DE10228894B4

DE10228894B4 - Gargerät mit Drehkolbengebläse

Info

Publication number: DE10228894B4
Application number: DE2002128894
Authority: DE
Inventors: Markus Lingenheil; Roland Hegmann
Original assignee: Rational AG
Current assignee: Rational AG
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: DE10228894A1

Abstract

Gargerät (50) mit einem Garraum (80), der über eine Garraumtür (70) mit Gargut beschickbar ist, einer Heizeinrichtung und einem Drehkolbengebläse (10), wobei das Drehkolbengebläse (10) zumindest zwei zweiflügelige oder dreiflügelige Drehkolben (2a, 2b) in Wirkverbindung mit einem Antrieb umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (2a, 2b) entgegengesetzt drehbar, in benachbarter Anlage zueinander angeordnet und zumindest bereichsweise längs ihrer Antriebsachsen (3a, 3b) gegensinnig zueinander gewendelt ausgeführt sind, und die Drehkolben (2a, 2b) längs ihrer Antriebsachse (3a, 3b) eine Unterbrechung aufweisen, durch die ein Zwischenraum (4a, 4b) definiert ist, in dem zumindest teilweise zumindest ein Bauelement, wie ein Wärmetauscher und/oder ein Strömungsführungsmittel, angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem Drehkolbengebläse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der Gargerätetechnik werden Drehkolbengebläse gegenüber Radialgebläsen bevorzugt, da sie insbesondere in einem Garraum ein gleichmäßigeres Strömungsprofil erzeugen und somit für eine gleichmäßigere Garung von beispielsweise auf in verschiedenen Höhen im Garraum, wie z.B. auf Garblechen, angeordnetem Gargut sorgen. Hierzu wird z.B. auf die nicht vorveröffentlichte DE 101 13 274 A1 oder die DE 199 44 265 A1 der Anmelderin verwiesen.

Bei Gargeräten mit Drehkolbengebläsen, die zweiflügelige Drehkolben aufweisen, hat man jedoch aufgrund des pulsierenden Pumpvorganges auf der Auslaßseite, also der Druckseite, durch die auftretenden Druckstöße eine Schallemission, weshalb Drehkolbengebläse im allgemeinen mit Schalldämpfern zur Geräuschsminimierung ausgestattet werden. Man verwendet sogenannte Resonanzschalldämpfer zur Filterung der Grundfrequenz und Absorptionsschalldämpfer zur Dämpfung höherer Frequenzen. Zudem sorgen speziell konstruierte Schallhauben für eine Reduzierung von Laufgeräuschen, die durch das Getriebe eines Drehkolbengebläses erzeugt werden. In Einsatzbereichen, wo eine Gasvolumenpulsation von Nachteil ist, greift man daher zur Zeit im wesentlichen auf dreiflügelige Drehkolben zurück, durch die Vibrationen in eventuell nachfolgenden Rohrleitungen oder die Ausblasgeräusche verringert werden sollen.

Nun haben die aus dem Stand der Technik bekannten Gargeräte mit dreiflügeligen Drehkolben den Nachteil, dass ihre Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu zweiflügeligen Drehkolben geringer ist; das heißt, sie besitzen eine höhere Energieaufnahme und sind zudem empfindlicher gegen Partikelbelastung der angesaugten Luft.

Somit hat man bei zweiflügeligen Drehkolben zwar den Vorteil der günstigeren Wirtschaftlichkeit, ist aber andererseits auf den nachteiligen, kostenverursachenden Einbau von Schalldämpfungsmitteln angewiesen.

Jedoch kommt es auch bei dreiflügeligen Drehkolben zur Ausbildung von Druckstößen, weshalb beispielsweise in der DE 199 23 234 C2 vorgeschlagen wird, in einem Rootskompressor mit dreiflügeligen Rootskolben in eine Förderkammer, nach Abschließen derselben gegenüber einer saugseitigen Kammer, gasförmiges Fördermedium über einen Voreinlaßspalt aus der druckseitigen Kammer gesteuert einzuspeisen. Der zeitliche Ablauf der Einspeisung von Fördermedium wird durch Lage und Ausbildung des Voreinlaßspalts in Bezug auf den Kolben drehwinkel sowie einem Grad einer Verwindung der als verwundene Kolben ausgebildeten Rootskolben derart abgestimmt, daß in der druckseitigen Kammer erzeugte Unterdruckwellen diejenigen Druckwellen auslöschen, die aufgrund von Quetschimpulsen beim gegenseitigen Ineinandergreifen der Rootskolben entstehen.

Darüber hinaus ist aus der DE 100 56 168 A1 ein Rotor für einen Roots- oder Schraubenkompressor bekannt, bei dem eine Welle durchgehend und einstückig mit an dieser jeweils als Hohlkörper ausgebildeten Flügeln als Gußteil hergestellt ist, wobei die Flügelwandung jeweils mit auf ihrer Innenseite angeordneten und einstückig mit der Wandung verbundenen Rippen verstärkt ist.

Schließlich ist aus der DE 40 34 465 A1 ein als Lader für Verbrennungsmotoren dienendes außenachsiges Rotationskolbengebläse bekannt. Zwei Kolben des Rotationskolbengebläses sind radial mittig geteilt und die beiden Hälften sind jeweils zueinander in einem Winkel von vorzugsweise 35 Grad gegensinnig versetzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße Gargerät derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere im Betrieb ein geringer Geräuschpegel verursacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche 2 bis 9 betreffen vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gargeräts.

Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß in dem Fall, in dem ein Drehkolbengebläse in einem Gargerät vornehmlich zur Förderung einer Garraumatmosphäre, und weniger zur Erzeugung eines hohen Druckgradienten, Verwendung finden soll, durch eine spiralförmige Ausgestaltung seiner Drehkolben eine verhältnismäßig große Laufruhe und ein ver hältnismäßig geringer Geräuschpegel erzielt werden können, eben durch Vermeidung einer Pulsation der ausgestoßenen Luft.

Zudem ist vorteilhaft, daß bei einem erfindungsgemäßen Gargerät neben einer Vermeidung von teuren Schalldämpfungsmitteln zusätzlich aufgrund des im Vergleich zu Radialgebläsen gleichmäßigeren Strömungsprofils die Anzahl von notwendigen Strömungsführungsmittel, wie Luftleitblechen, reduziert werden kann, was einen konstruktiv einfacheren und kostengünstigeren Aufbau eines Gargerätes ermöglicht.

Wenn ferner optional die Möglichkeit einer Invertierung der Drehrichtung der Drehkolben vorgesehen ist, so liefert die vorliegende Erfindung in vorteilhafter Weise eine geräuscharme Vorrichtung zur Vergleichmäßigung des Energieeintrages in im Garraum eines Gargerätes befindlichen Garguts.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel derselben anhand von schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert werden. Dabei zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht, von schräg oben, auf eine Ausführungsform eines Drehkolbenblocks eines Drehkolbengebläses eines erfindungsgemäßen Gargeräts;
2 eine Querschnittsansicht, von oben, auf ein erfindungsgemäßes Gargerät mit einem eingebauten Drehkolbengebläse von 1.
Wie in 1 dargestellt, weist das Drehkolbengebläse einen Drehkolbenblock 1 auf, der aus zwei zweiflügeligen Drehkolben 2a, 2b aufgebaut ist, wobei der erste Drehkolben 2a auf einer ersten Antriebsachse 3a und entsprechend der zweite Drehkolben 2b auf einer zweiten Antriebsachse 3b montiert ist. Die Drehrichtung des ersten Drehkolbens 2a in einem ersten Betriebszustand wird durch einen ersten Pfeil A veranschaulicht, wohingegen die Drehrichtung des zweiten Drehkolbens 2b entgegengesetzt zu der des ersten Drehkolbens 2a ist, wie durch den zweiten Pfeil B veranschaulicht. Die Drehrichtungen der beiden Drehkolben 2a, 2b sind jedoch auch umkehrbar, wodurch ein zweiter Betriebszustand (nicht dargestellt) definiert wird.
Wie aus 1 ferner erkennbar, ist der erste Drehkolben 2a derart geformt, dass eine achtförmige Querschnittsfläche 5a sich längs der ersten Antriebsachse 3a wie in Form einer Wendel von unten nach oben gegen den Uhrzeigersinn verdreht. Entsprechend ist der zweite Drehkolben 2b so ausgebildet, daß sich seine achtförmige Querschnittsfläche 5b von unten nach oben im Uhrzeigersinn verdreht, so daß der erste Drehkolben 2a zu dem zweiten Drehkolben 2b im ausgebauten Zustand [d.h., wenn der erste Drehkolben 2a und der zweite Drehkolben 2b nicht in benachbarter Anlage zueinander angeordnet sind] spiegelsymmetrisch bezüglich einer vertikalen Spiegelebene ist.
Der erste Drehkolben 2a weist eine Unterbrechung in der Mitte der ersten Antriebsachse 3a auf, wodurch ein erster Zwischenraum 4a gebildet wird. Ein analoger, zweiter Zwischenraum 4b wird durch eine Unterbrechung des zweiten Drehkolbens 2b auf der zweiten Antriebsachse 3b bereitgestellt. Diese Zwischenräume 4a, 4b ermöglichen nach dem Einbau des Drehkolbenblocks 1 in ein Gehäuse (nicht dargestellt) die Durchführung von Bauelementen, wie zum Beispiel (Gas-)Wärmetauschern (nicht dargestellt).
Zudem ist erkennbar, daß die Drehkolben 2a, 2b in ihrem Inneren hohl ausgebildet sind. Dies dient der Verminderung des Trägheitsmomentes.
In 2 ist der Einbau eines Drehkolbengebläses 10, umfassend einen Drehkolbenblock 1 gemäß 1 in einem Gebläsegehäuse 20 mit einer inneren Wandung 30 und einer äußeren Wandung 40 im Einbau, in einem erfindungsgemäßen Gargerät 50 dargestellt. Das Gargerät 50 weist hierbei vier Seitenwände 60, 61, 62, 63 auf, wobei in eine Seitenwand 60 eine Garraumtür 70 eingelassen ist. Ein Garraum 80 wird im wesentlichen durch die Begrenzungen der Seitenwände 60, 61, 62, der Garraumtür 70, einer Bodenprägung 90, die als Kondensatsammelbecken mit einer zentralen Ablauföffnung 100 ausgebildet ist, sowie einem im we sentlichen parallel zur hinteren Seitenwand 63 des Gargerätes 50 angeordneten Luftleitblech 110 festgelegt. Zwischen dem Luftleitblech 110 und der hinteren Seitenwand 63 befinden sich Heizregister 120 zur Aufnahme von Heizelementen (nicht dargestellt), die für eine gesteuerte und/oder geregelte Erwärmung der Garraumatmosphäre dienen.
Im Betrieb des Drehkolbengebläses 10 in dem Gargerät 50 wird die Garraumatmosphäre im wesentlichen durch einen Impulsübertrag von den rotierenden Drehkolben 2a, 2b auf die in der Garraumatmosphäre befindlichen Partikel zirkuliert. Rotieren die Drehkolben 2a, 2b entsprechend der in 1 angegebenen Drehrichtungen A und B findet eine Förderung der Garraumatmosphäre entsprechend der durch den Pfeil C veranschaulichten Blasrichtung statt. Bei Umkehrung der Drehrichtungen der beiden Drehkolben 2a, 2b, erfolgt der Partikeltransport in der entgegengesetzten, mit D gekennzeichneten, Blasrichtung.

Claims

Gargerät (50) mit einem Garraum (80), der über eine Garraumtür (70) mit Gargut beschickbar ist, einer Heizeinrichtung und einem Drehkolbengebläse (10), wobei das Drehkolbengebläse (10) zumindest zwei zweiflügelige oder dreiflügelige Drehkolben (2a, 2b) in Wirkverbindung mit einem Antrieb umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (2a, 2b) entgegengesetzt drehbar, in benachbarter Anlage zueinander angeordnet und zumindest bereichsweise längs ihrer Antriebsachsen (3a, 3b) gegensinnig zueinander gewendelt ausgeführt sind, und die Drehkolben (2a, 2b) längs ihrer Antriebsachse (3a, 3b) eine Unterbrechung aufweisen, durch die ein Zwischenraum (4a, 4b) definiert ist, in dem zumindest teilweise zumindest ein Bauelement, wie ein Wärmetauscher und/oder ein Strömungsführungsmittel, angeordnet ist.
Gargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Drehkolben (2a, 2b) in seinem Inneren zumindest bereichsweise hohl ausgebildet ist.
Gargerät nach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (2a, 2b) im wesentlichen senkrecht zu ihrer Antriebsachse (3a, 3b) einen im wesentlichen achtförmigen Querschnitt (5a, 5b) aufweisen.
Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume (4a, 4b) benachbarter Drehkolben (2a, 2b) zueinander ausgerichtet sind
Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachsen (3a, 3b) der Drehkolben (2a, 2b) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehkolben (2a, 2b) über seine Antriebsachse (3a, 3b) mit einem Antrieb, vorzugsweise in Form eines Elektromotors, in Wirkverbindung steht.
Gargerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Synchronisationseinrichtung und/oder Inversionseinrichtung in Wirkverbindung mit den Antrieben mechanischer, elektrischer und/oder elektronischer Art.
Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Garraumwand (60, 61, 62, 63), insbesondere der Garraumboden sowie die Garraumdecke, als Strömungsführungsmittel ausgebildet ist, und/oder der Wärmetauscher in dem Zwischenraum (4a, 4b) zumindest bereichsweise als Strömungsführungsmittel ausgebildet ist.
Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Wirkverbindung mit jedem Antrieb, der Synchronisationseinrichtung, der Inversionseinrichtung und/oder einem Sensor, insbesondere für einen Garparameter.