WO2005083270A1 - Propeller blower, shell propeller - Google Patents

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    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/329—Details of the hub

Definitions

  • the invention relates to a propeller blower for the essentially axial outflow direction of gaseous or liquid media with a hub, which is rotatably driven about the axis of rotation and is designed to limit the flow of flow on the inside to the impeller disk, with blades which are curved in the flow direction in the blade area between the blade inlet edge and the blade outlet edge.
  • a known fan of this type (100 20 878 C2) is provided on the outside with a guide surface. As a result, only a narrowly limited suction area in the axial direction is possible.
  • the object of the present invention is to design a propeller fan of this type in such a way that the medium drawn in flows in a hemisphere and runs in the axial direction, so that e.g. rising vapors in kitchens without extractor hood can be trapped.
  • each conveyor blade is designed in the form of a conch shell with an elongated extension, and is connected in one end region to the above-mentioned impeller disc and is perpendicular to the impeller disc at the connecting line, while the other end region is aligned with increasing radial distance in the axial direction.
  • the blades are concave in the direction of rotation.
  • the blades are similar in their elongated, oval extension to the pearl or river pearl mussel (Margaritana margaritifera).
  • the hub or impeller disk can have a flat shape, or it can be designed as an ellipsoid of revolution or parabolic or hyperbolic.
  • the propeller fan presented accelerates the medium primarily in the radial direction inside the shaft.
  • the described concave buckets in the direction of rotation guide the outwardly flowing medium on the outer edge in the axial direction, so that a border of the fan, for. B. through a pipe, is not necessary.
  • a simple calculation and the experiment even show that medium on the outer edge is sucked in.
  • the peripheral speed at the outer edge is namely greater than the radial speed of the medium to be achieved by centrifugal forces. So z. B. ascending warm air in kitchens without extractor hood.
  • the shape of the blades also does not allow simple, noise-generating vibrations of the blades.
  • Fig. 1 shows a perspective view of an impeller disk with only one blade for a propeller fan according to the invention.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the blade shown in FIG. 1, detached from the impeller disk.
  • Fig. 3 shows the impeller disk with notches and a blade.
  • FIG. 4 shows a sectional view according to A-B of FIG. 2.
  • FIG. 5 shows a diagrammatic view of a further propeller fan according to the invention.
  • the impeller 2 is rotatably driven about the axis of rotation 3.
  • the direction of rotation is indicated by arrow 5.
  • FIGS. 1 to 3 For the sake of clarity, only one blade 1 is shown in FIGS. 1 to 3.
  • the blade 1 has essentially the shape of a conch shell and is connected in one piece to the impeller disk 2, or is inserted or glued there. It can be injection molded or cast parts; it is essential that the blade 1 and the impeller disk 2 have a so-called penetration, so that a base line 6 is formed which merges into the trailing edge of the blade 1 outside the penetration.
  • the opposite edge to the bottom line 6 is the blade leading edge 22, at which the medium flows in. It can be seen from FIG. 1 by arrows 30 that the blade leading edge extends into the outer region.
  • the blade 1 is radially aligned in the area 20, while it is axially aligned in the area 21.
  • FIG. 2 shows again the special shape of the blade 1, the section A-B from FIG. 2 being shown in FIG. 4.
  • the angle 7 in FIG. 4 represents the angle of attack between the vector 5 of the rotational speed and the edge direction of the blade 1.
  • the proposed propeller blower can also be used to propel water and aircraft.
  • a propeller according to the invention is presented in Fig. 5, which also has the conveying medium, e.g. Air or water, still sucking.
  • the conveying medium e.g. Air or water
  • a particularly advantageous arrangement of this new propeller when extracting e.g. of air or liquids from a room under pressure difference results when the location of the outer edges or propeller blades 1, at which the suction changes to drainage, acc. Fig. 5 is exactly in a hole in the plane of the outer wall 10 of the room to be extracted. The level of the outer wall is then gem. 5 near the outermost edge of the propeller blades 1. Arrows 30 indicate the flow direction. 5 additionally shows that the edges of the propeller blades 1 can be rounded off, so that the propeller blades have no corners, as shown in FIG. 2 below.
  • the conveying medium e.g. Air or water

Abstract

The invention relates to a propeller blower for axial outflow of suctioned air by means of an impeller disk (2) which is adjacent to the inside of the flow channel, said impeller disk comprising convex blades (1). The blades (1) are embodied as shell blades with elongate extensions. An end region (20) is connected to the impeller disk (2) in the area of penetration. The other end (21) extends in radial manner towards the outside and has increasing radial distances with the axial components in the direction of flow.

Description

PROPELLERGEBLASE, MUSCHELPROPELLER PROPELLER BLOWED, SHELL PROPELLER
Die Erfindung bezieht sich auf ein Propellergebläse für im wesentlichen axiale Abströmrichtung gasförmiger oder flüssiger Medien mit einer um eine Drehachse drehbar angetriebenen den Strömungsfluss innenseitig begrenzenden zur Laufradscheibe ausgebildeten Nabe mit Schaufeln, die im Schaufelbereich zwischen Schaufeleintrittskante und Schaufelaustrittskante in Durchströmrichtung gewölbt sind.The invention relates to a propeller blower for the essentially axial outflow direction of gaseous or liquid media with a hub, which is rotatably driven about the axis of rotation and is designed to limit the flow of flow on the inside to the impeller disk, with blades which are curved in the flow direction in the blade area between the blade inlet edge and the blade outlet edge.
Ein bekannter Lüfter dieser Art (100 20 878 C2) ist außenseitig mit einer Leitfläche versehen. Dadurch ist nur ein eng begrenzter Ansaugbereich in axialer Richtung möglich.A known fan of this type (100 20 878 C2) is provided on the outside with a guide surface. As a result, only a narrowly limited suction area in the axial direction is possible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Propellergebläse dieser Art so zu gestalten, dass das angesaugte Medium halbkugelartig zufließt und in axialer Richtung abläuft, so dass z.B. aufsteigende Dämpfe in Küchen ohne Abzugshaube Raum greifend aufgefangen werden können.The object of the present invention is to design a propeller fan of this type in such a way that the medium drawn in flows in a hemisphere and runs in the axial direction, so that e.g. rising vapors in kitchens without extractor hood can be trapped.
Erreicht wird dies bei dem Propellergebläse der eingangs genannten Art dadurch, dass jede Förderschaufel in der Form einer Muschelschale mit länglicher Erstreckung ausgebildet ist, und in einem Endbereich mit der oben genannten Laufradscheibe verbunden ist und an der Verbindungslinie senkrecht zur Laufradscheibe steht, während der andere Endbereich mit zunehmenden Radialabstand in Axialrichtung ausgerichtet ist. Dabei sind die Schaufeln in Drehrichtung zeigend konkav gewölbt.This is achieved with the propeller blower of the type mentioned at the outset in that each conveyor blade is designed in the form of a conch shell with an elongated extension, and is connected in one end region to the above-mentioned impeller disc and is perpendicular to the impeller disc at the connecting line, while the other end region is aligned with increasing radial distance in the axial direction. The blades are concave in the direction of rotation.
Die Schaufeln sind in ihrer länglichen, ovalen Erstreckung der Perl- oder Flussperlmuschel (Margaritana margaritifera) ähnlich. Die Nabe oder Laufradscheibe kann eine flache Form haben, oder sie kann als Rotationsellipsoid oder parabolisch oder hyperbolisch, ausgeführt werden.The blades are similar in their elongated, oval extension to the pearl or river pearl mussel (Margaritana margaritifera). The hub or impeller disk can have a flat shape, or it can be designed as an ellipsoid of revolution or parabolic or hyperbolic.
Das vorgestellte Propellergebläse beschleunigt im Innenbereich nahe der Welle das Fördermedium vorwiegend in Radialrichtung. Die beschriebenen konkav in Drehrichtung gewölbten Förderschaufeln lenken das nach außen strömende Medium am äußeren Rand in axiale Richtung, so dass eine Einfassung des Gebläses, z. B. durch ein Rohr, nicht nötig ist. Eine einfache Rechnung und der Versuch zeigen sogar, dass am Außenrand Medium angesaugt wird. Die Umfangsgeschwindigkeit am Außenrand ist dort nämlich größer als die durch Zentrifugalkräfte zu erreichende Radialgeschwindigkeit des Mediums. So kann z. B. aufsteigende Warmluft in Küchen ohne Abzugshaube abgeführt werden. Die Form der Schaufeln lässt auch keine einfachen, Geräusche erzeugenden Schwingungen der Schaufeln zu. Messungen bestätigen einen bis zu 8dB geringeren Geräuschpegel des Propellergebläses gegenüber Axiallüftern gleicher Größe bei gleicher Drehzahl. Durch geeignete Formgebung der Schaufeln kann weiterhin erreicht werden, dass beim vorgestellten Gebläse der Winkel des abströmenden Mediums bis zu etwa 25° geöffnet wird. Da aus dem umliegenden Medium dabei große Mengen mitgerissen werden, lassen sich so große Volumina bewegen. Bei einem dieser Propellergebläse von 14 cm Durchmesser wurde 1 m3/sek. Luft bei 1250 Umdr/Min., von der Decke herabblasend, gemessen. Damit kann dieses kleine Gebläse die großen langsam laufenden Deckenlüfter ersetzen.The propeller fan presented accelerates the medium primarily in the radial direction inside the shaft. The described concave buckets in the direction of rotation guide the outwardly flowing medium on the outer edge in the axial direction, so that a border of the fan, for. B. through a pipe, is not necessary. A simple calculation and the experiment even show that medium on the outer edge is sucked in. The peripheral speed at the outer edge is namely greater than the radial speed of the medium to be achieved by centrifugal forces. So z. B. ascending warm air in kitchens without extractor hood. The shape of the blades also does not allow simple, noise-generating vibrations of the blades. Measurements confirm that the noise level of the propeller blower is up to 8dB lower than that of axial fans of the same size at the same speed. By suitable shaping of the blades it can further be achieved that the angle of the outflowing medium is opened up to approximately 25 ° in the fan presented. Since large quantities are carried away from the surrounding medium, large volumes can be moved. With one of these 14 cm diameter propeller blowers, 1 m 3 / sec. Air measured at 1250 rpm, blowing down from the ceiling. This small blower can thus replace the large, slow-running ceiling fans.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing, for example.
Fig. 1 zeigt eine schaubildliche Ansicht einer Laufradscheibe mit nur einer Schaufel für ein Propellergebläse gemäß der Erfindung.Fig. 1 shows a perspective view of an impeller disk with only one blade for a propeller fan according to the invention.
Fig.2 zeigt eine schaubildliche Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Schaufel, losgelöst von der Laufradscheibe.FIG. 2 shows a perspective view of the blade shown in FIG. 1, detached from the impeller disk.
Fig. 3 zeigt die Laufradscheibe mit Einkerbungen und einer Schaufel.Fig. 3 shows the impeller disk with notches and a blade.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht gemäß A-B der Fig. 2.FIG. 4 shows a sectional view according to A-B of FIG. 2.
Fig.5 zeigt eine schaubildliche Ansicht eines weiteren Propellergebläses gemäß der Erfindung.5 shows a diagrammatic view of a further propeller fan according to the invention.
Gemäß den Figuren 1 bis 3 wird die Laufradscheibe 2 drehbar um die Drehachse 3 angetrieben. Die Drehrichtung ist durch den Pfeil 5 angegeben.According to Figures 1 to 3, the impeller 2 is rotatably driven about the axis of rotation 3. The direction of rotation is indicated by arrow 5.
Der besseren Übersicht halber ist in den Figuren 1 bis 3 nur eine Schaufel 1 eingezeichnet. In der praktischen Ausführung werden zumeist mehrere gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilte Schaufeln 1 , auch verschiedener Größe, an der Laufradscheibe befestigt sein. Die Schaufel 1 hat im Wesentlichen die Form einer Muschelschale und ist mit der Laufradscheibe 2 einstückig verbunden, oder dort e ϊngesetzt oder eingeklebt. Es kann sich um Spritz- oder Gießteile handeln; wesentlich ist, dass die Schaufel 1 und die Laufradscheibe 2 eine so genannte Durchdringung eingegangen sind, so dass eine Fußlinie 6 entsteht, die außerhalb der Durchdringung in die Austrittskante der Schaufel 1 übergeht. Die gegenüberliegende Kante zur Fußlinϊe 6 ist die Schaufeleintrittskante 22, an der das Medium zuströmt. Aus der Fig. 1 ist durch die Pfeile 30 erkennbar, dass die Schaufeleintrittskante bis in den Außenbereich geht. Im Bereich 20 ist die Schaufel 1 radial ausgerichtet, während sie im Bereich 21 axial ausgerichtet ist.For the sake of clarity, only one blade 1 is shown in FIGS. 1 to 3. In the practical embodiment, usually several evenly or unevenly distributed blades 1, also of different sizes, are attached to the impeller disk. The blade 1 has essentially the shape of a conch shell and is connected in one piece to the impeller disk 2, or is inserted or glued there. It can be injection molded or cast parts; it is essential that the blade 1 and the impeller disk 2 have a so-called penetration, so that a base line 6 is formed which merges into the trailing edge of the blade 1 outside the penetration. The opposite edge to the bottom line 6 is the blade leading edge 22, at which the medium flows in. It can be seen from FIG. 1 by arrows 30 that the blade leading edge extends into the outer region. The blade 1 is radially aligned in the area 20, while it is axially aligned in the area 21.
Die Figur 2 gibt noch einmal die spezielle Form der Schaufel 1 wieder, wobei in Fig. 4 der Schnitt A-B aus der Fig. 2 dargestellt ist. Der Winkel 7 in Fig. 4 gibt den Anströmwinkel zwischen dem Vektor 5 der Umlaufgeschwindigkeit und der Kantenrichtung der Schaufel 1 wieder.FIG. 2 shows again the special shape of the blade 1, the section A-B from FIG. 2 being shown in FIG. 4. The angle 7 in FIG. 4 represents the angle of attack between the vector 5 of the rotational speed and the edge direction of the blade 1.
In der Fig. 3 ist eine Kerbe 4 in der Laufradscheibe 2 vor der Fußlinie 6 erkennbar, die zur Erhöhung der Radialströmung beiträgt. Mit dem vorgestellten Propellergebläse können auch Wasser- und Luftfahrzeuge angetrieben werden.3 shows a notch 4 in the impeller disk 2 in front of the base line 6, which contributes to increasing the radial flow. The proposed propeller blower can also be used to propel water and aircraft.
Es wird in Fig. 5 ein Propeller gemäß der Erfindung vorgestellt, der auch an seiner äußeren Kante das Fördermedium, z.B. Luft oder Wasser, noch ansaugt. Eine besonders vorteilhafte Anordnung dieses neuen Propellers beim Absaugen z.B. von Luft oder Flüssigkeiten aus einem Raum unter Druckdifferenz ergibt sich, wenn die Stelle der äußeren Kanten oder Propellerflügel 1 , an der das Ansaugen in Abfließen übergeht, gem. Fig. 5 exakt in einem Loch in der Ebene der Außen-wand 10 des abzusaugenden Raumes liegt. Die Ebene der Außenwand liegt dann gem. Fig. 5 nahe der äußersten Kante der Propellerflügel 1. Pfeile 30 geben die Strömungsricritung an. In Fig. 5 wird zusätzlich noch dargestellt, dass die Kanten der Propellerflügel 1 abgerundet werden können, so dass die Propellerflügel keine Ecken haben, wie dies in Fig. 2 unten gezeigt ist.A propeller according to the invention is presented in Fig. 5, which also has the conveying medium, e.g. Air or water, still sucking. A particularly advantageous arrangement of this new propeller when extracting e.g. of air or liquids from a room under pressure difference results when the location of the outer edges or propeller blades 1, at which the suction changes to drainage, acc. Fig. 5 is exactly in a hole in the plane of the outer wall 10 of the room to be extracted. The level of the outer wall is then gem. 5 near the outermost edge of the propeller blades 1. Arrows 30 indicate the flow direction. 5 additionally shows that the edges of the propeller blades 1 can be rounded off, so that the propeller blades have no corners, as shown in FIG. 2 below.
Die Eigenschaft einer konisch gespreizten Abströmung, die durch geeignete Formgebung noch etwas erweitert werden kann, macht es möglich, Luft durch in Kühlpaketen zusammengesetzte Kühlrohre zu blasen, ohne dass an der Zu- oder Abströmkante noch irgendwelche Begrenzerplatten nötig sind. So kann ein Absaugen aus einem Raum möglich gemacht werden, wobei der Propeller saugseitig im Raum liegt und die Öffnung mit einem geschlitzten Schlauch umrandet ist zur Reduzierung der durch Karmanwirbel entstehenden Geräusche. The property of a conically spread outflow, which can be expanded somewhat by suitable shaping, makes it possible to blow air through cooling pipes assembled in cooling packs without any restriction plates being necessary at the inflow or outflow edge. This allows suction from a room be made, with the propeller on the suction side in the room and the opening is bordered with a slotted hose to reduce the noise caused by carmine swirls.

Claims

Patentansprüche claims
1. Propellergebläse für im Wesentlichen axiale Abströmung angesaugter Luft mit einer um eine Drehachse (3) drehbar angetriebener den Strömungskanal innenseitig begrenzenden Laufradscheibe (2) mit Schaufeln (1), die im Schaufelbereich zwischen Schaufeleintrittskante (22) und Schaufelaustrittskante in Durchströmrichtung (30) gesehen gewölbt sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaufel (1) in der Form einer Muschelschale mit länglicher Erstreckung ausgebildet ist, deren einer Endbereich (20) mit der Laufradscheibe (2) in der Art einer Durchdringung (6) verbunden ist und deren anderer, freier Endbereich (21) sich radial nach außen und mit zunehmendem Radialabstand mit einer Axialkomponente in Durchströmrichtung erstreckt, und dass die Schaufeln (1) zur Umfangsrichtung (5) des Drehantriebs der Laufradscheibe (2) gewölbt sind.1. Propeller blower for essentially axial outflow of sucked-in air with an impeller disk (2) which rotates about the axis of rotation (3) and which defines the flow channel on the inside, with blades (1), which is seen in the blade area between blade leading edge (22) and blade leading edge in the flow direction (30) are curved, characterized in that each blade (1) is in the form of a shell with an elongated extension, one end region (20) of which is connected to the impeller disk (2) in the manner of a penetration (6) and the other, more freely End region (21) extends radially outwards and with increasing radial distance with an axial component in the flow direction, and that the blades (1) are curved to the circumferential direction (5) of the rotary drive of the impeller disk (2).
2. Propellergebläse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Förderblätter (1) in der Nähe der Drehachse (3) nahezu senkrecht zum Drehrichtungsvektor liegen und die Zuströmkanten (22) der Schaufeln von innen bis zur Außenkante konkav zur Drehrichtung (5) geneigt sind.2. Propeller fan according to claim 1, characterized in that the conveyor blades (1) in the vicinity of the axis of rotation (3) are almost perpendicular to the direction of rotation vector and the inflow edges (22) of the blades from the inside to the outer edge are concave to the direction of rotation (5) ,
3. Propellergebläse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radial inneren Erstreckungen der Schaufeln einen Radialabstand zur Drehachse (3) haben und die Fußlinie (6) an der Drehachse (3) in Drehrichtung vorbeizeigt.3. Propeller fan according to one of claims 1 or 2, characterized in that the radially inner extensions of the blades have a radial distance from the axis of rotation (3) and the base line (6) past the axis of rotation (3) in the direction of rotation.
4. Propellergebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich vor der Fußlinie (6) eine Einkerbung (4) an der Laufradscheibe (2) ausgebildet ist. 4. Propeller fan according to one of claims 1 to 3, characterized in that a notch (4) is formed on the impeller disk (2) in the region in front of the base line (6).
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