Einrichtung an Fliehkraftgebläsen zur Umsetzung der im Rotor erzeugten Geschwindigkeit des Fördermittels in Druck, unter Verwendung von Diü'usoren und eines oder mehrerer Spiralgehäuse. Beiden bekannten Fliehkraftgebläsen mit Spiralgehäusen wird das Fördermittel durch das Laufrad in das Spiralgehäuse gefördert und strömt am Austritt aus dem Spiralge- häuse einem Diffusor zu.
Das Spiralgehäuse kann dabei nur als Sammelraum ausgebildet sein, wobei eine Druckumwandlung im Spi- ralgehäuse nur so weit erfolgt, als sie durch das Drallgesetz bedingt 5st, oder es kann noch zusätzlich erweitert sein, so :dass es auch schon als Diffusor wirkt.
Beide Bauarten besitzen grosse Nachteile. Das Drallgesetz lautet rc = konst.
In der Abb. 1 der beiliegenden Zeichnungen bedeuten ri den Strömungshalbmesser für ein Förderteilchen am Spiralenanfanb, ei die zu gehörige Geschwindigkeit des aus denn Lauf rad austretenden Förderteilchens in m/Sek., r;, den Strömungshalbmesser am Spiralen- ende aussen und c., die dortige Geschwindig keit. Es ist rici <I>=</I> r@,c@, <I>-</I> rc.
<B>ei</B> - c., entspricht dem Geschwindigkeits- unterschied zwischen innen und aussen am Eintritt in den Diffusor. Entsprechend die sem Geschwindigkeitsunterschied ist,der sta- tische Druck aussen grösser als innen. Der Druckunterschied ist
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wobei g die Fallbeschleun bggung gleich 9.81 m/Sek.2 und v das spezifische Volumen in ms/kg ist.
Dieser statische Druckunter- schied kann ansehnliche Werte erreichen. Es treten .daher im Diffusoreneintrif und auch schon im Spiralgehäuse Querströmungen und Druckverluste auf, welche den Wirkungsgrad des Gerätes herabsetzen.
Gemäss der Erfindung wird der durch das Drallgesetz bedingte Unterschied des sta tischen Druckes dadurch vermindert, dass jedes Spiralgehäuse in mindestens zwei Teil spiralgehäuse unterteilt ist und dass an jedes Teilspiralgehäuse sich ein Diffusor anschliesst.
Dadurch werden nicht nur die Verluste. die von den durch das Drallgesetz bedingten Druckunterschieden herrühren. sondern ausser dem auch die Umlenk- und Reibungsverluste verkleinert, so dass erheblich höhere Wir kungsgrade erzielt werden als bei den bekann ten Ausführungen. Die Abb. \? zeigt die Ver hältnisse bei einem Vierdiffusorengehäuse. Weil vier Teilspiralgehäuse mit angeschlos- senen Diffusoren vorgesehen sind,
-erden die Spiralenquerschnitte wesentlich kleiner. also auch der Radius r". Entsprechend dem Drall gesetz ist ra re <I>= r'</I> C' <I>=</I> ?'i ri und da. r" kleiner als. ra ist, wird ea, grösser als e;, das heisst ei, ist weniger verschieden von c; als e", und dadurch sind auch der sta tische Druckunterschied und die dadurch be dingten Verluste geringer.
In der Abb. 3 sind als Abszisse die Durchmesser des Diffusoreintrittes für Ein-. Zwei- und Vierdiffusorengebläse aufgetra gen. Die Kurve a zeigt die Abnahme der Geschwindigkeit c" bei Abnahme der Anzahl der Teilspiralen.
Der Wert über dem Null punkt entspricht der Geschwindigkeit c;, wel cher Wert von c. bei Innendlich grosser Zahl der Teilspiralen erreicht würde. Die Kurve b zeigt ungefähr den durch das Drallgesetz hervorgerufenen Unterschied des statischen Druckes innen und aussen.
Es ist zu ersehen, das schon bei vier Teilspiralgehäusen der Unterschied des statischen Druckes auf die Hälfte des Betrages wie bei der Eindiffu- sorenbauart fällt.
Zugleich werden damit auch die durch die Reibung entstehenden Ver luste kleiner, "Teil die Wege, längs deren die Reibungsverluste auftreten, 'bedeutend klei ner sind.
Entsprechend der Zunahme der Zahl der Teilspiralgehäuse nimmt die mittlere Ge- schv-indigkeit am Diffusoreneintritt zu und die Druckumwandlung wird mehr in die Dif- fusoren verlegt, die ohne weiteres so gebaut werden können, dass sie ennen sehr hohen Wirkungsgrad haben.
Mit Zunahme der Anzahl der Teilspiral- gehäuse werden die Diffusoren in den Ab messungen kleiner und bei gleichem Erwei- terungswinkel kürzer.
Die Erfindung bietet noch einen weiteren wesentlichen Vorteil gegenüber den bekann ten Ausführungen, und zwar in bezug auf die Umlenkung des Fördermittels. Gemäss der Abb. 1 wird das am Anfang der Spirale in das Gehäuse eintretende Fördermittel bis zum Austritt aus der Spirale um 360 umgelenkt. Da. das Fördermittel, das am Ende der Spi rale aus dem Laufrad ins Gehäuse eintritt, gerade in den Diffusor weiterströmt, also um 0 umgelenkt wird, so wird das Fördermittel im Mittel um<B>1.80'</B> umgelenkt.
Bei dem Vier- diffiisorengehäuse gemäss der Abb. 2 beträgt die Umleitung im Mittel nur 45 . Die Um lenkverluste haben einen Druckverlust
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zur Folge. - bedeutet den U-mlenk-Koeffi- zienten, nc die mittlere Geschwindigkeit in der Spirale. Für den Umlenkkoeffizienten können aus der Literatur die folgenden Werte entnommen werden.
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Umlenkung <SEP> = <SEP> 30 <SEP> <SEP> 45 <SEP> <SEP> 90 <SEP> <SEP> 180
<tb> s <SEP> = <SEP> 0,03 <SEP> 0.06 <SEP> 0,2 <SEP> 0,42, woraus ohne weiteres der durch die Verrin gerung der Umlenkverluste für das Vierdif- fusorengehäuse (; = 0,06) gegenüber der Eindiffusorenbauart (s - 0,42) entstehende Gewinn ersehen werden kann.
Ein weiterer Vorteil, zum Beispiel der erfindungsgemässen Bauart nach Abb. 2 ist der, dass die Weglänge bis zum Diffusor nur 14 derjenigen von Abb. 1 ist. Wie aus Abb. 1 hervorgeht, ist für das Eindiffusorengehäuse der Reibungsweg im Bogenmass <B>360',</B> für das Vierdiffusorengehäuse (Abb. 2) nur 90 , das heisst ?4. Durch jeden Teildiffusor strömt ?!i Menge.
Die 1/1 Menge strömt durch die vier Teildiffusoren mit je<B>90'</B> Reibungsweg; der Reibungsweg für die '/, Menge ist also auch nur 90 (da die Web parallel geschaltet sind) gegenüber<B>360'</B> bei der EindiffusGren- bauart. Die Reibungsverluste werden daher wesentlich kleiner.
Die vorliegende Erfindung bietet noch einen weiteren Vorteil. Mit Zunahme der An zahl der Teilspiralgehäuse und der dadurch bedingten Abnahme der Querschnitte kann die Gehäusebreite wesentlich kleiner ausge führt und daher der Breite des Laufrades, an gepasst werden, wodurch Verpuffungsverluste beim Übergang vom Laufrad ins Gehäuse vermieden werden können.
Die Abb. 4 bis 11 zeigen beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen standes. Die Abb. 4 und 5 zeigen ein ein stufiges Zweidiffusorengebläse. Das Spiral- gehäuse ist in zwei Teilspiralgehäuse I und II unterteilt, die in die Diffusoren I' und II' überleiten. Von diesen wird das Fördermittel unmittelbar zu den Verwendungsstellen ge führt.
Ist nur eine Verwendungsstelle vor handen, so wird das Fördermittel vom Diffu- sor I' durch die Überströmleitung III zum gemeinsamen Austrittsstutzen IV geleitet, in welchem auch der Diffusor II' einmündet (Abb. 6 und 7).
Die Abb. 8 zeigt in Stirn ansieht die Vereinigung der Leitung III mit dem Diffusor II' zum gemeinsamen Austritts- stutzen IV.
Die Abb. 9 bis 11 zeigen ein mehrstufiges Fliehkraftgebläse. Die beiden Laufräder 4 und 5 (Abb. 11) sitzen auf der Welle 6. Das Laufrad 4 fördert in die Teilspiralgebäuse Ia, IIa, IIIa, IVa. In den Diffusoren I', II', III' und IV' wird Geschwindigkeit in Druck umgesetzt.
Durch die Überströmleitungen I", II", III", IV" wird das Fördermittel dem Saugraum 7 der zweiten Stufe zugeführt. Das Laufrad 5 saugt aus dem Raum 7 an.
Die zweite Stufe hat beispielsweise ebenfalls vier Teilspiralgehäuse mit angeschlossenen Diffusoren. Die zugehörigen vier Überström- leitungen münden in den Austrittsraum 8 durch die Stutzen I"', II"', III' und IV"' (Abb. 10). 9 ist ein gemeinsamer Ausström- stutzen.
Die Erfindung ist auf alle Fliehkraftför- dergeräte für Luft und gasförmige Mittel anwendbar. Die Geräte können ein- oder mehrstufig sein. Die Diffusoren können bei mehrstufigen Geräten durch Überströmleitun- gen zur folgenden Stufe führen. Es können sich an die Diffusoren Überströmleitungen anschliessen, die zu mindestens einem gemein samen Austrittsstutzen führen.
Device on centrifugal fans for converting the speed of the conveying medium generated in the rotor into pressure, using diusors and one or more spiral housings. In both known centrifugal fans with spiral housings, the conveying medium is conveyed through the impeller into the spiral housing and flows to a diffuser at the outlet from the spiral housing.
The spiral housing can only be designed as a collecting space, with a pressure conversion in the spiral housing only taking place to the extent required by the law of swirl, or it can be expanded further so that it also acts as a diffuser.
Both types have major disadvantages. The twist law is rc = const.
In Fig. 1 of the accompanying drawings, ri denotes the flow radius for a conveyed particle at the spiral fan, ei the associated speed of the conveyed particle emerging from the impeller in m / sec., R ;, the flow radius at the spiral end outside and c., the speed there. It's rici <I> = </I> r @, c @, <I> - </I> rc.
<B> ei </B> - c., Corresponds to the speed difference between inside and outside at the entrance to the diffuser. Corresponding to this speed difference, the static pressure outside is greater than inside. The pressure difference is
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where g is the gravitational acceleration bgggung equal to 9.81 m / sec. 2 and v is the specific volume in ms / kg.
This static pressure difference can reach considerable values. Cross flows and pressure losses therefore occur in the diffuser inlet and also in the spiral housing, which reduce the efficiency of the device.
According to the invention, the difference in the static pressure caused by the law of swirl is reduced by the fact that each spiral housing is divided into at least two spiral housing parts and that a diffuser is attached to each partial spiral housing.
This doesn't just reduce the losses. which result from the pressure differences caused by the swirl law. but also the deflection and friction losses are reduced, so that considerably higher degrees of efficiency can be achieved than with the known designs. The Fig. \? shows the conditions for a four diffuser housing. Because four partial spiral housings with connected diffusers are provided,
-ground the spiral cross-sections much smaller. thus also the radius r ". According to the twist law, ra re <I> = r '</I> C' <I> = </I>? 'i ri and da. r" is smaller than. ra is, becomes ea, greater than e; that is, ei, is less different from c; as e ", which means that the static pressure difference and the losses it causes are also lower.
In Fig. 3, the abscissa is the diameter of the diffuser inlet for inlet. Two and four diffuser blowers applied. The curve a shows the decrease in the speed c "with a decrease in the number of partial spirals.
The value above the zero point corresponds to the speed c; which is the value of c. would be achieved with a large number of partial spirals inside. Curve b roughly shows the difference in static pressure inside and outside caused by the twist law.
It can be seen that with four partial volute casings the difference in static pressure falls to half the amount as with the diffuser design.
At the same time, the losses caused by the friction are also smaller, "Part of the paths along which the friction losses occur are significantly smaller.
Corresponding to the increase in the number of partial spiral housings, the average speed at the diffuser inlet increases and the pressure conversion is more relocated to the diffusers, which can easily be built so that they have a very high efficiency.
With an increase in the number of partial volute casings, the dimensions of the diffusers become smaller and, with the same expansion angle, they become shorter.
The invention offers yet another significant advantage over the known th versions, namely with respect to the deflection of the conveyor. According to FIG. 1, the conveying means entering the housing at the beginning of the spiral is deflected by 360 until it exits the spiral. There. the conveying medium that enters the housing at the end of the spiral from the impeller continues to flow into the diffuser, i.e. is deflected by 0, the conveying medium is deflected by <B> 1.80 '</B> on average.
With the four diffuser housing according to Fig. 2, the diversion is only 45 on average. The Umenkverluste have a pressure loss
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result. - means the U-mlenk coefficient, nc the mean speed in the spiral. The following values can be taken from the literature for the deflection coefficient.
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Redirection <SEP> = <SEP> 30 <SEP> <SEP> 45 <SEP> <SEP> 90 <SEP> <SEP> 180
<tb> s <SEP> = <SEP> 0.03 <SEP> 0.06 <SEP> 0.2 <SEP> 0.42, from which the reduction in deflection losses for the four-diffuser housing (; = 0 , 06) compared to the diffuser design (s - 0.42) can be seen.
A further advantage, for example of the design according to the invention according to FIG. 2, is that the path length to the diffuser is only 14 that of FIG. As can be seen from Fig. 1, the friction path for the single diffuser housing is <B> 360 ', </B> for the four diffuser housing (Fig. 2) only 90, i.e.? 4. ?! I quantity flows through each partial diffuser.
The 1/1 amount flows through the four partial diffusers, each with <B> 90 '</B> friction path; the friction path for the '/' quantity is also only 90 (since the webs are connected in parallel) compared to <B> 360 '</B> in the case of the single diffuser type. The friction losses are therefore much smaller.
The present invention offers another advantage. With an increase in the number of partial spiral housings and the resulting decrease in cross-sections, the housing width can be made much smaller and therefore the width of the impeller to be adapted, which can avoid deflagration losses when transitioning from the impeller to the housing.
Figs. 4 to 11 show, for example, embodiments of the subject matter of the invention. Figs. 4 and 5 show a two-stage two-diffuser fan. The spiral housing is divided into two partial spiral housings I and II, which lead into the diffusers I 'and II'. From these, the funds will be sent directly to the points of use.
If there is only one point of use, the conveying means is passed from the diffuser I 'through the overflow line III to the common outlet connection IV, in which the diffuser II' also opens (Fig. 6 and 7).
Fig. 8 shows in the front the connection of the line III with the diffuser II 'to the common outlet nozzle IV.
Figs. 9 to 11 show a multi-stage centrifugal fan. The two impellers 4 and 5 (Fig. 11) sit on the shaft 6. The impeller 4 conveys into the partial spiral housing Ia, IIa, IIIa, IVa. In the diffusers I ', II', III 'and IV', speed is converted into pressure.
The conveying means is fed to the suction chamber 7 of the second stage through the overflow lines I ", II", III ", IV". The impeller 5 sucks in from the space 7.
The second stage, for example, also has four partial spiral housings with connected diffusers. The associated four overflow lines open into the outlet space 8 through the nozzles I "', II"', III 'and IV "' (Fig. 10). 9 is a common outflow nozzle.
The invention can be applied to all centrifugal delivery devices for air and gaseous media. The devices can be single or multi-level. With multi-stage devices, the diffusers can lead to the next stage through overflow lines. Overflow lines can be connected to the diffusers and lead to at least one common outlet nozzle.