EP0410271A2 - Vorrichtung zum Fördern eines gasförmigen Mediums - Google Patents

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EP0410271A2
EP0410271A2 EP19900113649 EP90113649A EP0410271A2 EP 0410271 A2 EP0410271 A2 EP 0410271A2 EP 19900113649 EP19900113649 EP 19900113649 EP 90113649 A EP90113649 A EP 90113649A EP 0410271 A2 EP0410271 A2 EP 0410271A2
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EP
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impeller
radial fan
fan according
housing
inner contour
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EP0410271A3 (en
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Reinhold Hopfensperger
Rudolf Tungl
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Motoren Ventilatoren Landshut GmbH
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Alcatel SEL AG
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4226—Fan casings

Definitions

  • the invention relates to a device for conveying a gaseous medium in a device with high flow resistance.
  • the device with high flow resistance can be, for example, a ceramic surface burner, which has recently been used in gas boilers.
  • gas boilers with ceramic surface burners are known (magazine: HLH, heating, ventilation / air conditioning, house technology; magazine of the Association of German Engineers for Technical Building Equipment; June 1989, page 308). They have a relatively high flow resistance, which is on the order of 200 Pascal and more.
  • the medium to be pumped can either be air or a combustible gas mixture.
  • the invention is therefore based on the technical problem of creating a device for conveying a gaseous medium in a device with a high flow resistance, in which on the one hand the conveyed medium has a relatively high back pressure and on the other hand has a steep pressure-volume flow characteristic, i.e. in the device, major changes in the pressure generated should only be accompanied by minor changes in the volume flow.
  • the inherent noise of the device must not exceed the inherent noise of known devices for conveying a gaseous medium.
  • a radial fan the housing of which has a spiral inner contour and which has a closed fan wheel with backward-curved blades, the diameter of which is very much larger than its flow outlet width.
  • the pumped gaseous medium has a pressure of 415 Pascals and a volume flow of 6.9 l / s at the intended operating point.
  • the speed of the fan wheel was about 3800 revolutions per minute.
  • the housing 1 of the radial fan is closed with the cover 2.
  • the housing 1 and cover are made of aluminum injection molding.
  • the cover 2 is screwed to the housing 1 at the edge with the interposition of a seal 3.
  • the drive motor 4 is flanged, the output shaft 5 of which projects into the housing 1.
  • the drive motor 4 shown is an electronically commutated DC motor. However, an AC motor can also be used.
  • the impeller 6 is fastened in a non-positive and / or positive manner.
  • the flow exit width of the impeller 6 is designated c.
  • the impeller 6 consists of the lower part 7 with the blades 8 integrally attached to it and the cover 9
  • the embodiment shown is the length of the blade 8 at the lower end, ie at the lower part 7, longer than at the upper end, ie close to the cover 9.
  • the impeller 6 can be made of metal or plastic.
  • the gaseous medium is axially, i.e. through opening 10 in the cover 2, sucked in and blown out radially (into the image plane in FIG. 1).
  • the blow-out opening is present as a rectangular aperture in the circular flange 11.
  • the effective shape of the radial fan according to the invention is illustrated in FIG.
  • the housing 1 has the spiral-shaped inner contour 12.
  • the dimensions a and b in the exemplary embodiment shown are 156 mm.
  • the blades 8 are curved backwards, as can be seen from the comparison with the direction of rotation of the impeller 6 illustrated by the arrow 13.
  • the shape of the blades 8 corresponds essentially to circular arcs. They are arranged in such a way on the lower part 7 that the entry angle ⁇ 1 has almost the same value as the exit angle ⁇ 2. In the exemplary embodiment shown, they have the value of 47 angular degrees.
  • the tongue region 15 the gap between the impeller 6 and the inner contour 12 of the housing near the blow-out opening 14 is referred to as the tongue region 15.
  • the tongue area is wedge-shaped.
  • Fig. 3 shows the impeller 6 from the suction side.
  • the blades 8 on the lower part 7 can be seen through the opening 10 in the cover 2.
  • Fig. 4 again shows that the blades are 8 circular sections.
  • the base points of the radius of all circular sections lie on the circle 16.
  • the diameter of the circle 16 is 98 mm.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Es wird ein Radialgebläse vorgeschlagen, welches besonders für den Einsatz von Gas-Heizkesseln vorgesehen ist, in welchen keramische Flächenbrenner verwendet werden. Dieses Radialgebläse weist eine spiralförmige Innenkontur (12) auf und besitzt ein geschlossenes Gebläserad (6) mit rückwärts gekrümmten Schaufeln (8). Es zeichnet sich durch seinen geringen Raumbedarf und eine geringe Geräuschentwicklung aus.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern eines gasförmigen Mediums in einer Vorrichtung mit großem Strömungswiderstand.
  • Bei der Vorrichtung mit hohem Strömungswiderstand kann es sich beispielsweise um einen keramischen Flächenbrenner handeln, welche neuerdings in Gas-Heizkesseln verwendet werden. Diese Gas-Heizkessel mit keramischen Flächenbrennern sind bekannt (Zeitschrift: HLH, Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik; Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure für technische Gebäudeausrüstung; Juni 1989, Seite 308). Sie weisen einen verhältnismäßig hohen Strömungswiderstand, welcher in der Größenordnung von 200 Pascal und mehr liegt, auf. Bei dem zu fördernden Medium kann es sich entweder um Luft oder ein brennbares Gasgemisch handeln.
  • Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Fördern eines gasförmigen Mediums in einer Vorrichtung mit großem Strömungswiderstand zu schaffen, bei welcher einerseits das geförderte Medium einen relativ hohen Gegendruck und welche andererseits eine steile Druck-Volumenstrom-­Kennlinie aufweist, d.h. bei der Vorrichtung sollen größere Änderungen des erzeugten Drucks nur mit geringen Änderungen des Volumenstroms einhergehen. Der hohe Gegendruck soll etwa 400 bis 450 Pascal und der Volumenstrom soll etwa 7 bis 10 l/s bei einer Dichte des gasförmigen Mediums ρ= 1,2 kg/m³ betragen. Da die Geräte, in welchen die Vorrichtung verwendet wird, nicht allzu raumgreifend sein dürfen, darf die von der Vorrichtung beanspruchte Grundfläche (Höhe mal Breite) eine bestimmte Größe, beispielsweise 180 mal 180 mm, nicht überschreiten.
  • Hinzu kommt, daß das Eigengeräusch der Vorrichtung das Eigengeräusch bekannter Vorrichtungen zum Fördern eines gasförmigen Mediums nicht überschreiten darf.
  • Dieses technische Problem ist erfindungsgemäß durch ein Radialgebläse gelöst, dessen Gehäuse eine spiralförmige Innenkontur aufweist und welches ein geschlossenes Gebläserad mit rückwärts gekrümmten Schaufeln besitzt, dessen Druchmeser sehr viel größer als seine Strömungsaustritts-Breite ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Radialgebläse, von dem eine Ausführungsform kleiner als 170 mm im Quadrat (Höhe mal Breite) ist, weist das geförderte gasförmige Medium im vorgesehenen Betriebspunkt einen Druck von 415 Pascal und einen Volumenstrom von 6,9 l/s auf. Die Drehzahl des Gebläserades betrug etwa 3800 Umdrehungen pro Minute.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 enthalten. Sie ist nachstehend anhand eines in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 den Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Radialgebläses,
    • Fig. 2 die Seitenansicht des prinzipiellen Aufbaus des Radialgebläses gemäß Fig. 1,
    • Fig. 3 die Draufsicht auf die Stirnseite des Gebläserades und
    • Fig. 4 den prinzipiellen Aufbau des Gebläserades gemäß Fig. 3.
  • Wie in Fig. 1 zu erkennen, ist das Gehäuse 1 des Radialgebläses mit dem Deckel 2 verschlossen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen Gehäuse 1 und Deckel aus Aluminium-Spritzguß. Der Deckel 2 ist unter Zwischenschaltung einer Dichtung 3 am Rand mit dem Gehäuse 1 verschraubt. Auf der Rückseite des Gehäuses 1 ist der Antriebsmotor 4 angeflanscht, dessen Abtriebswelle 5 in das Gehäuse 1 hineinragt. Bei dem gezeigten Antriebsmotor 4 handelt es sich um einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor. Es kann aber auch ein Wechselstrommotor verwendet werden. Auf diesem in das Gehäuse 1 hinragenden Ende der Abtriebswelle 5 ist das Gebläserad 6 kraft- und/oder formschlüssig befestigt. Die Strömungsaustritts-Breite des Gebläserades 6 ist mit c bezeichnet. Das Gebläserad 6 besteht aus dem Unterteil 7 mit den einstückig daran befestigten Schaufeln 8 und dem Deckel 9. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Länge der Schaufel 8 am unteren Ende, d.h. am Unterteil 7, länger als am oberen Ende, d.h. nahe dem Deckel 9. Das Gebläserad 6 kann aus Metall oder Kunststoff bestehen.
  • Bei dem gezeigten Radialgebläse wird das gasförmige Medium axial, d.h. durch Öffnung 10 im Deckel 2, angesaugt und radial (in Fig. 1 in die Bildebene hinein) ausgeblasen. Die Ausblasöffnung ist als rechteckige Blende in dem kreisförmigen Flansch 11 vorhanden.
  • In Fig. 2 ist die wirksame Gestalt des erfindungsgemäßen Radialgebläses verdeutlicht. Das Gehäuse 1 weist die spiralförmige Innenkontur 12 auf. In dieser Innenkontur ist das Gebläserad 6 mit den Schaufeln 8 derart angeordnet, daß sich zwischen den Punkten A und B der geringste und nahezu gleichmäßige Abstand zwischen Innenkontur 12 und Gebläserad 6 ergibt. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Abstand 6% des Gebläseradhalbmessers (= 65 mm). Die Abmessungen a und b betragen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel 156 mm. Die Schaufeln 8 sind rückwärts gekrümmt, wie sich aus dem Vergleich mit der durch den Pfeil 13 verdeutlichten Drehrichtung des Gebläserades 6 ergibt.
  • Die Gestalt der Schaufeln 8 entspricht im wesentlichen Kreisbögen. Sie sind in der Weise auf dem Unterteil 7 angeordnet, daß der Eintrittswinkel β₁ nahezu den gleichen Wert wie der Austrittswinkel β₂ aufweist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben sie den Wert von 47 Winkelgraden.
  • Bei derartigen Radialgebläsen wird der Spalt zwischen Gebläserad 6 und Innenkontur 12 des Gehäuses nahe der Ausblasöffnung 14 als Zungenbereich 15 bezeichnet. Entgegen der sonst bei Radialgebläsen üblichen Ausgestaltung des Zungenbereiches ist im vorliegenden Fall der Zungenbereich keilförmig gestaltet.
  • Fig. 3 zeigt das Gebläserad 6 von der Ansaugseite her. Durch die Öffnung 10 im Deckel 2 sind die Schaufeln 8 auf dem Unterteil 7 zu erkennen.
  • Fig. 4 verdeutlicht nochmals, daß die Schaufeln 8 Kreisabschnitte sind. Die Fußpunkte der Halbmesser aller Kreisabschnitte liegen auf dem Kreis 16. Bei einem Gebläserad 6 mit einem Außendruchmesser von 130 mm beträgt der Durchmesser des Kreises 16 98 mm.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Fördern eines gasförmigen Mediums in einer Vorrichtung mit großem Strömungswiderstand,
gekennzeichnet durch ein Radialgebläse, dessen Gehäuse (1) eine spiralförmige Innenkontur (12) aufweist und welches ein geschlossenes Gebläserad (6) mit rückwärts gekrümmten Schaufeln (8) besitzt, dessen Durchmesser sehr viel größer als seine Strömungsaustritts-Breite ist.
2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Gebläserades (6) mehr als das Zehnfache seiner Strömungsaustritts-Breite beträgt.
3. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (8) des Gebläserades (6) im wesentlichen die Form eines Kreisabschnittes aufweisen.
4. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (8) derart im Gebläserad (6) angeordnet sind, daß ihr Eintrittswinkel β₁ und ihr Austrittswinkel β₂ etwa den gleichen Wert aufweisen.
5. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Eintritts- und Austrittswinkel vorzugsweise einen Wert zwischen 45 und 50 Winkelgraden aufweisen.
6. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen Gebläserad (6) und Innenkontur (12) des Gehäuses im Zungenbereich (15) keilförmig ausgebildet ist.
7. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort des geringsten Abstandes zwischen dem Gebläserad (6) und der Innenkontur (12) des Gehäuses (1) gegenüber dem Zungenbereich (15) in Drehrichtung des Gebläserades (6) verschoben ist.
8. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der geringste Abstand zwischen dem Umfang des Gebläserades (6) und der Innenkontur (12) des Gehäuses (1) zwischen 4 und 8% des Gebläserad-Halbmessers beträgt.
9. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad von einem Gleichstrommotor (4) angetrieben ist.
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