NO139703B - Gassdynamisk trykkboelgemaskin - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrorer en gassdynamisk trykkbolgemaskin, hvor rotoren har i tverrsnitt minst dobbelt krummede cellevegger,som er festet til navet og rotorens dekkbånd, og hvor hver cellevegg bukter ut fra en radiallinje som er lagt gjennom begge festepunkter for veggen.

Det kjennes en trykkbolgemaskin med cellevegger som er dobbelt krummet i tverrsnitt (britisk patent 1 077 365), hvor de to fla-tene som innesluttes av skjelett-linjen og den linje som forbin-der de to festepunkter som ikke ligger på en radiallinje, er like. Det er ikke angitt noe bestemt om hvor sterke krumningene skal hhv. kan være eller om en tillatt maksimalverdi av avstanden mellom skjelettlinjen og forbindelseslinjen. Slike cellevegger er gunstige med henblikk på varmespenningene som opptrer, men det er ikke tatt noe hensyn til de meget betydelige, mekaniske spenninger som opptrer i celleveggene og på deres festesteder og skyldes sentrifugalkreftene.

Det er videre kjent en trykkbolgemaskin (sveitsisk patent

458 839), hvor hver cellevegg bukter ut i tverrsnitt fra minst en riadiallinje som er lagt gjennom begge festepunkter og til begge sider. Derved er disse utbuktninger avstemt slik på hverandre at det resulterende sentrifugalkraftmoment er tilnærmet null for festepunktet som ligger i radiallinjen. Dette gjel-der også begge festepunkter, hvis de ligger på samme radiallinje, men i det tilfelle er varmespenningene meget store. Hvis celleveggen bare er buktet ut til begge sider med henblikk på radiallinjen gjennom ett av festepunktene, er varmespenningene i celleveggen riktignok lave, men de mekaniske spenningene i det andre festested er store og tilbakeforingskreftene som påvirker

I celleveggen er betydelige. Maksimalt tillatte verdier for ut-

buktningene er ikke angitt.

I 1 Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å utforme en trykkbblgemaskins cellevegger, som er minst dobbelt krummet i tverrsnitt, slik at summene av alle opptredende spenningsande-ler er vidtgående utjevnet i navet, i dekkbåndet og i celleveggene og det folgelig ikke opptrer verditopper.

Denne oppgave loses ifolge oppfinnelsen ved at sentervinkelen mellom de to radiallinjer som er lagt gjennom festestedene for en cellevegg er hoyst 4° og at sentervinkelen som begrenser celleveggens skjelettlinje er maksimalt 7°.

Ved en trykkbolgemaskin som svarer til disse betingelser vil det bare oppstå ringe spenninger som folge av temperaturbetin-gede ekspansjonsforskjeller mellom nav, dekkbånd og cellevegger. Spenninger i celleveggene som folge av sentrifugalkreftene er fordelt slik at de er tilnærmet like store over cellevegghoyden, selv om de har forskjellige fortegn. Det kan således ikke fore-komme at spenningene i celleveggene nær det ene festested er tilnærmet null og antar en maksimalverdi nær det andre festested. Spenningene i navet og i dekkbåndet nær festestedene er også omtrent like store som i celleveggene.

Innenfor de angitte grenser er det selvsagt rom for et stort antall forskjellige skjelettlinjer, likesom de opptredende spenninger vil variere tilsvarende. Samtlige former som tar hensyn til ovenfor angitte trekk har dog den egenskap at spenningene er tilstrekkelig utjevnet og således ligger nær det oppnåelige minimum.

I tegningene er det som utforelseseksempel vist en cellevegg 1, som er meget gunstig anordnet med henblikk på spenningsfordelin-gen. Sentervinkelen mellom de to radiallinjer som er lagt mellom celleveggens festesteder 3,4 er betegnet med ^ , og sentervinkelen som begrenser celleveggens skjelettlinje 2 er betegnet med

. Konstruksjonsverdiene for skjelettlinjen 2 er som folger, hvorved radien RQ for celleveggens festested 3 på dekkbåndet er valgt lik 100%: i - skjelettlinjen 2 forloper radialt inntil en radius R1 på 98%; - i tilslutning folger en bue med en krumningsradius r^ på 9%;

- det folger en bue i motsatt retning, hvis midtpunkt ligger

på en radius R2 på 84 % og hvis krumningsradius r2 er 25 %; - i tilslutning folger igjen en bue i motsatt retning av foran-gående bue, med midtpunktet på en radius R 3 på 87 % og med en krumningsradius r^ på 60 %; - etter buen folger en radiallinje, som strekker seg til en radius mellom 60 og 50 % i avhengighet av den valgte navradius R4 hhv. R5.

Disse verdier må selvsagt ikke folges helt noyaktig for at man skal oppnå de gode egenskapene av celleveggen; verdiene er å betrakte som retningslinjer. Hvis skjelettlinjen velges slik at den ligger innenfor et spredningsbånd på 1 % av dekkbåndradien RQ på begge sider av den ovenfor angitte skjelettlinje 2, betrak-tes dette fortsatt som meget bra. Maksimalverdiene på 4° for sentervinkelen^. og 7° for centervinkelen (3 overskrides derved ikke.

Hvis mellomveggene består av blikk, vil veggtykkelsen naturlig være jevn over det hele. Hvis rotoren derimot stopes, oppstår den mulighet å anordne celleveggen med tanke på storre belast-ninger. Dette gjores slik at celleveggens tykkelse avtar jevnt i radial retning med utgangspunkt i et festested og deretter oker jevnt mot det andre festestedet etter et oppnådd minimum. Inn-gående beregninger har vist at det derved er hensiktsmessig at celleveggens tykkelse, med utgangspunkt i minsteverdien er tre-dobbelt nær festestedet på navet og dobbelt nær festestedet på dekkbåndet.

Claims (4)

1. Gassdynamisk trykkbolgemaskin, hvor rotoren har i tverrsnitt minst dobbelt krummede cellevegger, som er festet til navet og til rotorens dekkbånd, og hvor hver cellevegg er boyd ut til begge sider fra en radiallinje som er lagt gjennom et av veggens festepunkter, karakterisert ved at

centervinkelen (' i ) mellom de to radiallinjer som er lagt gjen- .norn festestedene (3,4) for en cellevegg (1) er maksimalt 4° og^ 'at sentervinkelen ( 6 ) som begrenser celleveggens (1) skjelettlinje (2) er maksimalt 7°.

2. Trykkbolgemaskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at skjelettlinjen (2) for en cellevegg (1) bestemmes av folgende konstruksjonsverdier, med utgangspunkt i celleveggens festested (3) på dekkbåndet, "hvis radius (RQ) fra rotorens midtpunkt (0) er fastsatt til 100%, slik at alle folgende verdier er angitt på grunnlag av denne verdi: a) skjelettlinjen (2) forldper radialt til en radius (R^) på 98%; b) i tilslutning folger en bue med en krumningsradius (r^) på 9%; c) det folger en bue i motsatt retning, hvis midtpunkt ligger på en radius (R2) på 84 % og hvis krumningsradius (r2) er 25 %; d) i tilslutning folger igjen en bue i motsatt retning av forrige bue, hvis midtpunkt ligger på en radius (R^) på 87 % og hvis krumningsradius (r^) er 60 %; e) etter buen folger en radiallinje, som strekker seg til en radius mellom 60 og 50 % i avhengighet av den valgte navradius (R4 hhv. R5); f) de angitte verdier er retningslinjer som kan variere så meget at den faktiske skjelettlinje ligger innenfor et spredningsbånd på 1 % på begge sider av skjelettlinjen (2) som definert ifolge a) til e).

3. Trykkbolgemaskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at tykkelsen av celleveggens (1) tverrsnitt varierer over den radiale utstrekning, idet tykkelsen, med utgangspunkt fra et festested (3,4) av celleveggen, stadig avtar og etter oppnådd minimumsverdi igjen stadig tiltar mot det andre festested (4 hhv. 3).

4. Trykkbolgemaskin som angitt i krav 3, kara k ter.i-ls e r t ved at celleveggens (1) tykkelse med henblikk på minimumsverdien utgjor det tredobbelte nær festestedet (4) på.navet og det dobbelte nær festestedet (3) på dekkbåndet.