DE1403034B2

DE1403034B2 - DRUM SHORE

Info

Publication number: DE1403034B2
Application number: DE19591403034
Authority: DE
Inventors: der Anmelder HOIj 41 00 ist
Original assignee: Eck, Bruno, Dr Ing , 5000 Köln
Priority date: 1959-07-24
Filing date: 1959-07-24
Publication date: 1971-07-08
Also published as: DE1403034A1; US3394876A; GB954369A; BE593292A; CH377975A

Description

schiedener Radien zusammengesetzt werden, ist die- io nur an der hinteren konischen Nabe die Luft durch ser Nachteil etwas geringer. Jedoch können auch das Laufrad nach außen strömt, während vorn eindadurch die Ablösungen nicht restlos behoben deutig eine Rückströmung stattfinden muß. Hieraus werden. ergibt sich klar, daß ganz andere Strömungsverhält-If different radii are put together, the air is only allowed through at the rear conical hub This disadvantage is a little less. However, the impeller can also flow outwards, while at the front through it if the detachments are not completely eliminated, a backflow must take place. From this will. it is clear that completely different flow conditions

Außerdem aber verursachen die Trommelläufer nisse eintreten, wenn man die erfindungsgemäße Beauch bei Verwendung von Schaufeln aus Kreisbögen 15 schaufelung wahllos auf eine Art von Läufer anverschiedener Radien neben den durch Ablösungen wendet, der innen konisch begrenzt, also kein Trombedingten Verlusten starke durch Wirbel entstehende melläufer ist, wie ihn die bekannte Konstruktion zeigt. Geräusche, die bei diesen Gebläsen sehr störend sind. In dem Buch von Pfleiderer »Die Kreisel-In addition, however, the drum runner cause nits to occur when the Beauch according to the invention when using blades from arcs of a circle 15 blading indiscriminately on one type of runner at different Turns radii next to the detachments, which is conically bounded on the inside, so not caused by the trough The well-known construction shows that there is a high level of loss caused by eddy currents. Noises that are very annoying with these fans. In Pfleiderer's book »Die Kreisel-

Bei Klimatisierungsanlagen ist die Geräuschlosigkeit pumpen für Flüssigkeiten und Gase« (Springer-Verzum Beispiel wichtiger als eine Wirkungsgradver- 20 lag, 1955, 4. Auflage) ist auf S. 212 zu der einfachen besserung. Geometrie einer gebogenen Schaufel Stellung ge-In air conditioning systems, noiseless pumping is essential for liquids and gases «(Springer-Verzum Example more important than an efficiency publisher 20 lag, 1955, 4th edition) is on p. 212 for the simple one improvement. Geometry of a curved blade position

Es ist zwar ein Trommelläufer bekanntgeworden, nommen. In den Abb. 122 und 123 wird gezeigt, der mit vorwärts gekrümmten Schaufeln versehen ist wie bei gegebenen Winkeln Ji₁ und /1, eine Schaufel und bei dem ein äußerer Krümmungsradius größer einmal mit zwei und einmal mit einem Krümmungsais der innere ist. Jedoch beträgt der im Patent- 25 radius gezeichnet werden kann. Hier handelt es sich anspruch der Erfindung näher gekennzeichnete Win- aber um eine reine Geometrie, und es wird nichts kel 30°. Dieser Trommelläufer fällt also aus dem
Schutzbereich der Anmeldung heraus. Auf den Winkel von 30° trifft das zu, was oben ausgeführt wurde.
Eine AblÖsungsfreiheit'"'kann nicht erreicht werden, 30
ebenso kann nicht der gleiche Grad der Geräuscharmut erzielt werden.A drum runner has become known, taken. In Figs. 122 and 123 it is shown which is provided with forward curved blades as at given angles Ji ₁ and / 1, a blade and in which an outer radius of curvature greater once with two and once with one curvature as the inner one. However, it is within the patent radius of 25. Here it concerns the claim of the invention characterized in more detail, but a pure geometry , and nothing is angle 30 °. So this drum runner falls out of the
The scope of protection of the registration. What has been said above applies to the angle of 30 °.
Freedom of replacement '"' cannot be achieved, 30
likewise, the same level of quietness cannot be achieved.

Außerdem ist ein Gebläse bekanntgeworden, das mit radial endenden Schaufeln versehen ist, die nach vorn axial umgebogen sind. Hier ist zwar der im Anspruch der Erfindung definierte Winkel 0°, jedoch kann wegen der völlig anderen Schaufelform die gleiche Wirkung nicht eintreten. Die radial endenden Schaufeln gemäß dem bekannten Trommelläufer, die nach vorn axial umgebogen sind, haben den Sinn, einen guten axialen Lufteintritt zu erhalten. Bei diesem bekannten Trommelläufer findet also bei nach vorwärts gekrümmten Schaufeln eine radiale Einströmung statt. Beide Konstruktionen können deshalb nicht verglichen werden, weil völlig andere Strömungsverhältnisse vorhanden sind.In addition, a fan has become known which is provided with radially ending blades which are axially bent forward . Although the angle defined in the claim of the invention is 0 ° here, the same effect cannot occur because of the completely different blade shape. The radially ending blades according to the known drum rotor, which are bent axially forward, have the purpose of obtaining a good axial air inlet. In this known drum rotor, a radial inflow therefore takes place when the blades are curved forwards. The two constructions cannot be compared because the flow conditions are completely different.

Schließlich ist ein Gebläse bekanntgeworden, bei
dem der Krümmungsradius der Schaufeln am Schaufelaustritt etwas anders als an dem diesem vorhergehenden kreisbogenförmigen Schaufelteil ausgebildet 50
ist. Hierbei handelt es sich aber nicht um einen
Trommelläufer, sondern um eine ganz andere Konstruktion. Denn bei diesem bekannten Läufer wird
die Begrenzung nicht durch Zylindermäntel gebildet.
Bei einem solchen Läufer, der beiderseitig durch 55 gleichen Buch wie folgt aufgeklärt: Kegelmäntel begrenzt ist, ergeben sich zwangläufig »Bei Luftförderung auf mittleren und hohenFinally, a fan has become known at
that the radius of curvature of the blades at the blade outlet is somewhat different from that of the circular-arc-shaped blade part preceding it
is. But this is not one
Drum runner, but a completely different construction. Because with this well-known runner
the limitation is not formed by cylinder jackets.
With such a runner, which is explained on both sides by the same book as follows: Cone jackets, inevitably result: “With air conveyance to medium and high

kleine Winkel, weil — auf Grund der relativ großen Druck ist die mäßig rückwärts gekrümmtesmall angle, because - due to the relatively large pressure, it is moderately curved backwards

radialen Erstreckung der Schaufeln — in der Nähe Schaufel mit />'.,=40 —60° in Gebrauch.«radial extension of the blades - near the blade with /> '.,=40 -60 ° in use. "

der Scheibe sonst ein halbwegs beschleunigter Schau- Weiterhin erfährt er Genaueres über Trommel-the disc is otherwise a halfway accelerated show. He also learns more about the drum

felkanal nur durch kleine Schaufelaustrittswinkel 60 läufer auf S. 218 im zweiten Absatz, wo es heißt:rock channel only through small blade outlet angles 60 runners on p. 218 in the second paragraph, where it says:

darüber ausgesagt, ob dieses überhaupt zweckmäßig sei. Auch über die Wirkung einer solchen Schaufel wird zunächst nichts geäußert.testified about whether this is useful at all. Also about the effect of such a shovel nothing is initially said.

Auf S. 213 heißt es dann im dritten Absatz: »Die gleiche Konstruktion gilt auch bei Vorwärtskrümmung oder axialer Beschaufelung, gleichgültig, ob die Punkte B und K ihre Lage vertauschen und der Punkt M auf die andere Seite von GB fällt.«On p. 213 it says in the third paragraph: "The same construction also applies to forward curvature or axial blading, regardless of whether points B and K swap their positions and point M falls on the other side of GB ."

Dieses ist eine einfache geometrische Aussage, die man auch für jede x-beliebige Turbinenschaufel aufstellen könnte. Sie besagt gar nichts über den physikalischen Sinn einer derartigen Maßnahme. Es heißt dann in dem Buch weiter:This is a simple geometric statement that can also be made for any turbine blade could. It says nothing about the physical sense of such a measure. It then goes on in the book:

»Die Verwendung zweier Kreisbögen gewährt eine etwas größere Anpassungsfähigkeit als die Verwendung eines einzigen Kreisbogens. Jedoch scheint letztere Anordnung hinsichtlich des Wirkungsgrades günstig zu sein.« Der Leser muß sich also nach dieser Anweisung merken:“The use of two arcs allows a little more adaptability than that Use of a single arc of a circle. However, the latter arrangement appears to be in terms of the So the reader has to remember after this instruction:

»Man kann also auch zwei Kreisbögen verwenden; doch ist ein Kreisbogen im Wirkungsgrad günstiger.«“So you can also use two arcs; but is an arc in efficiency cheaper. "

Nach dieser Anweisung wird also für den Leser unter allen Umständen nur ein Kreisbogen in Frage kommen.According to this instruction, therefore, only an arc of a circle is in question for the reader under all circumstances come.

Auf S. 140, zweiter Absatz, wird der Leser imOn p. 140, second paragraph, the reader will find the

erreichbar ist. Mit dieser bekannten Konstruktion sind aber weder hohe Schluckfähigkeiten noch gute Wirkungsgrade zu erreichen. Wenn man einen Schnitt durch die Schaufel, und zwar nicht in der Nähe der Nabe, sondern außen legt, und außerdem einen in die Nähe der Nabe, so wird man feststellen müssen, daß bei dieser bekannten Konstruktion indem außenlieuenden Schnitt die Schaufelkanäle in Strömun«s-is attainable. With this known construction, however, there are neither high nor good swallowing abilities To achieve efficiencies. If you cut a cut through the shovel, and not near the Hub, but outside, and also one near the hub, so you will have to find out that in this known construction by external Cut the blade channels in the flow

»Der Umschlag der gesunden in die verlustreiche Abreißströmung erfolgt also bei diesen sogenannten Trommelläufer!! schon bei Überlast und bleibt über das ganze Leistungsgebiet bestehen . . .«»The changeover from the healthy to the lossy breakaway current takes place in these so-called drum runner !! even in the event of an overload and remains in place over the entire performance area . . . "

Abb. 127 (S. 1) zeigt, wie sich Plleidercr einen Trommelläufer vorstellt. Dabei läßt er merkwürdigerweise die Schaufeln radial enden.Fig. 127 (p. 1) shows how Plleidercr unite Drum runner introduces. Strangely enough, he lets the blades end radially.

Diese unverständliche Aufklärung endet dann auf S. 219 in der Offenbarung, die der Leser nun schließlich als zusammenfassendes Ergebnis mit auf den Weg bekommt, und die lautet:This incomprehensible explanation ends on p. 219 in the revelation, which the reader now finally as a summary result, which is:

»Man ersieht also, daß die im Ventilatorenbau sehr häufig anzutreffende Schaufelform nach der Art der Abb. 127 (Trommelläufer) als Fehlkonstruktion anzusehen ist.« Aus diesen Ausführungen ist ja doch nun wohl unmöglich die vorliegende Erfindung zu entnehmen. Der Leser wird im Gegenteil dazu geführt, daß er unter allen Umständen eine Schaufelform mit einem Kreisbogen verwenden soll."You can see that the blade shape that is very often found in fan construction, like the one in Fig. 127 (drum rotor), is to be regarded as a faulty construction." On the contrary, the reader is led to use a shovel shape with an arc of a circle under all circumstances.

Außerdem wird er aber überhaupt im ganzen davon abgebracht, Trommelläufer zu verwenden.In addition, however, he is generally dissuaded from using drum runners.

Obwohl der Trommelläufer seit Jahrzehnten in weit größeren Stückzahlen als irgendeine andere Art von Kreiselmaschinen gebaut worden ist, obwohl diese Sonderausführung in bezug auf das Geräusch von keinem anderen Typ überboten werden kann und obwohl diese Bauart bei weitem die kleinste aller Kreiselmaschinen darstellt und einen höchst realen Platz verdient und auch in der Praxis einnimmt, wird in dem Buch von Prleiderer — und zwar auch in den früheren Auflagen — der Trommelläufer in jeder Hinsicht abgelehnt und nur negatives über ihn ausgesagt. Gerade die Einstellung von Pfleiderer hat in dieser Beziehung sehr weite Kreise gezogen, derart, daß ein großer Teil des technischen Nachwuchses die Einstellung hat, daß diese'Konstruktion von vornherein verurteilt werden muß und technisch überhaupt nicht in Frage kommen kann. Gerade durch diese Einstellung von Pfleiderer wurde die Forschung in ganz falsche Bahnen gelenkt.Although the drum runner has been in far greater numbers than any other type for decades has been built by gyroscopes, although this special design in terms of noise cannot be surpassed by any other type and although this type is by far the smallest of all Represents gyroscopic machines and deserves a very real place and also occupies it in practice in the book by Prleiderer - also in the previous editions - the drum runner rejected in every way and only testified negative about him. The attitude of Pfleiderer in particular has drawn very wide circles in this regard, in such a way that that a large part of the next generation of technicians has the attitude that this' construction is right from the start must be condemned and technically cannot be considered at all. Just through this When Pfleiderer was discontinued, research was steered in the wrong direction.

Die bei Pfleiderer angegebenen Austritts-Schaufelwinkel werden aber bei dem Trommelläufer gemäß der Erfindung gar nicht in Anspruch genommen. Es werden Austritts-Sehaufelwinkel von —15 bis +20" angegeben. In dem ganzen Buch von Pfleiderer befindet sich aber kein Anhaltspunkt dafür, daß solche Schaufelwinkel bei Gebläsen überhaupt möglich sind und irgendeinen Sinn haben. Darüber hinaus kann kein Leser aus den Ausführungen von Pfleiderer entnehmen, daß bei diesen kleinen Winkeln und bei einem außen größeren oder kleineren Krümmungsradius eine bestimmte, bisher überhaupt nicht bekanntgewordene Ablösung vermieden wird.The outlet vane angles specified by Pfleiderer are, however, in accordance with the drum rotor of the invention not used at all. Exit blade angles from -15 to +20 " specified. In the whole of Pfleiderer's book, however, there is nothing to suggest that such Blade angles are even possible in blowers and have some meaning. In addition, can no reader inferred from Pfleiderer's remarks that at these small angles and at an externally larger or smaller radius of curvature a certain, so far not known at all Detachment is avoided.

Aufgabe der Erfindung war es, einen Trommelläufer zu schaffen, bei dem Ablösungserscheinungen vermieden und das Auftreten von Geräuschen verhindert wird.The object of the invention was to create a drum rotor in which there are signs of separation avoided and the occurrence of noises is prevented.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Winkel zwischen der Tangente an den Punkt des Schaufelaustritts und der Umfangsrichtung in diesem Punkt in einem Bereich von — 15 bis + 20° liegt.The solution to this problem is that the angle between the tangent to the point of Blade outlet and the circumferential direction at this point in a range from - 15 to + 20 ° lies.

Wenn beispielsweise ein Krümmungsradius von Kreisform gewählt wird, so entsteht auch bei einem Winkel von 10°, der zwischen der Tangente an den Punkt des Schaufelaustritts und der Umfangsrichtung gebildet wird, ein kurzer und stark gekrümmter Bogen, bei dem sich Ablösungen ergeben. Dagegen wird bei einem aus verschiedenen Radien zusammengesetzten Kreisbogen bei einem Winkel von 10° der freie Bogen flach gekrümmt und langer. Dadurch verringert sich die Ablösungsgefahr in einem Grade, daß praktisch keine Ablösung entsteht. Wenn beispielsweise ein Winkel von 30" gewählt wird, so ist der Unterschied zwischen der Schaufel aus einem Krümmungsradius und der aus verschiedenen Kreisbögen sehr gering geworden. Das heißt also praktisch, daß Ablösungen bei Schaufeln, die aus verschiedenen Krümmungsradien zusammengesetzt sind, nur in dem gemäß der Erfindung beanspruchten Winkelbereich ablösungsfrei arbeiten können.If, for example, a radius of curvature of circular shape is chosen, this also results in one Angle of 10 ° between the tangent to the point of the blade outlet and the circumferential direction is formed, a short and strongly curved arc, in which detachments occur. Against it becomes the with an arc composed of different radii at an angle of 10 ° free arches flatly curved and longer. This reduces the risk of detachment to a degree that practically no separation occurs. For example, if an angle of 30 "is chosen, then is the difference between the blade made from one radius of curvature and that made from different arcs of a circle become very low. In practice, this means that shovels that are made of different Radii of curvature are composed, only in the angular range claimed according to the invention can work independently.

Dementsprechend werden auch die Geräusche weitgehend abgedämpft.Accordingly, the noises are largely attenuated.

Der Erfinder hat Versuche durchgeführt, um das Strömungsverhalten der bekannten Schaufeln gegenüber denen der Erfindung zu prüfen. Dabei haben sich die vorstehenden Ausführungen bestätigt.The inventor carried out experiments to compare the flow behavior of the known blades those of the invention to be examined. The above statements have been confirmed.

In dem beanspruchten Winkelbereich können bei einer Schaufel aus Kreisbögen mit verschiedenen Radien die Ablösung bis zum Schaufelende hinausgeschoben werden. Die für eine solche Ablösung entscheidende Kennzahl ist dem Wert w · R proportional, so daß bei der Erfindung eine um ein Mehrfaches höhere Kennzahl als bei den bekannten Schaufelformen entsteht.In the claimed angular range, in the case of a blade made of circular arcs with different radii, the detachment can be pushed out as far as the blade end. The characteristic number which is decisive for such a separation is proportional to the value w · R , so that in the case of the invention a characteristic number which is several times higher than in the case of the known blade shapes is produced.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Erweiterung bzw. die Verzögerung der Grenzstromlinie kleiner und damit kann erreicht werden, daß die Strömung anliegt.In the embodiment according to the invention, the expansion or delay of the limit streamline is achieved smaller and thus it can be achieved that the flow is present.

Die erfindungsgemäße Ausführung wirkt sich bei vorwärts gekrümmten Schaufeln besonders günstig aus, weil der Schaufeldruck sehr groß ist und dementsprechend sich in diesem Querschnitt zwangläufig große Geschwindigkeitsunterschiede ergeben. An der Innenseite ist die größte Geschwindigkeit vorhanden; sie entspricht eventuell sogar einem Unterdruck, der nachfolgend durch Verzögerung der Geschwindigkeit in Überdruck umgewandelt werden muß. Eine solche Verzögerung benötigt, wie es vom Diffusor her bekannt ist, eine lange Strecke.The embodiment according to the invention has a particularly favorable effect on blades that are curved forwards because the blade pressure is very high and, accordingly, inevitably in this cross-section result in large differences in speed. The greatest speed is on the inside; it may even correspond to a negative pressure that is subsequently created by decelerating the speed must be converted into overpressure. Such a delay is required, as is known from the diffuser is, a long way.

Die Vermeidung des bei den bekannten Schaufelformen auftretenden Wirbels bedingt nicht allein kleinere Verluste gegenüber den bekannten Ausführungen, sondern sie bewirkt auch wesentlich geringere Geräusche, was bei einem Trommelläufer von größter Wichtigkeit ist.Avoiding the vortex that occurs with the known blade shapes is not the only requirement smaller losses compared to the known designs, but it also causes significantly lower losses Noise, which is of the utmost importance to a drum runner.

Die Ausführungsformen, bei denen der Krümmungsradius am Schaufelaustritt kleiner ist, sind für besondere Ausführungen interessant. Bei dieser Schaufelform entsteht eine scharfe Abbiegung der Schaufeldurchströmung in Richtung der Umfangsvorrichtung. Deshalb kann durch weitstehende Schaufeln eine sehr große Umfangsablenkung erreicht werden und damit eine sehr hohe Druckerhöhung, ohne die Anwendung sich lang erstreckender Schaufelenden. Hierbei ist zwar der Wirkungsgrad nicht besonders hoch. Es wird aber mit einfachen, ganz neuen Mitteln erreicht, daß sich hohe Drücke ergeben. Diese Ausführungsform ist deshalb für solche Trommelläufer interessant, bei denen es auf hohe Drücke ankommt.The embodiments in which the radius of curvature at the blade outlet is smaller are for special designs interesting. With this shape of the blade there is a sharp bend in the Blade flow in the direction of the peripheral device. This is why you can use wide-reaching shovels a very large circumferential deflection can be achieved and thus a very high pressure increase without the use of elongated blade ends. The efficiency is not particularly good here high. But it is achieved with simple, completely new means that high pressures result. This embodiment is therefore of interest for those drum runners who have high Pressure arrives.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtSome exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows

Abb. 1 die Krümmungskurve eines normalen Trommelläufers in Kreisbogenform,Fig. 1 the curvature curve of a normal drum rotor in the form of a circular arc,

A b b. 2 eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei der der Krümmungsradius am Schaufelaustritt größer,A b b. 2 shows an embodiment according to the invention, in which the radius of curvature at the blade outlet greater,

Abb. 3 eine Ausführungsform, bei der der Schaufclaustrilt kleiner ist.Fig. 3 shows an embodiment in which the Schaufclaustrilt is smaller.

Abb. 1 zeigt eine herkömmliche Bauart mit einem Krümmungsradius R, wobei der KrümmungsradiusFig. 1 shows a conventional design with a radius of curvature R, where the radius of curvature

Claims

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is constant and the curvature curve is a circular one that is several times higher, has an arc shape. Higher pressure numbers can also be used with this form in A b b. 2 a considerable environment can be achieved at the blade outlet.

larger radius of curvature R ' available. This also results in a blade shape; in the illustration, for comparison of the circular arc in FIG. 5, the bending stress of the centrifugal forces in FIG. J is shown in dashed lines. With this blade, because of its more radial extension, the relative path of the air will be longer than the corresponding path for the other particles, and the number of blades can vary considerably. This way, extremely cheap runners can be built. This is for the flow behavior, which nevertheless allows a very large pressure factor to be achieved on the curved outer surface of the io. However, the efficiency shovel is crucial. increase in this embodiment is not so great. In the case of the statements according to A b b. 1 and 2 However, this plays a role in many designs and the exit vane angles are the same. At A b b. 1 not a major role in the case of very small versions, the transition is achieved with a smaller curvature. The embodiments according to the invention offer radius R , while at A b b. 2 (invented 15 so very simple, previously unknown possibilities of the embodiment according to the invention) the considerably larger to improve drum rotors.
outer radius of curvature R ' can be seen. The replacement

on such a curved surface on the blade claim:

exit has so far not been taken into account. But she is a drum runner with forward curved,

important because z. B. at A b b. 1 (normal shape) about 20 non-profiled blades, which consist of circular

at A the detachment takes place, while at the arcs of different radii are put together,

significantly flatter curvature according to the invention, characterized in that the

the separation up to A ', possibly even up to the angle between the tangent to the point of

Shovel end can be pushed out. The one for the blade outlet and the circumferential direction in

a key figure that is decisive for such replacement is the 25th of this point in a range from -15 to

Value wR proportional, so that in the invention is 4-20 ^c .

1 sheet of drawings