DE1921945A1 - Seitenkanalpumpe - Google Patents
SeitenkanalpumpeInfo
- Publication number
- DE1921945A1 DE1921945A1 DE19691921945 DE1921945A DE1921945A1 DE 1921945 A1 DE1921945 A1 DE 1921945A1 DE 19691921945 DE19691921945 DE 19691921945 DE 1921945 A DE1921945 A DE 1921945A DE 1921945 A1 DE1921945 A1 DE 1921945A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- impeller
- blades
- pump
- side channel
- channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
- F04D5/002—Regenerative pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/188—Rotors specially for regenerative pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
N.V.PhilipsfGloeilampenfabrieken
N.V. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Niederlande
"Seitenkanalpumpe"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Seitenkanalpumpe mit einem Laufrad, dessen Schaufeln sich in einem ringförmigen
Kanal im Pumpengehäuse befinden.
Eine derartige Pumpe ist aus der USA-Patentschrift 2 468
bekannt. Das Laufrad ist mit zwei getrennten Schaufelkränzen versehen. Das Medium, entweder eine Flüssigkeit oder
ein Gas, strömt mit im wesentlichen wirbelnden Bewegungen durch die Pumpe, wobei es wiederholt in axialer Richtung
in das Laufrad eintritt und dieses am Umfang in radialer Richtung verläßt. Im ringförmigen Seitenkanal wird die
radial aus den Schaufeln austretende Strömung dabei immer
in eine axiale Eintrittsströmung umgelenkt» Auch beim Λ
Durchgang durch das Laufrad wird das Medium von einer ™
Strömung axialer Richtung in eine Strömung radialer Richtung umgewandelt. Für einen optimalen Volumendurchsatz
der Pumpe müssen die Schaufeln einen in beiden Richtungen gekrümmten Verlauf aufweisen, was praktisch nicht'realisierbare
Schaufelformen zur Folge hat. Bei der Ausführung mit geraden Schaufeln treten erhebliche Stoßverluste
beim Eintritt des Mediums in das Laufrad auf.
Die Erfindung bezweckt, eine Konstruktion zu schaffen,
durch die der Wirkungsgrad verbessert wird, und erreicht
909883/1U7 " 2 "
PHN 3214
dies dadurch, daß die Schaufeln des Laufrades einen für
axiale Durchströmung gekrümmten Verlauf aufweisen.
Das Medium fließt durch das Laufrad in axialer Richtung
und wird im ringförmigen Kanal um das Laufrad herum von
der Austrittsseite des Laufrads zur Eintrittsseite zurückgekehrt. Dieser Vorgang wiederholt sich, so daß
das Medium auch mit einer Wirbelbewegung durch den Seitenkanal strömt. Die Schaufeln sind nur in axialer Richtung gekrümmt, wodurch eine einfache Schaufelform erreicht
wird. Durch die gekrümmte Form der Schaufeln werden die
Eintrittsverluste äußerst klein gehalten und dadurch ist ψ ein größerer Volumendurchsatz und ein höherer Druck des
Mediums erzielbar.
Bei einer erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe läßt sich mit Hilfe einer elementaren theoretischen Betrachtung der
zum Volumendurchsatz gehörende Druck berechnen, wodurch · auf einfache Weise eine brauchbare Pumpencharakteristik,
die den Zusammenhang zwischen dem Volumendurchsatz und dem Druck angibt, erhalten wird. Bei der bereits bekannten
Seitenkanalpumpe mit radialen Schaufeln ist man zur Ermittlung des Zusammenhangs zwischen Volumendurchsatz
und Druck auf empirische Daten angewiesen, da die Strömung infolge der nicht guten Anströmung auf die Schaufeln
" von komplexer Art ist.
Zur Vermeidung, daß ein Teil des zu verdrängenden Mediums
schon in radialer Richtung aus dem Laufrad tritt, wodurch der Volumendurchsatz der Pumpe herabgesetzt wird, empfiehlt
sich eine Ausführungsform, bei der das Laufrad durch ein ringförmiges, die Enden der Schaufeln verbindendes Band
begrenzt wird.
Eine erfindungsgemäße Seitenkanalpumpe zum Verpumpen von
Luft, bei der die Schaufeln radial zum Laufrad gerichtet
3/1147
sind, wird dadurch gekennzeichnet, daß eine gedachte Tangentialebene an die gekrümmte Oberfläche einer
Schaufel mit der Drehebene des Laufrads in Anströmrichtung
einen Winkel zwischen 30° und 60° und. in Ausströmrichtung zwischen 65° und 90° einschließt.
Es stellt sich heraus, daß eine Seitenkanalpumpe mit
einem Laufrad, dessen Schaufeln einen den oben stehenden Werten entsprechenden Eintritts- und Austrittswinkel aufweisen,
in der Praxis einen sehr günstigen V,rirkungsgrad hat.
Eine Ausführungsform der oben genannten Seitenkanalpumpe für Luft, deren Pumpencharakteristik sich auf sehr einfache
V/eise berechnen läßt, wird dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schaufeln von der Eintrittsseite zur
Austrittsseite des Laufrads hin abnimmt. Der Durchgang
der Schaufelkanäle kann dadurch ungefähr konstant gehalten werden, wodurch der statische Druck der Luft während
der Durchströmung durch das Schaufelrad sich nicht ändert und die Berechnung der Pumpencharakteristik vereinfacht
wird. .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Skizze einer Seitenkanalpumpe
mit axialen Schaufeln, wobei die Vorderv.-and der Pumpe
teilweise weggeschnitten ist,
Fig. Z. .eine, teilweise Vorderansicht der Pumpe nach
Fig. 1, wobei die Vprderwand ebenfalls teilweise weggeschnitten ist,
Fig..^ einen Schnitt durch dieselbe Pumpe in einer Ebene,
909883/1 U7 - 4 -
prallel zur Mittellinie der V/elle des Laufrades,
Fig. 4 auf schematische Weise einen Ausschnitt des Laufrads und daneben die Geschwindigkeitsdiagramme.
Wie aus den Figuren hervorgeht, enthält das Pumpengehäuse
1 das auf der V/elle 3 angeordnete Schaufelrad 2. Das Rad
kann von einem Elektromotor 4 angetrieben werden. Mit Ausnahme
des Kanals 5 läßt der Raum im Pumpengehäuse nur soviel Spielraum zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Laufrad 2, wie für eine ungehemmte Drehung des Laufrads erforderlich
ist. Der Kanal 5 besteht aus den ringförmigen
) Ausnehmungen 5' und 5" auf beiden Selten des Laufrads 2
und aus der Ausnehmung 5'", die am Außenumfang des Laufrads
2 die beiden Ausnehmungen 51 und 5" verbindet.
Der Kanal 5 wird durch eine Trennwand 6 unterbrochen, die mit einem möglichst geringen Spielraum an das Laufrad
anschließt. Die Kanäle 7 und 8 auf beiden Seiten der Trennwand 6 sind mit dem Kanal 5 verbunden und enden in
der Eintrittsöffnung 9 bzw. der Austrittsöffnung 10 in
der Pumpengehäusewand. .
Das Laufrad 2 ist mit axialen Schaufeln 12 versehen, die sich über die ganze Breite des Laufrads erstrecken. Die
" Höhe der Schaufeln nach Fig. 3 nimmt in Richtung vom
Kanalteil 5' zum Kanalteil 5" kontinuierlich ab, wodurch der Schaufelkanal zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Schaufeln einen konstanten Durchgang haben kann. Um das Laufrad 2 herum ist ein ringförmiges Band.. 1.1 angeordnet,
das die Enden der Schaufeln 12 verbindet. Wie in Fig. 3 mit Pfeilen angegeben ist, tritt das Medium an einer
Seite in hauptsächlich axialer Richtung in das Schaufelrad
ein und verläßt dasselbe auf der anderen Seite, eben- -^
falls im wesentlichen in axialer Richtung. Ia Kanal 5 wird
die aus dem Schaufelrad austretende Strömung zur Eintritts- K
909 88 3/1U7 " 5 " : ^
seite des Schaufelrads zurückgeführt. Dies führt zu einer
Strömung in schraubenlinienförmiger Bewegung durch den Kanal, wobei mit dem übrigen im Kanal vorhandenen Medium
ein Impulsaustausch stattfindet. Der Druck des Mediums im Kanal, nimmt dadurch in Richtung zum Eingang bis zum Ausgang
kontinuierlich zu. Die Krümmung der Schaufeln 12 in axialer Richtung ist der Strömungsrichtung des Mediums,
wie diese durch die Geschwindigkeitsvektordiagramme nach Fig. 4 angegeben ist, angepaßt. Der Vektor u stellt dabei
die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrads dar; der Vektor c die wirkliche oder absolute Geschwindigkeit des Mediums
und der Vektor W die relative Geschwindigkeit gegenüber
dem Laufrad. Der Schaufelwinkel β ist der Winkel, den die
Tangente in jedem Punkt der Schaufelkrümmung mit der Senkrechten
in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit u .einschließt. Die Indizes 1 und 2 beziehen sich auf die Eintrittsseite
bzw. Austrittsseite des Laufrads. Eintrittsseitig ist der Schaufelnwinkel der relativen Geschwindigkeit w^ angepaßt,
so daß die Stoßverluste minimal sind. Bei den in Fig. 4 dargestellten Schaufeln beträgt der Schaufelwinkel
eintrittsseitig: /$2 = 90°. Dadurch, daß die Schaufeln jedoch
auch eintrittsseitig einen nach vorne gekrümmten Verlauf erhalten mit einem Austrittswinkel β 2 <
90°, erhält die relative Geschwindigkeit W2 eine Komponente w2u
in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit, wodurch die gesamte Komponente der absoluten Geschwindigkeit C2 in dieser
Richtung der Summe von u und w2u gleich ist, was
einen höheren Druck.ergibt. Die einfache Krümmung der
Schaufeln in axialer Richtung, die dazu erforderlich ist, kann auf einfache Weise mit den üblichen Methoden erhalten
werden. Mit Hilfe einer einfachen theoretischen Betrachtung läßt sich für eine erfindungsgemäße Seitenkanalpumpe
bereits ein brauchbarer Zusammenhang zwischen dem Volumendurchsatz und dem Druck berechnen. Der durch das
Laufrad strömende Massenstrom läßt sich annähernd bestimmen; . . ■ .
- 6 909883/ 1147
D ' h ·■ C1m (a)
wobei 0 = der Massenstrom in kg. (Masse)/sec.
J> = spezifische Masse in kg (Masse)/m = Dichte
des Mediums
D = Durchmesser des Laufrads in m h = Höhe der Schaufeln in m
C1m = die axiale Komponente der absoluten Geschwindigkeit
C1 in m/sec (siehe Fig„ 4).
Die durch die Impulswirkung vom herumlaufenden Medium erzeugte Kraft K auf den gesamten Querschnitt des Pumpenkanals kann über den Impulssatz berechnet werden aus:
K=0m .Δ cu (b)
wobei K = die erzeugte Kraft in der Umfangsrichtung des
Laufrads in kg (Kraft)
, in m/sec
= die Komponente der absoluten Geschwindigkeit C
in der Umfangsrichtung in m/sec (siehe Fig. 4)
ψ ciu = ^ie KomPolien"fce der absoluten Geschv/indigkeit C1
in der Umfangsrichtung in m/sec (siehe Fig. 4).
Die mit der Pumpe erreichte Druckzunahme folgt dann aus:
Tr 0 . Δ C
K vm u (
P = F= f (
wobei: ρ = die Druckzunahme in N/m
2 F = der Querschnitt des Pumpenkanals in m .
909883/1U7 - 7 -
Wird einfachheitshalber für die Schaufelwinkel eintrittsseitig und austrittsseitig angenommen, daß β^ = 45°
und β2 - 90°, so gilt:
C1m = u * C1u
(d)
C2u = u
Der Volumendurchsatz der Pumpe läßt sich berechnen gemäß:
Q = c1u · F
(f)
Mit Q = Volumendurchsatz in m /see.
Aus (f) folgt:
Q F
(g)
Die Formel (c) ergibt durch Einsetzen der Formeln (a),
(d), (c) und (g) für die entsprechenden Größen:
- ρ TY
D«h
—fr- '
(h)
womit eine gute Annäherung des wirklichen Zusammenhanges zwischen Druck und Leistung erhalten wird.
Patentansprüche:
909 8 8 3/1U7
Claims (4)
1. Seitenkanalpumpe mit einem Laufrad, dessen Schaufeln sich in einem ringförmigen Kanal im Pumpengehäuse befinden,
dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2) mit Schaufeln (12) mit einem für axiale Durchströmung gekrümmten
Verlauf versehen ist.
2. Seitenkanalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Laufrad (2) durch ein ringförmiges, die
Enden der Schaufeln (12) verbindendes Band (11) begrenzt
wird.
3. Seitenkanalpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere für Luft, wobei die Schaufeln radial zum
Laufrad gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine gedachte Tangentialebene an die gekrümmte Oberfläche
einer Schaufel mit der Drehebene des Laufrads (2) in
Anströmrichtung einen Winkel zwischen 30° und 60° und
in Ausströmrichtung zwischen 65° und 90° einschließt.
4. Seitenkanalpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schaufeln von der Eintrittsseite
zur Ausstrittsseite des Laufrads (2) hin abnimmt.
90 9883/1 U7
L e e r s e i t e
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL6806734A NL6806734A (de) | 1968-05-11 | 1968-05-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1921945A1 true DE1921945A1 (de) | 1970-01-15 |
Family
ID=19803609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691921945 Pending DE1921945A1 (de) | 1968-05-11 | 1969-04-29 | Seitenkanalpumpe |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH500384A (de) |
DE (1) | DE1921945A1 (de) |
FR (1) | FR2008311A1 (de) |
NL (1) | NL6806734A (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2163011A1 (de) * | 1971-12-18 | 1973-06-20 | Ulrich Dipl Ing Rohs | Seitenkanalverdichter |
DE3823514A1 (de) * | 1988-07-12 | 1990-01-18 | Kayser Herold Uwe | Seitenkanalmaschine |
WO1993007390A1 (en) * | 1991-10-10 | 1993-04-15 | Dowty Defence And Air Systems Limited | Pumps |
DE4239814C2 (de) * | 1992-11-26 | 2002-09-19 | Siemens Ag | Seitenkanalverdichter |
DE4341565B4 (de) * | 1993-12-07 | 2004-07-29 | Robert Bosch Gmbh | Förderpumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine |
CN108350896A (zh) * | 2015-11-24 | 2018-07-31 | 爱三工业株式会社 | 涡流泵 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19941786B4 (de) | 1999-09-02 | 2008-11-20 | Continental Automotive Gmbh | Förderpumpe |
-
1968
- 1968-05-11 NL NL6806734A patent/NL6806734A/xx unknown
-
1969
- 1969-04-29 DE DE19691921945 patent/DE1921945A1/de active Pending
- 1969-05-08 CH CH706169A patent/CH500384A/de not_active IP Right Cessation
- 1969-05-09 FR FR6914962A patent/FR2008311A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2163011A1 (de) * | 1971-12-18 | 1973-06-20 | Ulrich Dipl Ing Rohs | Seitenkanalverdichter |
DE3823514A1 (de) * | 1988-07-12 | 1990-01-18 | Kayser Herold Uwe | Seitenkanalmaschine |
WO1993007390A1 (en) * | 1991-10-10 | 1993-04-15 | Dowty Defence And Air Systems Limited | Pumps |
DE4239814C2 (de) * | 1992-11-26 | 2002-09-19 | Siemens Ag | Seitenkanalverdichter |
DE4341565B4 (de) * | 1993-12-07 | 2004-07-29 | Robert Bosch Gmbh | Förderpumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine |
CN108350896A (zh) * | 2015-11-24 | 2018-07-31 | 爱三工业株式会社 | 涡流泵 |
US20180347510A1 (en) * | 2015-11-24 | 2018-12-06 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Vortex pump |
US10662901B2 (en) * | 2015-11-24 | 2020-05-26 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Vortex pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH500384A (de) | 1970-12-15 |
NL6806734A (de) | 1969-11-13 |
FR2008311A1 (de) | 1970-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2940773C2 (de) | Hochleistungs-Radialventilator | |
DE1817430A1 (de) | Regenerativkompressor | |
DE6928037U (de) | Diffusor einer zentrifugalfoerdermaschine | |
DE3042017A1 (de) | Retarder fuer fahrzeuge, mit wenigstens einem inneren hydrodynamischen arbeitskreislauf | |
DE876285C (de) | Ringverdichter | |
DE1921945A1 (de) | Seitenkanalpumpe | |
DE2113514B2 (de) | Überschall-Axialverdichter mit einem zylindrischen oder konischen divergierenden die Einlauföffnung hinten verlängernden Körper | |
DE2219661A1 (de) | Verfahren zur herstellung von gehaeusen fuer dampfturbinen | |
DE1528642A1 (de) | Mehrstufige Pumpe oder mehrstufiger Kompressor | |
DE2160047A1 (de) | Radialgeblaese | |
DE3801203C2 (de) | ||
DE68913409T2 (de) | Laufrad. | |
DE2436458A1 (de) | Kreiselverdichter | |
DE2258737A1 (de) | Seitenkanalverdichter | |
DE1650864B1 (de) | Einstufiger hydrodynamischer drehmomentwandler mit zentrifugal durchstroemtem unmittelbar hintereinander liegendem pumpen und turbinengitter mit schaufellosen kanalkruemmern und zentripedal durchstroemtem leitradgitter | |
DE178228C (de) | ||
DE19912314A1 (de) | Förderpumpe | |
DE1550935B2 (de) | Dreiteiliger hydrodynamischer Drehmomentwandler | |
DE2944752C2 (de) | Tangential-Turbine | |
EP0224755B1 (de) | Stufengehäuse | |
DE716866C (de) | Fluessigkeitsstroemungskupplung | |
AT234896B (de) | Verfahren zur Vermeidung der Ausbildung von Wirbeln im Grenzschichtbereich von umströmten Körpern, insbesondere an Schaufeln von Gebläseläufern | |
DE2229218A1 (de) | Zentrifugalabscheider | |
DE2542972C2 (de) | Hydrodynamischer Drehmomentwandler | |
DE2165412A1 (de) | Selbstansaugende Umlaufpumpe |