DE3905091A1 - Geblaese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebläse mit einem mit Schau­ feln versehenen Rotor, der in einem Gehäuse aufgenommen ist, das eine zum Rotor koaxiale Ansaugöffnung und einen den Rotor umfassenden, spiralförmig sich erweiternden Strömungskanal aufweist, der tangential auslaufend an einer Ausblasöffnung endet und mit einer Einrichtung zur Drosselung des aus der Ausblasöffnung austretenden Volu­ menstroms.

Bei den gebräuchlichen Anordnungen dieser Art besteht die Drosseleinrichtung aus einer im Bereich der Ausblas­ öffnung angeordneten Jalousie. Durch Anordnungen dieser Art wird der Wirkungsgrad der Gesamtanordnung äußerst ungünstig beeinflußt, so daß sich auf die Dauer ver­ gleichsweise hohe Energiekosten ergeben. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnungen ist darin zu sehen, daß die bis zum engsten Bereich des Strömungskanals reichende Ausblasöffnung eine vergleichsweise große Flä­ che besitzt, so daß eine dementsprechend große Jalousie Verwendung finden muß, was einen hohen Bereitstellungs­ aufwand verursachen kann.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, zur Bildung der Drosseleinrichtung eine einzige, im Gehäuse angeordnete Klappe zu verwenden, mittels welcher der Strömungskanal im Bereich innerhalb der Ausblasöffnung absperrbar sein soll. Hierbei wird eine vergleichsweise große, über den ganzen, auslaufseitigen Querschnitt des Strömungskanals reichende Klappe benötigt, die bereits bei einer kleinen Änderung ihrer Winkelstellung eine starke Änderung des Volumenstroms verursacht. Es ergeben sich daher sehr kleine Stellwege, um den Volumenstrom innerhalb eines üblichen Regelbereichs zu verändern, was sich ungünstig auf die Genauigkeit und regelungstechnische Beherrschbar­ keit auswirkt. Ein ganz besonderer Vorteil der genannten Anordnung ist aber darin zu sehen, daß sich in den Zwischenstellungen der Klappe eine sehr starke Luftab­ lenkung gegenüber der normalen, tangentialen Ausblas­ richtung ergibt. Es ist daher zu befürchten, daß sich Schwierigkeiten im Bereich nachgeordneter Komponenten er­ geben können. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß sich in den Zwischenstellungen der Klappe die auf diese wirkenden Kräfte nicht aufheben, da sich im radial äußeren Bereich des Strömungskanals ein höherer Staudruck ergibt als im radial inneren Bereich. Es ist daher zu befürchten, daß sich die Klappe selbsttätig verstellt, wenn nicht enorm hohe Stell- und Haltekräfte aufgebracht werden, was den erforderlichen Bereit­ stellungsaufwand erhöht. Hinzu kommt, daß die hier vor­ gesehene, große Klappe eine komplizierte Formgebung er­ fordert.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung, mit einfachen und kostengünstigen Mitteln ein Gebläse eingangs erwähnter Art zu schaffen, das nicht nur ein günstiges Regelverhalten aufweist, sondern auch einen guten Gesamtwirkungsgrad sowie ein günstiges Betriebsverhalten gewährleistet.

Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise da­ durch gelöst, daß die Einrichtung zur Veränderung des aus der Ausblasöffnung austretenden Volumenstroms aus mehreren, im Bereich des Übergangs vom gebogenen zum tangentialen Verlauf des Strömungskanals in diesem an­ geordneten, nebeneinander plazierten Klappen besteht.

Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise eine feingliedrige Drosseleinrichtung innerhalb des den Rotor umfassenden Gehäuses, wobei aufgrund der Feingliedrig­ keit eine hohe Genauigkeit und ein günstiges Regelver­ halten gewährleistet werden. In diesem Zusammenhang ist davon auszugehen, daß sich infolge der vergleichsweise geringen Fläche der einzelnen Klappen auch zur Bewerk­ stelligung einer vergleichsweise geringen Veränderung des Volumenstroms ein vergleichsweise großer Stellweg der Klappen ergibt, was die erzielbare Genauigkeit be­ günstigt, da infolge der vergleichsweise großen Stell­ wege eventuell vorhandene Fertigungstoleranzen etc. nicht nennenswert ins Gewicht fallen. Hinzu kommt, daß die erfindungsgemäßen Klappen im geöffneten Zustand praktisch verlustfrei sind und daß diese Klappen so angeordnet werden können, daß auch im Falle einer Drosse­ lung des Volumenstroms keine Ablenkung der Strahlrich­ tung erfolgt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß die erforderlichen Stell- und Haltekräfte vergleichsweise gering sein kön­ nen.

In vorteilhafter Weiterbildung der übergeordneten Maß­ nahmen können die einander benachbarten Klappen gegen­ läufig verdrehbar angeordnet sein. Diese Maßnahmen stel­ len sicher, daß keine Richtungsänderung des die Ausblas­ öffnung verlassenden Luftstroms erfolgt.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß der lichte Querschnitt des Strömungskanals mittels der Klappen nur teilweise absperrbar ist. Diese Maßnahme kommt dem Bedürfnis entgegen, daß mit Hilfe der er­ findungsgemäßen Klappen lediglich eine Nachregulierung des Volumenstroms möglich sein soll, wobei eine volle Absperrung des Volumenstroms normalerweise nicht erfor­ derlich und aus Gründen der Erhaltung eines günstigen Gesamtwirkungsgrads auch garnicht erwünscht ist.

Zweckmäßig kann dabei die Schließbewegung der Klappen vor Erreichen ihrer Totalverschlußstellung mittels eines Anschlags begrenzbar sein. Hierdurch ist sichergestellt, daß eine Drosselung des Volumenstroms nur bis zu einer vorgegebenen Grenze erfolgen kann und eine Überschreitung dieser Grenze zuverlässig unterbleibt, was die Erzielung eines hohen Gesamtwirkungsgrads ermöglicht. Zweckmäßig kann dabei der Anschlag verstellbar angeordnet sein, was eine hohe Variabilität ergibt.

In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen können die Klappen vorzugsweise im radial äußeren Be­ reich des Strömungskanals vorgesehen sein, da hier der Volumenstrom stärker als im radial inneren Bereich des Strömungskanals ist.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß die Klappen mittig gelagert sind. Hierdurch ist sichergestellt, daß sich die auf die Klappen wirkenden Momente praktisch aufheben, so daß geringe Stell- und Haltekräfte genügen.

Eine weitere, ganz besonders vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß der Rotor entgegen der Drehrichtung nach rückwärts gebogene Schaufeln aufweist. Ein derarti­ ger Rotor führt zu einer vergleichsweise steilen und dementsprechend stabilen Gebläsekennlinien, das heißt einer vergleichsweise großen Druckdifferenz ist eine vergleichsweise kleine Volumenstromänderung zugeordnet und umgekehrt. Zusammen mit der durch die erfindungsge­ mäßen Klappen sich ergebenden Feingliedrigkeit der Drosseleinrichtung, bei der auch innerhalb eines kleinen Drosselbereichs bereits vergleichsweise große Stellwege vorliegen, ergibt sich somit insgesamt ein besonders günstiges Regelverhalten und dementsprechend eine leich­ te Beherrschbarkeit.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen und zweckmäßige Ausge­ staltungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsge­ mäßen Radialgebläses und

Fig. 2 ein Beispiel für eine den Klappen zu­ geordnete Antriebseinrichtung.

Das der Fig. 1 zugrundeliegende Radialgebläse umfaßt ein stationäres Gehäuse 1 und einen in diesem aufgenomme­ nen, antreibbaren Rotor 2. Dieser ist im dargestellten Ausführungsbeispiel entgegen dem Uhrzeigersinn antreib­ bar. Der Rotor 2 besitzt eine drehbar gelagerte, mit einer Antriebseinrichtung gekuppelte Welle 3, die einen Schaufelkranz trägt, dessen Schaufeln 4 in Drehrichtung zurück, also hier im Uhrzeigersinn, gebogen sind.

Das den Rotor 2 aufnehmende Gehäuse 1 ist mit seitlichen, zur Rotorachse koaxialen Ansaugöffnungen 5 und einer umfangsseitigen Ausblasöffnung 6 versehen. Das Gehäuse 1 besitzt einen etwa kreisförmigen Querschnitt, dessen Achse gegenüber der Rotorachse versetzt ist. Der Rotor 2 ist dementsprechend so im Gehäuse 1 angeordnet, daß sich ein den Rotor 1 umfassender, spiralförmig sich erweitern­ der Strömungskanal 7 ergibt. Dieser läuft nach einem Um­ lauf von etwa 270° tangential in einen Auslaufstutzen 8 aus, der bis zum engsten Bereich des Strömungskanals 7 reicht und an der Ausblasöffnung 6 endet.

Um z.B. den im Laufe längerer Betriebszeiten zunehmenden Widerstand eines dem vorliegenden Gebläse vor- oder nach­ geordneten Filters ausgleichen zu können, das heißt um eine Nachregulierung des Volumenstroms vornehmen zu kön­ nen, ist innerhalb des Strömungskanals 7 an dessen Über­ gang vom bogenförmigen zum tangentialen Verlauf eine mehrgliedrige Drosseleinrichtung vorgesehen, mit Hilfe derer der Strömungskanal 7 an seinem Übergang vom bogen­ förmigen zum tangentialen Verlauf zumindest teilweise absperrbar ist. Diese mehrgliedrige Drosseleinrichtung besteht aus mehreren, parallelen Klappen 9, die von ei­ ner strömungsparallelen, das heißt parallel zur tangen­ tialen Ausströmrichtung verlaufenden Öffnungsstellung in eine hiergegen geneigte Sperrstellung verschwenkbar sind und umgekehrt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei übereinander angeordnete Klappen 9 mit rotorachs­ parallelen Schwenkachsen 10 vorgesehen, die sich in ei­ ner zum tangentialen Auslauf des Strömungskanals 7 lot­ rechten Radialebene befinden.

Die Klappen 9 sind mittig gelagert, so daß sich in der gegenüber der Strömungsrichtung geneigten Sperrstellung gegenläufige, einander kompensierende Momente ergeben. Im Bereich der in der Öffnungsstellung angeströmten, vorderen Kante sind die Klappen 9 verjüngt, was eine praktisch verlustfreie Umströmung ermöglicht.

Die Verstellung der Klappen 9 erfolgt gegenläufig, wo­ durch sichergestellt ist, daß der Volumenstrom in ge­ drosseltem Zustand dieselbe Ausblasrichtung besitzt wie im ungedrosselten Zustand. Zur gegenläufigen Verstellung der Klappen 9 ist eine Schwenkeinrichtung vorgesehen, die, wie Fig. 2 zeigt, aus auf die Achsen 10 der Klap­ pen 9 aufgekeilten, miteinander kämmenden Stirnrädern 11 bestehen kann, von denen eines über ein Vorgelege 12 mit einem Antriebsmotor 13 verbunden sein kann. Im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel soll die maximale Drossel­ stellung der Klappen 9 durch einen Endanschlag definiert sein. Hierzu kann im Bereich des Vorgeleges 12 eine Nocke 14 vorgesehen sein, die an einen gehäusefest ange­ ordneten Anschlag 15 anläuft. Dieser ist im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel einstellbar, wie durch eine Stift- Schlitzverbindung angedeutet ist. Ebenso wie die maximale Drosselstellung könnte auch die Öffnungsstellung durch einen Endanschlag definiert sein.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei etwa gleichmäßig über die lichte Höhe des Strömungskanals im Bereich seines Übergangs vom bogenförmigen zum tangen­ tialen Verlauf verteilte Klappen 9 vorgesehen. Es wäre aber auch ohne weiteres denkbar, die vorgesehenen Klap­ pen nicht gleichmäßig über die lichte Strömungskanal­ höhe zu verteilen, sondern in einem ausgesuchten Quer­ schnittsbereich zu konzentrieren. Hierfür könnte sich der radial äußere Querschnittsbereich des Strömungs­ kanals 7 anbieten, da die Strömung radial außen stärker als radial innen ist. Anstelle rotorachsparalleler Klap­ pen könnten selbstverständlich auch hierzu lotrechte, also etwa stehende Klappen vorgesehen sein.

Die Schaufeln 4 des Rotors 2 sind, wie oben schon er­ wähnt, in Drehrichtung zurückgebogen, was zusammen mit der in jedem Falle vorgesehenen Mehrgliedrigkeit der Drosseleinrichtung ein gutes Regelverhalten ergibt.

Claims (10)

1. Gebläse mit einem mit Schaufeln (4) versehenen Rotor (2), der in einem Gehäuse (1) aufgenommen ist, das wenigstens eine zum Rotor (2) koaxiale Ansaugöffnung (5) und einen den Rotor (2) umfassenden, spiralförmig sich erweiternden Strömungskanal (7) aufweist, der tangential auslaufend an einer Ausblasöffnung (6) endet, und mit einer Einrichtung zur Drosselung des aus der Ausblasöffnung (6) austretenden Volumenstroms, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Dros­ selung des aus der Ausblasöffnung (6) austretenden Volumenstroms aus mehreren, im Bereich des Übergangs vom gebogenen zum tangentialen Verlauf des Strömungs­ kanals (7) in diesem angeordneten, nebeneinander plazierten Klappen (9) besteht.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander benachbarten Klappen (9) gegenläufig ver­ drehbar sind.

3. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Querschnitt des Strömungskanals (7) mittels der Klappen (9) nur teilweise absperrbar ist.

4. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließbewegung der Klappen (9) vor erreichen ihrer vorzugsweise zur Strömungsrichtung lotrechten Totalverschlußstellung mittels eines Endanschlags (15) begrenzbar ist.

5. Gebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Endanschlag (15) verstellbar ist.

6. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der radial äußere Bereich des Strömungskanals (7) mit Klappen (9) bestückt ist.

7. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (9) parallel zur Achse des Rotors (2) angeordnet sind.

8. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (9) mittig gelagert sind.

9. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (10) der Klappen (9) in einer lotrecht zum tangentialen Auslauf des Strömungskanals (7) verlaufenden Radial­ ebene liegen.

10. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) entgegen seiner Drehrichtung nach rückwärts gebogene Schaufeln (4) aufweist.