DE2732948A1

DE2732948A1 - Turbine zum erfassen einer flude

Info

Publication number: DE2732948A1
Application number: DE19772732948
Authority: DE
Inventors: Pierre Carrouset
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-21
Publication date: 1978-01-26
Also published as: JPS6146641B2; ES460983A1; CH617987A5; FR2359294A1; JPS5314204A; US4146353A; SE432289B; DE2732948C2; IT1081161B; FR2359294B1; GB1561416A; SE7708366L

Description

Anmelder; Pierre Carrouset, Paris (Prankreich)

Titel;

Turbine zum Erfassen einer Flude

Das Unterdrucksetzen einer Plude mittels einer mit Hochgeschwindigkeit drehenden Turbine ist bis heute durch die existierenden Ausstattungen schlecht gelöst worden. Diese sind tatsächlich ungeeignet, denn sie besitzen schlecht ausgelegte Profile für die Strömung der Fluden mit Hochgeschwindigkeit und haben demzufolge schlechte Ergebnisse.

Die Erfindung beabsichtigt, diesem Stand der Dinge abzuhelfen, indem sie eine neue Turbine zum Erfassen einer Plude vorschlägt, die eine Nabe aufweist, auf welcher mindestens eine Schaufel befestigt ist.

Mindestens eine Stütze verbindet jede Schaufel mit der Nabe und erstreckt sich radial, wobei sie in bezug auf die Achse der Nabe schraubenartig gewunden ist, während jede Schaufel sich gemäß einer zu der radialen Richtung jeder Stütze genau senkrechten

Richtung erstreckt.

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Gemäß einer ersten Auaführungsform weist jede Schaufel zwei Ränder auf, von denen jeder genau in einer radialen Ebene enthalten ist.

Diese Turbine weist ebenfalls mit Vorteil mindestens zwei aufeinanderfolgende Stützen auf, während einunddieselbe Schaufel die beiden Stützen tiberdeckt und eine Verdünnung oberhalb des zwischen diesen Stützen gebildeten Kanals darstellt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform windet sich jede Schaufel schraubenartig um die Achse der Nabe.

Auf bevorzugte Weise sind folgende Anordnungen getroffen:

Die Schraubensteigung jeder Schaufel ist gleich der Schraubensteigung der Stütze, mit der diese Schaufel fest verbunden ist,

die Turbine weist mindestens zwei aufeinanderfolgende Stützen auf, auf jeder von denen eine einzige Schaufel befestigt und zwischen denen ein Kanal geformt ist, während der Bereich von mindestens der einen der Schaufeln, der der Vorderkante dieser Schaufel gegenüberliegt, als ein Schwanz ausgebildet ist, der Anschluß an die Stütze der Schaufel hat und die Begrenzung des Kanals vervollständigt, indem er diesen letzteren mindestens teilweise wieder schließt.

Schließlich ist oft von Vorteil:

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daß die Turbine mindestens zwei Schaufeln aufweist, von denen die eine die andere teilweise überdeckt, während zwischen den beiden Schaufeln in der Zone der Überdeckung eine Zunge angeordnet ist und diese beiden Schaufeln miteinander verbindet, oder daß, wenn sie eine sich selbst überdeckende Schaufel hat, eine Zunge die Bereiche der Schaufel verbindet, die sich überdecken,

daß die Vorderkanten der verschiedenen Schaufeln auf einer Umdrehungsfläche angeordnet sind, deren Achse mit der Achse der Nabe vereinigt und deren Form spitzbogenartig ist,

daß eine Antiwirbelvorrichtung nahe der durch die Vorderkanten der Schaufeln hervorgebrachten Oberfläche angeordnet ist.

Die Erfindung wird besser verstanden werden und weitere Merkmale sowie ihre Vorteile werden im Laufe der nachstehend anhand eines Beispiels gegebenen Beschreibung von Ausführungen aufscheinen.

Selbstverständlich sind dieJBe schrei bung und die Zeichnungen nur zur Veranschaulichung und nicht einschränkend gedacht.

Es wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen

die Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungegemäßen Turbine im Aufriß ist,

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die Pig. 2 ein Schnitt nach Linie II - II der Fig. 1 ist, der
durch die Stütze einer Schaufel hindurchgeht,

die Fig. 3 ein Schnitt nach Linie III - III der Fig. 1 oberhalb eines von zwei Schaufelstützen begrenzten Kanals ist,

die Fig. 4 eine Ansicht einer Variante einer erfindungsgemäßen Turbine im Aufriß ist,

die Fig. 5 eine Mehrfach-Ansicht einundderselben Schaufel, ihrer Stütze und der Nabe der Turbine der Fig. 4 entlang dem Pfeil F Schnitte A-A und B-B ist,

die Fig. 6 ein Schnitt entlang IV - IV der Fig. 4 iet, der die Verbindung der Schaufeln durch eine Zunge zeigt,

die Fig. 7 und 8 Querschnitte einer erfindungsgemäßen Turbine
sind, welche zwei gleiche Schaufeln darstellen, von denen die eine die andere teilweise überdeckt, ohne und mit Verbindungszungen,

die Fig. 9 eine Antiwirbelvorrichtung im Schnitt darstellt, mit der eine erfindungsgemäße Turbine versehen ist,

die Fig. 10 ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Schaufelvariante ist und

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die Pig. 11 in zwei Querschnitten C-C und D-D eine erfindungsgemäße Turbinenvariante darstellt.

Die Turbine der Fig. 1, 2 und 3 weist eine zentrale Nabe 1, Stützen 2, die schraubenartig um die Achse 3 der Nabe 1 gewunden sind, und mehrere der einzigen dargestellten Schaufel analoge Schaufeln 4 auf, deren jede durchlzwei winklig im Abstand voneinander angeordnete Ebenen 5 und 6 begrenzt wird, die durch die Achse 3 hindurchgehen und Ränder 7 und 8 dieser Schaufel enthalten. Die Vorderkante 7 kann natürlich jedes Profil haben, das mit einer guten Strömung der Flude verträglich ist.

Es muß festgestellt werden, daß die axialen Außenflächen der Stützen 2 genau auf einem Kegelstumpf angeordnet sind derart, daß die Ränder 7, welche die Vorderkante der Schaufeln 4 bilden, ebenfalls genau auf einem Kegelstumpf angeordnet sind, wobei die Stützen sich in bezug auf die Achse 3 radial erstrecken. Die Schaufeln 4 sind umgekehrt senkrecht zu den radialen Richtungen, welche durch die Achse 3 gehen.

Andererseits ist, wenn durch und zwischen zwei benachbarten Stützen 2 ein Kanal 9 gebildet wird, die Dicke E_g der Schaufel 4 oberhalb dieses Kanals geringer als die Dicke E₂ derselben Schaufel oberhalb einer Stütze 2, wobei die Dicken in derselben Axialebene 10 gemessen sind, denn die Schaufel 4 ist oberhalb jedes Kanals 9 tatsächlich verjüngt.

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Außerdem wird die Turbine durch Formen in einer Gießerei erhalten derart, daß die Stützen 2, die Nabe 1 und die Schaufeln 4 ein einziges massives Teil darstellen. Natürlich würde eine Ausführungsvariante, die anfänglich getrennte Teile zusammenfügt, gleichermaßen erfindungsgemäß sein.

Die dargestellte Schaufel 4 wird "gerade" genannt, denn sie ist durch gerade Ränder 7 und 8 begrenzt, die sich also nicht schraubenartig winden.

Eine wichtige Ausführungsvariante ist im Hinblick auf die Pig. 4» 5 und 6 dargestellt, bei welcher man einerseits die äußere spitzbogenartige Ausbildung 11 der Oberfläche, auf welcher die Vorderkanten 7 der verschiedenen Schaufeln 4 angeordnet sind, und andererseits die Tatsache erkennt, daß jede Schaufel 4 sich selbst schraubenartig um die Achse 3 windet. Bei dem dargestellten Beispiel sind die Schraubensteigungen der Stützen 2 und der Schaufeln 4 gleich derart, daß eine Schaufel 4 ihrer Stütze 2 "folgt", indem sie sich weder schneller noch langsamer als diese windet. Biese Anordnung geht insbesondere aus Fig. 5 hervor, auf welcher drei Aufrisse einundderselben Schaufel 4 und ihrer Stütze 2 winklig verschoben dargestellt sind, da ja die Schraubenlinien der Stütze und der Schaufel gleich gedreht sind.

Natürlich verbleibt es da noch im Rahmen der Erfindung als möglich, spiralige Schaufeln zu entwerfen und zu realisieren, die andere (größere oder kleinere) Steigungen als ihre Stützen ha-

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ben, sowie veränderbare Steigungen sowohl für die Stützen 2 als auch für die Schaufeln 4 anzuwenden.

In den Pig. 4 und 6 stellt man fest, daß eine Schaufel 4 mit einer anderen Schaufel 4» die sie teilweise überdeckt, mittels Zungen 12 verbunden ist.

Die Fig. 7 und 8 stellen eine erfindungsgemäße Turbinenvariante dar. Man findet die bereits definierten Elemente wieder, stellt jedoch fest, daß außerdem der hintere Bereich jeder Schaufel für diese einen Ansatz bildet, der einen Schwanz 13 formt, welcher in einer Hohlkehle 14 Anschluß an die Stütze 2 und zum Zweck hat, den Kanal 9 teilweise wieder zu schließen, indem er mit der ihn überdeckenden Schaufel 4 und den beiden Stützen 2 der zwei Schaufeln zusammenwirkt.

An der Stelle einer Zunge 12 ist dieser Kanal 9 dann ganz geschlossen und hat abgerundete Formen, die geeignet sind, für eine gute Strömung der Plude zu sorgen.

In der Fig. 9 sind die Keile einer Antiwirbelvorrichtung 15 dargestellt, die am Rahmen der Turbine befestigt ist und hinsichtlich welcher die Schaufeln 4 im Sinne des Pfeils G in Drehung mitgenommen werden. Die Keile sind nahe der von den Vorderkanten 7 während ihrer Rotation durchlaufenen Fläche 11 angeordnet.

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Die Fig. 10 stellt eine Turbinenvariante mit einer Schaufel dar, die sich selbst überdeckt und deren sich überdeckende Bereiche ebenfalls mittels einer Zunge 12 verbunden sind.

Schließlich muß verstanden werden, daß man, obschon bei den gängigsten Ausführungen die Nabe innen ist und die Schaufeln außen, ebenfalls als Variante die Nabe 1 hohl realisieren, darin Stützen 2 befestigen und die Stützen mit Schaufeln 4 fest verbinden kann. Eine solche Variante ist in Fig. 11 dargestellt und kann natürlich mit einer Antiwirbelvorrichtung 15 oder 17 versehen werden.

Die Wirkungsweise und Vorteile der beschriebenen Turbinen sollen jetzt auseinandergesetzt werden.

Die Schaufeln 4 haben fast die Gesamtheit ihrer Fläche genau senkrecht zu Radien, die durch die Rotationsachse 3 hindurchgehen. Aufgrund dessen haben sie einen guten Erfassungs-Wirkungsgrad. Dieser Wirkungsgrad wird noch verbessert durch die Verdünnung der Schaufeln oberhalb der Kanäle (Eq kleiner als Eg) und durch die Formergänzung, welche die Schwänze 13 der Schaufeln 4 bei der Bildung jedes Kanals 9 mit sich bringen.

Die Schraubenform der Kanäle 9 trägt zu der guten Strömung der Flude bei unter Berücksichtigung der Länge der entsprechenden Vorderkanten, ebenso wie die Spitzbogenform der Oberfläche 11 derart ist, daß eine zufriedenstellende Progreseivität der FIu-

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deströmungen realisiert wird. Es ist jedoch anzumerken, daß die bevorzugte Spitzbogenform nicht ausschließlich ist. So sind zylindrische oder sphärische Oberflächen 11 ebenfalls erfindungsgemäß.

Die Zungen 12 erlauben die Erzielung eines guten Widerstands der Schaufeln gegen Zentrifugalkräfte, ergeben eine gute Zuverlässigkeit für die Turbine und leiten die Plude genau.

Schließlich vervollständigen die Antiwirbelvorrichtungen 15 auf vorteilhafte Weise die Wirkungen der anderen Vorrichtungen, welche die Strömung der Pluden betreffen.

Die Erfindung ist keinesfalls auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern deckt im Gegenteil alle Varianten, die ihr zugeführt werden könnten, ohne dabei ihren Rahmen oder ihren Sinn zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

1.j Turbine zum Erfassen einer Flude, welche eine Nabe aufweist, auf welcher mindestens eine Schaufel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet _t daß mindestens eine Stütze (2) jede Schaufel (4) mit der Habe (1) verbindet und sich radial erstreckt, wobei sie in bezug auf die Achse (3) der Nabe (1) schraubenartig gewunden ist, während jede Schaufel (4) sich gemäß einer zu der radialen Richtung jeder Stütze (2) genau senkrechten Richtung erstreckt.

2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (4) zwei Ränder (7, 8) aufweist, von denen jeder genau in einer radialen Ebene (5, 6) enthalten ist.

3. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei aufeinanderfolgende Stützen (2) aufweist, während einunddieselbe Schaufel (4) die beiden Stützen (2) überdeckt und eine Verdünnung oberhalb des zwischen diesen Stützen (2) gebildeten Kanals (9) darstellt.

4. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel (4) schraubenartig um die Achse (3) der Nabe (1) gewunden ist.

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5. Turbine nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubensteigung jeder Schaufel (4) gleich der Schraubensteigung der Stütze (2) ist, mit der diese Schaufel (4) fest verbunden ist.

6. Turbine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei aufeinanderfolgende Stützen (2) aufweist, auf jeder von denen eine einzige Schaufel (4) befestigt und zwischen denen ein Kanal (9) geformt ist, während der Bereich von mindestens der einen der Schaufeln (4), der der Vorderkante (7) dieser Schaufel (4) gegenüberliegt, als ein Schwanz (13) ausgebildet ist, der Anschluß an die Stütze (2) der Schaufel (4) hat und die Begrenzung des Kanals (9) vervollständigt, indem er diesen letzteren mindestens teilweise wieder schließt.

7. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei Schaufeln (4) aufweist, von denen die eine die aridere teilweise überdeckt, während zwischen den beiden Schaufeln (4) in der Zone der Überdekkung eine Zunge (12) angeordnet ist und diese beiden Schaufeln (4) miteinander verbindet. ·*'·

8. Turbine nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schaufel (4) aufweist, die sich selbst überdeckt, während die übereinanderliegenden Bereiche dieser Schaufel (4) durch eine Befestigungszunge (12) verbunden sind.

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9. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkanten (7) der verschiedenen Schaufeln (4) auf einer Umdrehungsfläche angeordnet sind, deren Achse mit der Achse (3) der Nabe (1) vereinigt und deren Form spitzbogenartig ist.

10. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antiwirbelvorrichtung (15) nahe der durch die Vorderkanten (7) der Schaufeln (4) hervorgebrachten Oberfläche angeordnet ist.

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