Verfahren zur Vermeidung der Pumpwirkung bei rotierenden Druckerzeugern. Es ist bekannt, dass umlaufende Druck erzeuger, wie Gebläse, Ventilatoren, Kom- pressoren, Pumpen, bei kleinen Fördermen gen "pumpen", was von der fallenden Druck- Fördermengen-Charakteristik herrührt.
Um das "Pumpen" im Betriebe zu vermeiden, wird daher bei kleinen Nutzfördermengen häufig zum Mittel des "Abblasens" gegrif fen, indem der Druckerzeuger bei einer För dermenge betrieben wird, die oberhalb der Pumpi,-renze liegt, und indem die vom Ver braucher nicht benötigte Fördermenge über einen zum Verbraucher parallel liegenden Schieber ins Freie abgeblasen wird.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die über schüssige Fördermenge in einer Turbine Ar beit leisten zu lassen statt ihre Druckenergie durch Drosselung zu vernichten; die Tur bine übernimmt dabei einen Teil der An triebsleistung des Druckerzeugers. In allen diesen Fällen wird bei den unterhalb der Pump,grenze liegenden Fördermengen vom Rad des Druckerzeugers eine grössere Menge gefördert als vom Verbraucher benötigt wird, und es ist daher auch dem Rad eine grössere Energie zuzuführen als die vom Verbraucher benötigte Fördermenge eigentlich bedingen würde.
Ein Teil der zu viel ins Rad -gesteck ten Energie kann, wenn die überschüssige Fördermenge in eine Turbine geleitet wird, zwar @vieder zurückgewonnen werden; aber es bleäbt doch entsprechend den Maschinen verlusten ein Teil verloren, und zudem wird eine zusätzliche Maschine benötigt, die ohne Pumpersoheinung nicht notwendig wäre.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, das "Pumpen" zu verhindern, ohne eine über- schüsei,ge Fördermenge durch das Rad des Druckerzeugers zu schicken; sie geht davon aus, dass die fallende Druck-Fördermengen- Charakteristik und damit dass Pumpen haupt sächlich von dem Verslust der Radaustritts geschwindigkeit beim Übertritt vom Rad in das Gehäuse herrührt. Es müssen folglich diese Verluste, insbesondere bei kleinen För dermengen, möglichst vermieden werden.
Dies wird nach der vorliegenden Erfindung bei rotierenden Druckerzeugern dadurch er- reicht, dass bei kleinen Fördermengen in den an den Radaustritt anschliessenden Raum, z. B. die Spirale, zusätzlich Fördermittel ein geführt wird. Dieses zusätzliche Fördermit tel wird vorteilhafterweise am Druckerzeu ger selber einer Stelle höheren Druckes, z. B. dem Austritt des der Spirale nachgescha.lte- len Diffusors oder der Austrittsleitung der betreffenden Stufe oder einer andern Stelle höheren Druckes entnommen.
Die Zusatzför dermenge durchströmt das Rad nicht, son dern beispielsweise nur die Spirale und den Diffusor; sie erfährt dann im Diffusor eine Druckerhöhung, wird nach Erreichen eine bestimmten Druckes, z. B. nach Durchströ men eines Teils oder des ganzen Diffusors, von der Nutzmenge abgezweigt und der Spi rale wieder zuggeführt, wobei sie auf den an der Zuführungsstelle herrschenden kleineren Druck expandiert; die Expansion in die Spi rale kann durch düsenartige Öffnungen he- giinstigt werden.
Der Kreislauf der Zusütz- luft kann sich bis auf die Eigenverluste :sel ber erhalten; zur Deckung der Verluste braucht er eine geringe Energiezufuhr von aussen. Letztere erfolgt vorteilhafterwei-se durch Übernahme eines Teils der vom Rade gelieferten Geschwindigkeitsenergie der Nutz luft, indem diese der Zusatzluft stets die Verlustenergie des Zusatzkreislaufes abgibt.
Das Rad fördert nur die Nutzli.ftmerige; es muss ihm daher auch nur die der Nutzluft menge entsprechende Energie zugeführt werden, vermehrt um den kleinen Betrag der Verlustenergie des Zusatzluftkreislaufes, nicht aber die Gesamtenergie, die der Druck erhöhung von Nutzluft und Zusatzluft ent spricht, wie dies bei dem bekannten Verfah ren des Abblasens der Fall ist. Der Turbo druckerzeuger ist demgemäss bei optimalen Wirkungsgrad- und Strömungsverhältnissen ohne zusätzliche nutzlose Energieerzeugung im Rad und ohne Abblasvorriehtung und Ex pansionsmaschine pumpfrei.
Die Erfindung eignet sich besonders gut in Verbindung mit 1VZehrspi.ra.lendruckerzeu- gern, die am Umfan" mehrere Teilspiralen mit daran anschliessenden Diffusoren auf- weisen, da die auszufüllenden Spiralenräume in diesem Falle kleiner werden als bei nur einer Spirale oder bei Ringraumkonstruk- tionen. Die Zusatzluftmenge wird daher ebenfalls kleiner, und es ergeben sich auch baulich günstigere Verhältnisse für die Rückführwege der Zusatzluft.
Der Zusatzluftweg ist bei Vollast vor teilhaft ganz abgesperrt, und es braucht erst dann Zusatzluft in das Spiralgehäuse einge führt zu werden, wenn man ohneEinführung derselben in die Nähe der Pumpgrenze ge langen würde. Ein Drosselorgan im Zusatz luftweg wird z. B. bei einer bestimmten För dermenge betätigt und auf einen bestimmten Öffnungswert .gebracht; dieser kann plötz lich oder stetig in Abhängigkeit der Förder menge erreicht werden.
Die Einstellung des Drosselorganes kann auch selbsttätig erfolgen, z. B. in Abhängigkeit der Nutz- oder Ge- samtluft-Fördermenge oder auch einer andern geeigneten Grösse, z. B. eines Druckes an irgendeiner Stelle des Druckerzeugers, z. B. am Stufenaustritt oder in der Spirale oder im Diffusor.
An Hand der beiliegenden Zeichnung, die einen einstufigen Druckerzeuger darstellt, wird das Verfahren beispielsweise erläutert. Der Druckerzeuger weist das Rad 1, die vier Teilspiralengehäuse 2, die daran anschlie ssenden Diffusoren 3 und die die Diffusor- austritte verbindenden Sammelleitungen 4 auf, die das Fördermittel aus den vier Aus tritten sammelt und der Austrittsleitung 5 zuführt.
Die Zusatzluft wird den einzelnen Teilspiralen in angenähert tangentialer Rich tung durch Eintrittsleitungen 6, die zu düsenartigen Eintrittsöffnungen 7 führen, zugeführt. Die Eintrittsleitungen 6 sind gleichmässig über die vier Teilspiralen ver teilt; sie können aber auch an den Diffu- soren angebracht sein. Die Zusatzluft wird dem Austrittsrohr 5 durch einen Stutzen 8 entnommen und mit Hilfe einer Verteillei- tung 9 den Eintrittsleitungen 6 zugeführt.
Der Weg der Zusatzluft ist für einen der vier Teilwege durch den gestrichelt gezeich neten Linienzug 11, der Weg der Nutzluft durch den istrichpunktiert angege enen Linienzug 10 dargestellt.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Zusatzluft nur gerade da, wo sie benötigt wird, umläuft, nämlich im feststehenden Teil und nicht im Rad, und dass ihr daher auch nicht die Energie mitgeteilt zu werden braucht, die der Druckerzeugung im Rad entspricht, im Gegensatz zu jenen bekannten Lösungen, die das "Pumpen" einfach durch zusätzliche Fördermenge im ganzen Druck erzeuger (Rad und Gehäuse) verhindern und die zusätzliche Menge am Austritt aus dem Druckerzeuger abblasen oder über eine Tur bine den vergeblich erzeugten Druck dersel ben wieder expandieren.
Im beschriebenen Beispiel bleibt die Zusatzluft immer über der vom Rad erzeugten Druckhöhe, ihr Druck wird in Diffusoren 3 über denselben erhöht, genau wie der Druck der Nutzfördermenge. In den Rückführleitungen 8, 9, besonders in den Einlassleitungen 6 und den Einlassöff- nungen 7 wird der im Diffusor erzeugte Druck wieder in Geschwindigkeit umgewan det. Zufolge der Verluste in 3, 6, 7 und 8, 9 steht zur Expansion etwas weniger Druck höhe zur Verfügung als im Diffusor 3 er zeugt wird.
Die bei den Öffnungen eintre tende Zusatzluft wird von der aus dem Rade 1 austretenden Hauptluft etwas beschleu nigt; sie übernimmt von ihr die den Ver lusten im Zusatzkreislauf entsprechende kleine Fehlenergie.
Die Nutzluft kann nunmehr beim Aus treten aus dem Rad 1 in die Spiralen 2 nicht mehr verpuffen, da ihr hierzu die Zusatz luft, die bei 7 in den Spiralenraum eintritt, im Wege ist. Der Druck, der hauptsächlich infolge Verpuffung- des Fördermittels in den für die kleinen Fördermengen zu grossen Spiralenraum abfallen würde, bleibt auch bei kleinen Fördermengen auf angenähert konstanter Höhe und das "Pumpen" tritt nicht ein.
Zur Veränderung der Zusatzluftförder- menge ist in die Leitung 8 ein Drosselorgan 12 eingezeichnet, das von Hand oder selbst tätig bei kleinen Nutzluft-Fördermengen den Weg für die Zusatzluft freigibt. Das Organ 12 kann vom Druck am Austritt der Stufe oder von einem andern Druck, von der För dermenge der Nutz- oder Gesamtluft oder auch vom Haurptsohieber 13 abhängig ge steuert werden, und zwar derart, dass es in der Regel erst bei kleinen Fördermengen öff net, und zwar auf eine konstante oder eine von der Fördermenge abhängige Öffnung.
Im ersteren Falle braucht es nur einen ein zigen Schaltvorgang für das Organ 1'2, indem dies bei einer bestimmten Menge öffnet und schliesst.
Es könnte die Zusatzfördermenge auch der Leitung 4 oder einer Stelle der Diffu- soren 3 entnommen werden. Die Entnahme kann auch, insbesondere bei mehrstufigen Ausführungen, wo bei Mehrspiralenausfüh- rung keine Sammelleitung 4 vorhanden zu sein braucht, für jede Spirale einzeln den Austrittsleitungen aus den Diffusoren und ITberströmleitungen in die nächste Stufe oder einer beliebigen andern Stelle entnommen werden.
Die Einführungen in die Spirale können ebenfalls die verschiedenartigsten konstruk tiven Lösungen erhalten, z. B. Vielzahl von Eintrittsöffnungen oder Längsschlitze längs ganzer Spiralen. Die Rückwandlung von Druck in Geschwindigkeit kann statt erst in einer Düse 7 stetig von 5 bis 7 erfolgen, indem die Querschnitte von 8, 6, 7 allmäh lich abnehmen.