Titel: Schleuder-, Schrauben- und Kapselgebläse.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1897, Band 304 (S. 245–249)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj304/ar304060

Schleuder-, Schrauben- und Kapselgebläse, Versuche und Berechnungen von Gruben- und Blaseventilatoren.

(Schluss des Berichtes S. 222 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Fr. Pelzer's Ventilator.

Um bei Schleudergebläsen mit einseitiger Saugöffnung eine Druckausgleichung auf beiden Seiten des Flügelrades herbeizuführen, trifft Friedrich Pelzer in Dortmund nach dem D. R. P. Nr. 86613 (Kl. 27) folgende Einrichtung an der Nabe des Flügelrades. Die Oeffnungen a (Fig. 7) in der Nabenscheibe des Flügelrades werden durch einen Blechkonus b in der Weise abgedeckt, dass ein Ringkanal c frei bleibt, durch welchen die durch a angesaugte Luft austritt, wodurch auf beiden Flügelradseiten der Druck zur Ausgleichung gelangt.

Textabbildung Bd. 304, S. 245

Für einen Spannungsunterschied h = 100 mm Wassersäule stellen sich die Verhältnisse wie folgt:

|246|
D m
Flügelrad-
durchmesser
d m
Saugrohr-
durchmesser

Q cbm/Sec.
Luftmenge

n minutl.
Umlaufszahl
1,0 0,75 3,33 780
1,5 1,13 7,50 520
2,0 1,15 13,33 400
2,5 1,88 20,83 315
3,0 2,25 30,00 260
4,0 3,00 50,25 200.

Luftgeschwindigkeit in der Saugöffnung c = 7,6 m/Sec.

Patterson-Sandilands' Ventilator zur Rauchniederschlagung.

Durch das Wasserleitungsrohr c am Spindellager (Fig. 8) des Ventilatorflügels wird nach dem D. R. P. Nr. 87112, Zusatz zu Nr. 83142, Wasser in den Hohlraum b der Trichternabe a zugeleitet, welches in Folge der Fliehkraft sich in der theilweise abgedeckten Randrinne ansammelt und durch Röhrchen d in den Flügelraum brausenartig einspritzt, wodurch der abgesaugte Rauch niedergeschlagen wird.

Textabbildung Bd. 304, S. 246
Textabbildung Bd. 304, S. 246

Versuche mit Centrifugalventilatoren.

Hammersley, Heeman und Gilbert haben nach Génie civil, 1896 Bd. 29 S. 55, durch Versuche nachgewiesen, dass der Wirkungsgrad eines Ventilators mit massiger Flügelzahl und einfacher Flügelform zunimmt, während die inneren Widerstände bei stark gekrümmter und verwickelter Flügelform wachsen. An den Blasehals des Ventilators ist ein liegender Windkessel angeschlossenen welchem mittels Einsatzschieber Querschnittsänderungen ermöglicht werden, wobei Manometer zur Bestimmung der dynamischen und statischen Pressung, wie es in Fig. 9 bis 11 schematisch dargestellt ist, herangezogen werden; Anemometer dienen zur Ermittelung der Windgeschwindigkeiten. Zudem ist in das Antriebwerk des Ventilators (Fig. 13 und 14) ein Emerson'scher Kraftmesser eingeschaltet, der durch eine Prony'sche Bremse geprüft wird. Umlaufzähler am Motor, am Zwischenvorgelege und der Ventilatorspindel ergänzen das Messwerk.

Ist h1 mm Wassersäule der Stand im Manometer A, welcher mit dem Winkelrohr D in die Leitung H hineinragt, während der andere Schenkel in C glatten Anschluss an die Rohr wand findet, so gilt allgemein der Ausdruck

als Geschwindigkeitshöhe oder als dynamische Pressung. Insbesondere gilt aber zur Messung der Luftbewegung durch ein Wassermanometer die Beziehung

wenn γ0 = 1000 k Gewicht von 1 cbm Wasser und γ = 1,25 k Gewicht von 1 cbm Luft bei normaler Mitteltemperatur ist, was wegen γ0 : γ = 800

c = 125√h1

ergibt, wenn h1 in m Wassersäule eingeführt wird, wogegen für h1 in mm Wasser

bezieh. abgerundet

c = 4 \/h1

folgt.

Ist wie in Fig. 9 der Durchgangsquerschnitt (d1 =2 0,430), also

,

annähernd auf die Hälfte verengt, so wird bei h1 = 44 mm Manometerstand und υ = 61 m/Sec. Flügelgeschwindigkeit die mittlere Windgeschwindigkeit im vollen Querschnitt f= 0,145 qm

c = 4 √44 = 4 . 6,638

c = 26,532 m/Sec.

betragen, was eine Windmenge

Q = c . f ~ 3,8 cbm/Sec.

ergibt. Die Leistung der Luft stellt sich auf

wobei die statische Luftspannung (Pression bezieh. Depression) h = 200 mm beträgt, so dass

Textabbildung Bd. 304, S. 246
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oder Ne ~ 10 . . . folgt. Da nun Ni = 15 gebraucht wurden, so stellt sich der dynamische Wirkungsgrad

Wird der Windbehälter geschlossen (Fig. 10), so steigt die Pressung bei υ = 61 m/Sec. Flügelgeschwindigkeit auf h = 300 mm, während die Geschwindigkeitshöhe h1 = 0 werden muss, weil keine Luft fortgeschafft wird. Bei ganz offenem Behälter (Fig. 11) wird dagegen h = 0 und die Geschwindigkeitshöhe h1 = 125 mm bei einer Flügelgeschwindigkeit υ = 61 m/Sec. Dies entspricht bei

h1 = √125 = 11,18

einer mittleren Windgeschwindigkeit von

c = 44,72 m/Sec.,

was eine Luftmenge Q = 6,5 cbm/Sec. ergibt. In beiden Fällen ist der Wirkungsgrad μ = 0, in Fig. 10 weil c = 0 und im Falle Fig. 11 weil h = 0 ist.

Um den Einfluss der Flügelform auf den Wirkungsgrad zu untersuchen, sind in den sechsflügeligen Radstern (Fig. 12) abwechselnd die Flügel a, b und c eingesetzt und der Ventilator mit υ = 61 m/Sec. Umfangsgeschwindigkeit laufen gelassen worden.

Alle drei Flügelformen schneiden die Tangirende an dem Kreise von 225 mm Durchmesser unter einem Winkel von 25°, bezieh. es bilden die Schaufelelemente dieses Kreises mit der Radialen den Winkel α = 65°, während die Winkel am äusseren Radkreise D = 0,431 m bei den Formen

a b c
(90 – β) = a1 = 35° 60° 90°
bezieh. β = 55° 30°

betragen. Die Flügelrad Verhältnisse sind daher:

bezieh.

Textabbildung Bd. 304, S. 247

Das Gehäuse dieses Ventilators a (b oder c) ist mittels eines Rohrstutzens f (Fig. 13 bis 17) an den Windkessel g von D0 = 0,760 m Durchmesser bezieh. L = 5,5 m Länge angeschlossen, in deren Mitte bei D Blenden mit centralen Kreisöffnungen von Dx = 0,120 bis 0,457 m Durchmesser eingesetzt werden, welche in den folgenden Diagrammen die strichpunktirten Coordinaten A, B, C, D, E und F bezeichnen. Am Schwinghebel ik (Fig. 15) ist der Windmesser angebracht, welcher dadurch in die verschiedenen Lagen der offenen Rohrmündung bequem eingestellt werden kann. Um ebenfalls die Pressungen h und h1 in den verschiedenen Stellen des Rohrquerschnittes g zu bestimmen, sind die Manometerrohre p und q verstellbar eingerichtet (Fig. 16) und die Rohrenden für die statische Pressung mit 50 mm grossen scharfrändigen Kreisscheiben s (Fig. 17) besetzt. Vom Motor m wird mittels zwischengeschaltetem Kraftmesser r der Ventilator a bethätigt, wobei Umlaufszähler n1 und n die Umdrehungen bestimmen. Mit Hilfe dieser Einrichtungen sind nun die Diagramme Fig. 18 für Flügel a, Fig. 19 für Flügelform b und für das Flügelrad, c das Diagramm Fig. 20 zusammengestellt. Die Vergleichung der charakteristischen Linien dieser Diagramme zeigt ohne weiteres die Ueberlegenheit der Schaufelform c gegen b und diese gegen a. Zur Erläuterung der Diagramme möge angeführt sein, dass die regelrechten Abstände 0, 1, 2 . . . 10 der Abscissenachse die Luftmenge von je Q = 0,233 cbm/Sec. angeben, während (bei Fig. 19) die Maasstäbe für den Wirkungsgrad μ von 10 zu 10 bis 100, für die statische Pressung h von 5 zu 5 cm bis 50 cm und der Maasstab für den indicirten Effect Ni von 2 zu 2 bis 20 reicht, während mit A . . . F die verschiedenen Einsatzblenden bezeichnet sind.

Textabbildung Bd. 304, S. 247

Ausserdem wurden die Versuche noch mit den Flügelgeschwindigkeiten

υ = 25,4 31,0 bezieh. 61 m/Sec.

durchgeführt. Auf diese letzte Geschwindigkeit beziehen sich, wie bereits erwähnt, die Diagramme Fig. 18 bis 20.

Das Diagramm Fig. 21 bezieht sich auf einen Ventilator von D = 0,406 m Durchmesser, d = 0,15 m Saugrohr und Trapezflügel von b = 0,184 bezieh. b1 = 0,028 m innerer und äusserer Breite mit Anschlusswinkel α = 30°, bei h = 240 mm statischer Pressung und υ = 61 m/Sec. Umfangsgeschwindigkeit des Flügelrades.

Im Diagramm Fig. 22 ist die Wirkungsweise eines Ventilators mit Vertheiler vorgeführt.

D = 0,305 m Flügelraddurchmesser,
b = 0,07 m Flügelbreite,
D 1 = 0,584 m Gehäusedurchmesser,
υ = 61 m/Sec. Flügelgeschwindigkeit, und
h = 110 mm maximaler statischer Pressung.

B. Verity's Schraubenventilator.

Beachtenswerth sind die Versuche von Kennedy, welche mit zwei Schraubengebläsen von B. Verity und Sohn in London vorgenommen worden sind. Die Ergebnisse dieser Versuche sind nach Industries, 1890 Bd. 8 * S. 65, in Folgendem kurz zusammengestellt. Die in Fig. 23 und 24 dargestellten Windräder (Air propeller) haben je D1 = 0,914 und D2 = 0,610 m äusseren Flügeldurchmesser. Jedes Windrad ist an einen liegenden Windkessel von D0 = 0,914 m Durchmesser bezieh. F = 0,656 qm Querschnitt und L = 3,2 m Länge bezieh. V = 2,1 cbm Inhalt angeschlossen worden, welcher ins Freie mündete. Angetrieben wurde das Windrad durch einen kleinen Immish-Elektromotor, welcher das grosse Windrad D1 mit einer Uebersetzung i1 = 2,6 und das kleine D2 mit i2 = 2,0 ins Langsame bethätigte. Der |248| Effect wurde nach Watt bezieh. Volt-Ampère gemessen und durch Einschaltwiderstände geregelt, wobei mittels Seilbremse an Stelle des Windrades der Wirkungsgrad festgestellt wurde. Dagegen wurde die Windmenge durch einen kalibrirten Windmesser im Windkessel, welcher, 1,67 m vom Windrad entfernt, auf einer Querschiene verstellbar war, gemessen. Der Mündungsquerschnitt des Windkessels ist in Ringquerschnitte zerlegt gedacht worden, von 914 bezieh. 762, 457 und 165 mm Durchmesser, in deren Mittelkreisen, und zwar im wagerechten Hauptdurchmesser, die Windflügel des Anemometers eingestellt waren. Die Summe der berechneten Windmengen in den einzelnen Ringtheilen bestimmte die gelieferte Windmenge Q, welche, durch den Querschnitt F dividirt, die mittlere Windgeschwindigkeit

.

ergibt.

Textabbildung Bd. 304, S. 248
Textabbildung Bd. 304, S. 248

In der nachstehenden Tabelle sind die Ergebnisse dieser Versuche für beide Flügelräder D1 und D2 zusammengestellt, wobei derselbe Windkessel D0 = 0,914 für beide Windräder gebraucht wurde. Dagegen ist im Diagramm Fig. 25 die Geschwindigkeit (60 υ) für das kleinere Rad D2 auf ein Windrohr D0 = D2 bezogen. Während in der Tabelle sämmtliche Werthe auf m, und zwar m/Sec. zurückgeführt sind, stellen die Diagrammcurven die eigentlichen Versuchswerthe vor, welche sich auf englische Cubikfuss, Minuten u.s.w. beziehen.

Tabelle B.

Kennedy's Versuche mit Verity's Schraubengebläse.

Textabbildung Bd. 304, S. 248

C. Enke's Kapselgebläse.

Von der Maschinenfabrik Carl Enke in Schkeuditz-Leipzig werden Kapselgebläse gebaut, welche die Mängel der bekannten Roots-Blower, die namentlich in der Dichtung der schmalen Berührungsflächen ihren Grund haben, beseitigen. Dies wird dadurch erreicht, dass sämmtliche Berührungsflächen der arbeitenden Organe auf der Drehbank bezieh. der Ausbohrbank vollendet werden |249| können. Die Flügeltrommel a (Fig. 26) kreist in einem Cylinder b mit Ansatzstutzen d und f, gleichzeitig auch um einen Cylinder c, welcher aus zwei an den Abschlussdeckeln befestigten cylindrischen Rohrstutzen besteht, die in der Mitte des Gehäuses b einen Raum frei lassen, durch den die Speichen h der auf der Welle g gekeilten Flügeltrommel a mit Spiel durchgehen. Im Cylindergehäuse b ist ein zweiter Cylinderraum i vorgesehen, in welchem die Steuerungswalze k sich dreht, welche mit der Welle g durch Stirnräder (4 : 3) verbunden ist, so dass die Umlaufszahl der Walze k 4/3 mal so gross als jene der Flügeltrommel a ist. Nun sind die beiden inneren feststehenden Cylinder c an der Unterseite muldenartig und nach dem Halbmesser der Steuerwalze k ausgespart, so dass diese mit ihren Flügeln sowohl im Cylinder i als auch an c passend geht. Da ferner in die cylindrischen Mulden l der Steuerwalze k die Speichen h der Flügeltrommel a gleichsam als Radzähne hineinpassen und k mit a gegensätzlich sich umdrehen, so wird folgender Arbeitsvorgang zu bemerken sein, wobei, um das Verständniss zu erleichtern, die Flügel 1 und 3 vorerst weggedacht sein mögen. In der Stellung Fig. 26 treibt der Flügel 2 die Luft durch den Windstutzen f fort, während in m und n die Dichtung nach rückwärts erfolgt. Bei fortschreitender Rechtsdrehung von a2 und Linksdrehung von k öffnet sich n und schliesst dafür m in gleichem Betrage, bis nach Austritt des Walzenflügels a4 aus i der Flügel k an c vollständig anliegt. Hierbei ist aber bloss der Flügel a1 dichtend gewesen. Um aber statt einem Flügel gleichzeitig drei zur Abdichtung zu bringen, sind noch die Flügel 1 und 3 vorgesehen, so dass vier Flügel in drei Walzenmulden l abwechselnd eintreten. Nur dieser Flügel ist während des Eingriffes in l für die Abdichtung wirkungslos. In den Räumen zwischen den Flügeln 1 und 2 bezieh. 2 und 3 und von 3 bis zum Saugrohr herrscht Dünnluft, welche nur durch den verlustweisen Uebertritt von Pressluft in der Spannung staffelförmig sich etwas steigert, so dass im Raume 12 eine höhere Luftspannung als im Raume 23 herrschen wird.

Textabbildung Bd. 304, S. 249

Bei einem dreifach dichtenden Kapselgebläse (Fig. 26) beträgt der volumetrische Wirkungsgrad bei einer Spannung von 2 m Wassersäule und 200 Umläufen annähernd 83 Proc., während derselbe bei einem einfach dichtenden Gebläse bei n = 300 und h = 500 mm Wassersäule bis auf 94 Proc. im Mittel ansteigt, und zwar ist derselbe bei

n = 320 zu 93,5 Proc.
n = 300 zu 94
n = 280 zu 95

ermittelt worden.

Skinner's Kapselgebläse.

Das Patent Pump and Blower Syndicate in London baut nach Industries, 1891 I Bd. 10 * S. 18, das in Fig. 27 dargestellte einachsige Kapselgebläse. Im cylindrischen Gehäuse a mit Saug- und Druckrohrstutzen b und c kreist, durch eine Riemenscheibe getrieben, die excentrisch gelagerte Welle d mit der Trommel f, in deren cylindrischen Rinnen drei Bogenplatten mit entsprechenden Randleisten g gelenkig eingeschoben sind.

Textabbildung Bd. 304, S. 249

Diese würden bei ihrem Umlaufe durch die Fliehkraft an die innere Cylinderwand a stark angepresst werden, wodurch ihre äusseren Randleisten i zwar selbstdichtend wirken, aber zu sehr der Reibung unterliegen würden. Um die Wirkung dieser Centralkraft aufzufangen, sind drei Kreissectorplatten k vorgesehen, welche von den Bogenplatten gi mittels Seitenzapfen i im Kreise um den Mittelzapfen l frei herumgeführt werden und den wechselnden Winkellagen der Bogenplatten gi folgen.

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