DE531831C - Gyroscope - Google Patents

Description

Kreiselmaschine Die Erfindung bezweckt die Erhöhung des Wirkungsgrades von solchen schnellaufenden Kreiselmaschinen wie Kreiselpumpen, Gebläsen und Wasserturbinen, bei welchen zur Erzielung kleiner Radabmessungen die Radschaufelung bis an die Nabe gezogen ist und im Kreiselrade sehr große Strömungsgeschwindigkeiten verwendet werden; sie besteht in der Hauptsache in einer neuartigenKreiselradschaufelung, welche Kavitationen nicht auftreten läßt, und in der besonderen Ausbildung der das Kreiselrad umgebenden und die Förde;- bzw. Treibflüssigkeit führenden Gehäuseteile.Centrifugal machine The invention aims to increase the efficiency of such high-speed centrifugal machines such as centrifugal pumps, fans and water turbines, in which to achieve small wheel dimensions the wheel blades up to the hub is drawn and very high flow velocities are used in the impeller; it mainly consists of a new type of impeller blade, which has cavitations does not occur, and in the special training of those surrounding the impeller and housing parts carrying the feed or propellant fluid.

Die meisten schnellaufenden Kreiselmaschinen leiden unter Kavitationen, welche besonders stark dann auftreten, wenn im Saugrohr unmittelbar am Kreiselrade die Summe aus geodätischer Saughöhe und meridiäner Geschwindigkeitshöhe gegenüber dem Atmosphärendruck groß ist, d. h. wenn hier eine geringe absolute Pressung herrscht. Diese Kavitationen, deren Wesen als bekannt vorausgesetzt werden kann, sind nur die Folge einer fehlerhaften Schaufelung, wie im folgenden gezeigt werden soll. -Zum besseren Verständnis der Strömungsvorgänge in einer Kreiselmaschine werden in den nachstehenden Ausführungen die im-Kreiselrade auftretenden meridianen Geschwindigkeiten in zwei Hauptströmungsrichtungen zerlegt, welche parallel zu den Z- und Y-Achsen eines Koordinatenkreuzes verlaufen. Die Z-Achse fällt mit der Kreiselachse zusammen, die Y-Achse steht wie in Abb. r in einem rechten Winkel oder wie in Abb. 7 in einem stumpfen Winkel zu. der Z-Achse; sie kann natürlich auch in einem spitzen Winkel zur Z-Achse stehen. Ferner werden die parallel zur Z- und Y-Achse liegenden Komponenten der in einem beliebigen Punkte innerhalb der Schaufelung auftretenden Diagrammgeschwindigkeiten mit dem Index z bzw. y bezeichnet und die aus diesen Geschwindigkeitskomponenten zusammengesetzten Geschwindigkeitsdiagramme ;einfach Z- bzw Y-Diagramme genannt: . Ebenso sind die durch parallel zur Y-Achse liegende Rotationsflächen gebildeten Schaufelschnitte mit Y-Schnitte und die Zylinderschnitte mit - Z-Schnitte bezeichnet. -In den Zeichnungen gehören auf Blatt I die Abb. r bis 6 zusammen, auf Blatt II die Abb. 7 bis ro.Most high-speed gyroscopes suffer from cavitations, which occur particularly strongly when in the intake manifold directly on the impeller the sum of the geodetic suction height and meridian velocity height opposite the atmospheric pressure is large, d. H. if there is a low absolute pressure here. These cavitations, the nature of which can be assumed to be known, are only the consequence of faulty paddling, as will be shown below. -To be used for a better understanding of the flow processes in a centrifugal machine in the following explanations the meridian velocities occurring in the gyro-wheel decomposed into two main directions of flow, which are parallel to the Z and Y axes of a coordinate cross. The Z-axis coincides with the gyro axis, the Y-axis is at a right angle as in Fig. r or at a right angle as in Fig. 7 obtuse angle too. the Z axis; it can of course also be at an acute angle stand to the Z-axis. Furthermore, the components lying parallel to the Z and Y axes are shown the diagram velocities occurring at any point within the blade denoted by the index z or y and those from these speed components composite speed diagrams; simply called Z or Y diagrams: . Likewise, the surfaces of revolution that are parallel to the Y-axis are formed Blade cuts with Y-cuts and the cylinder cuts with - Z-cuts. -In the drawings, figs. R to 6 belong together on sheet I, and on sheet II Fig. 7 to ro.

Es stellen dar Abb. z den Meridianschnitt durch eine Kreiselmaschine gemäß der Erfindung, bei welcher die Begrenzungsflächen des Kreiselrades als Asymptoten zu rechtwinklig sich kreuzenden Y- und Z-Achsen konstruiert sind, Abb. 2 die Ansicht des Kreiselrades und der Gehäusezunge in kleinerem Maßstabe, von der Saugseite aus gesehen, Abb. 3 die Ansicht des Spiralgehäuses von der Saugseite aus gesehen, ' Abb. 4 die Y-Diagramme für drei verschiedene Radien R, R, und R3 des Kreiselrades a in Abb. i, , Abb. ,.a die gleichen Diagramme für eine Schaufelung- der bisher gebräuchlichen Bauart, Abb. 5 die dem Radius R2 in Abb. q. entsprechenden Z-Diagramme, Abb. 6 mit ausgezogenen Linien den Zylinder- oder Z-Schnitt durch die Kreiselradschaufel im Radius R2, mit unterbrochenen Linien den Z-Schnitt durch die Gehäusezunge im Radius R" Abb.7 den Meridianschnitt durch eine Kreiselmaschine gemäß der Erfindung mit in stumpfem Winkel die Z-Achse schneidender Y-Achse, Abb. 8 die Ansicht des Gehäuses in kleinerem MaBstabe, von der Saugseite aus gesehen, Abb.9 die Ansicht des Kreiselrades und der Gehäusezunge von der Saugseite aus gesehen, Abb. 1o mit ausgezogenen Linien den Z-Schnitt durch die Kreiselradschaufel im Radius R_, mit unterbrochenen Linien den Z-Schnitt durch die Gehäusezunge im Radius R3.Fig. Z shows the meridional section through a gyroscope according to the invention, in which the boundary surfaces of the impeller as asymptotes are designed to intersect at right angles Y and Z axes, Fig. 2 the view of the impeller and the housing tongue on a smaller scale, from the suction side seen, Fig. 3 the view of the spiral housing seen from the suction side, ' Fig. 4 the Y diagrams for three different radii R, R, and R3 of the impeller a in Fig. i,, Fig., .A the same diagrams for a blade of the previously common design, Fig. 5, which corresponds to the radius R2 in Fig. q. appropriate Z diagrams, Fig. 6 with solid lines the cylinder or Z section through the Rotor blade in radius R2, with broken lines the Z-section through the Housing tongue in radius R "Fig.7 shows the meridional section through a gyroscope according to the invention with the Z-axis intersecting the Y-axis at an obtuse angle, Fig. 8 the View of the housing on a smaller scale, seen from the suction side, Figure 9 the view of the impeller and the housing tongue seen from the suction side, Fig. 1o with solid lines the Z-section through the rotor blade in the radius R_, with broken lines the Z-section through the housing tongue in radius R3.

Die in den Zeichnungen dargestellten Kreiselmaschinen, Schaufelschnitte und Diagramme gelten mit der durch Pfeile angedettteten Drehrichtung für Kreiselpumpen oder Gebläse mit sogenannten zurückgebogenen Schaufeln. Sie sind ohne weiteres .auf Turbinen anwendbar, wenn der Drehsinn und die Richtung der Diagrammgeschwindigkeiten umgekehrt- werden.The gyroscopic machines shown in the drawings, blade sections and diagrams apply with the direction of rotation indicated by arrows for centrifugal pumps or fans with so-called bent-back blades. You are without further ado Turbines applicable if the direction of rotation and the direction of the diagram speeds be reversed.

Auf Blatt II sind die Y- und Z Diagramme nicht zur Darstellung gebracht; die -Z-Diagramme der Abb. 5 können aber ohne weiteres für die Kreiselmaschine der Abb.7 gelten. Auch die Y-Diagramme der Abb. ¢-können für letztere Verwendung finden, wenn sie hier als Projektionen der Y-Geschwindigkeiten-auf die Zeichnungsebene aufgefaßt werden.The Y and Z diagrams are not shown on sheet II; the -Z diagrams of Fig. 5 can easily be used for the gyroscope of the Fig.7 apply. The Y diagrams in Fig. ¢ can also be used for the latter, if they are understood here as projections of the Y velocities onto the plane of the drawing will.

Die nachstehenden Ausführungen gelten zunächst für Kreiselpumpen und Gebläse, können aber sinngemäß auch für Turbinen gelten. -Ein Kreiselrad kann nur dann ohne Kavitatiönen arbeiten; wenn die Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeitsteilchen innerhalb der Schaufelung konstant ist. Die Winkelgeschwindigkeit der' Schaufeln, die ja. starr iriit der Kreiselwelle verbunden sind, ist in allen Radien konstant, und eine Schaufelung ist dann. in natürlicher Weise geformt, wenn in ihr die Flüssigkeitsteilchen ebenfalls überall konstante Winkelgeschwindigkeit haben, d. h. wenn - die Rotationskomponenten w, der absoluten Geschwindigkeiten w überall in dem gleichen Verhältnis zu .den Umfangsgeschwindigkeiten u -stehen. Trägt man; wie in Abb, q. .dargestellt, die Y-Diagramme des Kreiselrades a der Abb. x so auf, daß die Anfangspunkte derUmfangsgeschwindigkeiten u auf einer durch die Kreiselachse 0 gezogenen Geraden liegen, so müssen die Endpunkte der Rotationskomponenten wya, d. h. der Projektionen der absoluten Geschwindigkeiten wy auf die Umfangsgeschwindigkeiten u, ebenfalls auf einer, durch den 0-Punkt gehenden Geraden liegen. Kreiselradschaufeln, die nach diesem Grundsatz konstruiert sind, ergeben im Y-Schnitt Spiralen, welche der Kreiselachse zustreben; sie erzeugen, wie Versuche ergeben haben, auch bei großen Saughöhen keine oder nur geringe Kavitationen.The following statements apply initially to centrifugal pumps and Blower, but can also apply analogously to turbines. -One gyro can only then work without cavitation; when the angular velocity of the liquid particles is constant within the scoop. The angular velocity of the 'blades, the yes. are rigidly connected to the centrifugal shaft, is constant in all radii, and a scoop is then. naturally formed when in it the liquid particles also have constant angular velocity everywhere, d. H. if - the rotational components w, the absolute velocities w everywhere in the same proportion to .den Circumferential speeds u -are. One carries; as in fig, q. .shown that Y-diagrams of the gyro wheel a of Fig. X so that the starting points of the circumferential speeds u lie on a straight line drawn through the gyro axis 0, the end points the rotational components wya, d. H. the projections of the absolute speeds wy on the circumferential speeds u, also on one that goes through the 0 point Lie straight. Impeller blades, which are designed according to this principle, result in spirals in the Y-section, which strive towards the axis of the gyroscope; they generate As tests have shown, no or only slight cavitations even at high suction heights.

Uni den Gegensatz eines Kreiselrades mit konstanter Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeitsteilchen zu einem Kreiselrad der bisher üblichen Bauart, bei welchem die Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeitsteilchen mit wachsendem Radius zunimmt, deutlich zu machen, sind in Abb. q.a die Y-Diagramme für eine solche Schaufelung dargestellt. Die absolute Geschwindigkeit wy tritt im Radius R, normal zur Umfangsgeschwindigkeit u, also ohne jede Winkelgeschwindigkeit, in die Schaufelung ' ein und ändert beim --Durchgang durch das Kreiselrad Größe und Richtung. derart,. daß im Radius _R,ihre Rotationskomponente eine beträchtliche Größe itn Verhältnis zur ,Umfangsgeschwindigkeit u -erreicht. Die Endpunkte der Rötationskompönenten liegen also -nicht wie in Abb. 4 auf einer Geraden, sondern auf einer nach innen konkav gekrümmten Linie,@welcl@e @äußerhalb des 0-Punktes ihren Anfang nimmt. Ein Y-Schnitt durch eine solche Schaufelung ergibt eine krumme Linie, welche nicht spiralförmig der Kreiselachse zustrebt; sondern außerhalb des 0-Punktes einen Kreis tangiert.Uni the opposite of a rotor with constant angular velocity the liquid particles to a centrifugal wheel of the usual type, in which the angular velocity of the liquid particles increases with increasing radius, To make it clear, the Y diagrams for such a blade can be seen in Fig.q.a shown. The absolute speed wy occurs in the radius R, normal to the peripheral speed u, without any angular velocity, enters the shovel and changes at --Passage through the impeller size and direction. such. that in radius _R, theirs Rotational component has a considerable size in relation to the circumferential speed u -reached. The endpoints of the redness components do not lie as in Fig. 4 on a straight line, but on an inwardly concave curved line, @ welcl @ e @ starts outside the 0 point. A Y-cut through such a blade results in a curved line that does not spiral towards the top axis; but tangent to a circle outside of the 0 point.

Solche- Schaufelformen sind unnatürlich und erzeugen.bei größeren Saughöhen starke Kavitationen. Die Konstrukteure solcher Kreiselräder übersehen, daß die vom Pumpenkreiselrad erzeugte Gesamtenergie aus der Summierung der von den einzelnen Schaufel-_elementen erzeugten Einzelenergien entsteht. Ein Vergleich der Abb. q. und qa lehrt, daß in Abb. q. im Radius R, weil hier eine Rotations--koznponente vorhanden ist, dem Flüssigkeitsteilchen auf, dem Wege- von Ö bis R, bereitseine tangentiale Beschleunigung erteilt ist, die einen Energiewert darstellt, während. in Abb. q.a das Flüssigkeitsteilchen im Radis R1 keine kinetische Energie besitzt, weil die tangentiale Drehbewegung des Schau felelernents hier gar nicht- ausgenutzt ist. - Das Flüssigkeitsteilchen im Radius R, muß--also von den auf größeren Radien kreisenden-Flüssigkeitsteilchen sozusagen mitgezogen werden, so daß Zugspannungen auftreten, welche bei großen Saughöhen den Zusammenhang zwischen den Flüssigkeitsteilchen zerstören. Der für die radiale Flüssigkeitsbewegung aufgestellte Grundsatz konstanter Winkelgeschwindigkeit aller von den Schaufeln erfaßten Flüssigkeitsteilchen muß natürlich auch für die axiale Flüssigkeitsbewegung gelten; denn sonst würde im Z-Diagramm die Rotationskomponente der absolutenGeschwindigkeit ein anderes Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit haben als im Y-Diagramm. Da nun die axiale Geschwindigkeit in allen Teilen des Kreiselrades nach der Y-Koordinate hin abnimmt, müssen in einem beliebigen Z-Schnitt die axialen Schaufelwinkel ß, zwischen Relativ- und Umfangsgeschwindigkeit um so größer sein, je weiter der betrachtete Schaufelpunkt von der Y-Achse des Koordinatenkreuzes entfernt ist. In Abb. 5 sind die Z-Diagramme für verschiedene auf gleichem Radius R2 liegende Punkte der Schaufelung so aufgetragen, daß @ die Anfänge der Umfangsgeschwindigkeiten u auf einer zur Z-Achse parallelen Geraden liegen. Da .die Winkelgeschwindigkeit unveränderlich bleiben soll, müssen die Endpunkte der absoluten Geschwindigkeiten wz bzw. ihre Rotationskomponenten, wie gezeichnet, ebenfalls auf einer zur Z-Achse parallelen Geraden liegen.Shovel shapes of this kind are unnatural and produce. With larger ones Suction heights strong cavitations. The designers of such gyroscopes overlook that the total energy generated by the pump impeller from the summation of the Individual energies generated by individual blade elements are created. A comparison of the Fig.q. and qa teaches that in Fig. q. in the radius R, because there is a rotational component here is present, the liquid particle on the way from Ö to R, ready to be tangential acceleration is given, which represents an energy value while. in Fig.q.a the liquid particle in radius R1 has no kinetic energy, because the tangential rotary movement of the blade element is not used at all here is. - The liquid particle in the radius R, must - therefore from the one on larger radii circling fluid particles are so to speak dragged along, so that tensile stresses occur, which at high suction heights the relationship between the liquid particles destroy. The one set up for radial fluid movement Principle of constant angular velocity of all liquid particles caught by the blades must of course also apply to the axial movement of the fluid; because otherwise would in the Z diagram the rotational component of the absolute speed has a different ratio than in the Y diagram. Since now the axial speed in all parts of the impeller after the Y coordinate decreases, must in one any Z-section the axial blade angle ß, between relative and peripheral speed the greater the farther the considered blade point from the Y-axis of the coordinate system away. In Fig. 5 the Z diagrams for different are on the same radius R2 lying points of the blades plotted so that @ the beginnings of the circumferential speeds u lie on a straight line parallel to the Z-axis. There .the angular velocity Should remain unchangeable, the end points of the absolute velocities must be wz or its components of rotation, as shown, also on one to the Z axis parallel straight lines.

In der Abb. 6 ist der aus den Z-Diagrammen =sich ergebende Z-Schnitt der Schaufel a mit durchgehenden Linien dargestellt. Regelmäßig nähern sich, wenn die Schaufel a im Y-Schnitt gekrümmt ist, die der Saugseite zugekehrten Schaufelteile im Z-Schnitt asymptotisch einer parallel zur Z-Achse liegenden Geraden und die von der Saugseite abgekehrten Teile asymptotisch der Y-Achse des Koordinatensystems bzw. der aus dieser gebildeten Rotationsfläche. Das gilt auch für Laufradprofile, deren Y-Achse, wie in Abb. 7 dargestellt, in stumpfem Winkel oder in spitzem Winkel zur Z-Achse steht.In Fig. 6 is the Z section resulting from the Z diagrams = the blade a shown with solid lines. Approach regularly, though the blade a is curved in the Y-section, the blade parts facing the suction side in the Z-section asymptotically of a straight line lying parallel to the Z-axis and that of parts facing away from the suction side asymptotically to the Y-axis of the coordinate system or the surface of revolution formed from this. This also applies to impeller profiles, its Y-axis, as shown in Fig. 7, at an obtuse angle or at an acute angle to the Z-axis.

Kreiselräder mit konstanter oder annähernd konstanter Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeitsteilchen sowohl in radialer wie auch in axialer Strömungsrichtung haben also folgendes Hauptmerkmal, durch welches sie sich von anderen bisher gebräuchlichen Konstruktionen unterscheiden: Bei im Y-Schnitt konvex gekrümmter Druckseite weist die Schaufelung auch im Z-Schnitt eine konvex gekrümmte Druckseite auf, während bei Kreiselrädern mit wachsender Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeitsteilchen die Schaufelung bei im Y-Schnitt konvex gekrümmter Druckseite im Z-Schnitt eine konkav gekrümmte Druckseite, im günstigsten Falle eine geradlinige Druckseite hat.Gyroscopic wheels with constant or almost constant angular speed of the liquid particles both in the radial and in the axial flow direction So have the following main feature, which distinguishes them from others that have been used up to now Distinguish constructions: If the pressure side has a convex curve in the Y-section the blades also have a convexly curved pressure side in the Z-section, while with gyroscopes with increasing angular velocity of the liquid particles the blades in the Y-section convexly curved pressure side in the Z-section one concavely curved pressure side, in the best case has a straight pressure side.

Bei im Z-Schnitt konkav gekrümmter Druckseite muß dann natürlich auch im Z-Schnitt die Druckseite konkav gekrümmt sein. Schaufeln mit im Y-Schnitt radial verlaufender Druckseite weisen dagegen im Z-Schnitt eine- zur Z-Achse parallele .Gerade auf, sind also vollständig eben. Derartige Kreiselräder sind berefts`bekännt.If the pressure side is concavely curved in the Z-section, then of course it must the pressure side be concave curved in the Z-section. Blades with radial in Y-section On the other hand, the pressure side running in the Z-section has an axis parallel to the Z-axis . Straight up, so they are completely flat. Such gyroscopes are known.

Werden die das Laufradprofil begrenzenden Kurven als mathematisch gesetzmäßige Asymptoten so konstruiert, daß -in jedem Punkt einer der Flutbahnen b bis d die jeweilige Meridiangeschwindigkeit bekannt ist, so lassen sich nach Zerlegung derselben in. Y- und Z-Komponenten die Y- und Z-Diagramme aufstellen und aus -den sich hierbei ergebenden Schaufelwinkeln die für die Modellherstellung wichtigen Y- und Z-Schnitte zeichnen. In den Abb. r und 7 sind für die Begrenzung. der Laufradprofile solche Kurven gewählt, daß die radialen und die Y-Komponenten der Meridiangeschwindigkeiten in allen parallel-zur Y-Achse liegenden Schnittflächen direkt proportional dem Radius des betrachteten Schaufelpunktes und die Z-Komponenten direkt proportional dem Abstand von der Y-Achse zunehmen. Die Y-Schnitte der Schaufelurig bilden dann -unabhängig von ihrem Abstand von :der Y-Achse stets die gleiche Kurve e, und zwar eine logarithmische Spirale mit dem gleichbleibenden Schaufelwinkel ß," während die Z-Schnitte Schraubenlinien sind, deren Steigung direkt proportional mit dem axialen Abstand von der Y-Achse wächst. Die Schaufelfläche ist also in diesem Falle eine Schraubenfläche, bei welcher ein - beliebiger Y-Schnitt e die Erzeugende und ein beliebiger Z-Schnitt f die Leitlinie ist. Je größer der Schaufelwinkel ß, im Y-Schnitt ist, desto größer ist die Zunahme der Steigung im Z-Schnitt, und für ß,, =9o° wird die Steigung im Z-Schnitt unendlich groß, d. h. die Schaufel ist vollständig eben.If the curves delimiting the impeller profile are constructed as mathematically lawful asymptotes in such a way that the respective meridian velocity is known at each point of one of the flood paths b to d, then after breaking them down into Y and Z components, the Y and Z Set up diagrams and use the resulting blade angles to draw the Y and Z sections that are important for making the model. In Figs. R and 7 are for the limitation. For the impeller profiles, such curves are chosen that the radial and the Y components of the meridian velocities in all intersections lying parallel to the Y axis increase in direct proportion to the radius of the blade point under consideration and the Z components increase in direct proportion to the distance from the Y axis. The Y-sections of the blades then form -independent of their distance from: the Y-axis always the same curve e, namely a logarithmic spiral with the constant blade angle ß, "while the Z-sections are helical lines, the slope of which is directly proportional to the axial distance from the Y-axis increases. The blade surface is in this case a helical surface in which any Y section e is the generating line and any Z section f is the guiding line -Section, the greater the increase in the pitch in the Z-section, and for ß ,, = 90 ° the pitch in the Z-section becomes infinitely large, ie the blade is completely flat.

Zur Vermeidung von Ringwirbeln müssen natürlich die Profile der Ein= und Austrittskanten g und k der Schaufel a die Flutbahnen b bis d so schneiden, daß die vom Kreiselrad der Flüssigkeit erteilte bzw. von der Flüssigkeit an das Kreiselrad abgegebene Energie auf allen Flutbahnen die gleiche ist.To avoid ring vortices, of course, the profiles of the Ein = and trailing edges g and k of the blade a intersect the tide paths b to d in such a way that that the liquid given by the impeller or from the liquid to the The energy given off by the centrifugal wheel is the same on all flood channels.

Zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades ist es unerläßlich, daß die absolute Austrittsgeschwindigkeit von den das Kreiselrad umgebenden Teilen des Gehäuses so aufgenommen und geführt wird, daß eine möglichst verlustfreie Umwandlung der kinetischen Energie in die potentielle erfolgt. Beim übergang aus der Schaufel in die angrenzenden Gehäuseteile muß die Größe und Richtung der absoluten Geschwindigkeiten und ihrer Y- und Z-Komponenten zunächst unverändert bleiben. Die Y- und Z-Schnitte durch die Zunge i der Gehäusespirale k bzw. durch den an die Laufradschaufeln anschließenden Teil der Leitschaufeln, .falls solche vorgesehen- werden, sind demnach in der gleichen Weise wie die Kreiselradschaufeln aus den Y-- und Z-Diagrammen zu konstruieren. Es ergibt sich also für diesen Teil der' Leitfläche wiederum eine Schraubenfläche mit dem Y-Schnitt l -als Erzeugende und dem Z-Schnitt m als Leitlinie. Letztere bildet wiederum eine Schraubenlinie, - deren Steigung direkt proportional mit dem Abstand von der Y-Achse zunimmt. Ein Meridianschnitt durch diesen Teil der Zunge i (Abb: i und 7) bildet eine nach innen konkav gekrümmte Linien, welche sich. in dem der Saugseite der Kreiselmaschine-zugekehrten Teil einer zur Z-Achse parallelen Geraden, im anderen Teile der Zunge der Y-Achse asymptotisch nähert. Damit. in einer Kreiselpumpe die aus dem Kreiselrade austretenden absoluten Geschwindigkeiten - ohne .Stoß in Druck umgesetzt bzw. damit -in -einer Mirbine die Pressung -der Treibflüssigkeit nach dem Kreiselrade zu ohne Stoß in kinetische Energie umgesetzt werden kann, müssen. die Querschnitte- der . Gehäusespirale bzw. des Leitapparats nach dem Druckstutzen o hin allmählich sich .erweitern und am Ende des Druckstutzens in den -Kreisquerschnitt der anschließenden Rohrleitung übergeführt werden. " Bei Verwendung sehr großer Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des Kreiselrades ist natürlich auch in den das letztere unmittelbar umgebenden Gehäuseteilen die Strömungsgeschwindigkeit sehr groß und hat beträchtliche Reibungsverluste im - Gefolge, deren Einfluß nur durch eine glatte Oberfläche dieser Gehäuseteile ausgeglichen werden kann. Die Schaufelflächen des Kreiselrades und die Innenflächen des konischen Saugstutzens p sind unschwer zu glätten: Dagegen sind die Innenflächen der . Gehäusespirale k auch bei großen Ausführungen für die Bearbeitung mit Werkzeugen nicht- oder nur sehr schwer zugänglich. _ Erfindungsgemäß wird deshalb die Gehäusespirale k . so, ausgebildet, . daß die seitlichen . Begrenzungsflächen derselben von den entsprechend im Durchmesser vergrößerten seitlichen Gehäusedeckeln q und r gebildet werden, so daß nach Abnehmen derselben die innere Fläche der Gehäusespirale freiliegt und von beiden Seiten für die Bearbeitung durch eine rotierende Schmirgelscheibe oder ein anderes Werkzeug zugänglich ist.. Die "derart in die Gehäusedeckel q und r verlegten seitlichen Begrenzungsflächen der Gehäusespirale sind als Rotationsflächen ausgebildet und können auf der Drehbank glattgedreht werden. Vorteilhaft erhalten die Querschnitte - der Gehäusespirale Trapezform, weil bei solcher die Umwandlung der kinetischen :Energie in -Pressung bzw: umgekehrt in der Spirale selbst erfolgen kann und bei dem übergang derselben in den Anschlußstutzen o, dessen Innenflächen nicht bearbeitet werden können, die Strömungsgeschwindigkeiten normal gehalten werden können.In order to achieve a high degree of efficiency, it is essential that the absolute exit velocity is recorded and guided by the parts of the housing surrounding the impeller in such a way that the kinetic energy is converted into potential with as little loss as possible. During the transition from the blade to the adjacent housing parts, the size and direction of the absolute velocities and their Y and Z components must initially remain unchanged. The Y and Z cuts through the tongue i of the housing spiral k or through the part of the guide vanes adjoining the impeller blades, if any are provided, are therefore in the same way as the impeller blades from the Y and Z Construct diagrams. For this part of the guide surface there is in turn a helical surface with the Y section 1 as the generating line and the Z section m as the guide line. The latter in turn forms a helical line - the slope of which increases in direct proportion to the distance from the Y-axis. A meridional section through this part of the tongue i (Fig: i and 7) forms an inwardly concave curved line, which extends. in the part of a straight line parallel to the Z-axis facing the suction side of the gyroscope, in the other part of the tongue asymptotically approaches the Y-axis. In order to. in a centrifugal pump the absolute speeds emerging from the centrifugal impeller - converted into pressure without impact or so - in a mirbine the pressure - of the propellant fluid after the impeller can be converted into kinetic energy without impact. the cross-sections of the. The housing spiral or the diffuser gradually expand after the pressure port o and are transferred to the circular cross-section of the adjoining pipeline at the end of the pressure port. "When using very high flow velocities within the impeller, the flow speed is of course also very high in the housing parts immediately surrounding the latter, resulting in considerable friction losses, the influence of which can only be compensated for by a smooth surface of these housing parts Inner surfaces of the conical suction nozzle p are easy to smooth: In contrast, the inner surfaces of the housing spiral k are not accessible, or only accessible with great difficulty, for machining with tools, even in the case of large designs lateral boundary surfaces of the same are formed by the correspondingly enlarged lateral housing covers q and r , so that after removal of the same, the inner surface of the housing spiral is exposed and from both sides for machining by a rotating emery disk or another tool is accessible .. The " lateral boundary surfaces of the housing spiral, which are laid in this way in the housing covers q and r , are designed as surfaces of rotation and can be turned smooth on the lathe. Advantageously, the cross-sections of the housing spiral are trapezoidal, because in such cases the conversion of the kinetic energy into pressure or vice versa can take place in the spiral itself and at the transition of the same into the connecting piece o, the inner surfaces of which cannot be machined, the flow speeds are normal can be held.

In den Abb. 7 und 8 ist wegen der Schwierigkeit der zeichnerischen Darstellung diese Einrichtung fortgelassen. Sie läßt sich aber auch für diese Ausführung anwenden.In Figs. 7 and 8 is because of the difficulty of drawing Representation of this facility omitted. But it can also be used for this version use.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Kreiselmaschine, bei welcher die Laufradschaufeln und die Zunge der Gehäusespirale -bzw. die Leitschaufeln sowohl in normal zur Kreiselachse liegenden Schriittflächen_ als auch in Zylinderschnitten gekrümmt sind, - dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der Laufradschaufeln in beiden Schnitten entweder nur konvex oder nur konkav . und die dem Laufrad- zugekehrte Fläche _ der Gehäusezunge,bzw. der. Leitschaufeln in beiden Schnitten- konkav gekrümmt ist, derart, daß in den Zylinderschnitten der Winkel -zwischen Schaufeltangente und Umfangsgeschwindigkeit ' an den dem Saugrohr zugekehrten Schaufelteilen größer als an- den entgegengesetzten Teilen ist. z. Ausführungsform nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß_' die_Laufradschaufeln in Abhängigkeit von dem Laufradprofil in beiden Schnitten so gekrümmt sind, daß die Flüssigkeitsteilchen innerhalb der Laufradschaufelung sowohl in ihrer zentrifugalen S,piralbewegung als auch in der axialen Schraubenbewegung gleichbleibende Winkelgeschwindigkeit haben. 3. Ausführungsform nach Anspruch i und 2, bei welcher- die Begrenzungen des Laufradprofils :als gesetzmäßige Kurven asymptotisch zu- einem rechtwinkligen oder spitzwinkligen oder stumpfwinkligen Xoordinaterikreuz verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradschaufeln in den zur Ordinatenachse parallelen Rotationsschnittflächen nach der Kreiselachse zustrebende Spiralen und in den Zylinderschnitten Schraubenlinien mit nach der Saugseite hin wachsender Steigung bilden. q.. Ausführungsform nach Anspruch 3 mit _ solchem Laufradprofil, daß die parallel zur Ordinatenachse gerichteten Komponenten der Meridiangeschwindigkeiten direkt proportional mit dem radialen -Abstand von der Kreiselachse und die axialen Komponenten direkt proportional' mit dem. axialen- Abstand von der Ordinatenachse zunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradschaufeln und die an diese angrenzenden Teile der Gehäusespirale bzw. der Leitschaufeln in den zur Ordinatenachse parallelen Rotationsschnitten kongruente logarithmische Spiralen und in den Zylinderschnitten Schraubenlinien bilden, deren Steigung direkt proportional mit dem axialen Abstand von der Ordinatenachse wächst so, daß die Fläche der Laufradschaufel und diejenige der Gehäusezunge je eine Schraubenfläche bildet, bei welcher der parallel zur Ordinatenachse liegende Schaufelschnitt die Erzeugende und ein beliebiger Zylinderschnitt die Leitlinie ist. 5. Ausführungsform des Spiralgehäuses zu der Kreiselmaschine nach Anspruch r bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Begrenzungen der Gehäusespirale als Rotationsflächen ausgebildet und in die entsprechend im Durchmesser vergrößerten seitlichen Gehäusedeckel so verlegt sind, daß nach Ab- nehmender letzteren alle Innenflächen der Gehäusespirale bis zum übergang im den Druckstutzen für die Bearbeitung mittels Werkzeugen freiliegen.PATENT CLAIMS: i. Centrifugal machine, in which the impeller blades and the tongue of the housing spiral -bzw. the guide vanes are curved both in step surfaces lying normal to the centrifugal axis and in cylinder sections, - characterized in that the pressure side of the impeller vanes is either only convex or only concave in both sections. and the surface facing the impeller _ of the housing tongue, or. the. Guide vanes in both sections is concavely curved, in such a way that in the cylinder sections the angle -between vane tangent and circumferential speed 'is greater on the vane parts facing the suction pipe than on the opposite parts. z. Embodiment according to claim z, characterized in that, depending on the impeller profile, the impeller blades are curved in both sections so that the liquid particles within the impeller blades have constant angular velocity both in their centrifugal spiral movement and in their axial helical movement. 3. Embodiment according to claim i and 2, in which the limits of the impeller profile: run as regular curves asymptotically to a right-angled or acute-angled or obtuse-angled Xoordinaterikreuz, characterized in that the impeller blades in the rotation intersection surfaces parallel to the ordinate axis and spirals towards the gyro axis Form helical lines in the cylinder sections with a gradient that increases towards the suction side. q .. Embodiment according to claim 3 with such an impeller profile that the components of the meridian velocities directed parallel to the ordinate axis are directly proportional to the radial distance from the gyroscopic axis and the axial components are directly proportional to the. axial distance from the ordinate axis increase, characterized in that the impeller blades and the adjacent parts of the housing spiral or the guide vanes in the rotational sections parallel to the ordinate axis congruent logarithmic spirals and in the cylinder sections helical lines, the slope of which is directly proportional to the axial distance grows from the ordinate axis so that the surface of the impeller blade and that of the housing tongue each form a helical surface in which the blade section parallel to the ordinate axis is the generatrix and any cylindrical section is the guideline. Embodiment 5 of the spiral housing to the centrifugal machine according to claim r to 4, characterized in that the lateral boundaries of the housing spiral formed as surfaces of revolution and are transferred to the corresponding in diameter enlarged lateral housing cover so that after completion participating all inner surfaces of the latter, the housing spiral to exposed to the transition in the pressure port for machining with tools.