DE29619619U1 - Lüftungsaggregat für raumlufttechnische Anlagen - Google Patents

Description

8116/VIII

Ingenieurbüro Timmer Reichel GmbH
Ohligser Str. 37, D-42781 Haan

Lüftungsaggregat für raumlufttechnische Anlagen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüftungsaggregat für raumlufttechnische Anlagen, bestehend aus einem Gebläse, einem elektrischen Antriebsmotor und einem zwischen dem Antriebsmotor und dem Gebläse angeordneten Riemenantrieb, welcher eine mit dem Antriebsmotor verbundene Riemenscheibe, eine mit dem Gebläse verbundene Riemenscheibe und einen Keilriemen umfaßt.

Der Antrieb von Gebläsen in raumlufttechnischen Anlagen erfolgt in weiten Leistungsbereichen über ein System "Antrieb, Keilriemenscheibe, Keilriemen, Keilriemenscheibe, Gebläse." Vorteile dieses Systems liegen in seiner Variabilität durch mögliche Anpassungen von verschiedenen Keilriemenscheiben und damit von Drehzahlen an gewünschte Volumenströme und Druckstufen. Hierbei ist der Antrieb in der Regel ein Elektromotor.

Das Antrieb-System wird bei frei ansaugenden Gebläsen aus Kostengründen als Baueinheit mit dem Gebläse auf einem Grundrahmen mit Schwingungsdämpfern in einer luftdichten Kammer mit Revisionsöffnungen montiert.

Nachteilig wirkt sich bei derartigen Lüftungsaggregaten der

infolge der Reibung zwischen der weichen Komponente "Keilriemen" und den metallischen Keilriemenscheiben entstehende Abrieb aus. Der Keilriemen, oft bestehend aus gummiertem Gewebe bzw. Kunststoff, nutzt sich ab, wobei Abrieb in den Luftstrom um das Antrieb-System gerät und bei im Gehäuse liegenden Motoren die Abriebpartikel in den Luftstrom von raumlufttechnischen Anlagen getragen werden. Zur Vermeidung damit verbundener Verschmutzungen im weiteren Kanalnetz der raumlufttechnischen Anlage wird eine zusätzliche Filterstufe auf der Druckseite des Gebläses notwendig.

Die DIN 1946, Teil 2, Januar 1994, Ziff. 5.2.1; Abs. 2, Raumlufttechnik (Gesundheitstechnische Anforderungen) sieht für eine solche zweite Filterstufe mindestens den Abscheidegrad EU 7 vor.

Da die zweite Filterstufe ein gesondertes Bauteil mit entsprechenden Abmessungen und umfangreichen Filtereinbauten darstellt, vergrößert sich der Gesamtaufbau der Luftaufbereitungseinheit, was wiederum Auswirkungen auf die Zentralen-Abmessung hat. Des weiteren werden die Abriebpartikel im Gebläsegehäuse verstreut, durchlaufen zum Teil das Schaufelsystem und Kanalsegmente, bevor die Abscheidung im nachfolgenden Filter erfolgt. Bauteilverschmutzungen sind somit nicht vermeidbar und erfordern kurze Reinigungszyklen. Hieraus resultieren hohe Anlagen- und Wartungskosten.

Das Herausfiltern der Partikel erfordert die Behandlung des gesamten Volumenstromes, was bei einem filterabhängig auftretenden Druckverlust einen erheblichen Energieaufwand darstellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und unter Beibehaltung eines Riemenantriebs für das Gebläse das Ausfiltern der Partikel anlagentechnisch zu vereinfachen und hierbei Druckverluste des Volumenstroms des Gebläses zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird dies mit einem Lüftungsaggregat der eingangs beschriebenen Art erreicht, bei dem der Keilriemenantrieb mindestens im Umfangsbereich seiner mit dem Gebläse verbundenen Riemenscheibe mit einer Gehäusewandung umfaßt ist und innerhalb eines von der Gehausewandung begrenzten Innenraumes eine Anordnung zum Auffangen von Abriebpartikeln des Keilriemens angeordnet ist.

Die Gehausewandung kann dabei zusätzlich die Riemenscheibe des Elektromotors umfassen, wodurch auch die dort entstehenden Abriebpartikel des Keilriemens aufgefangen werden können. Dabei ist es möglich, daß die Gehäusewandung für beide Riemenscheiben ein gemeinsames, vorzugsweise auch luftdichtes Gehäuse bilden kann.

Die Anordnung zum Auffangen von Abriebpartikeln des Keilriemens kann unterschiedlich ausgebildet sein. So kann diese Anordnung ein Filter sein, der aus technischem Filtervlies oder aus Gewebe- bzw. Papiertaschen besteht, oder der als Elektroabscheider ausgebildet ist. Ebenso ist es vorteilhafterweise möglich, daß aus einem die Riemenscheiben und den Keilriemen einschließenden luftdichten Gehäuse die Abriebpartikel mittels eines Luftstromes ausgetragen werden. Dabei kann der Luftstrom aus einer Zuluftleitung in das Gehäuse gelangen und - beladen mit den Abriebpartikeln - über im Bereich der Riemenscheiben herausgeführte Abluft-

• ·

leitungen wieder abgeleitet werden. Aus dem Luftstrom können die Partikel dann in einer zentral angeordneten Station abgeschieden werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn mehrere erfindungsgemäße Lüftungsaggregate betrieben werden.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, die Abriebpartikel nicht in den Luftstrom gelangen zu lassen, indem der Abrieb in der Nähe der Entstehung aufgefangen und gebunden wird, ohne daß der große Luftvolumenstrom, den das Gebläse bewegt, betroffen ist. Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile:

1. Das Bauteil "Zweite Filterstufe" kann entfallen.

2. Infolge des Entfalle des Druckverlustes der zweiten Filterstufe wird Energie eingespart.

3. Das Gebläsegehäuse und die bekanntermaßen bis zur zweiten Filterstufe vorhandenen Bauteile werden nicht verschmutzt.

4. Die Reinigungs- und Wartungskosten werden reduziert.

Erfindungsgemäß wird ein System geschaffen, das durch ein Rahmen-System im Bereich des Antrieb-Systems realisiert werden kann. Durch die Erfindung wird der Keilriemenabrieb, der vorzugsweise an den Berührungssteilen Keilriemenscheibe/Keilriemen erfolgt, unmittelbar aufgefangen, denn der Teil der Keilriemenscheibe, der vom Keilriemen umschlossen ist, stellt die eigentliche Abriebquelle dar. Die abgelösten Partikel bewegen sich infolge der Umfangsgeschwindigkeit und der Fliehkraft vom Scheibenumfang weg und werden

in den erfindungsgemäßen Filterelementen, die in dem Bereich der Partikelflugbahn angeordnet sind, vor einem Eintritt in den Gebläseluftstrom ausgefiltert.

Die Anordnung ist insbesondere derart gestaltet, daß die Partikelflugbahn sehr kurz ist, um Ablenkungen zu verhindern und einen möglichst großen Anteil der Partikel abzuscheiden. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Filter- und Abscheidesystem dazu möglichst nah um die Keilriemenscheiben herum positioniert.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Detail anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein bekanntes Lüftungsaggregat,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Keilriemenantriebs einschlißlich der Darstellung von Flugbahnen von Abriebpartikeln,

Fig. 3a einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftungsaggregates im Bereich einer Keilriemenscheibe des Gebläses,

Fig. 3b einen Schnitt durch die erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftungsaggregates im Bereich einer Keilriemenscheibe des Gebläses entlang der Linie A-A in Fig. 3a,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftungsaggregates im Bereich einer Keilriemenscheibe des Gebläses,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftungsaggregates im Bereich einer Keilriemenscheibe des Gebläses,

Fig. 6a einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftungsaggregates,

Fig. 6b einen Schnitt durch die vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftungsaggregates entlang der Linie A-A in Fig. 6a,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lüftungsaggregates.

In einem in Fig. 1 gezeigten bekannten Lüftungsaggregat, bei dem die Erfindung wirksam werden kann, befinden sich eine Antriebsiemenscheibe 1 und eine Gebläsekeilriemenscheibe 2, wobei das Antriebsteil 3 vorzugsweise ein Elektromotors ist, zusammen mit einem eingebauten Gebläse 4 in einer Gebläsekammer 5. Das Gebläse 4 arbeitet auf einen Druckstutzen 6, der mit gegebenenfalls vorhandenen weiteren Luftaufbereitungseinheiten bzw. mit dem Kanalnetz verbunden ist. Die Riemenscheibe 1 des Antriebs 3 und die Riemenscheibe 2 des Gebläses sind über einen Keilriemen 7 verbunden.

In Fig. 2 sind die Riemenscheibe 1 des Antriebs 3 und die Riemenscheibe 2 des Gebläses 4 dargestellt. Der Keilriemen 7 erhält mit der Umschließung um die Keilriemenscheiben 1, 2 eine Richtungsänderung, die bei Betrieb des Lüftungsaggregates mit Keilriemenabrieb verbunden ist. Dabei werden, wenn sich die beiden Keilriemenscheiben 1, 2 entsprechend der Darstellung in Fig. 2 entgegen dem Uhrzeiger-

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sinn drehen, die Abriebpartikel durch die entstehenden Zentrifugalkräfte auf nach außen gerichteten Flugbahnen 8 weggeschleudert und können von einem Luftstrom erfaßt und transportiert werden.

Die Fig. 3a und 3b zeigen in zwei unterschiedlichen Schnittdarstellungen eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Lüftungsaggregates. Insbesondere ist eine ummantelte Riemenscheibe 2 des Gebläses 4 dargestellt. Der Keilriemenantrieb ist im Umfangsbereich der mit dem Gebläse 4 verbundenen Riemenscheibe 2 mit einer Gehäusewandung 9, 10 umfaßt. Eine äußere Führungskontur 9 der Gehäusewandung 9,

10 setzt sich zwischen den Schenkeln des Keilriemens 7 als eine innere Kontur 10 fort, die zur Aufnahme des Teiles der Partikel dient, die sich nach Verlassen des von der äußeren Führungskontur 9 umschlossenen Umfangsbereiches der Riemenscheibe 2 vom Keilriemen 7 lösen. Innerhalb des von der Gehäusewandung 9, 10 begrenzten Innenraumes befindet sich eine Anordnung zum Auffangen von Abriebpartikeln des Keilriemens 7. Gefaßt in die Gehäusewandung 9, 10 liegt als eine solche Anordnung ein Vlies 11 zur Aufnahme von Partikeln, die sich vom Keilriemen 7 gelöst haben.

Die Führungskonturen 9 und 10 sind mit Vorteil auf eine in Fig. 3b dargestellte rundum abgekantete, abklappbare Platte 12 aufgesetzt, welche Luftbewegungen im Antrieb-System unterbindet und gleichzeitig als Schutz für den Keilriemen 7 dient.

Mit dem Abklappen der Platte 12, die auch als Schutzgitterrost ausgebildet sein kann, sind damit der Keilriemen 7 sowie die Gebläsekeilriemenscheibe 2 zugänglich. Das Vlies

11 zur Partikelaufnahme kann auf diese Weise leicht gewech-

seit werden.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Diese stimmt in den wesentlichen Merkmalen mit der ersten Ausführung überein. Statt eines Vlieses 11 wird aber als Anordnung zum Auffangen von Abriebpartikeln des Keilriemens 7 ein taschenfilterartiger Filterstreifen 13 verwendet, der wie im ersten Ausführungsbeispiel in einer äußeren Führungskontur 9 einer Gehausewandung 9, 10 geführt ist. Auch die zwischen den Keilriemen 7 auf ihren Bahnen 8 fliegenden Partikel 8 werden durch den Filterstreifen 13 mit abgeschieden.

Bei der in Fig. 5 dargestellten dritten Ausführung der Erfindung ist das Abscheidesystem für die Partikel, das im wesentlichen wie in den vorhergehenden Ausführungen konzentrisch um die Riemenscheibe 2 des Gebläses 4 angeordnet ist, aus einem modifizierten Elektrofilter gebildet. Dieser besteht aus einem Kollektorteil mit Platten 14, 15 und einem Ionisatorteil. In dem Ionisatorteil sind zwischen geerdeten Platten 16 Sprühelektroden 17 angeordnet.

Infolge einer Hochspannungsversorgung der Sprühelektroden 17 lösen sich durch Coronaentladung Ladungsträger, lagern sich an den Partikeln an und laden diese so auf. Im Kollektorteil werden die geladenen Partikel zwischen den Platten 14 und 15, die unterschiedlich geladen sind, infolge der wirksam werdenden Coulomb-Kräfte abgelenkt und an den Platten 14, 15 abgeschieden.

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigen in zwei verschiedenen Schnittdarstellungen die Fig. 6a und 6b. Die Keilriemenscheiben 1 und 2 sind durch die äußere Gehäuse-

Führungskontur 9 insgesamt umschlossen und mit einem taschenfilterartigen Filterstreifen 18 ummantelt. Für nach innen sich lösende Partikel ist ein separater Filterkörper 19 an der abgekanteten Platte 12 angebracht. Die Führungskontur 9 besteht in der Regel aus einem beispielsweise gelochten Blechstreifen der an die Kontur der Keilriemenscheiben 1, 2 gut anpaßbar ist, so daß unterschiedliche Durchmesser der Keilriemenscheiben 1, 2 auch nachträglich berücksichtigt werden können. Das um die Keilriemenscheiben 1, 2 angeordnete Abscheide-System kann vorzugsweise auch die Keilriemenscheiben 1, 2 seitlich beidseitig umschließen. Auch ist eine kastenartige Gesamtumkleidung 9 des Antrieb-Systems mit und ohne Abscheidematerial möglich.

Fig. 7 zeigt als fünfte Ausführungsform ein erfindungsgemäßes Lüftungsaggregat mit einer luftdichten Gesamtumkleidung 20 des Antrieb-Systems 21. Der luftdichten Gesamtumkleidung 20 des Antrieb-Systems 21 wird Zuluft über eine separate Zuluftleitung 22 vom Gebläse-Druckstutzen 23 dem Neutral-Bereich der Partikel-Abscheidung 24 zugeführt und in den jeweils in der Nähe der Keilriemenscheiben 1, 2 liegenden Partikel-Abscheidebereichen 25, 26 über entsprechend dimensionierte Abluftleitungen 27 zu einem außerhalb der Gebläsekammer 5 angeordneten Zentral-Partikel -Abscheider 28 geführt, in welchem die Partikel nach bekannten Systemen abgeschieden und dann entsorgt werden können.

Die Zuluftleitung 22 kann auch, wie Fig. 7 zeigt, mit einer Mengenregulierung 29, die Abluftleitungen 27 mit einem Kleinstventilator 3 0 bestückt werden. Ebenso kann die Zuluftleitung 22 im Bereich der Wellen 31, 32, auf denen die Keilriemenscheiben 1, 2 befestigt sind, über entspre-

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chend dimensionierte Einlaßenden in die luftdichte Gesamtumkleidung 20 eingeführt werden.

Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, auf die separate Zuluftleitung 22 zu verzichten, wenn der Kleinstventilator 3 0 so dimensioniert ist, daß der Innenraum der luftdichten Gesamtumkleidung 20 so unter Unterdruck gehalten wird, daß Zuluft im Bereich der Wellen 31 und 32 und/oder auch im Neutral-Bereich der Partikel-Abscheidung 24 in die luftdichte Verkleidung 20 eintritt, was bei einseitig saugenden Gebläsen 4 leicht möglich ist.

Anstelle des Zentral-Partikel-Abscheiders 28 kann die Abscheidung auch über vorhandene Filter der Lüftungsanlage abgeführt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbexspxele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Beispielsweise könnte anstelle des Keilriemens 7 auch ein Zahnriemen eingesetzt werden, bei dem ebenfalls durch die entstehende Reibung mit den Riemenscheiben 1, 2 Abriebpartikel entstehen.

Claims (10)

8116/VIII Ingenieurbüro Timmer Reichel GmbH Ohligser Str. 37, D-42781 Haan Ansprüche

1. Lüftungsaggregat für raumlufttechnische Anlagen, bestehend aus einem Gebläse (4) , einem elektrischen Antriebsmotor (3) und einem zwischen dem Antriebsmotor (3) und dem Gebläse (4) angeordneten Riemenantrieb (1, 2, 7), welcher eine mit dem Antriebsmotor (3) verbundene Riemenscheibe (1) , eine mit dem Gebläse (4) verbundene Riemenscheibe (2) und einen Keilriemen (7) umfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Riemenantrieb (1, 2, 7) mindestens im Umfangsbereich seiner mit dem Gebläse (4) verbundenen Riemenscheibe (2) mit einer Gehäusewandung (9, 10) umfaßt ist und innerhalb eines von der Gehäusewandung (9, 10) begrenzten Innenraumes eine Anordnung (11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 27, 28) zum Auffangen von Abriebpartikeln des Keilriemens (7) angeordnet ist.

2. Lüftungsaggregat nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewandung (9) zusätzlich die Riemenscheibe (1) des Elektromotor (3) umfaßt.

3. Lüftungsaggregat nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewandung (9, 10) die jeweilige Riemenscheibe (1, 2) im wesentlichen konzentrisch umfaßt.

4. Lüftungsaggregat nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewandung (9) beide Riemenscheiben {1, 2) ein gemeinsames Gehäuse bildend umfaßt.

5. Lüftungsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Gehäusewandung (9, 10) die aus mindestens einem Filter (11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19) bestehende Anordnung (11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 22, 27, 28) zum Auffangen der Abriebpartikel des Keilriemens (7) angeordnet ist.

6. Lüftungsaggregat nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19) aus technischem Filtervlies (11) besteht.

7. Lüftungsaggregat nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19) aus einem textlien oder Papier-Taschenfilter (13, 18) besteht.

8. Lüftungsaggregat nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19) als Elektrofilter (14, 15, 16, 17) ausgebildet ist.

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9. Lüftungsaggregat nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem von den Riemenscheiben (1, 2) und dem Keilriemen (7) begrenzten Raum ein Filterkörper (19) angeordnet ist.

10. Lüftungsaggregat nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewandung (9) Teil eines die Riemenscheiben (1, 2) und den Keilriemen (7) einschließenden luftdichten Gehäuses (20) ist und die Anordnung {11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 27, 28) zum Auffangen der Abriebpartikel des Keilriemens (7) aus einer in das Gehäuse (20) vorzugsweise in einem neutralen Bereich der Partikel-Abscheidung 24 mündenden Zuluftleitung (22) und aus mindestens zwei im Bereich der Riemenscheiben (1, 2) herausgeführten Abluftleitungen (27) besteht, wobei die Abluftleitungen (27) an einen Partikel-Filter (28) angeschlossen sind.