DE2500966C3 - Axialgebläse mit hydraulisch oder pneumatisch stufenlos verstellbaren Laufradschaufeln - Google Patents
Axialgebläse mit hydraulisch oder pneumatisch stufenlos verstellbaren LaufradschaufelnInfo
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- 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
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/34—Blade mountings
- F04D29/36—Blade mountings adjustable
- F04D29/362—Blade mountings adjustable during rotation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Axialgebläse mit hydraulisch oder pneumatisch stufenlos während des Betriebes
verstellbaren Laufradschaufeln, von denen jede in einem radial inneren und in einem radial äußeren
Schaufelzapfenlager gelagert ist, und mit einer Verstelleinrichtung,
die einen in der Laufradnabe koaxial angeordneten Stellzylinder und einen Kolben umfaßt,
wobei der Stellzylinder und der Kolben mit der Antriebsdrehzahl des Gebläses umlaufen.
Zur Veränderung der Luftleistung von Gebläsen verstellt man die Laufradschaufeln entsprechend.
Eine derartige Verstellung der Laufradschaufeln erfolgte bisher — insbesondere bei hohen Leistungen —
entweder rein mechanisch oder hydraulisch mechanisch (z.B. DE-PS 10 30 504). Die für die Verstellung
erforderlichen Teile waren dabei sehr oft in der Laufradnabe angeordnet, und zwar überdies zumeist
möglichst weit innen. Der Grund hierfür lag zum einen darin, daß man die Bauweise dieser Gebläse aus dem
Wasserturbinenbau von den Kaplan-Turbinen übernommen hatte und zum anderen aufgrund des
Massenträgheitsmomentes, Die zusätzlichen Einbauteile für die Verstelleinrichtung bringen nSmljch eine
Erhöhung des Massenträgheitsmomentes. Dies wirkt sich um so stärker aus, je weiter in Umfangsrichtung
diese Teile von der Drehachse angeordnet sind. Ein hohes Massenträgheitsmoment erfordert jedoch einen
höheren Anlaufstrom für die Antriebsmaschine und damit eine höhere Motorauslegung. Die Anordnung der
ίο Verstelleinrichtung im inneren Teil der Laufradnabe
ergibt jedoch eine gedrängte und komplizierte Bauweise und erfordert auch bei Reparaturen oder Änderungen
des Gebläses einen hohen Montageaufwand.
zugrunde, eine einfache Verstelleinrichtung für Axialgebläse zu schaffen, die auch ohne größeren Aufwand
Umbauten des Gebläses, insbesondere Auswechseln von Schaufelblättern mit Zapfen und Lagerung ohne
größere Montagearbeiten gestattet, ohne dabei jedoch das Massenträgheitsmoment zu sehr zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit dem axial verstellbaren Kolben einseitig
kraftschlüssig wirkende Elemente (Seile, Ketten) verbunden sind, die entgegen der Wirkung einer Rückstellkraft
tätig werden, zu den einzelnen Schaufelzapfen führen und auf einem größeren Radius, als sich das
innere Schaufelzapfenlager befindet, angreifen, wobei sie die Schaufelzapfeii-umschlingen.
richtung im inneren Bereich der Laufradnabe und unterhalb des Schaufelzapfens angeordnet, sondern die
einzelnen Teile sind an die Laufradnabe angesetzt
Gegen die Verlegung des Angriffspunktes auf einen größeren Schwerpunktradius sprachen an sich die
vorstehend genannten Gründe bezüglich der Erhöhung des Massenträgheitsmomentes. Der Erfinder hat jedoch
durch die erfinderische konstruktive Lösung eine Gewichtseinsparung erreichen können, womit die
Erhöhung des Massenträgheitsmomentes durch die Verlegung des Angriffspunktes tiwzs ausgeglichen
wird. Der Erfinder hat nämlich erkannt, daß dem Nachteil einer gewissen Erhöhung des Massenträgheitsmomentes auf der anderen Seite erhebliche Vorteile
gegenüberstehen. Das Laufrad läßt sich in einfachere zu bearbeitende Teile auflösen. Weiterhin können Umbauten
ohne größeren Montageaufwand vorgenommen werden, weil der Raum unterhalb des Schaufelzapfens
frei von störenden Einbauten ist. Auch die Verstelleinrichtung selbst läßt sich leichter montieren.
Die Zentrifugalmomente belasten die Laufradschaufeln nur einseitig, und zwar versuchen sie bei sich
drehendem Gebläse die Laufradschaufeln stets auf einen kleineren Anstellwinkel zu drehen.
Diese Tatsache wurde von dem Erfinder ausgenützt, indem er die einfacheren und gewichtsarmen Seile oder Ketten anstelle der bisherigen am Schaufelzapfenende sitzenden Winkelhebel verwendete. Die Verstelleinrichtung braucht ja nur in einer Richtung kraftschlüssig zu wirken, in der anderen Richtung übernehmen die Verstellung automatisch die Zentrifugalmomente. Dabei ergeben sich noch als weitere Vorteile, daß der erzielbare Verslellwinkel größer ist und der wirksame Hebelarm über den ganzen Verstellbereich gleich, nämlich der halbe Zapfendurchmesser ist. Zwar ist die Verwendung von Seilen zur Verstellung von Schaufeln bereits bekannt (z.B. US-PS 24 35 091), aber dies erfolgte nur bei den Leitschaufeln, wobei die aufgezeigten Probleme nicht auftreten.
Diese Tatsache wurde von dem Erfinder ausgenützt, indem er die einfacheren und gewichtsarmen Seile oder Ketten anstelle der bisherigen am Schaufelzapfenende sitzenden Winkelhebel verwendete. Die Verstelleinrichtung braucht ja nur in einer Richtung kraftschlüssig zu wirken, in der anderen Richtung übernehmen die Verstellung automatisch die Zentrifugalmomente. Dabei ergeben sich noch als weitere Vorteile, daß der erzielbare Verslellwinkel größer ist und der wirksame Hebelarm über den ganzen Verstellbereich gleich, nämlich der halbe Zapfendurchmesser ist. Zwar ist die Verwendung von Seilen zur Verstellung von Schaufeln bereits bekannt (z.B. US-PS 24 35 091), aber dies erfolgte nur bei den Leitschaufeln, wobei die aufgezeigten Probleme nicht auftreten.
25 OO 966
3 4
den Stellzylinder und den Kolben größere Wirkflachen einem Nabenkörper 3 gelagert sind. Der in dem
zur Verfugung stehen. Dadurch kann mit niederen Nabenkörper 3 einer Laufradschaufel 2 befestigte
sich besser durchführen. 5 und einen Schaufelfuß 5 aufgeteilt. Der Schaufelfuß 5 ist
steht dabei darin, daß die einseitig kraftschlüssig und 7, die Radial- und Axialkräfte aufnehmen können,
wirkenden Elemente (Seile, Ketten) zwischen den radial gelagert. An der Nabenbüchse sind Augen 8 und 9
äußeren Schaufelzapfenlagern und dem Schaufelblatt angeordnet, durch die die am Umfang verteilten
angreifen. Dies stellt eine einfache und ohne großen io Laufradschaufeln jeweils zwischen zwei Nabenscheiben
dar. Am inneren Umfang sind die beiden Nabenscheiben 10
die einseitig kraftschlüssig wirkenden Elemente (Seile, 15 büchsen 14a mit der Wellenbüchse verbunden. Die
dem Stellzylinder eine Spannfeder derart angeordnet tes ist der Laufradzapfen mit Ausgleichsgewichten 17
ist, daß sie die Laufradschaufeln in der maximalen 20 versehen.
Öffnungsstellung festhält Zum einen wird dadurch ein An die Nabenscheibe 11 ist ein Stellzylinder 18 mit
Schlappwerden der Seile oder Ketten verhindert, und einem Kolben 19 angeflanscht Am äußeren Umfang des
zum anderen schließen sich dann die Laufjadschaufeln Kolbens 19ist ein Regelstern 20 befestigt, der wiederum
beim Anlaufen des Gebläses aufgrund des Zentrifugal- an seinem äußeren Umfange mit der Zahl der
momentes bis maximal auf Förderhöhe Null. Durch 25 Laufradschaufeln 2 entsprechenden Halte- unci Spann-Betätigung
des Kolbens kann dann eine entsprechende einrichtungen 21 versehen ist Spannschrauben 2la
Einstellung der Laufradschaufeln erreicht werden. stellen dabei jeweils die notwendige Seilspannung her
daß als Rückstellkraft im Stillstand am Schaufelzapfen 30 jeweils Seile 22 zu den Laufradschauf?ln. Gemäß F i g. 1
koaxial zu diesem liegend eine Torsionsfeder angreift, umschlingen diese Seile 22 jeweils den Laufradzapfen
die die Schaufeln auf den kleinsten Anstellwinkel bringt. an seinem oberen Ende knapp unterhalb des Schaufel-Zu
der vorstehend genannten Lösung mit der blaues 2a.
Spannfeder stellt dies die kinematische Umkehrung dar. Der auf der Antriebswelle 15 axial verschiebbare
Demgegenüber bringt dies jedoch den Vorteil, daß der 35 Kolben 19 ist mit einem Zentrierring 23 versehen.
gungsmoment nicht auch noch damit belastet ist, daß zwischen Stellzylinder 18 und Kolben 13 hin, ist eine
der größte Luftdurchsatz durch die Schaufelblattstel- Druckfeder 24 mit einem Rückschlagventil 25 angeord-
lung gegeben ist. Vielmehr halten die Torsionsfedern die net Weiterhin ist auf einer nicht näher gezeichneten,
dung bilden. Aus aerodynamischen Gründen ist die der 18 und dem Kolben 19 ist gemäß F i g. 1 zusätzlich
aufweist und der Raum in der Laufradnabe zwischen Meßteil 29 unter Bestimmung des Induktionsstromes als
dem Schaufelfuß und der Welle frei verfügbar ist, lassen 50 »berührungsloses Potentiometer« wirkt,
sich Gebläse nach Baukastensystem zusammensetzen. Die Verstellung der Laufradschaufeln 2 geschieht auf
mehrere selbständige Einheiten aufzulösen. So können Beim Anlaufen des Gebläses überwindet die Zentrifu-
z. B. Schaufelblätter verschiedener Länge in die galkraft die Kraft der Spannfeder 27 und bringt die
die Nabenscheiben mit entsprechenden Befestigungs- Zentrierring 23, womit die Luftpinole dann mit der
vorrichtungen versehen sind, auf verschiedenen Kreis- Wellendrehzabl umläuft, wird Druck in den Raum
durchmessern angeordnet werden können. zwischen den Stellzylinder 18 und den Kolben ί9
dung beschrieben. auf den entsprechenden Wert gebracht werden kann.
deren Lösung, über die Druckfeder 24 und das Rückschlagventil 25
wie bei Luftdruckänderungen in einem Autoreifen vor sich.
Der Kolben 19 und der Regelstern 20 stellen einen Teil der Nabenverkleidung dar.
Die in F i g. 2 und F i g. 3 aufgezeigte Lösung ist im wesentlichen von gleichem Aufbau wie die in F i g. 1
beschriebene. Lediglich der Angriffspunkt des Seiles 22' liegt zwischen den beiden Lagern 6' und 7', und die
Spannfeder 27 ist dui 'h eine Torsionsfeder 30 ersetzt.
Das Seil 22' ist dabei durch eine Bohrung 31 in der Wand der Nabenbüchse 4' geführt. Das freie Ende des Seiles
22 wird in eine Bohrung 32 des .Schaufelzapfens bzw.
einer auf dem Schaufel/apfcn befestigten Kontermutter 33 gesteckt. Zur Abdichtung der Bohrung 31 ist eine
Dichtmanschette 34 über die Öffnung gestülpt.
Der Schaufelzapfen ist in seinem unteren Bereich hohl ausgebildet. In dem Hohlraum befindet sich die
Torsionsfeder 30, deren eines Ende sich gegen den Schaufelzapfen und deren anderes Ende sich gegen die
Nabenbüchse 4' abstützt. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. I, bei dem durch die
Spannfeder der Druckraum zwischen Verstellzylinder und Kolben auf den maximalen Wert gebracht wird,
wird dadurch dieser Druckraum auf den kleinsten Wert gebracht. Die Schaufeln 2 sind damit auf den kk-instcn
Anstellwinkel eingestellt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Axialgebläse mit hydraulisch oder pneumatisch
stufenlos während des Betriebes verstellbaren Laufradschaufeln, von denen jede in einem, radial
inneren und in einem radial äußeren Schaufelzapfenlager gelagert ist, und mit einer Verstelleinrichtung,
die einen in der Laufradnabe koaxial angeordneten Stellzylinder und einen Kolben umfaßt, wobei der
Stellzylinder und der Kolben mit der Antriebsdrehzahl des Gebläses umlaufen, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem axial verstellbaren Kolben (19) einseitig kraftschlüssig wirkende Elemente
(Seile, Ketten 22) verbunden sind, die entgegen der Wirkung einer Rückstellkraft tätig
werden, zu den einzelnen Schaufelzapfen führen und auf einem größeren Radius, als sich das innere
Schaufelzapfenlager (6) befindet, angreifen, wobei sie die Schaufelzapfen umschlingen.
2. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daü die einseitig kraftschlüssig wirkenden Elemente (Seile, Ketten 22) zwischen den radial
äußeren Schaufelzapfenlagern (7) und dem Schaufelblatt (2a) angreifen.
3. Axialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolben (19) ein Flansch
(Regelstern 20) angeordnet ist, an dem die einseitig kraftschlüssig wirkenden Elemente (Seile, Ketten 22)
befestigt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückstellkraft.im Stillstand
zwischen dem Kolben (19) und dem Stellzylinder (18) eine Spannfeder (27) derart angeordnet ist, daß sie
die Laufradschaufeln (2) in der maximalen Öffnungsstellung festhält
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,2, oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Rückstellkraft im Stillstand am Schaufelzapfen koaxial zu diesem liegend eine
Torsionsfeder angreift, die die Schaufeln (2) auf den kleinsten Anstellwinkel bringt
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelstern (20)
und der Kolben (19) einen Teil der Nabenverkleidung bilden.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752500966 DE2500966C3 (de) | 1975-01-11 | 1975-01-11 | Axialgebläse mit hydraulisch oder pneumatisch stufenlos verstellbaren Laufradschaufeln |
AT918375A AT340032B (de) | 1975-01-11 | 1975-12-03 | Axialgeblase mit stufenlos verstellbaren laufradschaufeln |
ES444171A ES444171A1 (es) | 1975-01-11 | 1976-01-09 | Perfeccionamientos en ventiladores axiales con palas del ro-dete regulables sin escalones. |
FR7601017A FR2297337A1 (fr) | 1975-01-11 | 1976-01-09 | Soufflante axiale a pales a reglage infiniment variable |
BR7600150A BR7600150A (pt) | 1975-01-11 | 1976-01-12 | Ventilador axial com pas de rotor hidraulico e pneumaticamente regulavel sem graduacoes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752500966 DE2500966C3 (de) | 1975-01-11 | 1975-01-11 | Axialgebläse mit hydraulisch oder pneumatisch stufenlos verstellbaren Laufradschaufeln |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2500966A1 DE2500966A1 (de) | 1976-07-15 |
DE2500966B2 DE2500966B2 (de) | 1976-12-16 |
DE2500966C3 true DE2500966C3 (de) | 1978-10-05 |
Family
ID=5936286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752500966 Expired DE2500966C3 (de) | 1975-01-11 | 1975-01-11 | Axialgebläse mit hydraulisch oder pneumatisch stufenlos verstellbaren Laufradschaufeln |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
BR (1) | BR7600150A (de) |
DE (1) | DE2500966C3 (de) |
-
1975
- 1975-01-11 DE DE19752500966 patent/DE2500966C3/de not_active Expired
-
1976
- 1976-01-12 BR BR7600150A patent/BR7600150A/pt unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2500966B2 (de) | 1976-12-16 |
BR7600150A (pt) | 1976-08-03 |
DE2500966A1 (de) | 1976-07-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |