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Die Erfindung betrifft eine Ventilatoreinrichtung, mit welcher ein gasförmiges Medium förderbar ist, mit
- a) einem Ventilatorraum, der sich zwischen einer Ansaugseite und einer Druckseite der Ventilatoreinrichtung erstreckt;
- b) wenigstens zwei oder mehreren Ventilatoreinheiten, welche in dem Ventilatorraum untergebracht sind;
wobei
- c) das zu fördernde gasförmige Medium in einer Hauptabgaberichtung abgegeben wird.
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Außerdem betrifft die Erfindung eine Konditioniervorrichtung zum Konditionieren eines gasförmigen Mediums zu einem konditionierten gasförmigen Prozessmedium, mit
- a) einer Eingangs-Anschlusseinheit und einer Ausgangs-Anschlusseinheit, zwischen denen ein Strömungsweg für gasförmiges Medium mit einer oder mehreren Konditionierungsstufen ausgebildet ist;
- b) wenigstens einer Ventilatoreinrichtung zum Fördern des gasförmigen Mediums.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zum Behandeln von Werkstücken.
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Konditioniervorrichtungen der oben genannten Art werden zum Beispiel in der Automobilindustrie in Anlagen zum Behandeln von Fahrzeugkarosserien und dort insbesondere bei Behandlungskabinen eingesetzt, in denen beschichtete Fahrzeugkarosserien im Rahmen eines Lackierprozesses behandelt werden. Hierzu zählen insbesondere Trockner und Lackierkabinen, aber auch zum Beispiel Abdunstkabinen und Kühlkabinen mit jeweils einem Behandlungstunnel oder auch reine Arbeitsplätze, zu denen als gasförmiges Medium beispielsweise Frischluft geführt wird.
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Die eingangs genannte Ventilatoreinrichtung kann zum Fördern von konditionierten gasförmigen Medien genauso verwendet werden wie zum Fördern von unkonditionierten gasförmigen Medien wie beispielswiese unbehandelter Frischluft oder auch von Abgasen, insbesondere Abluft.
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Bei Behandlungskabinen wird die Tunnelluft häufig umgewälzt und hierzu als zu konditionierendes gasförmiges Medium aus dem Behandlungstunnel abgeführt und nach einer Konditionierung in einer Konditioniervorrichtung dem Behandlungstunnel als konditioniertes Prozessmedium wieder zugeführt. Die Tunnelluft enthält jedoch aggressive oder anderweitig störende Bestandteile, die beim Behandeln der Fahrzeugkarosserien freigesetzt werden. In einer Konditioniervorrichtung durchläuft die entnommene Tunnelluft unterschiedliche Konditionierungsstufen, in denen unter anderem aggressive oder anderweitig störende Bestandteile entfernt und die Feuchtigkeit und Temperatur der Tunnelluft eingestellt werden.
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Um das zu konditionierende und das konditionierte Medium zu fördern, weist eine solche Konditioniereinheit mindestens eine Ventilatoreinrichtung der eingangs genannten Art auf. Im Weiteren steht der Begriff Ventilator im Zusammenhang mit Bauteilen und Komponenten unabhängig von dem Druckverhältnis zwischen einer Ansaug- und einer Druckseite allgemein für eine Strömungsmaschine. Das erforderliche Druckverhältnis wird durch den jeweiligen Anwendungsfall festgelegt.
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Bei Ventilatoreinrichtungen gibt es einerseits sogenannte Freiläufer, wobei eine Ventilatoreinrichtung in diesem Fall in der Regel lediglich einen Freiläufer umfasst, der entsprechend groß dimensioniert sein muss. Wenn ein solcher Freiläufer eine Störung hat, muss zum einen die gesamte Anlage zumindest für die Dauer der Reparatur oder gegebenenfalls für die Dauer des Austausches gegen einen funktionsfähigen Freiläufer abgeschaltet werden. Zudem ist ein gegebenenfalls erforderlicher Austausch aufgrund der Größe des Freiläufers verhältnismäßig aufwendig.
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Bekannte Alternativen nutzen daher mehrere kleinere Ventilatoreinheiten in einer Ventilatoreinrichtung, die gemeinsam eine Art Ventilatorwand bilden, die senkrecht zur Hauptströmungsrichtung verläuft und in der die vorhandenen Ventilatoreinheiten matrixartig angeordnet sind.
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Im Falle einer Störung ergibt sich dort die Schwierigkeit, dass nicht alle verbauten Ventilatoreinheiten gut zugänglich sind und häufig die übrigen Ventilatoreinheiten im Weg sind oder Reparaturmaßnahmen den freien Strömungszugang zu den übrigen Ventilatoreinheiten einschränken. Meist muss die Anlage daher im Falle einer Störung einer Ventilatoreinheit vorübergehend stillgelegt werden.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Ventilatoreinrichtung, eine Konditioniervorrichtung und eine Behandlungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine gute Wartungsmöglichkeit bereitstellen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Ventilatoreinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
- d) wenigstens zwei Ventilatoreinheiten in dem Ventilatorraum in der Hauptabgaberichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass Ventilatoreinheiten besser zugänglich sind und im Störungsfall gegebenenfalls auch ohne Demontage repariert werden können, ohne die übrigen Ventilatoreinheiten zu beeinflussen, wenn die verbauten Ventilatoreinheiten in einer Art Staffelung in der Hauptabgaberichtung angeordnet sind. Insbesondere können so alle zu betrachtenden Ventilatoreinheiten von der Seite aus zugänglich sein, so dass der Strömungszugang anderer Ventilatoreinheiten durch Reparaturmaßnahmen nicht eingeschränkt wird.
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Es ist günstig, wenn die Ventilatoreinheiten derart in dem Ventilatorraum angeordnet sind, dass es bei einer Projektion aller vorhandenen Ventilatoreinheiten in eine gemeinsame vertikale Bezugsebene, die parallel zur Hauptabgaberichtung verläuft, keine Überlappung von Ventilatoreinheiten in vertikaler Richtung gibt. Auf diese Weise sind die Ventilatoreinheiten unabhängig voneinander gut zugänglich.
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Vorzugsweise sind zwei oder mehr Ventilatoreinheiten an einer oder an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden angeordnet, welche den Ventilatorraum begrenzen. Dabei können die Antriebe der Ventilatoreinheiten beispielsweise nach außen von dem Ventilatorraum abragen.
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Es ist günstig, wenn zwei oder mehr Ventilatoreinheiten entlang einer gegenüber der Horizontalen geneigten Bezugslinie angeordnet sind, die in Hauptabgaberichtung von oben nach unten oder von unten nach oben verläuft.
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Eine weitere vorteilhafte Anordnung besteht darin, dass zwei oder mehrere Ventilatoreinheiten eine Ventilatorgruppe bilden, in welcher die Ventilatoreinheiten bezogen auf eine vertikale Bezugsebene, die parallel zur Hauptabgaberichtung verläuft, seitlich zueinander versetzt, insbesondere nebeneinander, vorzugsweise aneinander angrenzend, angeordnet sind.
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Dabei können wenigstens zwei Ventilatorgruppen vorhanden sein, welche in der Hauptabgaberichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Die Ventilatoreinrichtung kann das zu fördernde Medium effektiv ansaugen und auf der Druckseite abgeben, wenn der Ventilatorraum durch eine oder mehrere Wände in einen Ansaugbereich und einen Abgabebereich unterteilt ist.
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Es ist besonders von Vorteil, wenn die Ventilatoreinheiten als kompakte Baueinheiten ausgebildet sind und ein Ventilatorgehäuse mit einer Ansaugöffnung und einer Abgabeöffnung, ein in dem Ventilatorgehäuse untergebrachtes Laufrad und einen Antriebsmotor für das Laufrad umfassen. Auf diese Weise kann jede Ventilatoreinheit eine gezielte Förderung des gasförmigen Mediums bewirken, welche jeweils zur Gesamtförderung der Ventilatoreinrichtung beitragen.
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Die zielgerichtete Förderung des gasförmigen Mediums durch jede Ventilatoreinheit kann effektiv unterstützt werden, wenn die Abgabeöffnung einer oder mehrerer Ventilatoreinheiten mit einem Strömungskanal verbunden ist, der jeweils mit einer Drucköffnung an der Druckseite verbunden ist.
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Es ist vorteilhaft, wenn eine oder mehrere Ventilatoreinheiten als Radialventilator oder als Axialventilator ausgebildet sind.
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Bei der Konditioniervorrichtung der eingangs genannten Art wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ventilatoreinrichtung eine Ventilatoreinrichtung mit einigen oder allen der oben genannten Merkmale ist.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn eine erste Ventilatoreinrichtung stromab der Eingangs-Anschlusseinheit, insbesondere an die Eingangs-Anschlusseinheit angrenzend, und eine zweite Ventilatoreinrichtung stromauf der Ausgangs-Anschlusseinheit, insbesondere an die Ausgangs-Anschlusseinheit angrenzend, angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine effektive Förderung durch die Konditioniereinrichtung möglich.
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Bei einer Anlage der eingangs genannten Art wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass sie eine Konditioniervorrichtung mit einigen oder allen der genannten Merkmale umfasst.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
- 1 einen Längsschnitt einer Behandlungseinrichtung zum Behandeln von Fahrzeugkarosserien mit einem Behandlungstunnel, dem mittels einer Konditioniervorrichtung konditionierte Prozessluft zugeführt wird, welche mindestens eine Ventilatoreinrichtung umfasst;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Konditioniervorrichtung, welches zwei Ventilatoreinrichtungen umfasst;
- 3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Ventilatoreinrichtung mit Radialventilatoren;
- 4 die Ventilatorvorrichtung nach 3 in einer teilweise weggebrochenen Ansicht, so dass ein Ventilatorraum einsehbar ist;
- 5 eine der 4 entsprechende Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Ventilatoreinrichtung mit Radialventilatoren;
- 6 eine der 4 entsprechende Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer Ventilatoreinrichtung mit Radialventilatoren;
- 7 eine der 4 entsprechende Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer Ventilatoreinrichtung mit Axialventilatoren.
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In den 1 und 2 bezeichnet 10 eine Konditioniervorrichtung zum Konditionieren eines gasförmigen Mediums 12 zu einem konditionierten gasförmigen Prozessmedium 14.
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Ein solches gasförmiges Medium 12 kann beispielsweise ein Abgas enthalten, welches bei einem Arbeitsprozess entsteht. Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das gasförmige Medium 12 beispielhaft zumindest teilweise Abluft 16, die in einer nur in 1 gezeigten Behandlungseinrichtung 18 mit einer Behandlungskabine 20 einer insgesamt mit 22 bezeichneten Anlage zum Behandeln von Werkstücken 24 entsteht.
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Als Beispiel für Werkstücke 24 sind jeweils Fahrzeugkarosserien gezeigt, worunter sowohl Karosserien von Personenkraftwagen und Lastkraftwagen einschließlich Fahrgastzellen zu verstehen sind. Bei den Werkstücken 24 kann es sich aber auch um andere Werkstücke und insbesondere um Anbau- oder Aufbauteile von Fahrzeugkarosserien wie Stoßfänger, Seitenspiegel oder dergleichen handeln. Kleinere Werkstücke 24 können gegebenenfalls auf einem nicht eigens gezeigten Werkstückträger angeordnet werden.
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Die Behandlungskabine 20 der Behandlungseinrichtung 18 begrenzt einen Arbeitsraum in Form eines Behandlungstunnels 26 mit einem Tunneleingang 28 und einen Tunnelausgang 30, die gegebenenfalls als Eingangs- bzw. Ausgangsschleuse ausgebildet sein können, wie es an und für sich bekannt ist. Die zu behandelnden Werkstücke 24 werden mittels eines Fördersystems 32 durch den Behandlungstunnel 26 hindurch gefördert, wie es ebenfalls an und für sich bekannt ist und auf welches nicht weiter eingegangen werden muss.
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Bei der Behandlungseinrichtung 18 kann es sich beispielsweise um einen Trockner 34 handeln, in dem zuvor lackierte Werkstücke 24 bzw. deren Lackierung getrocknet. Die Behandlungseinrichtung 18 kann aber auch insbesondere eine Lackierkabine 36 sein, was in 1 durch zugehörige Lackierroboter 36a veranschaulicht ist, die mit gestrichelten Linien gezeigt sind, um die Alternative darzustellen. Wie eingangs erwähnt, kommen auch Abdunstkabinen, Kühlkabinen oder dergleichen mit jeweils einem Behandlungstunnel in Betracht.
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Der Behandlungstunnel 26 weist einen Luftauslass 38 und einen Lufteinlass 40 auf, zwischen denen die Konditioniervorrichtung 10 angeordnet ist, so dass Abluft 16 aus dem Behandlungstunnel 26 angesaugt, durch die Konditioniervorrichtung 10 gefördert und nach erfolgter Konditionierung dem Behandlungstunnel 26 wieder als Prozessluft 42 in einem Kreislauf zugeführt werden kann, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel somit das konditionierte gasförmige Prozessmedium 14 ist. Die zurückgegebene Prozessluft 42 wird in an und für sich bekannter Art und Weise über nicht eigens dargestellte Düsen auf die zu behandelnden Werkstücke 24 geführt.
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Auf diese Weise ist es möglich, in dem Behandlungstunnel 26 die für eine effektive Behandlung erforderliche Temperatur und Behandlungsbedingungen aufrechtzuerhalten. Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann der Behandlungstunnel 26 auch in mehrere Tunnelabschnitte unterteilt sein, welche jeweils einen gesonderten Luftauslass und Lufteinlass aufweisen, die mit der Konditioniervorrichtung 10 verbunden sind. Gegebenenfalls kann auch jedem vorhandenem Tunnelabschnitt eine eigene Konditioniervorrichtung 10 zugeordnet sein, so dass in jedem Tunnelabschnitt unterschiedliche Temperaturen und Behandlungsbedingungen eingestellt werden können, wie dies jeweils für den Behandlungsvorgang am günstigsten ist.
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Die Konditioniervorrichtung 10 umfasst eine Eingangs-Anschlusseinheit 44 und eine Ausgangs-Anschlusseinheit 46, zwischen denen ein Strömungsweg für gasförmiges Medium 12 mit mehreren Konditionierungsstufen 48 ausgebildet ist. Zwischen den einzelnen Konditionierungsstufen 48 sind Strömungskammern 50 angeordnet. Die Konditioniervorrichtung 10 umfasst außerdem wenigstens eine Ventilatoreinrichtung 52, mittels welcher das zu konditionierende Medium 12 aus dem Behandlungstunnel 26 - und gegebenenfalls weitere Medien aus anderen Quellen - angesaugt und durch die Konditioniervorrichtung 10 hindurch gefördert wird. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei solcher Ventilatoreinrichtungen 52 vorhanden, die mit 52a und 52b bezeichnet sind. Die Ventilatoreinrichtungen 52 sind in den 1 und 2 nur schematisch gezeigt und werden weiter unten anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert.
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Die Eingangs-Anschlusseinheit 44, die Ausgangs-Anschlusseinheit 46 und auch die Konditionierungsstufen 48, die Strömungskammern 50 und die Ventilatoreinrichtungen 52 der Konditioniervorrichtung 10 sind als Module ausgebildet, so dass die Abfolge von bestimmten Konditionierungsstufen 48 und die Anordnung und Anzahl von Strömungskammern 50 der Konditioniervorrichtung 10 weitgehend beliebig variiert werden und bei der Montage an die Anforderungen der Behandlungseinrichtung 18 angepasst werden kann.
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Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann eine Ventilatoreinrichtung 52 auch ohne eine modulartige Eingangs-Anschlusseinheit 44 mit der Behandlungskabine 20 verbunden werden. In diesem Fall umfasst die Ventilatoreinrichtung 52 eine Eingangs-Anschlusseinheit, die z.B. als Anschlussstutzen oder dergleichen ausgebildet sein kann. Sinngemäß entsprechend gilt dies für die Ausgangs-Anschlusseinheit 46.
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Wie in 2 zu erkennen ist, sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Konditioniervorrichtung 10 beispielhaft drei Konditionierungsstufen 48 vorhanden, die eine Filtereinrichtung 48.1, eine Heizeinrichtung 48.2 und eine Kühlungseinrichtung 48.3 umfassen, welche zwischen der ersten und der zweiten Ventilatoreinrichtung 52a und 52b angeordnet sind.
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Der in 1 zu erkennende Luftauslass 38 des Behandlungstunnels 26 ist strömungstechnisch mit der Eingangs-Anschlusseinheit 44 der Konditioniervorrichtung 10 verbunden, so dass das zu konditionierende gasförmige Medium 12 in die Eingangs-Anschlusseinheit 44 einströmen kann. In der Strömungsverbindung ist ein Ventil 54 angeordnet, so dass der Volumenstrom der Abluft 16 zur Eingangs-Anschlusseinheit 44 eingestellt werden kann.
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Die Abluft 16 strömt in der Eingangs-Anschlusseinheit 44 zunächst in eine Eingangskammer 56, neben der die erste Ventilatoreinrichtung 52a angeordnet ist. Diese fördert die Abluft 16 und ist so ausgebildet, dass nur ein Anteil der Abluft 16 weiter durch die Konditioniervorrichtung 10 und der andere Anteil aus der Konditioniervorrichtung 10 heraus gefördert werden kann. Hierzu weist die Ventilatoreinrichtung 52a einen Strömungsausgang 58 auf, der mit einer Zweigleitung 60 mit einem Ventil 62 verbunden ist, welche nur in 1 gezeigt sind. Durch das Ventil 62 kann der Anteil des gasförmigen Mediums 12, der durch die Konditioniervorrichtung 10 gefördert werden soll, eingestellt werden. Gegebenenfalls kann auf eine Aufteilung des gasförmigen Mediums 12 auch verzichtet werden, weshalb der Strömungsausgang 58 in 2 und die Zweigleitung 60 und das Ventil 62 in 1 nur gestrichelt gezeigt sein.
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Auf die Ventilatoreinrichtung 52a folgt in Strömungsrichtung eine Strömungskammer 50, welche als Mischkammer 64 ausgebildet ist und einen Frischlufteingang 66 aufweist, der mit einer in 1 gezeigten Frischluftleitung 68 verbunden ist, über welche Frischluft 70 in die Mischkammer 64 geführt werden kann. In der Frischluftleitung 68 ist ein Ventil 72 angeordnet, so dass auch der Volumenstrom der Frischluft 70 zur Mischkammer 64 eingestellt werden kann. Zum Konditioniervorgang für das gasförmige Medium 12, d.h. vorliegend die Abluft 16 aus dem Behandlungstunnel 26, zählt folglich auch, dass dem gasförmigen Medium 12 ein Anteil eines Zumischgases, im vorliegenden Fall also ein Anteil an Frischluft 70, zugemischt wird. Die Konditioniervorrichtung 10 wird stromab der Ventilatoreinrichtung 52a folglich in der Regel immer von einem Gemisch aus dem gasförmigen Medium 12 und Frischluft 70 durchströmt; der Einfachheit halber wird im Weiteren dennoch nur von dem gasförmigen Medium 12 gesprochen.
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Die zweite Ventilatoreinrichtung 52b grenzt stromauf an die Ausgangs-Anschlusseinheit 46 an und weist hier keinen zusätzlichen Ausgang auf, um einen Anteil des konditionierten Prozessmediums 14 abzuzweigen.
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In der Strömungsverbindung zwischen der Ausgangs-Anschlusseinheit 46 der Konditioniervorrichtung 10 und dem Lufteinlass 40 der Behandlungseinrichtung 18 ist ein weiteres Ventil 73 angeordnet. Bei einer Abwandlung kann ein Anteil des konditionierten Prozessmediums von oder vor der Ausgangs-Anschlusseinheit 46 abgezweigt und einer anderen Nutzung zugeführt werden. Hierfür kann die zweite Ventilatoreinrichtung 52a beispielsweise ebenfalls einen Strömungsausgang aufweisen, der mit einer Zweigleitung mit Ventil verbunden ist.
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In den 3 und 4 sowie 5 bis 7 sind vier Ausführungsbeispiele der Ventilatoreinrichtung 52 gezeigt, welche mit 52.1, 52.2, 52.3 bzw. 52.4 bezeichnet sind. Funktional einander entsprechende Komponenten tragen dieselben Bezugszeichen, wobei der Übersichtlichkeit halber nicht alle vorhandenen gleichen Komponenten ein Bezugszeichen tragen.
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Die Ventilatoreinrichtung 52 wird zunächst allgemein beschrieben. Jede Ventilatoreinrichtung 52 gibt das gasförmige Medium 12 mit einer Hauptabgaberichtung 74 ab, die durch entsprechende Pfeile veranschaulicht ist. Bei der Hauptabgaberichtung 74 sollen Turbulenzen und Verwirbelungen der Strömung vernachlässigt sein.
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Die Ventilatoreinrichtung 52 definiert eine Ansaugseite 76 und eine Druckseite 78, zwischen denen sich ein Ventilatorraum 80 erstreckt. Der Ventilatorraum 80 ist durch zwei Seitenwände 82, einen Boden 84 und eine Decke 86 begrenzt. Die Ventilatoreinrichtung 52 umfasst mehrere, nämlich wenigstens zwei, Ventilatoreinheiten 88, die zumindest bereichsweise in dem Ventilatorraum 80 untergebracht sind. Die Ventilatoreinheiten 88 sind als kompakte Baueinheiten konzipiert und umfassen jeweils ein Ventilatorgehäuse 90 mit einer Ansaugöffnung 92 und einer Abgabeöffnung 94 sowie ein in dem Ventilatorgehäuse 90 untergebrachten Laufrad 96 und einen Antriebsmotor 98 für das Laufrad 96. Das Ventilatorgehäuse 90 umgibt das Laufrad 96 aus Gründen der Platzersparnis in radialer Richtung und axialer Richtung möglichst eng. Strömungstechnisch ist es für einen guten Wirkungsgrad jedoch notwendig, dass in radialer Richtung ein ausreichender Zwischenraum zwischen Laufrad 96 und der Gehäusewand des Ventilatorgehäuses 90 ausgebildet ist, der von dem Ventilatordimensionen und dem zu bewegendem Luftvolumen im Einzelfall abhängt. Eine Vergrößerung des Ventilatorgehäuses 90 in axialer Richtung bezogen auf das Laufrad 96 hat in der Regel keine strömungstechnische oder eher eine nachteilige Auswirkung. Die Ventilatoreinheiten 88 fördern das gasförmige Medium 12 von einem Ansaugbereich 100 zu einem Abgabebereich 102 der Ventilatoreinrichtung 52.
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Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen liegen die Ansaugseite 76 und die Druckseite 78 auf gegenüberliegenden Seiten der Ventilatoreinrichtung 52, so dass die Haupteinströmrichtung des Mediums 12 in die Ventilatoreinrichtung 52 hinein und die Hauptabgaberichtung 74 parallel sind. Bei nicht eigens gezeigten Abwandlungen kann die Hauptabgaberichtung 74 aber auch einem Winkel zur Haupteinströmrichtung haben und das gasförmige Medium 12 wird dann umgelenkt.
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Wenigstens zwei der Ventilatoreinheiten 88 sind in dem Ventilatorraum 80 in der Hauptabgaberichtung 74 der Ventilatoreinrichtung 52 voneinander beabstandet angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass es bei einer Projektion der wenigstens zwei Ventilatoreinheiten 88 in eine gemeinsame vertikale Bezugsebene P, die parallel zur Hauptabgaberichtung 74 verläuft, keine Überlappung dieser Ventilatoreinheiten 88 in vertikaler Richtung gibt. Einen linienhaften und punktuellen Kontakt an beispielsweise einer Gehäusekante des Ventilatorgehäuses 90 schließt dies jedoch nicht aus.
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In den Figuren entspricht eine solche vertikale Bezugsebene P, die parallel zur Hauptabgaberichtung 74 verläuft, jeweils der Papierebene.
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Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen gibt es bei einer Projektion aller vorhandenen Ventilatoreinheiten 88 in eine gemeinsame vertikale Bezugsebene P, die parallel zur Hauptabgaberichtung 74 verläuft, bei keinen Ventilatoreinheiten 88 eine Überlappung der Ventilatoreinheiten 88 in vertikaler Richtung.
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In dieser Weise voneinander beabstandete Ventilatoreinheiten 88 können auf dem gleichen Höhenniveau oder auf verschiedenen Höhenniveaus angeordnet sein. Außerdem können in dieser Weise beabstandete Ventilatoreinheiten 88 in der Hauptabgaberichtung 74 hintereinander oder bezogen auf eine vertikale Bezugsebene P, die parallel zur Hauptabgaberichtung 74 verläuft, seitlich zueinander versetzt angeordnet sein.
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Bei der Ventilatoreinrichtung 52.1 nach den 3 und 4 entspricht der Ansaugbereich 100 dem Ventilatorraum 80, der auf der Ansaugseite 76 der Ventilatoreinrichtung 52.1 offen ist. Auf der Druckseite 78 der Ventilatoreinrichtung 52.1 ist eine Abgabewand 104 angeordnet, welche den Abgabebereich 102 definiert und mehrere Drucköffnungen 106 aufweist, von denen jede über einen eigenen Strömungskanal 108 mit der Abgabeöffnung 94 einer Ventilatoreinheit 88 verbunden ist.
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Bei den Ventilatoreinheiten 88 der Ventilatoreinrichtung 52.1 handelt es sich um Radialventilatoren 110. Bei der Ventilatoreinrichtung 52.1 gibt es acht solcher Ventilatoreinheiten 88, die mit 88.1 bis 88.8 bezeichnet sind. In den 3 und 4 ist die Decke 86 teilweise weggebrochen gezeigt, so dass die dortige Ventilatoreinheit 88.1 zu sehen ist. In 3 ist außerdem der Strömungskanal 108, der zu dieser Ventilatoreinheit 88.5 führt, teilweise weggebrochen gezeigt, so dass die Abgabeöffnung 94 der Ventilatoreinheit 88.1 zu erkennen ist.
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Bei der Ventilatoreinrichtung 52.1 gilt für beliebige zwei Ventilatoreinheiten 88, die in der oben erläuterten Weise in Hauptabgaberichtung 74 voneinander beabstandet sind, dass diese zwei Ventilatoreinheiten 88 auch auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sind. Hierfür sind die Ventilatoreinheiten 88 an den Seitenwänden 82 der Ventilatoreinrichtung 52.1 angeordnet und folgen jeweils einer Bezugslinie, die gegenüber der Horizontalen geneigt in Hauptabgaberichtung 74 von oben nach unten verläuft. Eine solche Bezugslinie kann auch in Hauptabgaberichtung von unten nach oben verlaufen.
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Die Motoren 98 ragen dabei von derjeweiligen Seitenwand 82 nach außen von dem Ventilatorraum 80 ab; dies spiegelt die obige Beschreibung wieder, wonach die Ventilatoreinheiten 88 zumindest bereichsweise in dem Ventilatorraum 80 untergebracht sind. In jedem Fall sind die Förderbauteil im Ventilatorraum 80 angeordnet.
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Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung können auch zwei Ventilatoreinheiten 88 vorgesehen sein, die in Hauptabgaberichtung 74 voneinander beabstandet sind, aber auf gleichem Höhenniveau angeordnet sind. Dies wäre zum Beispiel der Fall, wenn die Ventilatoreinheiten 88.5 und 88.6 ihre Position in vertikaler Richtung tauschen würden. Dann wäre die Ventilatoreinheit 88.6 auf dem obersten Höhenniveau angeordnet, auf dem sich auch die Ventilatoreinheit 88.1 befindet, wobei diese beiden Ventilatoreinheiten 88.1 und 88.6 noch immer in Hauptabgaberichtung 74 voneinander beabstandet wären.
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5 zeigt eine abgewandelte Ventilatoreinrichtung 52.2, bei welcher ebenfalls acht Ventilatoreinheiten 88 in Form von Radialventilatoren 110 vorhanden sind, von denen wie bei der Ventilatoreinrichtung 52.1 jeweils vier entlang einer gegenüber der Horizontalen geneigten Bezugslinie an jeweils einer Seitenwand 82 der Ventilatoreinrichtung 52.2 angeordnet sind, wobei die Bezugslinie wieder in Hauptabgaberichtung 74 von oben nach unten verläuft, aber auch von unten nach oben verlaufen kann. In 5 sind nur die Ventilatoreinheiten 88.1 bis 88.4 an der aufgrund des Teilschnittes einzigen zu erkennenden Seitenwand 82 zu sehen.
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Es sind dort keine Strömungskanäle vorhanden. Der Ansaugbereich 100 und der Abgabebereich 102 entsprechen jeweils einem Teilvolumen des Ventilatorraumes 80 und sind durch eine Abgabewand 112 getrennt. Die Abgabewand 112 weist die Drucköffnungen 106 auf, von denen jede nun unmittelbar mit der Abgabeöffnung 94 einer jeweiligen Ventilatoreinheit 88 verbunden ist. Beim in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Abgabewand 112 gewinkelt und bildet eine Art Treppenwand aus.
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Ansonsten gilt das zu Ventilatoreinrichtung 52.1 Gesagte sinngemäß entsprechend.
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6 zeigt eine anders abgewandelte Ventilatoreinrichtung 52.3, bei welcher insgesamt 16 Ventilatoreinheiten 88 in Form von Radialventilatoren 110 vorhanden sind. Dort bilden jeweils vier Ventilatoreinheiten 88.1 bis 88.4, 88.5 bis 88.8, 88.9 bis 88.12 und 88.13 bis 88.16 eine Ventilatorgruppe 114, von denen aufgrund des Teilschnittes lediglich acht Ventilatoreinheiten 88.1 und 88.2, 88.5 und 88.6, 88.9 und 88.10 sowie 88.13 und 88.14, d.h. immer nur zwei der Ventilatoreinheiten 88 einer Ventilatorgruppe 114 zu erkennen sind. Die zugehörigen Ventilatoreinheiten 88.3 und 88.4, 88.7 und 88.8, 88.11 und 88.12 sowie 88.15 und 88.16 sind nicht gezeigt.
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Die vier Ventilatoreinheiten 88 einer Ventilatorgruppe 114 sind, wie es oben als mögliche Anordnung erwähnt wurde, bezogen auf eine vertikale Bezugsebene P, die parallel zur Hauptabgaberichtung 74 verläuft, seitlich zueinander versetzt angeordnet. Dabei sind die Ventilatoreinheiten 88 einer Ventilatorgruppe 114 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nebeneinander und aneinander angrenzend angeordnet.
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Wenigstens zwei der Ventilatorgruppen 114 sind in dem Ventilatorraum 80 in der Hauptabgaberichtung 74 voneinander beabstandet angeordnet.
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Auch bei der Ventilatoreinrichtung 52.3 sind keine Strömungskanäle 108 vorhanden. Der Ansaugbereich 100 und der Abgabebereich 102 entsprechen wieder jeweils einem Teilvolumen des Ventilatorraumes 80 und sind durch Trennwände 116 voneinander getrennt, welche jeweils zwischen zwei benachbarten Ventilatorgruppen 114 verlaufen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind diese Trennwände 116 gekrümmt und in Hauptabgaberichtung 74 konvex ausgebildet.
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Ansonsten gilt das zu den Ventilatoreinrichtungen 52.1 und 52.2 Gesagte sinngemäß entsprechend.
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7 zeigt eine nochmals abgewandelte Ventilatoreinrichtung 52.4, welche im Grundsatz der Ventilatoreinrichtung 52.3 entspricht. Dort sind wieder insgesamt 16 Ventilatoreinheiten 88 vorhanden; diese liegen jedoch in Form von Axialventilatoren 118 vor. Auch dort bilden jeweils vier Ventilatoreinheiten 88.1 bis 88.4, 88.5 bis 88.8, 88.9 bis 88.12 und 88.13 bis 88.16 eine Ventilatorgruppe 114, von denen aufgrund des Teilschnittes lediglich acht Ventilatoreinheiten 88.1 und 88.2, 88.5 und 88.6, 88.9 und 88.10 sowie 88.13 und 88.14, d.h. immer nur zwei der Ventilatoreinheiten 88 einer Ventilatorgruppe 114 zu erkennen sind. Die zugehörigen Ventilatoreinheiten 88.3 und 88.4, 88.7 und 88.8, 88.11 und 88.12 sowie 88.15 und 88.16 sind nicht gezeigt.
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Bei der Ventilatoreinrichtung 52.4 sind weder Strömungskanäle noch Trennwände vorhanden. Der Ansaugbereich 100 und der Abgabebereich 102 entsprechen wieder jeweils einem Teilvolumen des Ventilatorraumes 80 und sind lediglich durch die Anordnung der Ventilatoreinheiten 88 voneinander getrennt, ohne dass eine räumliche Begrenzung ausgebildet ist. Zwischen den Ventilatorgruppen 114 verbleibt ein Strömungsdurchgang.
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Ansonsten gilt das zu den Ventilatoreinrichtungen 52.1, 52.2 und 52.3 Gesagte sinngemäß entsprechend.
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Bei den Ventilatoreinrichtungen 52.1, 52.2 und 52.3 können statt der Radialventilatoren 110 auch Axialventilatoren 118 und bei der Ventilatoreinrichtung 52.4 können statt der Axialventilatoren 118 auch Radialventilatoren 110 eingesetzt werden.
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Die Anordnung der Ventilatoreinheiten 88 kann darüber hinaus variieren, solange das Kriterium erfüllt ist, dass wenigstens zwei der Ventilatoreinheiten 88 in der Hauptabgaberichtung 74 voneinander beabstandet sind. Die in den 3 bis 7 anhand der Ventilatoreinrichtungen 52.1, 52.2, 52.3 und 52.4 gezeigten Anordnungen können auch miteinander kombiniert werden. Beispielsweise können Ventilatoreinheiten (88) an einer oder beiden Seitenwänden 82 mit zumindest einer Ventilatorgruppe 114 kombiniert werden.
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Auch können bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen entsprechende Strömungskanäle 108 mit den Ventilatoreinheiten 88 verbunden sein.
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Für den Betrieb der Ventilatoreinrichtungen 52 sind nun verschiedene Möglichkeiten realisierbar:
- Bei einer ersten Konfiguration werden alle Ventilatoreinheiten 88 ohne eine Regelmöglichkeit mit maximaler Leistung betrieben.
- Bei einer ersten Betriebsart dieser ersten Konfiguration werden alle vorhandenen Ventilatoreinheiten 88 genutzt. Wenn dann ein oder mehrere Ventilatoreinheiten 88 ausfallen. verringert sich die Förderleistung der Ventilatoreinrichtung 52 entsprechend. Die Ventilatoreinrichtung 52 kann dann noch so lange ohne weitere Maßnahmen betrieben werden, bis die Leistung bei Ausfall einer weiteren Ventilatoreinheit auf ein Niveau absinken würde, welche nicht mehr tolerierbar wäre.
- Bei einer zweiten Betriebswart der ersten Konfiguration werden zwar ebenfalls alle Ventilatoreinheiten 88 ohne eine Regelmöglichkeit mit maximaler Leistung betrieben, es werden jedoch nicht alle funktionsfähigen Ventilatoreinheiten 88 aktiviert. Wenn ein oder mehrere der aktiven Ventilatoreinheiten 88 ausfallen, wird eine Anzahl von bislang inaktiven Ventilatoreinheiten 88 aktiviert, welche der Anzahl der ausgefallenen Ventilatoreinheiten 88 entspricht, so dass die Gesamtförderleistung der Ventilatoreinrichtung 52 unverändert bleibt.
- Bei einer zweiten Konfiguration werden die vorhandenen Ventilatoreinheiten 88 über einen gemeinsamen Frequenzregler gesteuert.
- Bei einer ersten Betriebsart dieser zweiten Konfiguration werden die Ventilatoreinheiten 88 zunächst unterhalb ihrer maximalen Leistung betrieben. Wenn ein oder mehrere Ventilatoreinheiten 88 ausfallen, kann dann die Leistung aller Ventilatoreinheiten 88 angehoben werden, so dass die Gesamtförderleistung der Ventilatoreinrichtung 52 bei Ausfällen von Ventilatoreinheiten 88 so lange unverändert gehalten werden kann, bis alle Ventilatoreinheiten 88 mit ihrer maximalen Leistung betrieben werden.
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Die zweite Konfiguration eröffnet auch die Möglichkeit einer zweiten Betriebsart, bei welcher die Förderleistung der Ventilatoreinrichtung 52 mit Hilfe des Frequenzreglers geregelt wird und eine flexible und im laufenden Betrieb an geänderte Bedingungen anpassbare Förderleistung anpassbar ist.
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Bei einer dritten Konfiguration werden die vorhandenen Ventilatoreinheiten 88 oder werden Regelgruppen mit zwei oder mehreren Ventilatoreinheiten 88 über einen jeweiligen gesonderten Frequenzregler gesteuert. Dies ermöglicht, dass die Ventilatoreinheiten 88 oder die Regelgruppen unabhängig voneinander betrieben werden können.
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Bei einer ersten Betriebsart dieser dritten Konfiguration werden die Ventilatoreinheiten 88 zunächst ebenfalls unterhalb ihrer maximalen Leistung betrieben. Wenn ein oder mehrere Ventilatoreinheiten 88 ausfallen, kann dann die Leistung einer oder mehrerer Ventilatoreinheiten 88 oder einer oder mehrerer Regelgruppen oder aller Ventilatoreinheiten 88 angehoben werden, so dass die Gesamtförderleistung der Ventilatoreinrichtung 52 bei Ausfällen von Ventilatoreinheiten 88 auf diese abgewandelten Weise so lange unverändert gehalten werden kann, bis alle Ventilatoreinheiten 88 mit ihrer maximalen Leistung betrieben werden.
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Auch die dritte Konfiguration eröffnet die Möglichkeit einer zweiten Betriebsart, bei welcher die Förderleistung der Ventilatoreinrichtung 52 mit Hilfe des Frequenzreglers geregelt wird und eine flexible und im laufenden Betrieb an geänderte Bedingungen anpassbare Förderleistung anpassbar ist, wobei im Unterschied zu zweiten Konfiguration verschiedene Ventilatoreinheiten 88 und/oder Regelgruppen mit unterschiedlicher Leistung betrieben werden können, welche dann die Gesamtförderleistung der Ventilatoreinrichtung 52 bestimmen.
