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Halbaxialgebläse Die Erfindung betrifft Halbaxialgebläse, enthaltend
ein einstufiges Laufrad für Meridianbeschleunigung mit nicht verstellbaren Schaufeln
und mit zunehmendem Außendurchmesser.
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Derartige Gebläse zeichnen sich insbesondere durch hohe Druckziffern
und einen hohen Wirkungsgrad aus; sie besitzen gegenüber Axialgebläsen jedoch den
Nachteil, daß die Laufradschaufeln aus rein geometrischen Gründen nicht verstellbar
eingerichtet werden können, so daß man gezwungen ist, bei allen Anwendungsgebieten,
die eine weitgehende Regulierung verlangen, dem Laufrad einen feststehenden Leitapparat
mit Verstellschaufeln vorzuschalten. Man mußte also notgedrungen auf die ungleich
wirkungsvollere Regulierung des Gebläses durch Verstellung der Laufradschaufeln
verzichten.
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Die Erfindung öffnet dem Halbaxialgebläse mit Meridianbeschleunigung
auch für solche Anwendungsgebiete, die eine weitgehende Reguliermöglichkeit zur
Voraussetzung haben, neue, bislang unbekannte Wege. Erwähnt wird beispielsweise
die Anwendung bei Saugzügen, die bekanntlich oft bis zu 301/o der Normalleistung
herunterreguliert werden müssen. Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, ein eingangs
erwähntes Halbaxialgebläse mit Meridianbeschleunigung so auszugestalten, daß in
einem dem Laufrad vorgeschalteten zylindrischen Ringraum ein axiales Laufrad mit
verstellbaren Schaufeln auf der gleichen Welle angeordnet wird.
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Durch die Verstellung der Schaufeln des vorgeschalteten Axialrades
wird erreicht, daß bei veränderter Fördermenge der sonst eintretende Stoß auf die
nicht verstellbaren Schaufeln des eigentlichen Laufrades vermieden wird. Dies bedeutet
die weitestgehende Ausschaltung von Stoßverlusten, die bekanntlich die Hauptursache
für den Wirkungsgradabfall der Gebläse sind.
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Es wurde zwar schon vorgeschlagen, bei Strömungsmaschinen einem Axialrad
ein zweites Axialrad mit verstellbaren Schaufeln vorzuschalten.
Hierbei
handelt es sich jedoch um axiale Strömungsmaschinen, also um eine sich von dem Gegenstand
der vorliegenden Erfindung wesentlich unterscheidende Maschinenart.
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Es war auch nicht abzusehen, wie sich die Übertragung der bei axialen
Strömungsmaschinen bekannten Anordnung zweier Laufräder auf Halbaxialgebläse mit
Meridianbeschleunigung auswirken wird, da im letzteren Fall die verstellbaren Schaufeln
des Vorrades in einem Gebiet arbeiten, in dem die Meridianbeschleunigung bedeutend
kleiner ist als in der Hauptbeschaufelung. Zahlreiche Versuche haben das überraschende
Ergebnis gezeigt, daß gerade diese Eigenart des Halbaxialgebläses einen weiteren
Vorteil mit sich bringt, da die Abströmung aus den verstellbar angeordneten Schaufeln
des Vorrades einer mehr oder weniger starken Beschleunigung unterworfen wird, wodurch
die Grenzschichtschleppen, die bei axialen Strömungsmaschinen sehr schädlich auf
die nachfolgenden Schaufeln auftreffen, quasi komprimiert und unwirksam gemacht
werden. Dieser wertvolle Effekt ist absolut neu und läßt sich mit keiner Anordnung
der bekannten axialen Strömungsmaschinen erreichen.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gebläse ergibt sich dann,
wenn die Aufgabe gestellt ist, die Luft in umgekehrter Richtung zu fördern. Das
ist z. B. sehr oft bei Grubengebläsen erwünscht, damit z. B. bei Brandausbruch die
Wetter richtig gesteuert werden können, indem nach Wahl die Luft in die Grube gedrückt
oder aus derselben abgesaugt werden kann. Nach der vorliegenden Erfindung kann diese
Aufgabe in einfachster Weise dadurch gelöst werden, daß die starre Verbindung zwischen
dem Hauptschaufelrad und der Lüfterwelle oder der Nabe des Vorschaufelrades lösbar
eingerichtet wird, so daß es möglich ist, nur das Vorschaufelrad der Wirkung der
Lüfterwelle auszusetzen. Werden nach Durchführung dieser Maßnahmen die verdrehbaren
Schaufeln stark verdreht, so erfolgt mittels des Vorschaufelrades eine Luftförderung
in die entgegengesetzte Richtung. Wesentlich ist dabei, daß dieser Wechsel in der
Förderrichtung ohne Veränderung der Drehrichtung des Läufers, ohne Auswechselung
von Leitungen und ohne Betätigung irgendwelcher Schieber durchgeführt werden kann.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i ein Halbaxialgebläse im Schnitt durch eine Gebläsehälfte,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B in Fig. i, Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform
eines Halbaxialgebläses.
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Im einzelnen bedeuten die Bezugszeichen: i den Mantel des Gehäuses
und 2 die Nabe, die beide im Durchmesser in der Strömungsrichtung zunehmen, so daß
die Schaufeln 3 aus geometrischen Gründen nicht verstellbar sind. Der Nabe 2 ist
die zylindrisch verlaufende Nabe 4 vorgeschaltet, so daß sich zwischen der Nabe
4 und dem umschließenden Gehäusemantel i ein zylindrischer Ringraum ergibt. Auf
der Nabe 4 sind die verstellbaren Schaufeln 5 angebracht. Die konstruktive Lösung,
wie die Verstellbarkeit der Schaufeln um ihre eigene Achse 6 durchgeführt werden
kann, ist nicht gezeichnet, da die verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten hierfür
an sich bekannt sind.
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In Fig. 3 ist gezeigt, daß es auch möglich ist, statt der beiden Naben
2 und 4 nur eine Nabe vorzusehen, indem die Nabe :2 entgegen der Strömungsrichtung
eine zylindrische Verlängerung erhält.
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Es bleibt noch zu erwähnen, daß die Nabe oder Naben auf der durch
die Mittellinie 14 angedeuteten Gebläsewelle befestigt sind.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Schaufeln gegebenenfalls
so angeordnet werden, daß sie sich im geringen Maße auch um die Gebläsewelle 14
drehen lassen. Die Lösung dieser Aufgabe kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß
die die verstellbaren Schaufeln tragende Nabe 4 nicht starr mit der Nabe 2 verbunden
ist.
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Zur besseren Erläuterung der Fig. 2 sind in Fig. i die äußeren Enden
der Schaufeln mit den Buchstaben A-B und C-D bezeichnet. Diese äußeren Schaufelkonturen
wurden in dem Schnitt Fig. 2 übertragen. Hierin sind die verschiedenen Lagen der
Kanten A-B eingezeichnet, und zwar die Stellungen 8, 9, io. Die Verdrehung der Schaufel
5 um die Gebläsewelle ist durch die Linien ii und 12 angedeutet. Durch diese Verdrehung
soll erreicht werden, daß die Stromlinienführung etwa auf die Kante C der feststehenden
Schaufel auftrifft.
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In Fig. i ist auch angedeutet, wie die lose auf der Welle 14 angebrachte
Nabe 2 durch die starr mit der gleichen Welle verbundene Nabe 4 mitgenommen wird.
Das geschieht dadurch, daß die beiden Naben durch Stifte 13 miteinander verbunden
sind. Werden diese Stifte gelöst, so unterliegt die Nabe 2 nicht mehr der Wirkung
der umlaufenden Gebläsewelle 14. Die Verbindung und Trennung der beiden Naben kann
auch mit anderen Mitteln, z. B. Kupplungen od. dgl., durchgeführt werden.
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Die beschriebenen Ausführungen können im Rahmen der Erfindung mannigfach
abgeändert und ausgestaltet werden. Das bezieht sich insbesondere auf die Formgebung
der Schaufelradnabe oder -naben, die verstellbare Anordnung der Schaufeln sowie
auf die Gestaltung des äußeren Gebläsemantels.