DE4128026A1 - Dosiereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Dosierung des Volumenstromes eines gasförmigen Mediums, insbesondere zur Mengendosierung des einem Öl- oder Gasgebläsebrenner zuzuführenden Luftstromes, mit einem in einem Gehäuse angeordneten antreibbaren Ventilator, dem mindestens ein Dosierglied vorgeschaltet ist.

Zur Luftmengendosierung ist es bei Gebläsen für Öl- und Gasbrenner bekannt, in einem Strömungskanal vor und hinter dem Gebläse eine oder mehrere Drosselklappen ein­ zubauen, mittels denen der durchströmbare Querschnitt in Abhängigkeit von der Brennerleistung verändert werden kann. Zwar werden eine große Anzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen derartiger Drosselklappen eingesetzt, eine einfache und zufriedenstellende Luftmengendosierung ist mit diesen aber nicht zu erzielen.

Bei der Öffnung einer drehbar um eine Achse gelagerten Drosselklappe entstehen nämlich in der Regel Mengen­ strömungen, die nicht proportional sind zu deren Ver­ stellweg. Beispielsweise werden bei einer Öffnung um 20% des Verstellbereiches bereits mehr als 50% der Durch­ trittsmenge freigegeben, im letzten Viertel des Ver­ stellbereiches ist dagegen praktisch keine Mengenänderung mehr feststellbar. Geringe u. U. durch Maßtoleranzen in den Übertragungsgliedern bedingte Wegänderungen können demnach insbesondere bei geringen Querschnitts­ öffnungen große Ungenauigkeiten hinsichtlich der zu zu­ führenden Menge der Verbrennungsluft hervorrufen, so daß eine optimale Verbrennung bei Verwendung von Drossel­ klappen oftmals nicht gegeben ist.

Des weiteren ist von Nachteil, daß die Strömungswider­ stände der Drosselklappen sehr hoch sind. Durch diese werden somit nicht nur störende Geräusche verursacht, sondern es wird dem strömenden Medium auch in einem erheblichen Maße Energie entzogen, der Leistungsbedarf zur Zuführung der Verbrennungsluft ist daher verhältnis­ mäßig groß und wird auch bei geöffneten Drosselklappen nicht wesentlich reduziert. Trotz des nicht unerheblichen Bauaufwandes ist eine den Anforderungen gerecht werdende Funktion demnach nicht gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dosiereinrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mittels der es auf äußerst einfache Weise möglich ist, den Volumen­ strom eines gasförmigen Mediums in Abhängigkeit von dem Verstellweg der Drosselklappe über den gesamten Einsatz­ bereich konstant zu verändern und die Strömungswider­ stände und damit den Leistungsbedarf sowie die Strömungs­ geräusche niedrig zu halten. Der dazu erforderliche Bauaufwand soll gering sein, dennoch soll bei problem­ loser Handhabung eine stets zufriedenstellende Funktion gewährleistet und ein großer Einstellbereich gegeben sein. Ferner sollen die Antriebsleistung des Ventilators insbesondere bei einer Drosselung und die auftretenden Geräusche in einem erheblichen Maße reduziert werden, auch sollen eine gute Dämpfung der Geräusche möglich und ein großer Einsatzbereich sowie eine einfache An­ passung an unterschiedliche Drehzahlen möglich sein.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Einrichtung zur Dosierung des Volumenstromes eines gasförmigen Mediums der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Dosierglied als eine mit einem Stellmotor ver­ sehene drehbar in einem mit einem Ansaugkanal ausgestatte­ ten Gehäuse gelagerte Dosiertrommel ausgebildet ist, die eine sich in Umfangsrichtung erstreckende und durch eine oder mehrere Steuerkurven begrenzte Steueröffnung aufweist.

Zweckmäßig ist es hierbei, den Ansaugkanal achssenkrecht zur Rotationsachse der Dosiertrommel an deren Gehäuse anzuschließen und dieses derart auszugestalten, daß die Dosiertrommel in Umfangsrichtung etwa halbseitig von diesem umgeben wird.

Vorteilhaft ist es ferner, der Steueröffnung der Dosier­ trommel eine oder zwei vorzugsweise achssenkrecht zu dem in das Gehäuse mündenden Ansaugkanal angebrachte Steuerkanten anzuordnen, so daß bei durch die Dosier­ trommel verschlossenem Zuführungskanal seitlich an dieser kein Medium vorbeiströmen kann.

Angebracht ist es, wenn sich die Steueröffnung über einen Umfangsbereich der Dosiertrommel von 0° bis maximal 180° erstreckt, wobei die diese begrenzenden Steuerkurven derart ausgebildet sein sollten, daß bei einer Verstellung der Dosiertrommel eine lineare Veränderung des diese durchströmenden Volumenstromes gegeben ist.

Um Strömungsverluste zu vermeiden, sollte des weiteren die Dosiertrommel koaxial zu dem Ventilator angeordnet sein.

Nach einer Weiterbildung kann, um bei Drosselung des geförderten Volumenstromes gleichzeitig den Gebläse­ förderdruck verändern zu können, die Dosiertrommel dreh­ fest mit einem dem Ventilator zugeordneten Ansaugluft- Führungsglied verbunden werden. Dies ist in einfacher Weise derart zu bewerkstelligen, in dem die Dosiertrommel auf der dem Ventilator zugeordneten Seite mit einem angeformten Flansch versehen und das Ansaugluft-Führungs­ glied mittels Schrauben oder dgl. ausrichtbar an dem Flansch befestigt werden.

Die der Dosiertrommel zugeordneten Steuerkanten können durch die Wandung des diese etwa halbseitig umgebenden Gehäuses gebildet werden, es ist aber auch möglich, das die Dosiertrommel etwa halbseitig umgebende Gehäuse mit Abstand zu dieser anzuordnen und die Steuerkanten jeweils durch eine an der Innenwandung des Gehäuses und/oder des Ansaugkanals angebrachte an der Außenwandung der Dosiertrommel anliegende Bürste, durch eine angefe­ derte Platte oder in ähnlicher Weise auszubilden, wobei die Steuerkanten diametral einander gegenüberliegend an der Anschlußstelle des Ansaugkanals an das Gehäuse der Dosiertrommel angeordnet sein sollten.

Zur Dämpfung der bei einer Mediumförderung und dessen Drosselung auftretenden Geräusche können der freie Raum zwischen der Wandung des Gehäuses und der Dosiertrommel und/oder der Ansaugkanal ganz oder teilweise mit einer Auskleidung aus einem schalldämmenden Werkstoff ver­ sehen werden.

Wird eine Einrichtung zur Dosierung des Volumenstromes eines gasförmigen Mediums gemäß der Erfindung ausgebildet, in dem das Dosierglied als eine in einem Gehäuse gesteuert verdrehbar gelagerte mit einer Steueröffnung versehenen Dosiertrommel ausgebildet wird, so ist es möglich, den durchströmbaren Querschnitt der in die Dosiertrommel eingearbeiteten Steueröffnung mit Hilfe der diese be­ grenzenden Steuerkurven jeweils derart zu gestalten, daß in Abhängigkeit von dem Verstellweg der Dosiertrommel eine proportionale Mengenänderung des diese durchströmen­ den Mediums gegeben ist. Die Menge des durch die Dosier­ trommel strömenden Mediums kann demnach sehr exakt einge­ stellt werden, bei Verwendung der vorschlagsgemäß ausge­ bildeten Dosiereinrichtung zur Luftmengeneinstellung eines Öl- oder Gasgebläsebrenners ist somit stets eine optimale Verbrennung gegeben. Die beim Durchströmen der Dosier­ trommel und des Ansaugluft-Führungsgliedes, und zwar auch bei einer Drosselung, zu überwindenden Strömungswider­ stände sind gering, es kann demnach nicht nur der dazu erforderliche Energieaufwand klein gehalten werden, sondern es wird auch der Geräuschbildung entgegengewirkt.

Der Verlauf der Steuerkurven kann ohne Schwierigkeiten entsprechend dem eingesetzten Ventilator und den sonstigen Gegebenheiten empirisch durch Messung des jeweiligen Volumenstromes ermittelt werden, auch können durch Aus­ kleiden des Gehäuses und/oder des Ansaugkanals die Strömungsgeräusche gedämpft werden. Und da das dem Venti­ lator gegebenenfalls zugeordnete Ansaugluft-Führungsglied zwangläufig mit der Dosiertrommel verstellt werden kann, kann der Gebläseförderdruck bei gleichzeitiger Drosselung des Volumenstromes gleiten. Die jeweils abzustauenden Drücke werden dadurch abgesenkt, so daß auch große Ein­ stellbereiche von beispielsweise 1 : 15 möglich und demnach ein großer Einsatzbereich der erfindungsgemäß ausgebildeten Dosiereinrichtung gegeben sind. Durch diese wird somit das Betriebsverhalten eines Ventilators und gegebenenfalls auch eines mit dem von diesem geförderten Medium versorgten Aggregates verbessert.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung zur Dosierung des Volumenstromes eines gasförmigen Mediums dargestellt, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Ventilator mit vorgeschalteter Dosiereinrichtung in einem Längsschnitt,

Fig. 2 die Dosiereinrichtung nach Fig. 1 in einem achssenkrechten Schnitt,

Fig. 3 eine andersartige Ausgestaltung einer Dosiereinrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 die Dosiereinrichtung nach Fig. 3 in einem achssenkrechten Schnitt,

Fig. 5 die Dosiertrommel der Dosiereinrichtung nach Fig. 3 mit eingearbeiteter Steuer­ öffnung in einer Abwicklung und

Fig. 6 und 7 unterschiedliche Ausgestaltungen der bei der Dosiereinrichtung nach Fig. 3 vor­ gesehenen Steuerkanten.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte und mit 11 be­ zeichnete Dosiereinrichtung dient zur Dosierung des Volumenstromes eines gasförmigen Mediums, insbesondere zur Mengendosierung des einem Öl- oder Gasgebläsebrenners zuzuführenden Luftstromes, und besteht aus einem in einem Gehäuse 12 angeordneten Ventilator 13, der auf der Welle 15 eines Antriebsmotors 14 angeordnet und somit antreib­ bar ist, sowie einer diesem vorgeschalteten Dosiertrommel 21. Die Dosiertrommel 21 ist ebenfalls in einem Gehäuse 22, das diese halbseitig umgibt und mit einem Ansaug­ kanal 28 versehen ist, angeordnet und einseitig drehfest auf der Welle 24 eines Stellmotors 23 gelagert.

Um die Menge des von dem Ventilator 13 angesaugten Vo­ lumenstromes exakt einstellen zu können, ist in die Dosiertrommel 21 eine sich in Umfangsrichtung über etwa 180° erstreckende Steueröffnung 25 eingearbeitet, die auf einer Seite durch eine Steuerkurve 26 begrenzt ist. Der Verlauf der Steuerkurve 26 kann empirisch ermittelt werden, in dem in unterschiedlichen Winkelstellungen der Dosiertrommel 21 der von dem Ventilator 13 geförderte Volumenstrom gemessen wird. Auf diese Weise ist es im Betrieb möglich, eine Mengenänderung proportional zu dem Verstellweg der Dosiertrommel 21 vorzunehmen.

Damit bei durch die Dosiertrommel 21 verschlossenem Ansaugkanal 28, der senkrecht zur Längsachse der Dosier­ trommel 21 in das diese halbseitig umgebende Gehäuse 22 mündet, kein Medium gegebenenfalls durch Spalte ange­ saugt werden kann, liegt das Gehäuse 22 dicht an der Außenmantelfläche der Dosiertrommel 21 an, so daß im Übergangsbereich zwischen dem Ansaugkanal 28 und dem Gehäuse 22 eine Steuerkante 27 gebildet ist. In Abhängig­ keit von der Stellung der Steueröffnung 25 zu der Steuer­ kante 27 ist somit die durchströmbare Querschnittsfläche der Steueröffnung 25 bestimmt.

Dem Ventilator 12 ist des weiteren ein Ansaugluft-Führungs­ glied 16 zugeordnet. Um die Anströmung des Ventilators 12 in Abhängigkeit von der Stellung der Dosiertrommel 21, die koaxial zu dem Ventilator 12 angeordnet ist, und somit dessen Förderdruck einstellen zu können, ist das Ansaug­ luft-Führungsglied 16 fest mit der Dosiertrommel 21 verbunden. Dazu ist an dieser ein Flansch 29 angeformt und auch das Ansaugluft-Führungsglied 16 weist einen Flansch 18 auf. Mittels die Flansche 29 und 18 durchgreifender Schrauben 19 ist somit das Ansaugluft-Führungsglied 16 fest mit der Dosiertrommel 21 verbunden. Bei der Montage der Dosiereinrichtung 11 kann jedoch das Ansaugluft- Führungsglied 16 ausgerichtet und an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden, eine optimale Regelung des aus einem Auslaßkanal 17 des Gehäuses 12 ausströmenden von dem Ventilator 11 geförderten Volumenstromes ist demnach bei guter Anpassung und geringem Leistungsaufwand gewährleistet.

Bei der Dosiereinrichtung 31 nach den Fig. 3 und 4 ist einem in einem Gehäuse 32 eingesetzten und durch einen Motor 34 antreibbaren Ventilator 33, der dazu dreh­ fest auf der Motorabtriebswelle 35 angeordnet ist, wie­ derum eine durch einen Stellmotor 43 antreibbare Dosier­ trommel 41, die auf dessen Abtriebswelle 44 einseitig abgestützt ist, vorgeschaltet. Ein die Dosiertrommel 41, die mit einer Steueröffnung 45 versehen ist, auf­ nehmendes Gehäuse 42, an das achssenkrecht zu der Rota­ tionsachse der Dosiertrommel 41 ein Ansaugkanal 48 ange­ schlossen ist, ist bei dieser Ausgestaltung mit Abstand zu der Außenmantelfläche der Dosiertrommel 41 angeordnet, so daß ein freier Raum geschaffen ist.

Zur Abdichtung des freien Raumes sind an dem Gehäuse 42 zwei Steuerkanten 47 bzw. 47′ vorgesehen, die diametral einander gegenüberliegend und gemäß Fig. 6 als in Haltern 51 eingesetzte Bürsten 52 oder nach Fig. 7 als in Haltern 53 verschiebbar geführte Platten 54, auf die Druckfedern 55 einwirken, ausgebildet sein können. Auf diese Weise werden zuverlässig Spaltverluste vermieden und eine exakte Steuerung des von dem Ventilator 33 jeweils geförderten Volumenstromes ist gewährleistet.

Durch den freien Raum zwischen der Dosiertrommel 41 und dem Gehäuse 42 ist aber auch die Möglichkeit gegeben, das Gehäuse 42 und/oder den Ansaugkanal 48 ganz oder teilweise mit einer Auskleidung 50 bzw. 50′ aus einem schalldämmen­ den Werkstoff zu versehen. Die beim Durchströmen eines Mediums durch die Dosiereinrichtung 41 auftretenden unver­ meidbaren Geräusche können somit von den Auskleidungen 50, 50′ absorbiert werden, die Geräuschbelästigung wird demnach gering gehalten.

Die die Steueröffnung 45 begrenzende Steuerkurve 46 kann, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, entsprechend dem geförderten Medium und anderen Gegebenheiten gewählt werden. Es ist somit möglich, daß, wie dies durch die strichpunktierten und strichlinierten mit 46′ bzw. 46′′ bezeichneten Darstellungen wiedergegeben ist, diese unterschiedlich verlaufen. Auch ist es möglich, die Steueröffnung 45 auf der der Steuerkurve 46 gegenüber­ liegenden Seite nicht geradlinig, sondern ebenfalls durch eine Steuerkurve zu begrenzen.

Des weiteren ist dem Ventilator 33 ein Ansaugluft-Führungs­ glied 36 zugeordnet, das mittels eines Flansches 38 an einem an der Dosiertrommel 41, die koaxial zu dem Venti­ lator 33 angeordnet ist, angeformten Flansches 49 aus­ richtbar mittels Schrauben 39 befestigt ist. Durch eine entsprechende Grundeinstellung des Ansaugluft-Führungs­ gliedes 36 ist demnach eine gute Anpassung der gewünschten Druckmengenkennlinie an unterschiedliche, z. B. durch Netzspannungen bedingte Drehzahlen, ohne großen Aufwand vorzunehmen, so daß aus einem in dem Gehäuse 32 vorge­ sehenen Auslaßkanal 37 ein in optimaler Weise einge­ stellter Volumenstrom eines von dem Ventilator 33 geför­ derten Mediums abströmt.

Claims (14)

1. Einrichtung zur Dosierung des Volumenstromes eines gasförmigen Mediums, insbesondere zur Mengendo­ sierung des einem Öl- oder Gasgebläsebrenner zuzu­ führenden Luftstromes, mit einem in einem Gehäuse angeordneten antreibbaren Ventilator, dem mindestens ein Dosierglied vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierglied als eine mit einem Stellmotor (23; 43) versehene drehbar in einem mit einem Ansaugkanal (28; 48) ausgestatteten Gehäuse (22; 42) gelagerte Dosiertrommel (21; 41) ausgebildet ist, die eine sich in Umfangsrichtung erstreckende und durch eine oder mehrere Steuerkurven (26; 46) begrenzte Steueröffnung (25; 45) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugkanal (28; 48) achssenkrecht zur Rotationsachse der Dosiertrommel (21; 41) an deren Gehäuse (22; 42) angeschlossen ist und daß dieses die Dosiertrommel (21; 41) in Umfangsrichtung etwa halbseitig umgibt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steueröffnung (25; 45) der Dosiertrommel (21; 41) eine oder zwei vorzugsweise achssenkrecht zu dem in das Gehäuse (22; 42) mündenden Ansaugkanal (28; 48) angebrachte Steuerkanten (27; 47, 47′) zugeordnet sind.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnung (26; 46) sich über einen Um­ fangsbereich der Dosiertrommel (21; 41) von 0° bis nahezu 180° erstreckt.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steueröffnung (25; 45) begrenzenden Steuer­ kurven (26; 46, 46′, 46′′) derart ausgebildet sind, daß bei einer Verstellung der Dosiertrommel (21; 41) eine proportionale Veränderung des diese durchströmen­ den Volumenstromes zu deren Verstellweg gegeben ist.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiertrommel (21; 41) koaxial zu dem Venti­ lator (13; 33) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiertrommel (21; 41) drehfest mit einem dem Ventilator (13; 33) zugeordneten Ansaugluft-Führungs­ glied (16; 36) verbunden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiertrommel (21; 41) auf der dem Ventilator (13; 33) zugeordneten Seite mit einem angeformten Flansch (29; 49) versehen ist, und daß das Ansaugluft- Führungsglied (16; 36) mittels Schrauben (19; 39) oder dgl. ausrichtbar an dem Flansch (29; 49) befestigt ist.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Dosiertrommel (21) zugeordnete Steuerkanten (27) durch die Wandung des diese etwa halbseitig umgebenden Gehäuses (22) gebildet sind.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dosiertrommel (41) etwa halbseitig um­ gebende Gehäuse (42) mit Abstand zu dieser angeordnet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanten (47, 47′) jeweils durch eine an der Innenwandung des Gehäuses (42) und/oder des Ansaugkanals (48) angebrachte an der Außenwandung der Dosiertrommel (41) anliegende Bürste (52), durch eine angefederte Platte (54) oder in ähnlicher Weise ausgebildet sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanten (47, 47′) diametral einander gegenüberliegend an der Anschlußstelle des Ansaugkanals (48) an das Gehäuse (42) der Dosiertrommel (41) ange­ ordnet sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Raum zwischen der Wandung des Gehäuses (42) und der Dosiertrommel (41) ganz oder teilweise mit einer Verkleidung (50) aus einem schalldämmenden Werkstoff versehen ist.

14. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugkanal (48) ganz oder teilweise mit einer Verkleidung (50′) aus einem schalldämmenden Werkstoff versehen ist.