DE1204774B

DE1204774B - Radialgeblaese zur Foerderung stark staubhaltiger Gase

Info

Publication number: DE1204774B
Application number: DEE8491A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Bruno Eck
Original assignee: BRUNO ECK DR ING
Current assignee: BRUNO ECK DR ING
Priority date: 1954-01-27
Filing date: 1954-01-27
Publication date: 1965-11-11
Also published as: GB803422A; NL194295A

Description

Radialgebläse zur Förderung stark staubhaltiger Gase Die Erfindung bezieht sich auf Radialgebläse mit rückwärts gekrümmten Laufschaufeln, deren Schaufelwinkel gegen den Umfang am Laufradeintritt und am Laufradaustritt etwa gleich sind, zur Förderung stark staubhaltiger Gase.
Bei der Benutzung von Radialgebläsen zur Förderung stark staubhaltiger Gase, z. B. Saugzuggebläsen u. dgl., besteht die Gefahr, daß der Staub im Laufrad, insbesondere an bestimmten Stellen der Schaufeln, hängenbleibt. Durch die Wirkung der Zentrifugalkräfte wird der Staub gehalten, wodurch es zu sehr großen, den Betrieb störenden Ablagerungen kommen kann. Dieser Nachteil wird bisher dadurch zu vermeiden versucht, daß man radial oder ungefähr radial verlaufende Schaufeln verwendet, oder solche mit großen Schaufelwinkeln. Bei der Verwendung dieser Schaufeln muß man aber verhältnismäßig niedrige Wirkungsgrade, die bei diesen Schaufeln zwangsweise auftreten, in Kauf nehmen.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Radialgebläse zur Förderung stark staubhaltiger Gase zu schaffen, das mit hohen Wirkungsgraden arbeitet.
Die Erfindung besteht darin, daß der an allen Stellen der Rückseite einer Laufschaufel annähernd gleiche Schaufelwinkel etwas größer als der Reibungswinkel des jeweils zu fördernden Staubes ist und daß die Eintrittsbreite bi des Laufrades mit einem Eintrittsdurchmesser dl nach der Beziehung 1 b1 1 3,6 < dl < 2,8 gewählt ist.
Zur näheren Erklärung der durch das Merkmal des Hauptanspruchs der Erfindung entstehenden Wirkung wird darauf hingewiesen, daß auf ein Staubkorn, das sich beispielsweise auf der Rückseite einer Schaufel des Gebläses befindet, eine Zentrifugalkraft einwirkt, die in eine Normalkraft senkrecht zur Schaufel und eine Tangentialkraft in Richtung der Schaufeln zerlegt werden kann. Die Normalkraft gibt Anlaß zu einer Reibungskraft, die der Tangentialkraft entgegenwirkt. Das Haften des Staubteilchens würde dann eintreten, wenn diese Reibungskraft größer als die Tangentialkraft wäre. Im Grenzfall ist der örtliche Schaufelwinkel gerade gleich dem Reibungswinkel des Staubmaterials. Wennn nun, wie es gemäß der Erfindung vorgeschrieben wird, an jeder Stelle der Schaufel der Schaufelwinkel etwas größer als der Reibungswinkel des betreffenden Staubes ist, so kann man das Haften der Staubteilchen vermeiden, das heißt die Staubteilchen zum Abrutschen bringen.
Im Interesse eines guten Wirkungsgrades muß die Forderung gestellt werden, die Schaufelwinkel so klein wie möglich zu halten. Die beste Schaufelauslegung, bei der gleichzeitig ein Abrutschen des Staubes gewährleistet ist, liegt also erfindungsgemäß da, wo die Schaufel überall den gleichen bzw. ungefähr den gleichen Winkel aufweist, der etwas größer als der Reibungswinkel des Staubmaterials ist.
Dabei kann für den jeweils zu fördernden Staub der Reibungswinkel aus der einschlägigen Fachliteratur entnommen werden. Für die üblichen Industriestäube ergeben sich daraus Reibungswinkel zwischen 38 und 58°.
Bereits bei der Auslegung der Schaufeln in einen Bereich von 38 bis 40° ergeben sich bessere Wirkungsgrade als bei der bekannten Auslegung mit steileren bzw. radialen Schaufeln.
Durch das erste Merkmal des Hauptanspruchs der Erfindung wird also der Weg gewiesen, den Staub zum Abrutschen zu hingen und trotzdem einen guten Wirkungsgrad zu erzielen.
Um zu diesen Vorteilen, die durch die Merkmale des Hauptanspruchs erreicht werden, auch noch einen geringen Verschleiß zu sichern und Ablösungen zu vermeiden, wurde das im Hauptanspruch niedergelegte Breitenverhältnis vorgeschlagen. Es wurde nämlich gefunden, daß bei zu kleinen Breitenverhältnissen zu große Flächenreibungen vorhanden sind. Bei zu enger Ausführung ist eine große Reibung und ein damit verbundener hoher Verschleiß die Folge, während bei zu breiter Ausführung eine starke Ablösung eintreten kann und damit ebenfalls ein großer und vor allem auch ungleichmäßiger Verschleiß. Die Verschleißfrage ist naturgemäß von ebenso großer Bedeutung wie die Frage des Wirkungsgrades. Mit dem im Hauptanspruch angegebenen Breitenverhältnis ist der Verschleiß gering und gleichmäßig, und Ablösungen werden vermieden. Der Wirkungsgrad kann noch zusätzlich gesteigert werden, wenn nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung dem Laufrad eine Vorrichtung (Leitrad, Spiralgehäuse usw.) vorgeschaltet ist, die der angesaugten Gasmenge einen starken Mitdrall erteilt. Da derartige Vorrichtungen zur Erteilung eines Dralles an sich bekannt sind, wird für diese besondere Ausführungsform der Erfindung nur Schutz im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch beansprucht.
Es wurde festgestellt, daß bei Verwirklichung der Merkmale des Hauptanspruchs bestimmte Maßverhältnisse zu Optimalwerten des Wirkungsgrades führten. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Krümmungsradius r am Einlauf der Laufraddeckscheibe nach der Beziehung 1 r 1 10 < _dl < 6 zu wählen.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besitzt die Neigung der Einlaufkrümmung an der Laufraddeckscheibe an keiner Stelle einen kleineren Winkel x (gemessen gegen die Gebläseachse) als 38 bis 40°. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß auch in der Einlaufkrümmung des Gebläses kein Staub hängenbleibt. Neben der Rückseite der Laufschaufeln ist bei einem Gebläse, das staubhaltige Gase fördert, die Gefahr vorhanden, daß sich auch in der Einlaufkrümmung Staub absetzt.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Durchmesserverhältnis dl/d2 größer als 0,55 bis 0,6 gewählt. Auch durch diese Maßnahme kann eine Wirkungsgradsteigerung erreicht werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
A b b. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung; in A b b. 2 ist dargestellt, welche Kräfte auf ein Staubteilchen wirken, das sich zum Beispiel an der Rückseite der Laufschaufel abgesetzt hat.
In den A b b. 1 und 2 bedeutet 1 das Laufrad, 4 die Laufschaufel mit dem Eintrittswinkel ß 1 und dem Austrittswinkel ß2, dl den Innendurchmesser, d2 den Außendurchmesser. Der Winkel (3 ist der Schaufelwinkel, bi die Eintrittsbreite des Laufrades und r der Krümmungsradius an der Deckscheibe.
In A b b. 2 wird das Gleichgewicht des Staubkornes A dargestellt, das sich auf der Rückseite einer Schaufel befindet. Die auf das Teilchen A wirkende Zentrifugalkraft Z wird in eine Normalkraft N senkrecht zur Schaufel und eine Tangentialkraft T in Richtung der Schaufeln zerlegt. Die Normalkraft N gibt Anlaß zu einer Reibungskraft, die T entgegenwirkt. Ein Haften des Staubkorns A tritt dann ein, wenn diese Reibungskraft größer als T ist. In der Grenze ist dann der örtliche Schaufelwinkel gerade gleich dem Reibungswinkel des Staubmaterials. Das Haften wird also vermieden, wenn an jeder Stelle der Schaufel der Schaufelwinkel etwas größer als der Reibungswinkel des jeweiligen Staubes ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Radialgebläse mit rückwärts gekrümmten Laufschaufeln, deren Schaufelwinkel gegen den Umfang am Laufradeintritt und am Laufradaustritt etwa gleich sind, zur Förderung stark staubhaltiger Gase, dadurch gekennzeichnet, daß der an allen Stellen der Rückseite einer Laufschaufel annähernd gleiche Schaufelwinkel etwas größer als der Reibungswinkel des jeweils zu fördernden Staubes ist und daß die Eintrittsbreite bi des Laufrades mit einem Eintrittsdurchmesser dl nach der Beziehung gewählt ist.
2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Laufrad eine Vorrichtung (Leitrad, Spiralgehäuse od. dgl.) vorgeschaltet ist, die der angesaugten Gasmenge einen Mitdrall erteilt.
3. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (r) am Einlauf der Laufraddeckscheibe nach der Beziehung gewählt ist.
4. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufkrümmung an der Laufraddeckscheibe an keiner Stelle unter einem kleineren Winkel als a = 38° gegen die Gebläseachse geneigt ist.
5. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserverhältnis d1/d2 größer als 0,55 gewählt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 713 583, 879 588; Bücherreihe »Staub«, Heft 23, 1950, S. 441 bis 455; W i e s m a n n »Die Ventilatoren«, 1930, S. 94, 102, 103, 113 bis 116, 132, 254 bis 272; P f 1 e i d e r e r »Die Kreiselpumpen für Flüssigkeiten und Gase«, 1949, S.121 und 122; G r o n w a 1 d »Zentrifugal-Ventilatoren«, 1925, S. 98; »Braunkohle «1943, S. 497 bis 506, Dr.-Ing. B a e r »Ein neues Entstaubungs-Verfahren«, 1951.