DE1428150C3 - Axiallüfter - Google Patents

Description

Natur überlistet. Der Axiallüfter meint, weil er stets den vollen Mengenstrom erhält, für den er ausgelegt ist, im stabilen Arbeitsbereich, also in einem Betriebspunkt mit ansteigendem Kennlinienteilstück, wirksam zu sein, doch wird in Wirklichkeit wegen des bis zur Ansaugzone zurückgeführten Teilstroms die effektiv abgegebene Fördermenge,beliebig klein gehalten und, in hierzu gegensätzlicher Weise, der Rückflußanteil eingeregelt. Je geringer die entnommene effektive Förderstrommenge gewählt ist, umso größer wird der Rückflußanteil. Auf diese Weise bleibt die volle Durchsatzfläche im Querschnittsbereich des Lüfterrades erhalten, obwohl, im Extremfall, nur eine verschwindend kleine Fördermenge entnommen wird. Ein erfindungsgemäß . gestalteter Axiallüfter kommt daher betriebsmäßig niemals in dem labilen Arbeitsbereich zu liegen. Bei der Fördermenge Null wird die gesamte Strömung als Rückfluß wieder der Ansaugseite der Schaufeln im Nabenbereich zugeführt, so daß dann ein in sich geschlossener Strömungskreis entsteht.

Es ist vorteilhaft, Teile der Leitvorrichtung unter Freilassung eines Ringspalts die Nabe umgreifen zu lassen, weil dann die eine Wandung der Leitvorrichtung von der Nabe selbst gebildet ist. Damit wird eine strömungsmäßig besonders günstige Zuleitung des rückgeführten Teilstroms in die kritischen Bereiche in der Querschnittszone der Schaufelfüße erlangt. Weiterhin ist es empfehlenswert,.die Leitvorrichtung in axialer Richtung verstellbar zu machen, weil dadurch auf besonders einfache und störunanfällige Weise eine präzise Einstellung des Durchlaßquerschnitts erzielt ist.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Axiallüfters im Längsschnitt und

Fig. 2 ebenfalls.im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Axiallüfters.

Das Gehäuse 10 des Lüfters besteht aus drei verschiedenen Zonen, nämlich der Ansaugzone 11, der Leitzone 12 und der Stauzone 13. Zentrisch angeordnet und axial gleichlaufend ist in der als Stutzen ausgebildeten Ansaugzone 11 ein Elektromotor 14 untergebracht, welcher über Streben 15 mit den Innenwandungen des Lüftergehäuses 10 fest verbunden ist. Auf der Welle 16 des Elektromotors 14 ist über einem mit einem Wellenstutzen versehenen Lochflansch 17 eine topfartige Hohlnabe 18 angeordnet, welche an ihrer Mantelfläche radial nach außen weisende Lüfterschaufeln 19 aufweist. Diese Lüfterschaufeln besitzen die übliche Schräglage, so daß die Flächen mit einer gedachten Schraubenlinie gleichlaufen. An die Hohlnabe 18 schließt sich —' nur durch einen geringen Spalt von dieser getrennt — eine Haube 20 an, die ihrerseits mit dem Gebläsegehäuse 10 fest verbunden ist. Die Verbindung erfolgt über mehrere Bleche, die etwa senkrecht zur axialen Richtung des Lüfters stehen und zugleich als Leitschaufeln 21 wirken.

Die hintereinander angeordneten Teile, nämlich die Hohlnabe 18 und die Haube 20 bilden mit ihren Innenräumen einen einzigen gemeinsamen und durchgehenden Raum, der sich in Richtung auf das freie Ende der Haube 20 stark verjüngt. An seinen beiden diametral gegenüberliegenden Stirnflächen ist der durchgehende Raum mit Öffnungen versehen. Während die öffnung 22 in der Haube 20 vollständig frei und unverschließbar ist, wirkt die Öffnung 23 der Hohlnabe 18 mit einem Umlenkblech 24 zusammen. Um den durch die Hohlnabe 18 und das Umlenkblech 24 gebildeten Ringspalt in seinem Durchlaß veränderlich gestalten zu können, ist das Umlenkblech 24 zur Hohlnabe 18 axial verstellbar angeordnet. Durch das Umlenkblech 24 wird praktisch eine Umkehrung der Strömungsrichtung herbeigeführt. Der zurückgeführte Teil der.Verbrennungsluft erhält dadurch seine ursprüngliche Richtung wieder. Die Pfeile A'geben die Richtung der Grundströmung der Verbrennungsluft od. dgl. an; die Pfeile B diejenige des. zurückgeführten Teiles der Verbrennungsluft. . - : ■ . . - .... ·■ . ■-;.■■ : ■ :.

Der freien Kante des Ansaugstutzens 11 ist eine nach innen weisende Wulst 25 zugeordnet,, welche zweckmäßig aus Gummi oder Kunststoff besteht, wobei dann das elastische Material, die Form und die Anordnung des Wulstes 25 eine Dämpfung der An-.sauggeräusche ergeben.

Die Stauzone 13 wird durch eine Verengung des Gebläsegehäuses 10 und durch eine mittig angeordnete, radial verlaufende Stauscheibe 26 gebildet. Letztere kann entweder nur der reinen Stauung oder aber gleichzeitig auch anderen Zwecken, beispielsweise der Mischung von Luft oder Flüssigkeiten oder Gasen dienen, insbesondere dann, wenn sie spezielle Ausbildungen, wie Löcher, Rillen od. dgl. aufweist. Im gewählten Ausführungsbeispiel liegt ein Düsengestänge 27 an der Stauzone 13, welches mit der Stauscheibe 26 verbunden ist. Auch wirkt das Düsengestänge 27 mit einer Ölleitung 50 zusammen. Eine solche Anordnung findet bei Ölbrennern Verwendung.

Die F i g. 2 zeigt einen Axiallüfter, wie er vielfach als sogenanntes Unterwindgebläse Verwendung findet. Obwohl diesem kein direkter Stauraum zugeordnet ist, so entstehen bei der Verwendung bei Feuerungsanlagen gleichzusetzende Stauungen durch den veränderten Kaminzug und bei Feuerstätten mit Festbrennstoffen noch durch die unterschiedlichen Füllmengen und Schüttdichten der Brennstoffe. Mit anderen Worten: es kann bei derartigen Axiallüftern auch zu einer Unstabilität der Kennlinie kommen. Nachfolgend wird beschrieben, wie man mit einfachen und wohlfeilen Mitteln eine Kennlinienstabilität erreichen kann.

Das Lüftergehäuse 30 ist rohrartig gestaltet und hat eine Ansaugöffnung 31 sowie eine Auslaßöffnung 32. Die Umkehrzone für einen Teil der Verbrennungsluft wird auch bei dieser Ausführungsform durch zwei Hohlkörper gebildet. Eine Haube 33 ist durch Bleche, die zugleich als Leitbleche 34 ausgebildet sind, mit dem Lüftergehäuse 30 verbunden. Im Innern der Haube 33 ist ein Elektromotor 35 mittig gelagert. Er ist mit Streben 36 im Abstand von der Haubeninnenwand befestigt, so daß der zurückzuführende Teil der Verbrennungsluft od. dgl. zwischen der Haubeninnenwand und der Außenwandung des Motors 35 hindurchgehen kann. Der Welle 37 des Motors 35 ist über eine Muffe ein Lochflansch 38 zugeordnet, welcher mit den Wandungen einer topfartigen Hohlnabe 39 verbunden ist. Die Hohlnabe 39 trägt an ihren Außenwänden radial verlaufende Lüfterschaufeln 40. Ihre Flächen sind, wie bereits vorher beschrieben, schraubenwindungsähnlich schräg gelagert. Der unteren öffnung 45 der topfartigen Hohlnabe 39 ist ein Umlenkblech 41 vorgelagert, welches

ebenfalls hochgezogene Ränder aufweist und daher topfartig gestaltet ist. Die Ränder weisen dabei im wesentlichen, wie bereits beschrieben, in Richtung der Grundströmung der Luft od. dgl. Das Umlenkblech 41 ist an einem in einer Führung 42 axial verschiebbaren Bolzen 43 gelagert, so daß das Umlenkblech 41 in bezug auf die Hohlnabe 39 unterschiedliche Stellungen einnehmen kann; d. h., die Größe des Ringspalts zwischen der Hohlnabe 39 und dem Umlenkblech 41 kann verändert werden. Die Öffnung der Haube 33 ist mit 44 und diejenige der Hohlnabe 39 mit 45 bezeichnet. In die Öffnung 44 tritt der zurückzuführende Teil der Verbrennungsluft ein, durchströmt den gemeinsamen, zusammenhängenden Hohlraum von Haube 33 und Hohlnabe 39, um diesen dann bei 45 wieder zu verlassen. Danach gelangt der zurückgeführte Teil der Verbrennungsluft in den Einflußbereich des Umlenkbleches 41, welches die Umlenkung in die ursprüngliche Strömungsrichtung vornimmt.

Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführung nur eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei andere Ausführungen möglich. So kann beispielsweise die topfartige Nabe und die Haube einstückig ausgebildet sein, so daß sich die Haube zusammen mit der Nabe dreht. In diesem Fall sind jedoch die Leitbleche nur mit dem Gebläsegehäuse zu verbinden. Weiterhin ist es möglich, den Motor andersartig anzuordnen, wobei dieser eine Lagerung haben kann, welche außerhalb des Gebläsegehäuses liegt. Je nach der geforderten Druckhöhe kann das Laufrad des Axiallüfters in ein- oder mehrstufiger Ausführung eingebaut werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Patentansprüche· Wirbelbildungen der im Strömungsschatten liegenden Zone zu vermeiden ist es bei einem Axiallüfter be-

1. Axiallüfter mit einer axial durchbrochenen kannt, das Prinzip der Absorption der Grenzschicht Laufradnabe, die zur nabeninneren Rückführung anzuwenden, indem man die Grenzschicht auf der eines Teils des Förderstromes zur Laufradsaug- 5 Überdruckseite absaugt und unmittelbar am Fußseite eine saugseitige Auslaßöffnung aufweist, die punkt der Schraube im Querschnittsbereich der mit einer druckseitigen Einlaßöffnung verbunden Schaufeln wieder abgibt. Eine Steuerung der Entnahist, dadurch gekennzeichnet, daß von memenge des Förderstroms interessiert hierbei nicht, der Laufradnabe (18; 39) eine in der Ansaugzone wie auch eine Regelung des Rückflußanteils nicht der Schaufelfüße ausmündende Leitvorrichtung io vorgesehen ist. Der Axiallüfter, der grundsätzlich nur (24; 41) angeordnet ist, deren Durchlaßquer- im stabilen Arbeitsbereich wirksam sein kann, würde schnitt bei abnehmender .Verbrauchsmenge im den Rückflußanteil im labilen Arbeitsbereich bei Sinne wachsender Druckhöhe einstellbar ist. Verringerung der Entnahmemenge des Förderstroms

2. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch ge- ebenfalls verkleinern, weil bei abnehmender Strökennzeichnet, daß Teile der Leitvorrichtung (24; 15 mungsmenge auch die Druckhöhe abnimmt. Eine 41) unter Freilassung eines Ringspalts die Nabe saugseitige Leitvorrichtung ist nicht vorgesehen.

(18; 39) umgreifen. Bei einem weiteren Axiallüfter ist es bekannt,

3. Axiallüfter nach Anspruch 2, dadurch ge- zwecks Steigerung der Fördermenge im Sinne einer kennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (24; 41) in Verbesserung des Wirkungsgrads aus einem diffusoraxialer Richtung verstellbar ist. 20 artig sich erweiternden Endabschnitt des Gehäuses

einen Teilstrom über ein Einlaßventil abzuzweigen

—' ^: ··'■■■ ··-. und in die Höhlung einer stromaufwärts geschlossenen Laufradnabe rückzuführen. Dieser Teilstrom ,(

Die Erfindung bezieht sich auf einen Axiallüfter wird über umlaufende Radialschaufeln ins Innere mit einer axial durchbrochenen Laufradnabe, die zur 25 von hohl ausgebildeten Axiallüfterschaufeln gedruckt nabeninneren Rückführung eines Teils der Förder- und durch an der hinteren Schaufelkante befindliche stromes zur Laufradsaugseite eine saugseitige Aus- öffnungen wieder auf der Druckseite des Lüfters in laßöffnung aufweist, die mit einer druckseitigen Ein- den ursprünglichen Förderstrom zurückgeleitet. Dalaßöffnung verbunden ist. durch soll hinter den Schaufeln eine Schirmwirkung

Die Verwendung von für einen festen Betriebs- 30 eintreten, welche die Druckgegensätze auf den gegenpunkt ausgelegten Axiallüftern in einem bis zur Null- überliegenden Schaufelflächen steigern soll. Weil der menge steuerbaren. Entnahmestrom, ist sehr proble- Rückflußanteil bereits auf der Druckseite des Lüfters matisch, weshalb Axiallüfter z. B. bei ölbrennern, in den ursprünglichen Förderstrom zurückgeleitet wo dies erforderlich ist, bisher nicht verwendet wer- wird, lassen sich" die Strömungsverhältnisse im Anden konnten. Dies liegt in der Besonderheit der 35 saugbereich, also vor den Axiallüfterschaufeln, nicht Axiallüfter begründet, bei Verminderung des Ent- beeinflussen. .

nahmestroms in einen labilen Arbeitsbereich mit ab- Schließlich sind Axiallüfter anderer Art mit radial fallender Kennlinie zu gelangen, wo der statische geschlossenen Laufradnaben bekannt, bei denen man Druck mit abnehmendem Mengenstrom abfällt. Ge- das Problem des labilen Arbeitsbereichs dadurch zu langt man in diesen Arbeitsbereich, was bei der 40 lösen meinte, indem man den rückgeführten Teil-Steuerung der Luftzufuhr an ölbrennern betriebsmä- strom aus einer radial äußeren Querschnittszone des ßig eintritt, so ergeben sich auf Grund des S-förmi- ; Förderstroms entnimmt und wieder in den äußeren gen Kennlinienverlaufs in diesem Bereich für eine Querschnittsbereich auf der Ansaugseite des Laufrabestimmte Druckhöhe mehrere verschiedene Men- des zurückführt, der schon ohnehin strömungsmäßig ß? genströme, zwischen denen der Betriebspunkt des 45 überlastet ist, was nicht erkannt wurde. Man glaubte *'■ Axiallüfters hin- und herspringt. Es kommt folglich den rückgeführten Teilstrom wieder den Spitzen der zu Pumpenschwingungen in der Anlage, deren Fre- Axiallüfterschaufeln zuführen zu müssen, was aber quenz nicht nur von den Daten des Axiallüfters, son- die Strömungsverhältnisse im Sinne der Erfindung dem auch von dem Aufbau und den zeitvariablen nur noch verschlechtern dürfte, weil der effektiven Bedingungen der übrigen Anlage abhängt. Die 50 Gesamtströmung nunmehr auch die radial außenlie-Eigenfrequenz liegt nicht von vornherein fest und genden Strömungsanteile entzogen werden. Darüber kann bei ungünstigen Verhältnissen leicht zu dem ge- hinaus ist dieser bekannte Axiallüfter auch noch auffürchteten Resonanzfall führen, der eine Zerstörung wendiger, weil sein Gehäuse von einem radial außender Anlage herbeiführen kann. liegenden Zweitgehäuse umgeben ist, welches zur

Die abfallende Kennlinie, die zu dem vorerwähn- 55 Rückführung des Förderstromes dient und einen groten labilen Arbeitsbereich des Axiallüfters führt, ist ßen Platzbedarf dieses Axiallüfters verursacht,
auf Ringströme zurückzuführen, die bei abnehmen- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen der Förderstrommenge im Bereich der Lüfterschau- Axiallüfter der eingangs genannten Art zu schaffen, fein zunehmend auftreten. Diese Ringströme überla- der bei Abnahme der Verbrauchsmenge bis Null keigern sich dem ursprünglichen Förderstrom. Wegen 60 nen labilen, zu Pumpenschwingungen neigenden Arder zueinander gegensätzlichen Strömungsrichtung beitsbereich aufweist.

nimmt die dabei resultierende Durchsatzmenge im Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

Bereich der Schaufelwurzel zunehmend ab, und die vor der Laufradnabe eine in der Ansaugzone der

effektive Strömung bleibt auf die zunehmend schma- Schaufelfüße ausmündende Leitvorrichtung angeord-

ler werdende Ringzone im Bereich der Schaufelspit- 65 net ist, deren Durchlaßquerschnitt bei abnehmender

zen beschränkt. Verbrauchsmenge im Sinne wachsender Druckhöhe

Um eine laminare Strömung bei einem stromli- einstellbar ist.

nienförmigen Nabenkörper aufrechtzuerhalten und Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme wird die