DE535504C

DE535504C - Blades for propeller pumps, ship propellers and propeller turbines

Info

Publication number: DE535504C
Application number: DE1930535504D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-03-06
Filing date: 1930-03-06
Publication date: 1931-10-12

Description

Flügel für Propellerpumpen, Schiffspropeller und Propellerturbinen Zur Vermeidung der schädlichen Kavitations-und Korrosionserscheinungen bei schnellaufenden Propellerpumpen, Schiffspropellern und Wasserturbinen ist man genötigt, die Flügelgeschwindigkeit verhältnismäßig klein zu halten. Dies bedingt unerwünscht geringe Drehzahlen der Maschinen und vielfach die Anordnung von Übersetzungsgetrieben.Blades for propeller pumps, ship propellers and propeller turbines To avoid the harmful cavitation and corrosion phenomena with high-speed Propeller pumps, ship propellers and water turbines are required, the wing speed to keep relatively small. This causes undesirably low speeds of the Machines and often the arrangement of transmission gears.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Mangel zu beseitigen und sieht deshalb die Anordnung von einem oder mehreren radialen oder annähernd radialen Kanälen vor, welche Flüssigkeit zur Saugseite des Flügels leiten, wobei die Kanäle nahe der angeströmten Kante oder höchstens 1]5 der Flügeltiefe von dieser Kante entfernt an der Saugseite des Profils münden.The present invention aims to overcome this deficiency and therefore sees the arrangement of one or more radial or approximately radial Channels before which lead liquid to the suction side of the wing, the channels near the edge of the flow or at most 1] 5 of the chord from this edge open at a distance on the suction side of the profile.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, an Flügelflächen Leitungen anzubringen, durch welche Wasser zur Saugseite des Flügels geführt wird. Diese Vorschläge zur Verhinderung der' Kavitationserscheinungen zielten dahin, durch die Wasserzuführung den Kavitationsraum aufzufüllen. Die Mündungen der Zuführungsleitungen waren zu diesem Zweck nahe der Hinterkante oder ungefähr in der Mitte der Flügel angebracht.It has already been proposed to attach lines to wing surfaces, through which water is led to the suction side of the wing. These suggestions for Prevention of the 'cavitation phenomena was aimed at by the water supply to fill the cavitation space. The mouths of the supply lines were closed for this purpose near the trailing edge or approximately in the middle of the wings.

Ferner ist auch die Anordnung von Schlitzen in Flügelflächen zwecks Absaugung oder Fortspülung der durch den Einfluß der Reibung an der Flügelfläche abgebremsten Grenzschicht bekannt, um dadurch eine Ablösung der Strömung von der Flügelfläche zu vermeiden.Furthermore, the arrangement of slots in wing surfaces is also for the purpose Suction or flushing of the due to the influence of friction on the wing surface braked boundary layer known to thereby detach the flow from the Avoid wing surface.

Den bekannt gewordenen Anordnungen gegenüber unterscheidet sich der erfindungsgemäße Flügel sowohl in der Anordnung der Kanäle wie auch in der dadurch hervorgerufenen Einwirkung des zur Saugseite geführten Mittels auf die Gesamtströmung der Flüssigkeit.The differs from the arrangements that have become known wings according to the invention both in the arrangement of the channels as well as in the thereby caused effect of the agent led to the suction side on the overall flow the liquid.

Die bekannten Maßnahmen, welche dazu dienen, die Ablösung einer Strömung infolge des Einflusses der durch Reibung abgebremsten Grenzschicht zu vermeiden, beziehen sich auf einen gegenüber den Kavitationserscheinungen grundsätzlich unterschiedenen Zweck und verfolgen demgemäß auch die Erzielung ganz anderer Wirkungen. Aus den bekannten Gesetzen der Grenzschichtströmung ergibt sich, daß die entsprechenden Öffnungen der Saugseite in einem Teil der Flügelfläche anzuordnen sind, in dem die Gesamtströmung sich verzögert. Diese Verzögerung der Gesamtströmung des an der Saugseite fließenden Mittels setzt aber bekanntlich stets erst in größerer Entfernung von der angeströmten Kante eines Flügels ein. In der Nähe der angeströmten Kante liegt dagegen immer eine Beschleunigung des strömenden Mittels vor. Somit besteht bei der Anordnung von Öffnungen zwecks Beeinflussung der Grenz- Schicht gar keine Veranlassung, die Öffnungen in der Nähe der angeströmten Kante eines Flügels münden zu lassen..The known measures, which serve to detach a flow to avoid due to the influence of the boundary layer braked by friction, relate to a fundamentally different from cavitation phenomena Purpose and accordingly also pursue the achievement of completely different effects. From the known laws of boundary layer flow it follows that the corresponding Openings on the suction side are to be arranged in a part of the wing surface in which the Overall flow is delayed. This delay in the total flow of the on the suction side However, as is well known, flowing means always sets only at a greater distance from the edge of a wing facing the flow. Located near the edge of the flow on the other hand, there is always an acceleration of the flowing medium. Thus, there is the arrangement of openings for the purpose of influencing the boundary layer no reason at all, the openings near the edge of a wing against which the flow is flowing to flow out ..

Um eine-wirksame Unterdrückung der unerwünschten Kavitationserscheinungen durchzuführen, ist aber die Zuführung von zusätzlicher Flüssigkeit notwendig in dem ersten Teil der Saugseite eines Flügels vorzunehmen, weil dort die Ausscheidung von Dämpfen und Gasen aus dbm strömenden Mittel einsetzt, die dann im späteren Verlauf der Strömung zur Bildung ausgedehnter Hohlräume führt. Diese Dampf-oder Gasabscheidung aus der strömenden Flüssigkeit beginnt bekanntlich, sobald der Druck des strömenden Mittels unter einen gewissen Wert sinkt. Eine solche Druckabsenkung ist gesetzmäßig bestimmt durch die Erhöhung der- Geschwindigkeit, die sich in der Umgebung des ersten Teiles der Saugseite der Flügelfläche ergibt. Dort wächst die Strömungsgeschwindigkeit aber bis auf sehr hohe Werte an; der Druck fällt zugleich auf sehr geringe Werte ab, jedoch stets nur bis zum Druck der Dampfspannung des Mittels, wobei dann eine entsprechende Dampfbildung beginnt: Die Erfindung sieht nun vor, daß an Flügeln, bei denen ohne die erfindungsgemäße Verbesserung Hohlraumbildung auftreten würde, Flüssigkeit führende Kanäle so nahe der angeströmten Kante an der Saugseite des Flügels münden, daß die zugeführten Flüssigkeitsmengen den gefährdeten, in der Nachbarschaft der Flügelfläche strömenden Teil des Mittels ersetzen können, bevor der Druck innerhalb des gefährdeten Strömungsgebietes auf dieDampfspannung abgesunken ist. Um die zugeführte Flüssigkeit zu befähigen, die im weiteren Verlauf der Strömung erforderliche sehr hohe Geschwindigkeit ohne Dampfbildung zu erreichen, sollen die Kanäle radial oder annähernd radial gelegt werden. Durch diese Maßnahme wird die Möglichkeit geboten, die in den Kanälen strömende Flüssigkeit durch Pumpenwirkung auf einen höheren Energiegehalt zu bringen. Bei den meisten Profilen ist die Beschleunigung des strömenden Mittels an der Saugseite bereits nach 1/5 der Profiltiefe beendet, weshalb zurErreichung des gewünschten Zweckes die Mündungen der Kanäle nur in dem Bereich von der angeströmten Kante bis höchstens 1/5 der Flügeltiefe vorzunehmen sind.To an effective suppression of the undesired cavitation phenomena to be carried out, but the supply of additional liquid is necessary in to make the first part of the suction side of a wing, because that is where the excretion of vapors and gases from dbm flowing means, which are then used in the later course the flow leads to the formation of extensive cavities. This vapor or gas separation As is known, the flowing liquid begins as soon as the pressure of the flowing Mean drops below a certain value. Such a pressure reduction is legal determined by increasing the speed that is in the vicinity of the first Part of the suction side of the wing surface results. The flow speed increases there but except for very high values; the pressure falls at the same time to very low values from, but always only up to the pressure of the vapor tension of the agent, in which case a corresponding steam formation begins: The invention now provides that on wings, in which cavitation would occur without the improvement according to the invention, Liquid-carrying channels so close to the flow edge on the suction side of the Flügel open up that the supplied amounts of liquid to the endangered, in the neighborhood the wing surface can replace the flowing part of the agent before the pressure inside of the endangered flow area has dropped to the vapor tension. To the fed To enable fluid, the very necessary in the further course of the flow To achieve high speed without steam formation, the channels should be radial or be placed approximately radially. This measure offers the possibility of the liquid flowing in the channels to a higher energy content by pumping action bring to. For most profiles, this is the acceleration of the flowing medium on the suction side already ended after 1/5 of the profile depth, which is why to achieve of the desired purpose, the mouths of the channels only in the area of the flow Edge to a maximum of 1/5 of the wing depth are to be made.

Die bisher bekannt gewordenen Anordnungen von Kanälen zur Behebung der durch Kavitation hervorgerufenen Schwierigkeiten sehen dagegen die Zuführung von Flüssigkeit in der Mitte oder gegen Ende der Flügelfläche vor. Es ist aber verständlich, daß dadurch zwar vielleicht entstandene Hohlräume wieder ausgefüllt werden könnten, daß aber _ keinesfalls die Entstehung von Hohlräumen von vornherein ausgeschaltet werden kann. Dagegen folgt aus den Merkmalen der Erfindung ein grundsätzlicher technischer Fortschritt, der darin besteht, daß die Entstehung des gefährlichen Unterdruckes, also die Ursache der Kavitation an Propellerflügeln, an sich beseitigt wird.The previously known arrangements of channels for rectification the difficulties caused by cavitation, however, see the supply of liquid in the middle or towards the end of the wing surface. But it is understandable that any cavities that may have arisen thereby could be filled again, but that by no means eliminated the formation of cavities from the outset can be. On the other hand, a fundamental technical aspect follows from the features of the invention Progress, which consists in the creation of the dangerous negative pressure, So the cause of cavitation on propeller blades is eliminated in itself.

Die neue und vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung von Kanälen ist durch die Abb. x und z veranschaulicht, während in den Abb. 3 und 4 ,eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Kanalanordnung wiedergegeben ist.The new and advantageous effect of the arrangement according to the invention of channels is illustrated by Figs. x and z, while in Figs. 3 and 4 shows a particularly advantageous embodiment of the channel arrangement is.

An der Stelle z des Flügel- und Strombildes der Abb. r tritt infolge einer Druckabsenkung bis zur Dampfspannung der Flüssigkeit Dampfbildung ein. Die Abb. z veranschaulicht die Wirkung eines Kanals z, durch welchen.Flüssigkeit höherer Energie nahe an der angeströmten Kante des Flügels zur Saugseite geführt wird. Es ist erkenntlich, daß diese Flüssigkeit als eine neue strömende Schicht, welche von erheblicher Dicke sein kann, den gefährdeten Teil der Gesamtströmung ausfüllt, so daß die weitere Strömung ohne Dampfbildung vor sich geht. , Naturgemäß hat die erfindungsgemäße Anordnung von Kanälen wesentlich nur für den äußeren, auf den größeren Durchmessern liegenden Teil der Flügelflächen Bedeutung, da auf dem inneren Teil der Flächen wegen der geringeren Umfangsgeschwindigkeiten keine Kavitation zu befürchten ist. Somit ergibt sich auch zwanglos die radiale Anordnung der Kanäle, wobei diese in einer besonders einfachen Ausführung als nach der Druckseite offene Nuten ausgebildet werden können.At the point z of the wing and stream image in Fig. R occurs as a result a drop in pressure up to the vapor tension of the liquid. the Fig. Z illustrates the effect of a channel z through which. Liquid higher Energy is guided close to the edge of the wing against which the air flows to the suction side. It it can be seen that this liquid is a new flowing layer, which from can be considerable thickness, fills the endangered part of the total flow, so that the further flow takes place without the formation of steam. Naturally, the inventive Arrangement of channels essentially only for the outer, on the larger diameters lying part of the wing surfaces meaning, since on the inner part of the surfaces no cavitation is to be feared because of the lower circumferential speeds. Thus, the radial arrangement of the channels also results in an unconstrained manner, with these in a particularly simple design designed as grooves open to the pressure side can be.

Eine derartige sehr vorteilhafte Ausführungsform ist beispielsweise in den Abb. 3 und 4, die den Flügel einer Propellerpumpe darstellen, wiedergegeben. In diesen Abbildungen ist die Nut mit 3, die Öffnung an der Saugseite des Flügels mit 4 bezeichnet. Durch die Nut 3 wird, entsprechend der Rotationsbewegung des Flügels, Flüssigkeit durch Pumpwirkung nach außen in die Austrittsöffnung gepreßt. Dadurch wird der Austrittsöffnung 4 in einfachster Weise Flüssigkeit höherer Energie in größeren Mengen zugeführt. Außerdem wird erreicht, daß eine Spülung des Kanals erfolgt, wodurch ein Verstopfen dieses Kanals durch Schwebeteile weitgehend vdrmieden wird. Um ein Verstopfen mit Sicherheit .zu vermeiden, ist der Kanal oder die Nut zweckmäßig nach außen hin sich verbreiternd und am Umfang des Laufrades offen mündend auszuführen.Such a very advantageous embodiment is for example in Figs. 3 and 4, which represent the wing of a propeller pump, reproduced. In these figures the groove with 3 is the opening on the suction side of the wing denoted by 4. Through the groove 3, according to the rotational movement of the wing, Liquid is pressed outwards into the outlet opening by pumping action. Through this the outlet opening 4 is in the simplest manner liquid of higher energy in supplied in larger quantities. It is also achieved that the canal is flushed, This largely prevents clogging of this channel by floating particles. In order to avoid clogging with certainty, the channel or the groove is useful Outwardly widening and opening openly on the circumference of the impeller.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Wings for propeller pumps, ship propellers and propeller turbines with one or more radial or approximately radial channels which conduct liquid to the suction side of the wing, characterized in that the channels are close to the edge against which the flow is flowing or at most 1 / ;, the wing depth away from this edge on the suction side of the profile.

2. Wing according to claim z, characterized in that the radial channel through a to the pressure side open groove is formed.

3. Wing according to claim z and 2, characterized in that that the channels (grooves) are made widening to the outside and on the circumference of the impeller open out from the wing.