DE112019005374T5

DE112019005374T5 - TURBOGEBLÄSE FÜR DEN BETRIEB IM STOßBEREICH

Info

Publication number: DE112019005374T5
Application number: DE112019005374.4T
Authority: DE
Inventors: Minsoo Kim
Original assignee: Turbowin Co Ltd
Current assignee: Turbowin Co Ltd
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-08-19
Also published as: CN113167282B; KR101989588B1; US11668313B2; CN113167282A; US20220010801A1; JP2022509198A; WO2020111653A1; JP7083551B2

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Turbogebläse, welches in der Lage ist, in einem Stoßbereich zu arbeiten, und insbesondere auf ein Turbogebläse, welches in der Lage ist, in einem Stoßbereich zu arbeiten, wobei das Turbogebläse seine Leistungskonstanz und seinen Wirkungsgrad erhöht, indem es ein Aussetzen desselben aufgrund eines vorübergehend erzeugten Stoßens verhindert, indem es zusätzlich zu einem Normalbereich, in dem das Turbogebläse normalerweise arbeitet, auch in einem Stoßbereich für eine vorbestimmte Zeit arbeitet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Turbogebläse, welches in der Lage ist in einem Stoßbereich zu arbeiten, und insbesondere ein Turbogebläse, welches in der Lage ist in einem Stoßbereich zu arbeiten, wobei das Turbogebläse seine Leistungskonstanz und seinen Wirkungsgrad erhöht, indem es eine Aussetzung aufgrund eines vorübergehend erzeugten Druckstoßes verhindert und indem es auch in einem Stoßbereich für eine vorbestimmte Zeit arbeitet, zusätzlich zu einem Normalbereich in dem das Turbogebläse normalerweise arbeitet.
Hintergrund der Technik
Ein Turbogebläse ist eine Vorrichtung, welche Luft ausstößt, indem sie einen Druck der von außen angesaugten Luft um einen bestimmten Bereich erhöht.
Ein Druckstoß wird erzeugt, wenn das Verdichtungsverhältnis zur Durchflussmenge eines solchen Turbogebläses hoch ist, was bedeutet, dass der Rotationskörper des Turbogebläses im Leerlauf läuft, was zu einem unregelmäßigen Durchfluss führt und einen instabilen Zustand zur Folge hat, der nicht kontrolliert werden kann.
Der Druckstoß wird erzeugt, wenn die Durchflussrate des Ansaugteils, welches die Luft ansaugt, niedrig ist, wenn der Druck des Ansaugteils ansteigt, wenn der Druck ansteigt und der Durchfluss abnimmt, in dem Fall das der Auslassdurchfluss durch ein Ventil unterdrückt wird, usw., sowie wenn die Geschwindigkeit davon aufgrund einer Fehlfunktion eines Steuersystems plötzlich ansteigt.
Auf diese Weise führt der während des Betriebs erzeugte Druckstoß zu einer fatalen Beschädigung des Turbogebläses. Dementsprechend wird bei einem herkömmlichen Turbogebläse, wenn der Stoß auftritt, das System sofort abgeschaltet und der Betrieb des Turbogebläses gestoppt.
Dies ist die am besten geeignete Methode zum Schutz des Turbogebläses. Ein bedingungsloser Stopp im herkömmlichen Turbogebläsesystem hat jedoch das Problem, dass der Betrieb des Turbogebläses auch bei einem vorübergehenden Druckstoß, welcher keine große Belastung für das Turbogebläse darstellt, gestoppt wird.
In diesem Fall ist es nach dem Stoppen und Stabilisieren des Turbogebläses notwendig, das Turbogebläse und das System neu zu starten, um die Leitung wieder mit Luft zu versorgen. Daher gibt es Schwierigkeiten da es notwendig ist, die Leitung wieder zu stabilisieren.
Somit werden Energie und Zeit für die Re-Stabilisierung der Leitung aufgrund eines vorübergehenden Druckstoßes verschwendet, was jedoch überwunden werden kann.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Turbogebläsevorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, einen durch verschiedene Faktoren verursachten vorübergehenden Druckstoß zu überwinden und gleichzeitig den Betrieb des Turbogebläses aufrechtzuerhalten, wodurch das herkömmliche Problem gelöst wird.
In der Zwischenzeit wird als Stand der Technik für ein Turbogebläse, welches in der Lage ist in einem Stoßbereich zu arbeiten, „eine Betriebssteuerung eines Turbogebläses“ aus der koreanischen Patentveröffentlichung Nr. 10-2014-0017925 (im Folgenden als „Patentliteratur 1“ bezeichnet) offenbart.
Die Patentliteratur 1 bezieht sich auf eine Betriebssteuerung eines Turbogebläses, welches in der Lage ist, das Erkennungsverfahren von Druckstößen oder Überlastungen zu vereinfachen, um die Steuerung zu vereinfachen und einem ungelernten Arbeiter die Durchführung der entsprechenden Arbeiten zu erleichtern. Die Betriebssteuerung eines Turbogebläses umfasst einen Druckerfassungsteil zum Erfassen des Differenzdrucks des Turbogebläses durch Vergleichen des Außendrucks des Turbogebläses mit dem Innendruck des Turbogebläses; einen Luftstromerfassungsteil zum Umwandeln des Differenzdrucks des Turbogebläses in den Luftstrom des Turbogebläses; ein Einstellteil zur Erkennung von Abnormalitäten zum Erfassen und Speichern von Bedingungen, zum Erfassen eines Drucktoßes und einer Überlastung, welche von einem Benutzer eingegeben werden; ein Luftstrom-Steuerteil zum Einstellen des Luftstroms des Turbogebläses auf der Grundlage des berechneten Luftstroms, zum Erfassen der Erzeugung eines Druckstoßes oder einer Überlastung durch Analysieren des berechneten Luftstroms in Abhängigkeit von den Bedingungen zum Erfassen eines Druckstoßes und einer Überlastung und zum sofortigen Anhalten des Betriebs des Turbogebläses, wenn ein Druckstoß oder eine Überlastung erzeugt wird; sowie ein Luftstrom-Einstellteil zum Bestimmen des Luftstroms des Turbogebläses oder zum Bestimmen, ob das Turbogebläse betrieben werden soll oder nicht, durch Steuern des Betriebs des Motors des Turbogebläses unter Steuerung des Luftstrom-Steuerteils.
Als weiterer Stand der Technik ist ein „Diffusionsturbogebläse“ aus der koreanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 10-2016-0022061 (im Folgenden als „Patentliteratur 2“ bezeichnet) offenbart.
Die Patentliteratur 2 bezieht sich auf ein Diffusionsturbogebläse, bei dem die Steuerung durch ein vereinfachtes Verfahren zur Erkennung eines Druckstoßes oder einer Überlastung vereinfacht werden kann und ein ungelernter Arbeiter die Bedienung durchführen kann. Das Diffusionsturboladergebläse umfasst einen Druckerfassungsteil zum Erfassen des Differenzdrucks des Turboladergebläses durch Vergleichen des Außendrucks des Turboladergebläses mit dem Innendruck des Turboladergebläses; einen Luftstromerfassungsteil zum Umwandeln des Differenzdrucks des Turboladergebläses in den Luftstrom des Turboladergebläses; ein Einstellteil zur Erkennung von Abnormalitäten zum Beschaffen und Speichern von Bedingungen zum Erfassen eines Druckstoßes und einer Überlastung, welche von einem Benutzer eingegeben werden; ein Luftstrom-Steuerteil zum Einstellen des Luftstroms des Turbogebläses auf der Grundlage des berechneten Luftstroms, zum Erfassen der Erzeugung eines Druckstoßes oder einer Überlastung durch Analysieren des berechneten Luftstroms in Abhängigkeit von den Bedingungen zum Erfassen eines Druckstoßes und einer Überlastung und zum sofortigen Anhalten des Betriebs des Turbogebläses, wenn ein Druckstoß oder eine Überlastung erzeugt wird; sowie ein Luftstrom-Einstellteil zum Bestimmen des Luftstroms des Turbogebläses oder zum Bestimmen, ob das Turbogebläse betrieben werden soll oder nicht, durch Steuern des Betriebs des Motors des Turbogebläses unter der Steuerung des Luftstrom-Steuertei ls.
Wie oben beschrieben, liegen die Patentschriften 1 und 2 auf demselben technischen Gebiet wie die vorliegende Erfindung und offenbaren Mittel und Verfahren zur Bewältigung des Auftretens eines Druckstoßes. Es besteht jedoch ein Unterschied in Bezug auf die durch die Erfindung zu lösenden Aufgaben (Gegenstand der Erfindung).
Das heißt, die Patentschriften 1 und 2 sind Erfindungen zum Anhalten des Betriebs des Turbogebläses bei Auftreten eines Druckstoßes oder einer Überlastung. Es gibt jedoch einen Unterschied in den technischen Merkmalen der vorliegenden Erfindung, um deren Betrieb in einem Bereich aufrechtzuerhalten, welcher das Turbogebläse auch bei Auftreten eines Druckstoßes nicht beschädigt.
Dementsprechend gibt es Unterschiede in der durch die Erfindung zu lösenden Aufgabe, den Lösungsmitteln zu ihrer Lösung und der von ihr ausgeübten Wirkung.
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Koreanische Patentveröffentlichung Nr. 10-2014-0017925 (12. Februar 2014)
Patentliteratur 2: Koreanische Patentveröffentlichung Nr. 10-2016-0022061 (29. Februar 2016)

Offenlegung
Technisches Problem
Die vorliegende Offenbarung wurde in dem Bemühen gemacht, die Probleme des verwandten Standes der Technik zu lösen, wobei es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist, eine Turbogebläsevorrichtung bereitzustellen, welche ein Turbogebläse auch in einem Stoßbereich für eine vorbestimmte Zeit zusätzlich zu einem Normalbereich betreibt.
Das heißt, ein Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Turbogebläsevorrichtung bereitzustellen, welche einen Betriebsbereich augenblicklich vergrößert und steuert, so dass der Betrieb eines Turbogebläses in einem Stoßbereich in den Betrieb in einem Normalbereich übergehen kann, indem festgestellt wird, ob das Turbogebläse vorübergehend in dem Stoßbereich arbeitet, ohne den Betrieb des Turbogebläses sofort zu stoppen, wenn ein Druckstoß erzeugt wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Turbogebläsevorrichtung bereitzustellen, welche die Leistungkonstanz und den Wirkungsgrad eines Turbogebläses erhöht, indem der Betrieb des Turbogebläses in einem Stoßbereich gesteuert wird.
Technische Lösung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung und um diese Ziele zu erreichen, wird ein Turbogebläse bereitgestellt, welches in der Lage ist in einem Stoßbereich zu arbeiten, welches umfasst:

eine Turbogebläse-Maschineneinheit, welche den Druck der im Inneren strömenden Außenluft erhöht und dann die Außenluft ausstößt; und
eine Turbogebläse-Steuereinheit, welche die Turbogebläse-Maschineneinheit antreibt,
wobei die Turbogebläse-Maschineneinheit auch in einem Stoßbereich für eine vorbestimmte Zeit stabil betrieben wird.

In diesem Moment enthält die Turbogebläse-Steuereinheit:

einen Wechselrichter, welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit mit Strom versorgt;
ein Bedienfeld, welches einen Echtzeit-Status der durch den Wechselrichter versorgten Turbogebläse-Maschineneinheit einstellt und überprüft;
einen Stoßbereich-Erkennungstreiber, welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit so steuert, dass sie auch in einem Stoßbereich für eine vorbestimmte Zeit stabil betrieben wird;
eine Datenspeichereinheit, welche Daten über eine Betriebsgeschichte, eine Druckstoßbetriebsgeschichte und eine Druckstoßgeschichte der Turbogebläse-Maschineneinheit speichert; und
eine Steuerung, welche den Wechselrichter, das Bedienfeld, den Stoßbereichs-Erkennungstreiber und die Datenspeichereinheit steuert.

Wie oben beschrieben, wird die Turbogebläse-Maschineneinheit so gesteuert, dass sie auch im Stoßbereich für eine vorbestimmte Zeit stabil arbeitet, so dass der Betrieb im Stoßbereich in einen Betrieb im Normalbereich umgewandelt wird.
In der Zwischenzeit sollte verstanden werden, dass die Terminologie oder die in den Ansprüchen verwendeten Wörter nicht im normalen oder lexikalischen Sinne interpretiert werden sollten. Sie sollten als Bedeutung und Konzept interpretiert werden, die mit der technischen Idee der vorliegenden Erfindung übereinstimmen, basierend auf dem Prinzip, dass der Erfinder das Konzept des Begriffs richtig definiert, um seine Erfindung auf die beste Weise zu beschreiben.
Daher sind die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen und die in den Zeichnungen gezeigten Konfigurationen nur die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei nicht alle technischen Ideen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Daher ist es zu verstehen, dass verschiedene Äquivalente und Modifikationen möglich sind.
Vorteilhafte Effekte
Wie oben in Bezug auf die Konfiguration und den Betrieb beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Offenbarung der Betriebsbereich des Turbogebläses so erweitert, dass das Turbogebläse für eine vorbestimmte Zeit in einem Stoßbereich zusätzlich zu einem Normalbereich betrieben wird.
Das heißt, wenn während des Betriebs des Turbogebläses ein Druckstoß erzeugt wird, dann wird der Betrieb des Turbogebläses nicht notwendigerweise unterbrochen, zusätzlich wird festgestellt, ob es sich um einen vorübergehenden Betrieb in einem Druckstoßbereich handelt, wobei der Betrieb in dem Druckstoßbereich so gesteuert wird, dass er in den Betrieb in dem Normalbereich verschoben werden kann, so dass der Betrieb des Turbogebläses innerhalb eines großen Betriebsbereichs aufrechterhalten wird.
Da der Betrieb des Turbogebläses in einem Stoßbereich gesteuert wird, werden außerdem die Leistungkonstanz und der Wirkungsgrad des Turbogebläses verbessert.
Das heißt, ein vorübergehender Stillstand der Luft, welche einer Leitung zugeführt wird, kann durch eine stabile Vergrößerung des Betriebsbereichs des Turbogebläses verhindert werden, wodurch die Konsistenz der Leitung und die Produktivität der Leitung entsprechend maximiert wird.
Figurenliste
Die obigen und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen:

1 ein Diagramm ist, welches die Konfiguration eines Turbogebläses zeigt, das in der Lage ist, in einem Stoßbereich der vorliegenden Offenbarung zu arbeiten;
2 ein schematisches Diagramm ist, welches das Turbogebläse zeigt, das in der Lage ist, in einem Stoßbereich der vorliegenden Offenbarung zu arbeiten;
3 ein schematisches Rohrleitungs- und Gerätediagramm des Turbogebläses ist, welches in einem Stoßbereich der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann;
4 ein kurzes Flussdiagramm zeigt, welches einen Betriebsfluss des Turbogebläses zeigt, das in einem Stoßbereich der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann; und
5 eine Leistungstabelle einer Überdruck-Volumenstrom-Beziehung für das Turbogebläse illustriert, welches in einem Stoßbereich der vorliegenden Offenbarung arbeiten kann.

Bezugszeichenliste

1:: Turbogebläse
100:: Gehäuse
120:: Lufteinlass
130:: Turbogebläse
131:: Turbogebläse-Gehäuse
132:: Laufrad
133:: Turbogebläse-Motor
140:: Luftaustrittskonusrohr
150:: Turbogebläse-Schalldämpfer
160:: elektrische Ventil
170:: Ablassventil
210:: Wechselrichter
220:: Bedienfeld
230:: Stoßbereich-Erkennungstreiber
231:: Stoßbereich-Sensoreinheit
232:: automatischer Steuerventil-Aktivator
233:: Stoßbereich-Betriebseinheit
233a:: erstes Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs
233b:: zweites Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs
233c:: drittes Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs
240:: Datenspeichereinheit
250:: Steuereinheit
260:: exklusive Terminal-Kommunikationseinheit
S100:: Schritt der Stromzufuhr
S200:: Stop-Schritt der Turbogebläse-Maschineneinheit
S300:: Prüf-Schritt der Turbogebläse-Maschineneinheit
S400:: Betriebs-Schritt der Turbogebläse-Maschineneinheit
S500:: Prüf-Schritt für Betrieb im Normalbereich
S600:: Erkennungs-Schritt für Betrieb im Stoßbereich
S700:: Freigabe-Schritt für Betrieb im Stoßbereich
S800:: Öffnungs-/Schließungs-Schritt für das elektrische Ventil
S900:: Halte-Schritt für Turbogebläse-Maschineneinheit
S1000:: Betriebsstopp-Schritt
R:: Rotor
S:: Stator
CR:: Normalbereich
IA:: Lufteintrittskanal
OA:: Luftauslasskanal
SP:: exklusive Klemme
SR:: Stoßbereich

Beste Ausführung
Erfindungsgemäße Ausführung
Im Folgenden werden die Funktion, die Konfiguration und der Betrieb eines Turbogebläses, welches in einem Stoßbereich gemäß der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
1 ist ein Diagramm, welches die Konfiguration eines Turbogebläses zeigt, welches in einem Stoßbereich gemäß der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann, 2 ist ein schematisches Diagramm, welches das Turbogebläse zeigt, das in einem Stoßbereich gemäß der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann, und 3 ist ein schematisches Rohrleitungs- und Gerätediagramm des Turbogebläses, welches in einem Stoßbereich gemäß der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt,
stellt die vorliegende Offenbarung ein Turbogebläse (1) bereit, welches in einem Stoßbereich betrieben werden kann und Folgendes umfasst:

eine Turbogebläse-Maschineneinheit (100), welche den Druck der nach innen strömenden Außenluft erhöht und dann die Außenluft ausstößt; und
eine Turbogebläse-Steuereinheit (200), welche die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) antreibt,
wobei die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) auch in einem Stoßbereich (SR) für eine vorbestimmte Zeit stabil betrieben wird.

Das heißt, die vorliegende Offenlegung stellt eine Turbogebläsevorrichtung bereit, welche die Konsistenz der Leistung und des Wirkungsgrad der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) maximiert, indem der Betriebsbereich vorübergehend erweitert wird, so dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) auch in einem Stoßbereich ohne Anhalten stabil betrieben werden kann, wie in der Leistungstabelle in Bezug auf den Überdruck-Volumenstrom in 5 gezeigt.
Bei genauerer Betrachtung wird bei Turbogebläsen aus dem Stand der Technik der Betrieb des Turbogebläses trotz eines vorübergehenden Druckstoßes, welcher das Turbogebläse nicht immer beschädigt, zum Schutz des Turbogebläses gestoppt, wenn sich der Betrieb des Turbogebläses einem Stoßbereich (SR) nähert, so dass das Problem besteht, dass der Fluss oder die Luft, welche einer Leitung durch das Turbogebläse zugeführt wird, instabiler wird. Die vorliegende Offenbarung löst jedoch dieses Problem des bekannten Standes der Technik, so dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in Betrieb bleibt, wenn festgestellt wird, dass sie in einem Stoßbereich (SR) durch einen vorübergehenden Druckstoß betrieben wird. Dementsprechend wird der Luftstrom, welcher dem Turbogebläse (130) und einer Leitung zugeführt wird, stabiler gemacht, wodurch die Effizienz des Turbogebläses (130) maximiert wird.
Das heißt, der Betrieb der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in einem Stoßbereich (SR) aufgrund eines vorübergehenden Druckstoßes, welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) nicht beschädigt, steht bereit, um in einen Normalbereich (CR) übergehen zu können. Dementsprechend kann die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) auch bei einem vorübergehenden Druckstoß ohne Unterbrechung stabil weiterarbeiten.
Die Turbogebläse-Steuerungseinheit (200), welche den Betrieb der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in einem Normalbereich (CR) und einem Stoßbereich (SR) aufgrund eines vorübergehenden Druckstoßes steuert, wird näher beschrieben.
Die Turbogebläse-Steuereinheit (200) umfasst:

einen Wechselrichter (210), welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) mit Strom versorgt;
ein Bedienfeld (220), welches einen Echtzeitstatus der Turbogebläse-Maschineneinheit (100), die durch den Wechselrichter (210) mit Strom versorgt wird, einstellt und überprüft;
einen Stoßbereich-Erkennungstreiber (230), welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) so steuert, dass sie auch in einem Stoßbereich (SR) für eine vorbestimmte Zeit stabil betrieben wird;
eine Datenspeichereinheit (240), welche Daten über einen Betriebsverlauf, einen Druckstoßbetriebsverlauf (SR) und einen Druckstoßverlauf der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) speichert; und
eine Steuerung (250), welche den Wechselrichter (210), das Bedienfeld (220), den Stoßbereich-Erkennungstreiber (230) und die Datenspeichereinheit (240) steuert.

Wie oben beschrieben, wird die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) so gesteuert, dass sie auch im Stoßbereich (SR) für eine vorbestimmte Zeit stabil arbeitet, so dass der Betrieb im Stoßbereich (SR) in den Betrieb im Normalbereich (CR) umgewandelt wird.
Insbesondere umfasst der Stoßbereich-Erkennungstreiber (230), welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) so steuert, dass sie für eine vorbestimmte Zeit, die im Voraus von einem Leiter festgelegt wurde, in dem Stoßbereich (SR) unter Berücksichtigung der Leistung der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) und des Status einer Leitung für die Luftzufuhr stabil betrieben wird, im Einzelnen:

eine Stoßbereich-Sensoreinheit (231), welche erfasst, ob der Betriebszustand der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) ein Betrieb im Normalbereich (CR) oder ein Betrieb im Stoßbereich (SR) ist;
einen automatischen Steuerventil-Aktivator (232), welcher automatisch ein elektrisches Ventil (160) in Übereinstimmung mit dem Öffnungs-/Schließungsgrad steuert, der durch den Leiter eingestellt wird, wenn die Stoßbereich-Sensoreinheit (231) den Betrieb im Stoßbereich (SR) erfasst;
eine Stoßbereich-Betriebseinheit (233), welche den Betrieb der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) durch Betätigung des automatischen Steuerventil-Aktivators (232) aufrechterhält; und
einen Stoßbereich-Betriebsstopper (234), welcher den Betrieb der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) unterbricht, wenn die Stoßbereich-Betriebseinheit (233) feststellt, dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) im Stoßbereich (SR) nicht durch einen vorübergehenden Druckstoß, sondern durch einen Druckstoß betrieben wird, welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) beschädigt.

Der automatische Steuerventil-Aktivator (232), welcher das elektrische Ventil (160) entsprechend dem vom Leiter eingestellten Öffnungs-/Schließungsgrad automatisch steuert, umfasst:

ein erstes Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233a), welches den Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) gemäß der Fortsetzungszeit eines in der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) erzeugten Druckstoßes einstellt, so dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in dem Stoßbereich (SR) arbeitet, unter der Annahme, dass der Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) 0[%] bis 100[%] beträgt;
ein zweites Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233b), welches den Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) gemäß der Fortsetzungszeit eines in der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) erzeugten Druckstoßes einstellt, so dass die Turbogebläsemaschineneinheit (100) in dem Stoßbereich (SR) arbeitet, mit Ausnahme des durch das erste Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233a) eingestellten Bereichs; und
ein drittes Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233c), welches den Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) gemäß der Fortsetzungszeit eines in der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) erzeugten Druckstoßes einstellt, so dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in dem Stoßbereich (SR) arbeitet, mit Ausnahme der durch das erste Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233a) und der durch das zweite Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233b) eingestellten Bereiche.

Durch Einstellen und Steuern des Öffnungs-/Schließungsgrades des elektrischen Ventils (160) in Abhängigkeit von der Erzeugung und der Dauer eines Druckstoßes wird ein Betriebsbereich vergrößert, so dass der Betrieb in einem Stoßbereich (SR) innerhalb eines Bereichs möglich ist, in dem die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) nicht beschädigt wird.
Im Detail, zum Beispiel, wie in 4 gezeigt,
der Bereich des ersten Moduls zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233a) ist so eingestellt, dass das elektrische Ventil (160) 1[%] bis 40[%] geöffnet wird, wenn ein Druckstoß innerhalb von 1 [sec] bis 5[sec] anhält,
der Bereich des zweiten Moduls zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233b) ist so eingestellt, dass das elektrische Ventil (160) 40[%] bis 70[%] geöffnet wird, wenn ein Druckstoß innerhalb von 6[sec] bis 10[sec] anhält, und
der Bereich des dritten Moduls zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233c) ist so eingestellt, dass das elektrische Ventil (160) 70[%] bis 100[%] geöffnet wird, wenn ein Druckstoß innerhalb von 10[s] bis 13[s] anhält.
Dementsprechend wird der Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) für jede Stufe der Fortsetzungszeit eines Druckstoßes eingestellt, wodurch der Betriebsbereich flexibel vergrößert wird, so dass der Betrieb der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) im Stoßbereich (SR) in den Betrieb im Normalbereich (CR) übergehen kann.
In diesem Fall bedeutet 0[%] die vollständige Schließung des elektrischen Ventils (160) und 100[%] die vollständige Öffnung des elektrischen Ventils (160).
Des Weiteren umfasst die Turbogebläse-Steuereinheit (200) eine exklusive Terminal-Kommunikationseinheit (260), welche es dem Leiter ermöglicht, Betriebsinformationen einzustellen und den Betriebsstatus der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) über ein exklusives Terminal (SP) durch ein Kommunikationsnetzwerk (IP) zu überprüfen, anders als das Bedienfeld (220), das direkt vom Leiter bedient wird.
Dementsprechend ist es für den Leiter möglich, das Turbogebläse (1), welches in einem Stoßbereich der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann, einfacher zu verwalten und den Status der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in Echtzeit jederzeit innerhalb eines mit dem Kommunikationsnetzwerk (IT) verbundenen Abschnitts zu überprüfen und einzustellen, so dass ein stabiler Betrieb aufrechterhalten wird.
Wenn die Turbogebläse-Steuereinheit (200) außerdem die exklusive Terminal-Kommunikationseinheit (260) enthält, sollte die Steuereinheit (250) so konfiguriert sein, dass sie in der Lage ist, die exklusive Terminal-Kommunikationseinheit (260) zu steuern.
Währenddessen umfasst die Turbogebläse-Maschineneinheit (100), welche Luft ansaugt, den Druck der Luft erhöht und dann die Luft ausstößt, Folgendes:

ein Körpergehäuse (110) mit einer vorbestimmten Größe, in dem ein vorbestimmter Raum ausgebildet ist;
einen Lufteinlass (120), welcher an einer Seite des Körpergehäuses (110) ausgebildet ist;
ein Turbogebläse (130), welcher in dem Körpergehäuse (110) angeordnet ist und in den Lufteinlass (120) strömende Luft ansaugt und ausstößt;
ein Luftauslasskonusrohr (140), welches mit dem Turbogebläse (130) gekoppelt ist und die durch das Turbogebläse (130) ausgestoßene Luft zum Körpergehäuse (110) leitet;
einen Turbogebläse-Schalldämpfer (150), welcher das vom Inneren des Körpergehäuses (110) erzeugte Geräusch unterdrückt und vermindert;
ein elektrisches Ventil (160), dessen Öffnungs-/Schließgrad aufgrund eines Druckstoßes automatisch gesteuert wird; und
ein Ablassventil (170), welches automatisch in Übereinstimmung mit dem Status des Turbogebläses (130) geöffnet/geschlossen wird.

Das Turbogebläse (130), im weitesten Sinne, umfasst:

ein Turbogebläsegehäuse (131) mit einem Lufteinlasskanal (IA) und einem Luftauslasskanal (OA);
ein Laufrad (132), welches Luft in das Turbogebläsegehäuse (131) ansaugt, den Druck der Luft erhöht und dann die Luft ausstößt;
einem Turbogebläsemotor (133), welcher aus einem Rotor (R) und einem Stator (S) besteht, die das Laufrad (132) in Drehung versetzen; und
einen Kühler (134), welcher einen Anstieg der Innentemperatur des Turbogebläsegehäuses (131) verhindert.

Dementsprechend wird der Luft, welche in den Lufteinlasskanal (IA) angesaugt wird, durch die Drehung des Laufrads (132) Energie zugeführt, wodurch die Menge und der Druck der Luft erhöht werden und die Luft mit erhöhtem Druck in den Luftauslasskanal (OA) abgegeben wird.
In der Zwischenzeit wird der Betriebsablauf des Turbogebläses (1), welches in einem Stoßbereich der vorliegenden Offenbarung arbeiten kann, kurz mit Bezug auf 4 beschrieben.
Das Bedienfeld (220) und der Wechselrichter (210) werden über einen Hauptschalter mit Strom versorgt (◄ S100, Schritt der Stromzufuhr),

der Status der noch gestoppten Turbogebläse-Maschineneinheit (100) wird beibehalten (◄ S200, Stop-Schritt der Turbogebläse-Maschineneinheit),
ein Leiter prüft den Status der Turbogebläse-Maschineneinheit (100), welcher vom Bedienfeld (220) ausgegeben wird (◄ S300, Prüf-Schritt der T urbogeb läse-Masch inene inheit),
die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) wird betrieben (◄ S400, Betriebs-Schritt der Turbogebläse-Maschineneinheit),
wobei, wenn die vom Leiter betriebene Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in einem Normalbereich (CR) betrieben wird, das offene Ablassventil (170) geschlossen wird, so dass der Betrieb aufrechterhalten wird (◄ S500, Prüf-Schritt für Betrieb im Normalbereich),
eine Änderung wird erfasst, wenn der Betriebsbereich der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) aufgrund einer vorübergehenden Lastreduzierung in einen Stoßbereich (SR) geändert wird ( S600, Erkennungs-Schritt für den Betrieb im Stoßbereich),
der Betrieb wird auch im Stoßbereich (SR) für eine vorgegebene Zeit aufrechterhalten ( S700, Freigabe-Schritt für den Betrieb im Stoßbereich),
das elektrische Ventil (160) wird automatisch innerhalb des Bereichs von 0[%] bis 100[%] durch den Stoßbereich-Erkennungstreiber (230) geöffnet/geschlossen (◄ S800, Öffnungs-/Schließung-Schritt für das elektrische Ventil),
indem der Betrieb der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) bestimmt wird, indem festgestellt wird, ob es sich um einen Betrieb im Stoßbereich (SR) durch einen temporären Druckstoß oder um einen Betrieb in einem Stoßbereich handelt, welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) beschädigen kann,
wenn es sich um einen Betrieb in einem Stoßbereich (SR) handelt, den der Stoßbereich-Erkennungstreiber (230) nicht kontrollieren kann, wird die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) angehalten und das Ablassventil (170) geöffnet (◄ S900, Halte-Schritt für Turbogebläse-Maschineneinheit), und
die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) wird vollständig gestoppt, um vor dem Druckstoß geschützt zu sein (◄ S1000, Betriebsstopp-Schritt).

Als Referenz wird das Ablassventil (170) der Komponenten der vorliegenden Offenbarung auf dem Luftauslasskonusrohr (140) installiert und ist vorgesehen, um die Pulsation, die beim Betrieb des Turbogebläses (130) erzeugt wird, und die Pulsation, die während des Betriebs durch übergeordnete Vorgänge erzeugt werden, wirksam zu unterdrücken.
Das heißt, das Ablassventil (170) leitet die in das Turbogebläse (130) angesaugte Luft vorübergehend nach außen ab, um einen Rückfluss von Luft mit erhöhtem Druck und eine augenblickliche Verringerung der Betriebseffizienz (Durchflussrate) zu verhindern, wenn die Luft mit erhöhtem Druck durch das Turbogebläse (130) zum Luftauslasskonusrohr (140) strömt, wodurch die Luft mit vorübergehend erhöhtem Druck nach außen abgeleitet wird.
Mit anderen Worten, das Ablassventil (170) ist eine Komponente, welche eine Kollision der angesaugten Luft und der Luft, die nach der Druckerhöhung ausgestoßen wird, verhindert, welche die Zeit zum Ausstoßen der Luft mit erhöhtem Druck erhöht, welche eine Beschädigung des Laufrads (132) des Turbogebläses (130) verhindert und das Turbogebläse (130) schützt.
Weiterhin ist das Turbogebläse (130), welches in der vorliegenden Offenbarung angewendet wird, eine Vorrichtung, die Luft ausstößt, deren Druckverhältnis 1,1 bis weniger als 2,0 beträgt und deren Druck erhöht wird im Bereich von 10[kPa] bis 100[kPa] auf der Basis der statischen Druckverhältnisse am Einlass und am Ablass.
Weiterhin bedeutet in der vorliegenden Offenlegung „Stop“ den Zustand, in dem die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) vollständig gestoppt ist, und „Aussetzung“ den Zustand, in dem nur das Turbogebläse (130) der Komponenten der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) gestoppt ist.
Wenn in der vorliegenden Offenbarung bestimmte Einheiten ausgedrückt werden, dann werden sie durch eckige Klammern von Zahlen getrennt.
Das heißt, dass z. B. die Druckeinheit „kPa“ als „[kPa]“ ausgedrückt wird, damit sie sofort als spezifische Einheit erkannt werden kann.
Der Status der Turbogebläse-Maschineneinheit (100), wie z. B. die Durchflussrate, der Druck, die Anzahl der Umdrehungen und die Temperatur, werden auf dem Bedienfeld (220) ausgegeben, so dass ein Leiter den Status sofort überprüfen kann.
Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen in der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.
Die vorliegende Erfindung kann in vielen verschiedenen Formen implementiert werden, ohne dass von technischen Aspekten oder Hauptmerkmalen abgewichen wird. Daher sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in jeder Hinsicht nur einfache Beispiele und werden nicht einschränkend interpretiert.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Turbogebläse, welches in der Lage ist, in einem Stoßbereich zu arbeiten, sie kann in einem Herstellungsbetrieb zur Herstellung des Turbogebläses und in dessen Vertriebs- und Verwaltungsbetrieben angewendet werden, und sie kann ferner zu einer Verbesserung in verschiedenen industriellen Bereichen beitragen, die mit dem Turbogebläse zusammenhängen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020140017925 [0016]
KR 1020160022061 [0016]

Claims

Turbogebläse, welches in einem Stoßbereich arbeiten kann, umfassend eine Turbogebläse-Maschineneinheit (100), welche den Druck der nach innen strömenden Außenluft erhöht und dann die Außenluft abgibt; sowie eine Turbogebläse-Steuereinheit (200), welche die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) so antreibt, dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) auch in einem Stoßbereich (SR) für eine vorbestimmte Zeit stabil betrieben wird, wobei die Turbogebläse-Maschineneinheit (100), welche Luft ansaugt, den Druck der Luft erhöht und dann die Luft ausstößt, umfasst: ein Körpergehäuse (110), welches eine vorbestimmten Größe hat und in dem ein vorbestimmter Raum ausgebildet ist; einen Lufteinlass (120), welcher an einer Seite des Körpergehäuses (110) ausgebildet ist; ein Turbogebläse (130), welches in dem Körpergehäuse (110) angeordnet ist und in den Lufteinlass (120) strömende Luft ansaugt und ausstößt; ein Luftauslasskonusrohr (140), welches mit dem Turbogebläse (130) gekoppelt ist und die durch das Turbogebläse (130) ausgestoßene Luft zum Körpergehäuse (110) leitet; einen Turbogebläse-Schalldämpfer (150), welcher das vom Inneren des Körpergehäuses (110) erzeugte Geräusch unterdrückt und vermindert; ein elektrisches Ventil (160), dessen Öffnungs-/Schließungsgrad aufgrund eines Druckstoßes automatisch gesteuert wird; und ein Ablassventil (170), welches in Übereinstimmung mit dem Status des Turbogebläses (130) automatisch geöffnet/geschlossen wird und Luft mit vorübergehend erhöhtem Druck nach außen abgibt, um einen Rückfluss von Luft mit erhöhtem Druck und eine augenblickliche Verringerung der Betriebseffizienz (Durchflussrate) zu verhindern, wenn die Luft mit erhöhtem Druck durch das Turbogebläse (130) zu dem Luftauslasskonusrohr (140) strömt, welches an dem Luftauslasskonusrohr (140) installiert ist, um Pulsation, welche erzeugt wird, wenn das Turbogebläse (130) betrieben wird, und Pulsation, welche während des Betriebs durch übergeordnete Vorgänge erzeugt wird, wirksam zu unterdrücken, um eine Kollision der Luft, welche angesaugt wird, und der Luft, die ausgestoßen wird, nachdem der Druck erhöht wurde, zu verhindern, um die Zeit für das Ausstoßen der Luft mit erhöhtem Druck zu erhöhen, und um eine Beschädigung eines Laufrads (132) des Turbogebläses (130) zu verhindern, und um das Turbogebläse (130) zu schützen, wobei die Steuerung des Turbogebläses (130) umfasst: ein Turbogebläsegehäuse (131) mit einem Lufteinlasskanal (IA) und einem Luftauslasskanal (OA); ein Laufrad (132), welches Luft in das Turbogebläse-Gehäuse (131) ansaugt, den Druck der Luft erhöht und dann die Luft ausstößt; einen Turbogebläse-Motor (133), welcher aus einem Rotor (R) und einem Stator (S) besteht, welche das Laufrad (132) in Drehung versetzen; und einen Kühler (134), welcher einen Anstieg der Innentemperatur des Turbogebläse-Gehäuses (131) verhindert, wobei durch die Drehung des Laufrads (132) Energie auf die in den Lufteinlasskanal (IA) angesaugte Luft aufgebracht wird, wodurch die Luftmenge und der Luftdruck erhöht werden und die Luft mit erhöhtem Druck in den Luftauslasskanal (OA) abgegeben wird, wobei die Turbogebläse-Steuereinheit (200), welche den Betrieb der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in einem Normalbereich (CR) und einem Stoßbereich (SR) aufgrund eines vorübergehenden Druckstoßes steuert, umfasst: einen Wechselrichter (210), welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) mit Strom versorgt; ein Bedienfeld (220), welches einen Echtzeitstatus der durch den Wechselrichter (210) versorgten Turbogebläse-Maschineneinheit (100) einstellt und prüft; einen Stoßbereich-Erkennungstreiber (230), welcher die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) so steuert, dass sie auch in einem Stoßbereich (SR) für eine vorbestimmte Zeit stabil betrieben wird; eine Datenspeichereinheit (240), welche Daten über einen Betriebsverlauf, eine Druckstoßbetriebsverlauf (SR) und einen Druckstoßverlauf der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) speichert; und eine Steuereinheit (250), welche den Wechselrichter (210), das Bedienfeld (220), den Stoßbereich-(SR)-Erkennungstreiber (230) und die Datenspeichereinheit (240) steuert, welche die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) so steuert, dass sie auch im Stoßbereich für eine vorbestimmte Zeit stabil arbeitet, so dass der Betrieb im Stoßbereich (SR) zum Betrieb in einem Normalbereich induziert wird, wobei der Stoßbereich-Erkennungstreiber (230) umfasst: eine Stoßbereich-Sensoreinheit (231), welche erfasst, ob der Betriebszustand der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) der Betrieb im Normalbereich oder der Betrieb im Stoßbereich ist; einen automatischen Steuerventil-Aktivator (232), welcher automatisch ein elektrisches Ventil (160) in Übereinstimmung mit dem vom Leiter eingestellten Öffnungs-/Schließungsgrad steuert, wenn die Stoßbereich-Sensoreinheit (231) den Betrieb im Stoßbereich erfasst; eine Stoßbereich-Betriebseinheit (233), welche den Betrieb der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) durch Betätigung des automatischen Steuerventil-Aktivators (232) aufrechterhält; und einen Stoßbereich-Betriebsstopper (234), welcher den Betrieb der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) unterbricht, wenn die Stoßbereich-Betriebseinheit (233) feststellt, dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in dem Stoßbereich nicht durch eine vorübergehende Druckstoßwelle, sondern durch eine Druckstoßwelle betrieben wird, welche die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) beschädigt, wobei der automatische Steuerventil-Aktivator (232), welcher das elektrische Ventil (160) in Übereinstimmung mit dem vom Leiter eingestellten Öffnungs-/Schließungsgrad automatisch steuert, Folgendes umfasst: ein erstes Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233a), welches den Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) entsprechend der Fortsetzungszeit eines in der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) erzeugten Druckstoßes einstellt, so dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in dem Stoßbereich arbeitet, unter der Annahme, dass der Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) 0[%] bis 100[%] beträgt; ein zweites Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233b), welches den Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) entsprechend der Fortsetzungszeit eines in der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) erzeugten Druckstoßes einstellt, so dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in dem Stoßbereich arbeitet, unter Ausnahme des durch das erste Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233a) eingestellten Bereichs; und ein drittes Modul zur Einstellung des automatischen Steuerventil-Bereichs (233c), welches den Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) gemäß der Fortsetzungszeit eines in der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) erzeugten Druckstoßes einstellt, so dass die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) in dem Stoßbereich arbeitet, mit Ausnahme der Bereiche, welche durch das erste Modul zur Einstellung des automatische Steuerventil-Bereichs (233a) und durch das zweite Modul zur Einstellung des automatische Steuerventil-Bereichs (233b) eingestellt sind, wobei ein Betriebsbereich so vergrößert wird, dass ein Betrieb in einem Stoßbereich innerhalb eines Bereichs, in dem die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) nicht beschädigt wird, möglich ist, indem der Öffnungs-/Schließungsgrad des elektrischen Ventils (160) entsprechend der Erzeugung und der Dauer eines Druckstoßes eingestellt und gesteuert wird, wobei die Turbogebläse-Maschineneinheit (100) so gesteuert wird, dass sie für eine vorbestimmte Zeit, die im Voraus von einem Leiter eingestellt wird, in dem Stoßbereich stabil betrieben wird, unter Berücksichtigung der Leistung der Turbogebläse-Maschineneinheit (100) und des Zustands einer Leitung zum Zuführen von Luft.