DE102013221119A1 - Luftschaufelrad zum Transport von Luft mit einem Luftlager und Radialverdichter mit einem Luftschaufelrad - Google Patents

Luftschaufelrad zum Transport von Luft mit einem Luftlager und Radialverdichter mit einem Luftschaufelrad Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft Luftschaufelrad zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft, wobei mindestens eine Luftschaufel des Luftschaufelrades an einem radialen Ende geformt ist, um mit einem das Luftschaufelrad umfassenden Gehäuse ein Radialluftlager zur Lagerung des Luftschaufelrades zu bilden. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Radialverdichter mit einem Luftschaufelrad, insbesondere mit einem Luftschaufelrad mit Gehäuse, wobei das Luftschaufelrad als Turbinenrad und/oder als Verdichterrad des Radialverdichters ausgebildet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftschaufelrad zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Radialverdichter mit dem erfindungsgemäßen Luftschaufelrad und ein Verfahren zur Lagerung eines Luftschaufelrades.
  • Die DE 000008328100 U1 beschreibt einen Turbolader mit einem Rotor, wobei der Rotor durch ein Axialluftlager abgestützt ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Luftschaufelrad mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Vorrichtung zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft mit dem erfindungsgemäßen Luftschaufelrad besonders preisgünstig und mit besonders geringem Gewicht realisiert werden kann. Dadurch, dass mindestens eine Luftschaufel des Luftschaufelrades an einem radialen Ende geformt ist, um mit einem das Luftschaufelrad umfassenden Gehäuse ein Luftlager zur Lagerung des Luftschaufelrades zu bilden, kann auf ein zusätzliches mechanisches Lager zur Lagerung des Luftschaufelrades verzichtet werden. Der Verzicht auf ein zusätzliches mechanisches Lager zur Lagerung des Luftschaufelrades ermöglicht eine Einsparung von Kosten und Gewicht.
  • Besonders vorteilhaft kann die Luftschaufel an einem radialen Ende derart geformt sein, dass mit dem umfassenden Gehäuse ein Radialluftlager oder ein Axialluftlager gebildet werden kann. Weiterhin besonders vorteilhaft kann das Luftschaufelrad derart geformt sein, dass mit dem umfassenden Gehäuse durch die Formung des Luftschaufelrades ein Luftlager gebildet wird, wobei das Luftlager gleichzeitig als Radialluftlager und als Axialluftlager dient. Das Luftlager kann somit Kräfte in axialer Richtung und auch in radialer Richtung aufnehmen.
  • Eine Luftschaufel im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist ein derart geformtes Werkstück, dass bei einer Rotation der Luftschaufel relativ zur der umgebenden Luft besonders effizient in eine oder in mehrere Richtungen bewegt, verschoben und/oder beschleunigt werden kann.
  • Ein Luftschaufelrad im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist eine Anordnung von mindestens einer, insbesondere von mehreren, Luftschaufeln auf einem Rad. Bei einem Drehen des Rades werden die Luftschaufeln relativ zur umgebenden Luft bewegt und verschieben die Luft entlang einer Drehachse des Luftschaufelrades und/oder in eine Radialrichtung des Luftschaufelrades.
  • Unter einem Transport von Luft im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird das Bewegen von Luft entlang einer vorgegebenen Richtung verstanden. Ein radiales Ende einer Luftschaufel im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist das dem Befestigungsort der Luftschaufel am Rad gegenüberliegende Ende, wenn die Luftschaufel auf einem Rad zu einem Luftschaufelrad montiert ist. Unter einem das Luftschaufelrad umfassenden Gehäuse im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird ein Gehäuse verstanden, dass die Luftschaufeln des Luftschaufelrades an ihrem radialen Ende, insbesondere mit einem Durchmesser größer als ein durch die radialen Enden der Luftschaufeln definierten Durchmesser umfasst.
  • Unter einem Radiallager wird eine Lagerung eines Rades verstanden, wobei die Lagerung Kräfte in radialer Richtung aufnehmen kann. Unter einem Axiallager wird eine Lagerung verstanden, wobei die Lagerung Kräfte in axialer Richtung aufnehmen kann.
  • Unter einem Radialluftlager wird ein Radiallager verstanden, wobei das Radialluftlager bei Bewegung des durch das Radialluftlager gelagerten Rades eine luftgepolsterte Lagerung bereitstellt. Unter einem Axialluftlager wird ein Axiallager verstanden, wobei das Axialluftlager bei Bewegung des durch das Axialluftlager gelagerten Rades eine luftgepolsterte Lagerung bereitstellt.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die mindestens eine Luftschaufel des Luftschaufelrades ausgebildet, mit dem das Luftschaufelrad umfassenden Gehäuse am radialen Ende der Luftschaufel einen sich entgegen einer Drehrichtung des Luftschaufelrade verengenden Spalt zu bilden. Ein derartiges Radialluftlager des Luftschaufelrades ist besonders effizient und reibungsarm, da ein sich verengender Spalt einen besonders guten Aufbau eines Luftlagers ermöglicht.
  • Unter einem sich verengenden Spalt ist ein Spalt zu verstehen, der an einer Seite des Spaltes eine größere Öffnung aufweist als an einer gegenüberliegenden Seite des Spaltes.
  • Unter einer Drehrichtung des Luftschaufelrades ist diejenige Richtung zu verstehen, bei der das Luftschaufelrad Luft transportiert und/oder verdichtet.
  • Vorteilhaft ist die zumindest eine Luftschaufel ausgebildet, den sich verengenden Spalt durch eine Verlängerungsfläche zu bilden, wobei die Verlängerungsfläche die Luftschaufel in eine Umfangsrichtung des Luftschaufelrades entgegen der Drehrichtung des Luftschaufelrades verlängert. Ein Luftlager realisiert über die Verlängerungsfläche des Luftschaufelrades ist besonders tragfähig, da die Verlängerungsfläche der Luftschaufel ein besonders stabiles und tragfähiges Luftkissen zur Lagerung des Luftschaufelrades aufbauen kann.
  • Unter einer Verlängerungsfläche einer Luftschaufel im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist eine Fläche zu verstehen, die im direkten Anschluss an die Luftschaufel die Luftschaufel um eine vorgegebene Fläche in eine vorgegebene Richtung und/oder in mehrere vorgegebene Richtungen verlängert.
  • Unter einer Umfangsrichtung des Luftschaufelrades ist eine Richtung entlang des Umfangs des Luftschaufelrades zu verstehen.
  • Eine Ausbildung der Luftschaufel derart, dass die Verlängerungsfläche der Luftschaufel in Umfangsrichtung des Luftschaufelrades mindestens bis zu einer benachbarten Luftschaufel ausgedehnt ist, hat den Vorteil, dass ein Radialluftlager der Luftschaufel besonders stabil und laufruhig gestaltet werden kann. Die Ausdehnung der Verlängerungsfläche der Luftschaufel bis zu der benachbarten Luftschaufel erlaubt die Erzeugung einer geschlossenen Oberfläche auf dem Umfang des Luftschaufelrades und somit die Erzeugung eines besonders stabilen Luftkissens des Radialluftlagers.
  • Unter einer zu einer ersten Luftschaufel benachbarten zweiten Luftschaufel ist diejenige zweite Luftschaufel zu verstehen, die bei einer Anordnung der ersten Luftschaufel und der zweiten Luftschaufel auf dem Luftschaufelrad direkt neben der ersten Luftschaufel liegt, also entlang des Umfangs des Luftschaufelrades der ersten Luftschaufel direkt folgt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des Luftschaufelrades ist die Verlängerungsfläche der Luftschaufel mit der benachbarten Luftschaufel verbunden. Ein mit dem Luftschaufelrad gebildetes Radialluftlager des Luftschaufelrades ist in der genannten Weiterbildung besonders tragfähig, da die Verbindung der Verlängerungsfläche der Luftschaufel mit der benachbarten Luftschaufel eine besonders effiziente Lauffläche des Radialluftlagers bildet.
  • Eine Vorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Luftschaufelrad und mit einem das Luftschaufelrad umfassenden Gehäuse kann in vorteilhafterweise Weise besonders leicht und kostengünstig hergestellt werden.
  • Vorteilhaft weist die Vorrichtung ein Luftlager zur Lagerung des Luftschaufelrades auf, wobei das Luftlager vom Luftschaufelrad mit dem Gehäuse gebildet wird. Vorteilhaft kann eine solche Vorrichtung zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft benutzt werden, wobei die Vorrichtung besonders laufruhig realisierbar ist, da ein Luftlager nur geringe Vibrationen verursacht. Besonders vorteilhaft ist das Luftlager als Radialluftlager oder als Axialluftlager ausgebildet. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist das Luftlager als Radialluftlager und zusätzlich als Axialluftlager ausgebildet. Das Luftlager kann somit eine Lagerung des Luftschaufelrades in radialer und in axialer Richtung gleichzeitig sicherstellen und ermöglicht somit den besonders kompakten und leichten Bau eines Luftschaufelrades mit Gehäuse.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung bilden die Verlängerungsflächen der Luftschaufeln mit dem Gehäuse ein Volumen, wobei das Volumen von Räumen zwischen den Luftschaufeln getrennt ist. Ein Luftlager zwischen Luftschaufelrad und Gehäuse ist so besonders effizient realisierbar und das Luftschaufelrad mit Gehäuse kann besonders gut zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft genutzt werden, da das das Radialluftlager bildende Volumen und die zum Transport und/oder zum Verdichten genutzten Räume des Luftschaufelrades voneinander getrennt sind und sich in ihrer Funktion nicht gegenseitig beeinflussen.
  • Durch eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Radialverdichter, wobei das Luftschaufelrad als Turbinenrad oder als Verdichterrad des Radialverdichters ausgebildet ist, wird ein Radialverdichter zur Verfügung gestellt, der besonders leicht und kostengünstig realisierbar ist und eine besonders hohe Laufruhe aufweist.
  • Eine oder mehrere der Luftschaufeln können auf einer dem umfassenden Gehäuse zugewandten Seite der Verlängerungsfläche eine reibungsvermindernde Beschichtung aufweisen. Beispielsweise kann eine Graphitschicht aufgebracht sein. Weiterhin vorteilhaft weist das umfassende Gehäuse auf einer der Luftschaufel gegenüberliegenden Seite eine weitere reibungsvermindernde Schicht auf. Ein Start einer Rotationsbewegung des Luftschaufelrades relativ zu dem das Luftschaufelrad umfassenden Gehäuse kann so besonders verschleißarm erfolgen, da bei dem Start der Bewegung das Axialluftlager und/oder das Radialluftlager noch nicht besonders tragfähig sind.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Luftschaufelrad mit Luftschaufeln zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft, wobei die Luftschaufeln an dem radialen Ende der Luftschaufel geformt sind um mit einem umfassenden Gehäuse ein Luftlager zu bilden.
  • 2 eine Schnittzeichnung des in 1 dargestellten Luftschaufelrades.
  • 3 eine Schnittzeichnung einer Weiterbildung des in 1 dargestellten Luftschaufelrades, wobei die Verlängerungsflächen der Luftschaufel mit der jeweils benachbarten Luftschaufel verbunden sind.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachfolgend dargestellt wird ein Luftschaufelrad zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft, wobei mindestens eine Luftschaufel des Luftschaufelrades an einem radialen Ende geformt ist, um mit einem das Luftschaufelrad umfassenden Gehäuse ein Luftlager zur Lagerung des Luftschaufelrades zu bilden. Weiterhin wird ein Radialverdichter mit einem Luftschaufelrad, insbesondere mit einem Luftschaufelrad mit Gehäuse, wobei das Luftschaufelrad als Turbinenrad und/oder als Verdichterrad des Radialverdichters ausgebildet ist gezeigt.
  • 1 zeigt ein Luftschaufelrad mit Luftschaufeln zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft, wobei die Luftschaufeln an dem radialen Ende der Luftschaufel geformt sind um mit einem umfassenden Gehäuse ein Radialluftlager zu bilden.
  • In 1 dargestellt ist ein Luftschaufelrad 10 zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft. Dargestellt ist das Luftschaufelrad 10, eine erste Luftschaufel 20 mit einem radialen Ende der ersten Luftschaufel 30 sowie eine zweite Luftschaufel 120 mit einem radialen Ende der zweiten Luftschaufel 130. Außerdem dargestellt sind weitere Luftschaufeln mit weiteren radialen Enden. 1 zeigt weiterhin eine Drehrichtung des Luftschaufelrades sowie eine Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 und eine Verlängerungsfläche der zweiten Luftschaufel 170. Dargestellt ist außerdem eine Umfangsrichtung 80 des Luftschaufelrades 10.
  • Die erste Luftschaufel 20 und die zweite Luftschaufel 120 sind mit einem dem radialen Ende der ersten Luftschaufel 30 und mit einem dem radialen Ende der zweiten Luftschaufel 130 gegenüberliegenden Ende an der Nabe 180 befestigt. Die erste Luftschaufel 20 ist am radialen Ende der ersten Luftschaufel 30 um die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 verlängert. Bei der Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 handelt es sich um eine direkte Verlängerung der ersten Luftschaufel 20 entlang der Umfangsrichtung 80 des Luftschaufelrades 10.
  • Bei einem Betrieb des Luftschaufelrades 10 zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft wird das Luftschaufelrad entlang der Drehrichtung 50 gedreht. Luft wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an einem oberen Ende der ersten Schaufel 20 eingefangen und zu einem unteren Ende der ersten Schaufel 20 geführt, wobei die Luft in radialer Richtung aus dem Luftschaufelrad austritt. Die Luft tritt radial aus der Austrittsöffnung 200 aus. Die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 verlängert die erste Luftschaufel 20 entlang der Umfangsrichtung 80 in eine der Drehrichtung 50 entgegenliegenden Richtung. Die zweite Luftschaufel 120 ist auf der Nabe 180 benachbart zur ersten Luftschaufel 20 befestigt. Die benachbarte Befestigung bedeutet, dass nach der Befestigung der ersten Luftschaufel 20 auf der Nabe 180 entlang der Umfangsrichtung 80 auf der Nabe 180 als nächste Luftschaufel die zweite Luftschaufel 120 folgt. Die erste Luftschaufel 20 und die zweite Luftschaufel 120 sind somit benachbart und die zweite Luftschaufel 120 ist die zu der ersten Luftschaufel 20 benachbarte Luftschaufel. Die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 ist entlang der Umfangsrichtung 80 in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtung 50 bis zum radialen Ende der zweiten Luftschaufel 130 ausgedehnt. Die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel und/oder die Verlängerungsfläche der zweiten Luftschaufel kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel stärker oder weniger weit entlang der Umfangsrichtung 80 ausgedehnt sein.
  • Bei einem Drehen des Luftschaufelrades 10 entlang der Drehrichtung 50 wird Luft aus der Umgebung an der oberen Seite des Luftschaufelrades 10 eingefangen und durch die erste Luftschaufel und durch die weiteren Luftschaufeln zum unteren Ende des Luftschaufelrades 10 transportiert, wo die Luft in radialer Richtung austritt. Bei einer Bewegung des Luftschaufelrades 10 entlang der Drehrichtung 50 wird Luft, die sich in der Umgebung der Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 befindet und von der Nabe 180 des Luftschaufelrades 10 weiter entfernt ist, als das radiale Ende der ersten Luftschaufel vom Luftschaufelrad 10 radial nach außen weggedrückt. Durch die Bewegung der Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 und/oder der Verlängerungsfläche der zweiten Luftschaufel 170 wird die Luft, die sich zunächst nahe des radialen Endes der ersten Luftschaufel 30 und/oder nahe des radialen Endes der zweiten Luftschaufel 130 befindet, durch die Verlängerungsfläche der Luftschaufel von dem radialen Ende der Luftschaufel entlang der Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel und/oder entlang der Verlängerungsfläche der zweiten Luftschaufel 170 in radialer Richtung von dem Luftschaufelrad 10 hinweggedrückt.
  • Durch das Hinwegdrücken der Luft in radialer Richtung kann das Luftschaufelrad 10 mit einem umfassenden Gehäuse ein Radialluftlager zur Lagerung des Luftschaufelrades 10 bilden. Das Luftschaufelrad 10 wird somit durch ein Radialluftlager gelagert, wobei das Radialluftlager auf einem durch Luftschaufeln des Luftschaufelrades gebildeten äußerem Umfang des Luftschaufelrades gebildet wird. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die erste Luftschaufel 20 derart geformt, dass die Luftschaufel 20 von einer Befestigung an der Nabe 180 zu einer Befestigung an einer Axialfläche 190 übergeht. Das radiale Ende der ersten Luftschaufel 30 verläuft demnach zu einem Teil parallel zu der Nabe 180 und zu einem Teil zu der Nabe 180. Das radiale Ende der ersten Luftschaufel 30 weist weiterhin einen Übergangsbereich zwischen dem parallelen Verlauf und dem senkrechten Verlauf auf.
  • Die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 folgt dem radialen Ende der ersten Luftschaufel. Ein erster Teil der Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 liegt deshalb weitestgehend parallel zu der Fläche der Nabe 180 Ein weiterer Teil der Verlängerungsfläche liegt weitestgehend senkrecht zu der Nabe 180. Der erste Teil der Verlängerungsfläche ist ausgebildet, Luft in radialer Richtung von der Nabe 180 hinwegzudrücken. Der erste Teil der Verlängerungsfläche kann somit mit einem umfassenden Gehäuse ein Radialluftlager bilden. Der zweite Teil der Verlängerungsfläche ist ausgebildet, Luft in axialer Richtung von der Verlängerungsfläche hinwegzudrücken. Der zweite Teil der Verlängerungsfläche kann somit mit einem umfassenden Gehäuse ein Axialluftlager bilden. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann somit durch die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel und zusätzlich durch die Verlängerungsflächen der weitern Luftschaufeln ein Radialluftlager und gleichzeitig ein Axialluftlager ausgebildet werden.
  • 2 zeigt eine Schnittzeichnung des in 1 dargestellten Luftschaufelrades 10.
  • Gleiche Merkmale wie in 1 sind in 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen. 2 zeigt weiterhin ein das Luftschaufelrad 10 umfassendes Gehäuse 40 sowie einen sich verengenden Spalt 60 und ein Radialluftlager 110.
  • Das Luftschaufelrad 10 umfassende Gehäuse 40 umfasst das Luftschaufelrad 10 auf seinem Umfang. Der sich verengende Spalt 60 wird gebildet zwischen dem Gehäuse 40 und einer Verlängerungsfläche einer Luftschaufel, insbesondere zwischen dem Gehäuse 40 und der Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70. Eine Mehrzahl von verengenden Spalten zwischen den Verlängerungsflächen der Luftschaufeln und dem umfassenden Gehäuse 40 bilden das Radialluftlager 110.
  • Der sich verengende Spalt 60 ergibt sich durch die Ausdehnung der Verlängerungsfläche 70 entlang der Umfangsrichtung 80 entgegen der Drehrichtung 50 dadurch, dass die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 sich während ihrer Ausdehnung entlang der Umfangsrichtung 80 dem umfassenden Gehäuse 40 annähert. Die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 ist entlang der Umfangsrichtung 80 ausgedehnt bis zur zweiten Luftschaufel 120. Die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 endet oberhalb eines Ansatzpunktes der zweiten Luftschaufel 130 und oberhalb eines Ansatzpunktes der Verlängerungsfläche der zweiten Luftschaufel 170. Die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 ist somit in Umfangsrichtung des Luftschaufelrades bis zu einer benachbarten Luftschaufel ausgedehnt, nämlich bis zur zweiten Luftschaufel 120.
  • Bei einer Drehung des Luftschaufelrades 10 entlang der Drehrichtung 50 wird Luft, die sich auf der Innenseite des umfassenden Gehäuse 40 nahe des Randes des umfassenden Gehäuses 40 findet von der Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel bei einer Drehung des Luftschaufelrades entlang der Drehrichtung 50 mitgenommen. Die Luft wird durch den sich verengenden Spalt 60 zusammengedrückt und komprimiert. Auf dem sich durch die Kompression der Luft nahe dem Rand des umfassenden Gehäuse 40 bildenden Luftkissen lagert das Luftschaufelrad 10. Zusammenfassend handelt es sich bei der gegebenen Lagerung um das Luftlager 110.
  • 3 zeigt ein Schnittbild einer Weiterbildung des in 1 dargestellten Luftschaufelrades, wobei die Verlängerungsflächen der Luftschaufel mit der jeweils benachbarten Luftschaufel verbunden sind.
  • In 3 dargestellt ist eine Schnittansicht des Luftschaufelrades 10 wie in 1 dargestellt. Gleiche Merkmale wurden mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen. 3 zeigt zusätzlich Räume 90 sowie ein Volumen 100.
  • In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 mit der Verlängerungsfläche der zweiten Luftschaufel 170 verbunden. Die Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70, die erste Luftschaufel 20 und die zweite Luftschaufel 120 bilden somit einen Raum 90 aus. Zwischen der Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 und dem das Luftschaufelrad 10 umfassenden Gehäuse 40 wird somit ein Volumen 100 ausgebildet. In gleicher Form werden zwischen den Verlängerungsflächen der Luftschaufeln und den Luftschaufeln des Luftschaufelrades 10 weitere Räume ausgebildet.
  • Bei einer Drehung des Luftschaufelrades 10 entlang der Umfangsrichtung 80 wird durch die erste Luftschaufel 20, die zweite Luftschaufel 120 und die weiteren Luftschaufeln Luft innerhalb der Räume entlang der Nabe und/oder in radialer Richtung transportiert und/oder verdichtet. Durch die Verbindung der Verlängerungsfläche der ersten Luftschaufel 70 mit der zweiten Luftschaufel 120, insbesondere mit dem radialen Ende der zweiten Luftschaufel 130, wird ein geschlossener Raum 90 geschaffen, wobei der Transport und/oder die Verdichtung der Luft innerhalb des geschlossenen Raumes 90 stattfindet. Bei einer Drehung des Luftschaufelrades 10 entlang der Umfangsrichtung 80 wird außerdem Luft, die sich im Volumen 100 befindet, durch den sich verengenden Spalt 60 entlang der Umfangsrichtung 80 des Luftschaufelrades 10 komprimiert. Durch die Kompression der sich im Volumen 100 befindenden Luft wird ein Luftkissen innerhalb des Volumens 100 ausgebildet, wobei das Luftkissen zur Lagerung des Luftschaufelrades 10 dient. In dem Volumen 110 wird somit das Luftlager 110 ausgebildet.
  • In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ist das Luftschaufelrad 10 Teil eines Radialverdichters, wobei das Luftschaufelrad 10 als Turbinenrad und/oder als Verdichterrad des Radialverdichters genutzt werden kann. Das Gehäuse 40 als ist das Turbinengehäuse des Radialverdichters ausgebildet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 000008328100 U1 [0002]

Claims (10)

  1. Luftschaufelrad (10) zum Transport und/oder zum Verdichten von Luft, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Luftschaufel (20) des Luftschaufelrades (10) an einem radialen Ende (30) der Luftschaufel (20) geformt ist, um mit einem das Luftschaufelrad (10) umfassenden Gehäuse (40) ein Luftlager (110), insbesondere ein Radialluftlager und/oder ein Axialluftlager, zur Lagerung des Luftschaufelrades (10) zu bilden.
  2. Luftschaufelrad (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftschaufel (20) ausgebildet ist, mit dem Gehäuse (40) am radialen Ende (30) der Luftschaufel (20) einen sich entgegen einer Drehrichtung (50) des Luftschaufelrades (10) verengenden Spalt (60) zu bilden.
  3. Luftschaufelrad (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Luftschaufel (20) ausgebildet ist, den sich verengenden Spalt (60) durch eine Verlängerungsfläche (70) zu bilden, wobei die Verlängerungsfläche (70) die Luftschaufel (20) in eine Umfangsrichtung (80) des Luftschaufelrades (10) entgegen der Drehrichtung (50) des Luftschaufelrades (10) verlängert.
  4. Luftschaufelrad (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungsfläche (70) der Luftschaufel (20) in Umfangsrichtung (80) des Luftschaufelrades (10) mindestens bis zu einer benachbarten Luftschaufel (20) ausgedehnt ist.
  5. Luftschaufelrad (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungsfläche (70) der Luftschaufel (20) mit der benachbarten Luftschaufel (20) verbunden ist.
  6. Vorrichtung mit einem Luftschaufelrad (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem das Luftschaufelrad (10) umfassenden Gehäuse (40)
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftschaufelrad (10) mit dem Gehäuse (40) ein Luftlager (110), insbesondere ein Radialluftlager und/oder ein Axialluftlager, zur Lagerung des Luftschaufelrades (10) bildet
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungsflächen (70) der Luftschaufeln mit dem Gehäuse (40) ein Volumen (100) bilden, wobei das Volumen (100) von Räumen (90) zwischen den Luftschaufeln (20) getrennt ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als ein Radialverdichter ausgebildet ist, wobei das Luftschaufelrad (10) als Turbinenrad und/oder als Verdichterrad des Radialverdichters ausgebildet ist.
  10. Verfahren zur Lagerung eines Luftschaufelrades, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftschaufelrad durch ein Luftlager gelagert wird, wobei das Luftlager auf einem durch Luftschaufeln des Luftschaufelrades gebildeten äußerem Umfang des Luftschaufelrades gebildet wird.
DE201310221119 2013-10-17 2013-10-17 Luftschaufelrad zum Transport von Luft mit einem Luftlager und Radialverdichter mit einem Luftschaufelrad Withdrawn DE102013221119A1 (de)

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