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Roots-Gebläse Das übliche Roots-Gebläse hat neben seinen vielen Vorteilen
unter anderem auch zwei sehr große, charakteristische Nachteile, nämlich einmal
den Nachteil der isochoren Verdichtung und ein anderes Mal den Nachteil einer stark
schwingenden Drucksäule in der Förderleitung infolge des Rückströmens aus dem Druckraum
in die sich öffnende Förderkammer. Wenn der Drehkolben durch fortlaufende Drehung
die Kante des Auslasses überschreitet und dadurch die transportierende Kammer mit
Luft oder einem anderen Fördermedium vom Ansaugdruck mit dem Druckraum in Verbindung
bringt, stürzt, entgegen der eigentlichen, Strömungs- -und Bewegungsrichtung, verdichtete
Luft vom Ausblasdruck in die Förderkammer und verdichtet diese durch Vermischung.
Dieser Vorgang hat zur Folge, daß sich die beiden obengenannten Nachteile einstellen,
die mit steigendem Drückverhältnis zunehmen, so daß bei einem gewissen Druckverhältnis
(in der Praxis etwa 1,8)
bald eine obere Wirtschaftlichkeitsgrenze, gezogen
ist.
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Man hat schon bei verschiedenen Bauarten versucht, eine Voreinströmung
in die an und für sich noch abgeschlossene, Fördermedium transportierende Kammer
zu erreichen, um diese Nachteile zu beseitigen oder abzuschwächen. So hat man z.
B. schräge-Auslaßschlitze angeordnet, deren Kante der Drehkolben nicht mehr in einer
einzigen Stellung, also in einem unendlich kurzen Zeitpunkt überschreitet, sondern
deren überschreitung sich über einen bestimmten Drehwinkel erstreckt. Bei einer
anderen, Bauart hat man den unmittelbar an den Auslaß an-renzenden Gehäuseteil -nicht
mehr zentrisch und im selben Radius um den Drehmittelpunkt des Drehkolbens weitergeführt,
sondern ihn versetzt und mit einem .r 0 ößeren Radius allmählich erweitert,
so daß gewissermaße,n im letzten Teil des Förderkammertransportes die Förderkammer
durch gröl3ere»Schlitzverluste« allmählicher aufgefüllt wurde. Man will also bei
den erwähnten Bauarten ein allmählicheres, überströmen erreichen, um den plötzlichen,
schlagartigen Druckausgleich zu verhindern oder abzuschwächen. Es hat sich aber
gezeigte daß diese Maßnahmen nicht genügen. Der Grund ist darin zu suchen, daß die,
Luft, die zur überströmung verwendet wurde, ja auch wie vorher unmittelbar und direkt
aus der Druckleitung entnommen wurde und daß deshalb bei den hohen Drehzahlen und
der damit zur Überströmung zur Verfügung stehenden sehr kurzen Zeit die überströmu,ng
um einen derart geringen Betrag allmählicher wurde, daß im Druckraum praktisch kein
Unterschied zur plötzlichen überströmung vorhanden war.
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Es ist auch schon bekannt, bei einem, Roots-Gebläse mit zwei Lemniskaten-Drehkol#ben
im letzten, Bereich des Förderraumes vor dem Auslaß drehschieberühnliche, etwa Halbkreisquerschnitt
aufweisende, rotierende Körper anzuordnen, die ein, Komprimieren der Fördermenge
in der Kammer neben dem Drehkolben bezwecken sollen und dadurch die Druckschwingungen,
die beim öffnen der Kammern zur Auslaßseite entstehen könnten, vermeiden sollen.
Bei dieser Bauart wird der erstrebte Vorteil durch eine Verkomplizierung und damit
Verteuerung des ursprünglich einfachen und billigen koots-Gebläses erkauft.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Roots-Gebläse der einfachen,
klassischen Bauart die eingangs erwähnten Nachteile zu vermeiden, ohne daß eine
Ergänzung der rotierenden Teile oder eine Ab-
änderung der einfachen normalen
Förderraumform erforderlich ist. Damit schon vor dem Erreichen der Auslaßzone eine
innere Verdichtuno, bzw. Vorverdichtung in der das Fördermedium transportierenden
Kammer neben jedem Drehkolben erfolgt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die
jeweils durch einen Drehkolben bereits von dem Saugraum abgeschlossene und noch
von der eigentlichen, Druckleitung getrennte, das 'geförderte Medium transportierende
Kammer des Förderraumes durch Überströmung aus einem gesonderten Resonanzraum aufgefüllt
wird, der wiederum durch schwingungsfreie Rohre mit der Druckleitung verbunden ist.
Dadurch wird das überströmende Medium nicht unmittelbar aus der Druckleitungentnommen.
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Es ist auch möglich, daß an Stelle der schwingungsfreien Rohre ein
ringförmiger, über den ganzen Druckleitungsrohrumfang durchgehender oder auch unterbrochener
überströmschlitz verwendet wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird noch
vorgeschlagen, daß der ringförinigge, Resonanzraum unterteilt wird, damit jede der
jeweils an einem Drehkolben gebildeten Kammern von einem gesonderten Resonanzraum
aufgefüllt wird.
Die, Erfindung kann aber auch dahin abgewandelt
werden, daß der Resonanzraum oder die Resonanzräume nicht mit der Druckleitung in
Verbindung steh-en, sondern von einem fremden Gebläse aufgefüllt werden.
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In der Zeichnung ist die, Erfindung an Hand eines Schnittes durch
ein Ausführungsbeispiel erläutert, wobei die wichtigste Stellung der Drehkolben
gezeigt ist.
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Im Gebläsegehäuse 1, d. h. in dem als Förderraum dienenden
Hohlraum desselben, rotieren die beiden Drehkolben 3 und 5. Neben
dem linken Drebkolben. 3
ist gerade eine das Fördermedium transportierende
Kammer 2 gebildet. Mit 4 ist der Einlaß und mit 9
der Auslaß bzw. die Druckleituna
bezeichnet. Wenn der linke, Drehkolben 3 mit seiner oberen Kante, die Kammer
2 vom Einlaßraum, 4 trennt, überschneidet er mit seiner unteren Kante den überströmschlitz
6 auf der linken Gebläseseite. Der überströmschlitz 6 mündet nicht,
wie bei den bisherigen Bauarten, die das gleiche Ziel erreichen wollten, unmittelbar
in der Druckleitung9, sondern in einem um diese Druckleitung 9 gelegten Resonanzraum
7. Der Resonanzraum 7 steht mit der Druckleitung 9 durch kleine
Rohre8 in Verbindung. Diese kleinen Rohre8 sind als Resonatorhälse berechnet und
können nach den
bekannten Formeln der Gasdynamik so ausgelegt werden, daß
sie als sogenannt-- schwingungsfreie Rohre wirken. Wenn der Drehkolben3 also den
linken überströmschlitz6 über-schreitet, füllt sich die Kammer 2 aus dem Resonanzraum
7 bis auf den Endzustand des geförderten Mediums auf. Der Resonanzraum
7 füllt sich aber aus der Druckleitung 9 seinerseits nicht gleichlaufend
mit der plötzlichen Überströmung in die Förderkammer 2 auf, sondern wird durch die
schwingungsfreien Rohre 8 allmählich und kontinuierlich nachgefüllt. Die
schädlich-- Rückwärtsschwingung des geförderten Mediums in der Druckleitung ist
also verhindert und durch eine völlio, un-C schädliche Resonatorschwingung im Resonanzraum
7
ersetzt worden. In der Druckleitang wird also -eine wesentlich beruhigtere,
und fast stationäre Gassäule fließen. Dadurch kann auch eine Verminderung des Ausblasschalles
erreicht werden. Die obengenannte Wirkung wird noch dadurch unterstützt, daß der
rechte Dr--hkolben5 das geförderte Medium. gerade stark in den Auslaß
9 und durch den rechten überströmschlitz 6 in den Resonanzraum
7 verdrängt, wenn sich die linke Förderkammer 2 gerade aus diesem Resonanzraum7
auffüllt. Es muß also keineswegs das gesamte, zur Förderkammerauffüllung verwendete
Medium durch die kleinen Rohre8 aus der Druckleitung9 entnommen werden. Analog,
wie soeben für die Jihke Gebläseseite beschrieben, verläuft der Vorgang auf der
rechten Gebläseseite.
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Ob dabei der Resonanzraum 7 unmittelbar mit einem Flansch10
an das Gebläsegehäusel angegossen oder sonstwie an die Druckleitung9 oder an das
Gebläsegehäuse befestigt wird, ist eine Angelegenheit der jeweiligen konstruktiven
Ausführung.