DE1428191A1 - Kreiselgeblaese - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kreiselgebläse und betrifft insbesondere Kreiselgebläse mit axialem Auslaß, und zwar im Gegensatz zu den üblichen Kreiselgebläsen mit tangentialem Auslaß, wobei einige Kennzeichen der neuen;Ausführung mit Vorteil auch bei anderen Arten Schleuderpumpen für Strömungsmittel verwendet werden können.

Mit der Erfindung soll ein neuartiges und gedrängt gebautes Axialgebläse geschaffen werden, das die hchen Strömungsund Druckeigenschaften der üblichen Kreiselgebläse aufweist, ohne jedoch die Verwendung verhältnismäßig großer und sperriger Sammelspiralen mit tangentialen Auslässen zu benötigen, und das die Hintereinanderschaltung von mehreren Axialgebläsen ermöglicht, so daß auf diese Weise mehrstufige Kreiselgebläse erhalten werden.

Ferner soll ein verbessertes gedrängt gebautes Kreiselgebläse geschaffen werden, das eine hohe Strömungskapazität und eine hohe leistung hat und das aus Kunststoffen oder anderen

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geeigneten Stoffen mit wenig Werkzeugen und geringen ,Herstellungskosten geformt werden kann. . . ·■ .

Ferner soll ein Kreiselgebläse geschaffen werden, bei dem der gesamte Geräuschpegel durch Ausschalten oder durch wesentliches Verringern der Schaufelfrequenz oder Harmonischen der Schaufelfrequenz oder Geräuschkomponenten, die für gewöhnlich in Kreiselgebläsen mit Spiraldurchlässen vorhanden sind, erreicht wird.

Zu diesem Zweck ist der Auslaß des Laufrades in mehrere Leitdurchlässe bildende Spiraldurchlässe unterteilt und ist so geformt, daß das Ausmaß des Gasstoßes an jeder den Spiraleinlaß bildenden Einlaßabschlußkante verringert wird. Zur weiteren Verringerung des Geräuschpegels des Gebläses ist die Zahl dieser Einlaßabschlußkanten so gewählt, daß das Verhältnis der Zahl der Laufradschaufeln zu der Zahl der Abschlußkanten keine gerade Zahl ist. Ferner ist jede Kante in bezug auf die Laufradschaufeln über einen Winkel in Axialrichtung schräggestellt, der größer ist als der Schaufelabstand des.Laufrades.

Ferner soll ein Kreiselgebläse geschaffen werden, das bei höher-Strömungskapazität einen gedrängten Aufbau hat. Zu diesem Zweck erstrecken sich die Spiraldurchlässe nicht nur In Radialrichtung und in Umfangsrichtung,- sondern auch in Axialrichtung, um auf diese Weise das übliche große Verhältnis von Außendurchmesser zum Laufraddurchmesser zu verringern und die Eadialüberlappung derartiger Durchlässe- im- wesentlichen auszuschalten oder wesentlich zu verkleinern und dafür eine große

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il· · ^4_s|jyäberläppüng längs des Axialgehäuses des Antriebsmotors zu · V.^:r erhalten. 2ur Erzielung dieser großen Axialüberlappung und der kleinen fiadialüberlappung oder lullüberlappung ist das Badialausmaß des Radialleitrades auf einen Durchmesser verringert, der nut etwas größer als der Durchmesser des laufrades ist, und jeder Spiraldurchlaß ist kurz, aber in besonderer Weise um den _;l nachfolgenden Spiraldurchlaß in Axialrichtung verschoben und ist in einer divergierenden Schraubenlinienform großer Länge um den Antriebsmotor geführt. Jeder Spiraldurchlaß endet in einem &iiiitter_f der das gewünschte Übermaß hat und der den Strömungsart eis trößi radial nach innen richtet, und zwar als umfangswändfreie Strahlen ausgeglichenen Momentes» Die Badialstrahlen werden zwecks Austrages abgelenkt oder werden in das axiale Laufrad eines ßächgeschalteten Kreiselgetriebes geleitet.

Perher soll ein neues und Verbessertes Kreiselgebläse geschaffen «erden, das in die Wand einer elektronischen Vorrichtung od.dgl* eingebaut werden kann, um Axialgebläse, Axialrohrgebläse öder ätiale Mehrstufengebläse oder -Ventilatoren zu ersetzen·

Ii ist bekannt, daß die derzeit verwendeten mehrstufigen Kreiselgebläse oder Kreiselpumpen hoher Leistung im Vergleich . Durohaesser deä laufrades einen verhältnismäßig großen Außenhafceö und daher für viele Verwendungszwecke ungeeignet Bind*

Di8 einfache Verwendung lediglich einer einzigen Stufe ieraftiger M&öehinen als Gebläse oder Ventilator würde für viele

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Anordnungen oder Anlagen wegen der Größe, des Gewichtes und der Stöße, selbst bei sehr hoher Leistung und geringen Geräuschen, nicht vertretbar sein» Es ist ferner bekannt, fraß bestimmte Ausführungen, die ein verhältnismäßig kleines ITefhältnis von Außendurchmesser zu Laufraddurchmesser haben und die lediglich Leitschaufeln am Außenumfang des Laufrades verwenden, sowohl eine geringe Strömungsleistung als auch einen vergleichsweise hohen Geräuschpegel haben und daher für derartige Zwecke nicht geeignet sind. Der Gehäuseaußendurchmesser bekannter Ausführungen beträgt mehr als das Doppelte des Laufraddurchmessers, und wenn auch der Strömungsfaktor und der Druckfaktor bei derartigen Maschinen hoch ist, so sind diese Maschinen kein zweckdienlicher Ersatz für die nachstehend beschriebenen* Axialgebläse für kleine, wenig aufwendige Blas- und Kühlvorrichtungen· -

Zur Erläuterung der Relativität der Volumenfließkapazität der verschiedanen bekannten Schleudermaschinen- oder Kreiselmaschinenarten von Flüssigkeitspumpen über Kompressoren zu Gebläsen und Ventilatoren sei auf den bekannten dimensionslosen Faktor Q/1B- hingewiesen, in dem Q das Einlaßströmungsvolumen in Kubifcfuß je Minute, N die Drehzahl je Minute und D der Durclimesser des Laufrades in Fuß ist« in vereinfachter Form ist dieser Faktor der Kubikfußinhalt der Flüssigkeitsmenge je Umdrehung des Laufrades eines Durchmessers von einem Fuß^ gemessen unter Mn- " laßBedingungeh_e Typische Strömungsfaktoren für einige bekannte Arten dieser Maschinen sind nachstehend aufgezählt.

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Wasser- und Flüssigkeitspumpen 0,02 bis 0,10 Schleüderkompressoren mit Eadial-

schaufeln 0,10 bis 0,20

Schleudergebläse mit Badialschau-

feln 0,15 bis 0,30

Verbesserte "Misch-Strom" Kompressoren 0,25 bis 0,50

Flügelventilatoren 0,40 bis 1,1 Axial-Schaufelventilatoren 0,50 bis 1,1

Mischstrom-Gebläse mit tangential em Spiralgehäuse 0,60 bis 1,5

Käfig-Gebläse mit tangentialem Spiralgehäuse 0,50 bis 2,0

Die vorstehende Tabelle des dimensionslosen Strömungsfaktors Q/ΕΠ) soll die Ziele der Erfindung besser erkennen lassen und soll die Größe der Verbesserungen zeigen, die zur Erreichung dieser Ziele erforderlich sind. Die Tabelle ermöglicht auch eine nähere Erklärung der ersterwähnten Ziele· Unter dem Ausdruck "Mischstrom" ist ein Gebläse zu verstehen, das an seinem Einlaß axialgerichtete Schaufeln hat, deren Schleuderschaufeln nachgeschaltet sind, so daß je nach dem Strömungsfaktor und den Durckerfordernissen eine verschieden große Einwirkung in Axialrichtung und Radialrichtung erfolgt· Die erfindungsgemäßen ^NMischstromⁿ-Gebläse sind für Strömungsfaktoren im Bereich von 0,60 bis 1,5 gebaut, um den Strom mit tangentialen Durchlässen aufzunehmen, und haben daher einen verhältnismäßig größeren Einlaß und einen größeren Anteil an Axialbeschaufelung·

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben·

In den Zeichnungen ist:

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Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer Kreiselpumpe, dargestellt als erfindungsgemäßes Kreiselgebläse,

Fig. 2 eine teilweise gebrochene Endansicht des in Fig. 1 dargestellten Kreiselgebläses,

Fig. 3 ein Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1 und Fig. 4, wobei zur Hälfte ein Axialabschnitt des Spiraldurchlasses und zur Hälfte ein Schnitt an der Laufradstutζscheibe und an dem Radialabschnitt des Spiraldurchlasses am Auslaßende des Laufrades dargestellt ist,

Fig. 4 ein Umfangsteil nach Linie 4-4 der Fig. 3 und Fig. 5 mit dem Axialprofil des Spiraldurchlasses,

Fig. 5 ein Querschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 1 und Fig„ 4 mit einem vollständigen Spiraldurchlaß und seiner Auslaßöffnung, . :

Fig.5a ein der Fig. 5 ähnlicher Teilquerschnitt des Gfeläses, der die bei der neuen Ausführung vorhandene Axialüberlappung zeigt,

Figo 6 ein vergrößerter Teil der Fig. 3 mit einer schiefen oder geneigten Einlaßabschlußkante und dem Winkelabstand der Laufradflügel, .

Fig. 7 ein waagerechter Schnitt einer der Fig_#„4 ähnlichen Einlaßabschlußkante mit der radialen Überlappung der Spiraldurchlässe, ■"■·■··..

Fig. 8 eine Teilseitenansicht eines abgeänderten Gebläses der . Fig. 1, das in Tafelwände od.dgl· eingebaut werden kann,

Fig. 9 ein Teilschnitt durch ein abgeändertes Gebläse, mit den

höchste Strömungsgeschwindigkeiten erreicht Herden, und 809810/0426 .

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Fig· 10 eine Teilansicht eines Ausschnittes des in Fig. 9 dargestellten Gebläses, gesehen in der gleichen Bichtung •wie das in Fig» 6 dargestellte Gebläse nach Fig. 1«

Die Fig_# 1 bis 6 zeigen ein zum Fördern von luft oder Gasen mit verhältnismäßig niederen Drucken bestimmtes Kreiselgebläse 10, und zwar ein einstufiges Kreiselgebläse, das in eine einfache Rohrleitung gleichförmiger Größe und gleichförmigen Querschnittes eingebaut werden soll. Das Gebläse kann aber auch mit kleinen Abänderungen mehrere konzentrisch auf einer Welle angeordnete Stufen aufweisen, oder zur Herstellung des Gebläses können eine beliebige Zahl vollständiger einstufiger Gebläse verwendet werden, um ein mehrstufiges Gebläse zu bilden.

Das Gebläse 10 weist einen Gittermotor 11 auf, der in Axialrichtung des Gebläses in elastischen Lagern 12 gelagert ist und dessen Welle 13 ein Laufrad 14 trägt, das auf der Welle 13 mit Klemmschrauben 15 befestigt ist· Das Gebläse 10 weist ferner ein kreisförmiges Laufradgehäuse 16, ein axiales Leitgehäuse und ein Auslaßgehäuse 18 auf. Diese Gehäuse sind mit ihren Endseiten aneinancleygesetzt. Das Leitgeljäuse 17 enthält an seinem Innenumfang ein zylindrisches Motorkammergehäuse 20 mit einen inneren Motorträger 21 zur Aufnahme des einen elastischen Lagers 1p· In gleicher Weise wird das entgegengesetzte Ende des Motors ton einem Träger 22 getragen, der das andere elastische Lager 12 trägt. Die Drehung der Lager 12 in den Trägern 21 und 22 wird äujoh Ansätze 23 (Fig.3) verhütet. Die Lager 12 sind an den Mötorlggeiplatten 25 angekittet ader anderweitig befestigt.

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Der Träger 22 ist an der Endwand des Gehäuses 17 mit Schraubenbolzen 26 befestigt. Das Auslaßgehäuse 18 ist an dem Leitgehäuse 17 mit Schraubenbolzen 27 befestigt, die in Abstandstükken 28 und in auf dem Leitgehäuse 17 vorhandene Angüsse 29 eingeschraubt sind»

Der Motor 11 ist in dem dargestellten Beispiel zwar in elastischen Lagern 12 gelagert, doch werden derartige Lager dann nicht benötigt, wenn das gesamte Gebläsegehäuse 1β, 17 und 18 aus einem der bekannten biegsamen Kunststoffe geformt ist· In diesem Falle wird der Motor 11 fest mit dem Träger 22 verbunden oder wird anderweitig gelagert.

Im Träger 22 befindet sich ein Kreis Öffnungen 30, die einen freien Umlauf von Luft oder Gas um die Motorwicklungen 31 zwecks Kühlung ermöglichen. Motorleiter 32 durchsetzen einen im Träger 22 vorhandenen Ring 33 und einen in der Viand des Leitgehäuses 17 vorhandenen ähnlichen Ring 34· Das Auslaßgehäuse 18 weist auf seinem inneren Umfang einen Auslaßflansch 35 auf, auf dem eine 'Auslassleitung oder ein Auslaßschlauch und eine Klemme (nicht dargestellt) angebracht werden können. Das Laufradgehäuse 16 enthält auf seinem inneren Umfang einen Einlaßflansch 36, auf den ein Einlaßflansch 37 aufgesetzt oder aufgeschrumpft wird, der den gleichen Auße'nflanschdurchmesser hat wie der entgegengesetzte Endflansch 35 für den gleichen Anschluß«

Das Laufrad 14 besteht aus einer Rückplatte 40, einem Einlaßmantel 41 und mehreren zwischen diesen Teilen gelegenen, in Umfangsrichtung auf Abstand stehenden Schaufeln 42, die so

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geformt sind, daß sie an ihren vordren Flächen konkav und an ihren äußeren Umfangen oder Auslaßenden 43 in bezug auf ihre Drehrichtung nach vorn gekrümmt sind. Die Laufradschaufeln 42 haben üinlaßabschnitte 44, die nach außen und nach vorn geneigt sind, um einen "axialen Saugabschnitt" zu bilden und den Strom aus dem Einlaßflansch 37 stßfrei aufzunehmen» Die auf diese Weise profilierten Schaufeln 42 erhöhen auch wesentlich den Strömungsfaktor derartiger Mischstrom-Laufräder· Die Laufradschaufeln nehmen den Strom aus dem Sinlaßflansch 37 in Axialrichtung an ihren Einlaßabschnitten auf, fördern den Strom zuerst in Axialrichtung und ändern dann die Strömungsrichtung allmählich durch die Schleuderwirkung und die Form der Schaufeln auf eine im allgemeinen radiale Sichtung, bis der Strom an den AuLslaßenden 43 der Schaufeln in dieser Radialrichtung ausströmt· Je nach den gewünschten Druckhöheneigenschaften brauchen die Auslaßenden 43 der Schaufeln 42 an der Rückplatte 40 nicht den gleichen Durchmesser zu haben wie am Mantelring 41, und der Auslaß aus diesen Schaufeln braucht nicht in Radialrichtung zur Laufradachse zu erfolgen, sondern die Strömungsrichtung kann eine Axialkomponente und auch eine Radialkomponente enthalten·

Das Laufrad 14 wird von einem radialen Sammeldurchlaß kleinster Radialgröße umgeben, der aus einer Einlaßwand 46 und aus einer auf der abgesetzten Fläche 48 des Motorträgers 21 befestigten Rückwand 47 besteht. Um den Sammeldurchlaß 45 sind mehrere Abschlußkanten 50 gleicher Abmessungen gleichmäßig voneinander verteilt, die die Einlasse zu den spiralförmig und axial

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verlaufenden Leitdurchlässen 51 bilden, die von dem innerhalb des Laufradgehäuses 16 und des axialen Leitgehäuses 17 vornan-« ■ denen Schaufelaggregat 52 gebildet werden. In den Zeichnungen:- sind fünf Abschlußkanten 50 dargestellt. Jedes Schaüfelaggregat 52 besteht aus einem proportionalen Abschnitt der Rückwand 47, aus einer zugehörenden Kante 50, aus einem innerhalb des Laufradgehäuses 16 gelegenen radialen Spiralabschnitt 53, aus einem zwischen der äußeren Umfangswand und der inneren Umfangswand des axialen Leitgehäuses 17 gelegenen axialen Leitabschnitt 54 und aus einem keilförmigen Füllstück 55., Dieses Füllstück 55 dient einem zweifachen Zweck, nämlich den Innendurchmesser des Spiraldurchlasses von dem Durchmesser der Rückwand 47 zum Durchmesser des Motorgehäuses 20 zu verringern und ferner die Divergenz des Durchlasses nach innen zu erleichtern und auf diese Weise den erforderlichen Außendurchmesser des Gehäuses zu verkleinern. Jedes Schaufelaggregat 52 ist am Leitgehäuse 17 mit einem die Endwand dieses Leitgehäuses durchsetzenden Schraubenbolzen 56 und mit zwei Schraubenbolzen 57 befestigt, die in den Motorträger 21 eingeschraubt sind· Jedes Schaufelaggregat 52 ist auch an dem Laufradgehäuse 16 mit einem Schraubenbolzen 58 befestigt, der die Endwand des Gehäuses 16 durchsetzt. Die Schaufelaggregate 52 dienen infolgedessen nicht nur als Strömungsdurchlässe, sondern dienen auch als Mittel, die das Leitgehäuse 17 am Laufradgehäuse 16 mit Hilfe einer zwischen den Gehäusen 16 und 17 vorhandenen abgesetzten Stoßstelle befestigen. Die Schaufelaggregate 52 bestehen in dem dargestellten Beispiel zwar aus

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getrennten Einheiten, können jedoch auch als ein einstückiges Mehrschaufelelement geformt und in das Gebläsegehäuse in ähnlicher oder gleicher Weise eingebaut oder eingesetzt werden. Außerdem enthält jedes Schaufelaggregat 52 zwischen der Außenwand des radialen Spiralabschnittes 53 und der inneren Umfangswand sowie der Endwand des Laufradgehäuses 16 (Fig.8) einen Hohlraum oder eine Kammer, die die Ausführung und Herstellung des Gehäuses 16 und das Gießen der Schaufelaggregate erleichtert. Dieser Hohlraum kann durch zweckentsprechende Profilierung der Endwand des Gehäuses 16 wegfallen.

Dieser "Hohlraum" dient als eine Flächeneinstellvorrichtung, die das Divergenzausmaß des radialen Spiralabschnittes in Übereinstimmung mit den Eigenheiten des Laufrades 14 ändert.

Am Innenende der Spiraldurchlässe 51 sind um das Laufrad 14 die Abschlußkanten 50 oder Ausschnitte 50 in Eadialrichtung durch einen Kleinstzwischenraum von dem Auslaßende 43 der Laufradschaufeln 42 auf Abstand gestellt. In der dargestellten bevorzugten Ausführung beträgt dieser Zwischenraum annähernd 3$ des Laufraddurchmessers, kann jedoch von dem kleinstzulässigen Arbeitszwischenraum auf den Zwischenraum eines schaufellosen Leitgehäuses zwischen den Wänden 46 und 47 geändert werden. Jie iinlaßabschlußkanten oder Ausschnitte 50 sind in Axialrichtung von der Einlaßwand 46 zur Rückwand 47 schräg gestellt, d.h« die linlaßkanten 50 erstrecken sich schräg in Bezug auf eine Ebene, die rechtwinklig zur Laufradachse gerichtet ist. Diese Kanten sind in Axialrichtung schräg gestellt über einen Umfangswinkel 0

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(Fig.β), der bestimmt, wird als der Winkel zwischen einer die Laufradachse und die an der Verbindungsstelle mit der Mnlaßwand 46 vorhandenen Spitze der Kante 50 durchsetzenden Eadialebene und einer ähnlichen Radialebene, die durch die andere Spitze der Kante verläuft, die sich an der Verbindungsstelle der Kante mit der Rückwand 47 befindet. Dieser Winkel 0 ist größer als der in Radialrichtung gemessene äußere Laufradabstandswinkel O, der in ähnlicher Weise zwischen den ladialebenen aufeinanderfolgender Laufradschaufeln gemessen wird,, In der dargestellten Ausführung beträgt der Winkel 0 etwa 26°, während der Winkel θ zwischen aufeinanderfolgenden Schaufeln gleich 360:19 gleich 18°, 56,8' ist. Das Verhältnis zwischen dem Winkel 0 und dem Winkel O muß mindestens gleich 1,0 sein, ist aber erwünscht erweise, kleiner als 2, wobei der Winkel 0 mindestens gleich 20° sein muß«

Die AbschluBkante im Kreiselgebläsegehäuse ist die Hauptentstehungsstelle des Geräusches, das bei diesen Maschinen auftritt. Es sind bereits verschiedenartige Mittel verwendet worden, um dieses Geräusch an seiner Entstehungsstelle zu verringern oder zu dämpfen« Die verschiedenartigen Vorschläge beruhen auf der Verringerung der Flügel- oder Schaufelfrequenz und ihrer Harmonischen auf zulässige oder vertretbare Höhen, Alle diese bekannten Vorrichtungen erfordern jedoch einen vergleichsweise großen Zwischenraum zwischen der Kante und den Laufradschaufeln, und zwar einen Zwischenraum von mindestens 5# des Laufraddurchmessers bis zu 8$ und mehr· Außerdem ist erforderlich, daß die

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Kante vergleichsweise stumpf ist. Diese Forderungen verringern sowohl die Wirkungsweise ale auch die leistung gegenüber einem dicht auf Abstand stehenden scharfkantigen Einlaß. Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß dieses nachteilige Geräusch im wesentlichen dadurch ausgeschaltet werden kann, daß die Abschlußkante schräggestellt wird, und zwar über einen Überbrückungswinkel 0 gleich oder größer als der radial gerichtete äußere Laufradüberbrückungswinkel 0, der erforderlich ist, um den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden laufradschaufeln zu überbrücken. Es wurde ferner festgestellt, daß mit dieser Ausführung alle bekannten bisher verwendeten Vorrichtungen zur Geräuschregelung überflüssig sind. Dies ermöglicht die Herstellung eines JSinlaßabschlusses, der allein unter Rücksicht auf Leistung und leichte Herstellung entworfen worden ist.

Da das Verhältnis zwischen der Zahl der Laufradschaufeln (neunzehn Schaufeln) und der Zahl der Einlaßabschlüsse 50 (fünf Abschlüsse) keine ganze Zahl ist, werden durch die Bruchzahl die die Geräusche erzeugenden Harmonischen und Resonanzen weiterhin verringert und gedämpft.

Die an den Abschlußkanten 50 beginnenden Spiraldurchlasse 51 divergieren zuerst innerhalb des radialen Spiralabschnittes in Radialrichtung, um die hohe Geschwindigkeit am Laufradauslaß in einen statischen Druck umzuwandeln. Dann werden die Spiraldurchlässe 51 allmählich in Axialrichtung gerichtet und gedreht, und zwar zwischen der Außenwand des Leitgehäuses 17 und der Außenfläche des keilförmigen Füllstückes 55 sowie dem Umfang des

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Motorkammergehäuses 20, werden durch den axialen Leitgehäuseabschnitt 54 des Laufradaufbaus 52 vereinzelt und enden in überdrehten Krümmern 60, die eine innere Krümmung 61 mit einem Vorsprung 62 sowie einen äußeren Ring 63 aufweisen. Die entstehenden Gasströme treten im wesentlichen in Axialrichtung aus den Krümmern 60 aus und werden dann in Radialrichtung nach innen durch einen zweiten überdrehten Krümmer gerichtet, der zusammen mit der gekrümmten Fläche 64 des Gehäuses 18 und seinem konzentrischen Vorsprung 65 sowie der Zwischenschaufel 66 die Gasströme über die konkave Fläche 67 des Motörträgers 22 zu der innerhalb des Auslaßflansches 35 gelegenen gemeinsamen axialen Auslaßöffnung 68 richtet.

Das Strömungsmittel hat beim Durchströmen eines Krümmers das Bestreben, sich aufgrund der Schleuderkraft zur äußeren Krümmung des Krümmers hin und von der inneren Krümmung weg zu bewegen, so daß das entstehende Moment des Gasstromes, d.h. die Gasstromgeschwindigkeit, multipliziert mit der Gasstrommasse, aus der Mittellinie des Strahldurchlasses am Auslaß des Krümmers versetzt ist. Dieser nachteilige Versatz wird im wesentlichen durch die Profilierung jedes Krümmers 60 behoben, die so erfolgt, daß das Moment der Teilchen jedes aus dem Krümmer austretenden Strömungsmittelstromes über den gesamten Krümmer von der inneren Krümmung zur äußeren Krümmung im wesentlichen gleichmäßig ist. Zu diesem Zweck verläuft die an der stromauf gelegenen Seite des Krümmers 60 gelegene innere Krümmung, von der sich der Strom bei seinem Durchstrom durch den Krümmer abheben will, nur über

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einen so großen Winkel, daß der Strom aus dem zugehörenden Spiraldurchlaß 51 in Axialrichtung gerichtet wird, dagegen hat die an der stromab gelegenen Seite des Krümmers vorhandene äußere Krümmung 63 eine übergroße Biegung und verläuft über einen Winkel, der größer ist als der Winkel, der erforderlich ist, um den Strom in Axialrichtung zu richten» Die Wirkung dieser übergroßen Krümmung im Krümmer 60 "kompensiert das Bestreben des Gasstromes, sich zur äußeren Krümmung hin zu bewegen, so daß also das Moment des am Auslaß des Krümmers austretenden Gasstrahles fast mit der Mittellinie des Durchlasses zusammenfällt.

Ein weiteres Mittel, das das Abheben des den Krümmer durchströmenden Gasstromes von der inneren Krümmung des Krümmers verhütet, ist der an dieser Krümmung vorhandene Vorsprung 62, der den zuströmenden Strom von der Krümmungsfläche ablenkt, um diesen Strom um und über den Vorsprung 62 in die Seiten des Durchlasses am Auslaß des Krümmers zu lenken und dadurch den tatsächlichen und wirksamen Eadius der inneren Krümmung zu erhöhen.

Die überlänge der äußeren Krümmung im Gehäuse 18 mit dem konzentrischen Vorsprung und der überlangen Zwischenschaufel 66 erfüllt die gleiche Aufgabe, wie sie in Bezug auf den Krümmer 60 mi" meiner überlangen äußeren Krümmung 63 und seinem Vorsprung 62 auf seiner inneren Krümmung beschrieben worden ist«,

Bei der dargestellten Ausführung strömen die fünf gleichweit auf Abstand stehenden ausgeglichenen Ströme gleicher Menge frei von trennenden Wänden im Gehäuse 18 radial nach innen und vermengen sich bei ihrem Treffen nahe dem Mnlaß der axialen Auslaßöffnung*'68«, Hierbei werden Drehgeschwindigkeitskomponenten,

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Wirbel, unerwünschte Beschleunigungen, Strudel und luftleere ■ Säume im Strom wesentlich verringert, ehe der Strom in die axiale Auslaßöffnung 68 einströmt, so daß das Vermengen in dieser Öffnung stoßfrei und ohne Leistungsverlust erfolgt.

Es sind zwar fünf gleichweit auf Abstand stehende ausgeglichene Ströme gleicher Größe gezeigt, die in Radialrichtung aus den die gebogenen Flächen 64 des Gehäuses 18 enthaltenden zweiten Krümmern nach innen strömen, doch kann die Zahl dieser Ströme geändert werden« Damit jedoch die Drehgeschwindigkeitskomponenten, Wirbelungen, unerwünschten Beschleunigungen der Radialströme und Ströme beim Ausströmen über die axiale Ausströmöffnung 68 unterdrückt werden, muß die Größe der Radialströme und der Zwischenraum zwischen den Strömen so gewählt werden, daß das entstehende !foment (Strömungsgeschwindigkeit des Stromes mal Masse) auf der einen Seite einer ausgewählten Radialebene, die durch die Achse des Gebläses gelegt ist, im wesentlichen gleich sein und im wesentlichen radial fluchten muß mit der Resultierenden des Radialstrahlmomentes auf der anderen Seite dieser Ebene«

Die gebogenen Krümmer und die Wände zum Erzeugen radialer Strömungen von ausgeglichenem Einwärtsmoment sowie das Zusammenfassen zu einem einzigen axial gerichteten Auslaßstrom verringert Verluste disrch Drehgeschwindigkeitskomponenten und verhindert auch andere unerwünschte Wirkungen. Die im Vergleich zu dem zweiten Krümmer 64 weniger übergroß gebogene Abschnitte aufweisende Zwischenschaufel 66 trägt weiter zu dem wirksamen Drehen

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der'Strahlen aus der Axialrichtung zur Radialrichtung nach innen bei. Die Notwendigkeit für eine derartige Schaufel oder für derartige Schaufeln sind bedingt durch das hohe Streckenverhältnis (Verhältnis der Tiefe des Stromes senkrecht zur Achse der Krümmung zur Breite des Stromes parallel zu dieser Achse) der Krümmung und durch den Wunsch, den erforderlichen axialen Abstand zu verringern, um den Auslaßdurchmesser zu verkleinern. Bei bestimmten Anwendungen kann die Zwischenschaufel 66 weggelassen werden. Auch der zweite Krümmer kann weggelassen und ein einziger Krümmer am Ende jedes Durchlasses angebracht werden, um die Strahlen radial einwärts oder unter irgendeinem Winkel aus einer Axialrichtung zu einer nach innen gerichteten Radialriehtung umzulenken, wobei das Moment in der beschriebenen Weise ausgerichtet wird, um auf diese Weise die gewünschte Auslaßkonvergenz zu erhalten;

Mit der Erfindung soll vor allem der für gewöhnlich große Außendurchmesser des Kreiselgebläses verkleinert und gleichzeitig soll eine größere Erhöhung als eine zweifache Erhöhung in dem für derartige Maschinen üblichen Strömungsfaktor erhalten werden· Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß anstelle der üblichen radialen Spiraldurchlässe die neue kombinierte radial-axiale Spirale und die Leitdurchlässe gesetzt werden, und daß gleichzeitig der oberhalb des Antriebsmotors befindliche axiale Zwischenraum, der anderweitig nicht verwendet werden kann, benutzt wird. Dies geschieht zusätzlich zu der erwähnten und beschriebenen schräggestellten Abschlußkante 50. Diese schrägge-

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stellte Abschlußkante oder Trennkante 50 ermöglicht eine allmähliche und einwandfreie Umwandlung der üblichen Radialspirale zu einem Axialdurchlaß mit wenig oder keiner Radialüberlappung aufeinanderfolgender Spiralen, Zur Beschreibung dieses Merkmals und zur Unterscheidung von anderen Maschinen sei eine Radialebene angenommen, die sich auf der Achse des Leitrades dreht und deren Axialbreite gleich dem Abstand zwischen der Einlaßwand 46 und der Rückwand 47 oder ähnlich ist. Eine "Radialüberlappung" tritt auf, wenn irgendein Radialelement dieser Ebene oder eine Radiallinie auf dieser Ebene auf irgendeine Wand auftrifft, die irgendeinen Abschnitt des einen Gasstrahles von einem anderen Gasstrahl trennt« Der hier verwendete Ausdruck "Radialüberlappung" ist der Prozentsatz aller Projektionen der eingeschlossenen oder geschnittenen' Flächen auf der gesamten zylindrischen Oberfläche, die den mittleren Durchmesser und die axiale Breite des StrömungSammlers; 45 hat* Eine "Axialüberlappung" tritt dann auf, wenn irgendein Axialelement einer auf der Laufradachse drehbaren Radialebene oder irgendeine auf dieser Ebene befindliche, parallel zu der Achse verlaufende Linie auf irgendeine Wand auftrifft oder eine Wand schneidet, die irgendeinen Teil eines Gasstrahles von dem benachbarten Strahl, der gemeinsame Richtungskomponenten hat, trennt. Der hier verwendete Ausdruck "Axialüberlappung" ist der Prozentsatz aller Projektionen der eingeschlossenen oder geschnittenen Flächen auf der Gesamtumfangsfläche zwischen dem Durchmesser der Laufradrückplatte und dem Außenumfang der Gehäuseinnenwand*

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In Fig«, 7 ist die Projektion aller eingeschlossenen Flächen jedes Spiraldurchlasses durch Radialelemente einer Radial ebene, die die Achse des Laufrades schneidet, von der strichpunktierten linie um die Fläche χ begrenzt. Für die Zwecke der dargestellten Ausführung braucht die Radialüberlappung 15 bis 25# nicht zu überschreiten, um eine einwandfreie Axialverschiebung des einen Spiraldurchlasses um den nachfolgenden Durchlaß zu erzielen und kann bei etwas verringerter Leistung vollständig wegfallen· In der dargestellten bestimmten Ausführung beträgt die Radialüberlappung annähernd 17#. Diese Radialüberlappung ist sehr niedrig im Vergleich zu der üblichen Radialüberlappung von 100 bis 200#_f wie sie in mehrspiraligen Kreiselgebläsen vorhanden ist.

In Fig. 5a ist die Projektion der eingeschlossenen Flächen eines vorhergehenden Durchlasses in bezug auf einen bestimmter! Durchlaß durch Axialelemente einer Radialebene oder durch Linien auf einer Radialebene, die die Laufradachse durchsetzt, innerhalb der strichpunktierten Linien um die Fläche Ϊ1 dargestellt, und die zusätzlich eingeschlossene Fläche des folgenden Durchlasses iet innerhalb der strichpunktierten Linien um die kleinere Fläche 12 dargestellt. Die gesamte Axialüberlappung ist dargestellt durch eine Fläche, die gleich der Fläche Ϊ1 plus Y2 ist. Diese Axialüberlappung ist erwünschterweise höher als 75&. Im dargestellten Beispiel beträgt die Axialüberlappung annähernd 78$, verglichen mit ungefähr 0# bei den bekannten Maschinen der erwähnten Patentanmeldungen.

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Die kombinierte Radialüberlappung und Axialüberlappung muß 75$ übersteigen und sollte erwünschterweise annähernd 100$ oder höher sein, damit eine höchste Umwandlung der hohen Geschwindigkeit am laufradauslaß in statischen Druck erfolgt· Bei der bevorzugten Form muß das Verhältnis der Axialüberlappung zur Radialüberlappung größer als 2,0 sein und ist erwünschterweise 4,5 oder noch höher.

Es wird hierdurch ein Diffusor oder Leitrad geschaffen,, das die Geschwindigkeit in Druck umwandelt und das das Gegenteil von dem "Mischstrom"-Laufrad ist, da der Gasstrom bei hoher Radi alg es chwindijgkeit aus dem Lauf radauslaß aufgenommen und seine Richtung allmählich in eine Axialrichtung geändert wird, wobei gleichzeitig eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt. . ' . ' .......,"

Fig. 5 zeigt das in Fig. 1 dargestellte Gebläse, dessen Auslaßgehäuse 18 abgenommen worden ist. Das Gebläse ist in einer die Außenwand einer Umhüllung bildenden Blechtafel 70 durch fünf symmetrisch angeordnete Lagerungen 71 befestigt, von denen jede Lagerung 71 aus einer Schraube 72, einer Gewindemutter 73» einem Federring 74 und einer starken Unterlegscheibe 75 besteht, in die eine sichelförmige Ausnehmung 76 eingefräst ist, welche eine sichelförmige Zunge bildet, die in eine entsprechend ausgefräste Nut 77 des Gehäuses 16 (Fig_e5) eingreift, iihnliche Nuten 77a sind in das Gehäuse 17 eingefräst, so daß eine ähnliche Lagerung in der an dem "entgegengesetzten Ende vorhandenen Platte 70 erfolgen kann« Hierdurch ist eine Umkehrung der Strömungsrichtung möglich,

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indem das gesamte Gebläse umgedreht wird. Zur Erleichterung der Lagerung des Gebläses in der HLechtafel 70 ist am Ende des Gehäuses 16 ein runder abgestufter Flansch 70 vorhanden, der in eine runde Bohrung der HLechtafel 70 bequem paßt. Ein gleicher abgestufter Flansch 78a befindet sich am Gehäuse 17 zwecks gleicher Lagerung an einer HLechtafel, jedoch kann dieser Flansch auch zum Anbringen des Gehäuses 18 am Gehäuse 17 verwendet werden. Daa auf diese Weise befestigte Gebläse wird zu einem Axialgebläse mit Schleuderwirkung und kann als Lrsatz für eine Axialflügölvorrichtung oder ähnliche Vorrichtung geringer Leistung und wesentlich höheren Geräuschpegels verwendet werden. Die gefrästen Hüten 77 und 77a haben zwar in der dargestellten Ausführung einen symmetrischen Abstand, jedoch kann ein beliebiger Abstand und eine beliebige Nutenzahl verwendet und auch ohne Unterbrechung verlaufende«Umfangsnuten verwendet werden, ohne den Bahnten der Erfindung zu verlassen.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine abgeänderte Form, die bei gleichem Außendurchmesser einen höchstmöglichen Strömungsfaktor erzielt und bei der ein Laufrad verwendet wird, das einen größeren Innendurchmesser hat und das Schaufeln aufweist, die am üinlaß einen größeren Durchmesser haben als an der Rückplatte. Bei dieser Abänderung wird das Laufrad 14a vom Motor 11a über die Welle 13a in der gleichen Weise angetrieben wie bei dem Gebläse nach Fig. 1. Das Gebläse weist eine Rückplatte 40a, einen Mnlaßmantel 41a und mehrere Schaufeln 42a auf. Der Außendurchmesser des Einla^aantels 41a und der äußeren Auslaßenden 43a der Schau-

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fein 42a an dem Mantel 41a ist größer als der Außendurchmesser der Hückplatte 40a, so daß ein kegelförmiger Auslaß geschaffen wird, der den größtmöglichen Radialabstand zwischen der Rückplatte 40a und der anderen Viand der Gehäuse 16a und 17a zuläßt, um den größeren Strom aus diesem Laufrad in wirksamer Y/eise zu leiten. Die Außenseite des Laufrades 14a weist im dargestellten Beispiel fünf Trennkanten oder Ausschnitte auf, die über den Überbrückungswinkel 0a schräggestellt sind, der größer ist als der in Radialrichtung verlaufende, zwischen aufeinanderfolgenden Schaufeln 42a vorhandene äußere Abstandswinkel Qa des Laufrades. Die Kante 50a ist ferner in Radialdichtung zwischen den Durchlaßwänden 46a und 47a um ein Ausmaß schräggestellt, das gleich dem Unterschied zwischen r1 und r2 ist und das genügt, um einen gleichbleibenden Radialabstand zwischen der Kante 50a und den Auslaßenden 43a der Schaufeln 42a aufrechtzuerhalten. Die Kanten 50a bilden den Einlaß zu den axialen Spiraldurchlässen 51a, die durch Schaufelwände 52a getrennt sind und die, wie bei dem bereits beschriebenen Beispiel, in Krümmer 60a enden» Bei der in Fig. 9 dargestellten abgeänderten Form ist das zylindrische Motorkammergehäuse 20 des Gebläses der ^ig.1 weggelassen worden, um (1) einen Radialraum über dem Motor beizubehalten, ferner (2) eine Höchstventilation für diesen Motor zu schaffen, und ferner (3) das zusätzliche Gewicht und die Herstellungskosten dieses Gehäuses zu senken. Die durch die Umlaufbewegung in den radialen Spiraldurchlässen und den axialen Leitdurchlässen 51a erzeugte Schleuderkraft auf die Gasteilchen

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halten den Gasstrom in den zugehörenden Durchlässen, ohne daß die Notwendigkeit für eine innere Begrenzungswand besteht* Der innere Umfang der axialen Leitdurchlässe kann daher wandfrei sein, wie die bereits beschriebenen wandfreien Umfangsdurchlässe in dem Auslaßgehäuse 18, oder der Außendurchmesser des Antriebsmotors 11 kann teilweise als eine derartige Begrenzungswand dienen.

Das in Fig. 9 dargestellte Gebläse arbeitet zwar wirkungsvoll bei den außerordentlich hohen Strömungsfaktoren für "Mischstrom^M-gebläse innerhalb einer kleinsten Außenseite des Gehäuses, jedoch ist dieses Gebläse nur begrenzt geeignet und hat eine begrenzte Leistungsfähigkeit für mehrstufiges Arbeiten, da einige Voraussetzungen, die Strudel, Wirbelströme, Vakuumzellen in dem Auslaßstrom unterdrücken, nicht erfüllt werden·

Es ist bekannt, daß die Strömungs- und Druckverhältnisse für verschiedenartige Anwendungen sich weitgehend ändern und daß daher Hersteller derartiger Gebläse viele Größen auf Lager halten müssen, um den notwendigen Bedarf zu decken« Bs ist daher wichtig, die Zahl der Größen auf die Mindestzahl zu verringern, um die Kosten für die Werkzeuge, die Lagerhaltung und andere Ausgaben niedrig zu halten. Jedes einfache und billige Mittel zur Verringerung der erforderlichen Zahl und/oder Größe ist von größter wirtschaftlicher Bedeutung. Die Erfindung erfüllt diese Forderungen·

Das erfindungsgemäße Gebläse ist eine einfache und billige Vorrichtung, die die Leistung über einen großen Bereich innerhalb

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des gleichen Gehäuses und damit dem gleichen Laufrad ändert, indem der Außendurchmesser in zusagenden Stufen verkleinert wird, wobei der Durchmesser der Rückplatte 40 um einen größeren Anteil verringert -wird als der Durchmesser des Einlaßmantels 41 und dennoch ein hoher Wirkungsgrad "beibehalten wird. Bei Verringerung des Außendurchmessers des Laufrades 14 bildet die Einlaßwand 46 und die Rückwand 47 ein schaufelloses Leitgehäuse, das in wirksamer Weise die hohe Geschwindigkeit der Laufradförderung in einen statischen Druck vor Erreichen der Kante 50 ändert· Eine derartige Breitenänderung ist in dem gleichen Gehäuse möglich· Die Kanten 50 können sich aber auch in das Leitgehäuse erstrecken, um ein Schaufelleitgehäuse, zu bilden, das in der beschriebenen Vieise schrgggesteilt ist, um die gewünschte Leistung zu erzielen. Das verbesserte Axialgehäuse ist zwar für ein ^lfMischstrom"rI»aufrad bestimmt und ist für diese Art aufgrund seines hohen Strömungsfaktors geeignet, doch arbeitet die neue Ausführung auch bei anderen Laufradausführungen zufriedenstellend, die ein verhältnismäßig kleines Verhältnis von Auslaßbreite zum Laufraddurchmesser haben, das 0,25 oder weniger beträgt·

Unter den Ausdrücken "Radialüberlappung" und "Axialüberlappung" sind die beschriebenen Überlappungen zu verstehen.

Die 'Erfindung -ist-triebt auf die dargestellten und be-'schriebenen Ausführungen begrenzt, die nur als Erläuterungsbeispiele zu werten sind und die im Rahmen der Patentansprüche geändert werden können.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   Iy Kreiselgebläse, gekennzeichnet durch ein Laufrad (14) und durch eine Vorrichtung (16), die mehrere Spiraldurchlasse bildet, die sich um den Auslaßumfang des Laufrades erstrecken und τοη denen jeder Durchlaß nahe dem iuslaßumfang des Laufrades eine linlaßkante (50) hat, die in bezug auf eine rechtwinklig iur Lauf radachse gerichtete Ebene schräg verläuft»

   2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spiraldurohlässe von ihren zugehörenden Einlaßabschlußkanten (50) weg in Eadialrichtung, Umfangsrichtung und Axialrichtung des Laufrades erstrecken·

   3· Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die UmfangsstrÖmungskomponenten der Spiraldurchlässe in Drehrichtung des Laufrades verlaufen und daß jede Einlaßabschlußkanit (50) sich sohräg τοη der Einlaßseite des Grebläses in einer Sichtung erstreckt, die eine Umfangskomponente in der Drehrichtung des Laufrades hat«

   4· Gebläse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad mehrere gleichweit auf Abstand stehende Schaufeln hat und daß das Verhältnis zwischen der Schaufelzahl des Laufrades und der Zahl der Einlaßabschlußkanten (50) keine ganze Zahl ist·

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   5. Gebläse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad mehrere auf Abstand stehende Schaufeln hat, daß der Radius der Schaufeln zu den Außenspitzen der Schaufeln auf denjenigen Seiten der Schaufeln, die nächst den' Einlaß des Gebläses liegen, im wesentlichen der gleiche ist nie der Eadius der Schaufeln zur Außenspitze der Schaufeln auf derjenigen Seite der Schaufeln, die von dem Einlaß des Gebläses .weggerichtet sind, so daß die äußeren Auslaßkanten der Schaufeln gemeinsam eine zylindrische Außenlinie begrenzen·

   6_# Gebläse nach den Ansprüchen 1 bis 4,, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad mehrere auf Abstand stehende Schaufeln hat; daß der Badius der Schaufeln zu den AußenapitEen der Schaufeln auf denjenigen Seiten der Schaufeln, die nächst dem Einlaß des Gebläses liegen, größer ist als der Radius der Schaufeln tu der Außenspitze der Schaufeln auf denjenigen Seiten der Schaufeln, die von dem Einlaß des Gebläses weggerichtet sind, so daß die äußeren Auslaßkanten der Schaufeln gemeinsam eine in wesentlichen kegelige Außenlinie begrenzen.

   7. Gebläse nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die einen radialen Aufnahmedurchlaß um das Laufrad bildet, aus einer £inlaßwand und aus einer Rückwand besteht; daß jede sehräggesteilteEinlaßabschlußkante (50) in dem zugehörenden Aufnahmedurchlaß zwischen diesen Wänden.nahe dem Auslaßumfang des Laufrades angeordnet ist und mit ihren Spitzen nahe diesen Wänden endet; und daß der Kantenüber-

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   brückungswinfcel zwischen zwei Radialebenen, die durch die Laufradachse bzw. die Spitzen der Kante gelegt sind, größer ist als der radiale Außenabstandswinkel des Laufrades zwischen zwei Badialebenen, die durch die entsprechenden radialen Kantenabschnitte aufeinanderfolgender Schaufeln gelegt sind.

   8· Gebläse nach den Ansprüchen 1 bis I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad einen Axialeinlaß hat; daß das Gebläse einen zum Antrieb des Laufrades dienenden, koaxial mit dem Laufrad angeordneten Motor hat, daß ein Axialauslaß vorhanden ist, und daß sich die Spiraldurchlässe schraubenlinienförmig um den Motor erstrecken und in Krümmer enden, die so gedreht sind, daß sie den Gasstrom radial nach innen zu dem Axialauslaß richten.

   9. Gebläse nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse eine Axialüberlappung hat, die wesentlich größer ist als die Hadialüberlappung.

   10. Gebläse nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiraldurchlässe Leitdurchlasse bilden, die eich Ton dem Auslaßende des Laufrades zu dem Auslaß des Gebläses erstrecken und die weniger als 25# Badialüberlappung hab*ru

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