<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ep-patent-document SYSTEM "OpenDataPatent_cz.dtd">
<ep-patent-document lang="en" file="OpendataIPOCZ_PT_DIFF_PUV2007-18697.xml" country="CZ" doc-number="17672" kind="U1">
  <bibliographic-data country="CZ">
    <publication-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>17672</doc-number>
        <kind>U1</kind>
        <date>2007-07-24</date>
      </document-id>
    </publication-reference>
    <classifications-ipcr>
      <classification-ipcr sequence="1">
        <section>F</section>
        <class>04</class>
        <subclass>D</subclass>
        <main-group>29</main-group>
        <subgroup>24</subgroup>
        <ipc-version-indicator>
          <date>20060101</date>
        </ipc-version-indicator>
        <classification-level>A</classification-level>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20070713</date>
        </action-date>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
      </classification-ipcr>
    </classifications-ipcr>
    <application-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>2007-18697</doc-number>
        <date>2006-11-09</date>
      </document-id>
    </application-reference>
    <language-of-filing>cs</language-of-filing>
    <language-of-publication>cs</language-of-publication>
    <priority-claims>
      <priority-claim sequence="1" kind="national">
        <country>CZ</country>
        <date>2006-11-09</date>
      </priority-claim>
    </priority-claims>
    <invention-title lang="CS">Oběžné kolo, zejména odstředivého čerpadla</invention-title>
    <invention-title lang="EN">Impeller, particularly centrifugal pump impeller </invention-title>
  </bibliographic-data>
  <description>
    <heading>

Oběžné kolo, zejména odstředivého čerpadla</heading>
    <heading>

Oblast techniky</heading>
    <p id="p0001" num="0001">Technické řešení se týká nové konstrukce oběžného kola, zejména odstředivého čerpadla pro nízké rychloběžnosti.</p>
    <heading>

Dosavadní stav techniky</heading>
    <p id="p0002" num="0002">U odstředivých čerpadel pro nízké rychloběžnosti charakterizované specifickými otáčkami da-nými vztahem</p>
    <p id="p0003" num="0003">
      <maths num="">
        <img he="6" wi="26" file="0001.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
      </maths>
    </p>
    <p id="p0004" num="0004">která jsou určena pro malé průtoky a vysoké dopravní výšky, se používají zpravidla oběžná kola, která jsou charakterizována malou šířkou a velkým průměrem, z čehož se odvíjí velká délka lopatek při jejich malé tloušťce. Tyto konstrukční požadavky vedou k tomu, že vstupní šířka kanálu oběžného kola je mnohem menší než výstupní šířka kanálu. Tato disproporce vede k tomu, že se v prostoru kanálu vytvoří při práci čerpadla vír, který způsobuje velké hydraulické ztráty. Hydraulické ztráty pak výrazně rostou se zmenšováním šířky oběžného kola a se zvětšováním tloušťky jeho lopatek.</p>
    <p id="p0005" num="0005">Jednou z možností snižování hydraulických ztrát u tohoto typu oběžných kol je vkládání mezi-lopatek do kanálů, jak je popsáno například ve spisech US 3953150, JP 59165895, JP 9042194, WO 2005/108796 nebo EP 684386. Společným znakem uváděných řešení je, že mezilopatky mají v podstatě stejný hydraulický tvar jako hlavní lopatky, pouze mají zkrácenou délku, a jsou umístěny uprostřed kanálu. Tato řešení sice vedou ke zvýšení dopravní výšky, ale mají za násle-dek zhoršení hydraulické účinnosti, což je způsobeno tím, že proudnice relativních rychlostí ne-navazuje plynule na vstupní část mezilopatky, takže zde dochází k odtržení mezní vrstvy a ke zvýšení hydraulické ztráty.</p>
    <p id="p0006" num="0006">Předkládané technické řešení si klade za úkol předložit takovou konstrukci oběžného kola, která by odstraňovala uváděné nedostatky, a to s využitím nejnovějších poznatků a výsledků experi-mentů při sledování a výzkumu proudnic relativních rychlostí.</p>
    <heading>

Podstata technického řešení</heading>
    <p id="p0007" num="0007">Uvedeného cíle je dosaženo technickým řešením, kterým je oběžné kolo, zejména odstředivého čerpadla, tvořené nosným diskem opatřeným hlavními lopatkami vytvářejícími průtočné kanály, v nichž jsou vloženy mezilopatky, jehož podstata spočívá v tom, že mezilopatky jsou vytvořeny a umístěny tak, že pro celkovou vstupní průtočnou plochu Si kanálu na úrovni vstupní hrany mezilopatky a celkovou výstupní průtočnou plochu S<sub>2</sub> kanálu na úrovni výstupní hrany mezilopatky platí vztah</p>
    <p id="p0008" num="0008">
      <maths num="">
        <img he="6" wi="22" file="0002.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
      </maths>

přičemž mezi celkovou výstupní průtočnou plochou S<sub>2</sub> a horní vstupní průtočnou plochou Sa a spodní vstupní průtočnou plochou Sb, vzniklými rozdělením kanálu na úrovni vstupní hrany mezilopatky, platí vztah<maths num="">
        <img he="6" wi="35" file="0003.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
      </maths>

kde<maths num="">
        <img he="6" wi="27" file="0004.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
      </maths>
    </p>
    <p id="p0009" num="0009">Další podstatou technického řešení je, že mezi vedlejším výstupním úhlem (3v výstupní hrany mezilopatky a hlavním výstupním úhlem (3<sub>h</sub> výstupní hrany hlavní lopatky platí vztah<maths num="">
        <img he="6" wi="38" file="0005.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
      </maths>
    </p>
    <!-- EPO <DP n="2"> -->
    <p id="p0010" num="0010">Novou konstrukcí oběžného kola se dosahuje vyššího účinku v tom, že konstrukční úpravou se zvyšuje dopravní výška čerpadla a hydraulická účinnost čerpadla, což vede k úspoře energie. Zvýšení účinnosti umožňuje zmenšení průměru oběžného kola, a to se projevuje snížením hmot-nosti čerpadla. Dalším přínosem je, že odstraněním rázové složky rychlosti na vstupu na mezi-lopatku dochází ke snížení akustického hluku a chvění čerpadla, a tím i k přenosu menších sil na základ. Důležitým faktorem je také snížení tlakových pulsací přenášených výtlakem čerpadla do hydraulického systému.</p>
    <heading>

Přehled obrázků na výkrese</heading>
    <p id="p0011" num="0011">Konkrétní příklad provedení technického řešení je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, kde:</p>
    <heading>

obr. 1 je příčný řez oběžným kolem v půdorysném pohledu,</heading>
    <p id="p0012" num="0012">obr. 2 je příčný řez oběžným kolem z obr. 1 s axonometrickým znázorněním průtočných ploch kanálu.</p>
    <heading>

Příklady provedení technického řešení</heading>
    <p id="p0013" num="0013">Oběžné kolo odstředivého čerpadla podle vynálezu je tvořeno nosným diskem J_, na jehož horní ploše jsou pravidelně uspořádány hlavní lopatky 2, vytvářející průtočné kanály 3. V průtočných kanálech 3 jsou vloženy mezilopatky 4 konstruované a umístěné tak, že pro celkovou vstupní průtočnou plochu Si kanálu 3 na úrovni vstupní hrany 4J_ mezilopatky 4 a celkovou výstupní průtočnou plochu S<sub>2</sub> kanálu 3 na úrovni výstupní hrany 42 mezilopatky 4, a tedy i hlavní lopatky 2, platí vztah</p>
    <p id="p0014" num="0014">
      <maths num="">
        <img he="6" wi="22" file="0006.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
      </maths>

Zároveň pak mezi celkovou výstupní průtočnou plochou S<sub>2</sub> a horní vstupní průtočnou plochou S<sub>a </sub>a spodní vstupní průtočnou plochou Sb, vzniklými rozdělením kanálu 3 na úrovni vstupní hrany 41 mezilopatky 4 platí vztah<maths num="">
        <img he="7" wi="34" file="0007.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
      </maths>

kde<maths num="">
        <img he="7" wi="26" file="0008.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
      </maths>

Mezilopatky 4 jsou dále konstruovány tak, že mezi vedlejším výstupním úhlem Qv výstupní hrany 42 mezilopatky 4 a hlavním výstupním úhlem J3<sub>h</sub> výstupní hrany 22 hlavní lopatky 2 platí vztah<maths num="">
        <img he="6" wi="35" file="0009.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
      </maths>
    </p>
    <p id="p0015" num="0015">Předpokladem dosažení požadované účinnosti a výkonových parametrů čerpadla dále je, aby ne-znázorněný vstupní úhel vstupní hrany 4J_ mezilopatky 4 navazoval na tvar střední proudnice relativních rychlostí čerpaného média.</p>
    <p id="p0016" num="0016">Popsané provedení technického řešení není jediným možným konstrukčním řešením, když je možné jej použít jak pro oběžná kola s plným tak zkráceným nosným diskem l.</p>
    <heading>

Průmyslová využitelnost</heading>
    <p id="p0017" num="0017">Konstrukci oběžných kol podle technického řešení lze použít zejména pro odstředivá čerpadla určená pro malé průtoky a vysoké dopravní výšky.</p>
  </description>
  <claims>
    <claim id="c-cs-0001" num="0001">
      <claim-text>

1. Oběžné kolo, zejména odstředivého čerpadla, tvořené nosným diskem (1) opatřeným hlavními lopatkami (2) vytvářejícími průtočné kanály (3), v nichž jsou vloženy mezilopatky (4), vyznačující se tím, že mezilopatky (4) jsou vytvořeny a umístěny tak, že pro celkovou vstupní průtočnou plochu (S<sub>i</sub>) kanálu (3) na úrovni vstupní hrany (41) mezilopatky (4) a celkovou výstupní průtočnou plochu (S<sub>2</sub>) kanálu (3) na úrovni výstupní hrany (42) mezilopatky (4) platí vztah<maths num="">
          <img he="5" wi="20" file="0010.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
        </maths>
        <br/>

přičemž mezi celkovou výstupní průtočnou plochou (S<sub>2</sub>) a horní vstupní průtočnou plochou (S<sub>a</sub>) a spodní vstupní průtočnou plochou (S<sub>b</sub>), vzniklými rozdělením kanálu (3) na úrovni vstupní hrany (41) mezilopatky (4), platí vztah<maths num="">
          <img he="5" wi="33" file="0011.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
        </maths>
        <br/>

kde<maths num="">
          <img he="6" wi="26" file="0012.jpg" img-format="jpg" img-content="math" inline="no"/>
        </maths>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c-cs-0002" num="0002">
      <claim-text>

2. Oběžné kolo podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi vedlejším výstupním úhlem (|3<sub>v</sub>) výstupní hrany (42) mezilopatky (4) a hlavním výstupním úhlem (P<sub>h</sub>) výstupní hrany (22) hlavní lopatky (2) platí vztah<br/>Pv = (0,8 až 1,2) pH.</claim-text>
    </claim>
  </claims>
  <drawings>
    <figure num="">
      <img he="221" wi="147" file="0013.jpg" img-format="jpg" img-content="drawing" inline="no"/>
    </figure>
  </drawings>
</ep-patent-document>
