DE4130901A1

DE4130901A1 - Geblaese

Info

Publication number: DE4130901A1
Application number: DE4130901A
Authority: DE
Inventors: Malcolm Peter Dunphy; Bent Hill
Original assignee: Dunphy Oil & Gas Burners
Current assignee: DUNPHY COMBUSTION LTD., ROCHDALE, LANCASHIRE, GB
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1992-06-25
Also published as: GB2251035A; EP0492770A1; DE9111573U1; GB9027592D0; KR920012760A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gebläse und insbesondere auf ein Gebläse, das für die Zuführung von Luft zu einer Verbrennungsvorrichtung für fossile Brennstoffe wie öl- und gasbefeuerte Kessel geeignet ist.

Gebläse zur Zuführung von Verbrennungsluft zu gas- und ölbefeuerten Kesseln sind bekannt. Üblicherweise umfassen solche Gebläse ein Gehäuse, das eine Einlaßöffnung zur Atmosphäre und einen Auslaß umfaßt, der mit einem Brenner kopf verbunden ist. Ein Rotor ist innerhalb des Gehäuses zwischen dem Einlaß und dem Auslaß derart angeordnet, daß er um eine vorbestimmte Achse, welche durch den Einlaß und den Auslaß verläuft, drehbar ist. Der Rotor definiert radial relativ zur Achse sich erstreckende Kanäle und wird durch einen Motor angetrieben, derart, daß Luft durch den Einlaß angesaugt und radial nach außen durch die Kanäle ausgeblasen wird, die durch den Rotor definiert sind. Eine durch das Gehäuse bestimmte Kammer erstreckt sich um den Umfang des Rotors und Luft wird von der Kammer durch einen innerhalb des Gehäuses zwischen dem Rotor und dem Auslaß angeordneten Diffusor geleitet. Der Diffusor weist Kanäle auf, die sich radial relativ zur Drehachse von der Kammer in Richtung auf den Auslaß erstrecken. Der Diffusor weist eine Vielzahl gebogener Schaufeln auf, deren radial sich erstreckende Enden um den Diffusor herum an der der Kammer zugeordneten Seite verteilt sind.

Die Luft innerhalb der Kammer wird in Umfangsrichtung als Folge der Rotation des Rotors in Umdrehung versetzt. Dieser sich drehende Luftkörper hat eine Geschwindigkeitskomponen te, die sich senkrecht zu den radial verlaufenden Rändern der Diffusorschaufeln, die der Kammer gegenüberliegen, erstreckt. Auf diese Weise wird die in die Kanäle, die durch den Diffusor bestimmt sind, hineingedrängte Luft gezwungen, die Bewegungsrichtung abrupt zu ändern, wenn sie in axialer Richtung in die Diffusorkanäle geschoben wird. Als Ergebnis hiervon ist das Gebläse relativ geräuschvoll in Betrieb und relativ ineffizient als Folge des Energieverlustes aufgrund der Richtungsänderung der Bewegung der bewegten Luft.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung das oben erwähnte Problem zu vermeiden oder zu verringern.

Gemäß der Erfindung umfaßt das Gebläse ein Gehäuse, das einen Einlaß und eine Auslaß begrenzt, einen Rotor, der innerhalb des Gehäuses zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnet ist, wobei der Rotor um eine vorbestimmte Achse drehbar ist und Kanäle aufweist, die sich radial relativ zur Achse erstrecken, einen Motor für den Drehantrieb des Rotors um die vorbestimmte Achse, eine vom Gehäuse bestimmte Kammer, die sich am Umfang des Rotors um diesen herum erstreckt und einen Diffusor, der innerhalb des Gehäuses zwischen Rotor und Auslaß angeordnet ist, und der Kanäle aufweist, die sich in radialer Richtung relativ zur Achse von der Kammer zum Auslaß erstrecken und ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammer am Umfang des Diffusors derart erstreckt, daß die radial äußeren Enden der durch den Diffusor bestimmten Kanäle sich in radialer Richtung in die Kammer erstrecken.

Vorzugsweise weist der Rotor eine Vielzahl von Rotorschau feln, beispielsweise zwölf, auf, deren radial äußere Ränder sich parallel zu der Rotationsachse erstrecken. Jede Rotorschaufel kann gekrümmt sein und einen Krümmungsradius von zum Beispeil neun cm aufweisen, wobei jeder Schnitt durch die Rotorschaufel parallel zur Rotorachse gerade verläuft. Die Krümmungsrichtung einer jeden Schaufel ist vorzugsweise so, daß ihr radial äußerer Rand relativ zur Bewegungsrichtung des Rotors nach hinten geschwungen ist.

Vorzugsweise weist der Diffusor eine Vielzahl von Diffusor schaufeln auf, deren radial äußere Ränder parallel zur Rotationsachse verlaufen. Die radial äußeren Ränder der Diffusorschaufeln können sich mit gleichem radialen Abstand von der Rotationsachse wie die radial äußeren Ränder der Rotorschaufeln befinden. Jede Diffusorschaufel kann gebogen sein und einen Biegeradius von beispielsweise neun cm aufweisen, wobei jeder Schnitt durch eine Diffusorschaufel parallel zur Rotationsachse gerade verläuft. Die Krümmungs richtung einer jeden Diffusorschaufel kann vorzugsweise so ausgebildet sein, daß ihr radial äußerer Rand relativ zur Bewegungsrichtung des Rotors nach vorne geschwungen ist.

Auf diese Weise muß der innerhalb der Kammer rotierende Luftkörper nicht abrupt seine Richtung ändern, wenn er in die radial äußeren Enden der vom Diffusor bestimmten Kanäle eintritt. Als Ergebnis hiervon wird das abgegebene Geräusch reduziert und der Wirkungsgrad erhöht. Ein Ergebnis des verbesserten Wirkungsgrades besteht darin, daß die durch das Gebläse geförderte Luft nicht so weit erhitzt ist, wie dies bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist und deshalb kann das Gebläse eine größere Luftmenge liefern als dies bei einem Gebläse mit geringerem Wirkungsgrad der Fall ist.

Vorzugsweise ist der Motor symmetrisch, um die Rotations achse innerhalb des Einlasses des Gehäuses angeordnet. Dies ermöglicht dem Luftstrom beim Einströmen in den Einlaß, den Motor zu kühlen und außerdem wird hierdurch eine kompakte Gesamtanordnung geschaffen.

Das Gebläse kann in Verbindung mit einer Vorrichtung, wie zum Beispiel einer mit Gas, Öl oder Mehrstoff betriebenen Einheit verwendet werden, die eine wirkungsvolle Einrichtung zur Lieferung von Verbrennungsluft erfordert.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Rotor für ein Gebläse mit einer Vielzahl von Rotorschaufeln, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die radial inneren Ränder der Rotorschaufeln sich in Richtung auf die Rotationsachse des Rotors verjüngen. Jede Rotorschaufel kann gekrümmt sein und einen Krümmungsgrad von zum Beispiel neun cm aufweisen, wobei jeder Schnitt durch die Rotorschaufel parallel zur Rotorachse verläuft. Die Krümmungsrichtung einer jeden Rotorschaufel ist vorzugsweise so ausgebildet, daß ihr radial äußerer Rand relativ zur Bewegungsrichtung des Rotors nach hinten geschwungen ist. Die Rotorschaufeln können aus Streifen gebildet und zwischen einem Plattenpaar befestigt sein. Vorzugsweise schließt eine vom Krümmungsmittelpunkt zum radial äußeren Rand der Rotorschaufel gezogene Linie einen Winkel von 30° mit einer radial vom Rotationszentrum des Rotors ausgehenden zum radial äußeren Rand verlaufenden Linie ein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Gebläse nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Teilansicht des in Fig. 1 im Schnitt gezeigten Rotors nach der Linie 2-2;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Schaufel des Rotors gemäß Fig. 2; und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1, der die Ausbildung der Schaufeln innerhalb eines Diffusors bei dem Gebläse nach Fig. 1 zeigt.

Bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen umfaßt das Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ein Gehäuse 1, das einen Einlaß 2, in welchen Luft über eine Seitenöffnung 3 eintritt und einen Auslaß 4 aufweist. Ein Motor 5 ist innerhalb des Einlasses 2 angeordnet und treibt einen Rotor an, der eine rückwärtige Platte 6 und einen Radkranz 7 aufweist. Ein durch eine Vielzahl von Diffusorschaufeln 8 definierter Diffusor ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und eine Kammer 9 erstreckt sich am Umfang sowohl des Rotors als auch des Diffusors.

Fig. 2 zeigt den Aufbau des Rotors in vergrößerter Darstellung. Die rückwärtige Platte 6 weist eine zentrale Öffnung 10 auf, durch welche sich eine Welle des Motors 5 erstreckt. Die rückwärtige Platte 6 ist auf der Welle befestigt, so daß sie mit dieser in Umdrehung versetzt werden kann, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht. Der radial innere Rand des Radkranzes 7 ist in Richtung auf den Einlaß 2 kurvenförmig ausgebildet, so daß zusammen mit einem kegelstumpfförmigen Teil 11, das innerhalb des Einlasses 2 befestigt ist, ein Luftströmungskanal gebildet ist. Zwölf Rotorschaufeln 12 sind an der rückwärtigen Platte 6 und dem Radkranz 7 befestigt, so daß zwölf radial sich erstreckende Kanäle gebildet sind. Jede der Rotorschaufeln 12 ist aus einem flachen Metallstreifen mit zinnenförmigen Rändern gebildet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Die Vorsprünge an den zinnenförmigen Rändern sind in nicht dargestellte Öffnungen in der rückwärtigen Platte 6 und dem Radkranz 7 eingesetzt und in dieser Lage durch geeignete Deformation gesichert.

Wie in Fig. 2 gezeigt, dreht sich die Rotoranordnung im Uhrzeigersinn, so daß die äußeren Ränder der Rotorschaufeln relativ zur Drehrichtung des Rotors nach hinten geschwungen sind. Die radial äußeren Ränder der Rotorschaufeln 12 verlaufen parallel zur Rotorachse des Rotors und jeder Schnitt durch eine der Rotorschaufeln in einer Richtung parallel zur Rotorachse verläuft gerade. Hierdurch weisen die einzelnen zwischen jeweils einem Paar benachbarter Rotorschaufeln gebildeten Kanäle im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf. In der dargestellten Anordnung beträgt der Krümmungsradius der Rotorschaufeln ungefähr 9 cm und eine vom Krümmungsmittelpunkt zum radial äußeren Rand der Rotorschaufel gezogene Linie schließt mit einer vom Rotationszentrum des Rotors durch den radial äußeren Rand gezogene Linie einen Winkel von 30° ein.

Fig. 4 zeigt die Anordnung der Diffusorschaufeln innerhalb des Diffusors. Jede Diffusorschaufel 8 ist als ein Gußstück auf dem Gehäuse ausgebildet und es sind beispielsweise zwanzig Diffusorschaufeln vorgesehen, die zwanzig radial sich erstreckende Kanäle bilden. Bevorzugt werden jedoch die Diffusorschaufeln nicht durch spanabhebende Verformung sondern beispielsweise bei der Herstellung angeformt. Jede Diffusorschaufel ist gebogen und hat einen Krümmungsradius von beispielsweise 9 cm und ist so angeordnet, daß jeder Schnitt durch die Diffusorschaufel der parallel zur Rota tionsachse verläuft, im wesentlichen gerade ist. Die radial äußeren Enden der Diffusorschaufeln 8 sind relativ zur Drehrichtung des Rotors nach vorne geschwungen. Hierdurch wird ein in der Kammer 9 befindlicher Luftkörper, der aufgrund der Rotation des Rotors in Drehbewegung versetzt wird, in Richtung des Pfeiles 13 in Fig. 4 wandern.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die Kammer 9 sich am Umfang des Diffusors um diesen herum erstreckt. Bei bekannten Vorrichtungen erstrecken sich die Diffusorschaufeln 8 radial nach außen bis zur Berührung der radialen Innenfläche des Gehäuses und deshalb sind die radial sich erstreckenden Schaufelränder durch die Kammer begrenzt, die den Rotor umgibt. Eine solche Anordnung zwingt die in die Diffusorka näle eintretende Luft zu einer abrupten Richtungsänderung. Im Falle der vorliegenden Erfindung jedoch, ist die Richtungsänderung des Luftstromes relativ sanft, wenn die Luft in die Kanäle eintritt, die zwischen den Diffusorschau feln 8 begrenzt sind, da sich die Kammer 9 über den radial äußeren Rändern der Diffusorschaufeln erstreckt. Auf diese Weise tritt ein geringer Energieverlust ein und der Geräuschpegel und das unerwünschte Aufheizen werden wesent lich reduziert.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist eine Platte 14 an den axialen Rändern der Diffusorschaufeln 8 befestigt, um so die zwischen den Diffusorschaufeln 8 definierten Durchgänge von der rückwärtigen Platte 6 des Rotors zu trennen. Auf diese Weise wird die durch den Rotor radial nach außen geblasene Luft in die Kammer 9 gedrückt und wird dann in radialer Richtung nach innen durch die zwischen den Diffusorschaufeln 8 begrenzten Kanäle in den Auslaß 4 gerichtet.

Claims

1. Gebläse umfassend ein Gehäuse, das einen Einlaß und einen Auslaß begrenzt, einen Rotor, der innerhalb des Gehäuses zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnet ist, wobei der Rotor um eine vorbestimmte Achse drehbar ist und Kanäle aufweist, die sich radial relativ zur Achse er strecken, einen Motor für den Drehantrieb des Rotors um die vorbestimmte Achse, eine vom Gehäuse bestimmte Kammer, die sich am Umfang des Rotors um diesen herum erstreckt und einen Diffusor, der innerhalb des Gehäuses zwischen Rotor und Auslaß angeordnet ist und der Kanäle aufweist, die sich in radialer Richtung relativ zur Achse von der Kammer zum Auslaß erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammer (9) am Umfang des Diffusors derart erstreckt, daß die radial äußeren Enden der durch den Diffusor bestimmten Kanäle sich in radialer Richtung in die Kammer (9) erstrecken.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6, 7) eine Vielzahl von Schaufeln (12) aufweist, deren radial äußeren Ränder sich parallel zu der Rotations achse erstrecken.

3. Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß jede Rotorschaufel (12) so gebogen ist, daß jeder Schnitt durch die Rotorschaufel parallel zur Rotationsachse gerade verläuft.

4. Gebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsrichtung einer jeden Rotorschaufel (12) so ist, daß ihr radial äußerer Rand relativ zur Bewegungsrichtung des Rotors nach hinten geschwungen ist.

5. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor eine Vielzahl von Diffusorschaufeln (8) aufweist, deren radial äußere Ränder parallel zur Rotationsachse verlaufen.

6. Gebläse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die radial äußeren Ränder der Diffusorschaufeln (8) mit gleichem radialen Abstand von der Rotationsachse wie die radial äußeren Ränder der Rotorschaufeln (12) befinden.

7. Gebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Diffusorschaufel (8) so gebogen ist, daß jeder Schnitt durch eine Diffusorschaufel parallel zur Rotationsachse gerade verläuft.

8. Gebläse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsrichtung einer Diffusorschaufel (8) so ist, daß ihr radial äußerer Rand relativ zur Bewegungsrichtung des Rotors nach vorne geschwungen ist.

9. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (5) symmetrisch um die Rotationsachse innerhalb des Einlasses (2) des Gehäuses (1) angeordnet ist.

10. Rotor für ein Gebläse mit einer Vielzahl von Rotorschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die radial inneren Ränder der Rotorschaufeln (12) sich in Richtung auf die Rotationsachse des Rotors verjüngen.

11. Rotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rotorschaufel (12) so gekrümmt ist, daß jeder Schnitt durch die Rotorschaufel parallel zur Rotationsachse gerade verläuft.

12. Rotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsrichtung einer jeden Rotorschaufel (12) so ist, daß ihr radial äußerer Rand relativ zur Bewegungsrichtung des Rotors nach hinten geschwungen ist.

13. Rotor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorschaufeln (12) aus Streifen gebildet und zwischen einem Plattenpaar (6, 7) befestigt sind.

14. Rotor nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Krümmungsmittelpunkt zum radial äußeren Rand der Rotorschaufel (12) gezogene Linie einen Winkel von 30° mit einer radial vom Rotationszentrum des Rotors zum radial äußeren Rand der Rotorschaufel verlaufen den Linie einschließt.