DE2251517A1

DE2251517A1 - Schaufelrad-durchflussmesser

Info

Publication number: DE2251517A1
Application number: DE2251517A
Authority: DE
Inventors: Milton H November
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: ITT Inc
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1972-10-20
Publication date: 1973-06-14
Also published as: CA958249A; FR2162351B2; GB1374188A; US3756079A; DE2251517C2; NL7214446A; IT1044884B; GB1374572A; FR2162351A2

Description

Deutsche ITT Industries GmbH M.H. November - IX

78 Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19 Dr.Rl/ra

19. Oktober 1972

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

FREIBURG I. BR.

Schaufelrad-Durchflussmesser

Zusatz zu Patentanmeldung P 21 08 410.6

Die Priorität der Anmeldung Nr. 206470 vom 9. Dezember 1971 in den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.

In der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 wird ein Schaufelrad-Durchflussmesser beschrieben und beansprucht, der aus einem Rotor besteht sowie einer Einrichtung zur Verminderung des Druckes auf der Zuflussseite des Rotors und einem Kanal in Verbindung mit der Zuflussseite zur Erhöhung des dortigen Druckes, wobei der Kanal sich von der Abflussseite des Rotors in einem Abstand vom Rand des Rotors erstreckt und vollständig innerhalb des Rotors oder innerhalb der Rotorachse verläuft. Der Rotor besteht dabei aus einer zylindrischen Nabe und daran befestigten Schaufeln, die Einrichtung zur Verminderung des Druckes aus einem vor dem Rotor angeordneten zuflussseitigen kappenförmigen Diffusor, der einen sich allmählich in Durch-

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flussrichtung vergrössernden Aussendurchmesser und an seinem dem Rotor benachbarten Ende eine rundum verlaufende radial nach aussen ragende Lippe aufweist, ferner ist das Mittelteil der Nabe länger als ihr Aussenteil und weist einen Ansatz auf, der in Berührung mit dem Diffusor in demselben verschiebbar ist, der Diffusor selbst besitzt eine zylindrische Aussparung, die den Ansatz aufnimmt. Die Nabe hat eine zylindrische Bohrung. Eine in Beziehung zum Diffusor befestigte Achse durchdringt die Bohrung und die Nabe ist auf dieser Achse drehbar und axial gleitbar gelagert. Die Achse weist Nuten auf, die den Durchfluss von Flüssigkeit zwischen Achse und Bohrung erlauben. Ein zentraler Teil der Achse weist einen geringeren Durchmesser auf als deren Enden, die mit drei spiralförmigen Nuten versehen sind und das Aussenteil der Nabe weist eine Längsbohrung auf, die in einem gewissen Abstand zum Aussendurchmesser der Nabe verläuft.

Der Schaufelrad-Durchflussmesser wird in der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 durch die Zeichnungen 1 bis 9 erläutert. Er verbessert die Nachteile des Standes der Technik, die darin bestehen, dass wenn zum Beispiel die bekannten Durchflussmesser mit einer Flüssigkeit mit einer Viskosität von einem Centipoise arbeiten, eine Durchflussfehlanzeige von + oder - 1/2 % über einen Bereich von 10 : 1 mit einem Druckabfall von 0,56 -

2 ■

1,4 kg.cm aufweisen. Der Fehler ist erheblich, der Bereich ist verhältnismässig eng und der Druckabfall übermässig. Die Fehlerbegrenzung ist natürlich eine Begrenzung der Messgenauigkeit des Durchflusses. Der enge Bereich vermindert die Einsatzfähigkeit derartiger Instrumente. Der hohe Druckabfall erfordert überdies eine übermässige Kraft zum Durchpumpen einer Flüssigkeit durch das Messinstrument. Der Bereich kann nur durch. Übersteuerung des Durchflussmessers vergrössert werden. Dies bewirkt aber wiederum, dass der Druckabfall noch weiter

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ansteigt. Ein vergrösserter Bereich kann daher nur durch eine Erhöhung der Kraft zum Durchpumpen einer Flüssigkeit durch das Messinstrument erreicht werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf weitere Darstellungsformen des in der Hauptanmeldung beschriebenen Gerätes, durch das die eingangs angeführten Nachteile der Geräte nach dem Stand der Technik verbessert werden.

Im besonderen geschieht dies durch einen Schaufelrad-Durchflussmesser mit einem Rotor, einer Einrichtung zur Verminderung des Druckes auf der Zuflussseite des Rotors und einem Kanal in Verbindung mit der Zuflussseite zur Erhöhung des dortigen Druckes, bei dem nach der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 der Kanal sich von der Abflussseite des Rotors in einem Abstand vom Rand des Rotors erstreckt und vollständig innerhalb des Rotors oder innerhalb der Rotorachse verläuft, dadurch, dass der jeweilige Durchmesser der stumpfen Achsen des Rotors etwas geringer ist als der Durchmesser der Aussparungen in den Diffusoren und dass die stumpfen Achsen eine kerbenförmige Aussparung aufweisen.

Man kann dies bei einem Gerät nach der Hauptai,.. si dung auch dadurch erreichen_r dass der eine Diffusor eine Lippe aufweist, die einen kreisförmigen Rand besitzt, dass der Radius des kreisförmigen Randes grosser ist als der Radius der Nabe, dass der zweite Diffusor einen Radius besitzt, der dem der Nabe entspricht und dass der zweite Diffusor keine Lippe aufweist.

Eine verbesserte Darstellungsform lässt sich auch dadurch erreichen, dass der eine Diffusor eine Lippe aufweist, dass der Radius der Nabe um eine bestimmte Grosse d grosser ist als der MaximaI-radius des zweiten Diffusors und dass letzterer keine.Lippe besitzt.

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Eine andere verbesserte Darstellungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Diffusoren keine Lippen aufweisen, dass ihre Durchmesser gleich und um den Abstand d. grosser sind als der äussere Durchmesser der entsprechenden Nabe.

Eine Verbesserung lässt sich ferner auch dadurch erreichen, dass die Diffusoren keine Lippen aufweisen und dass der eine Diffusor einen Durchmesser besitzt, der dem äusseren Durchmesser der Nabe entspricht und dass der andere Diffusor einen Durchmesser aufweist, der um einen bestimmten Abstand grosser ist als die beiden zuvor genannten Durchmesser.

Eine Verbesserung ist schliesslich noch dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusoren keine Lippen besitzen und dass der eine Diffusor einen Durchmesser aufweist, der grosser ist als der äussere Durchmesser der Nabe, und dass wiederum der äussere Durchmesser der Nabe um einen Betrag grosser ist als der Durchmesser des zweiten Diffusors.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich aus der folgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnungen besser verstehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit und da wiederholt auf sie Bezug genommen wird, werden die Zeichnungen 1 bis 9 aus der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 hier nochmals angeführt.

In den Zeichnungen stellt dar:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Durchflussmesser nach der Hauptanmeldung P 21 08 410.6,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Lagerträger entlang der Linie 2 - 2 in Fig. 1,

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Fig. 3 einen vergrösserten Schnitt des Rotors,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Darstellungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Arbeitscharakteristik des Durchflussmessers,

Fig. 6 eine graphische Darstellung des Reibungsfaktors · in Beziehung zur Reynold'sehen Zahl,

Fig. 7, 8 und 9 graphische Darstellungen von Arbeitscharakteristiken bekannter Durchflussmesser/

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Teilschriitts des röhrenförmigen Gehäuses aus Fig. 1,

Fig. 11 eine Ansicht der Einzelteile aus Fig. 1 ohne Gehäuse,

Fig. 12 einen Querschnitt durch einen Teil des Rotors entlang der Linie 12 - 12 in Fig. 3,

Fig. 13 einen Längsschnitt durch eine Darstellungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 14 einen Querschnitt durch eine Stumpfe Achse entlang der Linie 14 - 14 in Fig. 13_r

Fig. 15t 16, 17, 18 und 19 sind herausgebrochene Längsschnitte, zum Teil im Aufriss von anderen Darstellungsformen der vorliegenden Erfindung und

Fig. 20, 21 und 22 sind graphische Darstellungen \toh

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Arbeitscharakteristiken der Darstellungsförmen der Fig. l_r 15 und 16.

Fig. 10 zeigt das Rohr 11 in perspektivischer Ansicht. Man erkennt, dass sowohl in Fig. 1 als auch in Fitj. 10 das Rohr 11 innenliegende Schultern 66 und 67 aufweist, an die die Zylinder 15 und 17 anstossen. Vorzugsweise befinden Sich die Zylinder 15 und 17 nicht in Druckkontakt mit den Schultern 66 und 67. So berühren die Zylinder 15 und 17 beim Festdrehen der Muttern 21 und 22 nicht eher die Schultern 66 und 67, ehe die anderen Teile in dem Rohr 11 fest werden. Unter dem Begriff "fest werden" ist zu verstehen, dass gegebenenfalls die Teilö 19, 16, 23_r 25, 27, 26, 24 und 18 relativ starr werden, wenn sie durch das FeStdrehen der Muttern 21 und 22 in Kompression gehalten werden.

Fig. 12 zeigt lediglich die äusseren Teile der Nabe 28 ohne die Schaufeln 29, um deutlich die relative GrÖsse und den Sitz der Bohrung 37 zu zeigen.

Eine andere Darstellungsform der Erfindung wird in Fig. 13 gezeigt, bestehend aus einem Durchflussmesserrotor 6Ö ttiit den Schaufeln 69 und einer Nabe 70. Die Nabe 7o hat Stumpfe Achsen 71 und 72, die drehbar in den zylindrischen Bohrungen 73 und 74 bzw. in Diffusoren 75 und 76 gelagert sind; die Darstellungsform nach Fig. 13 kann bis auf zwei Ausnahmen als identisch mit der nach Fig. 4 angesehen werden einschliesslich einös Kanals Die erste Ausnahme besteht darin, dass, obgleich die Enden der stumpfen Achsen 53 in Fig. 4 nicht kürzer gezeigt werden als die zylindrischen Vertiefungen 78 und 79 in den Diffusoren 51 und 52, ein gewisser Spielraum erforderlich ist, obgleich er nicht gezeigt wird. Das gleiche trifft für den äusseren Durchmesser der stumpfen Achsen 53 und den inneren Durchmesser der Vertiefungen 78 und 79 zu.

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In Fig. 13 sind die stumpfen Achsen 71 und 72 identisch und weisen im Querschnitt eine muschelförmige Aussparung 80 auf, wie Fig. 14 zeigt.

Eine andere Darstellungsform nach der Erfindung wird in Fig. gezeigt. Die Darstellung nach Fig. 15 kann mit der nach Fig. 1 identisch sein mit Ausnahme der Diffusoren 81 und 82. Der Diffusor 81 kann mit dem Diffusor 23 identisch sein. Wie zuvor wird der Flüssigkeitsstrom als nach rechts gerichtet angesehen, angezeigt durch die Pfeile 83 und 84 in Fig. 1 und durch die Pfeile 85 und 86 in Fig. 15.

Wie im folgenden gezeigt wird, ist nicht festgelegt, dass die Lippe 36 des Diffusors 24 in Fig. 1 betätigt werden muss. Darüber hinaus ist nicht festgelegt, dass das Maximum des äusseren. Durchmessers des Diffusors 24 grosser sein muss als das Maximum des äusseren Durchmessers der Nabe 28, Es liegt nicht nur ein vollständiges Fehlen einer solchen Festlegung vor, man sieht auch, dass nichts zuvor oder danach dahingehend ausgelegt werden kann, dass die Erfindung auf einen abflussseitigen Diffusor mit einem Maximaldurchmesser zu begrenzen ist, der grosser, gleich oder geringer ist als der Aussendurchmesser der Nabe 28«

Aus der Fig. 15 erkennt man, dass der Diffusor 81 eine Lippe aufweist mit einem aussen liegenden kreisförmigen Rand 88. Der Radius des äusseren kreisförmigen Randes r.. ist grosser als der Radius r~ der Nabe 89. Die Nabe 89 ist die Nabe des Rotors 90 mit den Schaufeln 91. In Fig. 15 erkennt man, dass der Radius der Nabe 89 genau dem Maximaldurchmesser des Diffusors 82 entspricht. Darüber hinaus hat der Diffusor 82 keine Lippe, die der Lippe 87 ähnlich ist.

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Eine weitere Darstellungsform der Erfindung zeigt Fig. 16 mit den Diffusoren 92 und 93. Es wird auch ein Rotor 94 mit Schaufeln 95 und einer Nabe 96 gezeigt.

Die Darstellungsform nach der Fig. 16 kann bis auf den Diffusor 93 mit der Darstellungsform nach Fig. 1 identisch sein. Der Rotor 94 entspricht dabei dem Rotor 12 und der Diffusor 92 dem Diffusor 23. Man erkennt, dass der Radius der Nabe 96 grosser ist als der Maximalradius des Diffusors 93_r und zwar um eine bestimmte Grosse d. Man erkennt ferner, dass wiederum der Diffusor 92 eine Lippe 97 besitzt und dass der Diffusor 93 keine Lippe aufweist, welche der Lippe 97 ähnelt. Man nimmt auch in Fig. 16 an, dass der Flüssigkeitsstrom in Richtung von links nach rechts fliesst. Das gleiche gilt für die Fig. 17, 18 und

Fig. 17 zeigt eine weitere Darstellungsform mit einem Rotor 98 und Schaufeln 99 und einer Nabe 100. Der Durchflussmesser schliesst die Diffusoren 101 und 102 ein. Bis auf die Diffusoren 101 und 102 kann der Durchflussmesser nach Fig. 17 mit dem nach Fig. 1 identisch sein.

Weder die Diffusoren 101 noch 102 haben eine Lippe, die in irgendeiner Weise den Lippen 34 und 36 aus Fig. 1 ähnelt. Auf der anderen Seite ist der Maximaldurchmesser des Diffusors 101 dem des Diffusors 102 gleich. Dies wird durch d. gezeigt. Weiterhin ist U₁ grosser als der Aussendurchmesser der Nabe 100.

Noch eine andere mögliche Darstellungsform der Erfindung zeigt Fig. 18 mit dem Rotor 103 und den Schaufeln 104 und der Nabe 105. Die Darstellungsform nach Fig. 18 schliesst auch die Diffusoren 106 und 107 ein. Ebenso wie in Fig. 17 hat weder der Diffusor 106 noch der Diffusor 107 eine Lippe, die in entferntester Weise den Lippen 34 und 36 in Fig. 1 ähnelt. Mit Ausnahme der Diffuso-

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ren 106 und 107 kann die Darstellungsform nach Fig. 18 mit der aus Fig. 1 identisch sein. Der Diffusor 106 hat einen Maximaldurchmesser äyr der grosser ist als der Aussendurchmesser der Nabe 105 und der Maximaldurchmesser d~ des Diffusors 107. Man erkennt, dass d₃ auch dem Aussendurchmesser der Nabe 105 entspricht.

Eine weitere Darstellungsform der Erfindung zeigt die Fig. 19 mit dem Rotor 108, den Schaufeln 1O9 und der Nabe 110. Die Darstellungsform nach Fig. 19 beinhaltet einen Diffusor 111 und einen Diffusor 112. Wiederum besitzt weder der Diffusor 111 noch der Diffusor 112 eine Lippe, die in irgendeiner Weise der Lippe 34 oder der Lippe 36 aus Fig. 1 ähnelt. Der Diffusor 111 hat einen maximalen Aussendurchmesser d., der grosser ist als der Aussendurchmesser der Nabe 110. Der Aussenradius der Nabe 110 ist um eine Grosse
wie Fig. 19 zeigt.

ist um eine Grosse r grosser als der Radius des Diffusors 112,

Obgleich in vielen Darstellungsformen der Erfindung der zuflussseitige Diffusor mit einem Maximaldurchmesser gezeigt wird, der gleich oder geringer ist als der des abflussseitigen Diffusors, so ist dies nicht kritisch und stellt keine Einschränkung der Erfindung dar. Im speziellen Fall kann der maximale Aussendurchmesser des abflussseitigen Diffusors grosser sein als der des zuflussseitigen Diffusors. Zumindest in einigen Fällen lässt sich dadurch eine Verbesserung der Rotortätigkeit erreichen.

Fig. 20_r 21 und 22 sind graphische Darstellungen der Leistungskennzahlen der Darste1lungsformen aus den Fig. 1, 15 und 16. In Fig. 20 sind die Punkte Al, A2, A3, A4, A5, A6 und A7 aufgezeichnet. In Fig. 21 sind die Punkte Bl, B2, B3, B4, B5, B6 und B7 aufgezeichnet. In Fig. 22 sind die Punkte Cl, C2, C3, C4, C5_r C6 und C7 aufgezeichnet.

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Eine Linie Λ0 verbindet die Punkte A. Eine Linie BO verbindet die Punkte B. Eine Linie CO verbindet die Punkte C. Man sieht, dass die Linien AO, BO und CO alle exakt horizontal verlaufen. Das bedeutet, dass die Durchflussmesser nach den Fig. 1, 15 und 16 Signale erzeugen, die äusserst genau sind. In anderen Worten, der Proportionalitätsfaktor K ändert sich nicht wesentlich im gesamten Bereich der Durchflussmesser nach Fig. 1, 15 und 16. Die Zahl der Umdrehungen oder Gallonen liegt sehr sehr eng bei 3 Gallonen pro Minute. Die Umdrehungszahlen oder die Förderleistung ist die gleiche bei 3 Gallonen pro Minute wie auch bei 50 Gallonen oder mehr pro Minute. Die Punkte A, B und C sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Punkt	Liter pro Minute	K Faktor
Al	0,95	1133.00
A2	1,28	1133.25
A3	2,66	1130.00
A.4	4,61	1129.58
A5	7,91	1130.08
A.6	10,40	1131.75
A7	13,94	1131.33
Bl	0,95	1132.58
B2	1,27	1131.58
B3	2,62	1129.83
B4	5,25	1132.50
B5	7,80	1132.08
B6	10,40	1132.00
B7	14,02	1133.50
Cl	9,62	1133.41
C2	1,27	1134.25
C3	2,60	1130.66
C4	5,22	1130.91
C5	7,85	1132.33
C6	10,46	1138.08
C7	13,66	1137.83

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Rohr 11 hat eine Reihe von Teilen, die in seinem Innern angebracht sind_r wie Fig. 1 zeigt. Rohr 11 kann deshalb als Gehäuse bezeichnet werden.

Der Rotor 12 ist ein echter Rotor. Der Rotor 12 kann deshalb als Rotor beschrieben werden, der einen oder mehrere der Teile 29, 28, 30 und 32 einschliesst. Wenn gewünscht, kann das Lager 32 durch die innere zylindrische Ausbohrung 123 der Nabe 28 in die Position, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird, festgepresst werden. Das Wort "Rotor" ist definiert in Webster's Seventh New Collegiate Dictionary (G. & C. Merriam Company, Springfield, Massachusetts, U.S.A., 1916). Diese Definition lautet: "Ein Teil, das sich um einen stationären Teil dreht."

Die Bezeichnung "schwimmend" trifft auf einen Durchflussmesserrotor zu, der in Fig. 1 und 3 gezeigt wird, und bei dem bei normaler Tätigkeit kein Teil des Rotors den Aufbau berührt mit Ausnahme der zylindrischen Lagerfläche zwischen Zylinder 27 und Lager 32.

Man ersieht aus Fig. l_r dass die Rotorschaufeln 29 der herkömmlichen Weise entsprechen. Die Schaufeln 29 sind an der Nabe 2o so in einer Stellung befestigt, dass sie sich -^n der geometrischen Achse des Durchflussmessers weg, die senkrecht zur Ebene der Zeichnung 2 im Zentrum des kreisförmigen Querschnitts der Achse 20 liegt, radial nach aussen erstrecken.

Den Zylinder 27 kann man auch als TrägerVorrichtung bezeichnen. Man erkennt, dass der Zylinder 27 in der Tat relativ zu dem Rohr 11 befestigt ist, das als Gehäuse dient, und dass der Zylinder 27 in dem Gehäuse oder Rohr 11 sitzt".

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Der Rotor 12, der ebenso als Rotorvorrichtung bezeichnet wird, Kann an der Trägervorrichtung befestigt sein, die, wie"zuvor dargelegt, den Zylinder 27 einschliessen kann.

Mit dem Wort "Bauteil" kann man die Lippe 34 und den Diffusor 23 bezeichnen. Ihre kreisförmige Begrenzungsfläche liegt in einem radialen Abstand von der Mittellinie der Achse 20 und in einem bestimmten Abstand von der äusseren Zylinderfläche 35 der Nabe 28.

Lippe oder Bauteil 24 ist in dem Rohr oder dem Gehäuse 11 angebracht,-um den Druck der Flüssigkeit unmittelbar an der Zuflussseite des Rotors 12 unter dem an der Abflussseite zu verringern. Wie man in Fig. 1 nach der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 sehen kann, kann die linke Seite des Rotors 12 die Zuflussseite sein oder auch nicht und die rechte Seite des Rotors 12 kann seine Abflussseite sein oder auch nicht.

Der Ausdruck "Kanal" ist hier so definiert, dass er die Bohrung 37 im Rotor 12 beinhaltet oder nicht, gezeigt in Fig. 3, oder den Kanal 77 im Rotor 68, gezeigt in Fig. 13. Das Wort "Kanal" ist hier so definiert, dass es entweder die Bohrung 37 oder den Kanal 77 einschliessen kann. Die Flüssigkeit in den Zwischenräumen 114 und 115 auf beiden Seiten des Rotors 12 in Fig. 3 ist über die Bohrung 37 verbunden. Ähnlich erstreckt sich der Kanal 77 völlig durch den Rotor 68 und ist in Verbindung mit der Flüssigkeit auf beiden Seiten bei 116 und 117. Die besagte Verbindung in beiden Figuren 3 und 13 erlaubt deshalb einen Durchfluss durch den verbindenden Kanal 37 und 77 von einer Seite des entsprechenden Rotors zu der anderen Seite desselben. In jedem Fall sind die Kanäle 37 und 77 gross genug, um zumindestens einen Teil der Druckdifferenz gegen die entsprechenden Rotoren

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in einer Weise auszugleichen, dass die Rotoren in verschiedenen stationären axialen Stellungen bleiben, wenn sie aufgrund unterschiedlicher entsprechender konstanter Durchflussraten innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Durchflussrate rotieren.

Zylinder oder Stützvorrichtung 27 besitzt zylindrische Läuflageroberflächen 38 und 39, gezeigt in Fig. 3, die zur Mittellinie der Achse 20 konzentrisch liegen. Der Rotor oder die Rotorvorrichtung 12 ist räumlich getrennt und ausserhalb jeden Kontaktes mit allen Bauteilen darum herum einschliesslich des Raumes 11, Achse 20, Drucklager 25, 26 und Diffusoren 2 3 und 24, mit Ausnahme der Lauflagerflächen 38 und 39 des Zylinders oder der Trägervorrichtung 27_r wenn der Rotor oder die Rotorvorrichtung sich in jeder der besagten stationären axialen Stellungen befindet. Der Rotor oder die Rotorvorrichtung 12 ist räumlich getrennt und vollständig ausser Kontakt mit der Lippe oder dem Bauteil 34 und dem Gehäuse oder dem Rohr 11.

Der Ausdruck "Trägervorrichtung" kann sowohl den Zylinder 27 als auch beide Diffusoren 23 und 24 aus Fig. 1 einschliessen oder auch nicht.

Die Diffusoren 23 und 24 können identisch sein. Es ist jedoch so zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf eine derartige Konstruktion beschränkt ist.

Wenn es jedoch gewünscht wird, können die Diffusoren 23 und 24 die äusseren Oberflächen 118 und 119 besitzen, die wenn gewünscht identisch sein können. Die Oberflächen 118 und 119 sind die Drehflächen um eine gewöhnliche Achse, die die Mittellinie der Achse 20 ist.

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Die Diffusoren 23 und 24 sitzen auf entgegengesetzten Seiten des Rotors 12. Die Oberflächen 118 und 119 nehmen im Durchmesser auf den gegenüberliegenden Seiten, gegen den Rotor 12 hin zu. Der Diffusor 2 3 hat eine Lippe 34, die unmittelbar neben dem Rotor 12 sitzt, sich radial nach aussen erstreckend von der Mittellinie der Achse 20 weg. Der Diffusor 24 hat eine Lippe 36, die unmittelbar neben dem Rotor 12 auf der entgegengesetzten Seite sitzt und die sich radial von der besagten Mittellinie weg erstreckt.

Beide Lippen 34 und 36 enden in den kreisförmigen Kanten 120 und 121, wie Fig. 11 zeigt. Das Wort "Diffusor"ist hier so definiert, dass es jeden Diffusor einschliesst und jegliche an- · deren benutzbaren Diffusoren. ■

Die Bezeichnung "Diffusor" ist ferner hier so definiert, dass sie die Lippe 34 einschliesst, aber sich, nicht auf sie beschränkt, oder dass sie sich nur auf den Teil des Diffusors, ohne der darauf befindlichen Lippe, bezieht. Zum Beispiel ist das Wort "Diffusor" hier so definiert, dass es entweder den Teil vom Diffusor 24 einschliesst,. der innerhalb des Radius r_nn liegt, oder alles vom Diffusor, d. h. den Teil, der innerhalb des Radius γ_λ_._λ liegt, wie in Fig. 3 gezeigt wird.

UUU

Ein wichtiges Konstruktionsmerkmal aus den Fig. 1 und 3 besteht darin, dass die Lippen 34 und 36 einen maximalen Aussendurch^ messer 2r_Q00 besitzen, der grosser ist als der Aussendurchmesser der Nabe 28. Die Nabe 28 kann so beschrieben werden, als hätte sie eine zylindrische durchgehende Hauptbohrung. Diese Hauptbohrung wird unter 123 in Fig. 11 gezeigt. Die Oberfläche 123 ist konzentrisch zur Mittellinie der Achse 20. Die Nabe 28 hat an jeder Seite zylindrische Vorsprünge 30 und 30' um die Hauptbohrung, wie Fig. 1 zeigt. Die Vorsprünge 30 und 30· dehnen sich

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in entgegengesetzter Richtung von der Nabe 2 8 aus. Beide Vorsprunginnenflachen sind identisch, nur eine wird unter 122 in Fig. 11 gezeigt. Die Flächen 122 sind tatsächlich Verlängerungen der Fläche 123 aus Fig. ll_f d. h. die Flächen 122 und 123 sind zylindrisch, von gleichem Durchmesser und bilden eine gemeinsame Fläche.

Die Vorsprünge haben parallele Endflächen 124, gezeigt in Fig. 11. Die Endflächen 124 liegen in entsprechenden parallelen Ebenen, senkrecht, zur Mittellinie der Achse 20. Die Nabe hat besagte zylindrische Aussenflache 35. Die Aussenflache 35 liegt konzentrisch zur Mittellinie der Achse 20. Die Vorsprünge haben zylindrische Aussenflachen 125, gezeigt in Fig. 11. Der Aussendurchmesser jeder der Flächen 125 entspricht dem Durchmesser der anderen. Beide Aussenflächen 125 liegen konzentrisch zur Mittellinie der Achse 20. Die Nabe 28 hat eine flache ringförmige Endfläche 126, gezeigt in Fig. 11, Die Flächen 126 liegen in parallelen Ebenen senkrecht zur Mittellinie der Achse 20.

Die Aussenflächen 125 haben den gleichen Abstand von der entsprechenden Nabenendfläche 126. Jeder der .Diffusoren 23 und 24 aus Fig. 1 besitzt eine Aussparung. Beide Aussparungen sind identisch. Deshalb wird nur eine Aussparung 127 in Fig. 11 gezeigt. Die Aussparung 127 hat im wesentlichen flache Endflächen in einer Ebene senkrecht zu der Mittellinie der Achse 20. Die Endfläche 128 umgibt eine innere zylindrische Fläche 129 senkrecht zur Endfläche 128 und konzentrisch zur Mittellinie der Achse 20. Die Aussparung 127 hat eine zylindrische Oberfläche 130. Der Durchmesser der Oberfläche 13O ist ganz gering grosser als der Durchmesser der Vorsprungaussenflache 125, so dass die entsprechenden VorSprünge sich·in die entsprechenden Aussparungen 127 der Diffusoren 23 und 24 hinein und heraus bewegen können, ohne

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dieselben zu berühren. Die Aussparungen 127 liegen jeweils unmittelbar an den entgegengesetzten Seiten der Nabe 28. Die Aussparungsehdflachen 128 liegen unmittelbar an den entgegengesetzten Seiten der Nabe 28. Die Aussparungsendflächen liegen in einem axialen Abstand auseinander, der grosser ist als die maximale axiale Weite der Nabe 28_f die das Lager 32 enthalten kann oder auch nicht.

Die Auflageflächen 25 und 26 kann man auch als "Drucklager" beschreiben. Die Lager 25 und 26 weisen zylindrische innere und äussere Begrenzungsflächen 131 und 132 auf. Die Begrenzungsflächen 131 und 132 sind konzentrisch zur Mittellinie der Achse 20.

Das Lager 32 kann als "hohles radiales Lager" mit zylindrischen inneren und äusseren Begrenzungsflächen beschrieben werden. Die innere Begrenzungsfläche wird in Fig. 11 als 133 bezeichnet. Die äussere Begrenzungsfläche wird in Fig. 11 als 134 bezeichnet. Die Begrenzungsflächen 133 und 134 sind konzentrisch zur Mittellinie der Achse 20. Das Lager 32 hat eine bestimmte Länge und wird fest in die zentrale Ausbohrung 135 der Nabe 28 eingepresst, wie in Fig. Il gezeigt wird. Es wird derart in eine bestimmte Position gepresst, dass ein entsprechender Teil davon über das Ende von den entsprechenden Nabenvorsprüngen 30 und 30' hinausragt, wie Fig. 1 zeigt. Das Lager 32 hat flache Endflächen 136 in parallelen Ebenen senkrecht zu der Mittellinie der Achse 20.

Der Zylinder 27 kann als "Hohlachse" beschrieben werden. Er hat zylindrische äussere Oberflächen 38 und 39. Er hat ferner eine zylindrische Innenfläche 137. Die Oberflächen 38, 39 und die Innenfläche 137 sind konzentrisch zur Mittellinie der Achse 20. Der Zylinder 27 erstreckt sich durch das Innere des Lagers 32.

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Das Lager 32 ist drehbar um und gleitend auf den Zylinderoberflachen 38 und 39 angebracht.

Die Vertiefungen 138 und 139 sitzen in den Aussparungen 127 der Diffusoren 23 und 24. Die Vertiefungen 138 und 139 sind Gegenausbohrungen in der Aussparung 127, eine davon wird in Fig. 11 gezeigt. Die Vertiefung 139 hat eine zylindrische Oberfläche 129, die konzentrisch zur Mittellinie der Achse 20 liegt. Die Vertiefung 139 hat eine flache Endfläche 140, die in einer Ebene senkrecht zur Mittellinie der Achse 20 liegt. Der Innendurchmesser jeder der Oberflächen 129 ist geringer als der der entsprechenden Oberfläche 130.

Jedes der Drucklager 25 und 26 hat flache und parallele Seitenflächen 141, wie in Fig. 11 gezeigt wird. Die Seitenflächen liegen in Ebenen senkrecht zur Mittellinie der Achse 20. Der Zylinder 27 ist länger als das Lager 32.

Die Diffusoren 23 und 24 haben zylindrische Äusbohrungen 142, gezeigt in Fig. 11. Die Ausbohrungen 142 und die Innenfläche der Lager 25 und 26 haben ungefähr den gleichen Innendurchmesser.

Der Ausdruck "fester Stab" kann auch zur Beschreibung der Achse benutzt werden. Die Achse 20 hat eine zylindrische Aussenflache I43_r gezeigt in Fig. 1. Die Aussenflache 143 hat einen Durchmesser, der so angepasst ist, dass er durch die Teile 19, 16, 23, 25, 27, 26, 24 und 18 durchgleitet, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Die Achsoberfläche 143 liegt somit an den zuvor aufgeführten Teilen und an den Innenflächen der Drucklager und des Zylinders 27 an. .

Die Oberflächen 118 und 119 der Diffusoren 23 und 24 in Fig. können als Rotationsflächen um eine gemeinsame Mittellinie beschrieben werden. Die Oberfläche 143 der Achse 20 ist somit

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konzentrisch mit der gemeinsamen Mittellinie.

Die Muttern 21 und 22 und die mit Gewinde versehenen Enden der Achse 20 können als "verschraubte Vorrichtungen" angesehen werden. Diese Vorrichtungen sind so in einer Stellung an der Achse 20 befestigt, dass die Diffusoren 23 und 24 festgehalten und die Lager 25 und 26 gegen die entgegengesetzten Enden des Zylinders gepresst werden.

Die Bohrung 37 in der Nabe 28 kann als "Hilfsbohrung" bezeichnet werden. Die Bohrung 37 erstreckt sich vollständig durch die Nabe 28, Die Bohrung 37 ist durch eine zylindrische Oberfläche 144 begrenzt. Die Oberfläche 144 hat eine Mittellinie parallel zu der Mittellinie der Achse 20, jedoch ist dies zur praktischen Anwendung der Erfindung nicht unbedingt erforderlich. Die Fläche 144 ist räumlich von den Nabenflächen 12 3 und 35 getrennt.

Jeder der Ansätze 30 und 30' weist eine konkave Fläche 145 auf, gezeigt in den Fig. 3 und 11. Die Flächen 145 sind Teile einer Drehfläche um die Mittellinie der Bohrung 37. Der Radius jeder der Flächen 145 entspricht dem Radius der Fläche 144. Die Flächen 125 auf der entgegengesetzten Seite der Nabe 28 schneiden die entsprechenden konkaven Flächen 145 in geraden Kanten ab, die in einer Ebene liegen, die als "einfache vorbestimmte Ebene" bezeichnet wird. Eine zweite vorbestimmte Ebene, die Fläche berührend und parallel zu der erstenEbene, liegt von der ersten Ebene in einem radialen Abstand auseinander, gemessen vom Schnitt des Ausschnitts der geraden Linie mit der dazu senkrechten ersten und der zweiten Ebene. Der besagte kreisförmige Abstand ist im wesentlichen grosser als der Unterschied zwischen dem Durchmesser der Bohrung 37 und dem kreisförmigen Abstand. Die Diffusoren und 24 liegen um einen kleinen kreisförmigen Abstand weiter auseinander als die minimale axiale Weite der Nabe 28.

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Das Gehäuse oder das Rohr 11 ist im wesentlichen zylindrisch und hat bis auf die Schultern 66 und 67 eine weitgehend einheitliche zylindrische Ausbohrung_r wie in Fig. 1 gezeigt. Das Rohr 11 kann deshalb als "hohl" bezeichnet werden.

Wie Fig. 1 zeigt, besitzt das Rohr 11 die Flächen 146, 147 und 148. Alle diese Flächen 146, 147, 148 sind zylindrisch und konzentrisch zur Mittellinie der Achse 20. Der Durchmesser der Fläche 146 entspricht dem Durchmesser der Fläche 148. Infolge der Schultern 66 und 67 ist der Durchmesser der Fläche 147 etwas geringer als der Durchmesser der Flächen 146 und 148,. wie gezeigt wird. Die innere Bohrung der Röhre 11 kann einfach als "Bohrung" bezeichnet werden. Der Innendurchmesser des Gehäuses 11 entspricht dem Durchmesser D der Bohrung. Der nominelle oder Bohrungsdurchmesser D kann dem Durchmesser der Flächen 146 und 148 entsprechen sowie dem Durchmesser der Fläche 147 oder irgendeinem Durchmesser, der grosser ist als der der Fläche 147 und geringer als der der Flächen 146 und 148.

Die Bohrung des Rohres 11 kann so dargestellt werden_r als hätte sie eine "Mittellinie"_r die mit der der Achse 20 identisch ist.

Die Schaufeln 29 des Rotors 12 können ganz normal ausgebildet sein, wenn es gewünscht wird. Das gleiche trifft auf die zylindri· sehe Form der äusseren Zylinderfläche 35 der Nabe 28 zu. Man erkennt, dass die Schaufeln 29 Windmühlenflügeln ähneln. Sie sind an der Nabe 28 in einerStellung fixiert, in der sie sich radial nach aussen erstrecken und somit in eine Richtung weg von der Mittellinie der Achse 20.

Der Ausdruck "Lagerträger" kann einen der Zylinder 15 oder 17 mit dem entsprechenden Zylinder 16 oder 18 einschliessen. Wie gerade festgelegt, können die "Lagerträger" jeden beliebigen Lagerträger einschliessen. Die besagten Lagerträger können

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herkömmliche Lagerträger sein, die nicht im entferntesten denen ähneln, die hier beschrieben sind.

Wie es bei solchen Lagerträgern üblich ist_f ist es erwünscht, soweit es möglich ist, den Durchflussmesserrotor und sämtliche Bauteile, die unterstützt werden sollen, zu unterstützen, ohne dass dabei der Durchfluss merklich behindert wird und ohne dass ein unerwünschter hoher Druck auf den Durchflussmesser ausgeübt wird. So können zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung jede beliebigen herkömmlichen Lagerträger ins Auge gefasst werden, die andern Rohr 11 durch Vorrichtungen befestigt sind, welche die Muttern 21 und 22 und die Schultern 66 und 67 einschliessen, aber nicht auf diese beschränkt sind. Ein solcher Lagerträger ist auf diese Weise innen in dem Rohr 11 befestigt. Der Lagerträger hat auch einen maximalen Querschnitssbereich, der alle gestrichelten Bereiche in Fig. 2 umfasst, die in einer Ebene senkrecht zur Mittellinie der Achse 20 liegen, welche klein

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ist im Vergleich zu « .

Man kann eine oder mehrere der Stützvorrichtungen verwenden und an besagtem Lagerträger auf der Innenseite der Bohrung des Rohres 11 befestigen. Der Rotor 12 ist dann an der Stützvorrichtung oder dem Zylinder 27 befestigt und ist drehbar um die Mittellinie der Achse 20, die ebenso die Mittellinie der inneren Ausbohrung der Röhre des Rohres 11 ist. Der Rotor 12 ist auch vor und zurück in entgegengesetzten Richtungen entlang der Mittellinie der Achse 20 verschiebbar, wobei dafür gesorgt wird, dass das Lager 32 mit dem Zylinder 27 verschiebbar in Kontakt kommt_r um eine derartige Verschiebung ausführen zu können .

Der Ausdruck "Durchflusskontrollvorrichtung" ist hier so definiert, dass er einen oder beide der Diffusoren 21 und 24 ein-

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schliessen kann oder auch nicht. Der Ausdruck "Durchflusskontrollvorrichtung" ist auf der anderen Seite auch so definiert, dass er einen oder mehrere Diffusoren oder andere Bauteile . einschliessen kann. So ist ein Diffusor oder eine Durchfluss- _If kontrollvorrichtung an der Trägervorrichtung oder dem.Zylinder befestigt. Die Durchflusskontrollvorrichtung kann so einen Diffusor einschliessen, der in Bezug auf die.Trägervorrichtung befestigt ist und der axial vom Rotor, an jeder Seite desselben, getrennt ist.

Man erkennt, dass die Durchflusskontrolle so konstruiert ist und so eingebaut ist, dass verhindert wird, dass der Flüssigkeitsstrom axial in der Bohrung des Rohres 11 den Rotor 12 erreicht, es sei denn, er fliesst über die äussere Fläche.von einem der Diffusoren zu dem Rotor. In dem Beispiel nach Fig. 1 muss zuerst der Flüssigkeitsstrom über den zuflussseitigen Diffusor 23,, wenn er in Richtung der Pfeile 83 und 84 fliesst. Sonst fliesst er zuerst über den Diffusor 24.

Man erkennt auch, dass die Lippen 34 und 36 tatsächlich Vorsprünge auf einer sonst vollkommen glatten kurvenförmigen oder konvexen Oberfläche sind. Jede hier eingeschlossene Lippe ist deshalb so definiert,- dass sie einen Vorsprung einschliesst und umgekehrt. -

Gemäss der Tatsache, dass das Lager 32 mehr oder weniger an den. Rotor 12 fixiert ist, kann man es als einen Teil der Nabe 28 betrachten. In einem solchen Fall kann man die Ausbohrung 133 des Lagers 32 aus Fig. 11 als "Ausbohrung" der Nabe 28 betrachten. Unabhängig vom vorher Gesagten sind alle Darstellungsformen der Erfindung nach beiden Seiten gerichtet. Das heisst,. auf Wunsch kann der Durchfluss von rechts nach links in allen Fig. X, 3, 4, 13, 15, 16, 17, 18 und 19 lauten. In jedem Fall muss jedoch zumindest eine der zuflussseitigen und abflussseitigen Diffusoren

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einen Durchmesser haben, der grosser ist als der der Nabe. In den Fig. 1 und 15 ζ. B. bewirkt ein Fluss gegen die Pfeilrichtungen 83_r 84, 85 und 86, dass die Diffusoren 23 und 81 als abflussseitige Diffusoren wirken.

Die Mittellinie der Bohrung 37 muss nicht unbedingt gerade durchgehen oder an der gleichen radialen oder Umkreisstellung auf entgegengesetzten Seiten der Nabe 28 offen sein. Die Mittellinie der Bohrung 37 muss ζ. B. nicht mit deren Länge übereinstimmen.

Um den Rotor auszugleichen, können eine oder mehrere Bohrungen 37, 54 und 78 vorgesehen und angebracht sein.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Schaufelrad-Durchflussmesser mit einem Rotor, einer Einrichtung zur Verminderung des Druckes auf der Zuflussseite des Rotors und einem Kanal in Verbindung mit der Zu- , flussseite zur Erhöhung des dortigen Druckes, bei dem nach der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 der Kanal sich von der Abflussseite des Rotors in einem Abstand vom Rand des Rotors erstreckt und vollständig innerhalb des Rotors oder innerhalb der Rotorachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Durchmesser der stumpfen Achsen (71 und 72) des Rotors etwas geringer ist als der Durchmesser der Aussparungen {78 und 79) in den Diffusoren und dass die stumpfen Achsen (71 und 72) eine kerbenförmige Aussparung (80) aufweisen.
2. Schaufelrad-Durchflussmesser mit einem Rotor, einer Einrichtung zur Verminderung des Druckes auf der Zufluss- . seite des Rotors und einem Kanal in Verbindung mit der Zuflussseite zur Erhöhung des dortigen Druckes, bei dem nach der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 der Kanal sich von der Abflussseite des Rotors in einem Abstand vom Rand des Rotors erstreckt und vollständig innerhalb des Rotors oder innerhalb der Rotorachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (81) eine Lippe (87) aufweist, die einen kreisförmigen Rand (88) besitzt, dass der Radius (r.) des kreisförmigen Randes (88) grosser ist als der Radius (r_) der Nabe (89), dass der Diffusor (82) einen Radius,besitzt, der dem der Nabe entspricht und dass der Diffusor (82) keine Lippe aufweist.

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3. Schaufelrad-Durchflussmesser mit einem Rotor, einer Einrichtung zur Verminderung des Druckes auf der Zuflussseite des Rotors und einem Kanal in Verbindung mit der Zuflussseite zur Erhöhung des dortigen Druckes, bei dem nach der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 der Kanal sich von der Abflussseite des Rotors in einem Abstand vom Rand des Rotors erstreckt und vollständig innerhalb des Rotors oder innerhalb der Rotorachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (92) eine Lippe aufweist, dass der Radius der Nabe (96) um den Betrag d grosser ist als der Maximalradius des Radius des Diffusors (93) und dass der Diffusor (93) keine Lippe besitzt.
4. Schaufelrad-Durchflussmesser mit einem Rotor, einer Einrichtung zur Verminderung des Druckes auf der Zuflussseite des Rotors und einem Kanal in Verbindung mit der Zuflussseite zur Erhöhung des dortigen Druckes, bei dem nach der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 der Kanal sich von der Abflussseite des Rotors in einem Abstand vom Rand des Rotors erstreckt und vollständig innerhalb des Rotors oder innerhalb der Rotorachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusoren (101 und 102) keine Lippen aufweisen, dass ihre Durchmesser gleich und um den Abstand d_T grosser als der äussere Durchmesser der Nabe (100) sind.

Schaufelrad-Durchflussmesser mit einem Rotor, einer Einrichtung zur Verminderung des Druckes auf der Zuflussseite des Rotors und einem Kanal in Verbindung mit der Zuflussseite zur Erhöhung des dortigen Druckes, bei dem nach der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 der Kanal sich von der Abflussseite des Rotors in einem Abstand vom Rand des Rotors erstreckt und vollständig innerhalb des Rotors oder inner-

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halb der Rotorachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusoren (106 und 107) keine Lippen aufweisen, dass der Diffusor (107) einen Durchmesser d., hat, der dem äusseren Durchmesser der Nabe entspricht und dass der Diffusor (108) einen Durchmesser besitzt, der um den Abstand d^ grosser ist als die zwei zuvor genannten Durchmesser.

Schaufelrad-Durchflussmesser mit einem Rotor, einer Ein- ; richtung zur Verminderung des Druckes auf der Zufluss- .... seite des Rotors und einem Kanal in Verbindung mit der Zuflussseite zur Erhöhung des dortigen Druckes, bei dem nach der Hauptanmeldung P 21 08 410.6 der Kanal sich von der Abflussseite des Rotors in einem Abstand vom Rand des Rotors erstreckt und vollständig innerhalb des Rotors oder innerhalb der Rotorachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusoren (111 und 112) keine Lippen aufweisen, dass der Diffusor (111) einen Durchmesser d. besitzt, der grosser ist als der äussere Durchmesser der Nabe (110)_f dass wiederum der äussere Durchmesser der Nabe (110) um den Betrag r_Q grosser ist als der Durchmesser des Diffusors (112),

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