DE1941146A1

DE1941146A1 - Rotorschaufel,insbesondere fuer Abwasserbehandlung

Info

Publication number: DE1941146A1
Application number: DE19691941146
Authority: DE
Inventors: Erich Zimmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1969-08-13
Filing date: 1969-08-13
Publication date: 1971-02-25
Also published as: DE1941146C3; DE1941146B2

Description

Rotorsohaufel, insbesondere für Abwasserbehanslung" Die Erfindung betrifft eine Rotorschaufel, wie sie an Rotoren vorzugsweise in Abwasserkläranlagen zum Einsatz kommen.
Neben dem Problem der Eintragung möglichst großer Samerstoffmengen in das zu behandelnde Medium spielt mit den wechselnden Abwassermengen vor allem das Problem eine entscheidende Rolle, das Medium möglichst effektvoll umzuwälzen und zu durchmischen.
Selbstverständlich soll dabei der Energiebedarf nicht zu hoch werden, d.h. die angestreben Wirkungen sollen mit einem sich in angemessenen Grenzen haltenden Energieverbrauch erzielt werden.
Theorie und Praxis gingen bisher im wesentlichen davon aus, daß wichtigster Punkt die Eintragung grober Sauerstoggmengen ist, wobei die diese Sauerstoffmengen einbringenden bewegten Organe, wie Schaufeln, Flügel, Platten, Stübe der Verschiedensten Formgebung, möglichst hart mit dem Medium in Bebohrung gebracht wurden. Dies erforderte Jedoch einen erheblichen Energieaufwand, ohne daß damit der zweiten Bedingung, nämlich der möglichst weitgehenden Bewegungsübertragung auf das Medium, Rechnung getragen wurde. Andererseits kann nach den der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnissen davon ausgegangenwer den, daß bei genügend effektvoller Umsetsung von Druckenergie in Bewegungsenergie durch entsprechend ausgebildete Rotorschaufeln, die von der Praxis geforderten Werte der Sauerstoffeintragung in etwa nebenbei erreicht werden und zwar unter erheblichen Energieeinsparungen.
Dem Problem der Bewegung und damit der erreichbaren Durchsatzmenge kommt darüberhinaus mit den wachsenden Mengen das zu behandelnden Medium erhöhte Bedeutung zu, wobei auch hier widerumd er Gesichtspunkt eines möglichst sparsamen Energieeinsatzes von Bedeutung ist.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Rotorschaufelform zu finden, die den aufgezeigten Bedingungen optimal Rechnung trägr, d.h. sie soll bei bestmöglichem Wirkungsgrad ein Maxim an Bewegung im zu behandelnden Medium erzeugen, unter gleichzertiger Eintragung einer den Erfordernissen der Praxis genügenden Sauerstoffmenge.
Die Erfindung ist diese Aufgabe durch eine Rotorschaufel, dere Eintauchbereich im Querschnitt einem "V" mit konvex nach außen gewälbten Schenkeln entspricht.
Vorzugsweise schliessen die Schankel des "V" hierbei einen spitzenwinkel ein.
Die Schenkel des V-förmigeen Querschnittes beschreiben vorzugsweise etwa angenähert einen Viertelkreis.
Der Schaufelquerschnitt kann sich vou freien Ende zum befestigungspunkt hin verjüngen.
Die beiden Schaufelhälften können bis zu einem Halbkreis gezogen sein.
Die erfindungsgemäße Schaufel kann selbstverständlich mit einer den hydraulischen Gesetzen Rechnung tragenden, sich kontinuierlich ändernden Steigung in radialer Richtung tersehen sein.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Spitze des "V" aufgetrennt sein, so daß hier ein Schlitz entsteht, der von zwei einander spiegelsymmetrisch zugeordneten Schaufelhälften begrentzt ist.
Dieser Schlitz kann in seinem Querschnitt in Anlehnung an die bekannte Venturi-Düse ausgebildet sein. Die Querschnittsändegungen der Rotorschaufel über ihre Länge, bzw. der Hälften derselben, folgen den durch die Gesetse der Hydraulik vorgegebenen Kurven.
Mit den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schaufelformen wird zunächst einem al durch die räumliche Ausbildung derselben erreicht, daß die Umsetzung von Druckenergie in Bewegungsenergie möglichst glatt und verlustarm vor sich geht. Es können also, wie dies in modernen Abwasserkläranlagen notwendig ist, große Mengen von Medium in Bewegung gesetzt und durchmischt werden und zwar bei erträglichem Energieaufwand.Ja nach dem weiterhin geforderten Sauerstoffeintrag, bzw. den sonstigen Gegebenheiten der einzelnen Kläranlage, kann die Schaufelform im angegebenen Rahmen variiert werden.
Für eine spezielle Aufgabe, nämlich dann, wenn das bewegte Medium in seiner Bewegungsrichtung umgelenkt werden soll, können die erfindungsgemäßen Rototschaufeln asymmetrisch ausgebildet sein. Hierzu kann entweder die eine Hälfte schmaler als die andere ausgebildet sein und/oder die Krümmungen der beiden Hälften können voneinander abweichen.
Weitere Merkmale der Erfindung und Einzehlheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der arch, folgenden Beschreibung ton in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes.
Fig. 1 zeigt eine AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Rotorschaufel in der Vorderanschicht, Fig. 2 bis 5 geben Schnitte nach den Linien AIA bis DID in Fig. 1 wieder, Fig. 6 ist ein Schnitt etwa im Bereich der Linie D-D einer anderen Ausführungsform, Fig. 7 und 8 sind Schnitte durch asymmetrische Ausbildungen der Schaufel, Fig. 9 ist die Vorderansicht einer weiteren variierten Ausführungsform, Fig. 10 ist eine Seitenansicht auf dieselbe, die Fig. 11 bis 14 geben wiederum Schnitte durch die Schaufel nach Fig. 9 entlang den Linien A-A bis D-D wider.
Die erfindungsgemäße Rotorschaufel weist, zumindest in ihrem wirksamen Eintauchbereich in das zu behandelnde Medium einen Querschnitt auf, der einem "V" mit konvex nach außen gewölbten Schenkeln entspricht. Des weiteren folgt die Formgebung, insbesondere bezüglich den Querschnittsänderungen über die Länge der Rotorschaufel, den durch die Gesetze der Hydraulik vorgegebenen Kurven. Des weiteren wird selbstverständlich den Erfordernissen der mechanischen Festigkeit Rechnung getragen.
Die Wölbung der Schenkel des "V" beschreibt, wie auch aus dz ersten dargestellten Ausfügrungsbeispiel zu sehen, im wesentlichen einen Viertelkreis, wobei die Schenkel des V' weiterhin einen spitzen Winkel einschließen.
Je nach den variierten Erfordernissen, die an die Rotorschaufel durch die Praxis gestellt und die bereits eingangs erläertert wurden, können die Schaufelhälften auch weiter gekrümmt werden, etwa bis zur Ausbildung zumindest angenähert eines Halbkreises.
Die hier in Frage stehenden Rotorsehauroln werden in aller Regel auch in Anlagen eingesetzt, deren Becken ringförmig geschlossen sind und aus geraden und gekrUmmten Bereichen bestehen. Um in diesen gekrummten Bereichen nicht nur durch die Begreunzungswandungen eine änderung der Strömnngsrichtung zu erreichen, können Rotorscaufeln eingesetzt werden, deren beide Hälften unsymmetrisch ausgoblldot dnd, wobei diese Unsymmetrie sowohl in der seitlichen Erstreckung der beiden Schaufelhälften als auch in der Ausbildung von deren Wölbung liegen kann. Es ist denkbar, daß eine Hälfte praktisch vollständig entfällt.
Die Schaufeln können selbstverständlichzu entgegengesetzteausgerichteten Schaufelpaaren ergänzt sein, wobei Einzelschaufeln der Schaufelpaare mit entsprechenden, nicht dargestellten üblichen Verbindungsmitteln zur Festlegung an der Rotorwelle versehen sein können.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Roborschaurel ist die Spitze des V1 von der Vorderseite der Schaufel zur Rückseite derselben aufgetrennt, so daß hier ein Mittelschlitz entsteht, durch den zwei einander spiegelsymmetrisch zugeordnete getrennte Schaufelhälften entstehen. Der Querschnitt dieses Schlitzes kann in Anlehnung an die bekannte Venturi-Düse ausgebildet sein.
Bei dieser Ausführungsform bestehen zunächst die durch die vorbeschriebene Ausbildung gegebenen Vorteile einer ruhigen, keine übermässige Turbulenz erzeugende Umsetzung der zur Verfügung stehenden Druckenergie in Bewegungsenergie im behandelten Medium. Darüberhinaus wird der eingeführte Sauerstoff Jedoch durch die Wirkung des Schlitzes an der Rückseite der Schaufeln besonders fein im behandelten Medium verteilt. Es liegt auf der Hand, daß je besser die Zerperlung des Sauerstoffes ist desto höher der Anteil des im Medium verbleibenden und wirksam werdenden Anteilen des eingeführten Sauerstoffes ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

Rotorschaufel, vorzugsweise für in Abwasserkläranlagen zum Einsatz kommenden Rotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel zumindest in ihrem wirksamen Eintauchbereich im Querschnitt einem "V" mit nach außen gewölbten Schenkeln entspricht.
2.) Rotorschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichrt, daß die Schenkel des "V" einen spitzen Winkel bin.

schließen.
3.) Rotorschaufel nach Anspruch 1 und 2, dadurch Bekennzeichnet, daß die Schenckel des "V" angenähert einen Viertelkreis beschreiben.
4,) Rotorschaufel nach Anspruch 1 und 2, dadurch See kennzeichnet, daß die Schenkel des V-förmigen Querschnittes angenähert bis zu einem Halbkreis gezogen sind.
5.) Rotorschaufel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schaufelquerschnitt vom freien Ende der Schaufel zu deren Befestigungspunkt hin verjüngt.
6.) Rotorschzutel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch See kennzeichnet, daß die Steigung der Schaufel in radialer Rlthtung sich kontinuierlich ändert.
7.) Rotorsehautel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze des "V" aufgetrennt ist, so einen Schlitz bildet, der von den durch ihn gebildeten und getrennten einander spiegelkymmetrisch zugeordneten Schaufelhälften begrenzt ist.
8.) Rotorschaufel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der.
Schlitz in seinem Querschnitt in Anlehnung an die bekannte Venturi-Düse ausgebildet ist, 9.) Rotorschaufel nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelhälften asymmetrisch ausgebildet sind dergestalt, daß die eine Hälfte schmaler ist als die andere Hälfte.
lo.) Rotorgehaurel nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln asymmetrisch ausgebildet sind dergestalt, daß sie sich in ihren Krümmigen unterscheiden.
11.) Rotorschaufel nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelhälften asymmetrisch ausgebildet sind dergestalt, daß sie sich sowohl in ihrer Breite als auch in ihrer Kruninung unterscheiden.

L e e r s e i t e