DE2705260A1

DE2705260A1 - Radialgeblaese

Info

Publication number: DE2705260A1
Application number: DE19772705260
Authority: DE
Inventors: Hans Kohl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-02-09
Filing date: 1977-02-09
Publication date: 1978-08-10

Description

O Π Π ' 7 fi Π PATENTANWÄLTE ■ '

Dipl.-ing. LUDEWIG · dipl.-phys. BUSE · dipl.-phys. MENTZEL

⁵¹¹ 56 WUPPERTAL 2, den 7.2.1977

Kennwort: "Gebläsestabilisierung"

Herr Hans Kohl, 5275 Bergneustadt 2, Heisterbachweq 29

Radialgebläse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radialgebläse, dessen Gehäuse ein Laufrad mit radial um seinen zentralen Ansaugrauni angeordneten Schaufeln, ferner eine mit diesem Ansaugraum ausgerichtete Einlaufdüse zur Gaszuführung von der Saugseite und schließlich einen das Laufrad und die Einlaufdüse umgebenden Druckraum umfaßt, von dem ein die verdichteten Gase abführender Austrittsstutzen ausgeht.

Das Hauptpatent richtet sich auf eine zuverlässige und verlustfreie Regulierung der Fördermenge, wozu vorgeschlagen wurde, die Einlaufdüse um ein einstellbares Teilstück zu verlängern und damit in den Ansaugraum des Laufrades hineinragen zu lassen und damit einerseits die Nutzbreite der Schaufeln für die saugseitige Gaszuführung zu begrenzen und andererseits an der Stirnseite des Laufrads einen Durchlaß zwischen dem Druckraum und der verbleibenden Restbreite der Schaufeln für einen Gasringstrom freizugeben.

Bei der vorliegenden Zusatzanmeldung geht es um eine weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatents, denn es ist erkannt worden, daß dem Erfindungsgedanken ein neues Anwendungsgebiet erschlossen wird. Die vorbekannten Radialgebläse haben im Anfan<jsteil ihrer Kennlinien in einem auf Druck und Fördermengendurchsatz abgestellten Diagramm einen ansteigenden Kennlinienast, de:" nach einem Maximum bei mittleren Volumenwerten in einen absinken-

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den Kennlinienast übergeht, was anhand der Zeichnungen noch näher erläutert werden wird. Es liegen-somit bei Radialgebläsen in einem beträchtlichen Druckbereich für einen bestimmten Druckwert

vor

jeweils zwei unterschiedliche Volumenwerte. Kommt es nun bei Betrieb solcher Gebläse zu DruckSchwankungen, was bei Anwendung der Radialgebläse bei Brennern in sehr ausgeprägtem Maße der Fall ist, so ergeben sich Schwingungen im Betriebszustand des Gebläses, die auf der geschilderten Doppeldeutigkeit des Kennlinienverlaufs in diesem Druckbereich beruhen. Diese Schwingungen wirken sich sehr unangenehm hinsichtlich der Betriebsweise und hinsichtlich dos Umweltschutzes aus.

Es ist erfindungsgemäß erkannt worden, daß die nach dem Hauptpatent vorgeschlagenen Radialgebläse zugleich in vorzüglicher Weise dazu geeignet sind, um die Kennlinie des Radialgebläses zuverlässig zu stabilisieren. Man stellt nämlich mit Überraschung einen konformen Kennlinienverlauf fest, der im ganzen Bereich eine ein-eindeutige Zuordnung zwischen den Drücken und Volumen herstellt.

Ausgehend von dem im Hauptpatent gekennzeichneten Radialgebläse genügt es, wenn die mit einem trichterförmigen übergang mit Bogcnprofil versehene Einlaufdüse um ein bestimmtes, feststehendes Teilstück in den Ansaugraum des Laufrads hineinragt und das Laufrad vor dem damit entstehenden Durchlaßspalt einen strömungsgünstig geformten Einlaßmund aufweist, der auch auf dieser Seite für eine ungestörte Strömung des Gasringstroms sorgt. Die einzelnen Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den Fin. näher erläutert. In den Figuren ist zunächst ein Ausführunysboispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Seitenansicht auf die den Antriebsmotor tragende Seite des Radialgebläses,

Fig. 2 im halbseitigen Längsschnitt die Vorderansicht auf das Radialgebläse von Fig. 1, weshalb dort die zugehörigen Schnittlinien II - II gezeigt sind,

Fig. 3 den erwähnten Kennlinienverlauf einerseits für bekannte Radialgebläse und andererseits für das erfindungsgemäß gestaltete Radialgebläse.

Das erfindungsgemäße Radialgebläse umfaßt in seinem Gehäuse 11 ein Laufrad 12 und eine Einlaufdüse 20. Das Laufrad 12 wird von einem außerhalb des Gehäuses 11 befindlichen Motor 13 über eine Welle 14 angetrieben, wodurch das Laufrad 12 im Betriebsfall innerhalb des Gehäuses 11 in Drehung versetzt wird. Das Laufrad 12 umfaßt in Wellennähe einen zentralen Ansaugraum 15, der von Schaufeln im wesentlichen freigehalten ist. Hier hinein wird saugseitig durch eine Einlaßöffnung 16 im Gehäuse das zu fördernde Gas, im vorliegenden Fall Luft, über eine Einlaufdüse 20 zugeführt. Radial um diesen Ansaugraum 15 herum liegend, trägt das Laufrad 12 die maßgeblichen Schaufeln 17, welche die zugeführte Luft radial ausstoßen und in dem die Einlaufdüse 20 und das Laufrad 12 radial umgebenden Innenraum des Gehäuses 11 verdichten, weshalb dieser Raum als Druckraum 18 zu bezeichnen ist. Das Gehäuse 11 trägt einen Austrittsstutzen 19, aus welchem die im Druckraum 18 verdichtete Luft abgeführt wird.

Die EinlaufdUse 21 ist trichterförmig gestaltet und besitzt an ihrem Ende ein Bogenprofil 21. Die Besonderheit liegt darin, daß das Ende 22 der Düse ^O dabei um ein bei der gewählten Konstruktion des Gebläses feststehendes, bestimmtes Teilstück 24 in den

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Ansaugraum 15 des Laufrads 12 hineinragt. Dabei entsteht auf der düsenseitigen Stirnseite 25 des Laufrads 12 ein ringförmiger Durchlaßspalt 26, der eine Verbindung zwischen dem Druckraum 18 einerseits und den Laufradschaufeln 17 andererseits erzeugt. Dieser Durchlaßspalt 26 wird, je nach Konstruktion, 1 bis 7 mm gewählt werden. Zu einer genaueren Einjustierung könnten geeignete Verstellmittel für die LängenJustierung der Düse 2O vorgesehen sein. Man kann dabei die im Hauptpatent erwähnten Verstellelemente verwenden. Man erhält auf diese Weise im Radialgebläse zwei voneinander zu unterscheidende Strömungen, die in Fig. 2 durch Pfeile 27 , 28 in ihrem Verlauf verdeutlicht sind.

Zunächst gibt es den üblichen, saugseitigen Zuführstrom 27, der frisches Gas von der Einlaßöffnung 16 durch das Innere der Düse 2O dem Ansaugraum 15 des Laufrades 12 zuführt. Von hier aus gelangt die zugeführte Luft, unter Ausnutzung der Bogenform des erwähnten Endstücks 21 auf den hinteren axialen Bereich des Laufrades 12, wodurch nur die in Fig. 2 mit 29 gekennzeichnete Teilbreite der Schaufeln 17 für den Ansaugvorgang ausgenutzt wird. Die daneben befindliche wegen des kleinen Spalts 26 nur geringe Restbreite 30 der Schaufeln bleibt aber nicht ungenutzt, sondern leitet einen gesonderten Ringstrom 28 vom Druckraum 18 aus, durch den vorerwähnten Durchlaß 26 hindurch wieder in den Druckraum IH zurück.Es zeigt sich, daß sich diese beiden Strömungen 27, 28 an ihrer Übergangsstelle nicht behindern, sondern strömungsmäßiq g>'ⁿ.stig ergänzen und zu der in Fig. 3 erläuterten stabilen Kennlinie des Gebläses führen. Die für die beiden Strömunqcn 27, 28 im Laufrad zur Verfügung stehenden Kanalräume sind jweils zueinander gegensinnig von der Eindringtiefe der Düse 2O in den Ansaugraum 15 abhängig. Das bogenförmige Endstück 21 an der Düse 2O sichert, wie die Praxis zeigte, daß der verdichtete Ringstrom 28 nicht in den Ansaugraum 15 des Laufrads 12 zurückströmen kann.

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sondern über die erwähnte Restbreite 30 der Schaufeln 17 radial nach außen gegen den Druckraum 18 geleitet wird. Das Laufrad 12 ist dabei am Innenrand seiner ringförmigen Stirnwand 25 mit einer Umbördelung versehen, die einen strömungsgünstig geformten Einlaßmund 34 schafft, um den herum der Ringstrom 28 günstig in den Schaufelbereich 17 des Laufrads 12 einströmen kann. Dieser Ringstrom wird dabei von der Außenfläche des bogenförmigen Endstücks 21 ebenfalls geleitet. Dieser Einlaßmund 34 liegt dabei genau ausgerichtet mit der Unterkante der Schaufeln 17.

In Fig. 3 sind zwei Kennlinien eines sonst gleichqestalteten Radialgebläses dargestellt, wo auf der Abszisse die Zeiteinheit

durchjgesetzten Volumina und in der Ordinate der Druck zwischen Eingang und Ausgang des Gebläses eingezeichnet sind. Während die eine Kennlinie A die Verhältnisse eines vorbekannten Radialgebläses erläutert, wo kein Durchlaßspalt 26 vorgesehen ist und damit kein Ringstrom 28 sich aufbauen kann, zeiot die andere Kennlinie E die Verhältnisse bei einem nach der Erfindung gestalteten Radialgebläse, wo der Durchlaßspalt 26 10 mm gewählt worden ist.

Bei dem bekannten Radialgebläse, gemäß Kennlinie A, gibt es den mit 23 bezeichneten labilen Bereich, wo zu einem bestimmten Ar-

beitsdruck, 2.B. A P ™ 6⁴O kp/m , zwei Volumenwerte entsprechend den Kurvenpunkten P1 und P2 vorliegen. Dies führt zu beträchtlichen Schwingungen beim Betrieb der bekannten Vorrichtung, wenn aufgrund von Druckschwankungen sich abwechselnd ein unterschiedlicher Arbeitspunkt P1 oder P2 dieser Kennlinie Λ einspielt.

Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung hat das Gebläse, ausweislich der Kennlinie E, im ganzen Arbeitsbereich zu jedem Druck-

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punkt eindeutig einen bestimmten Volumenwert, nämlich bei dem angenommenen Wert nur den einen mit ^p bezeichneten Arbeitspunkt der Kurve, der einen eindeutigen Volumendurchsatz pro Zeiteinheit bestimmt. Eine solche wesentliche Verbesserung des Kennlinienverlaufs ergibt sich schon, wenn man den Durchlaßspalt 26 auf 3 oder 5 mm einstellt. Beachtlich ist, daß dabei ein überraschend hoher Wirkungsgrad erhalten wird, der die erf indungsgeniä ße Gestaltung des Radialgebläses sehr interessant macht.

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Claims

PATtNVANWALfE 2 7 Π ! ■ / C O dipping. LUDEWIG · dipl.-phys. BUSE · dipl.-phys. MENTZEL 56 WUPPERTAL 2, den 7.2.1977 Kennwort: "Gebläsestabilisicruno" Ansprüche':

1.) Radialgebläse zur Förderung von Gasen, dessen Gehäuse ein Laufrad mit radial um seinen zentralen Ansaugraum angeordneten Schaufeln, ferner eine mit diesem Ansaugraum ausqerichtete Einlaufdüse zur Gaszuführung von der Saugseite und schließlich einen das Laufrad und die Einlaufdüse umgebenden Druckraum umfaßt, von dem ein die verdichteten Gase abführender Austrittstutzen ausgeht, nach Patent .... (Patentanmeldung P 26 56 040.7), wobei ein in den Ansaucjraum hineinragendes Ende der Einlaufdüse einerseits die Nutzbreite der Schaufeln für die saugseitige Gaszuführung begrenzt und andererseits an der Stirnseite des Laufrads einen Durchlaß zwischen dem Druckraum und der verbleibenden Pestbreite der Schaufeln für einen Gasringstrom freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß die einen trichterförmigen übergang mit Bogenprofil aufweisende Einlaufdüse (20) um ein bestimmtes feststehendes Teilstück (24) in den Ansaugraum (15) des Laufrads (12) hineinragt und das Laufrad (12) vor derr. gebildeten Durchlaßspalt (26) einen strömungsgünstig geformten Tinlaßmund (34) für den Gasringstrom (28) aufweist.

2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßspalt (26) zwischen 1 bis 7 mm eingestellt ist.

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