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Schaufelrad.
Die Erfindung bezieht sich auf Schaufelräder jener Art, wovon in der Zeichnung ein Beispiel in Fig. 1 im Aufriss und in Fig. 2 im Grundriss schematisch dargestellt ist. Die Schaufeln a bewegen sich dabei während der Umdrehung des Rades relativ zu diesem um Achsen b. die parallel oder annähernd parallel zur Radachse c liegen und werden stets alle von dem Medium, in welchem sie arbeiten, vorwiegend in einer Richtung beaufschlagt, die senkrecht zur Radachse verläuft. Solche Schaufelräder können als Antriebsmittel für Wasser-oder Luftfahrzeuge, als Wasser-oder Windkraftmaschinen, Pumpen, Ventilatoren, Gebläse od. dgl. verwendet werden. Die Schaufeln können während der Umdrehung des Rades relativ zu diesem Schwingbewegungen oder fortlaufende Drehbewegungen um ihre eigenen Achsen ausführen.
Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf die Dichte der Beschaufelung solcher Räder. Unter dem Ausdruck Beschaufelungsdichte"wird im folgenden das Verhältnis der gesamten Schaufelfläche
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auch durch das Verhältnis z. T : U gegeben, wobei U den Umfang des von den Drehachsen der Schaufeln beschriebenen Kreises, z die Schaufelzahl und T die tangentiale Länge einer Schaufel bei ihrer tangentialen Stellung bedeutet.
An Schaufelrädern bekannter Art wurden bereits Untersuchungen darüber angestellt und ver- öffentlicht, wie gross die Beschaufelungsdichte sein müsse, um den Strom des Mediums kontinuierlich und möglichst homogen zu erfassen (siehe die amerikanische Patetschrift Nr. 1432700 und die Zeit-
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betragen müsse, um die erwähnten Wirkungen zu erzielen. Mit einer so grossen Schaufeldichte, die entweder sehr viele oder sehr grosse Schaufeln bedingt, sind aber schwerwiegende konstruktive, betriebstechnische und hydraulische Nachteile verbunden.
Die vorliegende Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass eine bedeutend kleinere Be- schaufelungsdichte hinreichend ist, um den Strom des Mediums kqntinuierlich und homogen zu erfassen und grosse Kraftwirkungen bei gutem Nutzeffekt zu erzielen, wobei aber die früher erwähnten Nachteile vermieden werden. Theoretische Studien und Versuche haben ergeben, dass für Räder ähnlicher Art, wie z. B. in der amerikanischen Patentschrift Nr. 1 432700 dargestellt, eine Beschaufelungsdiehte von 50% hinreichend ist ; diese Grenze wird durch ein Rad verkörpert, bei welchem die Schaufeln, wenn sie alle in die tangentiale Stellung gedreht werden, die Hälfte der von ihren Drehachsen beschriebenen Rotationsfläche bedecken.
Eine weitere Erkenntnis liegt darin, dass es für die Erreichung der jeweils optimalen Verhältnisse
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des Schaufelrades zu bringen. Unter dem Ausdruck.. relative Steigung"wird hier in Anlehnung an den bei Schraubenpropellern üblichen analogen Begriff verstanden das Verhältnis der translalorischen Relativ- gesehwindigkeit zwischen der Radachse und dem Medium zu der Umfangsgeschwindigkeit der Drehachsen der Schaufeln, u. zw. bei jenem Betriebszustand (Leerlauf), bei welchem ein Propulsionsorgan keine Schubkraft, eine Turbine kein Drehmoment mehr leistet u. s. w.
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Bei dem in der oben erwähnten amerikanischen Patentschrift Nr. 1 432 700 beschriebenen Schaufelrad, dessen alle Schaufeln relativ zum Radkörper gleichförmig und im entgegengesetzten Sinn wie dieser
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Steigung kleiner als 1 ist.
Gemäss der Erfindung soll nun die Beschaufelungsdichte nicht grosser sein als die Hälfte der relativen Steigung. Auf diese Weise wird den bei verschiedener Schnelläufigkeit verschiedenen Betriebsbedingungen des Schaufelrades derart Rechnung getragen, dass die jeweils angestrebte Kraftwirkung bei bestem Nutzeffekt und mit einer möglichst einfachen und betriebssicheren Konstruktion erreicht wird.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Schaufelrad, dessen Schaufeln während der Umdrehung des Rades sich relativ zu diesem um Achsen bewegen, die parallel oder nahezu parallel zur Radachse liegen und alle stets von dem Medium, in welchem sie arbeiten, vorwiegend in einer Richtung beaufschlagt werden, die senkrecht zur Radachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschaufelungsdichte nicht grösser als 50% ist.