DE885200C

DE885200C - Stroemungsmaschine

Info

Publication number: DE885200C
Application number: DEG5067A
Authority: DE
Original assignee: BRUNO C GROSSKOPF
Current assignee: BRUNO C GROSSKOPF
Priority date: 1951-01-21
Filing date: 1951-01-21
Publication date: 1953-08-03

Description

Strömungsmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Strömungsmaschinen, wie Kreiselpumpe, Kompressor, Turbine od. dgl., und hat den Zweck, den Wirkungsgrad der genannten Maschinen insbesondere bei schwankendenFlüssigkeitsmengen zu verbessern.
Zunächst sieht die Erfindung vor, daß z. B. bei Zentrifugalpumpen der übliche Strömungsweg gestreckter verläuft. Bekanntlich ist bei Zentrifugalpumpen der Strömungsweg zunächst ein axialer, der um etwa go° in radiale Richtung abgelenkt wird.
Nach der Erfindung verlaufen der Zufluß zur Zentrifugalpumpe und die Achse der Radkanäle im wesentlichen in einer Richtung. Erreicht wird das vor allem durch eine geringe Neigung des Zentrifugalrades und durch exzentrische Anordnung des Ansaugstutzens, jedoch kann nach der Erfindung das Zentrifugalrad auch mit absolut radialem Auslauf versehen sein und mit seinem unteren Teil zügig in den Ansaugstutzen übergehen.
Um weitere Verluste durch Strömungsablenkung zu vermeiden, kann nach der Erfindung der Ansaugstutzen auch zügig in den Schaufelverlauf übergehen, so daß sich der Ansaugstutzen in beiden Ebenen dem Verlauf der Radkanäle anpaßt.
Bei Strömungsmaschinen, insbesondere bei Kreiselpumpen, hat bekanntlich der Grad, mit welchem die Füllung der Radkanäle erfolgt, auf den Wirkungsgrad erheblichen Einfluß. Mit Verringerung der Kanalfüllung löst sich, meistens an der Unterdruckseite des Schaufelendes das Arbeitsmittel ab, so daß hier erhebliche Turbulenz mit Leistungsminderung eintritt. Diese Nachteile können durch zusätzliche Beschleunigung des Arbeitsmittels an der genannten Stelle vermieden werden. Nach -der Erfindung wird die Beschleunigung des Arbeitsmittels durch Verengung des Radkanals erreicht, und zwar sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung. Beide Verengungsmöglichkeiten können zusammen wie auch jede für sich Anwendung finden. Gegenüber den erwähnten Verengungen weist die Druckseite der benachbarten Schaufeln Erweiterungen auf, so daß dort ein höherer Druck jeweils gesichert ist.
In axialer Richtung kann sich die Verengung des Radkanals sowohl über die gesamte Unterdruckseite der Schaufel erstrecken wie auch an ihr nur partiell sein. So ist es z. B. möglich, daß am Ansaugende der Schaufel die axiale Radtiefe an allen Stellen gleich ist und sich allmählich zum Schaufelaustrittsende verringert; um jedoch am Radaustrittsen.de gliche bzw. einheitliche axiale Radweiten zu haben, kann die axiale Verengung bereits vor dem Radaustritt aufhören und z. B. düsenartig in die normale axiale Radbreite über-,gehen. In peripherialer Richtung kann die axiale Radverengung geradwandig begrenzt sein, sie kann aber auch erfindungsgemäß kurvig, parallel o-d. dgl. ausgebildet sein. Erfindungsgemäß kann die axiale Verengung der Radkanalweiten besonders düsenartig ausgebildet sein, wobei vor allem sogenannte Kurzdüsen, z. B. in Form von Venturikurzdüsen, gewählt werden, ideren Erweiterungswinkel erheblich größer ist, als normale Düsenausbildungen vorsehen. Während man z. B. für Normaldüsen Erweiterungen zwischen 8 und i o" wählt, können Radverengungen in Form von Kurzdüsen Erweiterungen zwischen 15 und 2o° aufweisen. Je nach Arbeitsmittel können die düsenartigen Erweiterungen winklig oder kurvig ineinander übergehen.
Die Erfindung sieht vor, daß der anschließende Diffusor, das anschließende Leitrad, Spiralgehäuse usw. eine Fortsetzung der beschriebenen Radformen z. B. nach Art von Kurzdüsen darstellt.
In den Fig. i bis 12 ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
Fig. i zeigt eine Kreiselpumpe, bei der Ansaugstutzen und Kreiselrad im wesentlichen in einer Ebene liegen, wobei das Rad nach hinten etwas geneigt ist; in Fig.2 liegen .Ansaugstutzen und Kreiselrad ebenfalls in einer zügigen Linie, jedoch ist der Radaustritt radial; in Fig. 3 ist eine Pumpe in Stirnansicht gezeigt, wobei Ansaugstutzen und Radschaufel eine Kurve bilden; Fig. q. zeigt einen Radausschnitt mit Angaben über die Druckverhältnisse, wobei das Pluszeichen Q+) den Überdruck und das Minuszeichen (-) den Unterdruck kennzeichnen; in Fig. 5 .ist ein Radausschnitt mit' verschiedenen Radweiten nach der 'Erfindung dargestellt; Fig. 6 zeigt ebenfalls verschiedene Radweiten mit anderer Ausbildung der Wandformen; in Fig.7 sind verschiedene Formen des Eintritts am Radkanal gezeigt; Fig. 8 und 9 zeigen verschiedene axialeRadt.iefen im Verhältnis zwischen der Druckseite (-f-) und der Unterdruckseite (-) der Radschaufeln; in Fig. io ist eine axiale Verengung des Radkanals an der Unterdruckseite der Schaufeln gezeigt, wobei die Verengung in die normale Radtiefe des Kanalaustritts übergeht und sich der Diffusor zügig anschließt; in Fig. ii ist die Radtiefe an der Saugseite der Radschaufeln im oberen Teil stark erweitert ausgebildet, wobei der Diffusor diese Erweiterung zügig fortsetzt; in Fig. 12 ist die axiale Radweite nach Art einer Kurzdüse ausgebildet, die ebenfalls im Diffusor ihre Fortsetzung findet.
Mit i ist die Maschinenachse bezeichnet und mit 2 das Kreiselrad, das mit dem Zulaufstutzen 3 hinsichtlich seines arbeitenden Teiles in einer Ebene 1 iegt.
q. ist eine Radschaufel und 5 ein gleichkurvig gekrümmter Zulaufstutzen.
Beschreibungen und Darstellungen beziehen sich, wie eingangs der Patentanmeldung schon erwähnt wurde, auf alle Arten von Kreiselmaschinen, also nicht nur auf Kreiselpumpen, sondern auch auf .in umgekehrter Richtung arbeiten-de Turbinen usw., wobei die Merkmale der Erfindung insgesamt oder im einzelnen sinngemäß Anwendung finden. Auch können z. B. die verschiedenen axialen Profilierungen der Radkanäle in anderen Zusammenstellungen als den, #hier angegebenen zur Anwendung kommen; insbesondere können die Profilierungen sich über das ganze Rad erstrecken, ohne daß sie untereinander verschieden zu sein brauchen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Strömungsmaschine, wie Kreiselpumpe, Kompressor, Turbine od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Saugstutzen, der Zulauf od. dgl. im wesentlichen in der Ebene des Kreiselrades oder des Turbinenrades liegt.
2. Strömungsmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß besonders der btschaufelte Teil des Pumpen- oder Turbinenrades im. wesentlichen in der Ebene des Saugrohrs bzw. des Zu- oder Abflußrohrs liegt.
3. Strömungsmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Saugstutzen bzw. Zu- oder Abflußrohr und die Radkanäle zügig ineinander übergehen: q.. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Saugstutzen bzw. Zu- oder Abflußrohr und die Schaufeln des Kreisel- oder Turbinenrades eine strakende Kurve bilden. 5. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß Saugstutzen bzw. Zu- oder Abliußrohr ausmittig bzw. exzentrisch angeordnet sind. . 6. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreisel- bzw. Turbinenrad doppelflutig bzw. von zwei Seiten mit Zuläufen od. dgl. versehen ist. 7. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugstutzen bzw. Zu- oder Abflußrohre beweglich bzw. drehbar angeordnet sind. B. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsrohre bei gleicher Querschnittsfläche verschiedene OOuerschnittsformen haben. 9. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis f;, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugstutzen, Zuläufe od.dgl. etwa senkrecht angeordnet sind, während die Maschinenwellen außerhalb der Horizontalen liegen. io. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisel-und Turbinenräder in axialer Richtung bzw. in ihren Wandabständen an der Druckseite: und an der Saugseite der Schaufeln verschieden bemessen sind. i i. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis in, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisel-und Turbinenräder in axialer Richtung in Nähe der Saugseite der Schaufel enger sind als in der Nähe der Druckseite der Schaufel. 12. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe der Saugseite der Schaufel die Radweiten, am Radeinlauf gleich bemessen sind, sich jedoch nach dem Radauslauf an der Saugseite der Schaufel verengen. 13. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe der Saugseite der Schaufel die Radweiten am Radeinlauf gleich bemessen sind, sich jedoch ,bis kurz vor dem Radaustritt verengen und sich am Radaustritt selbst auf die normale Radweite des Radaustritts erweitern. 14. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die geringste radiale Radtiefe bzw. Radweite zwischen Radein- und Radaustritt liegt. 15. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis 1q, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung und Erweiterung die Form einer Kurzdüse hat, wobei die Wandneigungen etwa zwischen 15 und 2o° liegen. 16. Strömungsmaschine nach Anspruch i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei sich erweiterndem Radauslauf die Wandungen des Diffusors, des Leitrades, der Spirale od. dgl. eine zügige Fortsetzung der Radwandungen bilden.