DE2853702A1 - Centrifugal blower with central inlet venturi - has cylindrical housing surrounding venturi, fan casing and outlet passages - Google Patents
Centrifugal blower with central inlet venturi - has cylindrical housing surrounding venturi, fan casing and outlet passagesInfo
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Abstract
Description
DiPL-iNG. LUDEWIG · dipl-phys. BUSE · dipl.-phys. MEMTZELDiPL-iNG. LUDEWIG graduate phys. BUSE graduate phys. MEMTZEL
5600 WUPPERTAL 2, den5600 WUPPERTAL 2, the
27 Kennwort: "Gebläse-Düsenumlenkung"27 Password: "Blower nozzle redirection"
Herr Hans Kohl, 5275 Bergneustadt, Heisterbachweg 29Mr. Hans Kohl, 5275 Bergneustadt, Heisterbachweg 29
Radialgebläse
(Zusatz zu P 26 56 040.7)Radial fan
(Addition to P 26 56 040.7)
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Radialgebläse, dessen Gehäuse- The invention relates to a radial fan, the housing
\J ein Laufrad mit radial um seinen zentralen Ansaugraum angeordneten Schaufeln, ferner eine mit diesem Ansaugraum ausgerichtete Einlaufdüse zur Gaszuführung von der Saugseite und schließlich einen das Laufrad und die Einlaufdüse umgebenden Druckraum umfaßt, von dem ein die verdichteten Gase abführender Austrittsstutzen ausgeht. \ J an impeller with blades arranged radially around its central suction chamber, furthermore an inlet nozzle aligned with this suction chamber for gas supply from the suction side and finally a pressure chamber surrounding the impeller and the inlet nozzle, from which an outlet nozzle discharges the compressed gases.
\ - Dem Gegenstand des Hauptpatentes liegt die Aufgabe zugrunde, ein > einfaches Gebläse dieser Art zu entwickeln, welches weitgehend \ - The object of the main patent is based on the task of developing a> simple fan of this type, which largely
\ verlustfrei arbeitet und sich dennoch durch große Preisgünstigkeit auszeichnet. Dazu wurde vorgeschlagen, das Ende der Einlauf- ] düse in den Ansaugraum hineinragen zu lassen, welches einerseits \ works without losses and is still characterized by great value for money. For this purpose it was proposed, the end of the inlet] nozzle into the suction to let protrude, on the one hand
die Nutzbreite der Schaufeln für die saugseitige Gaszuführunn begrenzt und andererseits an der Stirnseite des Laufrades einen Durchlaß für einen Gasringstrom freigibt, der zwischen dem Druck-' raum und der verbleibenden Restbreite der Schaufeln entsteht. Beimthe useful width of the blades for the suction-side gas supply is limited and on the other hand at the end face of the impeller a passage for a gas ring flow opens, which between the pressure ' space and the remaining remaining width of the blades. At the
Hauptpatent wird das Ende der Einlaufdüse von einem längenveränderlichen Teilstück gebildet, welches zur verlustfreien Regulierung des Fördermenge um einen definierten Betrag in den Ansauqraum des' Laufrades hineinragen kann.The main patent is the end of the inlet nozzle of a variable length Part formed, which for loss-free regulation of the flow rate by a defined amount in the intake space of the 'impeller can protrude.
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Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Gegenstand des Hauptpatentes hinsichtlich der verlustfreien Arbeitsweise weiter zu verbessern.The present invention has set itself the task of the subject of the main patent with regard to the loss-free mode of operation to improve further.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das sich trichterförmig erweiternde Ende der Einlaufdüse im Ansaugraum die Einlaßkante des Laufrades radial überragt und bis in den Bereich der ebenen Stirnwand des Laufrades geführt ist.According to the invention, this is achieved in that it is funnel-shaped widening end of the inlet nozzle in the suction chamber protrudes radially beyond the inlet edge of the impeller and into the area of the flat end wall of the impeller is performed.
Es ist festgestellt worden, daß maßgebliche, den Wirkungsgrad erniedrigende Verluste auf Wirbelbildungen des Ringstromes im Laufrad zurückzuführen sind. Diese lassen sich wesentlich herabsetzen, wenn man in der angegebenen Weise die Krümmung am trichterförmigen Ende der Einlaufdüse soweit in den Verlauf des Laufrades hinein fortführt, daß der Ringstrom in seinem laufradseitigen Teil gleich von Anfang an eine parallel zur Stirnwand des Laufrades verlaufende Strömungsrichtung erhält. Dadurch ist der Ringstrom abgestimmt mit der saugseitigen Strömung gerichtet, weshalb die den Wirkungsgrad herabsetzenden Wechselwirkungen zwischen den beiden Strömungen weitgehend vermieden sind. Die Praxis zeigte, daß damit eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrades möglich ist und daher selbst bei einfachen Gebläsen dieser Art mühelos Wirkungsgrade in der Größenordnung von 88% erzielbar sind. Man erhält zugleich eine beträchtliche Laufruhe beim Betrieb dieser Gebläse, was eine besonders umweltfreundliche Anwendung gewährleistet. Wegen des hohen Wirkungsgrades einerseits und der aus Betriebssicherheitsgründen erforderlichen höheren Auslegung der Antriebsmotoren ist es mit der Erfindung möglich, auch leistungsmäßig schwächere Motoren zuverlässig für Gebläse größerer Dimension zu verwenden, wodurch sich die Anschaffungskosten, vor allemIt has been found that significant, the efficiency lowering Losses can be traced back to eddy formations of the ring current in the impeller. These can be reduced significantly, if you in the specified way the curvature at the funnel-shaped end of the inlet nozzle so far in the course of the impeller continues in that the ring flow in its impeller-side part from the beginning is parallel to the end wall of the impeller running direction of flow receives. As a result, the ring flow is aligned with the suction-side flow, which is why the interactions between the two flows, which reduce the efficiency, are largely avoided. Practice showed that a considerable increase in efficiency is possible and therefore effortless even with simple fans of this type Efficiencies in the order of 88% can be achieved. At the same time, you get a considerable smoothness when operating this Blower, which ensures a particularly environmentally friendly application. Because of the high efficiency on the one hand and the off Higher design of the drive motors required for operational safety reasons, it is possible with the invention, also in terms of performance Reliable use of weaker motors for blowers of larger dimensions, which increases the initial costs, above all
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aber die Betriebskosten, beträchtlich erniedrigen lassen.but the operating costs, can be lowered considerably.
All dies ist eine weitreichende Folge der erfindungsgemäßen Maßnahmen, den Ringstrom über den Einlaufmund des Laufrades hinaus in radialer Richtung weiterzuführen und dadurch möglichst jede störende Axialkomponente in der Strömungsrichtung zu vermeiden. Diese erfindungsgemäßen Maßnahmen sind sowohl bei in ihrer Fördermenge regulierbaren Gebläsen als auch bei auf eine feste Fördermenge eingestellten Gebläsen anwendbar.All of this is a far-reaching consequence of the measures according to the invention, the ring flow beyond the inlet mouth of the impeller continue in the radial direction and thereby avoid any disturbing axial component in the flow direction as far as possible. These measures according to the invention are both in their Flow rate adjustable fans as well as with fans set to a fixed flow rate can be used.
Es bereitet bei der Montage keine Schwierigkeiten, wenn wegen der erwähnten Führung des Ringstromes das Ende der Einlaufdüse einen . größeren Außendurchmesser aufweist, als der lichten Weite der ringöfrmigen Einlaßkante an der Stirnwand des Laufrades entspricht; denn die Einlaufdüse wird dann zweckmäßigerweise aus mehreren, sie umfangsmäßig zusammensetzenden Segmenten aufgebaut. Im einfachsten Fall genügen dafür zwei Halbschalen. Das Aneinanderhalten der Segmente wird am einfachsten von einem die Einlaufdüse gemeinsam umfassenden Kuppelglied besorgt, welches die Düse etwa als Ringkörper umgibt.It does not cause any difficulties during assembly, if because of the mentioned leadership of the ring flow the end of the inlet nozzle one. has a larger outer diameter than the inside diameter of the annular inlet edge corresponds to the end wall of the impeller; because the inlet nozzle is then expediently built up from several segments that compose it circumferentially. In the simplest case, two half-shells are sufficient. Holding the segments together is easiest by a die Inlet nozzle jointly comprehensive coupling element worried, which surrounds the nozzle as an annular body.
Es hat sich dabei bewährt, den Krümmungsradius am trichterförmigen Ende der Einlaßdüse größer auszubilden als die Biegung der ,"Y Einlaßkante an der Stirnseite des Laufrades. Dadurch entsteht im Bereich des Durchlaßspaltes eine Art Ringdüse zwischen den beiden gleichgerichtet gebogenen Wandteilen des Laufrads und der Einlaufdüse. Der Eintritt des Ringstromes an der erwähnten kritischen Stelle ist damit durch diese Düsenform besser ausrichtbar in der gewünschten Richtung. Der Ringstrom wird gleichsam gerichtet in das Laufrad eingeblasen. Günstige Verhältnisse erhält man, wenn der Krümmungsradius am Ende der Einlaßdüse etwa einem Zehntel des gesamten Düsendurchmessers entspricht. Für die geschilderte Führungswirkung des Ringstromes im Bereich des Laufrades empfiehlt es sich, die Krümmung am Ende der Einlauf-It has proven to be useful to adjust the radius of curvature at the funnel-shaped Make the end of the inlet nozzle larger than the curve of the "Y inlet edge on the face of the impeller in the area of the passage gap a kind of annular nozzle between the two wall parts of the impeller and the wall which are curved in the same direction Inlet nozzle. The entry of the ring flow at the critical point mentioned can thus be better aligned with this nozzle shape in the desired direction. The ring flow is blown into the impeller in a directed manner. Favorable conditions is obtained when the radius of curvature at the end of the inlet nozzle is about corresponds to one tenth of the total nozzle diameter. For the described guiding effect of the ring current in the area of the Impeller, it is recommended that the curvature at the end of the inlet
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düse gegenüber einer Vertikalebene- durch den Krümmungsmitte1-punkt einen Kreisbogen zwischen 75 bis 90° beschreiben zu lassen. Dadurch ist die Einlaufdüse und das Laufrad strömungstechnisch besonders günstig ineinandergeschachtelt unter randseitiger Überdeckung ihrer Enden.nozzle opposite a vertical plane through the center of curvature 1 point to describe an arc between 75 and 90 °. As a result, the inlet nozzle and the impeller are fluidic particularly favorably nested with the edges overlapping their ends.
In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:In the drawings, the invention is shown in one embodiment. Show it:
Fig.1 eine Seitenansicht auf die den Antriebsmotor tragende Seite des Radialgebläses,1 shows a side view of the side of the radial fan carrying the drive motor,
Fig.2 einen Längsschnitt durch die Vorderansicht auf das Radialgebläse von Fig.1 entlang der Schnittlinien II-II,FIG. 2 shows a longitudinal section through the front view of the radial fan from FIG Section lines II-II,
Fig.3 einen vergrößerten halbseitigen Längsschnitt durch das Laufrad gemäß Fig.2.3 shows an enlarged half-side longitudinal section through the impeller according to FIG.
Das erfindungsgemäße Radialgebläse umfaßt in seinem Gehäuse 11 ein Laufrad 12 und eine Einlaufdüse 20. Das Laufrad 12 wird von einem außerhalb des Gehäuses 11 befindlichen Motor 13 über eine W.eile 14 angetrieben, wodurch das Laufrad 12 im Betriebsfall innerhalb des Gehäuses 11 in Drehung versetzt wird.The radial fan according to the invention comprises 11 in its housing an impeller 12 and an inlet nozzle 20. The impeller 12 is located outside of the housing 11 motor 13 via a W.eile 14 driven, whereby the impeller 12 in operation within of the housing 11 is set in rotation.
Das Laufrad 12 umfaßt in Wellennähe einen zentralen Ansauaraum 15, der von Schaufeln im wesentlichen freigehalten ist. Hier hinein wird saugseitig durch eine Einlaßöffnung 16 im Gehäuse das zu fördernde Gas, im vorliegenden Fall Luft, über eine Einlaufdüse 20 zugeführt. Radial um diesen Ansaugraum 15 herum liegend, trägt das Laufrad 12 die maßgeblichen Schaufeln 17, welche die zugeführte Luft radial ausstoßen und in dem die Einlaufdüse 20 und das Laufrad 12 radial umgebenden Innenraum des Gehäuses 11 verdichten, weshalb dieser Raum als Druckraum 18 zu bezeichnen ist. Das Gehäuse 11 trägt einen Austrittsstutzen 19, ausThe impeller 12 includes a central intake space near the shaft 15, which is kept free of blades substantially. Into this is on the suction side through an inlet opening 16 in the housing the gas to be conveyed, in the present case air, is supplied via an inlet nozzle 20. Lying radially around this suction space 15, the impeller 12 carries the relevant blades 17, which radially expel the supplied air and in which the inlet nozzle 20 and the inner space of the housing 11 that radially surrounds the impeller 12, which is why this space is to be referred to as a pressure chamber 18 is. The housing 11 has an outlet connection 19 from
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welchem die im Druckraum·18 verdichtete Luft abgeführt wird.from which the air compressed in the pressure chamber 18 is discharged.
Die Einlaufdüse 21 ist trichterförmig gestaltet und besitzt an ihrem Ende ein Bogenprofil 21. Die Besonderheit liegt darin, daß das Ende 22 der Düse 20 dabei um ein bei der gewählten Konstruktion des Gebläses feststehendes, bestimmtes Teilstück 24 in den Ansaugraum 15 des Laufrades 12 hineinragt. Dabei entsteht auf der düsenseitigen Stirnseite 25 des Laufrads 12 ein ringförmiger Durchlaßspalt 26, der eine Verbindung zwischen dem Druckraum 18 einerseits und den Laufradschaufeln 17 andererseits erzeugt. Dieser Durchlaßspalt 26 wird, je nach Konstruktion, 1 bis 7 mm ge- \J wählt werden. Zu einer genaueren Einjustierung könnten geeignete Verstellmittel für die Längenjustierung der Düse 20 vorgesehen sein. Man kann dabei die im Hauptpatent erwähnten Verstellelemente verwenden. Man erhält auf diese Weise im Radialgebläse zwei voneinander zu unterscheidende Strömungen, die in Fig.2 durch Pfeile 27, 28 in ihrem Verlauf verdeutlich sind.The inlet nozzle 21 is funnel-shaped and has an arched profile 21 at its end. This creates an annular passage gap 26 on the nozzle-side end face 25 of the impeller 12, which creates a connection between the pressure chamber 18 on the one hand and the impeller blades 17 on the other. This passage gap 26 is, depending on the design, be 1 selects to 7 mm overall \ J. For a more precise adjustment, suitable adjustment means for adjusting the length of the nozzle 20 could be provided. You can use the adjustment elements mentioned in the main patent. In this way, two different flows are obtained in the radial fan, the course of which is illustrated in FIG. 2 by arrows 27, 28.
Zunächst gibt es den üblichen, saugseitigen Zuführstrom 27, der frisches Gas von der Einlaßöffnung 16 durch das Innere der Düse 20 dem Ansaugraum 15 des Laufrades 12 zuführt. Von hier aus gelangt die zugeführte Luft, unter Ausnützung der Bogenform des erwähnten. Endstücks 21 auf den hinteren axialen Bereich des Laufrades 12, wodurch nur die in Fig. 2 mit 29 gekennzeichnete Teil- -~" breite der Schaufeln 17 für den Ansaugvorgang ausgenutzt wird. Die daneben befindliche wegen des kleinen Spalts 26 nur geringe Restbreite 30 der Schaufeln bleibt aber nicht ungenutzt, sondcjrn leitet einen gesonderten Ringstrom 28 vom Druckraum 18 aus, durch den vorerwähnten Durchlaß 26 hindurch wieder in den Druckraum zurück. Es zeigt sich, daß sich diese beiden Strömungen 27, 28 an ihrer Obergangsstelle nicht behindern, sondern strömungsmäßig günstig ergänzen und zu der in Fig.3 erläuterten stabilen Kennlinie des Gebläses führen. Die für die beiden Strömungen 27, 28 im Laufrad zur Verfügung stehenden Kanalräume sind jeweils zuein-First there is the usual, suction-side feed flow 27, the fresh gas from inlet port 16 through the interior of the nozzle 20 feeds the suction chamber 15 of the impeller 12. Got from here the supplied air, taking advantage of the arch shape of the mentioned. End piece 21 on the rear axial area of the impeller 12, whereby only the part marked in Fig. 2 with 29 - ~ "width of the blades 17 is used for the suction process. The remaining width 30 of the blades, which is only small because of the small gap 26, does not remain unused, but rather directs a separate annular flow 28 from the pressure chamber 18 through through the aforementioned passage 26 back into the pressure chamber. It turns out that these two currents 27, 28 do not hinder at their transition point, but rather flow Favorably complement and to the stable characteristic explained in Figure 3 of the fan. The channel spaces available in the impeller for the two flows 27, 28 are each to be
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ander gegensinnig von der Eindringtiefe der Düse 20 in den Ansaugraum 15 abhängig. Das bogenförmige Endstück 21 an der Düse 20 sichert, wie die Praxis zeigte, daß der verdichtete Ringstrom 2 8 nicht in den Ansaugraum 15 des Laufrads 12 zurückströmen kann, sondern über die erwähnte Restbreite 30 der Schaufeln 17 radial nach außen gegen den Druckraum 18 geleitet wird. Das Laufrad 12 ist dabei am Innenrand seiner ringförmigen Stirnwand 25 mit einer Umbördelung versehen, die einen strömungsgünstig geformten Einlaßmund 34 schafft, um den herum der Ringstrom 28 günstig in den Schaufelbereich 17 des Laufrades 12 einströmen kann. Dieser Ringstrom wird dabei von der Außenfläche des bogenförmigen Endstücks 21 ebenfalls geleitet.on the other hand, the opposite direction depends on the depth of penetration of the nozzle 20 into the suction chamber 15. The arcuate end piece 21 on the nozzle 20 ensures, as practice has shown, that the compressed ring flow 2 8 cannot flow back into the suction chamber 15 of the impeller 12, but is directed radially outward against the pressure chamber 18 over the mentioned remaining width 30 of the blades 17. The impeller 12 is provided with a bead on the inner edge of its annular end wall 25, which has a flow-favorable shape Inlet opening 34, around which the annular flow 28 can flow favorably into the blade region 17 of the impeller 12. This Ring current is drawn from the outer surface of the arcuate end piece 21 also directed.
Damit dieser Ringstrom 28 möglichst radial ohne nennenswerte axiale Querströmung auf die Schaufeln 17 gelangt, ist es besonders zweckdienlich, das Ende 22 der Einlaufdüse 20 trichterförmig soweit auszubilden, daß das Bogenende nahezu in eine Parallele zur Stirnwand des Laufrades übergeht. Dabei genügt es aus praktischen Erwägungen, die Tangente im Bogenendpunkt des Düsenendes 22 unter einem Winkel zur Laufradebene zwischen 15 und 0° zu halten. Das so definierte Düsenende 22 ergibt einen Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser an welchem die Aufwölbung der Stirnwand zur Einlaßkante 34 gerade beginnt. Der Aufwölbungsradius der Einlaßkante 34 ist mindestens um die Hälfte kleiner als der Bogenradius des Düsenendes 22. Damit ist der Ringstromdurchlaß 26 begrenzt durch Flächen, die unter einem bestimmten spitzen Winkel stehen, der zwischen 0 und 15° liegt. Diese Flächen bilden eine Ringdüse, die den Ringstrom in eine bestimmte radiale Richtung auf die Laufradschaufeln 17 umlenkt. Die Unterkanten der Laufradschaufeln 17 laufen dabei möglichst knapp an dem Umfang des Düsenendes 22 vorbei.It is special so that this annular flow 28 reaches the blades 17 as radially as possible without any appreciable axial cross flow expedient to form the end 22 of the inlet nozzle 20 funnel-shaped so far that the arc end almost in a Transitions parallel to the end wall of the impeller. For practical reasons it is sufficient to define the tangent at the end of the arc of the To keep nozzle end 22 at an angle to the impeller plane between 15 and 0 °. The nozzle end 22 defined in this way results in a Diameter which is slightly smaller than the diameter at which the bulge of the end wall towards the inlet edge 34 just starting. The radius of bulge of the inlet edge 34 is at least one half smaller than the radius of curvature of the nozzle end 22. So that the ring flow passage 26 is limited by surfaces that are at a certain acute angle, the is between 0 and 15 °. These surfaces form an annular nozzle that directs the annular flow in a certain radial direction towards the Impeller blades 17 deflects. The lower edges of the impeller blades 17 run past the circumference of the nozzle end 22 as close as possible.
Dadurch, daß der Durchmesser des Endes 22 der Einlaufdüse 20 größer ist als die lichte Weite der Stirnwand 25 an der Ein-Because the diameter of the end 22 of the inlet nozzle 20 is greater than the clear width of the end wall 25 at the inlet
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laßkante 34 ist zur Montage eine bestimmte Unterteilung der zusammenzubringenden Formen erforderlich. In diesem Ausführungsbeispiel ist daher die Einlaufdüse 20 z.B. aus drei Schalenteilen zusammengesetzt, die nacheinander durch die lichte Weite der Stirnwand 25 des Laufrades 12 geschoben und dann aneinander gefügt werden. Die drei Schalenteile sind über einen Kuppelring 54 fest zusammengehalten. Die so aus drei Teilen zusammengesetzte Einlaufdüse wird am Gehäuse 11 mittels eines Flanschringes 55 festgeklemmt, nachdem sie gegenüber dem Laufrad zentrisch ausgerichtet worden ist. Im übrigen könnte auch die Stirnwand des Laufrades zur Montage dieser Einlaßdüse geteilt ausgeführt sein.laßkante 34 is a certain subdivision of the assembly Shapes to be brought together required. In this exemplary embodiment, the inlet nozzle 20 is therefore made up of three shell parts, for example assembled, the successively pushed through the clear width of the end wall 25 of the impeller 12 and then against each other be joined. The three shell parts are firmly held together by a coupling ring 54. The one thus composed of three parts The inlet nozzle is clamped to the housing 11 by means of a flange ring 55 after it has been aligned centrally with respect to the impeller has been. In addition, the end wall of the impeller for the assembly of this inlet nozzle could also be designed to be divided.
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Claims (7)
Einlaßkante am Laufrad aufweist.5. Radial fan according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the funnel-shaped end of the inlet nozzle has a larger radius of curvature than the bend of the
Has inlet edge on the impeller.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782853702 DE2853702A1 (en) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | Centrifugal blower with central inlet venturi - has cylindrical housing surrounding venturi, fan casing and outlet passages |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782853702 DE2853702A1 (en) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | Centrifugal blower with central inlet venturi - has cylindrical housing surrounding venturi, fan casing and outlet passages |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2853702A1 true DE2853702A1 (en) | 1980-07-03 |
Family
ID=6056984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782853702 Withdrawn DE2853702A1 (en) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | Centrifugal blower with central inlet venturi - has cylindrical housing surrounding venturi, fan casing and outlet passages |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2853702A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5967747A (en) * | 1998-01-20 | 1999-10-19 | Tennant Company | Low noise fan |
-
1978
- 1978-12-13 DE DE19782853702 patent/DE2853702A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5967747A (en) * | 1998-01-20 | 1999-10-19 | Tennant Company | Low noise fan |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8130 | Withdrawal |