0,5 , där l betecknar förskjutningens storlek och lch längden utefter ledskenan, d v s förskjutningen uppgår till ledskenans halva längd. Vridningen i perifeririktningen uppgår till 10°. Kurvorna är uppmätta för ett fläktvarvtal n= 970 varv/min. I Figur 6 visas dämpningen LW vid skovelfrekven- sen, som funktion av Vridningen ß av varannan ledskena i en ledskeneanordning där varannan skena likaledes är axiellt för- skjuten med ledskenans halva längd. Kurvor visas för två olika varvtal på fläkten, nämligen dels n = 970 varv/min och dels n = 1430 varv/min. Detta diagram visar att betydande reducering av tonala komponenter uppnås i vinkelområdet 5-15° för den aktuella axiella förskjutningen av ledskenorna. Mätningar har även visat viss förbättring av fläktens aerodynamiska effektivitet i det område där bästa ljuddämpningen uppnås.

Ytterligare en akustiskt fördelaktig utföringsform av anord- ningen enligt uppfinningen visas i Figur 3e. I detta utförande är hos varannan ledskena ett stycke av det mot fläkthjulet vända ändpartiet bortkapat, så att framkanten av varannan ledskena befinner sig på ett första axiellt avstånd från fläkten och varannan på ett andra axiellt avstånd. Vidare är ledskenorna ojämnt fördelade runt kransens omkrets.

I Figur 7 visas ett fördelaktigt utförande av en ledskene- krans 2 vid anordningen enligt uppfinningen. Kransen 2 är upp- delad i två delkransar 20,22 anordnade på en gemensam axel.

Varannan ledskena är uppburen av den ena delkransen 20 och varannan ledskena av den andra delkransen 22. De två delkransar- na är axiellt förskjutbara relativt varandra samt vridbara relativt varandra kring den gemensamma axeln. Med detta utföran- de av ledskenekransen 2 möjliggörs på enkelt sätt axiell för- 5 skjutning och periferiell vridning av ledskenorna relativt varandra så att önskade egenskaper uppnås.

I Figur 8 visas en utföringsform av en ledskena 6 som visat sig fördelaktig vid anordningen enligt uppfinningen. Det änd- parti av ledskenan 10, som är avsett att vara vänt mot fläkten uppvisar en kant 10 med parabelliknande form, så att man mellan ledskenans 6 inre med kortare längd L3. Skenan har en längdkanten 12 är H2 bestäms livets 0,4 < H1/H2 < företrädesvis 0,5 och yttre längdkanter 12 och 14 får ett liv L2 utmed skenan än nämnda kanter L1 respektive rak bakkant 16. Om livets höjd från den inre betecknad med H1 och skenans totala höjd med läge av villkoret 0,9 < H1/H2 < 0,8.

Claims (9)

PATENTKRAV

1. Ledskeneanordning, för axialfläkt, avsedd att omvandla rotationskomponenten i gasflödets hastighet efter passage genom fläkthjulet (1) i väsentligen axiell hastighet, vilken anordning innefattar en krans (2) av ledskenor anordnad nedströms fläkten och på avstånd från denna, kännetecknad av att varannan ledskena med sin mot fläkten vända kant befinner sig på ett första axi- ellt avstånd från fläkten och varannan på ett andra axiellt avstånd och att ledskenorna är ojämnt fördelade runt kransens omkrets.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att hos varannan ledskena ett stycke av det mot fläkthjulet vända ändpartiet är bortkapat så att framkanten av varannan ledskena befinner sig på ett första axiellt avstånd från fläkten och varannan på ett andra axiellt avstånd från fläkten.

3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att varannan ledskena är axiellt förskjuten relativt övriga ledskenor, så att framkanten av varannan ledskena befinner sig på ett första axiellt avstånd från fläkten och varannan på ett andra axiellt avstånd från fläkten.

4. Anordning enligt något av kraven 1 - 3, kännetecknad av att varannan ledskena är förskjuten i perifeririktningen rela- tivt övriga ledskenor med en konstant förskjutning, så att avståndet i omkretsriktningen mellan närbelägna ledskenor växlar mellan två bestämda värden.

5. Anordning enligt något av kraven 1 - 3, kännetecknad av att den axiella förskjutningen ligger i intervallet l/lch = 0,4 - 0,7, företrädesvis uppgående till 1/lch = 0,5, där 1 betecknar förskjutningens storlek och lch ledskenans längd.

6. Anordning enligt något av kraven 1 - 5, kännetecknad av att förskjutningen i perifeririktningen ligger inom intervallet 5 - 15°, företrädesvis uppgående till 10°.

7. Anordning enligt något av kraven 1 - 6, kännetecknad av att ledskenekransen (2) är uppdelad i två, i axiell led efter varandra ordnade delkransar (20,22), varvid varannan ledskena är uppburen av den ena delkransen och varannan ledskena är uppburen av den andra delkransen, samt att delkransarna är axiellt för- skjutbara relativt varandra och/eller radiellt vridbara relativt varandra kring en gemensam axel.

8. Anordning enligt något av kraven 1 - 7, kännetecknad av att ledskenorna är utformade i det mot fkäkten vända partiet med ett liv mellan ledskenans, i radiell led, yttre och inre parti- er, varvid båglängden utefter den enkelkrökta ledskenan vid nivån för livet är kortare än vid nämnda yttre och inre partier.

9. Anordning enligt något av kraven 1 - 8, kännetecknad av att ledskenornas antal ligger mellan 0,5 och 2,1 gånger antalet skovlar i fläkthjulet.