DE116231C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

M 116231 KLASSE 27c.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schleudergebläse und Pumpen mit axialem Zutritt und tangentialem Austritt der Flüssigkeit.

Zweck derselben ist, die Nutzleistung solcher Gebläse oder Pumpen dadurch zu erhöhen, daß die Menge und der Druck der angesaugten und wieder abgegebenen Flüssigkeit im Verhältniß zum Durchmesser und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Gebläse u. s. w. vergrößert wird.

In der nachstehenden Beschreibung schließt das Wort »Gebläse« den Begriff einer Pumpe ein. Der Ausdruck »Eintrittskammer« soll einen innerhalb der inneren Kanten der Flügelgruppe befindlichen und von derselben eingeschlossenen Raum andeuten. Das Wort »Auge« soll die Eintrittsöffnung im Gehäuse oder in der feststehenden Wandung des Gebläses bezeichnen, durch welche Öffnung die Flüssigkeit in die Eintrittskammer gelangt. Mit »Eintrittsende« der Flügel ist dasjenige Ende gemeint, welches dem Auge zunächst liegt. Die »Tiefe« der Flügel ist ihre Breite, gemessen in radialer Richtung von der inneren zur äußeren Kante; die »Länge« der Flügel ist ihr Maß in axialer Richtung und die »Kanäle« sind die Zwischenräume zwischen den Flügeln.

Das Flügelrad des Gebläses besteht aus zahlreichen Flügeln, die in Form einer Trommel zusammengestellt sind und nahezu parallel zur Drehachse verlaufen, um innerhalb derselben eine annähernd cylindrische Eintrittskammer zu umschließen, welche an einer oder beiden Seiten- offen ist. Diese Eintrittskammer ist gegenüber Gebläsen bisher bekannter Art von großen Abmessungen, d.h. ihr Durchmesser, welcher bei den gewählten Verhältnissen etwa gleich ⁵/₆ des äußeren Durchmessers der Flügelgruppe ist, ist wenigstens gleich der vierfachen radialen Tiefe der einzelnen Flügel, und ihre Länge oder axiale Abmessung, welche in den mit Vorzug gewählten Verhältnissen annähernd neunmal so groß wie die Tiefe der Flügel ist, beträgt wenigstens das Dreifache dieser Tiefe.

Die Flügel sind am besten aus Metallblech hergestellt und langgestreckt, wobei deren Länge wenigstens drei-, am besten aber neunmal größer und mehr als deren Tiefe und die Stärke vorzugsweise so klein ist, als sich mit der Festigkeit der Construction verträgt; ihre inneren und äußeren Kanten liegen annähernd parallel zu einander. Die Flügel können eben sein und in radialen Ebenen liegen, oder sie können in einem Winkel zu einander in zwei oder mehreren Ebenen angeordnet sein; sie können auch als gebogene Platten ausgebildet sein, wobei die concave Biegung die vorangehende Seite ist.

Die Flügel sind so angeordnet, daß sie rasch hinter einander folgen, wobei ihr gegenseitiger Abstand von einander vorzugsweise annähernd gleich ²/₃ ihrer radialen Tiefe ist oder etwa gleich zweimal der vollen Tiefe der Flügel sein kann.

Bei Verwendung winkelförmiger oder gebogener Flügel sind dieselben so angeordnet, daß, während ihre concaven Flächen in der Drehungsrichtung stehen, ihre äußeren Kanten etwas nach vorn geneigt sind, so daß sie gegenüber ihren Innenkanten in der Drehrichtung eine Führungskante haben, wodurch die

!j. Auflage, ausgegeben am 26. Juli igm.i

lichte Breite der Kanäle zwischen den Flügeln an ihren äußeren Rändern schmaler und demzufolge kleiner im Querschnitt ist als an ihren inneren Kanten.

Die trommelartig angeordnete Gruppe von Flügeln ist in geeigneter Weise auf einer Welle oder Spindel angeordnet, welche sich in geeigneten Lagern dreht. Eine derartige Lagerungsvorrichtung besteht in einer auf der Spindel sitzenden Scheibe, an welcher die Flügel mit ihren inneren Enden, also abliegend von ihren Eintrittsenden befestigt sind. Diese Eintrittsenden sind zweckmäßig gegen die einströmende Flüssigkeit hin offen, ihre äußeren Kanten sind von Flügel zu Flügel durch vorstehende Flantschen oder durch einen umschließenden Ring verbunden, an welchem sie befestigt sind. Bei offenen Eintrittsenden werden dieselben durch Ausbildung zu einem löffelartigen Theil verstärkt, dessen concave Krümmung in der Drehrichtung liegt.

Bei der vervollkommneten Anordnung, bei welcher die Eintrittsenden der Flügel nach der einströmenden Flüssigkeit hin offen sind, erhält die Eintrittsöffnung am feststehenden Gehäuse des Gebläses zweckmäßig einen Durchmesser, der gleich oder nahezu gleich dem vollen äußeren Durchmesser der trommelartig angeordneten Flügelgruppe ist, wodurch die Menge der durch das Gebläse hindurchgetriebenen Flüssigkeit für einen gegebenen Durchmesser und eine ebensolche Umdrehungsgeschwindigkeit ganz erheblich vergrößert wird, ohne daß die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit eine geringere wird.

Die Gebläse und Pumpen nach vorliegender Erfindung können für jedwede Art von Flüssigkeiten, entweder gasförmige oder flüssige, wie z. B. für Luft oder Wasser verwendet werden.

Fig. ι zeigt im Schnitt nach Linie i-i in Fig. 2 ein Gebläse nach vorliegender Erfindung und Fig. 2 einen Querschnitt desselben.

Fig. 3 zeigt eine Einzelheit eines Theiles der Flügel in Fig. ι in größerem Maßstabe und Fig. 4 einen Querschnitt an den Eintrittsenden der Flügel mit der Befestigung ihrer äußeren Kanten am Verbindungsringe.

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Einzelansicht mit der Befestigung der äußeren Kanten der Eintrittsenden der Flügel mit einander durch vorstehende Flantschen, die sich von Flügel zu Flügel erstrecken.

Fig. 6 zeigt in perspectivischer Ansicht einen gekrümmten Flügel mit löffelartigem Eintrittsende und einem vorstehenden Flantsch zur Befestigung derselben an dem nächsten Flügel nach Art der Fig. 5.

Fig. 7 bis 11 zeigen Einzelansichten der gekrümmten Flügel nach Fig. 1 und 2 mit löffelartigen Eintrittsenden; Fig. 7 ist eine hintere Ansicht, Fig. 8 die Ansicht von der äußeren Kante aus, Fig. 9 eine Endansicht, Fig. 10 ein Querschnitt und Fig. 11 eine perspectivische Ansicht.

Fig. 12 und 12a zeigen im Längsschnitt die obere und untere Hälfte des Gebläses mit zwei Arten von winkelförmigen Flügeln.

Fig. 13 ist ein Längsschnitt des Gebläses mit flachen Flügeln in radialen Ebenen und Fig. 14 ein Längsschnitt des Gebläses mit gekrümmten Flügeln in anderen Längenverhältnissen.

Fig. 15, 16 und 17 sind Ansichten von Einzelheiten eines Flügels in größerem Maßstab' und mit zwei Flächen wie in Fig. 12; Fig. 18, ig und 20 ähnliche Ansichten eines Flügels mit drei Flächen wie in Fig. 12 a.

Fig. 21, 22 und 23 sind ähnliche Ansichten eines gekrümmten Flügels mit löffeiförmigen Enden, wie in Fig. 14.

Fig. 24 und 26 zeigen theilweise Längsschnitte, welche den Theilen in Fig. 2 entsprechen und zwei Abänderungen im Auflagern der Eintrittsenden der Flügel darstellen. Fig. 25 ist eine theilweise Endansicht von Fig. 24, und Fig. 27 eine ähnliche Endansicht von Fig. 26.

α ist ein Gehäuse, in welchem das Flügelrad eingeschlossen ist und welches mit einer Oeffnung h und mit einem Austrittsmundstück g ausgestattet ist. Durch diese Oeffnung h erfolgt die Zuführung der Flüssigkeit.

Das Flügelrad besteht, wie schon erwähnt, aus Flügeln c c, die auf einer Drehwelle oder Spindel f sitzen. Das Lager besteht aus einer Scheibe b, an welcher die Flügel mit dem einen Ende befestigt sind, und aus einem ringförmigen Träger für die gegenüberliegenden oder Eintrittsenden der Flügel. In Fig. 1, 2, 4 und 14 ist dieser Träger aus einem Ring d gebildet, an welchem die Eintrittsenden durch Niete befestigt sind. Die Flügel c c sind an dem einen Ende mit Flantschen c¹ versehen, mittels welcher sie an der Scheibe b befestigt sind. j j sind Löcher in diesen Flantschen zum Einstecken der Niete oder sonstiger Befestigungsvorrichtungen. Die Flügel sind an ihren Eintrittsenden mit Flantschen c² versehen, mittelst welcher sie in der in Fig. 4 ersichtlichen Weise am Ring d befestigt werden, oder es können die Flantschen c² nach Art der Fig. 6 verlängert werden, um die Flügel mit einander zu vernieten (Fig. 5) oder sonstwie zu befestigen. Durch die Löcher k k in den Flantschen c² stecken Niete oder andere Befestigungsvorrichtungen. Die nach vorn gekrümmten löffelartigeh Eintrittsenden der Flügel sind mit Z bezeichnet.

Die Kanäle oder Zwischenräume zwischen den Flügeln sind mit e β bezeichnet. Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist die Breite dieser

Kanäle bei χ nahe an den äußeren Rändern der Flügel ein wenig geringer als bei y, indem die äußeren Flügelränder zur radialen Linie ζ ein wenig nach vorwärts gekrümmt sind. Durch dieses Biegen der äußeren Enden der Flügel nach vorwärts wird die äußere oder Flüssigkeit abgebende Fläche der Kanäle gegen die innere oder Eintrittsfläche vermindert. Dasselbe kann mit winkelförmigen Flügeln erzielt werden, wie dies z. B. in Fig. 12 a ersichtlich ist.

Bei der Abmessung der Kanäle wird die Länge der Flügel so gewählt, daß die gesammte lichte Weite der Kanäle rund um das Gebläse herum ungefähr gleich der Fläche des Auges ist, wenn ein Maximum an Eintritt und Abgabe von Flüssigkeitsmenge verlangt wird; es kann aber die Länge der Flügel auch vermindert werden, um sich etwaigen besonderen Erfordernissen anzupassen.

Die mit Vortheil verwendeten Abmessungen des Gebläses sind aus Fig. 1 und 2 zu ersehen, nach welchen die radiale Tiefe der Flügel gleich ¹Z₁₂ des Flügelradr oder Trommeldurchmessers ist, während die Länge der Flügel ein wenig größer als neunmal deren Tiefe ist. Diese Anordnung ermöglicht eine große Eintrittskammer von annähernd cylindrischer Form, deren Durchmesser gleich der zehnfachen Tiefe der einzelnen Flügel ist, während ihre Länge, die gleich der Flügellänge ist, etwa das Neunfache derselben beträgt.

Die Anordnung einer verhältnißmäßig großen Eintrittskammer in Verbindung mit schmalen Flügeln, die rasch hinter einander folgen, ist ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung. Bei den bisher gebauten Gebläsen, in welchen Flügel von großer radialer Abmessung zur Verwendung kommen, treten Schwankungen und Wirbelungen auf, welche die Nutzleistung des Gebläses sehr vermindern. Auch bei denjenigen Gebläsen, in welchen die Flügel nach einwärts bis zur Achse oder bis nahe an dieselbe verlängert sind, wird die beste Nutzleistung nicht erzielt. Dagegen werden durch Anordnung einer verhältnißmäßig großen Eintrittskammer, welche durch Hineinragen von Flügeln oder anderen Theilen nicht gesperrt ist, und durch Anwendung von Flügeln, welche sich ein kurzes Stück von der Gebläseumfläche nach einwärts erstrecken, die genannten Schwankungen und Wirbelungen ganz wesentlich vermindert. Außerdem wird die Geschwindigkeit sowie die Menge der austretenden Flüssigkeit für eine gegebene Umdrehungsgeschwindigkeit wesentlich vergrößert.

Die Flügel können eben sein und in radialen Ebenen stehen, wie aus Fig. 13 ersichtlich, oder sie können nach zwei oder mehreren Ebenen gebogen sein, wie aus Fig. 12 und 12 a ersichtlich, oder endlich sie können nach Art der Fig. ι und 3 gekrümmt sein. Die gekrümmte Form ist vorzuziehen. Die Tiefe der Flügel kann bis zu dem ans Fig. 14 ersichtlichen Maße vergrößert werden, in welcher die Eintrittskammer auf einen Durchmesser vermindert wird, der gleich ist der vierfachen Tiefe der einzelnen Flügel.

Es ist bisher stets als unmöglich erachtet worden, mit Schleudergebläsen einen Druck oder eine theilweise Luftleere zu erzielen, wenn nicht die Flügel an den Seiten eingeschlossen sind und der Durchmesser des Auges nicht größer als etwa ¹J₂ des Gebläsedurchmessers ist. Mit vorliegender Erfindung dagegen kann das Auge von demselben Durchmesser wie das Gebläse sein, was klar aus Fig. 2 hervorgeht. Es ist dies dadurch ermöglicht, daß die Eintrittsenden der Flügel offen und unbedeckt liegen, so daß offene Kanäle zwischen ihnen entstehen. Zur Auflagerung und Verstärkung der Eintrittsenden der Flügel werden die letzteren löffelartig gestaltet, wie bei I aus Fig. 6 bis 11 ersichtlich.

Wird eine größere Festigkeit des Zusammenbaues gefordert, wie z. B. dann, wenn das Gebläse oder die Pumpe mit einer sehr hohen Geschwindigkeit umlaufen soll oder wenn sie zum Pumpen einer sehr schweren Flüssigkeit dienen soll, so können die Eintrittsenden der Flügel nach Art der Fig. 24 bis 27 eingeschlossen werden. In der abgeänderten Form nach Fig. 24 und 25 sind die Eintrittsenden der Flügel dadurch geschlossen, daß der Flantsch des umgebenden Ringes d nach einwärts gebogen ist. In der abgeänderten Anordnung nach Fig. 26 und 27 sind die Eintrittsenden durch einen flachen Verbindungsring abgeschlossen, an welchem sie in gleicher Weise befestigt werden, wie ihre Befestigung mit den entgegengesetzten Enden an der Scheibe b erfolgt.

Natürlich kann in der Pumpe oder dem Gebläse nach Fig. 1 und 2 sowie in den Ausführungen nach Fig. 12, 12 a, 13 und 14 bezw. 24 bis 27 das Gehäuse α nach einwärts über die Kanten der Flügel c c vorstehen; dabei. darf aber die Eintrittsöffnung oder Mündung zum Gebläse nicht weniger als auf ⁵/₆ des Gebläsedurchmessers vermindert werden.

Bei allen abgeänderten Ausführungsformen befindet sich das Gebläse in einem Gehäuse eingeschlossen. Natürlich ist auch für alle Fälle ein Gehäuse nicht nöthig, beispielsweise dann, wenn die einströmende Flüssigkeit durch ein Rohr nach der Gebläseöffnung geleitet wird oder wenn das Gebläse durch eine Oeffnung in einer Wand hindurchragt, beispielsweise, um außerhalb eines Hauses in Umdrehung versetzt zu werden, wobei dann die Gebläseöffnung den Lagern gegenüberliegt, in wel-

chen sich die Spindel dreht. Das angetriebene Gebläse wird dann die Luft durch diese Oeffnung hindurchziehen und sie frei und ungehindert in das Freie abgeben.

Claims (5)

Pate NT-A N Sprüche:

1. Schleudergebläse oder Pumpe mit axialem Zutritt und tangentialem Austritt der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad aus einer cylindrischen Trommel besteht, welche gebildet wird aus zahlreichen, in radialer Richtung kurzen, in axialer Richtung die volle Breite der Trommel einnehmenden und parallel so angeordneten Flügeln, daß ihre inneren Kanten den Umfang einer annähernd cylindrischen und an einer oder beiden Stirnseiten offenen Eintrittskammer begrenzen, deren Durchmesser gleich oder größer als die vierfache radiale Tiefe und deren Länge gleich oder größer als die dreifache radiale Tiefe der einzelnen Flügel ist.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Theilung der Flügel an der inneren Kante gleich oder kleiner als deren aweifache radiale Tiefe ist.

3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Eintrittsöffnung größer ist als der Durchmesser der Eintrittskammer, wobei die Eintrittsenden der Flügel entweder ganz oder zum Theil offen sind.

4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die löffel förmige Gestaltung der Eintrittsenden der Flügel derart, daß die concave Krümmung genannter löffeiförmiger Enden in der Drehrichtung liegt (Fig. 6 bis 11, 21 bis 23).

5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Flügel, daß die äußeren Kanten derselben zu den inneren Kanten in der Drehrichtung nach vorn stehen, so daß die äußere oder Ausflußfläche der Zwischenräume zwischen den Flügeln geringer als deren Eintrittsfläche ist (Fig. 3).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.