DE968217C - Heissgasgeblaese axialer Bauart - Google Patents

Description

• Heißgasgebläse axialer Bauart Bei Heißgasgebläsen pflegt man die Laufradwelle und ihre Lager gegen die Wärme .des Gases durch abschirmende Hüllen zu schützen, die von Kühlluft durchströmt werden. Der Kühlluftstrom bzw. das für diesen Strom nötige Druckgefälle wird üblicherweise entweder mittels eines besonderen Kühlluftkreisels oder mittels des Heißgaslaufrades selbst erzeugt. In letzterem Falle leitet man die Kühlluft entweder auf der Druckseite des Laufrades in den Heißgasstrom ein, was eine Ansaugung durch die Ejektorwirkung des Heißgasstromes ergibt, oder man führt den Kühlluftstrom auf der Saugseite des Laufrades dem Heißgasstrom zu, so daß ersterer durch das Laufrad unmittelbar angesaugt wird. Nach. der vorliegenden Erfindung wird nun bei Heißgasgebläsen axialer Bauart der Kühlluftstrom dadurch erzeugt, daß in an sich bekannter Weise die Schaufeln des Heißgaslaufrades hohl und ihre Hohlräume mit einem gemeinsamen, ringförmigen Hohlraum der Nabe verbunden sind und daß dieser Hohlraum mit dem Innenraum der die Lagerung abschirmenden Hülle in Versbindung steht, so daß das Heißglas in axialer Richtung fördernde Laufrad durch seine hohlen Schaufeln die Kühlluft in radialer Richtung fördert.
• Zweck dieser erfindungsgemäßen Maßnahme ist es in erster Linie, eine intensivere Kühlung der Laufradwelle und ihrer Lagerung durch größeres Druckgefälle und daher größere Geschwindigkeit des Kühlluftstromes zu erzielen. Der dabei zwangläufig sich .ergebenden Kühlung der hohlen Schaufeln kommt im Rahmen der Erfindung aber nur untergeordnete Bedeutung im Sinne einer Nebenwirkung zu, die sich aber unter Umständen. vorteilhaft auswirken kann, wenn z. B. Heißgas von sehr hoher Temperatur zu fördern ist.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in -der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches in den Abb. i bis 4 der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt Abb. i einen. in Abb. 2 nach Linie A-B-C geführten vertikalen Längsschnitt durch den Bereich eines Heißgasgebläses axialer Bauart, in welchem die vorliegende Erfindung verwirklicht ist, Abb. 2 einen nach Linie D-E in Abb. i geführten vertikalen Querschnitt, von dem jedoch aus Platzgründen nur die eine Hälfte dargestellt ist, Abb.3 das Laufrad des Gebläses in einem in A'bb. 4 nach Linie F-G geführten vertikalen Längsschnitt, Abb. 4 einen nach Linie HJ durch das Laufrad nach Abb. 3 geführten vertikalen Querschnitt.
• Das Heißgasgebläse nach der Erfindung besteht in an sich bekannter Weise aus dem rohrförmigen, aus mehreren Teilen zusammengesetzten Gebläsegehäuse 7, in welchem zentrisch die in bekannter Weise gondelartig ausgebildete Leitradnabe 24 mit Hilfe eines Kranzes von gleichmäßig am äußeren Umfang verteilten, hohl ausgebildeten Leitschaufeln 8 befestigt ist. Mit Hilfe der beiden nahe den Enden der Leitradnabe 24 angeordneten Trennwände i i und' 23 ist im Innern der Leitradnabe 24 zentrisch die Lagerbuchse 29 befestigt, in welcher mittels zweier Wälzlager 3o und 31 die Welle :2 gelagert ist, welche das Laufrad i trägt, das auf seinem Umfang mit hohlen Schaufeln 4 in gleichmäßiger Verteilung besetzt ist. Zwischen den Austrittsöffnungen 5 der hohlen Schaufeln 4 und der Innenwandung des Gebläsegehäuses 7 besteht ein Spalt 6. Zwischen dem äußeren Ringkranz des Laufrades i, an welchem die Hohlschaufeln 4 sitzen, und der Nabe 2o, mit welcher das Laufrad auf der Welle 2 befestigt ist, hat das Laufrad i einen ringförmigen Hohlraum 21, der durch radiale, von der einen zur anderen Stirnwand reichende und jeweils zwischen zwei Hohlschaufeln 4 verlaufende Querwände 3 gleichmäßig in Sektoren unterteilt ist.
• Im Bereich der Lagerbuchse 29 und der Nabe 2o des Laufrades i ist die Welle :2 vom freien Ende her hohlgebohrt. Ihre Bohrung 17 steht über einen Kranz von Querbohrungen i8 und einem korrespondierenden Kranz von Querbohrungen i9 in der Nabe 2o des Laufrades i mit dessen Hohlraum 21 in Verbindung, der seinerseits über einen Kranz von Bohrungen im äußeren Ringkranz des Laufrades mit dem Hohlraum der Schaufeln 4 verbunden ist. Der am freien Ende der Welle :2 ausmündenden Bohrung 17 schließt sich ein durch die Querwand i i und eine weitere Querwand 15 in der Leitradnabe 24 gebildeter Raum an, der durch einen Kranz von Bohrungen 13 in der Querwand ii mit der Ringkammer 12 verbunden ist, welche vermöge der beiden Trennwände i i und 23 sowie der Lagerbuchse 29 in der Leitradnabe -2.f entstanden ist. Diese Ringkammer 12 ist durch eine zwischen den beiden Trennwänden i i und 23 allgeordnete Trennwand io nochmals unterteilt, und ihre beiden Teile stehen jeder für :ich mit der Außenluft durch die hohlen Leitradschaufeln 8 in Verbindung, deren Hohlraum zu diesem Zweck in zwei Wege unterteilt ist, was, wie Fig. i zeigt, vermöge zweier Rohrstücke 9 und 22 erzielt ist. Der durch, das Rohr 22 mit der Außenluft verbundene Teil der Ringkammer 12 ist durch einen Kranz von Bohrungen 25 in der Trennwand 23 mit einem zwischen der Leitradnabe und dem Laufrad i ge?bildetenRingraum27 verbunden, der seinerseits durch einen zwischen den benachbarten Kanten des äußeren. Ringkranzes des Laufrades i und des Mantels .der Leitradnabe 24 gebildeten Ringspalt 28 mit der Saugzone des Gebläsegehäuses 7 in Verbindung steht.
• Wenn .das Laufrad i nun Heißgas fördert, dann wird durch den im vorstehenden beschriebenen erfindungsgemäßen Aufbau des Gebläses ein Kühlluftstrom in der die Lagerung umhüllenden Leitradnabe 24 erzielt, der sich auf zwei Wege verteilt, die in Fig. i durch Richtungspfeile angedeutet und mit T und II bezeichnet sind. Auf dem Wege I tritt die Kühlluft von außen .durch das Rohrstück 9 in den durch die Querwände io und ii begrenzten Teil .der Ringkammer 12 ein, strömt durch die Bohrungen 13 in der Querwand i i in den Raum 16, von dort zunächst in die Bohrung 17 der Welle :2, dann über die Querbohrungen 18, i9 in den Hohlraum 21 des Laufrades i und gelangt von diesem in .die hohlen Schaufeln ,4, um an deren Austrittsöffnungen 5 in den Spalt 6 und damit in den Heißgasstrom einzutreten, Es ist klar, .daß das für die Förderung des Kühlluftstromes I nötige Druckgefälle zum einen Teil auf die Ejektorwirkung des Heißgasstromes zurückzuführen ist. Zum anderen tragen aber auch die im Hohlraum 21 des Laufrades i befindlichen radialen Querwände 3 und die hohlen Laufschaufeln ,4 zur Förderung des Kühlluftstromes bei, weil diese bei Drehung des Laufrades wie ein Radialventilator wirken.
• Der andere Kühlluftstrom II wird durch .das Laufrad i unmittelbar angesaugt, und zwar vermöge des auf der Saugseite ödes Gebläses befindlichen Ringspaltes 28. Der Kühlluftstrom II tritt von außen durch das Rohrstück 22 in den von den Querwänden io, 23 begrenzten Teil des Ringraumes 12 in der Leitradnabe 24 ein und strömt über den Kranz von Bohrungen 25 in der Querwand 23 zum Ringspalt 28, durch welchen er in den Heißgasstrom gelangt.
• Um eine einwandfreie Führung der beiden Kühlluftströme I und Il zu gewährleisten, sind in den Räumen 16 und 27 noch Leitbleche 14 bzw. 26 vorgesehen, welche die aus den Bohrungen 13 bzw. 15 austretende Kühlluft umlenken. Um eine unerwünschte Erwärmung der Kühlluft an der Eintrittsstelle zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Rohre 9 -und 22 mit wärmeabhaltenden Stoffen zu umgeben..
• Es liegt im Bereich des Erfindungsgedankens, an Stelle der im gezeichneten Ausführungsbeispiel vorgesehenen zwei Kühlluftströme nur einen einzigen dieser beiden vorzusehen.
• Ferner kann es für den Gesamtwirkungsgrad des Gebläses vorteilhaft sein, wenn die auf den Wegen I und II strömende Kühlluft einer Regelung unterworfen wird. Auch ist noch darauf hinzuweisen, daß es dem wärmewirtschaftlichen Wirkungsgrad der Maschine zugute kommt, wenn, wie dies durch die Erfindung gegeben ist, die von der Kühlluft aufgenommene Wärmemenge dem Heißgas wieder zugeführt wird. Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, d'aß es infolge der erfindungsgemäßen vorteilhaften Kühlluftführung bzw. der sich daraus ergebenden besonders intensiven Kühlung möglich ist, mit dem gleichen Gebläse größere Mengen Heißgas als bisher zu fördern. Dies bedeutet, daß bei gleicher Leistung ein Gebläse nach der Erfindung einen geringeren Raum erfordert, was andererseits zu Gewichtsersparnissen führt, die wiederum zur Folge haben, daß für die Aufstellung leichtere Tragkonstruktionen genügen und somit Transportkosten und Montagekosten gespart werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Heißgasgebläse axialer Bauart, bei dem die der Wärme des Gasstroms ausgesetzten Teile der Laufradwelle und ihrer Lagerung mit einer abschirmenden Hülle ummantelt sind, die von. Kühlluft durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, @daß in an sich bekannter Weise die Schaufeln (4) des Laufrades (i) hohl und ihre Hohlräume mit einem gemeinsamen ringförmigen Hohlraum (21) zwischen der Laufradnabe (2) und dem sie tragenden Ringkranz verbunden sind und daß dieser Hohlraum (21) mit dem Innenraum der die Lagerung (29, 30, 3i) schützenden Hülle verbunden ist.
2. 2. Gebläse nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradwelle (2) mindestens im Bereich des dem Laufrad (i) benachbarten Lagers (29, 30, 31) und der Laufradnabe (2) in an sich bekannter Weise hohl ist und daß ihr Hohlraum (17) durch an sich bekannte radiale Bohrungen (18, i9) mit dem Hohlraum (21) des Laufrades (i) verbunden ist und am Wellenende ins Innere der das Lager ummantelnden Hülle mündet.
3. 3. Gebläse nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (21) des Laufrades (i) radiale Wände (3) aufweist, die von der einen zur anderen Stirnwand reichen.
4. 4. Gebläse nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Lager (29, 30, 3i) ummantelnde Hülle die Nabe eines festen Leitrades (24) bildet und daß die Leitschaufeln (8) hohl sind und ihre Hohlräume ins Innere der Leitradnabe (24) und in die Außenluft münden.
5. 5. Gebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Wände (io, 11, 14, 15, 23, 26) im Innern der Leitradnabe (24) die Kühlluft an der Außenfläche des Lagers (29, 30, 31) entlang teils in die Bohrung (17) der Welle (2), teils in den Ringspalt (28) zwischen Leitradnabe (24) und Laufrad (i) leiten.
6. 6. Gebläse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume der Leitschaufeln (4) in je zwei Wege (9, 22) für die Kühlluft unterteilt sind, die wärmeisoliert sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 122 8o6, 293 048, 450 162, 471 903, 474 46, 567 576. 709 832, 857 423; französische Patentschrift Nr. 897 034; USA.-Patentschrift Nr. 2 381 777; Buch »Die Kreiselpumpen« von Pfleiderer, 1948, S. 328; Zeitschrift »Forschung auf dem Gebiete des Ingenieurwesens«, 1952, Heft 3, S. 8i; Zeitschrift »Escher-Wyß-Mitteilungen«, 1941, S. 26; Werbeblatt »Drallregler«, der Aktiengesellschaft Kühn.le, Kopp & Kausch in Frankenthal.