DE969280C

DE969280C - Halbaxialgeblaese

Info

Publication number: DE969280C
Application number: DEB13826A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Bruno Eck
Original assignee: Buettner Werke AG
Current assignee: Buettner Werke AG
Priority date: 1951-02-20
Filing date: 1951-02-20
Publication date: 1958-05-14

Description

Halbaxialgebläse Die Erfindung betrifft Halbaxialgebläse, enthaltend ein einstufiges Laufrad für Meridianbeschleunigung mit nicht verstellbaren Schaufeln und mit zunehmendem Außendurchmesser.
Derartige Gebläse zeichnen sich insbesondere durch hohe Druckziffern und einen hohen Wirkungsgrad aus; sie besitzen gegenüber Axialgebläsen jedoch den Nachteil, daß die Laufradschaufeln aus rein geometrischen Gründen nicht verstellbar eingerichtet werden können, so daß man gezwungen ist, bei allen Anwendungsgebieten, die eine weitgehende Regulierung verlangen, dem Laufrad einen feststehenden Leitapparat mit Verstellschaufeln vorzuschalten. Man mußte also notgedrungen auf die ungleich wirkungsvollere Regulierung des Gebläses durch Verstellung der Laufradschaufeln verzichten.
Die Erfindung öffnet dem Halbaxialgebläse mit Meridianbeschleunigung auch für solche Anwendungsgebiete, die eine weitgehende Reguliermöglichkeit zur Voraussetzung haben, neue, bislang unbekannte Wege. Erwähnt wird beispielsweise die Anwendung bei Saugzügen, die bekanntlich oft bis zu 301/o der Normalleistung herunterreguliert werden müssen. Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, ein eingangs erwähntes Halbaxialgebläse mit Meridianbeschleunigung so auszugestalten, daß in einem dem Laufrad vorgeschalteten zylindrischen Ringraum ein axiales Laufrad mit verstellbaren Schaufeln auf der gleichen Welle angeordnet wird.
Durch die Verstellung der Schaufeln des vorgeschalteten Axialrades wird erreicht, daß bei veränderter Fördermenge der sonst eintretende Stoß auf die nicht verstellbaren Schaufeln des eigentlichen Laufrades vermieden wird. Dies bedeutet die weitestgehende Ausschaltung von Stoßverlusten, die bekanntlich die Hauptursache für den Wirkungsgradabfall der Gebläse sind.
Es wurde zwar schon vorgeschlagen, bei Strömungsmaschinen einem Axialrad ein zweites Axialrad mit verstellbaren Schaufeln vorzuschalten. Hierbei handelt es sich jedoch um axiale Strömungsmaschinen, also um eine sich von dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung wesentlich unterscheidende Maschinenart.
Es war auch nicht abzusehen, wie sich die Übertragung der bei axialen Strömungsmaschinen bekannten Anordnung zweier Laufräder auf Halbaxialgebläse mit Meridianbeschleunigung auswirken wird, da im letzteren Fall die verstellbaren Schaufeln des Vorrades in einem Gebiet arbeiten, in dem die Meridianbeschleunigung bedeutend kleiner ist als in der Hauptbeschaufelung. Zahlreiche Versuche haben das überraschende Ergebnis gezeigt, daß gerade diese Eigenart des Halbaxialgebläses einen weiteren Vorteil mit sich bringt, da die Abströmung aus den verstellbar angeordneten Schaufeln des Vorrades einer mehr oder weniger starken Beschleunigung unterworfen wird, wodurch die Grenzschichtschleppen, die bei axialen Strömungsmaschinen sehr schädlich auf die nachfolgenden Schaufeln auftreffen, quasi komprimiert und unwirksam gemacht werden. Dieser wertvolle Effekt ist absolut neu und läßt sich mit keiner Anordnung der bekannten axialen Strömungsmaschinen erreichen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gebläse ergibt sich dann, wenn die Aufgabe gestellt ist, die Luft in umgekehrter Richtung zu fördern. Das ist z. B. sehr oft bei Grubengebläsen erwünscht, damit z. B. bei Brandausbruch die Wetter richtig gesteuert werden können, indem nach Wahl die Luft in die Grube gedrückt oder aus derselben abgesaugt werden kann. Nach der vorliegenden Erfindung kann diese Aufgabe in einfachster Weise dadurch gelöst werden, daß die starre Verbindung zwischen dem Hauptschaufelrad und der Lüfterwelle oder der Nabe des Vorschaufelrades lösbar eingerichtet wird, so daß es möglich ist, nur das Vorschaufelrad der Wirkung der Lüfterwelle auszusetzen. Werden nach Durchführung dieser Maßnahmen die verdrehbaren Schaufeln stark verdreht, so erfolgt mittels des Vorschaufelrades eine Luftförderung in die entgegengesetzte Richtung. Wesentlich ist dabei, daß dieser Wechsel in der Förderrichtung ohne Veränderung der Drehrichtung des Läufers, ohne Auswechselung von Leitungen und ohne Betätigung irgendwelcher Schieber durchgeführt werden kann.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt Fig. i ein Halbaxialgebläse im Schnitt durch eine Gebläsehälfte, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B in Fig. i, Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform eines Halbaxialgebläses.
Im einzelnen bedeuten die Bezugszeichen: i den Mantel des Gehäuses und 2 die Nabe, die beide im Durchmesser in der Strömungsrichtung zunehmen, so daß die Schaufeln 3 aus geometrischen Gründen nicht verstellbar sind. Der Nabe 2 ist die zylindrisch verlaufende Nabe 4 vorgeschaltet, so daß sich zwischen der Nabe 4 und dem umschließenden Gehäusemantel i ein zylindrischer Ringraum ergibt. Auf der Nabe 4 sind die verstellbaren Schaufeln 5 angebracht. Die konstruktive Lösung, wie die Verstellbarkeit der Schaufeln um ihre eigene Achse 6 durchgeführt werden kann, ist nicht gezeichnet, da die verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten hierfür an sich bekannt sind.
In Fig. 3 ist gezeigt, daß es auch möglich ist, statt der beiden Naben 2 und 4 nur eine Nabe vorzusehen, indem die Nabe :2 entgegen der Strömungsrichtung eine zylindrische Verlängerung erhält.
Es bleibt noch zu erwähnen, daß die Nabe oder Naben auf der durch die Mittellinie 14 angedeuteten Gebläsewelle befestigt sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Schaufeln gegebenenfalls so angeordnet werden, daß sie sich im geringen Maße auch um die Gebläsewelle 14 drehen lassen. Die Lösung dieser Aufgabe kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die die verstellbaren Schaufeln tragende Nabe 4 nicht starr mit der Nabe 2 verbunden ist.
Zur besseren Erläuterung der Fig. 2 sind in Fig. i die äußeren Enden der Schaufeln mit den Buchstaben A-B und C-D bezeichnet. Diese äußeren Schaufelkonturen wurden in dem Schnitt Fig. 2 übertragen. Hierin sind die verschiedenen Lagen der Kanten A-B eingezeichnet, und zwar die Stellungen 8, 9, io. Die Verdrehung der Schaufel 5 um die Gebläsewelle ist durch die Linien ii und 12 angedeutet. Durch diese Verdrehung soll erreicht werden, daß die Stromlinienführung etwa auf die Kante C der feststehenden Schaufel auftrifft.
In Fig. i ist auch angedeutet, wie die lose auf der Welle 14 angebrachte Nabe 2 durch die starr mit der gleichen Welle verbundene Nabe 4 mitgenommen wird. Das geschieht dadurch, daß die beiden Naben durch Stifte 13 miteinander verbunden sind. Werden diese Stifte gelöst, so unterliegt die Nabe 2 nicht mehr der Wirkung der umlaufenden Gebläsewelle 14. Die Verbindung und Trennung der beiden Naben kann auch mit anderen Mitteln, z. B. Kupplungen od. dgl., durchgeführt werden.
Die beschriebenen Ausführungen können im Rahmen der Erfindung mannigfach abgeändert und ausgestaltet werden. Das bezieht sich insbesondere auf die Formgebung der Schaufelradnabe oder -naben, die verstellbare Anordnung der Schaufeln sowie auf die Gestaltung des äußeren Gebläsemantels.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Halbaxialgebläse, enthaltend ein einstufiges Laufrad für Meridianbeschleunigung mit nicht verstellbaren Schaufeln und mit zunehmendem Außendurchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vorgeschalteten zylindrischen Ringraum in an sich bekannter Weise ein axiales Laufrad mit verstellbaren Schaufeln auf der gleichen Welle angeordnet ist.
2. Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Laufschaufeln um ihre Achse verstellbar sind, wobei die Achsen der Laufschaufeln um die Läuferachse geschwenkt werden können,
3. Gebläse nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß das regelbare Laufrad fest, das nicht regelbare Laufrad lösbar mit der Laufradwelle gekuppelt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 468499, 469005, 613838, 616042, 617173; britische Patentschrift Nr. 220013; deutsche Patentanmeldung E48392Ia/27c; P f 1 e i d e r e r, »Die Kreiselpumpen«, Springer-Verlag, 1949, S. 327 bis 329 und 356; Bericht 171 der Lilienthalgesellschaft, 1944, S. 40 und 88; Escher-Wyss-Mitteilungen, April/Juni 1938, S. 43/44; Voith-Heidenheim, Druckschrift 1164 (1949) S.7/8; Journal of the Society of Mechanical Engeneers, Tokio (Japan), Sept. 1930, S.87.