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Kreiselrad für Ventilatoren, Schleudergebl18e und-pumpen.
Bei den bekannten Kreiselrädern für Ventilatoren, Schleudergebläse und-pumpen wird fast ausschliesslich die Fliehkraft dazu benutzt, die Strömung der Flüasigkeits-oder Luftmasse hervorzubringen. In einigen Fällen wurde diese Wirkung durch die Schöpfwirkung ergänzt, die entsteht, indem man seitliche Ausläufer der inneren Schaufelteile nach vorwärts abbiegt, wobei durch das Sammeln der Massen in diesen Schöpfkellen die Menge der Flüssigkeit vermehrt wird, die in die Wirkungszone an den Stirnseiten der sich drehenden Schaufeln eintritt.
Ausser diesen zwei Triebkräfte. n ist noch eine dritte vorhanden, die zwar auf anderen Gebieten der Technik schon ausgenutzt wird, deren Verwendung für die Erhöhung des Wirkungsgrades von Ventilatoren, Schleudergebläsen und-pumpen aber bisher noch nicht vorgeschlagen worden ist.
Es ist wohl bekannt, dass an der Hinterwand einer sich vorwärts bewegenden Schaufel ein Unterdruck entsteht und die Flüssigkeit der Nachbarschaft sich infolge des auf sie wirkenden höheren Druckes in diesen Raum niedrigeren Druckes ergiesst. Unter gewöhnlichen Umständen lässt sich aus dieser Strömung keine nutzbringende Wirkung ableiten, insbesondere deshalb, weil die Flüssigkeit in den luftverdünnten Raum hinter der Schaufel gleicherweise von aussen her wie von innen her aus dem ausserhalb der Aussenkanten der Schaufeln liegenden Raum wie aus demjenigen innerhalb der Innenkanten fliesst.
Nach der Erfindung wird nun die Luftleere an der Hinterseite der nach innen liegenden Teile der Schaufeln vergrössert und gleichzeitig die Luftleere an der Hinterwand der äusseren Teile unterdrückt und dadurch erreicht, dass sich der Hohlraum ausschliesslich von dem Innen- raum des Flügelrades her wieder ausfüllt. Die Wirkung einer auch nur kleinen Erhöhung des Strömungszunusses in die Wirkungszone der Schaufeln ist eine erhebliche, weil die Entleerung mittels der Fliehkraft von einer Wiederfüllung von innen her begleitet sein muss. Dieser doppelten Wirkung, ist der sehr erheblich vergrösserte manometrische und volumetrische Wirkungsgrad zu verdanken, der bei einer nach der Erfindung hergestellten Pumpe erreicht wird.
Die Mittel zur Vergrösserung des Unterdruckes an dem Rücken der inneren Schaufelteile und zur Verhinderung der Luftleere am Rücken der äusseren Teile werden am besten unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel erläutert, als welches ein Grubenventilator mit doppeltem Einlass gewählt und in der Zeichnung dargestellt ist. Fig. 1 zeigt den Ventilator teils im Querschnitte nach der Linie 1-1 in Fig. 2, teils in Seitenansicht, Fig. 2 teils in Oberansicht, teils im wagerechten Schnitt.
Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen abgeänderte Ausführungsformen im Querschnitt.
Das Kreiselrad nach Fig. 1 ist mit einer Anzahl von Hauptschaufeln a versehen, zwischen denen eine Anzahl von Hilfsschaufeln b und c und ausserdem am Rücken der äusseren Teile der
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die sich bis an den Umfang der Eintrittsöffnung erstrecken, besitzen wie Schöpfkellen geformte. seitliche Ansätze e, die nach aussen und vorn ragen und die eine bei Gebläsen an sich bekannte Ergänzung zur Vergrösserung der Lieferungsmenge bilden.
Mit dem dargestellten Ventilator soll, wie bereits erwähnt, aus dem Umstande Vorteil gezogen werden, dass eine teilweise Luftverdünnung an dem Rücken einer sich nach vorn be- stegenden Schaufel entsteht, indem dieses Vakuum als zusätzliche Kraft zum Einziehen der Luft oder Flüssigkeit in die Wirkungszone der Schaufeln nutzbar gemacht wird.
Zu diesem Zwecke sind die Innenkanten der Hilfsschaufeln b in bezug auf die Innenkanten der vorhergehenden Hauptschaufeln a und ebenso die Innenkanten der Schaufeln c in bezug auf die Innenkanten der Schaufeln b, stufenartig nach auswärts gerückt. Das Ergebnis dieser gegenseitigen Verschiebung der Innenkanten der aufeinanderfolgenden Schaufeln a. 6, c besteht darin, dass bei der verhältnismässig grossen Entfernung einer Schaufel a von der nächstfolgenden Schaufel a ein starkes Bestreben vorhanden ist, einen Unterdruck an der Hinterwand des inneren Teiles von a hervorzurufen.
Auch infolge der radialen Hinausrückung von c entsteht ein solches ausgesprochenes Bestreben zur Hervorbringung eines Unterdruckes am Rücken des inneren Teiles von b, während an der Hinterwand von c der entstehende Unterdruck nicht grosser ist, als bei
Ventilatoren gewöhnlicher Bauart.
Um die Saugwirkung auf die Strömung 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, so weit als möglich, das Entstehen eines Hestrebens zur Rückströmung aus dem Gehäuse in die luftleeren Räume vermieden wird. Zu diesem Zwecke ist die äussere Kante der Schaufel c radial weiter nach aussen gerückt als die äussere
Kante der Schaufel b, aber weniger weit als die äussere Kante der nachfolgenden Schaufel a.
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Nach Fig. 1 sind die Schwanzachaufeln d so angeordnet, dass die Aussenkante kurz vor dem Umfange des Rades endigt und von der Rückseite der Hauptschaufel absteht, im Gegensatz zur Innenkante, die ziemlich dicht anliegt, aber so viel Zwischenraum lässt, dass die Flüssigkeit bezw. Luft 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 unwesentlichen Rest das Entstehen eines Unterdruckes an dem Rücken der äusseren Schaufelteile a. Die rückwärtige Neigung des äusseren Endes der Schwanzschaufel vermindert auch die Bildung eines Unterdruckes an der Hinterwand des äusseren Teils dieser Schaufel selbst.
Bei den Ausführungsarten nach den Fig. 3 und 4 stehen die Innenkanten der Schwanzschaufeln d im geringen Masse von den Hauptschaufeln a ab. Dies trägt dazu bei, die zwischen Haupt- und Schwanzschaufel hindurchtretende Flüssigkeit zu sammeln, wobei eine Zusammenziehung des Stromes, die infolge eines scharfkantigen Eintrittes erzeugt werden könnte, vermieden und die Strömung verstärkt wird.
Nach Fig. 3 ist die Schwanzschaufel in ihrem ganzen Verlaufe gewölbt gegenüber der Hauptschaufel, während nach Fig. 4 der äusserste Teil gehöhlt ist. Beide Formen stellen wirksame Ab- änderungen der in Fig. l dargestellten Schwanzschaufelform dar.
Die Figuren zeigen weitere Ausfiihrungseinzelheiten. Die Teile der Hauptschaufeln a, die in den Lufinlassraum hineinragen, sind durch rings verteilte Streben f gestützt. Diese sind an ungefähr tangential geneigten Armen g befestigt, so dass ein Teil der Drehungskraft von der Welle auf die Radschaufeln übertragen wird.
Bei Kreiselrädern gewöhnlicher Bauart mit gleicher radialer Lage aller Aussen-und Innenkanten der Schaufeln bewirkt die grössere gegenseitige Entfernung der äusseren Kanten gegen- über jener der inneren Kanten infolge des grösseren Kreisumfangs, auf dem die Aussenkanten verteilt sind, dass die einen Unterdruck erzeugende Wirkung der Vorwärtsbewegung mehr an der Hinterseite der äusseren Teile als an der Hinterwand der inneren Teile der Schaufeln zur Geltung kommt, so dass also bei gewöhnlichen Ventilatoren Schleudergebläsen und-pumpen die bei der Erfindung benutzte Wirkung zur Erhöhung der Nutzströmung in entgegengesetzter Weise wirkt.
Der Vorteil der 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 von Ventilatoren, Schleudergebläsen und-pumpen möglich gewesen ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kreiselrad für Ventilatoren, Schleudergebläse und-pumpen, 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 an den äusseren
Teilen der Hauptschaufeln je eine Schwanzschaufel angeordnet ist, die an oder nahe ihrer Innen- kante einen verhältnismässig engen Durchtritt zwischen sich und der Hauptschaufel frei lässt und an ihren äusseren Teilen von der Hauptschaufel absteht, so dass die Entstehung eines Unter- druckes an den äusseren Teilen der Hauptschaufeln verhindert wird und infolgedessen der an den inneren Teilen hervorgerufene und verstärkte Unterdruck die zusätzliche Strömung nach aussen bewirkt.