DE202005004180U1

DE202005004180U1 - Radialgebläse

Info

Publication number: DE202005004180U1
Application number: DE202005004180U
Authority: DE
Original assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Current assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: ATE497109T1; EP1703139A1; EP1703139B1; DE502006008789D1; US8257034B2; US20060204382A1; ES2360580T3

Abstract

Radialgebläse (1) mit einem ein Seitenteil (2) und ein topfartiges Gehäuseteil (3) aufweisenden Gehäuse (4), einem darin angeordnetem Lüfterrad (5) mit sich radial erstreckenden Schaufeln (6), einem am Seitenteil angeordneten Elektromotor (7) und mit einem von Gehäuseteil und Seitenteil gebildeten Druckraum (8), der mit dem Lüfterrad-Raum zwischen den Schaufeln (6) im Querschnitt eine Düse (8') nach Art einer Venturi-Düse bildet, und das Verhältnis größte Schaufelhöhe (H)/größter Durchmesser (D) der Spirale im wesentlichen zwischen H/D = 0,08 und H/D = 0,3 beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse mit einem ein Seitenteil und ein topfartiges Gehäuseteil aufweisenden Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Gebläserad mit sich radial erstreckenden Schaufeln.
Derartige Vorrichtungen zum Fördern von gasförmigen Medien werden in der Regel eingesetzt in Vorrichtungen, die einen großen Strömungswiderstand besitzen. Es kann sich dabei zum Beispiel um Zylinderbrenner oder keramische Flächenbrenner handeln, die in der neuesten Entwicklung in Gaskesseln verwendet werden. Derartige Gasheizkessel weisen einen Strömungswiderstand in der Größenordnung von 800 Pascal und mehr auf. Zur Sicherstellung stabiler Betriebspunkte ist man bestrebt, möglichst steile Druck-Volumenkennlinien bei einem Radialgebläse zu erzeugen.
Radialgebläse der genannten Gattung sind im Stand der Technik bekannt. So ist in der EP 0 410 271 A2 eine Vorrichtung zum Fördern eines gasförmigen Mediums bekannt, bei dem das Gehäuseteil eine Halterung für den Elektromotor aufweist und das Seitenteil mit einer Einlassöffnung für den Zustrom der Gebläseluft versehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radialgebläse anzugeben, das bei möglichst gleicher Leistung besonders raumsparend, kostengünstig und einfach herzustellen ist.
Die Aufgabe wird bei einem Gebläse der genannten Gattung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht daher vor, ein Radialgebläse mit einem ein Seitenteil und ein topfartiges Gehäuseteil aufweisenden Gehäuse zu schaffen, mit einem darin angeordneten Gebläserad, einem am Seitenteil angeordneten Elektromotor und mit einem von Gehäuseteil und Seitenteil gebildeten Druckraum, der zusammen mit dem Gebläserad-Raum zwischen den Schaufeln im Querschnitt eine Düse nach Art einer Venturi-Düse bildet, wobei das Verhältnis größte Schaufelhöhe (H)/größter Durchmesser (D) der Spirale im Wesentlichen zwischen H/D = 0,08 und H/D = 0,3 beträgt. Durch die besondere Gestaltung der Druckraumgeometrie und der Auslegung der Schaufeln des Gebläserads im Verhältnis zum Durchmesser der Spirale des Druckraums, werden die gewünschten Leistungen in hervorragender Weise erreicht. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis H/D = 0,1, besonders bevorzugt beträgt jedoch das Verhältnis H/D = 0,12. Dies entspricht bei einer konstruktiven Ausgestaltung einem größten Durchmesser von ca. 145,3 mm bei einer Schaufelhöhe von 18 mm.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Gehäuseteil und/oder im Seitenteil Ausformungen ausgebildet sind, durch die sich der spiralenförmige Druckraum kontinuierlich dreidimensional erweitert.
Vorzugsweise ist die Ausformung im Gehäuseteil größer als im Seitenteil. Durch die Wahl der Gehäusegestalt und die Anordnung der größeren Ausformung im Gehäuseteil ergibt sich die Möglichkeit, auf der dem Motor abgewandten Seite des Gebläse-Gehäuses in gewünschter Weise Ausformungen anzubringen, ohne dass eine räumliche Einschränkung gegeben wäre.
Günstigerweise wird das Verhältnis Höhe/Durchmesser des Gehäuses zwischen 1:7 und 1:9 gewählt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verhältnis Höhe/Durchmesser des Gehäuses 1:8 beträgt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einer Drehzahl von n = 5250 ein Luftvolumen strom von 11 L/s bei einem Druck von 1050 Pascal geliefert wird. Das entspricht einer Wellenleistung von ca. 21 W. Dies ist im Vergleich zum Stand der Technik ein sehr niedriger Wert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass die Ebene des Anschlusses am Ausblaskanal des Gehäuses in einem Winkel α ≤ 90° zur Ausblasrichtung (Pfeil A) steht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Winkel zwischen 90° und 83° liegt, wobei besonders bevorzugt α = 86,4° beträgt.
Eine günstige Ausführungsform kann vorsehen, dass der Ausblaskanal am Gehäuseteil ausgebildet ist.
Von besonderem Vorteil ist, dass das Gehäuse eine in den Druckraum hinein ragende Zunge aufweist. Dabei ist es günstig, dass die Zunge am Gehäuseteil in Form einer Rampe ausgebildet ist, die auf der Seitenwand des Gehäuseteils in Strömungsrichtung ansteigt. Durch die Anbringung einer Zunge wird der Druckraum im Ausblasbereich gegen das Gebläserad abgeschirmt, so dass Druckverluste reduziert werden können.
Bei einer anderen Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, dass die Zunge am Seitenteil in Form einer Rampe ausgebildet ist und in Strömungsrichtung zum Gehäuseteil hin ansteigt. Durch die Ausbildung der Zunge als Rampe kann der Spalt zwischen Gebläserad und Seitenwand des Gehäuseteils verringert werden, ohne dass es zu einem Ansteigen des Geräuschpegels kommt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gebläses kann vorgesehen sein, ein Gebläserad mit einer Nabe und einer vorderen Deckscheibe zu verwenden, wobei dann die Schaufeln des Gebläserads lediglich an der Nabe und der Deckscheibe gehalten sind. Eine rückwärtige Trägerscheibe kann entfallen. Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Herstellung des Gebläserads und somit des Radialgebläses insgesamt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Radialgebläses,
2 eine Vorderansicht auf das Radialgebläse mit Motor und Anschlussflansch aus Richtung des Pfeils B in 1,
3 eine schematische Darstellung mit Druckraum, und
4 eine schematische Darstellung der Zuordnung Gebläserad-Raum – Druckraum im Schnitt.
In 1 ist ein Radialgebläse in Seitenansicht dargestellt, das ein Gehäuse 4 aufweist, in dem ein Gebläserad 5 aufgenommen ist. Das Gehäuse 4 besteht aus einem Seitenteil 2 und einem topfartigen Gehäuseteil 3. An dem Seitenteil 2 ist ein Elektromotor 7 schwingungsgedämpft gehalten, der über seine Motorwelle das Gebläserad 5 antreibt. Der Elektromotor 7 ist mit einer Kappe 23 abgedeckt, die auch nicht dargestellte Elektronik aufnimmt. Das Gehäuse 4 weist einen in Verbindung mit 3 näher beschriebenen Druckraum 8 auf. Das Gebläserad 5 bildet zusammen mit dem Druckraum 8, wie ebenfalls in 3 näher erläutert, eine idealisierte Venturi-Düse, wobei der engste Querschnitt dieser Venturi-Düse im Übergang zwischen Gebläserad und Gehäuse liegt. Das Gebläse weist eine Ansaugöffnung 20 und einen Ausblaskanal 13 auf. Am freien Ende des Ausblaskanals 13 ist ein Anschluss 12 in Form eines Flansches 12 vorgesehen.
Im Gehäuseteil 3 und/oder im Seitenteil 2 sind Ausformungen 19 ausgebildet, durch die sich der spiralenförmige Druckraum 8 kontinuierlich dreidimensional erweitert.
Die Ausformung 19 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Gehäuseteil 3 größer als im Seitenteil 2.
In 2 ist eine Ansicht des Radialgebläses aus Richtung des Pfeils B in 1 dargestellt. Die Kappe 23 des Elektromotors weist eine zentrale Kühlluftöffnung 24 auf, durch die hindurch ein Lüfterrad 21 mit rückwärts gekrümmten Lüfterradschaufeln 22 sichtbar ist.
Der Anschlusses 12 des Ausblaskanals 13 liegt in einer Ebene 11, die im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der theoretischen Ausblasrichtung Pfeil A einen Winkel von α ≤ 90° bildet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel α = 86,4°. Durch diese Anordnung wird der austretende Luftstrom noch weiter druckvermindert, da durch die Aufweitung der Seitenwand 16 des Druckraums 8 zu Beginn des Ausblaskanals 13 über die tangentiale Fortführung 16' der Seitenwand hinaus zu einer Trompete, wie insbesondere auch aus 3 hervorgeht, eine zusätzliche Geschwindigkeitsreduzierung und somit Druckerhöhung eintritt. Dabei wird die Trompete von den Seitenwänden 16 und 16'' gebildet. In der zeichnerischen Darstellung laufen die theoretische Ausblasrichtung – Pfeil A – und die Seitenwand 16 des Kanals – durch zwei Parallelstriche gekennzeichnet – parallel zueinander. Ebenso verlaufen die senk rechte Mittelachse des Gebläses und die Ebene 11 parallel zueinander.
In 3 ist schematisch das Gebläse-Gehäuse 4 dargestellt, in dem das Gebläserad 5 eingesetzt ist. Der spiralförmige Druckraum 8 wird im Bereich des Ausblaskanals 13 durch die Zunge 14 gegen das Gebläserad 5 abgeschirmt.
Die Zunge 14 ist am Gehäuseteil 3 in Form einer Rampe 15 ausgebildet ist, die auf der Vorderwand des Gehäuseteils 3 in Strömungsrichtung ansteigt. Alternativ kann die Rampe am Seitenteil 2 ausgebildet sein und in Strömungsrichtung zum Gehäuseteil 3 hin ansteigen. Dabei ist es auch vorgesehen, die Rampe gestuft auszubilden.
In dieser Darstellung ist mit β = 3,6° der "Trompetenwinkel" als Komplementärwinkel zu dem Winkel α eingezeichnet.
Erfindungsgemäß beträgt das Verhältnis H (größte Schaufelhöhe) zu D (Durchmesser der Spirale) im dargestellten Ausführungsbeispiel 0,12. Es hat sich während Testserien herausgestellt, dass Abweichungen von diesem Verhältnis noch brauchbare Ergebnisse liefern, jedoch ist der Wert 0,12 bei einem Spiraldurchmesser von 145,3 mm und einem geforderten Volumenstrom von 11 l/s bei einem Druck von 1050 Pascal das optimale Maß. Dieser Arbeitspunkt wird erreicht bei einer Drehzahl von 5250 U/min und einer Wellenleistung von 21 W.
In 4 ist schematisch das Venturi-Düsen-Prinzip wiedergegeben, wobei der Bereich 9 als Gebläserad-Raum zusätzlich zur Drehzahl des Gebläserads durch die konstruktive Gestaltung, eine weitere Beschleunigung des Luftstroms bewirkt, wohingegen der Druckraum 8 die Druckerhöhung und Beruhigung des Luftstroms herbeiführt.
Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist, wie schematisch in 4 wiedergegeben, das Gebläserad 5 mit einer Nabe 17 versehen, wobei die Schaufeln 6 an der Nabe 17 und an einer Deckscheibe 18 gehalten sind. Es versteht sich, dass entsprechend gewünschter Leistungsanforderungen auch andere Lüfterräder Verwendung finden können.

Claims

Radialgebläse (1) mit einem ein Seitenteil (2) und ein topfartiges Gehäuseteil (3) aufweisenden Gehäuse (4), einem darin angeordnetem Lüfterrad (5) mit sich radial erstreckenden Schaufeln (6), einem am Seitenteil angeordneten Elektromotor (7) und mit einem von Gehäuseteil und Seitenteil gebildeten Druckraum (8), der mit dem Lüfterrad-Raum zwischen den Schaufeln (6) im Querschnitt eine Düse (8') nach Art einer Venturi-Düse bildet, und das Verhältnis größte Schaufelhöhe (H)/größter Durchmesser (D) der Spirale im wesentlichen zwischen H/D = 0,08 und H/D = 0,3 beträgt.
Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis größte Schaufelhöhe (H)/größter Durchmesser (D) der Spirale vorzugsweise im wesentlichen H/D = 0,1, besonders bevorzugt H/D = 0,12 beträgt.
Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuseteil (3) und/oder im Seitenteil (2) Ausformungen (19) ausgebildet sind, durch die sich der spiralenförmige Druckraum (8) kontinuierlich dreidimensional erweitert.
Radialgebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (19) im Gehäuseteil (3) größer ist als im Seitenteil (2).
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Höhe/Durchmesser des Gehäuses (4) zwischen 1:7 und 1:9 beträgt
Radialgebläse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Höhe/Durchmesser des Gehäuses (4) im wesentlichen 1:8 beträgt.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Drehzahl von ca. n = 5250 ein Luftvolumenstrom von ca. 11 l/s bei einem Druck von 1050 Pascal geliefert wird, was einer Wellenleistung von ca. 21 W entspricht.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (11) des Anschlusses (12) am Ausblaskanal (13) des Gehäuses (4) in einem Winkel α ≤ 90° zur Ausblasrichtung (Pfeil A) steht.
Radialgebläse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene des Anschlusses (12) am Ausblaskanal (13) des Gehäuses (4) in einem Winkel 90° > α ≥ 83°, vorzugsweise α = 86,4° zur Ausblasrichtung (Pfeil A) steht.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausblaskanal (13) am Gehäuseteil (3) ausgebildet ist.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausblaskanal (13) sich trompetenartig erweiternd ausgebildet ist.
Radialgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) eine in den Druckraum (8) hinein ragende Zunge (14) aufweist.
Radialgebläse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (14) am Gehäuseteil (3) in Form einer Rampe (15) ausgebildet ist, die auf der Seitenwand (16) des Gehäuseteils (3) in Strömungsrichtung ansteigt.
Radialgebläse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (14) am Seitenteil (2) in Form einer Rampe (15) ausgebildet ist und in Strömungsrichtung zum Gehäuseteil (3) hin ansteigt.
Radialgebläse nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (5) eine Nabe (17) und mindestens eine Deckscheibe (18) aufweist.
Radialgebläse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Deckscheibe (18) an dem Lüfterrad (5) vorhanden ist, und die Schaufeln (8) nur an der Nabe (17) und an der einzigen Deckscheibe (8) gehalten sind.