DE925906C

DE925906C - Drehkolbengeblaese, insbesondere Rootsgeblaese fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE925906C
Application number: DED11949A
Authority: DE
Inventors: Hans Gassmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1952-04-03
Filing date: 1952-04-03
Publication date: 1955-03-31

Description

Drehkolbengebläse, insbesondere Rootsgebläse für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Drehkolbengebläse, insbesondere Rootsgebläse für Brennkraftmaschinen, bei welchen am Auslaß Düsen mit schlitzförmigere Querschnitt angeordnet sind. Diese Düsen münden, in Druckleitungen mit größerem Querschnitt. Ihr Schlitz verläuft mit seiner längeren Querschnittsachse in der Achsrichtung des Gebläses.
Drehkolbengebläse, die auf dem Verdrängerprinzip beruhen, beispielsweise Rootsgebläse, werden fü:r die verschiedensten Zwecke, z. B. zur Erzeugung von Unter- oder Überdruck in Gasleitungen oder zum Spülen bzw. Aufladen von Brennkräftmaschinen, etwa für Druckverhältnisse zwischen 43 und 3 atü bei kleinem oder großem Luftdurchsatz benutzt. Die Drehkolben können hierbei zwei- oder mehrflüglig ausgebildet sein.
Bei derartigen Drehkolbengebläsen findet vor allem bei höheren Druckverhältnissen beim Verbinden: des umlaufenden, durch die Flügel der Drehkolben abgeschlossenen Förderraumes mit der Druckseite trotz der Anordnung von Düsen ein Rückströmen in. den Förderraum statt, welches das Fördermittel in diesem zusätzlich verdichtet. Hiermit sind Druck-, Strömungs- und Reibungsverluste verbunden. Sodann wird mit dem Druckverhältnis der Liefergrad schlechter, weil die Spaltverluste größer werden. Diese sind von; der Spalthöhe und von dem Druck abhängig, der bei den bisherigen Drehkolbengebläsen fast längs des ganzen Umfangs wirksam wird. Der Gütegrad des Gebläses wird dadurch bei hohen Druckverhältnissen herabgesetzt.
Die Erfindung bezweckt eine Verminderung dieser Verluste und besteht im wesentlichen darin, daß der Düsenkörper am Auslauf mit einer spitzwinkligen, scharfen Randkante aus dem engsten Querschnitt in die mit größerem Querschnitt ausgeführte Druckleitung mündet. Dadurch wird in an sich bekannter Weise das Rückströmen" des Fördermittels erschwert. Die Druckverhältnisse am Gebläseaustritt werden infolgedessen derart beeinflußt, daß die Verdrängereigenschaft des Gebläses in eine ausgesprochene Verdichterelgenschaft umgewandelt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt; hierbei zeigt Fäg. i einen senkrechten Schnitt durch das Gebläse nach Linie i-i der Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. i, ' Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. i und 2 dargestellte Düse, Fig. 4 eine Ausführung mit Doppeldüse in senkrechtem Schnitt und Fig. 5 ein Arbeitsdiagramm des Gebläses.
Das zu verdichtende Mittel tritt in das Gehäuse io auf der Saugseite i i ein und wird durch in Pfeilrichtung angetriebene Drehkolben 12 und 13 in die Drucklesttnvg 14 gefördert. Zwischen dem Gebläseraum, in welchem die Drehkolben umlaufen und hierbei die mitumlaufenden, veränderlichen Förderräume, z. B. 15 und 16, bilden, und der Druckleitung 14 ist eine Düse 17 zwischengeschaltet, welche z. B. von dem Druckrohr 14 am Gehäuse io mittels eines Flansches 18 gehalten wird.
Die Düse 17 ist, wie bekannt und insbesondere aus Fig.3 hervorgeht, schlitzförmig ausgebildet, derart, daß sie sich mit ihrer Längsseite in Achsrichtung der Drehkolben erstreckt, während sie in Querrichtung hierzu eine verhältnismäßig geringe Breite aufweist, so daß die zweckmäßig scharfen oder nur schwach abgerundeten Kanten i9 bzw. 2o, an denen die Förderräume 15 bzw. 16 mit dem Innern der Düse 17 in Berührung kommen, möglichst nahe an der durch die Schnittlinie 2r2 angedeuteten Mittelebene zu liegen kommen. Auf der . Austrittsseite der Düse wird diese durch eine spitzwinkelige scharfe Randkante 21 begrenzt, mit der die Düse aus ihrem engsten Querschnitt unmittelbar in die mit großem Querschnitt ausgeführte Druckleitung 14 mündet.
Gegebenenfalls können auch mehrere Düsen hintereinandergeschaltet sein, wie z. B. durch die Düsen: 17 und 22 in Fig. 4 damgestellt ist.. Ebenso können mehrere Düsen nebeneinander angeordnet sein.
Die Düse bietet in Strömungsrichtung einen gewissen Durchflußwiderstand. Um ihn zu überwinden, wird die aus dem Verdränger- oder Förderraum austretende Luft verdichtet, im idealen Falle bei genau abgestimmter Düse und adiabatischer Verdichtung auf den Förderdruck in der Druckleitung 14. In einem solchen, praktisch jedoch kaum zu erreichenden Falle würde ein Rückströmen nicht eintreten. Dieses Rückströmen wird durch die Kante 21 arn.Düsenaustritt sowie durch die schlitzförmige Ausbildung der Düse mit möglichst geringer Breite verringert. -Durch Einstellung der Schlitzbreite auf ein geringstes Maß kann diese Wirkung für jedes Druckverhältnis auf einen günstigsten Wert bei geringstem Rückströmen eingestellt werden. Sobald der Förderraum (z. B. 15 oder 16) die Schlitzkante i9 bzw. 2o übersteuert hat, erfolgt die Verdichtung durch die Düse 17; während der Zeit dieser Verdichtung kann, also der in der Druckleitung 14 herrschende Druck noch nicht in den Spalten wirken, sondern theoretisch erst dann (also im Falle des Ausführungsbeispieles nach einer Drehung der Drehkolben um iSo°), wenn der Gegenkolben die Kanten i9 bzw. 2o erreicht. Infolge dieses an den Spalten der.Kolben wirkenden geringen Druckverhältnisses., welches nur noch einen Bruchteil des gesamten Druckverhältnisses p2 : p1 beträgt (wobei p1 der Druck in der Saugleitung i i, p2 der Druck in der Druckleitung 14 ist), worden auch die Spaltverluste erheblich verringert.
Fig. 5 zeigt das Arbeitsdiagramm (p-v-Diägramm) des Verdichters. Während der übliche Verdichter ohne Düse in demjenigen Augenblick, da einer der Förderräume (15 bzw. 16) mit dem Auslaßkana.l verbunden wird, entsprechend der Linie zo sofort gegen den vollen Gegendruck p2 arbeitet, so daß sich entsprechend den Drücken p, im Saugkanal und p2 im Druckkanal ein Arbeitsdiagramm OPQR ergibt, isst im Idealfalle bei adiabatischer Verdichtung zad nur eine Arbeit OPSR zu leisten. In einem solchen Falle würde ein Rückströmen verdichteter Luft aus dem Druckkanal 14 in die unter dem Druck p1 stehenden Förderräume 15, 16 im Augenblick der Herstellung der Verbindung nicht mehr eintreten. Praktisch läßt sich dieser Idealfall jedoch nicht erreichen. Die Verdichtung wird daher etwa nach einer Linie z bei einer Arbeitsleistung OPTR und einer Arbeitsersparnis A gegenüber dem üblichen 'Verdichter erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Drehkolbengebläse, insbesondere Rootsgebläse für Brennkraftmaschinen, mit am Au@slaß angeordneter Düse von schlitzförmigem Querschnitt, die in eine Druckleitung von größerem Ouerschnitt als der Düsenquerschnitt mündet und mit ihrer längeren Querschnittsachse in der Achsrichtung des Gebläses verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (17) am Auslauf in einer spitzwinkligen, scharfen Randkante (21) aus dem engsten Querschnitt unmittelbar in die mit größerem Querschnitt ausgeführte Druckleitung (14) mündet.
2. Drehkolbengehäuse_ nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsen (17, 22) hintereinander angeordnet sind (Fig.4). Angezogene Druckschriften: . Deutsche Patentschrift Nr. 744 715; Eck, Technische Strömungslehre, 1949, S.218; USA.-Patentschrift Nr. 2 531726.