DE43318C - Centrifugalventilator mit seitlichen Schöpfschaufeln - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 27: Gebläse und Lüftungsvorrichtungen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 5. August 1887 ab.

Bei der Construction des Patentes No. 31332 bestehen die seitlichen Schöpfschaufeln im wesentlichen aus zwei Flächen, nämlich aus denjenigen, welche nach der Umkleidung des Saugeraumes hin den Abschlufs bilden, Fläche κοκ, sowie aus der Fläche mu op, weichein der Richtung nach der Achse hin verläuft. Die Flächen η 0 u sind später durch einen cylindrischen oder schwach konischen Ring aus Blech, welcher die Schöpfschaufeln in ihrer ganzen Breite umschliefst, ersetzt worden.

Die Flächen mu op waren als Ebenen oder diesen nahe kommende Flächen gezeichnet und bisher ausgeführt. Wenn aber bei dieser Beschaffenheit der Schöpfschaufeln die angesaugte Luft in annähernd ' axialer Richtung in den Ventilator strömt, so stöfst dieselbe in denjenigen Theilen der Fläche muop, welche entsprechend nahe am Achsmittel liegen und demgemäfs eine verbältnifsmäfsig geringe Geschwindigkeit besitzen, auf die äufseren Flächen der Schöpfschaufeln, und wird dadurch nach der Richtung hin abgelenkt, welche der Drehvorrichtung des Ventilators entgegengesetzt ist. Durch letzteres sowohl als auch durch das Anprallen gegen die äufseren Flächen der Schöpfschaufeln entstehen Effect Verluste.

Bei solchen Ventilatoren, welche hohe Spannungsunterschiede erzeugen sollen, ist es nothwendig, wenn man die Gröfse des Schöpfschaufelringes R nicht auf ein Minimum beschränken und den Ring b α, Fig. 1, nicht unverhältnifsmäfsig breit machen will, dafs sich die Schöpfschaufeln sogar überdecken. Alsdann aber tritt der vorstehend bezeichnete Uebelstand des Anprallens der eingesaugten Luft gegen die äufseren Schöpfschaufelflächen noch weit mehr auf.

Um diese Uebelstände vollständig zu beseitigen, ist es nothwendig, dafs die Schöpfschaufeln (Turbinenflügel) so gestaltet sind, dafs jedes ihrer Flächenelemente beim Betriebe des Ventilators so schnell ausweicht, dafs die ungefähr in axialer Richtung durchströmende Luft die äufseren Flächen der Schöpfschaufeln nicht zu erreichen vermag. Da nun die Geschwindigkeit der einzelnen Flächenelemente der Schöpfschaufeln beim Drehen des Ventilators von dem äufseren Umfange bis zum Achsmittel sich ganz gleichmäfsig bis auf Null reducirt, so ist es nothwendig, um obige Bedingung zu erfüllen, dafs die Schöpfschaufelflächen sich derart verwinden, dafs dieselben, wenn man sie bis zum Achsmittel verlängert, in letzterem mit den entsprechenden Ventilatorflügelebenen zusammenfallen, sich umgekehrt aber bei allmäliger Entfernung vom Achsmittel gleichmäfsig zunehmend so verbiegen, dafs, wie bereits erwähnt, die beim Betrieb des Ventilators in axialer Richtung durchströmende Luft sie nicht zu erreichen vermag.

Man kann eine solche Fläche nach Angabe des Erfinders in folgender Weise construiren:

Bekannt mufs sein die Geschwindigkeit ν der in den Ventilator einströmenden Luft bei einer bestimmten Tourenzahl Z des Ventilators. Man denke sich nun eine Ebene senkrecht zur Ventilatorachse und eine gröfsere Anzahl von Cylindermänteln centrisch um die Ventilatorachse gelegt, deren Durchmesser d_l d₀ d₃ u. s. w. in gleichem Verhältnifs zunehmen, Fig. 3. Diese Cylindermäntel sollen die Schöpfschaufeln so-

wohl als auch die senkrecht zur Ventilatorachse gestellte Ebene schneiden, c d, Fig. 2, bedeute die Projection der Breite der Schöpfschaufeln auf eine Ebene, welche mit der Ebene des betreffenden Ventilatorflügels zusammenfällt, und Z₁ Z₂ Z₃ u. s. w. bezeichne die Projectionen der Schnittlinien, welche die Cylinderflächen d₁ d.₂ d₃ u. s. w. mit den Schöpfschaufeln bilden, auf die senkrecht zur Ventilatorachse gestellte Ebene FBC, Fig. 3. Unter diesen Verhältnissen ist Z₁ = Z₁ d_{ π, wenn Z₁ die Zahl der Umdrehungen des Ventilators in der Zeit t bedeutet. In der gleichen Zeit legt ein in der Achsrichtung in den Ventilator strömendes Lufttheilchen den Weg ν t = c d zurück.

Mit Hülfe dieser Daten lä'fst sich die Schöpfschaufelfläche modelliren, indem man auf einem entsprechenden Cylinderausschnitte, Fig. 3, welcher aus einer leicht zu bearbeitenden Masse, z. B. Holz, Gyps u. s. w., hergestellt ist, auf der glatten, senkrecht zur Achse gerichteten Abschnittfläche FB C, Fig. 3, die Kreise verzeichnet, welche die Cylindermäntel mit den Durchmessern d_i d._y d₃ u. s. w. als Schnittlinien bilden. Die eine der beiden Ebenen, welche den Cylinderausschnitt begrenzen und deren Schnittlinie die Cylinderachse A B bildet, nämlich die Ebene A-B-C-D, soll mit der Ebene des Ventilatorflügels, dessen Schöpfschaufelfläche modellirt werden soll, zusammenfallen. Findet nun in der Zeit t eine Drehung des Ventilators um den Winkel C B H stau, so sind die Kreisbögen I₁ I₂ Z₃ u. s. w. die Projectionen der Schnittlinien, welche die Cylinderflächen mit den Durchmessern d_l d.₂ d₃ u. s. w. mit der Schöpfschaufelfläche bilden. Es ist nun vorausgesetzt, dafs c d = Projection der Breite der Schöpfschaufeln von H bis B dieselbe Gröfse hat, Fig. 3. Hat man nun die gegebene Neigung der Kante, welche der Ventilatorflügel mit der Schöpfschaufelfläche bildet und die eine gerade Linie darstellt, auf der Ebene A-B- C-D festgestellt, so läfst sich durch Herstellung von Löchern auf den Kreisbögen I₁ I₂ Z₃ u. s. w., welche parallel mit der Achse AB gerichtet sind, in gleichmäfsigen Entfernungen von einander · eine genügend grofse Zahl von Punkten auf der zu bildenden Schöpfschaufelfläche darstellen. Man denke sich nämlich solche Löcher in den Schnittpunkten der Kreisbögen Z₁ Z₂ Z₃ u. s. w. mit der Linie B-C in solcher Tiefe dargestellt, dafs ihre Endpunkte die Lage der gemeinsamen Kante von Schöpfschaufel und Ventilatorflügel markiren (JK). Auf den Schnittpunkten derselben Kreisbögen mit der Linie B-H bohrt man alsdann Löcher, deren Endpunkte um das Mafs cd höher liegen wie die Endpunkte der correspondirenden Löcher an dem anderen Ende der Kreisbögen. Diese markiren alsdann die Linie i-k. Zwischen diesen Löchern an den Endpunkten der Kreisbögen setzt man nun in gleichen Entfernungen von einander eine möglichst grofse Zahl von Löchern in der Weise, dafs die Tiefenunterschiede zwischen je zwei benachbarten Löchern desselben Kreisbogens Z₁ Z₂ Z₃ u. s. w. gleiche Gröfse besitzen. Durch Entfernung des über den Lochenden befindlichen Materials, derart, dafs zwischen zwei Löchern gleichmäfsige Uebergänge der Fläche entstehen, läfst sich alsdann die genaue Schöpfschaufelfläche herstellen.

Für die Praxis genügt es vollkommen, wenn man die Form der Schöpfschaufeln nur annähernd in der bezeichneten Weise gestaltet.

Was aber auf diesem Gebiete für Luft und sonstige Gase Geltung besitzt, wirkt auch in ganz ähnlicher Weise bei Wasser und ähnlichen Flüssigkeiten. Es läfst sich die in Rede stehende Construction der Schöpfschaufeln auch mit gleichem Vortheil bei Centrifugalpumpen anwenden.

Claims (1)

1. PateNT-A nsPRυCH:

   Bei dem durch das Patent No. 31332 geschützten Centrifugalventilator die Construction der nach der Peripherie des Saugekanals hin durch einen Ring b K umschlossenen Schöpfschaufeln in der Weise, dafs dieselben an ihrem äufseren Umfang bei ^₁ den kleinsten, stumpfen Winkel mit dem betreffenden Ventilatorflügel bilden, während ihre Flächen sich derart verwinden, dafs der vorbezeichnete Winkel mit den Ventilatorflügeln weiter nach der Achse hin immer gröfser wird, derart, dafs, wenn die Verlängerung der Schöpfschaufeln bis zum Achsmittel fortgeführt würde, dieser Winkel bis auf i8o° anwüchse (Fig. 1 und 2).

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.