SE507274C2

SE507274C2 - Air treatment units comprising housing containing radial fan including plate means in the form of plate to prevent rotation of incoming air stream

Info

Publication number: SE507274C2
Application number: SE9603640A
Authority: SE
Inventors: Lennart Sjoeqvist
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1998-05-04
Also published as: AU4579797A; DE69720752D1; NO306524B1; SE9603640L; EP0932801A1; SE9603640D0; NO991611L; EP0932801B1; WO1998015785A1; NO991611D0

Abstract

The present invention relates to an air treatment apparatus (1) having a house (2) housing a suction fan (9). The house (2) has walls (3-8). Air flows through the front wall (5), passes a lateral wall (7 and 8 respectively) and enters into the fan inlet (11) and leaves the house through an outlet (12) in the rear wall (6). With a view to prevent rotation of the air, which flows into the apparatus, guide means (16) are mounted in the space (13) in front of the fan inlet (11), which guide means (16) are made in the form of a triangular plate, the small sides (17, 18) of which extend to the rear wall (6) and one of the lateral walls (7) respectively and the hypotenuse of which (20) lies outside the greater portion of said space (13).

Description

10 15 20 25 30 35 40 507 274 2 inte på något sätt. En på fläkthjulets utlopps- eller trycksida an- ordnad ledskena är avsedd att stabilisera strömningen i fläktkåpan nedströms fläkthjulet. 10 15 20 25 30 35 40 507 274 2 not in any way. One on the outlet or pressure side of the impeller arranged guide rail is intended to stabilize the flow in the fan cover downstream of the impeller.

Enligt den svenska skriften är hos en radialfläkt en ledskena till väsentlig del anordnad inuti ett fläkthjul för att åstadkomma en än- dring av aerodynamiken till att särskilt passa för en oljebrännares behov. Medelst denna.mycket speciellt utformade ledskena skall åstad- kommas en blandning av olika luftströmmar och en stor tryckökning över fläkten vid relativt små luftflöden.According to the Swedish text, a radial fan is another guide rail essential part arranged inside a fan wheel to provide an even aerodynamics to be particularly suitable for an oil burner needs. By means of this very specially designed guide rail, there is a mixture of different air currents and a large increase in pressure over the fan at relatively small air flows.

Uppfinnaren har upptäckt, att de fenomen, som leder till nämnda pre- standaförsämring, inte bara är t ex allmän friktion och turbulens utan att en stor del av förlusterna beror på att en extra kraftig luftrotation uppstår framför eller utanför ett fläktinlopp, och att denna rotation är ju kraftigare desto närmare inloppet är beläget till en aggregatvägg. Uppfinnaren har vidare upptäckt, att rotationen påverkar fläktens funktion klart negativt, dels med avseende på pre- standa och dels med avseende på pulsationer och ljud.The inventor has discovered that the phenomena leading to said pre- deterioration, is not just general friction and turbulence, for example without a large part of the losses due to an extra powerful air rotation occurs in front of or outside a fan inlet, and that this rotation is more powerful the closer the inlet is located to a unit wall. The inventor has further discovered that the rotation clearly affects the function of the fan, partly with regard to pre- stand and partly with respect to pulsations and sounds.

I det fall luftrotationen går åt samma håll som fläkten får man en trycksänkning. Samtidigt får man då en effektsänkning, vilket bety- der, att man får en mindre verkningsgradssänkning än vad som mot- svarar trycksänkningen.In case the air rotation goes in the same direction as the fan, you get one pressure drop. At the same time, you get a power reduction, which means that you get a smaller reduction in efficiency than what is responds to the pressure drop.

Om luftrotationen går i motsatt riktning relativt fläkthjulsrota- tionen, får man ingen trycksänkning utan en effektökning och därmed sammanhängande verkningsgradsförsämring.If the air rotation is in the opposite direction relative to the impeller rotation tion, you do not get a pressure drop but an increase in power and thus coherent degradation of efficiency.

Rotation oavsett riktning ger utöver prestandaförsämring en markant ljudökning.Rotation regardless of direction gives, in addition to deterioration in performance, a marked sound increase.

Det ligger då nära till hands att försöka bemästra luftrotationer inom detta område och styra om dessa, t ex genom att i fläktens in- lopp bygga in ledskenor e dyl, som stoppar den rotation, som redan uppstått uppströms fläkten. Då visar det sig emellertid, att det byggs upp en kraftig tryckskillnad över nämnda ledskenor e dyl, det uppstår förlustbehäftade avlösningar och man snarare ökar än minskar förlusterna. Ledskenorna e dyl hamnar då också i ett läge, där ström- ningshastigheten är som störst. 10 15 20 25 30 'w 40 “ 507 274 3 I konsekvens av ovanstående insikter föreslår uppfinnaren att så långtgående som möjligt motverka och helst förhindra, att i varje fall nämnvärd luftrotation uppstår framför fläktinloppet.It is then close at hand to try to master air rotations in this area and redirect these, for example by race build in guide rails e dyl, which stops the rotation, as already occurred upstream of the fan. Then it turns out, however, that it builds up a strong pressure difference over said guide rails e dyl, det loss-making replacements occur and you increase rather than decrease the losses. The guide rails and the like then also end up in a position where the is the maximum speed. 10 15 20 25 30 'w 40 “507 274 3 In consequence of the above insights, the inventor proposes to sow as far as possible counteract and preferably prevent, that in each case significant air rotation occurs in front of the fan inlet.

Uppfinnaren har i den praktiska tillämpningen av nämnda insikter överraskande funnit, att styrmedel i mer perifera delar av luftrum- met uppströms fläkten, alltså egentligen utanför området där mer akuta problem föreligger, leder till klara förbättringar. I detta område är hastigheterna låga och en ev tendens till rotationsbild- ning kan lättare stoppas utan att det uppstår nämnvärda tryckdiffe- renser över nämnda styrmedel med tillhörande förlustbringande av- lösningar. Slutligen har uppfinnaren överraskande funnit, att en förhållandevis ringa styrning, dvs av en mindre del av den inström- mande luften, ger bästa totalverkan med endast minimala förluster och andra olägenheter. Om tillströmningen till fläkten är symmetrisk från alla håll, bör nämnda styrmedel vara radiellt orienterade för att inte hindra tillströmningen av luften. I luftbehandlingsaggregat kommer luften huvudsakligen från en riktning och styrmedlen bör då huvudsakligen vara orienterade i denna riktning för att inte hindra tillströmningen av luften. Prov har visat, att styrmedlen har störst verkan, om de placeras i luftrummet på motsatt sida i förhållande till den sida, från vilken luften kommer.The inventor has in the practical application of said insights surprisingly found that control means in more peripheral parts of the airspace met upstream of the fan, so really outside the area where more acute problems exist, leading to clear improvements. In this range, speeds are low and there is a possible tendency for rotational can be more easily stopped without appreciable pressure differences occurring. cleans over said control means with associated loss-making solutions. Finally, the inventor has surprisingly found that a relatively little control, ie of a smaller part of the inflow air, gives the best overall effect with only minimal losses and other inconveniences. If the inflow to the fan is symmetrical from in all directions, said control means should be radially oriented to do not obstruct the inflow of air. In air handling unit the air comes mainly from one direction and the means of control should then mainly be oriented in this direction so as not to obstruct the influx of air. Tests have shown that the instruments have the greatest effect, if placed in the airspace on the opposite side of the relationship to the side from which the air comes.

Kännetecknen för uppfinningen är angivna i första hand i den känne- tecknande delen av patentkravet 1 och i andra hand i underkraven.The features of the invention are set forth primarily in the the signatory part of claim 1 and in the alternative in the subclaims.

Genom kännetecknen enligt uppfinningen minimeras luftrotationen fram- för ett fläktinlopp och därmed minskar på ett dramatiskt sätt skill- naden mellan fläktens nominella prestanda och dess installerade pre- standa. Genomsnittligt halveras förlusterna. Vidare förbättras för- utsättningarna för flödesmätning medelst sådana anordningar, som be- skrivs i SE-B-S00 539.The features of the invention minimize air rotation. for a fan inlet and thus dramatically reduces the difference the nominal performance of the fan and its installed pre- standa. On average, the losses are halved. Furthermore, the exposures to flow measurement by means of such devices as is written in SE-B-S00 539.

Genom experiment har uppfinnaren som styrmedel utvecklat en relativt enkel styrplåt, som överraskande effektivt stoppar den oönskade ro- tationen, och som därigenom påtagligt förbättrar fläktens prestanda, gång och ljudnivå.Through experiments, the inventor as a means of control has developed a relative simple guide plate, which surprisingly effectively stops the unwanted which significantly improves the performance of the fan, gait and sound level.

Uppfinningen förklaras närmare med hänvisning till bifogade ritnin- gar, som visar ett föredraget, dock ej begränsande utförande. I de- 10 15 20 25 30 35 40 507 274 talj föreställer: Fig 1 en partiellt uppskuren perspektivvy från utloppssidan och uppifrån av ett konventionellt luftbehandlingsaggregat med luftströmningen in till ena fläktinloppet visad genom pil, Fig 2 samma aggregat sett perspektiviskt från inloppssidan och uppifrån, Fig 3 en fig 1 motsvarande vy av ett luftbehandlingsaggregat enligt uppfinningen, Fig 4 en fig 2 motsvarande vy av ett luftbehandlingsaggregat enligt uppfinningen och Fig 5 ett diagram, som utvisar resultatet av en jämförelse mellan tre olika prov.The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. showing a preferred but non-limiting embodiment. I de- 10 15 20 25 30 35 40 507 274 hoist represents: Fig. 1 is a partially cut-away perspective view from the outlet side and from above of a conventional air handling unit with the air flow into one fan inlet shown by arrow, Fig. 2 shows the same unit seen in perspective from the inlet side and from above, Fig. 3 is a Fig. 1 corresponding view of an air handling unit according to the invention, Fig. 4 is a Fig. 2 corresponding view of an air handling unit according to the invention and Fig. 5 is a diagram showing the result of a comparison between three different tests.

I ritningsfigurerna betecknas samma delar med samma hänvisningsbe- teckningar. Således betecknas ett luftbehandlingsaggregat i sin hel- het med 1. Det innefattar ett hus 2 med bottenvägg 3, toppvägg 4, framvägg S, bakvägg 6 och sidoväggar 7 och 8. Aggregatet rymmer en t ex dubbelsugande fläkt 9, som drivs av en motor 10. Fläkten har ett, eller vid dubbelsugande fläkt två inlopp ll och ett utlopp 12 i bakväggen 6. Inloppsöppningen eller i förekommande fall -öppningarna till huset i exempelvis framväggen kan vara av varierande form och har för tydlighets skull utelämnats. Utrymmet omedelbart utanför varje fläktinlopp är betecknat med 13 och den genom detta utrymme strömmande luftens väg har åskådliggjorts genom pilar 14 resp 15.In the drawing figures, the same parts are denoted by the same reference numerals. drawings. Thus, an air handling unit in its entirety is It comprises a housing 2 with bottom wall 3, top wall 4, front wall S, rear wall 6 and side walls 7 and 8. The unit holds one eg double-suction fan 9, which is driven by a motor 10. The fan has one, or in the case of a double-suction fan two inlets 11 and an outlet 12 in rear wall 6. The inlet opening or, where applicable, the openings to the house in, for example, the front wall can be of varying shape and has been omitted for the sake of clarity. The space immediately outside each fan inlet is denoted by 13 and that through this space the path of the flowing air has been illustrated by arrows 14 and 15, respectively.

Såsom. har' beskrivits i beskrivningsinledningen, roterar den in- strömmande luften i utrymmet 13 enligt pilen 14 och medför beskrivna olägenheter.As. has been described in the preamble, it rotates flowing the air in the space 13 according to the arrow 14 and entails described inconveniences.

Hos aggregatet enligt uppfinningen strömar luften genom utrymmet 13 i form av huvudsakligen raka, endast omedelbart vid fläktinloppet in till detta böjda strömningsvägar enligt pilarna 15. Detta uppnås tack vare styrmedel 16 enligt uppfinningen, företrädesvis plana plåtar, vilka lämpligen har åtminstone huvudsakligen triangulär form, där kateterna 17, 18 anligger mot framväggen resp tillhörande sidovägg 7 resp 8. Plåten/plåtarna ligger åtminstone huvudsakligen i samma plan som fläktaxeln 19. Om fläkten ansluter direkt till framväggen 5, sträcker sig den ena kateten 18 lämpligen ungefärligen fram till fläktaxelns tilltänkta förlängning, medan den andra kateten 17 10 15 20 25 30 'w 40 '507 274 s sträcker ungefärligen ända fram till det plan, inom vilket resp fläktinlopp är beläget. Detta innebär således, att hypotenusan 20 ligger utanför större delen av utrymmet 13, sett från fläktsidan.In the unit according to the invention, the air flows through the space 13 in the form of mainly straight, only immediately at the fan inlet to this curved flow paths according to the arrows 15. This is achieved thanks each guide means 16 according to the invention, preferably flat plates, which suitably have at least a substantially triangular shape, there the catheters 17, 18 abut against the front wall and associated side wall 7, respectively resp 8. The plate / plates are at least substantially in the same plane as the fan shaft 19. If the fan connects directly to the front wall 5, one catheter 18 suitably extends approximately up to the intended extension of the fan shaft, while the second catheter 17 10 15 20 25 30 'w 40 '507 274 s extends approximately all the way to the plane within which resp fan inlet is located. This thus means that the hypotenuse 20 is located outside most of the space 13, seen from the fan side.

Utrymmet 13 går således i huvudsak fritt från styrmedel och är därmed fritt tillgängligt för installations- och reparationsarbeten, ev mät- och annan extrautrustning m m. Det är givetvis lätt och enkelt att anordna styrplåtarna snabbmonterbara resp utbytbara och ev rentav formförändringsbara, t ex genom att två eller fler plåtar anordnas laminatliknande inbördes förskjutbara på varandra.The space 13 is thus substantially free of control means and is thus freely available for installation and repair work, possibly measuring and other extra equipment, etc. It is of course easy and simple to arrange the guide plates quickly mountable or replaceable and possibly even shape-changing, for example by arranging two or more plates laminate-like mutually displaceable on each other.

Styrplåtarna måste givetvis inte ha triangulär form. De kan ha vil- ken annan form som helst och måste inte ens vara plana. De kan ha tvärledsutsträckning tvärs relativt det genom fläktaxeln gående planet, särskilt inom området för resp innerhörn inom huset 2, så att det bildas mjuka instyrningszoner för luftströmmarna utmed aggregat- väggarna. Normalt skall sådana specialutformningar dock inte behövas, eftersom de inte ger mer än marginella förbättringar. Styrplåtar med den på ritningarna visade formen har visat sig vara överraskande effektiva, vilket även diagrammet i fig 5 bevisar. Där står den hel- dragna linjen 21 för ett prov utan sidopaneler, alltså utan sido- väggar 7 och 8 och därmed symboliserande "det stora rummet". Den storstreckade linjen 22 står för ett prov med sidoväggar och den småstreckade 23 för ett prov med sidoväggar och med styrmedel 16 enligt uppfinningen. Som synes, ligger den småstreckade linjen an- märkningsvärt nära den heldragna, vilken personifierar det ideella utförandet.Of course, the guide plates do not have to have a triangular shape. They may have any other shape and does not even have to be flat. They can have transverse extension extending relative to that passing through the fan shaft the plane, especially in the area of the respective inner corner within the housing 2, so that soft control zones are formed for the air currents along the unit the walls. Normally, however, such special designs are not required, because they provide no more than marginal improvements. Guide plates with the shape shown in the drawings has proved to be surprising effective, as the diagram in Fig. 5 also proves. There is the whole line 21 for a sample without side panels, ie without side panels walls 7 and 8 and thus symbolizing "the great room". The the solid line 22 stands for a sample with side walls and it dashed lines 23 for a sample with side walls and with control means 16 according to the invention. As can be seen, the dashed line is remarkably close to the solid, which personifies the non-profit the execution.

Uppfinningen är inte begränsad till i det föregående beskrivna och på ritningarna visade utföranden utan kan modifieras och kompletteras på godtyckligt sätt inom ramen för uppfinningstanken och följande patentkrav.The invention is not limited to the foregoing and on the drawings shown in the drawings but can be modified and supplemented arbitrarily within the scope of the inventive concept and the following patent claims.

Claims

10 15 20 25 30 35 40 507 274 e P a t e n t k r a v

An air handling unit (1) comprising a housing (2) with bottom wall (3), top wall (4), front wall (5), rear wall (6) and side walls (7,8) and accommodating one, eg double suction, radial fan (9) with horizontal fan shaft (19), wherein in the housing (2) there are control means (16) for influencing air flowing into the fan, characterized in that said control means (16) are arranged in an area where the air velocities are relatively low , namely in. mainly peripheral parts of the air space upstream of the fan (9) and consists therefrom, of a flat plate arranged within the space (13) outside each fan inlet (ll) and with at least substantially extent within the same plane as the fan shaft (19) , which control means are designed and arranged to counteract or prevent rotation of the incoming air stream (15) within said space (13).

An air handling unit according to claim 1, characterized in that the inner corner of the housing (2) located has a transverse extension relative to the plane passing through the fan shaft (19) to form soft control zones for the air currents along the unit walls. n a t d a r a v, the guide means (16) within the area of a proximity n e - a t t the plate has, at least substantially,

An air treatment unit according to claim 2, a triangular shape, wherein the catheters (17, 17) abut against the front wall (S) of the housing (2) and the associated side wall (7 and 8, respectively).

Air handling unit according to claim 3, characterized in that one catheter (18) extends approximately to the intended extension of the fan shaft (19), and / or that the other catheter (17) extends approximately up to the plane, within which the respective fan inlet (ll) is located.

Air treatment unit according to any one of claims 1-4, characterized in that the air flowing into the fan inlet is arranged to be controlled by said control means (16) in that said space (13) is substantially free of said control means also with respect to that plane , within which, only a small part of which the control means (16) are arranged. 10 15 20 25 30 35 40 '"507 274 7

An air handling unit according to any one of claims 1-5, characterized in that the space (13) on the opposite side in relation to the side, from which, the control means (16) are arranged which air flows into the housing (2) resp. the fan inlet or the inlet (ll). each guide plate (16) is designed

Air treatment unit according to one of Claims 1 to 6, in that it can be fast-assembled or exchangeable and / or shape-modified, respectively, which can be drilled, for example in that each plate consists of two or more parts which are arranged in a laminate-like manner displaceable.