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Saugtasche für einstufige Radial-und Axialventilatoren Für Radial-
und Axialventilatoren ergibt sich vielfach die Notwendigkeit, an der Saugöffnung
an Stelle eines Saugrohres oder Saugkrümmers mit konzentrischem Lufteintritt eine
Saugtasche mit scharf umgelenktem Luftzutritt anzubringen; insbesondere ist das
bei Saugzugventilatoren der Fall, die Rauchgase von unten aus dem Rauchkanal ansaugen,
wenn für die Anbringung einer Saugleitung oder eines Saugkrümmers mit ausreichendem
Krümmungsradius nicht der notwendige Raum zur Verfügung steht.
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Die geschilderten Verhältnisse können bei einseitig oder doppelseitig
saugenden Radialventilatoren, bei Axialventilatoren und außer bei Saugzugventilatoren
auch bei Ventilatoren für andere Zwecke vorliegen.
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Damit die Luft oder die Gase wenigstens einigermaßen konzentrisch
in die Saugöffnung eintreten und das Laufrad einigermaßen gleichmäßig beaufschlagen,
muß die Gasgeschwindigkeit in der Tasche stark herabgesetzt und der Durchgangsquerschnitt
der Saugtasche groß gehalten werden. Besonders in axialer Richtung muß die Tasche
wegen der Umlenkung des Gasstromes weiträumig ausgeführt werden. Dadurch ergibt
sich für die Lager, die man aus Sicherheitsgründen außerhalb der Tasche anbringt,
ein größerer Abstand, und es müssen stärkere, teurere Wellen und entsprechend größere
Lager vorgesehen werden.
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Diese Verhältnisse haben vielfach dazu geführt, daß aus räumlichen
oder konstruktiven Gründen (kürzerer Lagerabstand und Bemessung des Wellendurchmessers
mit Rücksicht auf die kritische Drehzahl) schmale Saugtaschen gebaut wurden und
die infolgedessen auftretenden höheren Verluste, insbesondere durch die ungleichmäßige
Beaufschlagung des Laufrades in Kauf genommen werden mußten. Hierdurch sank der
Gesamtwirkungsgrad der Ventilatoren erheblich.
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Um dies zu verbessern, ist es bekanntgeworden, in die Saugtasche Leitschaufeln
verschiedener Ausführung und Form einzubauen, welche die bei der Umlenkung entstehenden
Druckverluste und die Breite der Saugtasche in axialer Richtung verringern sollten.
Diese Leitschaufeln haben aber den Nachteil, daß die Gase nicht allseitig in die
Saugöffnung eintreten und das Laufrad infolgedessen auch bei dieser Anordnung ungleichmäßig
beaufschlagt wird.
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Für Verdichter sind Saugtaschen mit den für Kreiselmaschinen üblichen
Beschleunigungsdüsen direkt vor der Eintrittsöffnung bekanntgeworden. Diese Düsen
sind wulstartig ausgebildet und können eine ungleichmäßige Beaufschlagung des Laufrades
und einen großen Eintrittsverlust nicht verhindern, der allerdings bei der großen
Druckhöhe der Verdichter in Kauf enommen werden kann.
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Bei, Verdichtern, bei denen höhere Drücke auftreten, ist der Frage
der Ausbildung der Saugtaschenform weniger Aufmerksamkeit zugewendet worden. Hier
sind die durch die Taschenform hervorgerufenen Widerstände für den Gesamtwirkungsgrad
von geringerer Bedeutung, da sie den großen Arbeitsdrücken gegenüber vernachlässigt
werden können.
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Für mehrstufige Axialverdichter sind Saugtaschen mit sich verjüngendem
Querschnitt bekannt, durch die eine gleichbleibende Gasgeschwindigkeit vor der Eintrittsöffnung
erreicht werden soll: dabei umfaßt die Saugtasche das Ende des Rotorgehäuses, das
eine Aufweitung trägt.
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Bei dem Entwurf von Kreiselströmungsmaschinen gehört es zum Wissen
des Fachmannes. vor der Eintrittsöffnung eine gleichbleibende Geschwindigkeit anzustreben,
was beispielsweise bei dem im vorstehenden beschriebenen mehrstufigen Axialverdichter
durch die Verjüngung der Saugtasche erreicht werden soll. Bei dieser bekannten Führung
des Gasstromes wird unter Berücksichtigung des abnehmenden Mengenstromes infolge
Einströmens in die Saugdüse in der Tasche eine etwa gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit
erzielt werden. Der obere Teil des Luftstromes hat nun aber infolge einer Umlenkung
um 270°, während der untere Teil desselben nur um 90° umgelenkt wird, einen höheren
Widerstand zu überwinden, was bei gleichbleibender Geschwindigkeit zu einer e:heNich
ungleichmäßigen Beaufschlagung des Laufrades mit den bekannten Folgen führt.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch überwunden, daß eine
Saugtasche mit etwa parallelen Ouerseitenwänden in Blechausführung für einstufige
Radial-
und Axialventilatoren so beschaffen ist, daß ein näherungsweise zylindrisches Einlaufrohrstiick
in die Saugtasche hineinragt und an seinem freien Ende eine an sich bekannte Einlaufdüse
trägt.
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Die Anmelderin hat den bekannten Weg, vor der Eintrittsöffnung eine
gleichbleibende Geschwindigkeit anzustreben, verlassen und durch die parallele Ausbildung
der Ouerseitenwände mit daraus resultierendem gleichbleibendem Querschnitt bei Anordnung
des Einlaufrohrstückes im oberen Teil der Saugtasche und der Einströmdüse eine Verlangsamung
der Strömung erstrebt und erreicht. Hierdurch wird ein Ausgleich der durch mehrfache
Umlenkung entstehenden Widerstände bewirkt. Der erste Luftstrom, der den unteren
Teil des Laufrades direkt beaufschlagt, wird um 90°, der zweite das Einlaufrohrstück
beiderseits umströmende von oben in das Laufrad eintretende Luftstrom dagegen um
270° umgelenkt. Der letztgenannte Luftstrom hat also den dreifachen Widerstand gegenüber
dem ersten Luftstrom zu überwinden; zur Verringerung des Widerstandes muß die kinetische
Energie entsprechend verringert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der Querschnitt
des Saugkastens nicht kleiner wird; die Teilung des Stromes wird durch das Einlaufrohrstück
bewirkt. Auf diese Art und Weise werden Einlaufdüse und Laufrad gleichmäßig allseitig
beaufschlagt. Bei Axialventilatoren kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
das Laufrad mindestens zum Teil im Einlaufrohrstück angeordnet sein. Die Einlaufdüse
kann durch eine Verkleidung oder durch ein Hereinwölben der gegenüberliegenden Querseitenwand
der Saugtasche zu einer Ringdüse ergänzt ,werden.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen
mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen stellen dar: Fig. 1 einen
Längsschnitt durch einen doppelseitig saugenden Radialventilator mit zwei Saugtaschen,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Axialventilator mit einer Saugtasche.
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Im Gehäuse 1 des in Fig. 1 dargestellten doppelseitig saugenden Radialventilators
dreht sich mit der Welle 2 das Doppellaufrad 3. Auf jeder Seite leitet ein Saugkonus
4 in das kurze, zentrisch zur Ventilator= achse eingebaute Einlaufrohrstück 5 über,
das-iri die Saugtasche 6 hineinragt und in einer gleichfalls zent-@sz?i zu_ `rentilatoraclise
'liegenden Saugdüse 7 endet. Die Saugtasche hat etwa parallele Querseitenwände.
In die Saugtasche 6 ist auf der der Saugöffnung 8 gegenüberliegenden Innenseite
der Saugtasche 6 eine Saugdüse 9 mit ähnlicher Form wie Saugdüse 7 eingebaut.
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Die Luft bzw. das Gas wird aus dem Kanal 10 in die Saugtaschen
6 gesaugt.
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In Fig. 1 ist mit gestrichelten Linien eine gleichwertige Saugtasche
mit Abmessungen eingetragen, z#,ie sie ohne den erfindungsgemäßen Einbau bei gleichem
Widerstand und gleicher Beaufschlagung des Laufrades 3 notwendig wäre.
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In der Laufradzarge 11 des in Fig. 2 dargestellten Axialventilators
läuft das Laufrad 12 mit der Welle 13. Die Laufradzarge 11, die hier als Einlaufrohrstück
wirkt, ragt in die Saugtasche 14 hinein und endet in der Saugdüse 15. Auf der der
Lauf radzarge 11 gegenüberliegenden Innenseite der Saugtasche 14 ist die Saugdüse
16 mit ähnlicher Form wie Saugdüse 15 eingebaut. Die Luft bzw. das Gas wird aus
dem banal 17 in die Saugtasche 14- gesaugt.
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Die Luft bzw. das Gas tritt aus dem im Fußboden licgeiiden Saugkanal
in die Saugtasche und strömt im unteren Teil der Saugtasche durch die beiden Saugdüsen
geführt direkt in das in die Saugtasche eingebaute Einlaufrohrstück. Der Gasstrom,
der dem oberen Teil der Saugtasche zugeführt werden soll, strömt beiderseits an
dem in die Saugtasche eingebauten Rohr vorbei und von dort aus gleichfalls durch
die beiden Saugdüsen geführt in das in die Saugtasche eingebaute Einlaufrohrstück.
Für diesen Effekt reicht es aus, wenn nur die Saugdüse am Ende des Einlaufrohrstückes
angebracht wird, da schon hierdurch eine gleichmäßige Einströmung zur Saugöffnung
und damit zum Laufrad des Ventilators erreicht wird. Die zweite Düse hat lediglich
den Zweck, die Umlenkungswirbel noch weiter herabzusetzen, die schon durch den allseitigen
Gaseintritt zur Saugdüse am Rohrende geringer sind als bei Saugtaschen mit einseitig
wirkenden Einbauten.
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Die Bezeichnung »näherungsweise zylindrische Einlaufrohrstück« soll
so verstanden werden, daß dieses Rohrstück auch beispielsweise schwach konische
Form haben kann. Auch an Mehreckformen ist gedacht worden, doch hat die Kreiszylinderform
im allgemeinen die meisten Vorteile. Die Länge des Einlaufrohrstückes ist insofern
von Bedeutung, als dadurch der Strömungsquerschnitt für die beiden Hauptströme in
der Saugtasche verändert werden kann. Anzustreben ist hierbei, daß beide Ströme
sich etwa gleich sind.
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Versuche haben gezeigt, daß bei erfindungsgemäßer Ausführung den bekannten
Ausführungen gegenüber die Breite der Saugtasche in axialer Richtung zur Erzielung
gleicher Ventilatorwirkungsgrade um etwa 40 % verringert werden kann.
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Die Vorteile der Ausführung gemäß der Erfindung sind insbesondere
geringerer Raumbedarf für den Ventilator mit Saugtaschen und schwächere Bemessung
der Welle und der Lager.
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Speziell in den Fällen, in denen der Förderstrom von unten her aus
einem Fußbodenkanal in den Ventilator zu leiten ist und ganz besonders bei Ventilatoren
mit größeren Abmessungen ist eine Platzersparnis oft von ausschlaggebender Bedeutung.
Der erfindungsgemäß verkürzte Lagerabstand gestattet es, die Welle und die Lager
erheblich schwächer zu dimensionieren und dadurch die Herstellungskosten herabzusetzen,
die schon durch den geringeren Materialaufwand für die Saugtasche selbst reduziert
sind.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei Verwendung
einer Saugtasche mit eingebautem Rohr und Saugdüse für Axialventilatoren die Laufradzarge
des Axialventilators mit dem eingebauten Rohr kombiniert wird und sich dadurch eine
sehr gedrängte Bauart ergibt mit dem weiteren, oben bereits erwähnten Vorteil der
Materialersparnis.
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Die Erfindung gibt für Axialventilatoren durch die in Fig. 2 dargestellte
gedrängte Bauart erst die Möglichkeit, bei fliegender Anordnung des Laufrades beide
Lager dem Einfluß der heißen Gase zu entziehen und eine einfache Wartung der Lager
durchzuführen.