DE736207C

DE736207C - Stufenlos regelbares Geblaese

Info

Publication number: DE736207C
Application number: DEB186140D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Beck
Original assignee: ERNST BECK DR ING
Current assignee: ERNST BECK DR ING
Priority date: 1939-02-03
Filing date: 1939-02-03
Publication date: 1943-06-09

Description

Stufenlos regelbares Gebläse Gebläse, insbesondere Lader für Höhenflugbrennkraftmaschinen, die von Kraftmaschinen mit gleichbleibender konstanter Drehzahl angetrieben werden, dennoch aber veränderliche Förderhöhen besitzen sollen, müssen, wenn man Drosselregelung nicht anwenden kann, zur Einstellung der der gewünschten Förderhöhe jeweils entsprechenden Drehzahl über ein regelbares Getriebe angetrieben werden. Hierzu werden mechanische oder hydraulische Getriebe verwandt. Das mechanische Getriebe ist meist ein. gewöhnliches Schaltgetriebe mit Stufenregelung, während das hydraulische Getriebe stufenlos regelbar ist. Beide Getriebearten haben jedoch den Nachteil, daß besondere Konstruktionselemente zwischen Antriebsmaschine und Gebläse eingeschaltet werden müssen, was in bezug auf Raum und Gewicht besonders bei Ladern für Höhenflugmotoren unvorteilhaft ist.
Es wurde daher zur Vermeidung dieser Bauteile bei Flugmotorenladern schon vorgeschlagen, die überschüssig erzeugte Förderhöhe in der Weise auszunutzen, daß man durch Injektörwirkung zusätzlich Gebläseluft (Zweitluft) aus der Atmosphäre ansaugt und in einem Diffusor auf den erforderlichen Druck verdichtet. Mit dieser Einrichtung ist es möglich, bei einem mit konstanter Drehzahl laufenden Gebläse, ähnlich wie bei Gebläsen mit Drehzahlregelung,, immer die jeweils gewünschten Förderhöhen und -mengen einzustellen. Bei diesem Verfahren erfolgt jedoch die Umsetzung der überschüssig erzeugten, Strömungsenergie in einem Injektor mit schlechtem Wirkungsgrad. Der größte Teil der Strömungsenergie geht durch Stoßverluste und Wirbelung verloren und setzt sich, was man gerade vermeiden will, in Wärme um.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein stufenlos regelbares Gebläse zur Aufrechterhaltung gleichen Druckes in der Ladeleitung einer das Gebläse mit gleichbleibender Drehzahl antreibenden Höhenflugbrennkraftmaschine, bei welchem die übeischüssig erzeugte Förderluft (Hauptluft i zur Förderung weiterer Gebläseluft (Zweitluft; ausgenutzt wird, wobei die Regelung der Luftmengen in der Weise erfolgt, daß die Hauptluftmenge in dem Maße abnimmt, wie die Zweitluftmenge sich erhöht, und umgekehrt.
Erfindungsgemäß wird hierbei eine Konstruktion angewendet, die bereits bei einem Wasserpumpwerk, das von einer Windturbine angetrieben wird, zur Förderung von Wasser bekannt ist. Sie benötigt kein besonderes Getriebe, hat aber dennoch einen guten Wirkungsgrad. Es ist dies eine Vereinigung eines Gebläses mit einem Strömungsgetriebe, die als eine Einheit in einem Gehäuse untergebracht ist. Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem vom Motor mit kanstanter Drehzahl angetriebenen Gebläserad und einem um dieses Rad herum. angeordneten Turbinenrad, das, getrieben mit der vom Gebläse überschüssig erzeugten Strömungsenergie, mit einem zweiten Gebläserad gekuppelt ist. Damit wird die überschußleistung des ersten Gebläserades zur Förderung van Zusatzluft durch ein zweites Gebläse herangezogen.
DieRegelung erfolgt durch in die Saugstutzen beider Gebläse eingebaute Drosselklappen, mit denen die jeweils gewünschten Betriebszustände eingestellt werden. Wenn z. B. bei Ladern von Höhenflugmötoren bei gleichbleibender Motorleistung unabhängig von der Flughöhe bei gleichbleibendem Enddruck immer das gleiche Luftge«zcht gefordert wird, so kann die Regelung so getätigt werden, daß bei sinkendem Ansaugdruck (zunehmender Flughöhe) die Drosselklappe des ersten Gebläses immer mehr geöffnet und die des zweiten immer mehr geschlossen wird. In Bodennähe, wo die Förderhöhe des Laders gering sein muß, ist also die Drosselklappe des direkt angetriebenen Gebläses weit geschlossen und die des anderen Gebläses weit geöffnet. Die überschüssig erzeugte Strömungsenergie ist wegen des kleinen -Durchsatzes gering und so abgestimmt, daß damit gerade die noch fehlende Luftmenge durch das zweite Gebläse gefördert werden kann. Bei zunehmender Förderhöhe (Flughöhe) verlagert sich das Schwergewicht der Luftförderung immer mehr auf das Hauptgebläse, da die überschüssige Strömungsenergie und damit auch die Leistung des Hilfsgebläses immer kleiner werden, bis bei Erreichen der Gipfelhöhe die gesamte Förderleistung vom Hauptgebläse allein bewältigt wird. Die Drosselklappe des Hilfsgebläses ist hierbei ganz geschlossen. In diesem Falle würde die Turbine mit dem Gebläse leer mitlaufen. Um dies zu verhindern und unnötige Verluste zu, vermeiden, ist vorgesehen, die Turbine aus dem Beaufschl_igungsbereich des Gebläses zu verschieben. An Stelle der Turbine tritt dann ein feststehendes Leitrad.
Die Abbildung zeigt einen Schnitt des Gebläses mit der Regeleinrichtung. Das über die Welle i vom Motor direkt angetriebene Gebläserad 2 gibt seine überschüssig erzeugte Strömungsenergie an die Turbine ; ab, die ihrerseits wieder das mit" ihr aus einer- Einheit bestehende Gebläserad .1 antreibt. Beide Räder fördern das gleiche Mittel, das einweder von einer gemeinsamen oder zwei getrennten Spiralen 5, 6 aufgefangen wird. Die Regelung wird in der schon geschilderten Weise durch Betätigung der in den Saugleitungen 7 und 8 befindlichen Drosselklappeng und io bewerkstelligt. Die Turbine besitzt feststehende Schaufeln, die man 7weckmäßig für einen mittleren Betriebszustand auslegt. Bei davon abweichenden Betriebszuständen treten Stoßverluste auf, die im äußersten Falle bei vollkommen geschlossener Drosselklappe io und leer mitlaufender Turbine am größten sein werden. In diesem Fall wird, wie schon angedeutet, die Turbine 3 dem Beaufschlagungsbereich des Gebläserades 2 entzogen. Gleichzeitig tritt an Stelle der Turbine das feststehende Leitrad i i.
Die Verschiebung der Turbine samt Gebläse und Leitrad 3, :4, i t , t ? kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt werden. In der Abbildung geschieht dies beispielsweise durch einen Kolben 13, der durch das über 14 in den Raum 15 eintretende Drucköl nach rechts verschoben wird und so die Turbine in Gang setzt. Die rückläufige Bewegung erf-lgt beim Verschitinden des öldruckes im Ratnn 15 selbsttätig durch den auf das System einwirkenden Arialschub. Unterbindet man also die Druckölzufuhr 14, so wird infolge der 1-ndichtigkeit des Kolbens 13 der Druck im Raum 15 verschwinden und das System nach links rücken. Diese Umschaltung kann vollkommen selbsttätig vor sich gehen, indem man das Druckölabsperrorgan so durch den Außendruck beeinflußt. daß es sich bei Erreichen eines bestimmten Druckes schließt bzw. öffnet.
Die Einstellung der Drosselorgane c und to erfolgt zweckmäßig ebenfalls selbsttätig. Wenn beispielsweise gleichbleibende Fördermengen und gleichbleibender Enddruck gefordert werden, regelt man die Drosselklappe 9 durch den Enddruck und die Drosselklappe i o durch die Fördermenge. Wird nun z. B. der Außendruck kleiner, so wird zunächst bei unveränderlicher Stellung der Drosselorgane in der Hauptsache der Enddruck sinken. Dies bewirkt, daß die Klappe g sich so weit öffnet, bis der ursprüngliche Enddruck wieder erreicht ist. Inzwischen ist dabei aber die Fördermenge gestiegen, und die davon abhängig gesteuerte Klappe 1o wird sich infolgedessen so weit schließen, bis, die eingestellte konstante Fördermenge wieder erreicht ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Stufenlos regelbares Gebläse zur Aufrechterhaltung gleichen Druckes in der Ladeleitung einer das Gebläse mit gleichbleibender Drehzahl antreibenden Höhenflugbrennkraftmaschine, bei welchem die überschüssig erzeugte Förderluft (Hauptluft) zur Förderung weiterer Gebläsehuft (Zweitluft) ausgenutzt wird, wobei die Regelung der Luftmengen in der Weise .erfolgt, daß die Hauptluftmenge in dein Maße abnimmt, wie die Zweitluftmenge sich erhöht, und umgekehrt, gekennzeichnet durch ein von der, Maschine angetriebenes Hauptgebläserad (2), ein gleichachsig mitdiesem angeordnetes, als Turbine wirkendes Leitrad (3), dessen Schaufeln.in dem aus dem Hauptrad austretenden Strom liegen, und ein mit dem Leitrad (3) gekuppeltes und parallel 'zum Hauptgebläserad förderndes weiteres Schleuderrad (4) sowie je einen Drosselkörper (9, 1o) in den beiden Ansatigeleitungen (7, 8). '
2. Stufenlos regelbares Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem Enddruck beider Gebläseräder (2, 4) die Spiralen (5 und 6) in einem gemeinsamen Austrittsstutzen zusammenlaufen.
3. Stufenlos regelbares Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem Enddruck beider Gebläseräder (2, 4) für beide Stufen eine einzige Spirale vorgesehen ist.
4. Stufenlos regelbares Gebläse nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (4) zusammen mit dem - Leitrad (12) und dem drehbaren Leitrad (3) verschiebbar ist.
5. Stufenlos regelbares Gebläse nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verschiebung des drehbaren Leitrades (3) an dessen Stelle einfeststehendes Leitrad (11) rückt.
6. Stufenlos regelbares Gebläse nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung selbsttätig in Abhängigkeit vom Außendruck erfolgt.
7. Stufenlos regelbares Gebläse nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des drehbaren Leitrades (3) in den Beaufschlagungsbereich des Laufrades. (2) durch öldruck erfolgt, der auf einen auf der Welle des Rades (4) befindlichen Kolben (13) wirkt, während die gegenläufige Bewegung bei Verschwinden des öldruckes durch den auf die Räder (3, 4, 12) wirkenden Axialschub hervorgerufen wird. B. Stufenlos regelbares Gebläse nach Anspruch i bis ;, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (i o) durch die Gesamtfördermenge beider Gebläse (2. 4) und der Drosselkörper (9) durch den Enddruck gesteuert wird. -