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Rootsgebläse
Das übliche Rootsgebläse hat neben seinen vielen Vorteilen unter anderem auch zwei sehr grosse, charakteristische Nachteile, nämlich einmal den Nachteil der isochoren Verdichtung und ein anderes Mal den Nachteil einer stark schwingenden Drucksäule in der Förderleitung infolge des Rückströmens aus dem Druckraum in die sich öffnende Förderkammer. Wenn der Drehkolben durch fortlaufende Drehung die Kante des. Auslasses überschreitet und dadurch die transportierende, mit Luft oder einem andern Fördermedium vom Ansaugdruck erfüllte Kammer mit dem Druckraum in Verbindung bringt, stürzt, entgegen der eigentlichen Strömungs- und Bewegungsrichtung, verdichtete Luft vom Ausblasdruck in die Förderkammer und verdichtet die darin enthaltene Luft durch Vermischung.
Dieser Vorgang hat zur Folge, dass sich die beiden oben genannten Nachteile einstellen, die mit steigendem Druckverhältnis zunehmen, so dass bei einem gewissen Druckverhältnis (in der Praxis etwa 1, 8), bald eine obere Wirtschaftlichkeits-Grenze gezogen ist..
Man hat schon bei verschiedenenBauarten versucht, eine Voreinströmung in die an und für sich noch abgeschlossene, Fördermedium transportierende Kammer zu erreichen, um diese Nachteile zu beseitigen oder abzuschwächen. So hat man z. B. schräge Auslass-Schlitze angeordnet, deren Kante der Drehkolben nicht mehr in einer einzigen Stellung, also in einem unendlich kurzen Zeitpunkt überschreitet, sondern deren Überschreitung sich über einen bestimmten Drehwinkel erstreckt.
Bei einer andern Bauart hat man den unmittelbar an den Auslass angrenzenden Gehäuseteil nicht mehr zentrisch und im selben Radius um den Drehmittelpunkt des Drehkolbens weitergeführt, sondern ihn versetzt und mit einem grösseren Radius allmählich erweitert, so dass gewissermassen im letzten Teil des Förderkammer-Transportes die Förderkammer durch grössere "Schlitzverluste" allmählicher aufgefüllt wurde. Man will also bei den erwähnten Bauarten ein allmählicheres Überströmen erreichen, um den plötzlichen, schlagartigen Druckausgleich zu verhindern oder abzuschwächen.
Es hat sich aber gezeigt, dass diese Massnahmen nicht genügen. Der Grund ist darin zu suchen, dass die Luft, die zur Überströmung verwendet wurde, ja auch wie vorher unmittelbar und direkt aus der Druckleitung entnommen wurde und dass deshalb bei den hohenDrehzahlen und der damit zur Überströmung zur Verfügung stehenden sehr kurzen Zeit die Überströmung um einen derart geringen Betrag langsamer wurde, dass im Druckraum praktisch kein Unterschied gegenüber plötzlicher Überströmung feststellbar war.
Es ist auch schon bekannt, bei einem Rootsgebläse mit zwei Lemniskaten-Drehkolben im letzten Bereich des Förderraumes vor dem Auslass rotierende, etwa Halbkreisquerschnitt aufweisende, drehschieber- ähnliche Körper anzuordnen, die ein Komprimieren der Fördermenge in der Kammer neben dem Drehkolben bezwecken sollen und dadurch die Druckschwingungen, die beim Öffnen der Kammern zur Auslassseite entstehen könnten, vermeiden sollen. Bei dieser Bauart wird der erstrebte Vorteil durch eine Verkomplizierung und damit Verteuerung des ursprünglich einfachen und billigen Rootsgebläses erkauft.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Rootsgebläse der einfachen, klassischen Bauart die eingangs erwähnten Nachteile zu vermeiden, ohne dass eine Ergänzung der rotierenden Teile oder eine Abänderung der einfachen normalen Förderraumform erforderlich ist. Damit schon vor dem Erreichen der Auslasszone eine innere Verdichtung bzw. Vorverdichtung in der das Fördermedium transportierenden Kammer neben jedem Drehkolben erfolgt, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Überströmschlitze etwa 600 Kolbendrehwinkel vom im Gebläsegehäuse befindlichen Druckleitungsmund angeordnet sind und in einem auf die Drehzahl des Gebläses abgestimmten Resonanzraum ausmünden und dass dieser Resonanzraum über
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Resonatoröffnungen mit der Druckleitung verbunden ist.
Zweckmässig sind die Resonatoröffnungen von schwingungsfreien Rohren gebildet. Dadurch wird das überströmende Medium nicht unmittelbar aus der Druckleitung entnommen.
Es ist auch möglich, dass an Stelle der schwingungsfreien Rohre ein ringförmiger, über den ganzen Druckleitungsrohrumfang durchgehender oder auch unterbrochener Überströmschlitz vorgesehen ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der ringförmige Resonanzraum unterteilt sein, damit jede der jeweils an einemDrehkolben gebildeten Kammern von einem gesondertenResonanzraum auffüllbar ist.
Die Erfindung kann aber auch dahin abgewandelt werden, dass der Resonanzraum bzw. die Resonanzräume nicht mit der Druckleitung in Verbindung stehen, sondern von einem fremden Gebläse auffüllbar sind.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Schnittes durch ein Ausführungsbeispiel erläutert, wobei die wichtigste Stellung der Drehkolben gezeigt ist.
Im Gebläsegehäuse 1, d. h. in dem als Förderraum dienenden Hohlraum desselben, rotieren die beiden Drehkolben 2 und 5. Mit 4 ist der Einlass und mit 9 der Auslass bzw. die Druckleitung bezeichnet. Neben dem linken Drehkolben 3 ist gerade eine das Fördermedium transportierende Kammer 2 gebildet. Wenn der linke Drehkolben 3 mit seiner oberen Kante die Kammer 2 vom Einlassraum 4 trennt, überschneidet er mit seiner unteren Kante den Überströmschlitz 6 auf der linken Gebläseseite. Der Überströmschlitz 6 mündet nicht, wie bei den bisherigen Bauarten, die das gleiche Ziel erreichen wollten, unmittelbar in die Druckleitung 9, sondern in einem um diese Druckleitung 9 gelegten Resonanzraum 7. Der Resonanzraum 7 steht mit der Druckleitung 9 durch kleine Rohre 8 in Verbindung.
Diese kleinen Rohre 8 sind als Resonatorhälse berechnet und können nach den bekann- ten Formeln der Gasdynamik so ausgelegt werden, dass sie als sogenannte schwingungsfreie Rohre wirken.
Wenn derDrehkolben 3 also den linken Überströmschlitz 6 überschreitet, füllt sich die Kammer 2 aus dem Resonanzraum 7 bis auf den Endzustand des geförderten Mediums auf. Der Resonanzraum 7 füllt sich aber aus der Druckleitung 9 seinerseits nicht gleichlaufend mit der plötzlichen Überströ- mung in die Förderkammer 2 auf, sondern wird durch die schwingungsfreien Rohre 8 allmählich und kontinuierlich nachgefüllt. Die schädliche Rückwärts-Schwingung des geförderten Mediums in der Druckleitung ist also vermieden und durch eine völlig unschädliche Resonatorschwingung im Resonanzraum 7 ersetzt worden. In der Druckleitung wird also eine wesentlich beruhigtere und fast stationäre Gassäule fliessen. Dadurch kann auch eine Verminderung des Ausblasschalles erreicht werden.
Die oben genannte Wirkung wird noch dadurch unterstützt, dass der rechte Drehkolben 5 das geförderte Medium gerade stark in den Auslass 9 und durch den rechten Überströmschlitz 6 in den Resonanzraum 7 verdrängt, wenn sich die linke Förderkammer 2 gerade aus diesem Resonanzraum 7 auffüllt. Es muss also keineswegs das gesamte, zur Fördcrkammer-Auffüllung verwendete Medium durch die kleinen Rohre 8 aus der Druckleitung 9 entnommen werden. Analog, wie soeben für die linke Gebläseseile beschrieben, verläuft der Vorgang auf der rechten Gebläseseite.
Ob dabei der Resonanzraum 7 unmittelbar mit einem Flansch 10 an das Gebläsegehäuse l angegossen oder sonstwie an dieDruckleitung 9 oder an das Gebläsegehäuse befestigt wird, ist eine Ange- legenheit der jeweiligen konstruktiven Ausführung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rootsgebläse mit Überströmöffnungen für die Förderzellen, daduch gekennzeichnet, dass diese Öffnungen (6) schlitzartig sind und ihre Breite nahezu jener des Druckleitungsmundes entspricht, dass die Überströmschlitze etwa 60 Kolbendrehwinkel vom im Gebläsegehäuse befindlichenDruckleitungsmund angeordnet sind und in einen auf die Drehzahl des Gebläses abgestimmten Resonanzraum (7) ausmünden und dass dieser Resonanzraum über Resonatoröffnungen (8) mit der Druckleitung (9) verbunden ist.
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