DE2927147A1 - Radialgeblaese - Google Patents
RadialgeblaeseInfo
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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
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
-
- 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
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
2927H7
PATENTANWÄLTE **
DiPL-ING-LUDEWIG dipl-phys. BUSE dipl-phys. M
5600 WUPPERTAL 2, den 27 Kennwort: "Gebläseoptimierung"
Hans Kohl, 5275 Bergneustadt 2, Heisterbachweg 29
Radialgebläse
(Zusatz zu P 27 05 260.4)
(Zusatz zu P 27 05 260.4)
Die Erfindung bezieht sich auf ein Radialgebläse, dessen
Gehäuse ein Laufrad mit radial um seinen zentralen Ansaugraum
angeordneten Schaufeln, ferner eine mit diesem Ansaugraum ausgerichtete Einlaufdüse zur Gaszuführung auf der Saugseite und schließelich einen das Laufrad und die Einlaufdüse
umgebenden Druckraum umfaßt, von dem ein die verdichteten Gase
abführender Austrittsstutzen ausgeht.
Gegenstand des Hauptpatentes war eine weitestgehend verlustfrei arbeitende Regulierung der Fördermenge, wozu vorgeschlagen
wurde, das Ende der Einlaufdüse in den Ansaugraum hineinragen zu lassen und so zwischen der Stirnwand des Laufrades und dem
Ende der Einlaufdüse einen Durchlaßspalt für einen Gasringstrom
zwischen dem Druckraum und dem Schaufelbereich des Laufrades zu schaffen, über dessen Veränderung die Regulierung der
Fördermenge erreicht wird.
Bei der sich daran anschließenden Zusatzanmeldung P 27 05 260.4 ist in einer weiteren Ausbildung des Gegenstandes
des Hauptpatentes zum Zwecke der Kennlinienstabilisierung das Ende der Einlaufdüse, die einen trichterförmigen Übergang mit
Bogenprofil aufweist, um ein bestimmtes feststehendes Teilstück
in den Ansaugraum des Laufrades hineingerichtet. Außerdem weist
das Laufrad zu dem vorgenannten Zweck vor dem Durchlaßspält eine gegen die Strömungsrichtung aufgebogene Einlaßkante für
den Gasringstrom au.f.
0 62/050 3 ~4~
-A-
Bei der vorliegenden Zusatzanmeldung geht es um eine weitere sinnvolle Ausbildung des Radialgebläses. Es wurde
nämlich festgestellt, daß neben der Einstellbarkeit der Fördermenge und der Stabilisierung der Kennlinie des Gebläses
noch andere Kriterien den Einsatz dieser Gebläse maßgeblich bestimmen. Dies betrifft neben der Auswahl
eines Antriebsmotors, der der erforderlichen Gebläseleistung optimal angepaßt ist, vor allem den Wirkungsgrad des Gebläses.
Es ist bekannt, daß zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades die Schweißnähte des Laufrades nachbearbeitet und die
Kanten und Oberflächen der Luftkanäle geglättet werden müssen. Diese Maßnahmen sind aber sehr zeitaufwendig und verursachen
erhöhte Herstellkosten.
Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine Bauweise des Radialgebläses der eingangs genannten Art zu entwickeln, die eine kostengünstige
Herstellung zuläßt und neben der Stabilisierung der Kennlinie insbesondere bei maximaler Fördermenge einen erhöhten
Wirkungsgrad mit sich bringt.
Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Bogen des
Einlaufdüsen-Endes gegenüber einer durch seinen Mittelpunkt
gehenden Vertikalebene einen Bogenwinkel größer/gleich 75° aufweist, das Einlaufdüsenende annähernd in der Stirnwandebene
des Laufrades angeordnet ist und einen Außendurchmesser besitzt, der kleiner/gleich der lichten Weite der aufgebogenen
Einlaßkante des Laufrades ausgebildet ist.
Durch diese Lösungsmaßnahmen ergibt sich nämlich auf einfachste Weise ein Ringspalt definierter Größe, der einen optimal gerichteten
Gasringstrom nach sich zieht. Der Eintritt dieses
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.Gasringstromes in den Schaufelbereich des Laufrades erfolgt
durch die Drehung des Laufrades bedingt, nahezu parallel zur Stirnwand des Laufrades mit minimaler Wirbelbildung. Dies
geschieht, obwohl die Begrenzungsfläche des Ringspaltes an
der aufgebogenen Einlaßkante des Laufrades im Bereich des engsten Querschnittes des Ringspaltes einen Eintrittswinkel
des Gasringstromes von 45° bis 60° gegenüber der Laufradachse erwarten läßt. Es ergibt sich dabei, mit einem Laufrad aus
der laufenden Serienproduktion ohne besondere Glättung oder Schweißnaht-Nachbehandlung eine Wirkungsgradsteigerung von über
10 Prozent gegenüber der früheren Bauweise. Mit einer sorgsamen Ausbildung des Laufrades, was aber sehr aufwendig ist,
sind Wirkungsgrade von über 90 Prozent mit Sicherheit erreichbar. Durch diese Wirkungsgradsteigerungen können im Prinzip stets
kleinere Antriebsmotoren verwendet werden.
Bemerkenswert ist außerdem, daß mit der neuen Bauweise dieser
Art Radialgebläse eine Geräuschverminderung einherging, die bei einem •Laufrad aus der laufenden Produktion ohne besondere
Glättung oder Schweißnaht-Nachbearbeitung 7 Prozent gegenüber
der früheren Bauweise ausmachte.
Nach einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Lösung
ist das Einlaufdüsen-Ende mit einer Zuschärfungsfase versehen,
die im wesentlichen in radialer Richtung weist, wodurch wirkungsgradmindernde
Wirbel in der Strömung vermieden werden. Offenbar ist die Zuschärfungsfase schlank genug, um keinen Strömungsabriß
auszubilden, der sonst zu Turbulenzen führt.
Die Ausbildung der Zuschärfungsfase ist besonders einfach,
da sie aus einer zur Laufradebene planparallelen Materialabtragung
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auf der dem Laufrad zugekehrten Seite der Einlaufdüse ausgebildet ist. Somit kann die Zuschärfung zügig maschinell nach
dem Aufweitungsvorgung ohne Umspannen des Werkstückes ausgeführt werden.
Von besonderer Bedeutung ist, daß die Spitze der Zuschärfungsfase am Einlaufdüsenende in der von der Außenfläche der Laufradstirnwand
bestimmten Ebene angeordnet ist. In dieser Anordnung ist ein Optimum erreicht zwischen der unvermeidbaren Größe
des Ringspaltes und der Richtung des Gasringstromes sowie dem strömungsgünstig einlaufenden, neu angesaugten Gasstrom. Einerseits
darf der Gesamtförderstrom durch den Gasringstrom und damit verbundener Wirbelbildung nicht beeinträchtigt werden,
andererseits soll möglic. vi die gesamte Schaufelbreite dem
neu angesaugten Förderstrom zur Verfügung stehen. Diese Anordnung ist fertigungstechnisch auch einfach zu erreichen, da
der Außendurchmesser der Zuschärfungsfase der Einlaufdüse gerade noch durch die freie öffnung der aufgebogenen Einlaßkante am
Laufrad hindurch paßt und nur geringfügig tief eingeschoben werden muß. In fertig montiertem Zustand sitzt die Zuschärfungsfase
der Einlaufdüse außerdem in einem Bereich der aufgebogenen Einlaßkante des Laufrades, in dem eine Berührung mit dem
Laufrad selbst bei Lagerungsspiel oder Resonanzschwingungen praktisch ausgeschlossen ist.'
Auf den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem
Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen:
Fig.1 eine Gesamtansicht eines Radialgebläses,
Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig.1,
Fig. 3 einen vergrößerten halbseitigen Schnitt durch das Laufrad gemäß Fig.2.
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Figur 2 zeigt eine Einlaufdüse 20 in fertig ausgerichtetem
Zustand an einem Laufrad 12, die beide von einem Gehäuse 11 druckdicht umgeben sind. Das Gehäuse umschließt einen Druckraum
18/ von dem aus ein Gasringstrom 28 in einen Schaufelbereich
17 des Laufrades 12 durch einen schmalen Durchlaßspalt 26 einströmt. Die neu angesaugte Gasmenge 27 ist mit drei
Stromlinien angedeutet. Sie tritt durch den Ansaugraum 15
des Laufrades 12 hindurch in den Schaufelbereich 17 ein. Im
Schaufelbereich ist der neu angesaugte Gastrom 27 mit dem Gasringstrom 28 vereinigt. Für den strömungsgünstigen Einlauf
des Gasringstromes 28 hat die Stirnwand 25 des Laufrades 12 eine aufgebogene Einlaßkante 34, die auf einen bestimmten
Innendurchmesser D gebracht ist.
Wie insbesondere aus Fig.3 ersichtlich ist, hat die Einlaufdüse
2 0 an ihrem dem Laufrad 12 zugewandten Ende einen trichterförmigen übergang 21 mit Bogenprofil. Dieses Bogenprofil
schließt sich übergangslos an die Trichterform der Einlaßöffnung
16 der Düse an. Der Radius R des Bogenprofils ist
gleich oder etwas größer als der zehnte Teil des engsten Querschnittes der Einlaufdüse 20 mit den Durchmesser d.
Der trichterförmige Übergang 21 hat ein speziell ausgebildetes
Ende 22". Auf der eiern Laufrad zugekehrten Seite ist eine Materialabtragung vorgenommen, die planparallel zur Laufradebene
liegt und eine Zuschärfungsfase 56 ergibt. Somit ist das
äußerste Ende 22 der Einlaufdüse eine scharfe Kante. Dieses
äußerste Ende 22 des trichterförmigen Überganges 21 schließt mit einer durch den Mittelpunkt des Biegeradiuses R verlaufenden
Vertikalebene 57 einen Bogenwinkel 58 ein, der gleich oder größer 75° ist. Der sich am äußersten Ende 22 der Einlaufdüse
ergebende Durchmesser D1 ist. nur geringfügig kleiner als die
lichte Weite D der aufgebogenen Einlaßkante 34 an der Laufradstirnwand 25. Damit läßt sich die Einlaufdüse 20 durch die Ansaugöffnung
des Laufrades hindurch, einschieben.
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Das äußerste Ende 22 der Einlaufdüse sitzt an einer ganz bestimmten Stelle in der Ansaugöffnung des Laufrades 12. Der
von der aufgebogenen Einlaßkante 34 der Stirnwand 25 mit diesem äußersten Ende 22 gebildete Durchlaßspalt 26 darf einerseits
nicht sehr groß werden, da dadurch der Gasringstrom 28 unnötig vergrößert würde, andererseits darf die Eintrittsrichtung 59
des Gasringstromes 28 nicht zu flach in Axialrichtung liegen, da dadurch eine Wirbelbildung im Schaufelbereich 17 sich
verstärken würde, Beiqe Tendenzen beeinflussen den Wirkungsgrad
des Gebläses nachteilig und vergrößern die Geräuschbildung.
Ein Optimum dieser störenden Einflüsse ist erreicht, wenn die scharfe Kante 22 des Düsenendes in der Ebene der Außenfläche
der Laufradstirnwand 25 angeordnet ist. Dabei ist berücksichtigt, daß bei einem dicken Stirnwandblech praktisch eine gering
aufgebogene Einlaßkante 34 mit relativ großem Radius herstellbar ist, und bei einem dünnen Stirnwandblech eine etwas stärker
aufgebogene Einlaßkante 34 mit etwas kleinerem Radius möglich ist. In beiden Fällen bestimmt der Bezug auf die Außenfläche
der Laufradstirnwand 25 für die Positionierung der scharfen Kante 22 des Einlauf-Düsenendes die optimal erreichbaren
Verhältnisse**.
Im übrigen sind im Bereich des Eintrittes des Ringstromes die
Laufradschaufeln 17 etwas abgerundet, so daß das Laufrad bei normal üblichem Lagerspiel - axial wie radial - nicht an der
scharfen Kante 22 des Düsenendes anschlägt oder streift.
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BAD
5600 WUPPERTAL 2, den 2 7 Kennwort: "Gebläseoptxmierung"
Bezugszeichenliste
11 Gehäuse
12 Laufrad
14 Welle
15 Ansaugraum von
16 Einlaßöffnung
17 Schaufelbereiph
18 Druckraum
2 0 Einlaufdüse
21 trichterförmiger Übergang
22 Düsenende
25 Stirnwand von
26 Durchlaßspalt
2 7 Ansaugstrom ,
2 8 Ringstrom
34 Einlaßkante von
5 6 Zuschärfungsfase
57 Vertikalebene
58 Bogenwinkel
59 Eintrittsrichtung von
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INSPECTED
Claims (4)
- dipping. LÜDEWIG DiPL.-PHYS.BUSE DiPL.-PHYS. MENTZEL5600 WUPPERTAL 2, den Kennwort: "Gebläseoptimierung"Ansprüche:Radialgebläse zur Förderung^ von Gasen, dessen Gehäuse ein Laufrad mit radial um seinen zentralen Ansaugraum angeordneten Schaufeln, ferner eine mit diesem Ansaugraum ausgerichteten Einlaufdüse zur Gaszuführung auf der Saugseite und schließlich einen das Laufrad und die Einlaufdüse umgebenden Druckraum umfaßt, von dem ein die verdichteten Gase abführender Austrittsstutzen ausgeht, und daneben das Ende der Einlaufdüse einerseits in den Ansaugraum ragt und andererseits an der Stirnwand des Laufrades einen Durchlaßspalt für einen Gasringstrom zwischen dem Druckraum und dem Schaufelbereich des Laufrades freigibt, wobei nach Patent P ..'.. (Patentanmeldung P 27 05 260.4) das Ende der Einlaufdüse, die einen trichterförmigen Übergang mit Bogenprofil aufweist, um ein bestimmtes feststehendes Teilstück in den Ansaugraum des Laufrades hineinragt und das Laufrad vor dem Durchlaßspalt eine gegen die Strömungsrichtung aufgebogenen Einlaßkante für den Gasringstrom aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen des trichterförmigen Übergangs (21) des Einlaufdüsen-Endes (22) gegenüber einer durch seinen Mittelpunkt verlaufenden Vertikalebene (57) einen Bogenwinkel (58) größer/gleich 75° aufweist, das Einlaufdüsen-Ende (22) annähernd in der Stirnwandebene angeordnet ist ui^d einen Außendurchmesser besitzt, der kleiner/gleich der lichten Weite der aufgebogenen Einlaßkante (34) der Laufrades (12) ausgebildet ist.-2-030862/0503
- 2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufdüsen-Ende (22) mit einer Zuschärfungsfase (56) versehen ist, die im wesentlichen in Radialrichtung weist.
- 3. Radialgebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschärfungsfase (56) aus einer zur Laufradebene planparallelen Materialabtragung auf der dem Laufrad (12) zugekehrten Seite der Einlaufdüse (20) ausgebildet ist.
- 4. Radialgebläse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der Zuschärfungsfase (56) in der von der Außenfläche der Laufradstirnwand (25) bestimmten Ebene angeordnet ist.-3-030062/05
Priority Applications (1)
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---|---|
DE (1) | DE2927147A1 (de) |
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WO2011110379A1 (de) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Turbinen-/verdichtergehäuse |
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-
1979
- 1979-07-05 DE DE19792927147 patent/DE2927147A1/de active Granted
Patent Citations (1)
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Also Published As
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DE2927147C2 (de) | 1987-06-11 |
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