DE6608292U - Geblaese fuer sehr kleinen volumenstrom. - Google Patents

Description

P.A. 416 789*13.7.68

DIo Erfindung betrifft die Ausführung eines Gebläses, das bei hohem Ansaugdruck . und verhältnismäßig hoher Laufradumfangsgeschwindigkeit eine entsprechend große Drucksteigerung bei einem sehr kleinen Volumenstrom bewirken und dabei, insbe-Hondere im Außendurchmesser, kleine Abmessungen aufweisen soll. Zur Erzielung großer Drucksteigerungen sind hohe Umfangsgeschwindigkeiten erforderlich, wobei die Annäherung der relativen Anströmgeschwindigkeit der Laufradflügel an die örtliche Schallgeschwindigkeit zu beachten ist.

Bei Axialgebläsen ist der Volumenstrom nach kleinen Werten hin begrenzt durch den Drosselkennwert, der das Verhältnis der kinetischen Energie der axialen Durchströmgeschwindigkeit zur spezifischen Verdichtungsarbeit angibt, Bei inkompressibler Strömung ist der Drosselkennwert gleich dem Verhältnis des Staudrucks der axialen Durchströmgeschwindigkeit zu der im Gebläse erzeugten Drucksteigerung. Bei dem hier in Betracht gezogenen Gebläse mit der verlangten großen Drucksteigerung wäre es also erforderlich, um eine Unter schreitung des minimalen Drosselkennwertes und das damit verbundene Abreißen der Gebläsekennlinie zu vermeiden, in Anbetracht der hohen Laufradumfangsgeschwindigkeit auch eine entsprechend hohe minimale axiale Durchströmgeschwindigkeit vorzusehen. Da sich dabei aber ein zu großer Volumenstrom ergeben würde, muß bei dem von dem Gebläse neben '.[

der großen Drucksteigerung gleichzeitig verlangten kleinen Volumenstrom eine Ausbildung des Gebläses als Axialgebläse ausscheiden, selbst wenn man bei der angenommenen hohen Laufradumfangsgeschwindigkeit zur Erzielung der gewünschten kleinen Gebläseabmessungen für ilen Antrieb schnellaufende Drehstrommotoren ver-. wendet, deren Betriebsdrehzahl u a. zwischen 25000 und 30000 U/min liegt.

Bei einer Ausbildung des Gebläses als übliches Radialgebläse würde es durch das sich radial nach außen um das Laufrad herum erstreckende Gebläsegehäuse unerwünscht große Abmessungen erhalten, wenn man nicht einen entsprechenden Wirkungsgradverlust in Kauf nehmen will. Zudem ergeben sich bei dem verlangten kleinen Volumenstrom beim üblichen Radiallaufrad nach dem Umfang zu derart schmale langgezogene Durchströmquerschnitte, daß man in den Laufradkanälen mit Sekundärströmungen und größeren Verlusten rechnen muß.

-2- j

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, eine zwischen der reinen axialen und radialen Bauart liegende Gebläseausführung vorzusehen, die man als Diago-. • nalrad bezeichnen könnte. Bei den eigentlichen Diagonalrädern werden auf die kegelförmig ausgeführte Nabe die tragflügeiförmigen Radflügel aufgesetzt; die Durchströmung der Räder erfolgt angenähert auf kegeligen Schnitten. Gegenüber einem reinen Axialrad vom gleichen Außendurchmesser kann ein solches Diagonalrad mit wesentlich kleinerer Nabe im Eintritt ausgeführt werden und ergibt damit in Anbetracht der größeren Eintrittsfläche einen größeren Ansaugvolumenstrom, d. h, also einen größeren Durchflußkennwert als beim Axialrad zu erreichen sein würde, dessen kleinstmöglicher Volumenstrom, wie zuvor erwähnt, bei dem be= trachteten Verwendungszweck bereits den vorliegenden Bedarf überschreitet.

Erfindungsgemäß wird das Laufrad zur Erzielung des verlangten kleinen Volumenstroms mit mehreren vom Eintrittsdurchmesser des kegelstumpfförmigen Rades zum Außendurchmesser hin führenden geraden Bohrungen ausgeführt, deren Zahl und Durchmesser dem erforderlichen Durchströmquerschnitt angepaßt werden.

Bild 1 zeigt links einen Achs schnitt durch ein solches aus dem Vollen hergestelltes Gebläselaufrad und daneben die Aufsicht bei einer Ausführung des Rades mit fünf geraden zylindrischen Bohrungen, die unter der größtmöglichen Neigung zur Radialrichtung gezeichne" sind, bei der die Bohrungswandung den Eintrittsdurchmesser des Rades tangential berührt. Im rechten Bildteil ist der Winkelbereich gezeigt, in dem die Bohrungen in dieser Ebene verlaufen können.

Bild 2 gibt den schematisch angedeuteten Aufbau des mit Austrittsleitrad ausgeführten Gebläses mit Antrieb durch einen in einem Hochdruckzylinder koaxial eingebauten schnellaufenden Drehstrommotor wieder. In dieser Abbildung ist das Laufrad ioit 1 bezeichnet, der Antriebsmotor mit 2; dabei ist für den Läufer die Kennzeichnung 2,1 gewählt und für den bei höheren Temperaturen des Strömungsmediums vorzusehenden Kühler die Bezeichnung 2, 2. Teil 2, 3 ist die Motor und Kühler auf der Laufradseite und am Außenmantel umschließende Isolierung. Teil 3 der Darstellung ist der den Antriebsmotor tragende Hochdruckzylinder mit den beiden Zylinderdeckel!] 3_a ϊ auf der Eintrittsseite mit dem Anschluß für die Zuleitung und 3, 2 mit dem ent-

22.7.71

«ρrechenden Anschluß auf der Austrittsseite des Gebläses, In den Zylinder 3 IkI unter Aussparung eines ringförmigen Auffangraumes für das aus den Laufradkanaien austretende Medium das auf den Isoliermantel 2, 3 des Motors aufgesetzte Austrittsleitrad 4 eingeschoben, aus dem das Strömungsmedium in den von den Teilen 2,3 und 3 gebildeten schmalen Ringraum tritt. Aus diesem Ringraum strömt das Medium durch den Durchlaß des Motorflansches an dem das Motorende isolierenden Abströmkörper 5 entlang der in der Mitte .des Zylinderdeckels 3,2 befindlichen Austritts öffnung zu. Um dabei eine Drehung der Abslrömung und die Ausbildung eines Austrittswirbels zu hindern, sind in den Abßtrömkörper 5 mehrere radial gerichtete Stege 5₄1 eingesetzt, die zur Strö-Q mungsführung in den von den Teilen 3,2 und 5 gebildeten Austrittsraum hineinragen.

Göttingen, d. 20. Juni 1968

Claims (5)

RA. 416 733*10.7.68 tansprüche:

1. Gebläse mit hoher Drehzahl und hoher Laufradiimfahgsgeschwindigkcit für große Drucksteigerung bei sehr kleinem Volumenstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die' Laufradkanäle aus geraden zylindrischen Bohrungen bestehen, die im Achsschnitt des kegelstumpfförmig ausgebildeten Laufrades geneigt zur Laufradachse verlaufen, während sie im dazu senkrechten Schnitt in einem Winkelbereich verlaufen, der begrenzt ist von der Richtung eines Radius und demjenigen Neigungswinkel zur radialen Richtung, bei dem die Bohrungswandung den Eintrittsdurchmesser des Laufrades tangential berührt.

2. Gebläse nach Anspruch 1 für einen Einsatz bei hohem Ansaugdruck, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb ein in einem Hochdruckzylinder konzentrisch gelagerter schnellaufender - Drehatrom - Motor verwendet wird, um dessen zylindrischen Außehmantel der Gebläsestrom ohne die Anordnung eines besonderen Gebläsegehäuses geleitet wird, wobei der mit einem Durchlaß für den Gebläcestrom versehene Zentrierflansch des Motors von den beiden Endflanschen des Hochdruckzylinders gehalten wird.

3. Gebläse nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem in bekannter Weise mit Abdichtringen für berührungsfreie oder gleitende Dichtung versehenen Laufrad ein schaufelloser ringförmiger Auffangraum gegenüber den Austrittsöffnungen der Laufradkanäle angeordnet ist, hinter dem ein axial durchströmtes Austrittsleitrad den mit Drehung aus dem Laufrad tretenden Gebläsestrom in Achsrichtung in den vom äußersten Motordurchmesser und dem Innendurchmesser des Hochdruckzylinders gebildeten Ringraum weiterleitet.

4. Gebläse nach Anspruch 3 . dadurch gekennzeichnet, daß in dem von außen nach innen durchströmten kreisförmigen Austrittsraum mit dem in der Achsmitte des Zylinderdeckels befindlichen Gebläseaustritt radial gerichtete Stege Eur Strömungsführung angebracht sind. ·

5. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die geraden Laufradkanalbohrungen nach außen hin erweitert sind.

6« Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade vorgebohrten Laufradkanäle nach dem Radumfang hin auf der der Drehrichtung entgegengesetzten Seite nach rückwärts erweitert sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

J .