DE2331614B2 - Seitenkanal-Gebläse - Google Patents

Description

Fi g. 3 dieselbe im Schnitt entlang der Linie ΙΠ-ΠΙ der F i g. 1,

Fig.4 den Läufer und den Ständer dieser ersten Ausführungsform in Schrägbildern,

Fig.5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einem Teilschnitt, der die Hauptteile des Laufrades und des Standers erkennen läßt,

Fig. 6 eine bisher übliche, bekannte' Bauart in einem Teilschnitt durch das Laufrad und durch den Ständer,

Fig.7 dieselbe bekannte Bauart in Ansicht des Ständers.

In den Zeichnungen sind mit der Bezugsziffer 1 das Laufrad, mit 2 die — in üblicher Weise Tn Achsebenen angeordneten — Laufradschaufeln, mit 3 ein das Laufrad umgebender Gehäuseteil, mit 4 der Antriebsmotor, mit 5 dessen Welle, mit 6 und 7 eine das Laufrad auf der Welle befestigende Mutter nebst Unterlegscheibe, mit 8 der Ständer, mit 9 die Einlaßöffnung, mit 10 die Auslaßöffnung, mit 11 die zwischen diesen Öffnungen befindliche Sperrwand und mit 12 der Seitenkanal bezeichnet. Vorzugsweise sind das Laufrad 1 und der Ständer 8 durch Druckgießen, der das Laufrad umgebende Gehäuseteil 3 durch Blech-Tiefziehen hergestellt.

Im Seitenkanal 12 nun sind gemäß der Erfindung Schaufeln 13 angeordnet; sie sind, wie Fig.3 und4 (rechter Teil) zeigen, im wesentlichen längs der spiraligen Bahn, auf der der Strom im Seitenkanal von der Einlaßöffnung 9 zur Auslaßöffnung 10 fließt, angeordnet. *

Ferner zeigt in den Zeichnungen die Bezugsziffer 15 ein ortsfestes Gehäuse, das an seinem einen Ende durch Schrauben 16 am Ständer befestigt und an seinem anderen mit einem Lagerschild 19 versehen ist, in welchem die Welle 5 drehbar in Kugellagern 20 gelagert ist. Ferner bezeichnen 17 die Feldwicklung und 18 die Magnetpole des Motors, 21 ein Kühlgebläserad, das auf der Welle 5 mit Scheibe 22 und Mutter 23 befestigt ist, 24 ein Gehäuse des Kühlgebläses und 25 einen schalldämpfenden Stoff, der die Geräusche dämpfen soll, die von dem Rohr 26 ausgehen, durch welches Gas in die Einlaßöffnung 9 einströmt. Am Einlaß dieses Rohres 26 ist ein (nicht gezeichneter) Filter vorgesehen. Mit dem Bezugszeichen 27 ist ein Rohr bezeichnet, welches das aus der Auslaßöffnung 10 ausgestoßene Gas ableitet, wie in F i g. 4 dargestellt.

Nun sei die Wirkungsweise dieser Maschine beschrieben: Wenn der Motor4 den Läufer! dreht, wird Gas durch das Rohr 26 und die Einlaßöffnung 9 in den Seitenkanal 12 eingesaugt; hier strömt es wirbelnd in Spiralen durch den Raum, der von dem halbkreisförmig profilierten Ringkanal des Laufrades 1 und dem ebenfalls halbkreisförmig profilierten Seitenkanal 12 gebildet ist, und wird dann durch die Auslaßöffnung 10 in das Rohr 27 ausgestoßen, wie in F i g. 4 gezeigt. Hierbei wird, weil der Druck nahe der Mitte des Gaswirbels (d. h. nahe der Mitte zwischen dem äußeren Umfang und dem inneren Umfang des Seitenkanals niedrig ist, und auch, weil mit abnehmender Entfernung von der Auslaßöffnung 10 der Druck allmählich ansteigt, dem von der Einlaßöffnung 9 zur Auslaßöffnung 10 strömenden Gas eine Neigung aufgezwungen, zur Einlaßöffnung 9 zurückzufließen. Gemäß der Erfindung findet jedoch, weil im Seitenkanal 12 Schaufeln 13 angeordnet sind, welche Trennwände bilden und jeden Rückwärtsfluß des Gases aufhalten, wie in Fig.3 gezeigt, Rückstrom des Gases von der Auslaßöffnung zur Einlaßöffnung 9 hin nicht statt.

Wenn keine Schaufeln 13 im Seitenkanal angeordnet wären, dann entstünde unvenneidlicherweise nabe der Mitte des Gaswirbels, d. h. nahe dem Wir-Del-Mittelpunkt Q, welcher um eine Strecke 5 außerhalb des Mittelpunktes des kreisförmigen Querschnittes des Arbeitsraumes hegt, ein Rückstrom, ίο wenn das Gas wirbelnd von dei Einlaßöffnung 9 zur Auslaßöffnung 10 fließt, wie in Fig.6 und7 gezeigt. Dieser Rückstrom hat es bisher unmöglich gemacht, den Punkt besten Gebläse-Wirkungsgrades zur Hochdruckseite hin zu verlagern. Aber da gemäß der Erfindung im Seitenkanal 12 Schaufeln 13 vorgesehen sind, findet solcher Rückstrom nicht statt, und daher ist es möglich, den Punkt besten Gebläse-Wirkungsgrades zur Seite höheren Drucks zu verlagern und auch den Auslaßdruck zu erhöhen,
aö In dem Maße, wie der Abstand von der Einlaßöffnung 9 zunimmt (d. h. wie der Abstand von der Auslaßöffnung 10 abnimmt), steigt der Druck des im Seitenkanal 12 strömenden Gases allmählich an und sinkt daher die Steigung des spiraligen Stromes im Arbeitsraum allmählich ab, und daher wird, wenn der Seitenkanal 12 im Schnitt entlang der Linie III-HI gesehen wird, der Winkel zwischen der Strömungsrichtung des Gases und der radialen Richtung vom Mittelpunkt 0 des ringförmigen Arbeitsraumes allmählich kleiner. Anders gesagt: In dem Maße, wie das strömende Gas näher an die Auslaßöffnung herankommt, nähert sich die Strömungsrichtung an die radiale Richtung an. Die Richtung des spiraligen Stromes ist in diesem Augenblick linksgängig wie in Fig.3. Deshalb sind gemäß der Erfindung, damit der beste Gebläse-Wirkungsgrad erzielt wird, die Schaufeln im Seitenkanal 12 vorzugsweise so angeordnet, daß ihr Winkel im wesentlichen mit der Richtung jenes linksgängig-spiraligen Luftstroms übereinstimmt, wie in F i g. 3 dargestellt. Dies heißt: Der Neigungswinkel der Schaufeln 13 ist so gewählt, daß er mit derjenigen Richtung übereinstimmt, in welcher die den Innenrand des Seitenkanals 12 berührenden Endteile der Schaufeln 13 in Richtung der Laufraddrehung (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn) vorwärtsgerichtet sind. Noch anders gesagt: Die Unterteilungsschaufeln 13 sind so angeordnet, daß die Kreuzung zwischen den Schaufeln 13 und dem Innenrand des Seitenkanals vorwärts verlagert, d.h. in der Richtung des Gasstromes vorwärts verlagert sind im Vergleich zu den geraden Linien, welche die Mitte 0 des Seitenkanals mit den Kreuzungen zwischen den Schaufeln 13 und dem Außenrand des Seitenkanals verbinden. Ferner wird der Winkel Θ (dies ist der große griechische Buchstabe Theta), der an den Kreuzungen der Schaufeln 13 mit dem Innenrand des Seitenkanals zwischen den Schaufeln und den vom Mittelpunkt 0 des Seitenkanals her gezogenen geraden Linien gebildet isi:, allmählich in den Maße, wie der Abstand von der Einlaßöffnung 9 zunimmt und daher der Abstand zur Auslaßöffnung K abnimmt, kleiner. Das heißt: Wenn der Winkel Θ dei jeweiligen Schaufeln mit den Indizes 0, 1, 2, 3..." entsprechend dem Abstand von der Einlaßöffnung ί versehen wird, dann existiert die folgende Beziehung

>θ_ί>

.>θ₇.

Der Abstand P zwischen je zwei einander benachbarten Schaufeln nimmt in dem Maße, wie der Abstand von der Einlaßöffnung 9 zunimmt und der Abstand zur Auslaßöffnung 10 abnimmt, ebenfalls ab entsprechend der Abnahme der Steigung des Spiral-Stroms.

Das eben erst von der Einlaßöffnung 9 her angesaugte Gas befindet sich im Zustand des Überganges, in welchem der Wirbelstrom noch nicht ausgebildet ist, so daß es erforderlich ist, den Abstand zwischen der Einlaßöffnung 9 und der ersten Schaufel 13 (der der Einlaßöffnung nächsten Schaufel) etwas zu vergrößern. Das ist aus dem Grund nötig, daß, wenn irgendeine solche Schaufel 13 nahe der Einlaßöffnung 9 angeordnet ist, der gewünschte Spiralstrom infolge des Widerstandes solcher Schaufel sich nicht bilden kann. Wie Versuche ergeben haben, kann bester Spiralfluß erzeugt werden, wenn der Winkel zwischen der die Mitte der Einlaßöffnung 9 mit der Mitte des Seitenkanals 12 verbindenden Geraden und ao der den Schnittpunkt zwischen den Schaufeln 13 und dem Innenrand des Seitenkanals 12 mit dem Mittelpunkt des Seitenkanals 12 verbindenden Geraden etwa 50 bis 70° beträgt.

Wie oben beschrieben, sind gemäß der Erfindung im Seitenkanal im Ständer Trennschaufeln vorgesehen, die Rückstrom des Gases von der Auslaßseite zur Einlaßseite verhindern, so daß die Lage des Punktes besten Wirkungsgrades in den Bereich günstigster Verwendung der Seitenkanal-Gebläse verlegt und daher der Auslaßdruck beträchtlich erhöht werden kann.

F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dort sind die den Seitenkanal des Ständers 8 unterteilenden Schaufeln mit der Bezugsziffer 131 bezeichnet. Jede dieser Schaufeln 131 weist einen ausgeschnittenen Außenrand-Teil 132, einen Zwischen-Teil 133 und einen ausgeschnittenen Innenrand-Teil 134 auf. Das vom Außenrand des halbkreisförmig profilierten Ringkanals des Laufrades 1 kommende Gas fließt in den Außenrand-Teil des Seitenkanals ein und wird dort durch die Schaufeln 131 aus seiner Richtung abgelenkt, und dabei wird seine Geschwindigkeitsenergie im Druck umgewandelt. Der Ausschnitt am Außenrand-Teil 132 jeder Schaufel 131 soll das strömende Gas stoßarm in den Seitenkanal eintreten lassen, und der Ausschnitt-Teil 134 der Schaufeln soll das Gas stoßarm in den Ringkanal des Laufrades 1 ausströmen lassen, während der Zwischen-Teil 133 hilft. Rückstrom des Gases zu verhindern. Damit das Einströmen und das Ausströmen des Gases noch sanfter vor sich geht, ist, weil die Strömungsgeschwindigkeit im Außenrand-Teil des Seitenkanals groß ist, die Tiefe des Ausschnitts des Außenrand-Teils 132, wie mit L angezeigt, größer als der Zwischen-Teil 133, während die Tiefe des Ausschnitts des Innenrand-Teils 134 kleiner ist, wie durch/ angezeigt. So wird durch diese Ausschnitte am Außenrand und am Innenrand der Schaufeln 131 stoßarmer Wirbel des Gases ermöglicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Die Erfindung betrifft ein Seitenkanal-rGebläse der p„. tonc .. , Jm Gattungsbegriff .des Anspruchs 1 angegebenen Art. Patentansprüche: Seitenkanal^Geblase haben im allgemeinen sehr niedrigen Wirkungsgrad von höchstens 30 bis 40 %.

1. Seitenkanal-Gebläse mit einem Laufrad, das 5 Der Höchstwert des Gebläsewifkungsgrades hegt im in einem halbkreisförmig profilierten ringförmi- Bereich niedrigen Drucks und großer Durchsatzgen Laufradkanal eine Anzahl von Laufschaufeln menge; der Gebläsewirkungsgrad nimmt mit steigenaufweist, und mit einem Ständer, der einen eben- dem Auslaßdruck fast geradlinig ab. Oft werden Seifalls halbkreisförmig profilierten, ringförmigen tenkanal-Gebläse in Geräten verwendet, die hohen Seitenkanal aufweist, der durch eine Sperrwand ίο Druck und niedrige Durchsatzmenge haben müssen, unterbrochen und mit einer Aus- und Einlaßöff- und in der Praxis werden Seitenkanal-Gebläse mit nung versehen ist, wobei Laufradkanal und Sei- Wirkungsgraden von nur etwa 10 °/o benutzt Es fällt tenkanal zusammen einen ringförmigen um die also der Verwendungsbereich von Seitenkanal-Ge-Laufradachse gelegenen Arbeitsraum bilden, blasen nicht mit dem Bereich ihres besten Wirkungsdadurch gekennzeichnet, daß in dem 15 grades zusammen. Die Abnahme des Gebläse-Wir-Seitenkanal (12) eine Anzahl von diesen Kanal kuagsgrades bei Erhöhung des Förderdruckes ist auf unterteilenden Schaufeln (13) angeordnet ist die Erscheinung zurückzuführen, daß das von der (Fi g. 3 und 4). Einlaßöffnung eingeströmte Gas im Seitenkanal zum

2. Seitenkanal-Gebläse nach Anspruch 1, da- Teil rückwärts fließt, während es doch zur Auslaßdurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt jeder so öffnung hinausgefördert werden sollte.

Schaufei (13) des Ständers mit dem Innenrand Das von der Einlaßöffnung eingesaugte Gas fließt

des Seitenkanais (12) in Richtung der Strömung im Seitenkanal zur Auslaßöffnung in wirbelnder Be-

des Gases vor derjenigen geraden Linie liegt, wegung. Dabei ist die Strömungsgeschwindigkeit des

welche den Mittelpunkt (0) des Seitenkanals (12) Gases zur Auslaßöffnung hin nahe dem Außenrand

mit demjenigen Punkt verbindet, in dem die je- 25 des Seitenkanals größer als nahe dem Innenrand,

weilige Ständer-Schaufel (13) den Außenrand des Aber die Strömungsgeschwindigkeit nimmt vom

Seitenkanals (12) schneidet (F i g. 3). Außenrand zum Innenrand nicht geradlinig ab; die

3. Seitenkanal-Gebläse nach Anspruch 2, da- niedrigste Strömungsgeschwindigkeit findet sich nahe durch gekennzeichnet, daß die Winkel (Θ_ν 0„ der Mitte des Gaswirbels (nahe der Mitte zwischen θ₃...), den die Ständer-Schaufeln (13) mit den 30 dem Außenrand und dem Innenrand des Seitenkageraden Linien bilden, welche vom Mittelpunkt nals). Dies kommt daher, daß der Luftdruck in der (0) des Seitenkanals (12) durch diejenigen Punkte Mitte des Wirbels gering ist und im Seitenkanal der gehen, in denen die jeweiligen Ständer-Schaufeln Druck in dem Maße, wie sich das Gas der Auslaßöff-(13) den Innenrand des Seitenkanals (12) schnei- nung nähert, zunimmt mit dem Ergebnis, daß die von den, in dem Maße allmählich kleiner werden, wie 35 der Auslaßöffnung zur Einlaßöffnung gerichtete der Abstand von der Einlaßöffnung (9) größer Kraft das Gas in der Mitte des Wirbels zur Einlaß- und somit der Abstand zur Auslaßöffnung (10) seite hin zurückdrückt, wobei diese Wirkung in der kleiner wird (F i g. 3). Mitte des Wirbels am stärksten ist. So strömt das Gas

4. Seitenkanal-Gebläse nach Anspruch 2 im Seitenkanal, obwohl es in den den beiden Enden oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand 40 des Wirbels nahen Bereichen des Kanalquerschnitts von einer Ständer-Schaufel (13) zur nächstfolgen- in Richtung der Läuferdrehung fließt in der Wirbeiden Ständer-Schaufel in dem Maße kleiner wird, mitte in umgekehrter Richtung, so daß es im Ergebwie der Abstand von der Einlaßöffnung (9) größer nis nur hin und her, nämlich zwischen der Einlaßöff- und somit der Abstand zur Auslaßöffnung klei- nung und der Auslaßöffung hin- und herfließt. Dies nerwird. 45 ist die Ursache für die den Seitenkanal-Gebläsen

5. Seitenkanal-Gebläse nach Anspruch 2 eigentümlichen Mängel, daß der Punkt besten Ge- oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stan- bläse-Wirkungsgrades sich nicht zur Seite höheren der-Schaufel (131) an ihrem dem Außenrand des Druckes hin verhieben läßt, ferner daß der Bereich Seitenkanals (12) benachbarten Teil und an ih- bester Verwendbarkeit der Seitenkanal-Gebläse nicht rem dem Innenrand des Seitenkanals (12) be- 50 mit dem Bereich besten Gebläse-Wirkungsgrades zunachbarten Teil ihrer Länge mit Ausschnitten sammenfällt und daß der Auslaßdruck sich nicht be-(132,134) versehen ist (F i g. 5). friedigend steigern läßt.

6. Seitenkanal-Gebläse nach Anspruch 5, da- Die Aufgabe der Erfindung ist, ein verbessertes durch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Aus- Seitenkanal-Gebläse zu schaffen, bei dem der Punkt Schnitts des dem Außenrand benachbarten Teils 55 besten Gebläse-Wirkungsgrades sicfi zum Bereich (132) größer als die Tiefe des dem Innenrand be- höheren Druckes hin verschieben läßt, so daß der nachbarten Teils (134) ist (Fig. 5). Punkt besten Gebläse-Wirkungsgrades innerhalb des

7. Seitenkanal-Gebläse nach Anspruch 4, da- besten Verwendbarkeitsbereiches der Seitenkanaldurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen Gebläse zu liegen kommt.

der Geraden, welche die Mitte der Einlaßöffnung 60 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das (9) mit dem Mittelpunkt des Seitenkanals (12) im Anspruch 1 angegebene Merkmal gelöst. Durch verbindet, und derjenigen Geraden, welche den diese Ständer-Schaufeln wird der sonst entstehende Schnittpunkt des Innenrandes des Seitenkanals Rückfluß des Gases in Richtung vom Auslaßende und der zur Mitte der Einlaßöffnung nächsten zum Einlaßende verhindert. Die Zeichnung zeigt: in

Ständer-Schaufel mit dem Mittelpunkt des Seiten- 65 F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines erfinkanals verbinden, 50 bis 70° beträgt. dungsgemäßen Seitenkanal-Gebläses im Schnitt,

F i g. 2 dieselbe im Schnitt entlang der Linie H-II der F ig. 1,