DE9111573U1 - fan - Google Patents
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Description
DUNPHY OIL AND GAS BURNERS LIMITED
UZ: 162/Ma ^DEDUNPHY OIL AND GAS BURNERS LIMITED
UZ: 162/Ma ^DE
Gebläsefan
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.The invention relates to a fan and in particular to a fan suitable for supplying air to a fossil fuel combustion device such as oil and gas fired boilers.
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 Brennerkopf 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 Orehachse von der Kammer in Richtung auf den Auslaß erstrecken. Der Diffusor weist eine Vielzahl gebogener Schaufeln auf, deren radial sich erstreckendeFans for supplying combustion air to gas and oil fired boilers are known. Typically, such fans comprise a housing having an inlet opening to the atmosphere and an outlet connected to a burner head. A rotor is disposed within the housing between the inlet and the outlet so as to be rotatable about a predetermined axis passing through the inlet and the outlet. The rotor defines channels extending radially relative to the axis and is driven by a motor so that air is drawn in through the inlet and exhausted radially outwardly through the channels defined by the rotor. A chamber defined by the housing extends around the circumference of the rotor and air is directed from the chamber through a diffuser disposed within the housing between the rotor and the outlet. The diffuser has channels extending radially relative to the axis from the chamber toward the outlet. The diffuser has a plurality of curved blades whose radially extending
Enden um den Diffusor herum an der der Kammer zugeordneten Seite verteilt sind.ends are distributed around the diffuser on the side associated with the chamber.
Die Luft innerhalb der Kammer wird in Umf angsri chtung als Folge der Rotation des Rotors in Umdrehung versetzt. Dieser sich drehende Luftkörper hat eine Geschwindigkeitskomponente, die sich senkrecht zu den radial verlaufenden Rändern der Di ffusorschaufel &eegr;, 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 Di ffusorkanäle 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.The air within the chamber is rotated circumferentially as a result of the rotation of the rotor. This rotating body of air has a velocity component that extends perpendicular to the radial edges of the diffuser blade η facing the chamber. In this way, the air forced into the channels defined by the diffuser is forced to abruptly change direction of movement when pushed axially into the diffuser channels. As a result, the fan is relatively noisy in operation and relatively inefficient as a result of the energy loss due to the change in direction of movement of the moving air.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung das oben erwähnte Problem zu vermeiden oder zu verringern.It is therefore an object of the invention to avoid or reduce the above-mentioned problem.
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 Oiffusor, 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 OiffusorsAccording to the invention, the fan comprises a housing defining an inlet and an outlet, a rotor arranged within the housing between the inlet and the outlet, the rotor being rotatable about a predetermined axis and having channels extending radially relative to the axis, a motor for driving the rotor in rotation about the predetermined axis, a chamber defined by the housing and extending around the circumference of the rotor and an diffuser arranged within the housing between the rotor and the outlet and having channels extending radially relative to the axis from the chamber to the outlet, and is characterized in that the chamber is on the circumference of the diffuser
derart erstreckt, daß die radial äußeren Enden der durch den Diffusor bestimmten Kanäle sich in radialer Richtung in die Kammer erstrecken.such that the radially outer ends of the channels defined by the diffuser extend radially into the chamber.
Vorzugsweise weist der Rotor eine Vielzahl von Rotorschaufein, 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.Preferably, the rotor has a plurality of rotor blades, for example twelve, whose radially outer edges extend parallel to the axis of rotation. Each rotor blade can be curved and have a radius of curvature of, for example, nine cm, with each section through the rotor blade running straight parallel to the rotor axis. The direction of curvature of each blade is preferably such that its radially outer edge is curved backwards relative to the direction of movement of the rotor.
Vorzugsweise weist der Diffusor eine Vielzahl von Diffusorschaufeln auf, deren radial äußere Ränder parallel zur Rotationsachse verlaufen. Die radial äußeren Ränder der Diffusorschaufel &eegr; 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 Krümmungsrichtung einer jeden Diffusorschaufel kann vorzugsweise so ausgebildet sein, daß ihr radial äußerer Rand relativ zur Bewegungsrichtung des Rotors nach vorne geschwungen ist.Preferably, the diffuser has a plurality of diffuser blades, the radially outer edges of which run parallel to the axis of rotation. The radially outer edges of the diffuser blade η can be at the same radial distance from the axis of rotation as the radially outer edges of the rotor blades. Each diffuser blade can be curved and have a bending radius of, for example, nine cm, with each cut through a diffuser blade running straight parallel to the axis of rotation. The direction of curvature of each diffuser blade can preferably be designed so that its radially outer edge is curved forward relative to the direction of movement of the rotor.
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 desIn this way, the air body rotating inside the chamber does not have to change direction abruptly when it enters the radially outer ends of the channels defined by the diffuser. As a result, the emitted noise is reduced and the efficiency is increased. One result of the
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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.
IOThe advantage of this improved efficiency is that the air conveyed by the fan is not heated as much as is the case with known devices and therefore the fan can deliver a larger amount of air than is the case with a fan with a lower efficiency.
IO
Vorzugsweise ist der Motor symmetrisch, um die Rotationsachse 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.Preferably, the motor is arranged symmetrically about the axis of rotation within the inlet of the housing. This allows the air flow entering the inlet to cool the motor and also creates a compact overall arrangement.
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.The fan may be used in conjunction with an appliance such as a gas, oil or multi-fuel unit which requires an effective means of supplying combustion air.
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 RotationszentrumThe invention also relates to a rotor for a fan with a plurality of rotor blades, which is characterized in that the radially inner edges of the rotor blades taper in the direction of the axis of rotation of the rotor. Each rotor blade can be curved and have a degree of curvature of, for example, nine cm, with each section through the rotor blade running parallel to the rotor axis. The direction of curvature of each rotor blade is preferably designed such that its radially outer edge is curved backwards relative to the direction of movement of the rotor. The rotor blades can be formed from strips and fastened between a pair of plates. Preferably, a line drawn from the center of curvature to the radially outer edge of the rotor blade forms an angle of 30° with a line drawn radially from the center of rotation.
des Rotors ausgehenden zum radial äußeren Rand verlaufenden Linie ein.of the rotor to the radially outer edge.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. In this drawing:
Figur 1: einen Schnitt durch ein Gebläse nach der Erfi ndung;Figure 1: a section through a blower according to the invention;
Figur 2: eine Teilansicht des in Figur 1 im Schnitt !5 gezeigten Rotors nach der Linie 2-2;Figure 2: a partial view of the rotor shown in Figure 1 in section !5 along the line 2-2;
Figur 3: eine Draufsicht auf eine Schaufel des Rotors gemäß Figur 2; undFigure 3: a plan view of a blade of the rotor according to Figure 2; and
Figur 4·: einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Figur 1,Figure 4·: a section along the line 4-4 in Figure 1,
der die Ausbildung der Schaufeln innerhalb eines Diffusors bei dem Gebläse nach Figur 1 zei gt.which shows the formation of the blades within a diffuser in the fan according to Figure 1.
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 Di ffusorschaufel &eegr; 8 definierter Diffusor ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und eine Kammer 9 erstreckt sich am Umfang sowohl des Rotors als auch des Diffusors.Referring to the accompanying drawings, the embodiment of the invention comprises a housing 1 having an inlet 2 into which air enters via a side opening 3 and an outlet 4. A motor 5 is disposed within the inlet 2 and drives a rotor having a back plate 6 and a rim 7. A diffuser defined by a plurality of diffuser vanes 8 is disposed within the housing and a chamber 9 extends circumferentially of both the rotor and the diffuser.
Figur 2 zeigt den Aufbau des Rotors in vergrößerterFigure 2 shows the structure of the rotor in enlarged
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 Figur 1 hervorgeht. Der radial innere Rand des Radkranzes 7 ist in Richtung auf den Einlaß 2 kurvenförmig ausgebildet, so daß zusammen mit einem kegel stumpfförmigen 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 Figur 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 gesi chert.Illustration. The rear plate 6 has a central opening 10 through which a shaft of the motor 5 extends. The rear plate 6 is mounted on the shaft so that it can be rotated therewith, as can be seen in Figure 1. The radially inner edge of the rim 7 is curved in the direction of the inlet 2 so that together with a frustoconical part 11 which is mounted inside the inlet 2, an air flow channel is formed. Twelve rotor blades 12 are attached to the rear plate 6 and the rim 7 so that twelve radially extending channels are formed. Each of the rotor blades 12 is formed from a flat metal strip with crenellated edges, as shown in Figure 3. The projections on the crenellated edges are inserted into openings (not shown) in the rear plate 6 and the wheel rim 7 and are secured in this position by suitable deformation.
Wie in Figur 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 vomAs shown in Figure 2, the rotor assembly rotates clockwise so that the outer edges of the rotor blades are curved backwards relative to the direction of rotation of the rotor. The radially outer edges of the rotor blades 12 are parallel to the rotor axis of the rotor and any section through one of the rotor blades in a direction parallel to the rotor axis is straight. As a result, the individual channels formed between each pair of adjacent rotor blades have a substantially rectangular cross-section. In the arrangement shown, the radius of curvature of the rotor blades is approximately 9 cm and a line drawn from the center of curvature to the radially outer edge of the rotor blade ends with a line drawn from the
Rotationszentrum des Rotors durch den radial äußeren Rand gezogene Linie einen Winkel von 30° ein.The line drawn through the radially outer edge of the rotor from the center of rotation forms an angle of 30°.
Figur 4 zeigt die Anordnung der Oiffusorschaufel &eegr; innerhalb des Diffusors. Jede Diffusorschaufel 8 ist als ein GußstückFigure 4 shows the arrangement of the diffuser blades 8 within the diffuser. Each diffuser blade 8 is cast as a
1^ auf dem Gehäuse ausgebildet und es sind beispielsweise zwanzig Diffusorschaufel &eegr; vorgesehen, die zwanzig radial sich erstreckende Kanäle bilden. Bevorzugt werden jedoch die Diffusorschaufein nicht durch spanabhebende Verformung sondern beispielsweise bei der Herstellung angeformt. Jede 1 ^ is formed on the housing and twenty diffuser blades &eegr; are provided, for example, which form twenty radially extending channels. Preferably, however, the diffuser blades are not formed by machining but, for example, during production. Each
1^ Diffusorschaufel ist gebogen und hat einen Krümmungsradius von beispielsweise 9 cm und ist so angeordnet, daß jeder Schnitt durch die Diffusorschaufel der parallel zur Rotationsachse verläuft, im wesentlichen gerade ist. Die radial äußeren Enden der Diffusorschaufel &eegr; 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 Figur 4 wandern. 1 ^ diffuser blade is curved and has a radius of curvature of, for example, 9 cm and is arranged so that every section through the diffuser blade that runs parallel to the axis of rotation is essentially straight. The radially outer ends of the diffuser blade 8 are swung forwards relative to the direction of rotation of the rotor. As a result, an air body located in the chamber 9, which is set in rotation due to the rotation of the rotor, will migrate in the direction of arrow 13 in Figure 4.
Aus Figur 1 ist erkennbar, daß die Kammer 9 sich am Umfang des Diffusors um diesen herum erstreckt. Bei bekannten Vorrichtungen erstrecken sich die Di ffusorschaufel &eegr; 8 radial nach außen bis zur Berührung der radialen Innenfläche des Gehäuses und deshalb sind die radial sich erstreckenden Schaufel ränder durch die Kammer begrenzt, die den Rotor umgibt. Eine solche Anordnung zwingt die in die Diffusorkanäle 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 Diffusorschaufeln 8 begrenzt sind, da sich die Kammer 9 über den radialFrom Figure 1 it can be seen that the chamber 9 extends around the periphery of the diffuser. In known devices the diffuser blades 8 extend radially outwards until they touch the radial inner surface of the housing and therefore the radially extending blade edges are limited by the chamber surrounding the rotor. Such an arrangement forces the air entering the diffuser channels to change direction abruptly. In the case of the present invention, however, the change in direction of the air flow is relatively gentle as the air enters the channels defined between the diffuser blades 8, since the chamber 9 extends beyond the radially
äußeren Rändern der Di ffusorschaufel &eegr; erstreckt. Auf diese Weise tritt ein geringer Energieverlust ein und der Geräuschpegel und das unerwünschte Aufheizen werden wesentlich reduziert.outer edges of the diffuser blade &eegr;. In this way, there is little energy loss and the noise level and unwanted heating are significantly reduced.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist einen Platte 14 an den axialen Rändern der Diffusorschaufel &eegr; 8 befestigt, um so die zwischen den Di ffusorschaufel &eegr; 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 Di ffusorschaufel &eegr; 8 begrenzten Kanäle in den Auslaß 4 gerichtet.As can be seen from Figure 1, a plate 14 is fixed to the axial edges of the diffuser blade 8 so as to separate the passages defined between the diffuser blades 8 from the rear plate 6 of the rotor. In this way, the air blown radially outwards by the rotor is forced into the chamber 9 and is then directed radially inwards through the channels defined between the diffuser blades 8 into the outlet 4.
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