Reversiergebläse oder -pumpe Die Erfindung betrifft ein Reversiergebläse oder eine Reversierpumpe, bei dem die Richtungs bestimmung des Förderstroms bei gleichbleibender Drehrichtung des Läufers durch lagenmässige Ver änderungen von Gehäusewandungen erfolgt.
Reversierpumpen oder -gebläse nach dem Stande der Technik besitzen Zentrifugalrotoren, die in Ach senrichtung ansaugen, wobei die Drehrichtung der Läufer entsprechend der gewünschten Förderrichtung eingestellt wird.
Da wahlweise in verschiedene Richtungen sich drehende Motoren teuer sind, wurden auch schon Reversiergebläse gebaut, bei denen Teile des Gebläse- gehäuses so verstellt werden können, dass die Förder- richtung eines sich ständig in einer Richtung drehen den Läufers geändert werden kann. Auch hier wurden Zentrifugalgebläse mit in axialer Richtung beauf- schlagten Rotoren verwendet.
In der deutschen Patentschrift Nr. 963809 wird ein Querstromgebläse beschrieben, bei dem sich zwi schen der Peripherie des Schaufelgitters und dem, in Drehrichtung desselben gesehen, zwischen Druck- und Saugseite angeordneten Leitkörper ein konver gierender Kanal befindet, durch den ein Teil des För- dermediums von der Druckseite in den Läufer zu rückströmt und ein Wirbelkerngebiet bildet, das die Abdichtung zwischen Saug- und Druckseite über nimmt.
In der Schweizer Patentschrift Nr.369856 wird eine Weiterentwicklung dieser Querstromma- schine beschrieben, bei der die Schaufelwinkel des Läufers so gewählt sind, dass das Zentrum dieses Wir belkerngebietes nahe an die innere Peripherie des Schaufelgitters verlagert und möglichst klein gehalten wird, so dass ein Maximum des Schaufelgitterinnen- raums für den Förderstrom zur Verfügung steht.
Die Lage des Wirbelkerngebietes und damit die Förder- richtung wird durch einen Leitkörper bestimmt, wel cher in Drechrichtung des Läufers gesehen zwischen Druck- und Saugseite angeordnet ist und der sich nur über einen kleinen Zentriwinkel erstreckt. Der An saugbereich erstreckt sich vorteilhafterweise über einen Zentriwinkel von etwa 180 und sämtliche Ge häuseteile besitzen einen Mindestabstand von der Peripherie des Schaufelgitters von etwa der halben Schaufelerstreckung in radialer Richtung. Mit dieser Querstrommaschine konnten wesentlich bessere Wir kungsgrade als mit früher bekannten erreicht werden.
Darüber hinaus konnte bei Verwendung als Gebläse eine grosse Geräuscharmut erzielt werden.
Es wurde nun gefunden, dass bei unveränderter Drehrichtung der Schaufeln die Richtung des Förder- stromes auf einfache Weise umgekehrt werden kann, wenn erfindungsgemäss unter Verwendung eines Trommelläufers, bei dem die Schaufelwinkel und die Schaufelkrümmung so gewählt sind, dass die Durch satzströmung im Inneren des Läufers die, Form eines Wirbels annimmt, dessen Zentrum möglichst nahe der inneren Peripherie des Schaufelgitters liegt, zwei wechselseitig verstellbare Gehäusewandungen so an geordnet sind,
dass jeweils in den Extremstellungen dieser verstellbaren Gehäusewandungen nur einer von zwei von den Gehäuseendwandungen symmetrisch zur Drehachse des Läufers gebildeten Leitkörpern für die Bestimmung der Lage des Wirbelkerngebietes und damit der Förderrichtung wirksam ist.
Hierdurch kann auf einfache Weise eine Rever- sierung des Förderstromes vorgenommen werden. Die verstellbaren Gehäusewandteile können dabei wech- selseitig zwischen ihren Extremstellungen so ver- schwenkt werden, dass eine Reversierung erfolgen kann. Wenn beide verstellbaren Leitwandungen sich in ihrer Mittelstellung befinden, ist der Durchsatz Null. Der Läufer läuft dann nahezu ohne Leistungs aufnahme um.
Anhand der Figuren soll die Erfindung beispiels weise näher erläutert werden.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Reversiergebläse mit einem erfindungsgemäss beaufschlagten Schaufelgitter in den zwei Extremstellungen im Querschnitt.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Reversiergebläses.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Reversiergebläse in zwei Endstellungen dargestellt, das einen Rotor 1 auf weist, dessen Schaufeln 3 sich zwischen zwei nicht dar gestellten, geschlossenen Kreisscheiben erstrecken. Der Rotor ist in einem Gehäuse drehbar gelagert, das symmetrisch zum Rotor ausgebildete Wandungen 11 und 11' besitzt, welche sich in axialer Richtung längs des ganzen Rotors erstrecken und mit den beiden stirnseitigen Gehäusewandungen 12 verbunden sind, von denen eine zu sehen ist.
Die Seitenwandungen 11 und 11' begrenzen zusammen mit den Gehäusewan dungen 12 zwei einander gegenüberliegende recht eckige Öffnungen 14 und 14', die wechselweise den Einlass und den Auslass des Gebläses bilden, wobei bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung die Öffnung 14' den Einlass und die Öffnung 14 den Auslass bildet.
Die zur Rotorachse parallelen Ausbiegungen 10 und 10' der Wandungen 11 und 11', die sich etwa in der Mitte dieser Wandungen befinden, liegen mit der Rotorachse zusammen etwa in einer Ebene. Ein Wandungsteil 13 bzw. 13' konvergiert von einem Rand 15 bzw. 15' jeder der Öffnungen 14 bzw. 14' aus zu der jeweiligen Biegung 10 bzw. 10', die der Peripherie 8 des Rotors am nächsten liegt. Ebenfalls weist jede Wandung 11 bzw. 11' einen Teil 16 bzw. 16' auf, der von der Öffnung zu einer weiteren Bie gung 17 bzw. 17' führt, die durch ein Wandungsteil 18 bzw. 18' in einem grösseren Abstand von der Peri pherie 8 des Rotors gehalten wird als die Biegung 10 bzw. 10'.
Die Wandungsteile 18 und 18' sind gekrümmt. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius liegt bei 19 bzw. 19'. Es wird besonders hervorge hoben, dass einander entsprechende Teile der Wan dungen 11 und 11' zum Drehzentrum des Schaufel gitters 1 symmetrisch angeordnet sind.
Um die Schwenklinien 19 und 19' sind Wan- dungsteile 20 und 20' aus dünnem Blech oder einem ähnlichen Material beweglich gelagert, die sich bis zu den festen Wandungsteilen 18 bzw. 18' erstrecken.
Diese beweglichen Wandungsteile 20 bzw. 20' lassen sich wechselseitig so verstellen, dass jeweils einer die ser beweglichen Wandungsteile eng an einem der Wandungsteile 16 bzw. 16' anliegt, während der an dere Wandungsteil so nahe an die Peripherie 8 des Schaufelgitters 1 herangeschwenkt ist, dass er bündig in den Wandungsteil 13 bzw. 13' übergeht.
Diese wechselseitigen Verstellungen der beweglichen Wan- dungsteile 20 bzw. 20' werden mittels einer um die Drehachse des Schaufelgitters verschwenkbaren Ex zenternocke 22 bewirkt, auf der Arme 21 bzw. 21' gleiten, die an den Enden der beweglichen Wandungs- teile 20 bzw. 20' angeordnet sind. Die Arme 21 bzw. 21' sind mittels einer Zugfeder 23 in der dargestellten Weise miteinander verbunden. Die Exzenternocke 22 ist um dieselbe Achse wie der Rotor um 180 dreh bar. Wenn diese Exzenternocke 22 verstellt wird, werden die beweglichen Wandungsteile 20 und 20' wechselseitig verstellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen dabei die zwei entgegengesetzten Extremstellungen, in denen die Förderrichtungen des Fördermediums, wie mit den Strömungsvektoren angedeutet wird, einander entgegengesetzt sind. Diese Umkehr der Förderrich- tung wird ausschliesslich durch die Veränderung der Lage des Wirbelkerns V bestimmt. Die Lage des Wir belkerngebietes und damit die Richtung des Förder- stromes ist damit von der Stellung des Gehäusewand teils 10 in Fig. 1 bzw. 10' in Fig. 2 abhängig.
In den Fig. 1 und 2 sind, wie schon ausgeführt wurde, Extremstellungen dargestellt. \'Fenn die Exzen- ternocke 22 von der in Fig. 1 dargestellten Stellung in die in Fig. 2 dargestellte Stellung verdreht wird, wird ohne wesentliche Änderung der Drehgeschwin digkeit des Rotors der Durchsatz kontinuierlich von einem maximalen Wert über Null (entsprechend einer Verdrehung der Exzenternocke um 90 ) bis wiederum zu dem Maximalwert in entgegengesetzter Richtung verändert.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Reversiergebläses dargestellt. Die ses Gebläse besitzt ebenfalls ein Radialschaufelgitter 1, dessen Schaufelparameter nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gewählt sind. Zwischen Stirn wandungen 32 erstrecken sich ebenfalls längs des Rotors Seitenwandungen, die zusammen mit diesen Stirnwandungen das Gehäuse um den Rotor bilden. Diese Seitenwandungen bestehen aus gleichen, zum Drehpunkt des Rotors spiegelsymmetrisch angeord neten, festen Wandungsteilen 33 und 33' sowie be weglichen Wandungsteilen 39 bzw. 39'.
Jedes der beweglichen Wandungsteile wird durch ein Gestänge getragen, das aus einem Paar von Hebeln 34 und 35 besteht, die sich um feste Punkte 34' bzw. 35' drehen und deren längere Arme bei 34" bzw. 35" mit den entsprechenden beweglichen Wandungsteilen 39 und 39' gelenkig verbunden sind. Die kurzen Arme der Hebel sind mit einer Gelenkstange 36 verbunden. Die Enden der langen Hebel 34 und 35 besitzen Ansätze (nicht dargestellt), die in Schlitzen 34"' und 35"' geführt werden. Die beweglich angeordneten Wandungen 39 und 39' besitzen ebene Teile 37 bzw. 37', die sich wechselseitig und parallel zu den festen Wandungen 33' bzw. 33 hin und von diesen weg bewegen, wenn die Gestänge verstellt werden, sowie gebogene Teile (z.
B. 38'), die mit der Peripherie des Rotors einen in Drehrichtung des Rotors divergieren den Kanal einschliessen. Die Wandungen 39 und 39' können so verschwenkt werden, dass einer der ge- krümmten Wandungsteile (in Fig. 3 der an der Wan dung 39 befindliche) nahe an den Rotor 1 heran gerückt wird und der andere gekrümmte Wandungs- teil (38' in Fig. 3) sich in einer zurückgezogenen Stel lung befindet und mit dem Ende eines weiteren fest angeordneten Wandungsteils (29' in Fig. 3) in der dargestellten Weise bündig abschliesst.
Die verschieb- ]ich angeordneten Wandungen können wechselseitig verstellt werden, so dass in einer Endstellung immer nur ein Wandungsteil 38 bzw. 29' als Teil eines die Lage des Zirkulationswirbels stabilisierenden Leit- körpers in Funktion tritt, wodurch die Lage dieses Wirbels und damit die Richtung der Durchsatzströ- mung eindeutig festgelegt ist.
Mit den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Rever- siergebläsen kann ohne Geschwindigkeitsänderung des Rotors die Strömungsrichtung nicht nur umge kehrt werden, sondern auch in jeder Richtung die durchgesetzte Menge beliebig variiert werden, indem einfach die entsprechenden beweglichen Wandungs- teile entsprechend verstellt werden.
Da die von der Antriebsachse des Rotors aufge nommene Leistung mit Abnahme der Fördermenge abnimmt, kann mit einem erfindungsgemässen Rever- siergebläse durch einfaches Verstellen der beweg lichen Wandungsteile eine nahezu verlustlose Rege lung der Durchsatzmenge in beiden Richtungen mit Erfolg durchgeführt werden.
Während die in den Fig. 1 und 2 dargestellte An ordnung den Vorteil hat, dass die Austritts- und Ein trittsquerschnitte jeweils unverändert gleich gross blei ben und sie damit besonders geeignet ist, um in eine Leitung mit festem Querschnitt eingebaut zu werden, besitzt die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung den Vor teil, dass der Ansaugquerschnitt jeweils grösser ist als der Austrittsquerschnitt.
Reversing fan or pump The invention relates to a reversing fan or a reversing pump in which the direction of the delivery flow is determined by changing the position of the housing walls while the direction of rotation of the rotor remains the same.
Reversing pumps or blowers according to the prior art have centrifugal rotors that suck in axis direction, the direction of rotation of the rotor is set according to the desired direction of delivery.
Since motors rotating in different directions are expensive, reversing fans have also been built in which parts of the fan housing can be adjusted so that the conveying direction of a rotor that constantly rotates in one direction can be changed. Here, too, centrifugal fans with rotors acted on in the axial direction were used.
In German Patent No. 963809, a cross-flow fan is described in which there is a converging channel between the periphery of the blade grille and the guide body, seen in the direction of rotation, between the pressure and suction side, through which a part of the conveying medium is located flows back from the pressure side into the rotor and forms a vortex core area that takes over the seal between the suction and pressure side.
In Swiss Patent No. 369856, a further development of this cross-flow machine is described in which the blade angles of the rotor are chosen so that the center of this vortex area is shifted close to the inner periphery of the blade grid and is kept as small as possible, so that a maximum the interior of the vane grille is available for the flow rate.
The position of the vortex core area and thus the conveying direction is determined by a guide body which, viewed in the turning direction of the rotor, is arranged between the pressure and suction side and which only extends over a small central angle. The suction area extends advantageously over a central angle of about 180 and all Ge housing parts have a minimum distance from the periphery of the blade grille of about half the blade extension in the radial direction. With this cross-flow machine, significantly better degrees of efficiency could be achieved than with previously known ones.
In addition, when used as a fan, it was possible to achieve great low noise levels.
It has now been found that with the direction of rotation of the blades unchanged, the direction of the conveying flow can be reversed in a simple manner if, according to the invention, using a drum rotor in which the blade angle and the blade curvature are selected so that the throughput flow inside the rotor which, assumes the shape of a vortex, the center of which is as close as possible to the inner periphery of the blade grille, two mutually adjustable housing walls are arranged in such a way that
that in the extreme positions of these adjustable housing walls only one of two guide bodies formed by the housing end walls symmetrically to the axis of rotation of the rotor is effective for determining the position of the vertebral core area and thus the conveying direction.
In this way, the delivery flow can be reversed in a simple manner. The adjustable housing wall parts can be swiveled alternately between their extreme positions so that reversing can take place. When both adjustable guide walls are in their middle position, the throughput is zero. The runner then runs around with almost no power consumption.
Using the figures, the invention will be explained in more detail, for example.
FIGS. 1 and 2 show a reversing fan with a blade grating acted upon according to the invention in the two extreme positions in cross section.
3 shows another embodiment of a reversible fan according to the invention.
In FIGS. 1 and 2, a reversing fan is shown in two end positions, which has a rotor 1, the blades 3 of which extend between two closed circular disks not provided. The rotor is rotatably mounted in a housing which has walls 11 and 11 'formed symmetrically to the rotor, which extend in the axial direction along the entire rotor and are connected to the two end housing walls 12, one of which can be seen.
The side walls 11 and 11 ', together with the housing walls 12, delimit two opposite rectangular openings 14 and 14', which alternately form the inlet and outlet of the fan, the opening 14 'being the inlet in the arrangement shown in FIG and the opening 14 forms the outlet.
The bends 10 and 10 'of the walls 11 and 11', which are parallel to the rotor axis and are located approximately in the middle of these walls, lie together approximately in one plane with the rotor axis. A wall part 13 or 13 'converges from an edge 15 or 15' of each of the openings 14 or 14 'to the respective bend 10 or 10' which is closest to the periphery 8 of the rotor. Likewise, each wall 11 or 11 'has a part 16 or 16', which leads from the opening to a further Bie supply 17 or 17 ', which through a wall part 18 or 18' at a greater distance from the Peri pherie 8 of the rotor is held as the bend 10 or 10 '.
The wall parts 18 and 18 'are curved. The center of the radius of curvature is 19 or 19 '. It is particularly emphasized that corresponding parts of the walls 11 and 11 'to the center of rotation of the blade grid 1 are arranged symmetrically.
Wall parts 20 and 20 'made of thin sheet metal or a similar material are movably mounted around pivot lines 19 and 19' and extend to fixed wall parts 18 and 18 ', respectively.
These movable wall parts 20 and 20 'can be adjusted alternately so that one of these movable wall parts rests closely against one of the wall parts 16 or 16', while the other wall part is pivoted so close to the periphery 8 of the blade grille 1, that it merges flush with the wall part 13 or 13 '.
These reciprocal adjustments of the movable wall parts 20 and 20 'are brought about by means of an eccentric cam 22 which can be pivoted about the axis of rotation of the blade grille and on which arms 21 and 21' slide, which slide at the ends of the movable wall parts 20 and 20, respectively 'are arranged. The arms 21 and 21 'are connected to one another by means of a tension spring 23 in the manner shown. The eccentric cam 22 is rotatable about the same axis as the rotor by 180 bar. When this eccentric cam 22 is adjusted, the movable wall parts 20 and 20 'are adjusted alternately.
1 and 2 show the two opposite extreme positions in which the conveying directions of the conveying medium, as indicated by the flow vectors, are opposite to one another. This reversal of the conveying direction is determined exclusively by the change in the position of the vortex core V. The position of the vortex core area and thus the direction of the delivery flow is thus dependent on the position of the housing wall part 10 in FIG. 1 and 10 'in FIG.
In FIGS. 1 and 2, as already stated, extreme positions are shown. If the eccentric cam 22 is rotated from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. 2, the throughput is continuously increased from a maximum value above zero (corresponding to a rotation of the rotor) without any significant change in the rotational speed of the rotor Eccentric cam changed by 90) again up to the maximum value in the opposite direction.
A further embodiment of a reversing fan according to the invention is shown in FIG. 3. This fan also has a radial vane grille 1, the vane parameters of which are selected according to the principles of the present invention. Between end walls 32 also extend along the rotor side walls which, together with these end walls, form the housing around the rotor. These side walls consist of the same fixed wall parts 33 and 33 ', as well as movable wall parts 39 and 39', which are mirror-symmetrically arranged to the pivot point of the rotor.
Each of the movable wall parts is carried by a linkage consisting of a pair of levers 34 and 35 which rotate about fixed points 34 'and 35' respectively and the longer arms thereof at 34 "and 35" with the respective movable wall parts 39 and 39 'are articulated. The short arms of the levers are connected to a link rod 36. The ends of the long levers 34 and 35 have lugs (not shown) which are guided in slots 34 "'and 35"'. The movably arranged walls 39 and 39 'have flat parts 37 and 37', which move alternately and parallel to the fixed walls 33 'and 33 and away from them when the rods are adjusted, as well as curved parts (e.g.
B. 38 '), which diverge in the direction of rotation of the rotor with the periphery of the rotor include the channel. The walls 39 and 39 'can be pivoted so that one of the curved wall parts (in FIG. 3 the one on the wall 39) is moved close to the rotor 1 and the other curved wall part (38' in Fig. 3) is in a withdrawn position and is flush with the end of another fixed wall part (29 'in Fig. 3) in the manner shown.
The displaceable walls can be adjusted alternately so that in one end position only one wall part 38 or 29 'functions as part of a guide body stabilizing the position of the circulation vortex, whereby the position of this vortex and thus the direction the throughput flow is clearly defined.
With the reversing blowers shown in FIGS. 1 to 3, the flow direction can not only be reversed without changing the speed of the rotor, but the amount passed through can also be varied as desired in each direction by simply adjusting the corresponding movable wall parts accordingly.
Since the power consumed by the drive shaft of the rotor decreases as the delivery rate decreases, a reversing fan according to the invention can be used to successfully regulate the throughput in both directions by simply adjusting the movable wall parts.
While the arrangement shown in FIGS. 1 and 2 has the advantage that the exit and entry cross-sections remain unchanged and are therefore particularly suitable for being installed in a line with a fixed cross-section Fig. 3 device shown the part before that the suction cross section is larger than the outlet cross section.