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Axiales Saugzuggebläse, insbesondere für Lokomotiven Die Erfindung
betrifft ein radiales Saugzuggebläse, insbesondere für Lokomotiven. Sie soll den
Verschleiß des Laufrades, den der mitgeförderte Staub bewirkt, vermindern, Der Haupterfindungsgedanke
besteht darin, den Staub in den Laufschaufelkranz nur nahe seinem Innendurchmesser
einzuführen, @veil dort die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades, also auch diejenige
Geschwindigkeit, mit der der Staub auf die Laufschaufeln trifft, und damit auch
der Verschleiß des Laufrades am geringsten ist. Deshalb sieht die Erfindung vor,
daß dem Laufrad ein an sich bekannter, wesentlich radial einwärts durchströmter
Leitschaufelkranz vorgeschaltet ist und daß die Austrittstangenten an die Leitschaufelprofile
die Nabe des Laufrades nahezu tangieren.
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Da hierdurch die Richtung der Strömung am Innendurchmesser des Leitschaufelkranzes
festliegt, so müssen, wenn ein bestimmter Drall des Strömungsmittels beim Eintritt
ins Laufrad gewünscht wird, der Innenradius des L eitschaufelkranzes und die Strömungsgeschwindigkeit
am Leitschaufelaustritt so gewählt werden, daß das Produkt aus diesem Radius und
aus der Umfangskomponente dieser Geschwindigkeit dem gewünschten Wert des Dralles
gleicht. Je größer man jenen Radius, also den Innendurchmesser des Leitschaufelkranzes
wählt, um so kleiner wird für gewünschten Drall die Strömungsgeschwindigkeit am
Leitschaufelaustritt und daher auch die ihr ja wesentlich gleiche Eigengeschwindigkeit
der Staubteilchen, um so kleiner auch also diejenige Geschwindigkeit, mit der die
Staubteilchen das Laufrad treffen, also um so kleiner der Verschleiß des Laufrades.
Es empfiehlt sich daher, den Austrittsdurchmesser des Leitschaufelkranzes wesentlich
größer als den mittleren Durchmesser des Laufschaufelkranzes zu wählen.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß
besonders schädlich der Verschleiß der Laufschaufeleintrittskanten ist, da besonders
dann, wenn die Nase des Laufschaufelprofils verschlissen ist, die Strömung sich
auf eine beträchtliche Länge von der Saugseite des Profils ablöst und daß dieser
Einfluß um so geringer ist, je weniger an Zahl und je länger in Strömungsrichtung
die Schaufeln sind. Daher empfiehlt es sich, daß das Laufrad nur wenige, in Umfangsrichtung
lange Schaufeln besitzt.
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Eine niedrige Schaufelzahl für das Gebläserad wirkt sich verschleißtechnisch
nach zwei Seiten günstig aus. Einmal sind weniger Aufprallstellen, die dem stärksten
Verschleiß ausgesetzt sind, vorhanden. Diese Stellen können daher dicker ausgebildet
und mit einer besonderen Panzerungsschicht geschützt werden. Zum anderen ergibt
die niedrige Schaufelzahl z. B. drei -in Umfangsrichtung gesehen - sehr lange Schaufeln.
Werden normale Strömungsprofile für die Gebläseschaufeln angewendet, so ergibt der
Verschleiß am Profilkopf sehr bald eine Veränderung des Strömungsprofils und damit
eine Ablösung auf der Profilsaugseite. Wenn die Strömung sich nach einer gewissen
Strecke auch wiederum an das Profil anschließt, so ist doch damit ein Teil der Schaufelfläche
zur Druckerzeugung verlorengegangen. Ist aber die Schaufel in Umfangsrichtung gesehen
sehr lang, so ist der Verlust durch Ablösung nur unbedeutend. Bei solchen in Umfangsrichtung
langen Schaufeln besteht die Möglichkeit, diese einfach aus Blech zu pressen. In
diesem Falle wählt man eine räumliche Krümmung, bei der die Abwicklung von Umfangschnitten
etwa Kreisbögen ergibt. Die Wölbung dieser Kreisbögen wird dabei aus den bekannten
aerodvnamischen Grundformeln für die Drucksteigerung bestimmt.
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Um den Verschleiß auf der Druckflanke der Schaufeln in den äußeren
Ringzonen niedriger zu halten, ist es vorteilhaft, in diesem Gebiet die Schaufel
aerodynamisch niedrig zu belasten (mit niedrigem Auftriebsbeiwert). also mit größerer
Erstreckung der Schaufeln in Umfangsrichtung und kleinerem Anstellwinkel, als es
ohne Rücksicht auf Verschleiß gemacht würde, wodurch einerseits ein flacheres Auftreffen
der Löscheteile auf die Schaufel und andererseits eine kleinere Beschleunigung der
Teilchen und damit ein verringerter Normaldruck erreicht wird.
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Bei den in Umfangsrichtung langen Schaufeln besteht die Gefahr, daß
die Teilchen auf ihrem Wege entlang der Schaufeln nach außen wandern und vor allem
die Kanten der Schaufelradflügel an ihrem Außendurchmesser stark verschleißen. Dieser
schädigenden Wirkung kann dadurch entgegengearbeitet werden, daß die Schaufeln auch
in radialer Richtung auf der Druckseite konkav gehalten werden. Die Höhlung kann
dabei so gewählt werden, daß für alle Schaufelteile die auftreffende Lösche in die
Mittelzone
der radialen Erstreckung der Schaufeln gelenkt wird.
Die Höhlung selbst verhindert, daß der Staub besonders an wenigen einzelnen Stellen
verschleißend wirkt.
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Bei Panzerung der Schaufelvorderkanten ist die Übergangszone der Panzerschicht
zum Schaufelgrundniaterial oft Anlaß für störende Verschleißangriffe, da sich gegebenenfalls
an dieser Stelle Furchen bilden, die dann Kolke und Ruinen bewirken. Zur Vermeidung
dieser störenden Eigenschaften wird erfindungsgemäß die Panzerschicht auf der Schaufelvorderkante
so aufgebracht, daß sie die Druckflanke der Gebläseschaufel überhöht. Dadurch werden
die Löscheteilchen auf ihrem Weg von der Eintrittskante zur Schaufelfläche etwas
zerstreut und geben hierdurch keine ausgeprägte Angriffsstelle.
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Abb. 1 zeigt das perspektivische Bild eines Dreischaufelrades; Abb.
2 zeigt die Abwicklung von Zylinderschnitten. durch die Schaufeln, und zwar zeigt
das obere Bild die Abwicklung des Schnittes nahe der Nabe, das mittlere die Abwicklung
eines Zylinderabschnittes ir_ Mitte der Schaufel und das untere die entsprechende
im Außendurchmesser. Die Linien -neigen, daß die Schaufeln im wesentlichen in der
Abwicklung einen Kreisbogen mit entsprechendem Radius bilden: Abb. 3 zeigt einen
Längsschnitt durch das Gebläse, Abb. -1 einen Ouerschnitt durch Abb. 3.