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Einrichtung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Kreiselverdichtern
und -gebläsen. Nach dem Hauptpatent 3io5gg und dem Zusatzpatent 332824 wird
Luft größerer Dichte bzw. Spannung, als die aus dem Laufrad kommende Luft besitzt,
in den die Ausströmungsöffnungen des Laufrades umgebenden Raum der Leitvorrichtung,
also über das Laufrad gebracht und dieses gezwungen, Luft größerer Dichte bzw. Spannung,
als dem Spaltüberdruck bei einem gewöhnlichen Kreiselverdichter entspricht, in das
Laufrad oder den Diffusor zu schleudern.
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Dem Zusatzpatent entsprechend wird das dadurch erreicht, daß der im
Leitrad herrschende, aus der Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck stammende höhere
Luftdruck auf einen Teil der Laufradbreite, und zwar entgegen der Strömungsrichtung
der vom Laufrad abfließenden Luft gegen das Laufrad, und zwar insbesondere durch
Kanäle von durchaus gleichem Querschnitt zurückgeleitet und sodann auf die ganze
Laufradbreite wirken gelassen wird.
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Der vorliegenden Erfindung gemäß erhalten die im Zusatzpatent erwähnten
Ringräume bzw. Kanäle eine besondere, durch die gewünschten Vorgänge. nach - dem
Austritt aus dem Laufrad bestimmte Form. Die Erfindung läßt sich durch folgende
Hauptmomente näher präzisieren, die an Hand der Fig. i der Zeichnung im folgenden
angegeben sind, in welcher beispielsweise in der linken Hälfte ein Querschnitt durch
den Multiplikator e und in der rechten Hälfte ein solcher durch das Leitrad i dargestellt
ist, innerhalb welcher Teile sich das Laufrad h und außerhalb der Druckraum
b
befindet. .
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Die Hauptmomente sind folgende z. Die Kanäle l des Multiplikators
behalten die anfängliche Richtung, gegeben durch den Winkel d2, nicht bei, sondern
sie werden in einer mehr oder weniger scharfen Wendung ganz oder annähernd radial
gestellt.
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2. Der Querschnitt der Kanäle l erweitert sich auf einer kurzen Strecke
in der Stoßzone q auf ein ganz bestimmtes Maß und wird sodann im weiteren Verlaufe
konstant gehalten.
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3. Die Kanäle l ändern sowohl die Richtung wie auch den Querschnitt
im Sinne der Punkte i und 2.
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Der in den Punkten i und 3 angegebenen Wendung entsprechend werden
auch die Leitradkanäle
l', welche anfangs die durch Winkel
6, gegebene Richtung haben, ganz oder annähernd radial gestellt.
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Zu i. Die Liefermenge eines Kreiselverdichters (Gebläses) ist durch
die radiale Komponente der Austrittsgeschwindigkeit c2 aus dem Laufrad bestimmt.
Je größer die Neigung der Kanäle gegen diese radiale Richtung ist, um so größer
muß die Austrittsgeschwindigkeit cm aus den Kanälen sein, damit die radiale
Komponente jene Größe behalte, welche der Liefermenge entspricht. Durch das schließliche
Radialrichten der Kanäle wird demnach erreicht, daß der größte Teil von c2 beim
Eintritt in den Kanal durch den Stoß in Druck umgesetzt wird, weil die Austrittsgeschwindigkeit
aus dem Kanal hierdurch auf ihren kleinsten Wert, den Wert der radialen Komponente,
sinkt.
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Zu 2. Die Geschwindigkeit c2 und der Eintrittsquerschnitt bestimmen
die in den Kanal eintretende Luftmenge. Durch den Stoß wird c2 auf den bedeutend
kleineren Wert c "Z vermindert und dadurch in Druck umgesetzt. Diese Umsetzung erfolgt
nicht plötzlich, sie erstreckt sich auf eine ganz kurze Wegstrecke,-die Stoßzone
q. Durch den Wert c,;, und die eingetretene Luftmenge ist der Austrittsquerschnitt
bestimmt, der bis zur Stoßzone q konstant bleibt. In der Stoßzone erweitert sich
der Eintrittsquerschnitt entsprechend dem Umsatz der Geschwindigkeit in Druck auf
die Größe des Austrittsquerschnittes.
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Zu 3. Um die unter Punkt 2 angeführte Kontinuität der Strömung aufrechtzuerhalten
und gleichzeitig den Wert der Austrittsgeschwindigkeit c,;, auf ein Minimum zu bringen,
somit den größtmöglichsten Teil von c2 in Druck umzusetzen, werden die unter Punkt
2 erwähnten Kanäle, die bis zur Stoßzone q die Richtung von c2 haben, in der Stoßzone
aufgerichtet und mehr oder weniger radial gestellt.
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Wie bereits erwähnt, werden auch die Leitradkanäle aus ihrer anfänglichen,
durch Winkel ö, bestimmten Richtung ganz oder annähernd radial gestellt, damit die
Richtung der Austrittsgeschwindigkeit aus diesen Kanälen gleich sei der Richtung
der Austrittsgeschwindigkeit aus den in den Punkten i bis 3 gedachten Kanälen. Damit
auch die Größe der Austrittsgeschwindigkeit aus dem Leitrad und den in den Punkten
i bis 3 erwähnten Kanälen gleich sei, und damit Wirbel und sonstige Verluste vermieden
werden, werden die Austrittsquerschnitte aller Kanäle gleich groß gewählt.
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In den Fig. i und 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines
Umsetzungsapparates im Querschnitt und im Radialschnitt nach A- A dargestellt,
bei welchem die in den Punkten i bis 3 genannten Verbesserungen verwertet sind.
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In diesem Beispiel besteht der Umsetzungsapparat aus einem in der
Mitte (Fig. 2) angeordneten Leitrad i, dessen Kanäle aus der Richtung c2 in langsamer
Wendung radial gestellt sind (s. Fig. i). Rechts und links vom Leitrad i ist je
ein Ringkanal e', e" (kreisförmiger Raum) angeordnet (Multiplikator), der durch
entsprechende Querwände in Kanäle eingeteilt ist, die in- der Stoßzone q die Wendung
in die Radialrichtung und die Zunahme des Eintrittsquerschnittes auf die Größe des
Austrittsquerschnittes aufweisen. Nach der Stoßzone bleibt der Querschnitt konstant.
Die Eintrittsquerschnitte I, II und III sind in diesem Beispiel gleich groß gewählt
worden; ebenso sind die Austrittsquerschnitte I', II' und III' einander gleich.
Sie sind bestimmt durch die Größe von II', die der günstigsten Arbeitsweise des
Leitrades angepaßt wird.
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Diese dargestellte Grundform läßt vielerlei Änderungen zu, die vom
Laufiad selbst, d. h. seiner Konstruktion, und von der geforderten Kennlinie des
Verdichters (Gebläses) abhängen.
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So können statt eines einzigen Leitrades in der Mitte zwei, drei oder
mehr Leiträder angeordnet werden, zwischen welche die durch Querwände eingeteilten
ringförmigen Räume, die Multiplikatoren, eingeschoben sind. Es können aber auch
Leitradkanäle und die Kanäle des Multiplikators abwechselnd angeordnet werden, die
in einer mehr oder weniger scharfen Wendung ganz oder angenähert radial gerichtet
werden oder aber die Richtung von c2 beibehalten, wobei ein Abgleichen der-Austrittsgeschwindigkeiten
und ihrer Richtungen aus den verschiedenen. Kanälen nicht außer acht gelassen wird.