DE500773C

DE500773C - Paddle wheel

Info

Publication number: DE500773C
Application number: DEV24404D
Authority: DE
Original assignee: Maschinenfabrik JM Voith GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik JM Voith GmbH
Priority date: 1927-09-27
Filing date: 1928-09-27
Publication date: 1930-06-25

Description

Schaufelrad Die Erfindung bezieht sich auf Schaufelräder jener Art, wovon in der Zeichnung ein Beispiel in Fig. I im Aufriß und in Fig. 2 im Grundriß schematisch dargestellt ist. Die Schaufeln a bewegen sich dabei während der Umdrehung des Rades relativ zu diesem um Achsen b, die parallel oder annähernd parallel zur Radachse c liegen, und werden stets alle von dem Medium, in welchem sie arbeiten, vorwiegend in einer Richtung beaufschlagt, die senkrecht zur Radachse verläuft. Solche Schaufelräder können als Antriebsmittel für Wasser- und Luftfahrzeuge, als Wasser- oder Windkraftmaschinen, Pumpen, Ventilatoren, Gebläse o.dgl. verwendet werden. Die Schaufeln können während der Umdrehung des Rades relativ zu diesem Schwingbewegungen oder fortlaufende Drehbewegungen um ihre eigenen Achsen ausführen.Paddle wheel The invention relates to paddle wheels of the type of which in the drawing an example in Fig. I in elevation and in Fig. 2 in plan is shown schematically. The blades a move during the revolution of the wheel relative to this about axes b, which are parallel or approximately parallel to Wheel axis c, and are always all of the medium in which they work, predominantly applied in a direction that is perpendicular to the wheel axis. Such paddle wheels can be used as a drive means for watercraft and aircraft, as Water or wind power machines, pumps, fans, blowers or the like. used will. The blades can oscillate relative to this during the rotation of the wheel or make continuous rotary movements around their own axes.

Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf die Dichte der Beschaufelung solcher Räder. Unter dem Ausdruck »Beschaufelungsdichte« wird im folgenden das Verhältnis der gesamten Schaufelfläche zu der von den Achsen der Schaufeln beschriebenen Rotationsfläche bezeichnet, wobei als »gesamte Schaufelfläche« der Inhalt der größten Umrißlinie einer Schaufel multipliziert mit der Anzahl der Schaufeln zu verstehen ist. Bei annähernd rechteckigem Umriß der Schaufeln ist die Beschaufelungsdichte daher auch durch das Verhältnis z ₧ T : U gegeben, wobei U den Umfang des von den Drehachsen der Schaufeln beschriebenen Kreises z die Schaufelzahl und T die tangentiale Länge einer Schaufel bei ihrer tangentialen Stellung bedeutet.In particular, the invention relates to the density of the blading such wheels. In the following, the expression "blading density" refers to the ratio of the entire blade surface to the surface of revolution described by the axes of the blades referred to, where "total blade area" is the content of the largest outline a blade multiplied by the number of blades. at The blade density is therefore also approximately rectangular contour of the blades given by the ratio z ₧ T: U, where U is the circumference of the axis of rotation of the blades described circle z is the number of blades and T is the tangential length means a blade in its tangential position.

An Schaufelrädern bekannter Art wurden bereits Untersuchungen darüber angestellt und veröffentlicht, wie groß die Beschaufelungsdic hte sein müsse, um den Strom des Mediums kontinuierlich und möglichst homogen zu erfassen. Das Ergebnis dieser Untersuchungen war die Feststellung, daß die Beschaufelungsdichte ungefähr Ioo% betragen soll, mindestens aber 7o% betragen müsse, um die erwähnten Wirkungen zu erzielen. Mit einer so großen Schaufeldichte, die entweder sehr viele oder sehr große Schaufeln bedingt, sind aber schwerwiegende konstruktive, betriebstechnische und hydraulische Nachteile verbunden.Investigations into this have already been carried out on paddle wheels of a known type employed and published how big the blading thickness must be in order to to record the flow of the medium continuously and as homogeneously as possible. The result of these investigations was the finding that the blading density was approximately Ioo% should be, but at least 70%, in order to achieve the effects mentioned to achieve. With such a large density of blades, either very many or very many Large blades are necessary, but are serious structural and operational and associated hydraulic disadvantages.

Die vorliegende Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß eine bedeutend kleinere Beschaufelungsdichte hinreichend ist, um den Strom des Mediums kontinuierlich und homogen zu erfassen und große Kraftwirkungen bei gutem Nutzeffekt zu erzielen, wobei aber die früher erwähnten Nachteile vermieden «-erden. Theoretische Studien und Versuche haben ergeben, daß hierfür eine Beschaufelungsichte von 5o% hinreichend ist; diese Grenze wird durch ein Rad verkörpert, bei dem die Schaufeln, wenn sie alle in die tangentiale Stellung gedreht werden, die Hälfte der von ihren Drehachsen beschriebenen Rotationsfläche bedecken.The present invention is based on the finding that a Significantly smaller blading density is sufficient to keep the medium flowing to be recorded continuously and homogeneously and great force effects with good efficiency to achieve, but avoiding the disadvantages mentioned earlier. Theoretical Studies and experiments have shown that there is a blading density for this of 5o% is sufficient; this limit is embodied by a wheel in which the Paddles, if they are all rotated to the tangential position, half cover the surface of revolution described by their axes of rotation.

Eine weitere Erkenntnis liegt darin, daß es für die Erreichung der jeweils optimalen Verhältnisse vorteilhaft ist, die obere Grenze der Beschaufelungsdichte in ein festes Verhältnis zu der relativen Steigung des Schaufelrades zu bringen. Unter dem Ausdruck »relative Steigung« wird hier in Anlehnung an den bei Schraubenpropellern üblichen analogen Begriff verstanden das Verhältnis der translatorischen Relativgeschwindigkeit zwischen der Radachse und dem Medium zu der Umfangsgeschwindigkeit der Drehachsen der Schaufeln, und zwar bei jenem Betriebszustand (Leerlauf), bei dem ein Propulsionsorgan keine Schubkraft, eine Turbine kein Drehmoment mehr leistet usw.Another finding lies in the fact that it is necessary for the achievement of the optimum conditions are advantageous in each case, the upper limit of the blading density in a fixed relationship to the relative pitch of the impeller. The expression "relative pitch" is based on the one used for screw propellers common analog term understood the ratio of the translational relative speed between the wheel axle and the medium to the peripheral speed of the axes of rotation of the blades, namely in that operating condition (idling) in which a propulsion element no thrust, a turbine no longer provides torque, etc.

Bei dem bekannten Schaufelrad, dessen sämtliche Schaufeln relativ zum Radkörper gleichförmig, im entgegengesetzten Sinne wie diese rotieren, beträgt beispielsweise die relative Steigung I,oo. Schaufelräder, deren sämtliche Schaufeln relativ zum Radkörper im entgegengesetzten Sinne wie dieser, aber mit wechselnder Winkelgeschwindigkeit rotieren (Langsamläufer), weisen eine relative Steigung auf, die größer als I ist, während bei Schaufelrädern, deren Schaufeln relativ zum Radkörper Schwingbewegungen ausführen (Schnellaufer), die relative Steigung kleiner als I ist.In the case of the known paddle wheel, all of its blades are relative to the wheel body uniformly, in the opposite sense as they rotate, amounts to for example the relative slope I, oo. Bucket wheels, all of which buckets relative to the wheel body in the opposite sense as this one, but with changing Rotate angular speed (slow runner), have a relative slope, which is greater than I, while in the case of paddle wheels, their blades are relative to the wheel body Perform swinging movements (fast run), the relative slope less than I. is.

Gemäß der Erfindung soll nun die Beschaufelungsdichte nicht größer sein als die Hälfte der relativen Steigung. Auf diese Weise wird den bei verschiedener Schnelläufigkeit verschiedenen Betriebsbedingungen des Schaufelrades derart Rechnung getragen, daß die jeweils angestrebte Kraftwirkung bei bestem Nutzeffekt und mit einer möglichst einfachen und betriebssicheren Konstruktion erreicht wird.According to the invention, the blading density should not be greater be than half the relative slope. In this way, the different Speed of various operating conditions of the paddle wheel such a calculation worn that the desired force effect with the best efficiency and with a construction that is as simple and reliable as possible is achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Paddle wheel, its blades during rotation of the wheel move relative to this about axes that are parallel or nearly parallel to the wheel axle and all always mainly from the medium in which they work be acted upon in a direction that is perpendicular to the wheel axis, thereby characterized in that the blading density is not greater than 5o%.

2. paddle wheel, its blades during the rotation of the wheel are relative to this about axes move that are parallel or almost parallel to the wheel axis and all always from the medium in which they work are predominantly impacted in one direction, which runs perpendicular to the wheel axis, characterized in that the blading density is not greater than half the relative slope.