176529. lajstromszámú szabadalom • Zajcsökkentő elem radiális ventillátorokhoz
3 176529 4 re nyomatékot fejt ki. A lapátozás a közegre csak úgy tud nyomatékot kifejteni, ha a lapátfelület két oldalán különböző nyomások uralkodnak. W2 pu2 , „ „ , . ... .. A ——!----—— azonos értékű es az u kerületi se-2 Q 2 besség is ugyanakkora. A p nyomás tehát csak úgy különbözhet, ha a w relatív sebesség eltérő nagyságú a lapátfelület két oldalán. Mivel a lapátfelületen folyadék nem áramlik át, a w relatív sebesség vektora a lapátfelület mindkét oldalán a felület érintősíkjában fekszik. Ugyancsak az érintősíkban fekszik a két lapátoldali w relatív sebesség különbsége is. Ezek után belátható, a c=w+u összefüggés kapcsán, hogy a lapátfelület két oldalán érvényes c abszolút sebességvektor különbsége is az érintősíkba esik. Más szavakkal a c abszolút sebesség érintősíkba eső vetülete a lapát két oldala között szakadást mutat. Úgy találtam, hogy a leghatásosabb és legegyszerűbb hangerőcsökkenést úgy lehet elérni, hogy a szívónyílás felől valamilyen szerkezeti elemmel, például lemezzel gátoljuk a szállítandó közeg áramlását a csigaház nyelve irányában. A találmány tehát zajcsökkentő elem radiális ventillátorokhoz, amelynek révén — meglepő módon a radiális ventillátorok zajszintjét lényeges mértékben lehet csökkenteni. A zajcsökkentő elem egy áramlásgátló lemez, amely a ventillátor járókerekén belül, a radiális lapátok élével egy vonalban van elrendezve oly módon, hogy a ventillátor járókereke és az áramlásgátló lemez között rés van hagyva. A találmány szerinti megoldásnak megfelelően kialakított ventillátort és annak működési elvét a leíráshoz mellékelt rajzokon közelebbről is megmagyarázom. A rajzokon az 1. ábrán a tengelyre merőleges síkkal metszve, a 2. ábrán pedig tengelyirányú metszetben látható a találmány szerint kialakított ventillátor. Visszatérve az ábrákra: Az 1 csigaházban van elrendezve — önmagában ismert módon — a 2 járókerék. A 2 járókerékbe a szívócsonkon keresztül bejutó közeg a lapátok között áramlik az 1 csigaházba. A csigaház 3 nyelve irányában a 4 áramlásgátló lemez — a lapátokkal együtt — a 2 járókerék forgása közben — egy-egy pillanatra körülhatárolt teret alkot. Ezáltal az áramlás csak kis mértékben válik radiálissá, mert a lapátok között levő közeg a lapátokkal együtt a nyelv alatt elfordul és csak a 4 áramlásgátló lemez elhagyása után folytatódik radiális irányban az áramlás, de ekkor már a csigaház kezdeti szakaszát tölti fel az utánaáramló közeg. A lapát a 4 áramlásgátló lemez felett halad el : ilyenkor a lapát két oldalán nem alakulhat ki nagyobb mértékű nyomás és sebesség, mert a közeg útjába áramlásgátló elem van iktatva. Ennélfogva csak kis sebességű áramlás indulhat el, amihez a redukált sebesség ismételt növeléséhez további energiára lenne szükség, így az áramlás felgyorsulni nem tud. A szívónyílásnak ily módon történő szűkítése lényegében nem befolyásolja a ventillátor szállítóképességét, - ugyanakkor azonban a hangerő olyan mértékben csökkent, hogy a ventillátor üzemében az egyéb — nem számottevő — zajok váltak uralkodóvá. A 4 áramlásgátló elhelyezése akkor a leghatásosabb, ha a járókerék kilépő éle a nyelvhez állítva, a belépő él a 4 áramlásgátló közepének tartományában helyezkedik el. A találmány szerinti megoldásnak megfelelően kialakított ventillátor a beállításra nem érzékeny. Ha például az áramlásgátló lemezt a belépő élnél a lapátosztás V3-ának megfelelő hosszúságban a forgásiránnyal szemben vagy fél osztásnyit azonos irányban fordítjuk el, a ventillátor üzemi zaja lényegesen nem változik. Az áramlásgátló lemez a járókerékbe történő benyúlása olyan mértékű, hogy a járókerék akadálytalanul fordulhat el, ugyanakkor azonban az áramlásgátló lemez és a járókerék lapátjainak belépő éle között a távolságot akkorára kell megválasztani, hogy az ezen távolság által határolt tér ne váljon hangképző forrássá. Irányértéknek ezt a távolságot a lapát belépő éle átmérőjének 5%-ában lehet megjelölni. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő áramlásgátló lemez hatása a ventillátor által előállított p0 öszszes nyomásnövekedéssel arányos. Ebből az következik, hogy előrehajló lapátozású járókerekeknél a legnagyobb a zajcsökkentő hatás. Egyenes lapátozásnál a csökkentés mértéke dB-ben kisebb és minél inkább hátrahajló módon van a lapátozás kialakítva, ez az érték egyre csökken. Ennek magyarázata az, hogy a nyelven keletkező hangerősség előrehajló lapátozásnál a legerősebb egyenes a lapátozásnál ennél kisebb, hátrahajló lapátformánál a legkisebb: tehát a csökkentés mértéke is csak a keletkező hangerősséggel lehet arányos. Azonos csigaházban levő, különböző alakú járókerekekkel közel azonos zajszint érhető el, vagyis a nyelvhang eddig kivédhetetlen jelenléte kiküszöbölhetővé vált. Ennek jelentősége azért nagy, mert sok esetben a nyelvhang a legerősebb és a legbántóbb az ember számára, és eddig ennek tökéletes kiküszöbölése megoldhatatlan feladatot jelentett. Ennek alapján lehetőség van méretezés alkalmával a nagy fordulatszám megválasztására, — ami azonban eddig a hangképződés miatt kerülendő volt. így ezen ventillátorok geometriai méretcsökkentése gyakorlatilag megvalósíthatóvá vált. Olyan ventillátoroknál, ahol a lapátok közvetlenül a tengelytől indulnak ki (általában: kis méretű, nagy fordulatszámú ventillátorok) és így az áramlásgátló lemez tengelyirányú benyúlása nem vihető keresztül. Ilyen esetben a szívónyílás kb. egy lapát-osztásnyi, körcikk alakú takarásával érhetjük el a kellő mértékű áramlásgátlást a csigaház nyelvének irányában. A körcikk oldala lehet egyenes vagy a lapát ívét követő ívelt alakú. Mivel az áramlás gátolva van a járókerék kb. egy lapátosztásnyi kerületén, célszerű legalább hat, vagy ennél több lapátot választani a teljesítőképesség megőrzése végett. A ventillátor teljesítőképességének csökkenése például egy tíz lapátos járókeréknél — ha egy lapátosztást takarunk —■ Vio-nél is kisebb lesz, mert az áramlás nincs nullára redukálva, csupán nagy mértékben, pl. a szállított mennyiség cca V30—Vio részére csökkentve. Belátható, hogy minél nagyobb lapátszámnál alkalmazzuk a lemezt, annál jelentéktelenebb a szállításcsökkenés. A vázolt megoldás előnye még az is, hogy a munkapont megválasztásától (jól-rosszul választott munkapont) függetlenül kedvező a zajcsökkentő hatás Azok a ventillátorok, amelyeknél a szállított térfogat és hatásfok optimuma magas fordulatot igényel — * 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
