DE19516276A1 - Seitenkanalgebläse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Seitenkanalgebläse, das ein ge­ schlossenes Gehäuse aufweist, in dem ein Laufrad drehbar gela­ gert ist, das Schaufelzellen besitzt, und mit einem Ringkanal, der von der Saugseite zur Druckseite kreisförmig verläuft, wo­ bei der Ringkanal durch einen Verdränger unterbrochen ist, der sich zwischen dem Eingangskanal und dem Ausgangskanal befindet und nur das Laufrad mit den Schaufelzellen passieren läßt.

Seitenkanalgebläse sind in ihrer grundsätzlichen Bauweise nicht regelbar und arbeiten auf einer relativ geraden Kennlinie, die bei delta p = 0 ihren größten Volumenstrom (V) aufweist und bei delta p = max. den Volumenstrom null besitzt (delta p = Druck­ differenz zwischen Saug- und Druckstutzen). Mit zunehmendem delta p steigt auch der Leistungsbedarf des Seitenkanalgeblä­ ses. Der Volumenstrom regelt sich je nach dem anliegenden Ge­ gendruck bzw. Unterdruck, der sich im System aufbaut. Einige technologische Prozesse verlangen eine genaue Einstellung des Volumenstroms bei einem vorgegebenen Druck bzw. Unterdruck.

Es ist bekannt, die hydrodynamischen Werte eines Seitenkanalge­ bläses durch entsprechende vorgeschaltete Ventile oder durch Regelung der Antriebsdrehzahl des Antriebsmotors für das Sei­ tenkanalgebläse zu verändern. Diese mechanische, elektrische oder elektronische Regelung ist relativ teuer und aufwendig, insbesondere dann, wenn Riemenantriebe gewählt sind oder der elektrische Antriebsmotor über einen Frequenzumrichter geregelt wird.

Zwar halten sich die Kosten bei einer Regelung über Ventile noch in einem vertretbaren Rahmen, jedoch sind mit Ventilen ei­ ne Reihe von Nachteilen verbunden:
Für Ventile ist ein Platzbedarf notwendig, um die Ventile im System zu integrieren. Selbstregelnde Elektromagnetventile be­ sitzen eine Remanenz, die bei bestimmten Anwendungsfällen sehr störend wirkt. Beim Entlüften der Ventile tritt ein Geräuschpe­ gel auf, der als gravierender Nachteil anzusehen ist. Das Ent­ lüften des Mediums gilt außerdem als unwirtschaftlich, weil das Medium zunächst durch Aufwendung von Energie verdichtet wird, die danach wieder verloren geht.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu­ grunde, eine platzsparende, kostengünstige, anwenderfreundliche sowie energietechnisch befriedigende Lösung aufzuzeigen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Eingangskanal der Saugseite und dem Ausgangskanal der Druckseite eine Regeleinrichtung im Gehäuse angeordnet ist, über die ein regelbarer Teil des Strömungsvolumens von der Druckseite unmittelbar der Saugseite zuführbar ist. Die Rege­ leinrichtung ist somit im Gehäuse integriert, wenig kostenauf­ wendig, anwenderfreundlich sowie energietechnisch annehmbar. Die Regeleinrichtung ist in der Lage, die Kennliniencharakteri­ stik des Seitenkanalgebläses zu verändern. Die Wirkung der Er­ findung besteht darin, das durch den technologischen Prozeß nicht benötigte Gas von der Druckseite zur Saugseite (oder um­ gekehrt) strömen zu lassen. Vorteilhafterweise baut sich dabei nur der Druck im Seitenkanalgebläse auf, der tatsächlich benö­ tigt wird, was energietechnisch günstig ist, und das überschüs­ sige Gas wird direkt wieder in die Saugseite (oder die Druck­ seite) eingeblasen, was energietechnisch den Vorteil bietet, daß das Gas nicht angesaugt zu werden braucht. Ein weiterer Vorteil ist, daß keine zusätzlichen Strömungsgeräusche nach au­ ßen dringen können, weil der Regelprozeß im Innern des Gehäuses stattfindet.

Vorteilhaft ist hierbei noch, daß sich die Regeleinrichtung un­ mittelbar im Verdränger befindet.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Re­ geleinrichtung aus einem, unmittelbar eine Überströmöffnung zwischen Druckseite und Saugseite bildenden anstellbaren Re­ gelelement besteht. Die Anordnung des Regelelements benötigt daher keinen besonderen Raum.

Eine Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß das Regele­ lement von außen am Gehäuse stufenlos einstellbar und in einer Regelstellung fixierbar ist. Die Einstellung kann daher von Hand vorgenommen werden.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß das Re­ gelelement aus einem im Gehäuse drehgelagerten Drehkörper be­ steht, der eine Durchgangsöffnung aufweist, von deren Drehstel­ lung die Größe des Strömungsvolumens abhängt. Die axiale Anord­ nung des Regelelementes kann daher entweder parallel zur Laufradachse oder senkrecht zu dieser erfolgen.

Die Erfindung ist ferner dahingehend gestaltet, daß im Verdrän­ gerbereich eine mittig zwischen der Saugseite und der Drucksei­ te angeordnete Verdrängerplatte mit gegenüberliegendem, dre­ heinstellbarem Drehkörper gebildet ist, die zwischen sich die einstellbare Durchgangsöffnung bilden. Für diese Bauweise kann daher ein axial anstellbarer Drehkörper eingesetzt werden.

Hierbei ist noch von Vorteil, daß das Regelelement einen Ver­ drängerspalt zwischen den Laufradschaufeln und einer spaltbil­ denden Fläche des Regelelementes bildet.

Die Erfindung gestattet somit, daß das Regelelement in Richtung auf eine Spalt-Verkleinerung oder eine Spalt-Vergrößerung un­ mittelbar axial oder über eine Schraubenverstellung einstellbar ist.

Dabei ist von besonderer Bedeutung, daß die Durchgangsöffnung des Drehkörpers als Strömungsleiteinrichtung dient.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine Außenansicht des Seitenkanalgebläses,

Fig. 2 einen Schnitt I-I durch Fig. 1 in Höhe des Regelele­ mentes für eine erste Ausführungsform des Drehkör­ pers,

Fig. 3 denselben Schnitt I-I für eine zweite Ausführungsform des Drehkörpers,

Fig. 4 ebenfalls den Schnitt I-I für eine dritte Ausfüh­ rungsform des Drehkörpers,

Fig. 5 den Schnitt I-I für eine vierte Ausführungsform des Drehkörpers und

Fig. 6 einen horizontalen Schnitt A-A gemäß Fig. 5.

Bei allen Darstellungen bewegt sich das Laufrad 1 in der ange­ gebenen Pfeilrichtung, d. h. von links nach rechts.

Das Laufrad 1 ist in einem Gehäuse 1a drehgelagert. Das Strö­ mungsmedium gelangt in die durch Pfeilscharen dargestellte Strömungsrichtung auf einer Saugseite 2 bzw. auf einer Druck­ seite 3. Im Gehäuse 1a ist ein Verdränger 4 gebildet, wobei be­ zogen auf die Laufradachse, radial außen eine Verdrängerplatte 4 angeordnet ist. Der Verdränger 4 unterbricht den Ringkanal und läßt nur das Laufrad 1 passieren. Die Abdichtung des Laufrades 1 erfolgt über die Fläche der Verdrängreplatte 4a, die einen (kleinstmöglichen) Abstand zum Laufrad 1 besitzt. Auf der Druckseite 3 fließt das Strömungsmedium durch einen Ein­ gangskanal 5b und auf der Saugseite 2 tritt das Strömungsmedium in das Gehäuse 1 in einen Ausgangskanal 5a ein. Die Strömungs­ richtungen werden hierbei durch die Drehrichtung von Laufrad­ schaufeln 6 vorgegeben. Zwischen einer Regeleinrichtung 8 bzw. deren Regelelement 8a ist eine Überströmöffnung 7 gebildet, wo­ bei zwischen einer spaltbildenden Fläche 8b und der Verdränger­ platte 4a ein Verdrängerspalt 7a in der Größe eines Bewegungs­ spaltes besteht.

Das gesamte Seitenkanalgebläse 11 ist in Fig. 1 sichtbar. Das Laufrad 1 wird von einem elektrischen Antriebsmotor 12 ange­ trieben.

Gemäß Fig. 2 besteht das Regelelement 8a aus einem Drehkörper 15, der über Gewinde parallel zur Laufradachse verstellt werden kann, so daß die Regeleinrichtung 8 durch ein unmittelbar die Überströmöffnung 7 zwischen Druckseite 3 und Saugseite bestim­ mendes Regelelement 8a gebildet ist.

Dadurch ist das Regelelement 8a von außen am Gehäuse 1a stufen­ los einstellbar und in der Regelstellung über ein Sicherungs­ element 9 fixierbar. Das Regelelement 8a kann auch nach einer Seite geneigt zur Laufradachse angeordnet sein.

Gemäß Fig. 3 ist der im Gehäuse 1a drehgelagerte Drehkörper 15 mit einer Durchgangsöffnung 10 versehen, von deren Drehstellung die Größe des Strömungsvolumens abhängt, wobei die veränderli­ che Durchgangsöffnung 10 gleichzeitig die Überströmöffnung 7 bildet. Auch hierbei wird das Heben oder Senken des Regelele­ mentes 8a durch eine Drehbewegung in dem dargestellten Gewinde erreicht. Es ist aber auch möglich, ohne Drehbewegung unter di­ rektem Anstellen ein Heben oder Senken zu erreichen. Die Bau­ weise gemäß Fig. 3 besitzt den weiteren Vorteil, die Überström­ öffnung 7 zu optimieren, d. h. auf einen sehr kleinen Wert ein­ zustellen und somit die Spaltverluste an der Verdrängerplatte 4a zu minimieren. Weiterhin vorteilhaft ist hier, daß bei ge­ öffneter Regeleinrichtung 8 das in Schaufelzellen 14 befindli­ che Strömungsmedium sich beim Passieren an der Verdrängerplatte 4a nicht schlagartig entspannt, sondern ein verzögerter Druck­ ausgleich stattfindet. Dieser Vorgang verbindet eine positive Wirkung bezüglich der Lärmentwicklung des gesamten Seitenkanal­ gebläses 11.

Gemäß Fig. 4 steht das Regelelement 8a senkrecht zur Lauf­ radachse des Seitenkanalgebläses 11 und ist in der Art eines Kugelventils gestaltet, wobei statt der Kugelform eine zylin­ drische Form gewählt ist. Eine Besonderheit stellt hierbei dar, daß das überströmende Medium (Luft, Gas) entweder nach oben in Richtung Austritt oder in Richtung Laufrad 1 geleitet werden kann. Hierbei entstehen Medienströmungen, die sich positiv auf eine Zirkulationsströmung auswirken. Dies gilt auch für die in Fig. 5 dargestellte Bauweise.

Gemäß Fig. 5 wird in Weiterentwicklung der Lösung gemäß Fig. 2 ein Regelelement 8a eingesetzt, das sich weder hebt noch senkt, sondern nur eine Drehbewegung ausführt. Der Drehbereich beträgt dabei 180°. Bei einer Drehstellung von 90° aus der Schließlage besitzt die verstellbare Durchgangsöffnung 10 ihre maximale Öffnungsweite. Ein weiteres Drehen bis 180° schließt die Öff­ nung 10 wieder, wobei, wie schon erwähnt, die Medienströmung eine andere Richtung annimmt.

Wie in Fig. 6 zu sehen ist, befindet sich das Regelelement 8a in einer schrägen Stellung, so daß die angeströmten Flächen des Regelelementes 8a gleichzeitig als eine Strömungsleiteinrich­ tung 13 fungieren.

Die Verdrängerplatte 4a ist das letzte Stück des Verdrängers 4, der in dem Verdrängerspalt 7a zum Laufrad 1 hin endet. Die Ver­ drängerplatte 4a ist mit dem oberen Teil des Gehäuses 1a fest verbunden. Bei einer Regelungsstellung Null ist die Durchgangs­ öffnung 10 noch nicht vorhanden, d. h. sie ist geschlossen. In diesem Fall arbeitet das Seitenkanalgebläse 11 wie jedes andere (bekannte) Seitenkanalgebläse.

Bezugszeichenliste

1 Laufrad
1a Gehäuse
2 Saugseite
3 Druckseite
4 Verdränger
4a Verdrängerplatte
5a Ausgangskanal
5b Eingangskanal
6 Laufradschaufeln
7 Überströmöffnung
7a Verdrängerspalt
8 Regeleinrichtung
8a Regelelement
8b spaltbildende Fläche
9 Sicherungselement
10 Durchgangsöffnung
11 Seitenkanalgebläse
12 Antriebsmotor
13 Strömungsleiteinrichtung
14 Schaufelzelle
15 Drehkörper

Claims (9)

1. Seitenkanalgebläse, das ein geschlossenes Gehäuse aufweist, in dem ein Laufrad drehbar gelagert ist, das Schaufel­ zellen besitzt, und mit einem Ringkanal, der von der Saug­ seite zur Druckseite kreisförmig verläuft, wobei der Ring­ kanal durch einen Verdränger unterbrochen ist, der sich zwischen dem Eingangskanal und dem Ausgangskanal befindet und nur das Laufrad mit den Schaufelzellen passieren läßt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingangskanal (5b) der Saugseite (2) und dem Ausgangskanal (5a) der Druckseite (3) eine Regel­ einrichtung (8) im Gehäuse (1a) angeordnet ist, über die ein regelbarer Teil des Strömungsvolumens von der Druckseite (3) unmittelbar der Saugseite (2) zuführbar ist.

2. Seitenkanalgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Regeleinrichtung (8) unmittelbar im Ver­ dränger (4) befindet.

3. Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (8) aus einem, unmittelbar eine Überströmöffnung (7) zwischen Druckseite (3) und Saugseite (2) bildenden anstellbaren Regelelement (8a) besteht.

4. Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement (8a) von außen am Gehäuse (1a) stufenlos einstellbar und in einer Regelstellung fixierbar ist.

5. Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement (8a) aus einem im Gehäuse (1a) dreh­ gelagerten Drehkörper (15) besteht, der eine Durchgangs­ öffnung (10) aufweist, von deren Drehstellung die Größe des Strömungsvolumens abhängt.

6. Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Verdrängerbereich eine mittig zwischen der Saugseite (2) und der Druckseite (3) angeordnete Verdrängerplatte (4a) mit gegenüberliegendem, drehein­ stellbarem Drehkörper (15) gebildet ist, die zwischen sich die einstellbare Durchgangsöffnung (10) bilden.

7. Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement (8a) einen Verdrängerspalt (7a) zwischen den Laufradschaufeln (6) und einer spaltbildenden Fläche (8b) des Regelelementes (8a) bildet.

8. Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement (8a) in Richtung auf eine Spalt- Verkleinerung oder eine Spalt-Vergrößerung unmittelbar axial oder über eine Schraubenverstellung einstellbar ist.

9. Seitenkanalgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (10) des Drehkörpers (15) als Strömungsleiteinrichtung (13) dient.