DE69017602T2

DE69017602T2 - Heissgasgebläse.

Info

Publication number: DE69017602T2
Application number: DE69017602T
Authority: DE
Inventors: Adrianus Jacobus Hengelmolen
Original assignee: Copermill Ltd
Current assignee: Copermill Ltd
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: GB2239491A; NO177916B; CN1052184A; NO177916C; US5114309A; GB8926815D0; NO904915L; DE69017602D1; EP0430394A1; ZA909554B; EP0430394B1; GB2239491B; AU646823B2; JPH03189400A; ATE119631T1; CA2022701A1; AU6684890A; NO904915D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Heißgasgebläse und insbesondere Gebläse für die Absaugung von Abgasen aus Öfen. Ein Gebläse dieser Art ist aus der Druckschrift US-A- 2 215 945 bekannt.
Das Hauptproblem bei derartigen Gebläsen besteht darin, daß die Temperatur der Abgase aus den Öfen im Bereich von einer niedrigen Temperatur, beispielsweise beim Anlauf des Ofens, bis zu einer sehr hohen Temperatur schwanken kann. In gewissen Systemen wird das Gebläse nicht ständig benutzt, sondern wird angeschaltet, beispielsweise wenn die Ofentemperatur eine vorbestimmte Sicherheitsgrenze überschreitet. In diesen Fällen sind die durch das Gebläse geförderten Gase extrem heiß un die Gebläsetemperatur steigt extrem schnell an, wodurch eine große thermische Belastung auf die Schaufelstruktur des Gebläses einwirkt.
Bei einem bekannten Gebläse sind die Schaufeln aus einem Metall gefertigt, das extrem hohen Temperaturen widerstehen kann; doch selbst mit dieser Maßnahme wurde ein Versagen der Schaufelstruktur nach längerem Einsatz festgestellt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gebläse zu schaffen, das extrem heiße Gase bewältigen kann und das weniger versagensgefährdet ist als bisher bekannte Konstruktionen.
Die vorliegende Erfindung bringt daher ein Heißgasgebläse in Vorschlag, das wie in Patentanspruch 1 beansprucht gekennzeichnet ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Heißgasgebläses gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer Schaufel und eines Abschnitts der Mittelnabe längs der Linie A-A,
Fig. 3 eine Schnittansicht einer Schaufel längs der Linie B-B und
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines alternativen Heißgasgebläses gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß den Figuren 1 bis 3 umfaßt das Heißgasgebläse 10 ein eine Kammer 30 bildendes ringförmiges Gehäuse 20. Das Gebläse ist ein Radialgebläse und fördert bzw. bläst heißes Gas, H.G., in einer durch den Pfeil bezeichneten Richtung von beispielsweise einem Ofen zu einem (gestrichelt eingezeichneten) radialen Auslaß 32, mit dem ein Abhitzeverwerter oder ein anderes Geräteteil verbunden sein kann.
Die Funktion von Radialgebläsen ist bekannt und wird nicht weiter beschrieben werden.
Das Gebläse kann vom Axialtyp sein, wobei in diesem Fall die Schaufeln 40 in bekannter Weise anders geformt sein müssen.
Jede Schaufel 40 ist an einer zentralen Nabe bzw. Mittelnabe 50 angebracht oder integral mit dieser ausgeführt, wobei die zentrale Nabe 50 mit einer kegelförmigen Lagerfläche 51 versehen ist, die auf bekannte Weise mit einer ebenfalls mit einer kegelförmigen Lagerfläche 62 versehenen Welle oder Spindel 60 zusammenwirkt. Die Nabe 50 wird durch ein auf geeignete Weise mit Stiften 66, 68 befestigtes Keil- Verriegelungselement 64 auf der Welle 60 gehalten. Die Welle 60 ist in einem Lager 70 gelagert und wird durch einen (nicht dargestellten) Motor, vorzugsweise einem elektrischen, angetrieben.
An der Nabe 50 ist ein zylindrisches Abdeckelement 53 angebracht, das eine zylinderförmige Kammer 54 bildet, die die Welle 60 "umgibt". Die Abdeckung kann an ihrem unteren Ende 55 durch ein geeignetes Dichtmittel zur Bildung einer gasdichten Abdichtung abgedichted sein.
Die Nabe 50 ist mit mehreren Luftdurchgängen 56 versehen, die wie dargestellt ausgebildet sind, um Durchgänge für Kühlluft oder Gas bzw. Kühlgas C.A. zur im folgenden beschriebenen Verteilung an jede Schaufel zu schaffen.
Die Kühlluft C.A. wird unter Druck wie durch Pfeil C.A. erläutert einer Einlaßstruktur 72 zugeführt. Die Einlaßstruktur umfaßt ein Rohranschlußstück 74 zur Verbindung mit einem Einlaßrohr 76, wobei das Rohranschlußstück mit jedem geeigneten Mittel, wie etwa mit Schrauben bzw. Bolzen 22, am Gehäuse 20 angebracht ist. Das Rohranschlußstück 74 besitzt eine zylindrische Form und umgibt die Kammer 54 und die Welle 60 und ist mit zwei zylindrischen Dichtungselementen 78, 80 versehen, die sich an der mechanischen Oberfläche 53' der Kammer 54 abstützen, um eine Dichtung auf jeder Seite mehrerer Einlaßöffnungen 57 zu bilden, welche einen Zugang zur Kammer 54 für die Kühlluft C.A. ermöglichen.
Jede Schaufel 40 ist gemäß den Figuren 2 und 3 so aufgebaut, daß sie längliche Luftdurchgänge 41 aufweist, die sich durch die gesamte Länge der Schaufel erstrecken. Kühlluft wird durch diese Durchgänge entlang der Schaufel geleitet und tritt an der Schaufelspitze aus, um mit den Abgasen H.G. vermischt zu werden. Dabei wird die Schaufel durch die Luft C.A. gekühlt und übermäßige Erhitzung verhindert. Die Schaufel erwärmt sich langsamer, wodurch übermäßige Belastung verhindert wird.
In Figur 3 sind drei Durchgänge 41, 42, 43 für die Kühlluft dargestellt, wobei diese eine bevorzugte Gestaltung darstellt, bei der die Schaufel aus zwei Blechstücken bzw. aus zwei Metallschichten 44, 45, die durch längliche Metallunterteilungen 46, 47, 48, 49 voneinander getrennt sind, gebildet ist. Die Unterteilungen 46, 47, 48, 49 werden vorzugsweise durch Punktschweißung mit den Blechen bzw. Schichten verbunden und die Schaufelstruktur wird sodann vorzugsweise wie durch 61 angedeutet (Figur 1) an der Nabe 60 angeschweißt.
Die Schaufel ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das hohen Temperaturen widerstehen kann, wobei derartige Materialien wohlbekannt sind.
In Figur 3 sind drei Durchgänge gezeigt, während in Figur 1 nur zwei Auslässe 56 aus der Nabe 50 gezeigt sind. Es ist verhältnismäßig einfach, die Nabe 50 so abzuändern, daß sie drei beabstandete Auslässe aufweist.
In der Schnittansicht von Figur 3 ist die Schaufel 40 im wesentlichen flach. Sie ist jedoch mit einem Mittelabschnitt versehen, der zur Bildung eines erhöhten bzw. angehobenen Abschnitts 40' durch Biegen der Bleche 44, 45 wie bei 44' , 45' und 44'' , 45'' gezeigt gebildet ist. Das gibt der Schaufel zusätzliche Festigkeit bzw. Steifigkeit.
Gemäß Figur 4 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, bei der die Teile einer gleichen oder ähnlichen Funktion mit den selben Bezugszeichen versehen sind.
Diese Ausführungsform soll Bedingungen erfüllen, bei denen sich die Kühlluft C.A. nicht mit den heißen Gasen H.G. vermischen darf - beispielsweise falls die heißen Gase (die giftige Dämpfe sein könnten) durch den Kühlluft-Einlaßweg entweichen.
In Figur 4 sind nur die Teile gezeigt, die zur Erläuterung der Funktion erforderlich sind, wobei die anderen Teile denen in den Figuren 1 bis 3 entsprechen.
Kühlluft C.A. wird in die Kammer 54, die in zwei Bereiche bzw. Teilkammern 54', 54'' eingeteilt ist, eingeleitet. Die Teilkammer 54' liefert Kühlluft C.A. zu den Lüfterschaufeln 40 (wie in Figur 1) und die Teilkammer 54'! nimmt die Kühlluft C.A. auf, nachdem sie durch einen jetzt geschlossenen Weg innerhalb der Lüfterschaufel 40 - die Enden jeder Schaufel sind beispielsweise durch Schweißen geschlossen - hindurchgeströmt ist. Die Unterteilung 47' ist verkürzt, um einen Enddurchgäng 41' zu ermöglichen und dadurch Kühlluft C.A. zum Ende jeder Schaufel und sodann zurück zur Kammer 54' ' strömen zu lassen, von welcher sie durch geeignete (nicht dargestellte) Pumpeneinrichtungen rezirkuliert oder in die Atmosphäre entlassen werden kann.
Die Dichtungen 78', 80' und 78'', 80'' sind für jede Kammer 54' , 54'' vorgesehen.
Somit kann sich die Kühlluft C.A. nicht mit dem heißen Gas.H.G. vermischen. Das erlaubt somit die Verwendung von anderen Kühlgasen als Luft, welche durch ein geschlossenes Kreislaufsystem, vorzugsweise mit einer Kühlereinrichtung zum Kühlen des Gases, zurückgehalten werden können.

Claims

1. Ein Heißgasgebläse (10) zum Blasen von heißen Abgasen in eine gewünschte Richtung, umfassend

eine Einlaßeinrichtung für die heißen Abgase und eine Auslaßeinrichtung (32) für die heißen Abgase,

eine Gehäuseeinrichtung (20),

eine in der Gehauseeinrichtung (20) angebrachte Schaufeleinrichtung (40),

eine Spindel bzw. Welle (60), die für Rotation in der Gehäuseeinrichtung (20) angebracht ist und die Schaufeleinrichtung (40) für eine Rotation mit der Welle (60) an derselben angebracht ist, wobei die Schaufeleinrichtung (40) mehrere Schaufeln einer vorbestimmten Größe und Form zum Blasen der heißen Gase (HG) von der Einlaßeinrichtung zur Auslaßeinrichtung (32) aufweist, wobei jede Schaufel eine Luftdurchgangseinrichtung (41) für einen Durchgang von Kühlluft (CA) oder Gas durch die Schaufel umfaßt und jede Schaufel (40) eine laminierte oder Schichtstruktur aufweist, wobei die Luftdurchgangseinrichtung mehrere längliche Durchgänge (41) aufweist, die in der Struktur in einer Richtung entlang der Länge der Schaufel ausgebildet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

jede Schaufel (40) im wesentlichen rechteckig ist und einen Querschnitt aufweist, der im wesentlichen flach ist mit einem angehobenen Mittelbereich (40') zur zusätzlichen Versteifung und

jede Schaufel aus zwei Schichten bzw. Blechen (44,45) eines wärme- bzw. hitzebeständigen Metalls aufgebaut ist, wobei die Schichten bzw. Bleche durch längliche Abstandsstücke (46,47,48,49) getrennt sind und jede Schicht bzw. jedes Blech (44,45) mit den Abstandsstücken (46, 47,48,49) verschweißt ist, derart, daß die Abstandsstücke die länglichen Luftdurchgänge (41,42,43) durch die Schaufel bilden.

2. Das Heißgasgebläse gemäß Anspruch 1, wobei die mehreren die Schaufeleinrichtung umfassenden Schaufeln (40) an einer zentralen Nabe (50) befestigt sind und die Nabe an der Welle (60) für eine Rotation mit derselben angebracht und mit Durchgängen (56) zur Verbindung mit den länglichen Durchgängen (41) in den Schaufeln versehen ist.

3. Das Heißgasgebläse gemäß Anspruch 2, wobei die Durchgänge (56) in der Nabe mehrere Eingänge bilden, die mit einer ersten, die Welle umgebenden zylinderförmigen Kammer (54) verbunden sind, wobei die zylinderförmige Kammer mit mehreren Eingängen (51) für die Kühlluft oder das Gas versehen ist und die mehreren Eingänge (51) durch eine Umfangsdichtung (78,80) abgedichtet sind und die Dichtung (78,80) mit Luft- oder Gas-Einlaßeinrichtungen (72) versehen ist.

4. Das Heißgasgebläse gemäß Anspruch 1, wobei jede Schaufel (40) mit mindestens einem Auslaß für die Kühlluft am Rand der Schaufel (40) versehen ist.

5. Das Heißgasgebläse gemäß Anspruch 3, wobei jede Schaufel (40) mit einem Auslaß für die Kühlluft versehen ist und der Auslaß mit einem Auslaßdurchgang verbunden ist, welcher eine die erste zylinderförmige Kammer (54') umgebende zweite zylinderförmige Kammer (54'') aufweist, und die zweite zylinderförmige Kammer (54'') mit mehreren zweiten Einläßen für den Austritt von Kühlluft oder Gas versehen ist, wobei die mehreen zweiten Einläße durch eine zweite zylindrische Dichtung (78'',80'') abgedichtet sind.

6. Das Heißgasgebläse gemäß Anspruch 5, wobei jede Schaufel mit einem Innen-Enddurchgang (41') innerhalb der Schaufel versehen ist, um die Kühlluft zu einem Auslaßdurchgang für die Kühlluft innerhalb der Schaufel strömen zu lassen, und der Weg für die Kühlluft somit einen länglichen, U-förmigen Weg aufweist.