DE2012760A1 - Device for conveying gaseous media - Google Patents
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Description
WEBASTO-WERK G.M.B.H. Stoukdorf, den I8.4/I969WEBASTO-WERK G.M.B.H. Stoukdorf, the I8.4 / I969
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Vorrichtung zum Fördern gasförmiger MedienDevice for conveying gaseous media
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern gasförmiger Medien, die mit einem Elektromotor und einem Gebläserad arbeitet,The invention relates to a device for conveying gaseous media, which works with an electric motor and a fan wheel,
■Vorrichtungen der vorbeschriebenen Art sind in den verschiedensten Ausführungsformen bereits bekannt geworden. Um damit unterschiedliche Luftmengen fördern zu können, hat man im allgemeinen einen Elektromotor verwendet, der eine zusätzliche Wicklung aufwies, d.h. bei Nennspannung mit verschiedenen Drehzahlen betrieben werden konnte* Da derartige Elektromotoren verhältnismässig teuer sind, hat man für billigere Anlagen auch schon einen einfach gewickelten Elektromotor mit einem Vorwiderstand ver-. wendet und dabei in Kauf genommen, dass bei der Schaltung mit Vorwiderstand trotz der geringeren Luftleistung die gleiche elektrische Aufnahmeleistung verbraucht wurde.■ Devices of the type described above are in the most varied of embodiments already become known. In order to be able to convey different amounts of air, an electric motor has generally been used, which had an additional winding, i.e. could be operated with different speeds at nominal voltage * As such electric motors are relatively expensive, a single wound electric motor with a series resistor is already available for cheaper systems. turns and accepted that with the circuit with a series resistor the same electrical input power despite the lower air output was consumed.
Der Erfindung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Fördern gasförmiger Medien zu schaffen, die mit einem einfach gewickelten Elektromotor in zwei Luftleistungsbereichen arbeiten kann.The invention is initially based on the object of providing a device for Conveying gaseous media to create that with a simply wound Electric motor can work in two air power ranges.
Diese Aufgabe wird durch den mit der Erfindung gemachten Vorschlag gelöst, nach welchem man an der eingangs beschriebenen Vorrichtung folgende Merkmalkombination vorsieht:This object is achieved by the proposal made with the invention, according to which the following combination of features is provided for the device described above:
a) eine Schaltvorrichtung zum Umpolen des Elektromotorsa) a switching device for reversing the polarity of the electric motor
b) Verwendung eines Gebläserades, das in beiden Drehrichtungen in gleicher ^ Förderrichtung fördert undb) Use of a fan wheel, which in both directions of rotation in the same ^ Funding direction promotes and
c) Verwendung eines im Anschluss an den Gebläseradaustritt ringförmigen zum Elektromotor koaxial verlaufenden Druckkanalteiles.c) Use of a ring-shaped connection to the fan wheel outlet to the electric motor coaxially running pressure channel part.
Als Gebläserad kommt hier nur ein Radial- oder ein Halbaxialrad in Frage, da nur diese Räder bei unterschiedlichen Drehrichtungen in gleicher Förderrichtung fördern. Durch unterschiedliche Wahl der Schaufeleintrittswinkel des gewählten Rades lässt sich ein relativ grosser Bereich von Leistungspaaren erzielen. Die Förderleistung bei Antrieb in verschiedenen Drehrichtungen wird umso stärker von einander abweichen, je stärker die Schaufelkrümmung des Gebläserades ist. Die Verwendung des ringförmigen zum Elektromotor koaxial verlaufenden Druckkanalteiles im Gegensatz zu den bei mit Radialrädern üblichen Schneckengehäusen.beschränkt die VerlusteOnly a radial or a semi-axial wheel can be used as the impeller, because only these wheels convey in the same conveying direction with different directions of rotation. By different choice of the blade inlet angle of the selected bike can be a relatively large area of performance couples. When driven in different directions of rotation, the greater the difference, the greater the difference between the delivery rate is the blade curvature of the impeller. The use of the annular to the electric motor coaxially extending pressure channel part in contrast to the in the case of worm housings with normal radial gears. limits the losses
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bei Umkehr dor Drehrichtung erheblich. Im Gegensatz zu der Lösung mit Vorwiderstand beansprucht bei der vorgeschlagenen Lösung der Elektromotor bei kleinerer Förderleistung des Rades auch eine erheblich niedrigere elektrische AufnahmeIeistung.when reversing the direction of rotation considerably. In contrast to the solution with In the proposed solution, the electric motor with a smaller delivery rate of the wheel also claims a considerably lower series resistance electrical power consumption.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Oxydmagnetmotors, da derartige Motoren ausserordentlich leicht umzupolen sind.The use of an oxide magnet motor is particularly advantageous, as such The polarity of motors is extremely easy to reverse.
Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, für ein mit flüssigem Brennstoff gespeistes Heizgerät eine Nachlaufeinrichtung zu schaffen, die darin besteht, dass bei Abschalten des Heizgerätes die Brennstofförderung unterbrochen, aber eine bestimmte Zeit weiterhin"noch Luft gefördert wird. Ein derartiger Nachlauf wurde bisher entweder durch ein Magnetventil in der Brennstoffleitung erzielt oder durch ein Abkuppeln der Brennstoffpumpe beim Ausschalten des Gerätes erreicht, wobei in beiden Fällen die Luftförderung über einen thermisch gesteuerten Unterbrecher noch bis zum Abkühlen des Gerätes aufrecht erhalten wurde.Another object underlying the invention is for a heater fed with liquid fuel an after-run device to create, which consists in the fact that when the heater is switched off, the fuel supply is interrupted, but continues for a certain time "still Air is promoted. Such an overrun was previously achieved either by a solenoid valve in the fuel line or by uncoupling reached by the fuel pump when the device is switched off, in both Cases the air supply via a thermally controlled breaker was maintained until the device had cooled down.
Es wird nunmehr der Vorschlag gemacht, den erwähnten Nachlauf durch Kombination mit der vorgeschlagenen Vorrichtung zu bewirken, indem man den umpolbaren Elektromotoren noch eine Fördervorrichtung zur Förderung eines Hoizmediums, sowie eine brennstoffpumpe für einen Brenner antreiben lässt und das in beiden Drehrichtungen in gleicher Förderrichtung fördernde Gebläse zur Förderung der Verbrennungsluft verwendet«The proposal is now made to combine the above-mentioned tracking to effect with the proposed device by adding a conveyor to the reversible electric motors a heating medium and a fuel pump for a burner and the fan, which moves in both directions of rotation in the same conveying direction, is used to convey the combustion air «
Eine andere Lösung besteht darin, dass der umpolbare Elektromotor als Gebläse das Heizluftgebläse des Heizgerätes und eine Brennstoffpumpe zur Speisung des Brenners des Heizgerätes antreibt.Another solution is that the polarity reversible electric motor as Fan drives the heater's hot air fan and a fuel pump to feed the heater's burner.
In beiden Fällen kann man einen Nachlauf dadurch erreichen, dass man die Brennstoffördereinrichtung so ausbildet, dass sie nur in einer der beiden Drehrichtungen der Antriebswelle fördert. Hierbei verwendet man entweder ein Rückschlagventil in der Brennstoffsaugleitung oder wählt das Antriebsmittel der Brennstoffpumpe bzw. die Brennstoffpumpe so aus, dass nur in einer Drehrichtung der Antriebswelle eine Förderung erfolgt.In both cases, you can achieve a lag by using the The fuel delivery device is designed so that it can only be used in one of the two Direction of rotation of the drive shaft promotes. Here you use either a check valve in the fuel suction line or selects the drive means of the fuel pump or the fuel pump so that only in a direction of rotation of the drive shaft a promotion takes place.
Der Nachlauf wird jedoch bei den beiden vorgeschlagenen Lösungswegen auch ohne die erwähnte Ausbildung der Brennstoffordereinrichtung erzielt. Man muss jedoch in diesem Falle dann in Kauf nehmen, dass dor Brennstoff von der Fördereinrichtung bei Umkehr der Drehrichtung der Antriebswelle je nach Art der Brennstoffpumpe ganz oder teilweise in den VorratsbehälterHowever, the lag is also in the two proposed approaches achieved without the aforementioned training of the fuel delivery device. In this case, however, you have to accept that the fuel from the conveying device when the direction of rotation of the drive shaft is reversed completely or partially into the storage container, depending on the type of fuel pump
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zurückgefordert wird. Letzteres kann beim Start des Brenners zu Schwierigkeiten führen," wenn man keinen Vorlauf vorsieht und die Brennstoffleitung verhältnismässig lang ist, d.h. es einer zu langen Zeit bedarf, bis in der leergepumpten Leitung Brennstoff zum Brenner gefördert.wird. Zur Steuerung des Nachlaufs wird ferner vorgeschlagen, von den Eontakten der Umpoleinrichtung einen mit dem Elektromotor über einen thermisch gesteuerten Unterbrecher zu verbinden.is reclaimed. The latter can cause difficulties when starting the burner lead, "if you do not provide a flow and the fuel line is relatively long, i.e. it takes too long a time until fuel is pumped to the burner in the pumped-empty pipe. To control the after-run, it is also proposed to use the Eontakten the polarity reversal device with the electric motor via a thermally controlled one Connect breaker.
Bei der Lösung, in der der umpolbare Elektromotor als Gebläse das Heizluftgebläse eines Heizgerätes antreibt, kann man das Verbrennungsluftgebläse des Heizgerätes gesondert antreiben und eine der Stromzuführungslcitungen des "Antriebsmotors des Verbrennungsluftgebläses über einen der Kontakte der Umpoleinrichtung und einen thermisch gesteuerten Unterbrecher führen. Hierdurch wird der Antriebsmotor des Verbrennungsluftgebläsct in den Nachlauf mit einbezogen. Wenn man bei dieser Ausführungsform eine Umpolung des Antriebsmotors des Verbrennungsluftgebläses vermeiden will, * so ist einer der Kontakte des thermisch gesteuerten Unterbrechers direkt mit dem Antriebsmotor des Verbrennungsluftgebläses und über einen vorzugsweise mit der Umpoleinrichtung betätigbaren weiteren Schalter mit dem Antriebsmotor des Heizluftgebläses zu verbinden.In the case of the solution in which the polarity reversible electric motor acts as the fan for the hot air fan of a heater, you can use the combustion air fan of the heater separately and one of the power supply lines of the "drive motor of the combustion air blower via one of the contacts of the polarity reversal device and a thermally controlled interrupter to lead. This causes the drive motor of the combustion air blower included in the follow-up. In this embodiment, if you have a Wants to avoid polarity reversal of the drive motor of the combustion air fan, * one of the contacts of the thermally controlled interrupter is directly connected to the drive motor of the combustion air blower and via a further switch, which can preferably be operated with the polarity reversal device, to the To connect the drive motor of the hot air blower.
In der nachstehenden Zeichnungserläuterung werden verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung ,beschrieben und dabei noch weitere Merkmale der Erfindung aufgezeigt.Various exemplary embodiments are described in the following explanation of the drawings of the device according to the invention, and further features of the invention are shown.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Gebläse gemäss der Erfindung, dargestellt. 1 shows a longitudinal section through a fan according to the invention.
Die Fig. 2 veranschaulicht einen Längsschnitt durch ein mit der erfindungs- ^ gemessen Vorrichtung ausgerüstetes Heizgerät mit Nachlaufeinrichtung und in ^Fig. 2 illustrates a longitudinal section through a with the fiction ^ measured device equipped heater with overrun device and in ^
Fig. 3 ist schematisch ein Heizgerät mit getrenntem Antrieb für ein Heizluftgebläse und ein Verbrennungsluftgebläse in Verbindung mit der gemäss der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung gezeigt.Fig. 3 is a schematic of a heater with a separate drive for a hot air fan and a combustion air fan in connection with the according to of the invention proposed device shown.
Das in Fig. 1 abgebildete Gebläse besteht aus einem Elektromotor 1 und einem Halbaxialrad 2, die beide in einem Gehäuse 3 sitzen, durch das ein koaxial zur Achse des Elektromotors 1 verlaufender Druckkanal 4.gebildet wird. Durch die elektrische Umpoleinrichtung, die aus den Schaltkontakten 5 bis 7 und den SchaItzungeη 8 und 9 besteht, kann der Elektromotor 1 mit wahlweiser Polung an die Stromquelle 10 angeschlossen werden.The fan shown in Fig. 1 consists of an electric motor 1 and a semi-axial wheel 2, both of which are seated in a housing 3, through which a pressure channel 4 running coaxially to the axis of the electric motor 1 is formed will. Through the electrical polarity reversal device that comes from the switch contacts 5 to 7 and the SchaItzungeη 8 and 9, the electric motor can 1 can be connected to the power source 10 with optional polarity.
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Je nach Krümmung dor Schaufeln des Halbaxialrades 2 und der Polung des Elektromotors 1 arbeitet das dargestellte Gebläse in der gezeigten Schaltstellung im Vollastbetrieb und bei Schaltung der Zunge 8 gegen den Kontakt 6 und der Zunge 9 gegen den Kontakt 7 im Halblastbotrieb, bzw, umgekehrt.Depending on the curvature dor blades of Halbaxialrades 2 and the polarity of the electric motor 1, the blower illustrated the tongue 8 against the contact 6 and the tongue 9 against the contact 7 operates in the switching position shown in full load and circuit i m Halblastbotrieb, or, vice versa.
Das in Fig. 2 dargestellte Heizgerät besteht aus einem Elektromotor 11 und einem als Heizluftgebläse arbeitenden Radialgebläse 12, sowie einem als Verbrennungsluftgebläse arbeitenden Halbaxialrad 13, die beide in unterschiedlicher Drehrichtung betrieben werden können. Das Gleiche gilt für die von dem Elektromotor 11 angetriebene Brennstoffpumpe 14> die über die Druckleitung 15 Brennstoff zum Drehzerstäuber 16 fördert, der V3r. ihr über die Saugleitung I7 aus einem nicht dargestellten Brennstoffvor~ ratsbehälter angesaugt wird. Der Elektromotor 11 und die Fördervorrichtungen 12 bis I4 sind so ausgewählt, dass das Gerät in der dargestelltenThe heater shown in Fig. 2 consists of an electric motor 11 and a radial fan 12 working as a hot air fan and a semi-axial wheel 13 working as a combustion air fan, both of which can be operated in different directions of rotation. The same applies to the fuel pump 14 driven by the electric motor 11, which conveys fuel to the rotary atomizer 16 via the pressure line 15, the V3r. it is sucked in via the suction line I7 from a fuel storage container (not shown). The electric motor 11 and the conveying devices 12 to I4 are selected so that the device in FIG
™ Schaltstellung der Umpoleinrichtung 18 im Normalbetrieb arbeitet. Beim Abschalten des Gerätes wird die Schaltzunge I9 gegen den Kontakt 20 und die Schaltzunge 21 gegen den Kontakt 22 geschaltet und damit einerseits eine Umpolung des Elektromotors 11 bewirkt, andererseits aber in die Stromzuführungsleitung der thermisch gesteuerte Unterbrecher 23 eingeschaltet, der bei Abkühlen des Gerätes öffnet und damit den Elektromotor abschaltet. Durch die Umpolung des Elektromotors 11 arbeitet die Welle 24 innerhalb der Nachlaufperiode, d.h. so lange der thermisch gesteuerte Unterbrecher 23 geschlossen ist, in entgegengesetztem Sinne, wobei sich die Förderrichtung der Brennstoffpumpe I4 umkehrt, d.h. in dem dargestellten Fell durch das in der Saugleitung 17 vorgesehene Rückschlagventil 25 zum Stillstand kommt. Die beiden Gebläse 12 und 13 fördern dagegen mit re-™ Switching position of the polarity reversal device 18 works in normal operation. When switching off the device, the switch tongue I9 against the contact 20 and the switching blade 21 is switched to the contact 22 and thus on the one hand causes a reversal of the electric motor 11, on the other hand turned on in the power supply line of the thermally controlled interrupter 23 which erätes upon cooling of the G opens and thus switches off the electric motor. By reversing the polarity of the electric motor 11, the shaft 24 operates in the opposite direction within the follow-up period, i.e. as long as the thermally controlled interrupter 23 is closed, the direction of delivery of the fuel pump I4 being reversed, i.e. in the skin shown by the one provided in the suction line 17 Check valve 25 comes to a standstill. The two fans 12 and 13, on the other hand, promote with re-
^ duzierter Leistung innerhalb dieser Nachlaufperiode noch Luft durch den Heizluftkanal 26, bzw. die Brennkammer 27 und den Abgaskanal 28.^ reduced power within this follow-up period still air through the Heating air duct 26, or the combustion chamber 27 and the exhaust gas duct 28.
In dem in Fig. 3 veranschaulichten Schema stellt der Elektromotor 29 den gemäss der Erfindung umpolbaren Motor dar, der ein als Hoizluftgebläse arbeitendes Halbaxialrad 30 und eine Brennstoffpumpe 3I antreibt. Der Antrieb des Verbrennungsluftgebläses 32 erfolgt durch einen gesondc-rten Elektromotor-33j der nicht umpolbar ist. In der dargestellten Schaltstellunf arbeiten die Motoren und die erwähnten Fördervorrichtungen im Normalbetrieb Bei der Umpolung, wie sie beim Abschalten des Gerätes erfolgt, werden die Zungen 34» 35 und 36 gegen die rechts neben ihnen liegenden Kontakte 37, 38 und 39 geschaltet. Hierdurch wird sowohl dem Elektromotor 29 als auchIn the scheme illustrated in FIG. 3, the electric motor 29 represents the polarity reversible motor according to the invention, the one as a Hoizluftgebläse working Halbaxialrad 30 and a fuel pump 3I drives. Of the The combustion air blower 32 is driven by a separate one Electric motor-33j that cannot be reversed. In the illustrated switching position the motors and the mentioned conveying devices work in normal operation When the polarity is reversed, as occurs when the device is switched off, the Tongues 34 »35 and 36 against the contacts 37 on the right next to them, 38 and 39 switched. As a result, both the electric motor 29 and
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dem Elektromotor 33 der Strom über den Kontakt 38 und den thermisch gesteuerten Unterbrecher 40 zugeführt. Öffnet infolge der Abkühlung des Gerätes der Unterbrecher 40, so erhalten damit beide Elektromotoren keinen Strom mehr, und die Nachlaufperiode, in der der Elektromotor in umgekehrter Drehrichtung arbeitet, ist beendet. Wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 beschrieben,.lässt sich durch die Änderung des Drehsinnes in der Nachlaufperiode die Brennstofförderung der Brennstoffpumpe 31 unterbrechen. Die bisher hierfür erforderlichen" verhältnismässig teueren und auch störanfälligen Elektromagnetventile oder gar eine elektromagnetische Kupplung können hierdurch entfallen.the electric motor 33 the current via the contact 38 and the thermally controlled Interrupter 40 supplied. Opens as the If the interrupter 40 is used, both electric motors receive no more electricity, and the follow-up period in which the electric motor works in the opposite direction of rotation is finished. How in connection described with the embodiment of FIG Change of direction of rotation in the follow-up period, fuel delivery interrupt the fuel pump 31. The previously required " Relatively expensive and also failure-prone electromagnetic valves or even an electromagnetic clutch can thereby be omitted.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern lässt sich unter Anwendung der mit ihr gegebenen Lehre in verschiedener Weise abwandeln und ergänzen.Of course, the invention is not limited to the details described limited, but can be modified and supplemented in various ways using the teaching given with it.
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