DE2559170C2

DE2559170C2 - Oberflächenbelüftungskreisel

Info

Publication number: DE2559170C2
Application number: DE2559170A
Authority: DE
Inventors: Buochs Norm A.M.C. AG
Original assignee: Individual
Current assignee: SONDIA HOLDING AG ZUG CH
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1975-12-30
Publication date: 1984-08-30
Also published as: MX3697E; GB1559868A; IE43724L; CH591278A5; NL7610424A; CS189034B2; AU1799976A; DD126165A5; DE2559170A1; IT1075245B; ZA765661B; EG12940A; AT343063B; ATA700576A; FR2325610A1; ES451802A1; BR7606400A; JPS561157B2; IE43724B1; PL110638B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Oberflächenbelüftungskreisel zum Belüften von Flüssigkeiten, insbesondere von zu klärendem Abwasser, mit einem vertikalachsigen Rotorkörper, der mindestens einen Schaufelkranz trägt und der von einer unteren einen Ansaugöffnungsdurchmesser aufweisenden Saugseite nach einer oberen einen Kreiselaußendurchmesser aufweisenden Ausstoßseite divergiert, wobei die Schaufeln ein L- oder T-förmiges Profil aufweisen, die freien Längskanten der Stege der Schaufeln an der Innenseite des Rotorkörpers befestigt sind, jeder Steg an seinem oberen Ende mit dem Radius einen Schaufelaustrittswinkel bildet und wobei nach innen seitlich offene Förderkanäle gebildet werden, die j Austrittsquerschnitte aufweisen und in vertikalen Ebenen gekrümmn sind, derart, daß von unten in die Förderkanäle eintretende Flüssigkeit in diesen Kanälen um etwa 90° umgelenkt wird und in mindestens angenähert horizontaler Richtung am Umfang des Oberflächenbelüftungskreisels austritt

Ein Oberflächenbelüftungskreisel der obgenannten Art ist aus der US-PS 36 37 196 bekannt Bisher war man bei der Auslegung solcher mit nach innen seitlich offenen Förderkanäien versehenen Kreiseln immer der Meinung, daß zur Erzielung einer möglichst guten Sauerstoffeintragsleistung das in das freie Innere des Kreisels einströmende Wasser dort möglichst nahe an die Drehzahl des Kreisels in Rotation versetzt werden sollte, was man mit einem einen möglichst kleinen Innendurchmesser und eine möglichst große Höhe aufweisenden, auf der Außenseite von den Förderschaufeln begrenzten freien Innenraum zu erzielen versuchte.

Den unbefriedigenden Sauerstoffeintrag pro Kilowatt Kreis^lantriebsleistung schrieb man dieser speziellen Art von Kreisel zu.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Oberflächenbelüftungskreisels der eingangs genannten Art, welcher den obgenannten Nachteil nicht aufweist, d. h. welcher eine merklich höhere Sauerstoffeintragsleistung pro Küowatt Kreiselantriebsleistung als diese bisher bekannten Kreisel erbringt.

Diese Aufgabe wird bei einem Oberflächenbelüftungskreisel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis Kreiselaußendurchmesser zu Ansaugöffnungsdurchmessei im Bereich von 1,3 bis 1,7 liegt, daß das Verhältnis Kreiselaußendurchmesser zu Höhe von der Kreiselunterseite bis zur Unterseite der Austrittsquerschnitte im Bereich von 2,5 bis 5,5 liegt, daß der Schaufelaustrittswinkel im Bereich von 10° bis 35° liegt, und daß längs der Unterseite der Austrittsquerschnitte konzentrisch zur Kreiselachse von den Austrittsquerschnitten weg in radialer Richtung nach außen eine kreisringförmige Strömungsleitwand angeordnet ist, wobei die Breite derselben mindestens 0,7 der Höhe der Austrittsquerschnitte beträgt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Oberflächenbelüftungskreisel besitzen ein hohes Flüssigkeitsumwälzvermögen trotz der Tatsache, daß die zwischen den Schaufeln gebildeten Flüssigkeitsbeschleunigungskanäle in ihrer Länge stark verkürzt sind als Folge der Vergrößerung der Einlaßöffnung und Verkleinerung der Höhe H. Ferner ist die Krümmung der Kanäle, von der vertikalen Orientierung an der Eintrittsöffnung zur im wesentlichen horizontalen Orientierung am Austritt stärker und spitzer bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Oberflächenbelüftungskreiseln.

Im Betrieb zeigt es sich, daß die erfindungsgemäß ausgebildeten Oberflächenbelüftungskreisel der innerhalb der Eintrittszone, d. h. der innerhalb dem rotierenden Schaufelkranz sich befindenden Flüssigkeit praktisch keine merkliche Drehbewegung erteilen. Die Flüssigkeit strömt am Kreiseleintritt primär vertikal nach oben in die zwischen den Schaufeln gebildeten Kanäle, und es entsteht kein erkennbarer Strömungswirbel. b5 Vorteilhafte Weiterausgestaltungen des erfindungsgemäßen Oberflächenbelüftungskreisels sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeich-

nung beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten beispielsweisen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Oberflächenbelüftungskreisels;

F i g. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte perspektivische Ansicht einer zweiten beispielsweisen Ausführungsforrr. eines erfindungsgemäßen Oberflächenbelüftungskreisels;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine weitere beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Oberflächenbelüftungskreisels und

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3. Der in F i g. 1 dargestellte Oberflächenbelüfiungskreisei ist mit einem einen Schaufelkranz 1 tragenden, von einer unteren Saugseite nach einer oberen Ausstoßseite divergierenden Rotorkörper 2 versehen, wobei der Schaufelkranz 1 eine Anzahl von in vertikalen Ebenen gekrümmten Förderkanälen 3 bildet Auf diese Weise wi^rd von unten in die Förderkanäle 3 eintretende Flüssigkeit in diesen Kanälen um etwa 90° urrgelenkt und tritt in horizontaler Richtung am Umfang des Rotors aus.

Zur Bildung von nach inner, offenen Förderkanälen 3 weisen die Schaufeln 4 ein L-förmiges Profil auf. wobei die freie Längskante der vertikal verlaufenden Stege 5 der L-förmigen Profile an der Innenseite des Rotorkörpers 2 befestigt sind.

An der Oberseite der mit 4a, 4b und 4c bezeichneten Schaufeln ist eine Tragkonstruktion 6 befestigt, die zur Halterung und Verbindung des Rotors mit seiner Antriebswelle 7 dient.

Dieser Oberflächenbelüftungskreisel ist dazu Destimmt, nur in der Richtung des Pfeiles 8 gedreht zu werden.

Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Oberflächenbelüftungskreisel weist der in F i g. 2 dargestellte Oberflächenbelüftungskreisel zur Bildung von nach innen offenen Förderkanälen 3 Schaufeln 4 mit T-förmigem Querschnitt auf, wobei die freien Längskanten der vertikal verlaufenden Stege 5 der T-för migen Profile an der Innenseite des Rotorkörpers 2 befestigt sind.

Der in F i g. 2 dargestellte Belüftungskreisel ist dazu bestimmt, abwechslungsweise in der einen und in der anderen Richtung angetrieben zu werden.

Zur Erzielung einer guten Sauerstoffeintragsleistung pro Einheit Antriebsleistung liegt das Verhältnis Kreiselaußendurchmesser A (Siehe F i g. 2, ohne die Breite b der Strömungsleitwand 10 gemessen) zu Ansaugdurchmesser Cim Bereich von 1,3 bis 1,7 und beträgt vorzugsweise 1,48.

Das Verhältnis Kreiselaußendurchmesser A (ohne die Breite b der Strömungsleitwand 10 gemessen) zur Höhe H des Kreisels von der Kreiselunterseite bis zur Unterseite der Austrittsquerschnitte 9 liegt im Bereich von 2,5 bis 5,5 und beträgt vorzugsweise 3,7.

Um die aus dem Oberflächenbelüftungskreisel austretende Flüssigkeit noch flacher und gebündelter über die Oberfläche der zu belüftenden Flüssigkeit zu befördern, ist längs der Unterseite der Austrittsquerschnitte 9 der Förderkanäle 3 konzentrisch zur Kreiselachse und von den Austrittsquerschnitten 9 weg in radialer Richtung nach außen verlaufend eine kreisringförmige Strömungsleitwand 10 angeordnet.

Die Breite b der kreisringförmigen Strömungsleitwand 10 beträgt dabei mindestens 70%, vorzugsweise 100%, der Höhe Λ der Austrittsquerschnitte 9.

Durch die Anordnung der kreisringförmigen Strömungsleitwand 10 längs der Unterseite der Austrittsquerschnitte 9 der Förderkaiiäle 3 wird vermieden, daß das aus den letzteren austretende Abwasser unmittelbar nach dem Austritt aus den Förderkanalaustrittsquerschnitten 9 gegen die die letzteren umgebende Flüssigkeit aufprallt- Dank der Wirkung der ringförmigen Strömungsleitwand 10 wird die aus den Förderkanälen 3 austretende Flüssigkeit flach und weit über die den Kreisel umgebende Flüssigkeitsoberfläche befördert.

Der Schaufelaustrittswinkel α liegt irr Bereich von 10 bis 35°, und der Krümmungsradius r der Schaufelstege 5, in einer Horizontalebene betrachtet entspricht dem Außendurchmesser A (ohne die Breite b der Strömungsleitwand gemessen) des Kreisels, mit einer Abweichung von ± 10%.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Oberflächenbelüftungskreisel zum Belüften von Flüssigkeiten, insbesondere von zu klärendem Abwasser, mit einem vertikalachsigen Rotorkörper, der mindestens einen Schaufelkranz trägt und der von einer unteren einen Ansaugöffnungsdurchmesser aufweisenden Saugseite nach einer oberen einen Kreiselaußendurchmesser aufweisenden Anstoßseite divergiert, wobei die Schaufeln ein L- oder T-förmiges Profil aufweisen, die freien Längskanten der Stege der Schaufeln an der Innenseite des Rotorkörpers befestigt sind, jeder Steg an seinem oberen Ende mit dem Radius einen Schaufelaustrittswinkel bildet und wobei nach innen seitlich offene Förderkanäle gebildet werden, die Austrittsquerschnitte aufweisen unc! in vertikalen Ebenen gekrümmt sind, deiart, daß von unten in die Förderkanäle eintretende Flüssigkeit in diesen Kanälen um etwa 90° umgelenkt wird und in mindestens angenähert horizontaler Richtung am Umfang des Oberflächenbelüftungskreisels austritt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Kreiselaußendurchmesser (A) zu Ansaugöffnungsdurchmesser (C) im Bereich von 1,3 bis 1,7 liegt, daß das Verhältnis Kreiselaußendurchmesser (A) zu Höhe (H) von der Kreiselunterseite bis zur Unterseite der Austrittsquerschnitte (9) im Bereich von 2,5 bis 5,5 liegt, daß der Schaufelaustrittswinkel (λ) im Bereich von 10° bis 35° liegt, und daß längs der Unterseite der Austrittsquerschnitte konzentrisch zur Kreiselachse von den Austrittsquerschnitten weg in radialer Richtung nach außen eine kreisringförmige Strömungsleitwand (10) angeordnet ist, wobei die Breite ^derselben mindestens 0,7 der Höhe (h) der Austrittsquerschnitte beträgt.

2. Oberflächenbelüftungskreisel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Kreiselaußendurchmesser (A), ohne die Breite (b) der Strömungsleitwand (10) gemessen, /.u Ansaugöffnungsdurchmesser (C) 1,48 beträgt.

3. Oberflächenbelüftungskreisel nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Kreiselaußendurchmesser (A), ohne die Breite (b)der Strömungsleitwand (10) gemessen zur Höhe (H) des Kreisels von der Kreiselunterseite bis zur Unterseite der Austrittsquerschnitte (9) 3,7 beträgt.

4. Oberflächenbelüftungskreisel nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius r der Schaufeln (5), in einer Horizontalebene betrachtet, dem Schaufelkranzaußendurchmesser (A) des Kreisels, mit einer Abweichung von ± 10%, entspricht