DE197769C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 27c. GRUPPE

Bei' den bekannten Zentrifugalrädern für Gebläse und Pumpen wird fast ausschließlich die Zentrifugalkraft dazu benutzt, die Strömung der Flüssigkeits- oder Luftmasse hervorzubringen, obwohl diese Wirkung in einigen Fällen durch eine Schöpf wirkung ergänzt worden ist, die entsteht, indem man seitliche Ausläufer der inneren Schaufelteile nach vorwärts abbiegt, wobei durch das Sammeln der

ίο Massen in diesen Schöpfkellen die Menge der Flüssigkeit vermehrt wird, welche in die Aktionszone an den Stirnseiten der sich drehenden Schaufeln eintritt.

Außer diesen zwei Triebkräften ist noch eine dritte vorhanden, welche zwar bei anderen Einrichtungen bekannt ist, deren Verwendung aber für die Erhöhung des Wirkungsgrades von Gebläsen und Zentrifugalpumpen bisher noch nicht vorgeschlagen worden ist.

Es ist wohl bekannt, daß sich an der Hinterwand einer sich in linearer Richtung vorwärts bewegenden Schaufel ein partielles Vakuum bildet, ein Hohlraum, in welchen sich die Flüssigkeit der Nachbarschaft infolge des auf sie wirkenden höheren Druckes ergießt.

Unter gewöhnlichen Umständen läßt sich aus dieser Strömung kein nutzbringender Effekt ableiten, insbesondere da die Flüssigkeit in dem luftverdünnten Raum hinter der Schaufel gleicherweise von außen her wie von innen her aus dem außerhalb der Außen_r kanten der Schaufel liegenden Raum wie aus demjenigen innerhalb der Innenkanten fließt.

Nach vorliegender Erfindung wird die Luftleere an der Hinterseite der nach innen liegenden Teile der Schaufeln vergrößert und gleichzeitig die Luftleere an der Hinterwand der äußeren Teile unterdrückt, wodurch erreicht wird, daß sich der Hohlraum ausschließlich von dem Innenraum des Flügelrades her wieder auffüllt.

Die Wirkung auch nur einer kleinen Erhöhung des Strömungszuflusses in die Aktionszone der Schaufeln ist eine erhebliche, weil die Entleerung mittels der Zentrifugalkraft begleitet sein muß von einer Wiederfüllung von innen her, unabhängig von der saugenden Wirkung einer weiteren Hohlraumbildung.

Dieser doppelten Wirkung ist der sehr erheblich vergrößerte manometrische und volumetrische Effekt zu verdanken, der bei einem nach der Erfindung hergestellten Geblase erreicht worden ist.

Das Mittel zur Vergrößerung der Luftleere an dem Rücken der inneren Schaufelteile und zur Verhinderung der Luftleere am Rücken der äußeren Teile wird am besten unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel erläutert, welches auf der Zeichnung dargestellt ist.

Fig. ι zeigt ein Zentrifugalgebläse teils im Querschnitt nach einer Linie I -1 von Fig. 2, teils in Seitenansicht.

Fig. 2 zeigt ein Gebläse mit doppelter Zuleitung teils in Oberansicht, teils im Horizontalschnitt.

Fig. 3 und 4 zeigen abgeänderte Ausführungsformen im Querschnitt.

Das Flügelrad nach Fig. 1 ist mit einer Anzahl von Hauptschaufeln α versehen, zwischen welchen eine Anzahl von Hilfsschaufeln b und c und¹ außerdem (für einen alsbald zu erläuternden Zweck) am Rücken der äußeren Teile der Hauptschaufeln α Schwanzschaufeln d eingeschaltet sind.

Die Innenteile der Hauptschaufeln, welche sich bis in die Peripherie der Eintrittsöffnung erstrecken, besitzen wie Schöpfkellen geformte seitliche Ansätze e, die nach außen und vorn ragen und die eine an sich bekannte Ergänzung für ein Gebläse zum Zwecke der Vergrößerung der Lieferungsmenge bilden.

Mit dem dargestellten Gebläse soll, wie oben gesagt, aus dem Umstände Vorteil gezogen werden, daß ein partielles Vakuum an dem Rücken einer sich nach vorn bewegenden Schaufel entsteht, indem dieses Vakuum als eine zusätzliche Kraft zum Einziehen der Luft oder Flüssigkeit in die Aktionszone der Schaufeln nutzbar gemacht wird.

Zu diesem Zweck sind die Innenkanten der Hilfsschaufeln b außen im Verhältnis zu den Innenkanten der vorhergehenden Hauptschaufeln α stufenartig nach auswärts gerückt und die Innenkanten der Schaufeln c ebenfalls im Verhältnis zu den Kanten der Schaufeln b. Das Ergebnis dieser gegenseitigen Verschiebung der Innenkanten der aufeinanderfolgenden Schaufeln a, b, c besteht darin, daß bei der verhältnismäßig großen Entfernung einer ' Schaufel α von der nächstfolgenden eine starke Tendenz entsteht, ein Vakuum an der Hinterwand des inneren Teils von α hervorzurufen. Auch infolge der Hinausrückung von c entsteht eine ausgesprochene Tendenz zur Hervorbringung eines Vakuums am Rücken des inneren Teils von b, während an der Hinterwand von c das entstehende Vakuum nicht größer ist als bei Gebläsen normaler Konstruktion.

Um die Saugwirkung auf den Strom infolge der beschriebenen Bildung der Leerräume zu verwirklichen, ist es notwendig, solche Anordnungen zu treffen, daß eine Gegenwirkung an den äußeren Teilen der Schaufeln verhindert und so, soweit als möglich, das Entstehen einer Tendenz zur Rückströmung aus dem Gehäuse in die luftleeren Räume vermieden wird.

Zu diesem Zweck ist die äußere Kante der Schaufel C radial weiter nach außen gerückt als die Kante der Schaufel b, aber weniger weit als die äußere Kante der nachfolgenden Schaufel a. Infolgedessen wird am Rücken der äußeren Teile der Schaufeln b und c nur eine geringere oder gar keine Tendenz zur ■ Hervorbringung" eines Vakuums vorhanden sein wegen der geringen Entfernung der auf sie folgenden Schaufeln von größerem Radius; jedoch würden diese Vorkehrungen unwesent-. lieh sein, wenn nicht außerdem die Bildung eines Vakuums an dem Rücken der äußeren Teile der Hauptschaufeln α verhindert werden würde.

Ein wirksames Mittel zur Erreichung dieses Zweckes ist nach vorliegender Erfindung die Anwendung der Schwanzschaufel d.

Nach Fig. ι ist diese so angeordnet, daß die Außenkante kurz vor der äußeren Peripherie des Rades endigt und von der Rückseite der Hauptschaufel absteht im Gegensatz zur Innenkante, welche ziemlich dicht anliegt, aber so viel Zwischenraum läßt, daß die Flüssigkeit zwischen Hauptschaufel und Schwanzschaufel hindurch nach außen treten kann. Die doppelte Wirkung der beiden Umstände, daß die Flüssigkeit zwischen Haupt- und Schwanzschaufel hindurchtritt, und daß die Schwanzschaufel der Hauptschaufel dicht folgt, verhindert bis auf einen unbeachtlichen Rest das Entstehen eines Vakuums an dem Rücken der äußeren Schaufelteile a. Die rückwärtige Neigung des äußeren Endes der Schwanzschaufel vermindert auch die Bildung eines Vakuums an der Hinterwand des äußeren Teils dieser Schaufel selbst.

Bei den Ausführungsarten nach Fig. 3 und 4 divergieren die Innenkanten der Schwanzschaufeln d im geringen Maße gegen die Hauptschaufeln a. Dies trägt dazu bei, die Flüssigkeit zu sammeln, welche zwischen Haupt- und Schwanzschaufel hindurchtritt, wobei eine Kontraktion des Stromes, die infolge eines scharfkantigen Eintritts erzeugt werden könnte, vermieden und die Strömung verstärkt wird.

Nach Fig. 3 ist die Schwanzschaufel in ihrem ganzen Verlaufe konvex gegenüber der Hauptschaufel, während nach Fig. 4 der äußerste Teil konkav ist. Beide Formen stellen wirksame Abänderungen der in Fig. 1 dargestellten Schwanzschaufelform dar.

Die Figuren zeigen weitere Ausführungseinzelheiten. Die Teile der Hauptschaufeln a, welche in . den Lufteinlaßraum hineinragen, sind durch rings verteilte Streben f gestützt. Diese sind an Armen g, welche ungefähr tangential geneigt sind, befestigt, so daß ein Teil der Drehungskraft von der Welle auf die Radschaufeln übertragen wird.

Bei Zentrifugalrädern gewöhnlicher Bauart mit gleicher radialer Lage aller Außen- und

Innenkanten der Schaufeln bewirkt die größere gegenseitige Entfernung der äußeren Kanten gegenüber derjenigen der inneren Kanten (infolge des größeren Kreisumfangs, auf welchem die Außenkanten verteilt sind), daß die vakuumerzeugende Wirkung der Vorwärtsbewegung mehr an der Hinterseite der äußeren Teile der Schaufeln zur Geltung kommt als an der Hinterwand der inneren

ίο Teile, so daß also bei gewöhnlichen Gebläsen das Aktionsprinzip, welches bei vorliegender Erfindung dazu benutzt wird, die Nutzströmung zu erhöhen, bisher in entgegengesetzter Weise wirkte. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine schwache Gegenkraft in eine starke Hilfskraft umgewandelt ist, so daß man in der Lage ist, in volumetrischer und manometrischer Beziehung eine größere Leistung zu erzielen, als es bisher bei gegebenem Durchmesser und gegebener Umdrehungsgeschwindigkeit eines Gebläses möglich gewesen ist.

Claims (4)

1. Paten t-An Sprüche:

   . i. Kreiselrad für Schleuderpumpen oder -gebläse, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansaugen neben der Fliehkraft- und Schöpfwirkung der Schaufeln auch noch der an der Rückseite der Schaufeln auftretende Unterdruck ausgenutzt wird, indem die äußeren Teile der Schaufeln so geformt und angeordnet werden, daß der Unterdruck an diesen Teilen verschwindet und infolgedessen der an den inneren Teilen hervorgerufene und verstärkte Unterdruck die zusätzliche Strömung nach außen bewirkt.
2. 2. Ausführungsform des Kreiselrades nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung des Unterdruckes an den äußeren Teilen der Schaufeln eine Schwanzschaufel angeordnet ist, welche am oder nahe ihrer Innenkante einen verhältnismäßig engen Durchtritt zwischen sich und der Hauptschaufel frei läßt und an ihren äußeren Teilen von der Hauptschaufel absteht.
3. 3. Ausführungsform des Kreiselrades nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der innere Teil der Schwanzschaufel von der Hauptschaufel absteht.
4. 4. Ausführungsform des Kreiselrades nach Anspruch 1 mit zwischen den Hauptschaufeln angeordneten Gruppen von Zwischenschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung des Unterdruckes an den äußeren Teilen der Schaufeln die Außenkanten der Schaufeln im Verhältnis zu der Außenkante der in der Drehrichtung vorangehenden Zwischenschaufel derselben Gruppe von der Mittelachse weiter entfernt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.