DE102007055507A1

DE102007055507A1 - Schräglippenspirale

Info

Publication number: DE102007055507A1
Application number: DE102007055507A
Authority: DE
Inventors: Georg Emanuel Koppenwallner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-06-04
Also published as: WO2009065394A1; EP2222960A1; EP2222960B1

Abstract

Ein engbauendes Sammelgehäuse für eine Turbomaschine wird als Entwicklungsverfahren über den Umfang des Laufrades beschrieben. Anwendungsbeispiele sind: a) Schubgebläse für ein Segelflugzeug (Strahlsegler) b) Radialgebläse mit Drall c) mehrströmiges Radialgebläse für eine Dunstabzugshaube oder sonstige Absaugeinrichtung mit Ausblasung zur Schadstoffeingrenzung.

Description

Zusammenfassung: Ein engbauendes Sammelgehäuse für eine Turbomaschine wird als Entwicklungsverfahren über den Umfang des Laufrades beschrieben. Anwendungsbeispiele sind:

a) Schubgebläse für ein Segelflugzeug (Strahlsegler)
b) Radialgebläse mit Drall
c) Mehrströmiges Radialgebläse für eine Dunstabzugshaube oder sonstige Absaugeinrichtung mit Ausblasung zur Schadstoffeingrenzung

1. Stand der Technik
Die Erfindung beschreibt ein Entwicklungsverfahren für ein Sammelgehäuse (Spiralgehäuse) für eine Turboarbeits- oder Turbokraftmaschinen, für beliebige Fluide, z. B. Wasser oder Luft. Als Ausführungsbeispiel werden ein Schubgebläse für ein Segelflugzeug, eine Anwendung für ein Gebläse und eine Absaugeinrichtung angeführt.
1.1. Entwicklungsregeln
Die Entwicklung von Sammelgehäusen (oft auch als Führungsgehäuse, Spiralgehäuse oder Leitvorrichtungen längs einer Umfangsposition (φ) etc. bezeichnet) für Kraft- oder Arbeits-Turbomaschinen geschieht entweder unter Berücksichtigung des Drallsatzes (Regel-1) oder der Kontinuitätsgleichung (Regel-2), unter Berücksichtigung des Drallsatzes nur am Austritt oder Eintritt in die Turbomaschine und sonst der Kontinuitätsgleichung (Regel-3) oder nach einer anderen Vorgabe (Regel-4), z. B. Drallsatz erweitert, Index null Austritts-Geschwindigkeit und -radius aus dem Laufrad: V0(r0)·r0 a = V(r)·rb
Mit dieser Regel-4 kann man praktisch eine Mischung zwischen Regel 1-3 erreichen. Üblich ist es die Gehäuseabmessungen mittels Polar(r, φ)- bzw. Zylinderkoordinaten (r, φ, z) zu beschreiben. Ursprung der radialen Koordinate r ist dann in der Regel die Laufradmitte, und der Nullpunkt der die Umfangsposition beschreibenden φ-Koordinate liegt am Anfang des Einströmraumes, also oft bei der Spiral- oder Abgrifflippe. Der bis zur Umfangsposition φ vom Laufrad geförderte bzw. ins Laufrad eintretende Volumenstrom Q(φ) muß zum Querschnitt A(φ, r) an dieser Position gemäß der jeweiligen Entwicklungsregel passen. Dabei ist nicht nur die Querschnittsfläche wichtig, sondern auch die radiale Position dieses Querschnittes, Regel 1, 3, 4 a = b ≠ 0.
Der Volumenstrom Q(φ) hängt von der Einström- oder Förderfläche A_LR(φ) des Laufrades bis zur Position (φ) ab. Man legt um das Laufrad eine Hüllform, z. B. einen Hüll-Zylinder. Oft wird angenommen, dass der Volumenstrom proportional zu dieser Fläche ist. Mittels eines spezifischen Förderstromes Q_spez = Q_Ges/A_LR(φ = 360°) (gesamter Volumenstrom/gesamter Laufradfläche) kann man dann einen Volumenstrom Q(φ) für diese Winkelposition angeben.
Dies wird in Eck (1972), Pfleiderer (1961), Stefapanoff (1959), und Gülich (1999) beschrieben. Stellvertretend werden hier die Verhältnisse bei einer Turbokraftmaschine, einem Gebläse, beschrieben. Bei einer Arbeitsmaschine ist vom Prinzip her lediglich die Strömungsrichtung umgekehrt, vergleiche dazu auch DE-43 31 606 .
Einfache Querschnitte wie Kreis, Rechteck, Trapez etc. ergeben für die Entwicklung des (Fluid)-Führungsgehäuses über den Umfang des Laufrades eine Spiralform. Deswegen hat sich auch der Begriff (Gebläse)-Spirale eingebürgert. Der Abgriff erfolgt über eine sogenannte Spirallippe oder Spiralzunge. Der Abgriff trennt den Beginn des Ausströmens aus dem Sammelgehäuse (Ausströmraum) vom Anfang der Einströmung in das Sammelgehäuse (Einströmraum). Bei den meisten Gebläsen strömt die Luft senkrecht zur Gebläseachse radial oder tangential nach außen ab. Bei DE 198 11 877 C2 hingegen wird in axialer Richtung ausgeströmt. Eine derartige Umlenkung wie in axialer Richtung ist jedoch mit großen Strömungsverlusten verbunden.
Bei den meisten Ausführungen ist die Lippe parallel zur Achse und meistens auch parallel zu den Kanten der Gebläse angeordnet. Das aus den Laufradkanälen austretende Fluid kann beim periodischen Auftreffen auf diesen Abgriff ein pfeifendes Geräusch erzeugen. DE-310 721 beschreibt die Schrägstellung von Laufradkanten und der Abgriffslippe. Auch DE-43 13 617 beschreibt einen schrägen Abgriff. Dabei verläuft die abgegriffene Luft radial nach außen versetzt über dem Beginn des Spiralgehäuses. Bei diesen Bauausführungen findet also an der selben Umfangsposition des Laufrades sowohl ein Beginn der Förderung in das beginnende Sammelgehäuse statt als auch ein Abströmen über die Abgriffslippe. Ausströmraum und Einströmraum haben dabei dieselbe Umfangsposition (φ). Eine weitere Möglichkeit ist die Ausströmraumtrennung gemäß DE-199 57 962 . Die Wand zwischen einem Ausströmraum und einem Einströmraum kann dabei senkrecht zur Gebläseachse stehen.
Zur Vermeidung von Strömungsverlusten erweisen sich abgerundetet Kanäle als zweckmäßig, z. B. DE-469 827 oder DE-10 2004 024 392 .
DE-43 31 606 beschreibt ein Spiralgehäuse, das sich zuerst aus Kreisen und nach Erreichen einer maximalen Außenkontur axial als ein Rechteck weiterentwickelt. In zwei festgelegte Halbkreisen wird ein sich vergrößerendes Rechteck eingefügt. Die Verbindung eines Spiralgehäuses mit Drall beschreibt Eck (1972) S. 221 als „unsymmetrische Spirale" nach Oesterlein. Oftmals wird das Gehäuse nach „außen" vom Laufradaustritt her gesehen, entwickelt. Für Anwendungen mit Platzproblemen beschreibt US-5156524 ein Verfahren eine Kastenspirale mit Diskontinuitäten zu entwickeln, so dass die axialen und radialen Abmessungen der Spirale Sprünge oder Wendepunkte im Konturverlauf aufweisen können. Weiter kann man die Spirale nach innen entwickeln, also in einen Bereich dessen radiale Koordinate kleiner als der Austrittsradius des Laufrades ist, s. S. 212. Eck (1972).
Bei den meisten Spiralen tritt die Luft mit einer Komponente senkrecht zur Gebläseachse, aus. Will man ein Radialgebläse unter engen Platzverhältnissen als Schubgebläse verwenden, wie dies z. B. in DE-103 00 621 vorgeschlagen wird, dann ergeben sich folgende Schwierigkeiten:

1. Das Gebläse saugt axial an, bläst aber in einer Ebene senkrecht zur Gebläseachse aus. Man muß deswegen oft die Luft in axiale Richtung umlenken.
2. Die Gebläsespirale baut gerade für große Volumenströme radial weit nach außen.

2. Die Erfindung:
Diese Erfindung schlägt eine Lösung vor, indem der Spiralabgriff schräg zur Gebläseachse erfolgt, aber die Wand des Abgriffes radial oder mit stark radialer Komponente nach außen verläuft bevor diese in das Sammelgehäuse übergeht. Bei dieser Anordnung gibt es einen Umfangsbereich Δφ, indem ein beginnender Einströmraum und ein endender Ausströmraum sich überlappen. Mit Einsetzen dieses Übergangsbereiches wird der Einströmraum allmählich auf Kosten des Ausströmraumes verbreitert. Am Ende des Übergangsbereiches fördert das Laufrad auf voller Breite in den Einströmraum, während die Förderung in den Ausströmraum abgeschlossen ist. Der Ausströmraum wird an dieser Stelle (Umfangsposition) zum Austrittskanal und befindet sich dann axial versetzt neben dem Einströmraum.
Ich möchte diese Art des Abgriffes bzw. der Ausström/Einströmraumtrennung als Schräglippenabgriff bezeichnen.
Man kann diesen Übergangsbereich auch als Umlenkungsbereich der Strömung in Achsrichtung benutzen. Auch die Verwendung einer Zweifachspirale (Mehrfachspirale) ist machbar. Der beginnende Einströmraum des einen Spiralgehäuses-1 liegt neben dem Ausströmbereich des zweiten Spiralgehäuses-2. Dabei können die Übergangsbereiche für Ein- und Austritt bei beiden Spiralhälten gleich ausgelegt sein, Δφ₁ = Δφ₂. Denkbar ist aber auch, dass die Übergangsbereiche unterschiedlich schräg verlaufen, Δφ₁ ungleich Δφ₂. Möglich ist auch die Verbindung dieses schrägen Abgriffes mit einem normalem Spiralabgriff. Der Wechsel von Einströmraum und Ausströmraum erfolgt dann abrupt und die Trennwand zwischen Einströmraum und Ausströmraum kann auch teilweise in radialer Richtung verlaufen.
Die Entwicklung der Spiralquerschnitte kann bei Schräglippen-Verfahren mit dem Stand der Technik verbunden werden.
Im folgenden werden

a) eine allgemeinere Vorschrift angegeben wie die Spiralquerschnitte längs der Umfangskoordinate (φ) entwickelt werden können und
b) besondere Ausführungsformen beschrieben.

Der Volumenstrom bei einer Spirale mit schrägem Abgriff nimmt in diesem Übergangsbereich Δφ nicht linear zu, sondern je nach Verlauf der Übergangskurve zwischen Ein- und Ausströmraum, die im einfachsten Fall eine Gerade auf einer Zylinderoberfläche (Hüllzylinder um das Laufrad) ist. Allgemein gilt, dass der Volumenstrom Q(φ) an der Umfangsposition (φ) sich aus dem Integral über die Austrittsfläche aus dem Laufrad, also die Abwicklungsfläche der Hüllform, A_LR(φ) bis zur Position (φ) multipliziert mit dem spezifischen Volumenstrom Q(φ) ergibt.
Diesem Fördervolumenstrom Q(φ) entspricht eine bestimmte Durchtrittsfläche des Spiralgehäuses A(φ, r) je nach Entwicklungsregel. Aus der notwendigen Fläche lassen sich dann die geometrischen Abmessungen des Querschnittes bestimmen. Umgekehrt kann man zu einer vorgegeben Durchtrittsfläche A(φ, r) auch einen Fördervolumenstrom Q(φ) angeben und damit die Umfangsposition (φ) bestimmen. Ferner kann es sich als zweckmäßig erweisen die Kontur des Spiralquerschnittes längs der Umfangskoordinate (φ) zu verändern. Für die analytische Zuordnung des Volumenstromes Q(φ) und damit auch der Umfangsposition (φ) zu einem Querschnitt A(φ, r) kann man den Querschnitt aus analytisch beherrschbaren Teilelementen aufbauen, z. B. Rechtecke, Dreiecke, Trapeze, Halbkreise und Viertelkreise.
Diese Teilelemente verändern sich so entlang des Umfanges, dass das Spiralgehäuse möglichst stetig verläuft. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass man das Spiralgehäuse in Bereiche unterteilt, in denen sich die Teilelemente des Querschnittes nach unterschiedlichen Regeln verändern.
Dazu kann es auch zweckmäßig sein einen Entwicklungsbereich in eine endliche Anzahl von Entwicklungsschritten i = 1, 2 .... n zu unterteilen. Innerhalb dieses Bereiches kann eine Größe als Funktion a) des Entwicklungschrittes i, b) einer Referenzgröße r_K (Referenz) und c) eines Exponenten exp_ verändert werden. Der Exponent kann dabei eine beliebige reele Zahl > 0 sein. Für die Größe r_K(φ(i)) ist die exponentiell gewichtete Funktion w_rk hier dargestellt; Bereich 2 folgendes Beispiel: Wrk(i) = [in ]exp_rk, exp_rk = 0,7, rK = Wrk(i)rK(Referenz)
Übergänge zwischen den Bereichen und auch Übergänge innerhalb der Bereiche, also zwischen den Entwicklungspunkten, können aber auch wie bei dem Strakplan für die Spanten eines Bootes erfolgen, wobei die jeweiligen Querschnitte den jeweiligen Entwicklungsregeln unterworfen werden, bzw. in Bereichen, wo es auf bestimmte Kontur-Übergänge ankommt, auch von den Entwicklungsregeln abweichen dürfen, vergl. US-5156524 . Bei freien Formen, also z. B. frei gezeichneten, kann man den zugehörigen Volumenstrom der jeweiligen Querschnitte auch numerisch berechnen.
Die Art der Gebläse ist dabei nicht auf reine Radialgebläse beschränkt. Denkbar ist auch die Anwendung auf Meridionalgebläse und Axialgebläse.
Die Hüllform um die Gebläselaufräder hängt von der Kontur des radialen Gebläseschnittes um den Gebläsekanalaustritt ab und ist der Rotationskörper, der sich ergibt, wenn man diese Kontur um die Achse drehen läßt. Im einfachsten Fall ist diese Form ein Zylinder oder ein Kegelstumpf.
Anhand der Abbildungen soll die Erfindung weiter beschrieben werden.
1a zeigt ein einfaches Radialgebläse mit einem Laufrad 10, einem Spiralgehäuse 20 und einer Abgriffslippe 30.
1b zeigt das Gebläse von der Seite im Schnitt AA. Man erkennt, dass die normale Abgrifflippe 30 parallel zur Gebläseachse 90 verläuft.
2a zeigt eine Ausführungsform mit Schräglippe 40. Wie bei der normalen Abgriffslippe gibt es einen Spalt 70 zwischen Laufrad und Abgriff.
2b zeigt, dass der Austrittsquerschnitt 50 axial versetzt neben dem Einströmraum 60 liegt.
2c zeigt die räumliche Entwicklung des Ausströmraumes 80 neben dem sich verbreiternden Einströmraum 60.
3 zeigt ein Laufrad 10 mit der zugehörigen Hüllform, hier ein Hüllzylinder 100. Es werden Abwicklungen des Hüllzylinders mit verschiedenen Abgriffen dargestellt, normaler Abgriff 110, schräger Abgriff 120, leicht gebogener Abgriff 130, Ausströmraumtrennung 140, verschiedene Möglichkeiten des einströmigen Schräglippenabgriffes, 150a, b, des zweiströmigen Schräglippenabgriffes 160a, b, und des dreiströmigen Schräglippenabgriffes 170, mit Abströmung zu zwei Seiten hin.
4 zeigt Möglichkeiten des Aufbaues der Querschnitte aus einfachen Grundelementen wie Rechteck 180, Viertelkreis 190, Halbkreis 200, Halbellipse 210. Man kann den Querschnitt auch als frei gezeichnete Form 240 ausführen. Zwischen dem Einströmbereich 220 aus dem Laufrad und dem axial versetzten Kanalraum 230a, b kann man einen Führungsdorn 250 vorsehen.
Ein einfache Ausführungsform sieht so aus:
Die Spirale wird in 4 Bereiche unterteilt. Die Spirale ist zweiströmig und besteht aus zwei Halbspiralen. Beide Übergangsbereiche 1, 2 der Ausströmung haben dieselbe Erstreckung und Übergangsfunktion über den Umfang, Δφ₁ = Δφ₂ = 40°. Die beiden Spiralhälften sind also identisch.
5 zeigt die Entwicklung der Querschnitte einer Spiralhälfte in den Bereichen 1, 2, 3, 4 anhand von ausgewählten Querschnitten (schraffierte Formen) längs der Abwicklung des Hüllzylinders 270 der Breite b_LR über 220°. Axial versetzt neben Bereich 1, 280, liegt Bereich 4, 290, in dem die Ausströmung aus der Halbspirale stattfindet.
Die Breite über dem Hüllzylinder 270 in diesem Bereich ist b_Aus(φ) = b_LR – b_Ein(φ),
6 zeigt die Entwicklung der Querschnitte 320a–e in Bereich 4, 290, ausführlicher.
7 zeigt die Möglichkeit den Austrittskanal 300 in axiale Richtung zu lenken, indem Bereich 4 die Querschnitte 320a–e mit zunehmender Umfangsposition φ in axiale Richtung 310 gedreht werden. Im Austritt kann mittels eines Entdrallers 330 Strömungsenergie zurückgewonnen werden.
8 erklärt die Entwicklungsregeln.
Bereich 1, die Einströmung in die Halbspirale wird in 8a dargestellt: Im schrägen Übergangsbereich wird als Rechteckform der Breite b(φ) und der Höhe r_H1(φ) entwickelt. Der Übergang kann linear z. B. b_Ein(φ) = (b_LR/Δφ)φ oder gemäß einer anderen Übergangsfunktion oder -Vorschrift erfolgen. Wenn φ = Δφ erreicht ist, bzw. b_Ein = b_LR, dann beginnt Bereich 2.
Bereich 2 wird in 8b, c dargestellt: Der Krümmungsradius r_K(φ) und die Höhe des Spiralkanales ab Laufradaustritt r_H2(φ) nehmen mit der Umfangskoordinate (φ) zu, solange bis r_K(φ₃) = r_H2(φ₃) geworden ist.
Dabei werden links und rechts oben Viertelkreise mit dem Radius r_K angesetzt, zwischen denen sich ein Rechteck befindet, dessen axiale Breite b_LR ist. Darunter befindet sich ein Rechteck mit der Breite b_Spir = (b_LR + 2r_K) und der Höhe r_HE = (r_H2 – r_K).
Rechts neben dem Austritt aus dem Laufrad wird radial nach Innen ein Halbkreis mit demselben Radius r_K wie die Viertelkreise entwickelt.
Die Größen r_K(φ), r_H2(φ) und r_HE(φ) verändern sich bei einer speziellen Ausführungsform z. B. gemäß 8d.
Bereich 3 wird in 8e, f dargestellt: Der Krümmungsradius r_K(φ) nimmt weiter zu, bis der Ausströmbereich Bereich 4 erreicht r_K(φ₄) ist. Das Rechteck zwischen den oberen Viertelkreisen hat dabei die feste Breite b = b_LR und die veränderliche Höhe r_K(φ). (Man kann für größer Volumenströme aber auch b veränderlich machen.)
Bereich 4 wird in 8g, h dargestellt: Das Rechteck zwischen den oberen Viertelkreisen nimmt in der Breite ab b_Aus(φ) = b_LR – b_Ein(φ) ab während der Radius r_K(φ) zunimmt. Am Ende von Bereich 4 ist der Austrittsquerschnitt ein Kreis, 8h, 6.
9 zeigt einen Schnitt AA durch die Doppelspirale am Ende von Bereich 3. Dargestellt ist der Spiralquerschnitt radial außerhalb des Laufrades 10, der sich aus den Viertelkreisen 190 und dem Rechteck 180 zusammensetzt. Radial im Bereich des Laufrades befindet sich der halbkreisförmige Querschnitt 200. Der gesamte Querschnitt hat die Form 260.
10 zeigt eine räumliche Zeichnung eines derartigen Gebläses, das in der Schnittposition AA von 9 geöffnet ist. Dargestellt sind Laufrad 10, eine Halbschale des Ansaugkanal 350, ein Austrittskanal 300, die Halbschale eines Austrittskanal 305, die Querschnitte am Ende von Bereich 3, 260a, b, und die Lagerung 360.
11 zeigt eine Aufsicht. Dabei ist 355 eine Halbschale des Ansaugkanales von oben. Die Austrittskanäle sind 300a, b. Der Übergangsbereich zwischen Bereich 1, 380, und Bereich 4, 390, ist in der Aufsicht dargestellt. Der Verlauf der Schräglippe zwischen den Bereichen 380 und 390 ist mit 370 gekennzeichnet.
Das in 11 und 12 dargestellte Gebläse ist geeignet, um daraus ein ein- oder mehrflutiges Schubgebläse für einen Strahlsegler gemäß DE-103 00 621 aufzubauen. Ein S-förmiger Ansaugkanal 350 ist geeignet einen Vordrall zu erzeugen.
12 zeigt die Abwicklung des Hüllzylinders 440a für ein zweiströmiges Gebläse, die in einen kleinen Nebenstrombereich 400 und einen Hauptstrombereich 410 unterteilt ist. Das Gebläse fördert am Austritt 450 für den Nebenstrom den Volumenstrom Q_N und am Austritt für den Hauptstrom 460 den Volumenstrom Q_H. Die Verläufe der Schräglippen 420 und 430 sind unterschiedlich schräg. Der Abgriff des Hauptvolumenstrom und die Verschiebung in axialer Richtung bei Schräglippenabgriff beginnt bei der Position 470 und ist bei Position 480 abgeschlossen. Dieser Art des Abgriffes entspricht an der Position 490 der Querschnitt 500. Man kann jedoch auch den Hauptvolumenstrom an der Stelle 470 mit einem normalen Spiralabgriff abzweigen. Diesem Fall entspricht der Querschnitt 510 an der Position 490. Der Einströmquerschnitt 520 in Bereich 1 erstreckt sich in diesem Fall über die ganze Breite des Hüllzylinders b_LR.
Die Trennung von Einströmquerschnitt 520 und Ausströmquerschnitt 530 erstreckt sich in diesem Fall in axialer und radialer Richtung. Man kann ferner im Bereich 540 keine Förderung durch das Laufrad zulassen. Dann erhält man an Position 490 den Querschnitt 550.
13 zeigt ein Gebläse mit den Querschnitten nach 12. Die beiden Austritte des Nebenstromes 450 und des Hauptstromes 460 sind um 90° zueinander versetzt und liegen axial versetzt neben dem Laufrad 10.
14 zeigt die Abwicklung eines Hüllzylinders 440b, der in einen Förderbereich 580 für den Hauptstrom und in einen Förderbereich 590 für zwei Nebenströme 560a, b unterteilt ist. Der Beginn der Einströmung für den Hauptvolumenstrom in den Bereich 580, bzw. die Ausströmung aus 590 in die Nebenstromkanäle 610a, b erfolgt über zwei keilförmig angeordnete Schräglippen 600a, b.
Der Abgriff des Hauptstromes bzw das Einströmen in den Nebenstrombereich 590 beginnt mit einem normalen Spiralabgriff 570.
15 zeigt das Gebläse zu 14 mit den nach außen verlaufenden Nebenstromkanälen 610a, b. 620 ist der Hauptstromkanal.
16 zeigt ein Gebläse 630 mit einem Abgriff wie in den 12–15 dargelegt in einer Absaugeinrichtung. Ein derartiges Gebläse kann für eine Dunstabzugshaube oder sonstige Absaugeinrichtung 640 mit Ausblasung 650 verwendet werden.

10: Laufrad
20: Spiralgehäuse
30: normale Abgrifflippe
40: Schräglippe
50: Austrittsquerschnitt
60: Einströmraum
70: Spalt
80: Ausströmraum
90: Achse
100: Hüllzylinder
110: normaler Abgriff
120: schräger Abgriff
130: gebogener Abgriff
140: Ausströmraumtrennung
150a, b: einströmige Schräglippenabgriffe
160: zweiströmiger Schräglippenabgriff
170: dreiströmiger Schräglippenabgriff
180: Rechteck
190: Viertelkreis
200: Halbkreis
210: Halbellipse
220: Einströmbereich
230a, b: Kanalraum
240: frei gezeichnete Form
250: Führungsdorn
260: Querschnitt Ende Bereich 3
270: Abwicklung Hüllzylinder
280: Bereich 4
290: Bereich 1
300: Austrittskanal
305: Halbschale Austrittskanal axiale Richtung
320a–e: Querschnitte Bereich 4
330: Entdraller
340: Doppelspirale
350: Ansaugkanal (Halbschale)
355: Ansaugkanal Halbschale von oben
360: Lagerung
370: Schräglippe
380: Bereich 1 – Bauausführung
390: Bereich 4 – Bauausführung
400: Nebenstrombereich
410: Hauptstrombereich
420: Verlauf Schräglippe
430: Verlauf Schräglippe
440a, b: Abwicklung Hüllzylinder
450: Glasströmung
460: Erfassungsschirm
470: Frontalwirbelmodul
480: Position Ende Schräglippenabgriff
490: Position innerhalb Übergangsbereich 540
500: Querschnitt bei Schräglippenabgriff
510: Querschnitt bei normalem Spiralabgriff
520: Einströmquerschnitt
530: Ausströmquerschnitt
540: Übergangsbereich Ausströmung Hauptvolumenstrom
550: Querschnitt ohne Einströmung in Bereich 540
560a, b: Nebenströme
570: normaler Spiralabgriff
580: Förderbereich Hauptstrom
590: Förderbereich Nebenströme
600a, b: keilförmig angeordnete Schräglippen
610a, b: Nebenstromkanäle
620: Hauptstromkanal
630: Gebläse
640: Dunstabzugshaube oder sonstige Absaugeinrichtung
650: Ausblasung

5. Literatur

Eck, Bruno, 1972, Ventilatoren, Springer Verlag, 5. Auflage, ISBN-3-540-05600-9
Gülich, Johann f., 1999, Kreiselpumpen: ein Handbuch für Entwicklung, Anlagenplanung und Betrieb, Springer Verlag, ISBN 3-540-56987-1
Pfleiderer, Carl, 1961, Die Kreiselpumpen, Springer, 5. Auflage
Stefapanoff, Alexey Joakim, 1959, Radial- und Axialpumpen: Theorie, Entwurf, Anwendung, Springer Verlag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4331606 [0006, 0010]
- DE 19811877 C2 [0007]
- DE 310721 [0008]
- DE 4313617 [0008]
- DE 19957962 [0008]
- DE 469827 [0009]
- DE 102004024392 [0009]
- US 5156524 [0010, 0021]
- DE 10300621 [0011, 0048]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Eck (1972) [0006]
- Pfleiderer (1961) [0006]
- Stefapanoff (1959) [0006]
- Gülich (1999) [0006]
- Eck (1972) S. 221 [0010]
- S. 212. Eck (1972) [0010]
- Eck, Bruno, 1972, Ventilatoren, Springer Verlag, 5. Auflage, ISBN-3-540-05600-9 [0055]
- Gülich, Johann f., 1999, Kreiselpumpen: ein Handbuch für Entwicklung, Anlagenplanung und Betrieb, Springer Verlag, ISBN 3-540-56987-1 [0055]
- Pfleiderer, Carl, 1961, Die Kreiselpumpen, Springer, 5. Auflage [0055]
- Stefapanoff, Alexey Joakim, 1959, Radial- und Axialpumpen: Theorie, Entwurf, Anwendung, Springer Verlag [0055]

Claims

Sammelgehäuse für eine Turboarbeitsmaschine oder Turbokraftmaschine und Verfahren für die Auslegung und Entwicklung eines Sammelgehäuses, dadurch gekennzeichnet dass, a) die Trennung von Einström- und Ausströmbereich über eine schräg zur Achse angeordnete Leitvorrichtung erfolgt, so dass in einem Übergangsbereich Δφ Ein- und Ausströmung entweder axial versetzt oder radial und axial versetzt nebeneinander an der selben Umfangsposition erfolgt, und b) die Leitvorrichtung sich vorzugsweise in radialer Richtung erstreckt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Schräglippenabgriff mit konventionellem Abgriff kombiniert wird, wobei Einströmraum und Ausströmraum in axialer Richtung oder in axialer und radialer Richtung getrennt sind.
Verfahren gemäß der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Turbomaschine ein oder mehrströmig und ein oder mehrflutig aufgebaut sein kann, und Teilvolumenströme gleicher oder unterschiedlicher Größe erzeugt werden können.
Verfahren gemäß der Ansprüche 1–3 dadurch gekennzeichnet, dass die Abströmung in axialer, radialer oder tangentialer Richtung erfolgen kann.
Verfahren gemäß der Ansprüche 1–4 dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralentwicklung in Bereichen mit unterschiedlichen Entwicklungsregeln erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Entwicklung von Konturgrößen innerhalb eines Entwicklungsbereiches nach mindestens einer exponentiell gewichteten Funktion erfolgen kann.
Gebläse dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse ein Sammelgehäuse gemäß eines der Ansprüche 1–6 aufweist und über Vorrichtungen zur Entdrallung verfügen kann.
Schubgebläse für ein Fahrzeug, speziell einen Strahlsegler, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse ein Sammelgehäuse gemäß eines der Ansprüche 1–7 aufweist.
Gebläse gemäß der Ansprüche 1–8 für ein Fahrzeug, speziell einen Strahlsegler, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse eine Zuführung aufweist, bei der ein Vordrall erzeugt wird.
Gebläse gemäß der Ansprüche 1–7 und 8 für eine Absaugeinrichtung, z. B. eine Dunstabzugshaube, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse ein Sammelgehäuse gemäß eines der vorherigen Ansprüche aufweist.