EP0819855B1 - Hochdruck-Gebläse - Google Patents

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EP0819855B1
EP0819855B1 EP97401743A EP97401743A EP0819855B1 EP 0819855 B1 EP0819855 B1 EP 0819855B1 EP 97401743 A EP97401743 A EP 97401743A EP 97401743 A EP97401743 A EP 97401743A EP 0819855 B1 EP0819855 B1 EP 0819855B1
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EP
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high pressure
pressure fan
tube
shaped case
blades
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Reinhold Hopfensperger
Rudolf Tungl
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Motoren Ventilatoren Landshut GmbH
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Ebm Papst Landshut GmbH
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • 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
    • F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/165—Axial entry and discharge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/444—Bladed diffusers
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    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/301—Pressure

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure fan to promote a gaseous medium, according to the preamble of claim 1.
  • blower is known (DE-A-38 42 697).
  • Blower is a high pressure blower like it can be used for example for gas burners.
  • blowers should have a steep pressure-volume characteristic, i.e. one The change in the static differential pressure has only a small one Reduced volume flow.
  • the well-known high pressure blower shows for most applications has an overly complex structure, i.e. its production is closed consuming.
  • the specific performance of the known Blower not sufficient for many uses.
  • the technical problem underlying the invention therefore exists in creating a high pressure blower that works with limited Dimensions, which are usually determined by the device in which the blower is used, are predetermined and the use of a Large series engine generates the highest possible pressure and yet is easy to set up and manufacture.
  • High pressure blower a device for measuring the volume flow contains.
  • Such a high pressure blower produces despite being relatively low Dimensions a high pressure and a large volume flow. It is also with a device for measuring the throughput Mistake.
  • the high-pressure blower is arranged in the tubular casing 1, which for example has an inner diameter of 150 mm.
  • the high pressure blower mounted in the casing containing the electric motor 1 2, for example a DC motor with a target rotation speed of 5,000 min -1.
  • the inflow nozzle 3 is provided with the annular channel 6, which has an annular slot 7 towards the opening and is connected via the opening 8 to the connection A outside the tubular casing 1.
  • the space above the inflow nozzle 3 is connected via connection B to the space outside the tubular casing 1.
  • Differential pressure values can be measured between ports A and B, which are proportional to the volume flow of the high-pressure blower (quadratic function).
  • the impeller is connected to the motor shaft 4. It consists of the flat rear plate 10 provided with a plate-like edge 9, the flat front cover plate 11 and the blades 12 arranged between them, which should be curved backwards, for example.
  • the deflection disk 13 is arranged after the impeller. She owns a slightly smaller diameter than the impeller. Between her The circumference and the inner diameter of the tubular shell 1 is a Annular gap 14 narrowing the flow path is formed.
  • FIG. 2 shows a high-pressure fan, which is constructed in the same way as the high-pressure fan in FIG. 1.
  • the same components are provided with the same reference numerals.
  • the electric motor 2 is arranged behind the other parts in the flow direction.
  • the proposed high-pressure blowers are particularly suitable, for example, for being assembled with a gas burner.
  • FIG. 3 Such a blower is shown in FIG. 3, for example.
  • the motor 2 is attached to a closed wall 15 so that an inflow space 18 is present between it and the inflow nozzle 3.
  • the air required to form the gas-air mixture becomes the Inflow chamber 18 fed radially, as illustrated by the arrows 19.
  • the gas is supplied via the feed pipe A 2, which is connected to the ring channel 6 communicates. It passes through the ring channel 6 the slot 7 into the inlet nozzle 3.
  • the slot 7 only extends over part of the circumference of the inlet nozzle 3, for example over 340 degrees.
  • the lid 20 On the outflow side of the high pressure blower is a spherical dome-shaped, with a large number of openings Cover 20 provided.
  • the lid 20 may be hemispherical Be sieve bottom.
  • the inflow nozzle of the High pressure blower on two ring channels As can be seen from Fig. 3, the inflow nozzle of the High pressure blower on two ring channels.
  • the upper ring channel 21, which is provided with the connecting piece A 1 is used for acceptance a control pressure.
  • the size of the one taken off at the connector A 1 Pressure is proportional to the volume of air delivered.
  • the lower ring channel 6, which is provided with the connecting piece A 2, is intended for gas supply.
  • Throttle device 17 is on the wall 15 with interposition of a tube 16 provided with an external thread is a conical one Throttle device 17 is provided.
  • This throttle device 17 is axially adjustable by twisting so that they are within of a certain area in different positions to the inlet nozzle 3 can be brought.
  • the throttle device can for one existing negative pressure in the ring channels within a certain Range of different volume flows or different air volumes can be set. Because there is a correlation between air volume and Burner output, the maximum burner output at a predetermined fan speed and a predetermined differential pressure continuously adjustable between A 1 and B.
  • Fig. 5 shows the top view of the underside of the impeller cover plate not present. It is the rear pane 10 with to recognize the backward curved blades 12.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Hochdruck-Gebläse zur Förderung eines gasförmigen Mediums, gemäß der Preambel des Anspruchs 1.
Ein solches Gebläse ist bekannt (DE-A-38 42 697). Bei dem bekannten Gebläse handelt es sich um ein Hochdruck-Gebläse, wie es beispielsweise für Gasbrenner verwendet werden kann. Solche Gebläse sollen eine steile Druck-Volumen-Kennlinie aufweisen, d.h., eine Änderung des statischen Differenzdrucks hat nur eine geringe Verminderung des Volumenstromes zur Folge.
Das bekannte Hochdruck-Gebläse weist für die meisten Anwendungsfälle noch einen zu aufwendigen Aufbau auf, d.h., seine Herstellung ist zu aufwendig. Außerdem ist die spezifische Leistung des bekannten Gebläses für viele Verwendungszwecke nicht ausreichend.
Ein ähnliches Gebläse ist auch aus US Re. 23126 bekannt.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht deshalb darin, ein Hochdruck-Gebläse zu schaffen, welches bei begrenzten Abmessungen, welche in der Regel durch das Gerät, in dem das Gebläse eingesetzt wird, vorgegeben sind und der Verwendung eines Großserienmotors einen möglichst hohen Druck erzeugt und dennoch einfach aufgebaut und zu fertigen ist.
Außerdem ist für einige Anwendungen auch erwünscht, daß das Hochdruck-Gebläse eine Vorrichtung zur Messung des Volumenstromes enthält.
Dieses technische Problem ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
In der rohrförmigen Hülle des Hochdruck-Gebläses sind folgende Teile angeordnet:
  • a) ein an der rohrförmigen Hülle befestigter Elektromotor,
  • b) eine scheibenförmige Einströmdüse, welche im Bereich der Motorwelle eine kreisförmige Öffnung aufweist,
  • c) ein geschlossenes Gebläserad mit einer ebenen, mit einem tellerförmigen Rand versehenen rückseitigen Scheibe, einer ebenen vorderen Deckscheibe mit kleinerem Durchmesser als dem der rückseitigen Scheibe und einer Mehrzahl von zwischen der Scheibe und der Deckscheibe angeordneten Schaufeln,
  • d) eine Umlenkscheibe, deren Durchmesser kleiner als der der Scheibe ist und welche einen ringförmigen, den Strömungsweg verengenden Spalt an der Innenseite der rohrförmigen Hülle bildet.
    • Ein solches Hochdruck-Gebläse erzeugt trotz relativ geringer Abmessungen einen hohen Druck und einen großen Volumenstrom. Es ist auch mit einer Vorrichtung zur Messung des durchgesetzten Volumens versehen.
    Vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 enthalten; sie ist nachstehend anhand der in den Figuren 1 und 5 gezeigten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
    Fig.1
    den prinzipiellen Aufbau des neuen Hochdruck-Gebläses im Längsschnitt,
    Fig.2
    die Ausgestaltung des neuen Hochdruck-Gebläses mit einer anderen Anordnung des Elektromotors als bei dem Hochdruck-Gebläse gemäß Fig. 1,
    Fig. 3
    die Ausgestaltung des neuen Hochdruck-Gebläses für einen Anwendungsfall,
    Fig. 4
    den vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3 und
    Fig. 5
    die Draufsicht auf die Schaufeln des Gebläserades.
    Wie aus Fig.1 zu erkennen ist, ist das Hochdruck-Gebläse in der rohrförmigen Hülle 1 angeordnet, welche beispielsweise einen Innendurchmesser von 150 mm besitzt. Das Hochdruck-Gebläse enthält den in der Hülle 1 befestigten Elektromotor 2, beispielsweise einen Gleichstrommotor mit einer Solldrehzahl von 5.000 min -1. An der Abtriebseite des Elektromotors 2 ist die scheibenförmige Einströmdüse 3 vorhanden, welche im Bereich der Motorwelle 4 eine kreisförmige Öffnung 5 aufweist. Im Bereich der Öffnung 5 ist die Einströmdüse 3 mit dem Ringkanal 6 versehen, der zur Öffnung hin einen ringförmigen Schlitz 7 besitzt und über die Öffnung 8 mit dem Anschluß A außerhalb der rohrförmigen Hülle 1 in Verbindung steht. Der Raum oberhalb der Einströmdüse 3 steht über den Anschluß B mit dem Raum außerhalb der rohrförmigen Hülle 1 in Verbindung. Zwischen den Anschlüssen A und B können Differenzdruck-Werte gemessen werden, welche dem Volumenstrom des Hochdruck-Gebläses proportional (quadratische Funktion) sind. Mit der Motorwelle 4 ist das Gebläserad verbunden. Es besteht aus der flachen, mit einem tellerartigen Rand 9 versehenen rückseitigen Scheibe 10, der ebenen vorderen Deckscheibe 11 und den dazwischen angeordneten Schaufeln 12, welche beispielsweise rückwärts gekrümmt sein sollen.
    Nach dem Gebläserad ist die Umlenkscheibe 13 angeordnet. Sie besitzt einen etwas geringeren Durchmesser als das Gebläserad. Zwischen ihrem Umfang und dem Innendurchmesser der rohrförmigen Hülle 1 ist ein den Strömungsweg verengender ringförmiger Spalt 14 gebildet.
    Ein solches Hochdruck-Gebläse weist folgende Funktionsweise auf:
    Beim im Betrieb befindlichen Gebläserad verläßt - falls kein oder nur ein geringer Gegendruck vorhanden ist - ein sehr großer Teil der durch die Einströmdüse 3 angesaugten Volumens nach Durchströmung auf direktem Weg das Gebläserad. Bei zunehmenden Druck wird ein Teil des zu fördernden Mediums, welches die Schaufeln des Gebläserades verläßt, wieder in die Schaufeln zurückgeführt und nochmals beschleunigt. Durch die Mehrfachbeschleunigung werden hohe Drücke und eine steile Druck-Volumen-Kennlinie erreicht.
    Das bedeutet, daß bei einer Änderung des Gegendrucks nur geringe Volumenstromänderungen auftreten. Bei einem Ausführungsbeispiel des gezeigten Hochdruck-Gebläses wurde bei einem Gegendruck von ca. 600 Pascal ein Volumenstrom von 12l/s verwirklicht.
    Fig.2 zeigt ein Hochdruck-Gebläse, welches in gleicher Weise aufgebaut ist, wie das Hochdruck-Gebläse in Fig.1. Die gleichen Bestandteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel des Hochdruck-Gebläses in Fig. 1 ist der Elektromotor 2 in Strömungsrichtung hinter den anderen Teilen angeordnet.
    Die vorgeschlagenen Hochdruck-Gebläse sind beispielsweise besonders geeignet, um mit einem Gasbrenner zusammengesetzt zu werden.
    Ein solches Gebläse ist beispielsweise in Fig. 3 gezeigt. Die Bestandteile dieses Gebläses, welche mit den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Gebläsen identisch sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
    Der Motor 2 ist an einer geschlossenen Wand 15 befestigt, so daß zwischen ihr und der Einströmdüse 3 ein Anströmraum 18 vorhanden ist. Die zur Bildung des Gas-Luftgemisches benötigte Luft wird dem Anströmraum 18 radial zugeführt, wie durch die Pfeile 19 verdeutlicht.
    Das Gas wird über das Zuführungsrohr A 2, welches mit dem Ringkanal 6 in Verbindung steht, zugeführt. Es gelangt aus dem Ringkanal 6 durch den Schlitz 7 in die Einströmdüse 3. Der Schlitz 7 erstreckt sich nur über einen Teil des Umfangs der Einströmdüse 3, beispielsweise über 340 Winkelgrade.
    Auf der Ausströmseite des Hochdruck-Gebläses ist ein kugelkalottenförmiger, mit einer Vielzahl von Öffnungen versehener Deckel 20 vorgesehen. Der Deckel 20 kann ein halbkugelförmiger Siebboden sein.
    Das Hochdruck-Gebläse gemäß Fig. 3 eignet sich besonders für den Einsatz bei solchen Gasbrennern, bei denen eine kreisförmige oder ringförmige Austrittsöffnung benötigt wird. Wenn das Gas am Zuführungsrohr A 2 zugeführt wird, ergibt sich durch die Teilrückführung des Gas-Luftgemisches in das Gebläserad eine sehr gute Durchmischung des Ausgangskomponenten Gas und Luft, welches sich sehr positiv auf die Emissionswerte des Gasbrenners auswirkt.
    Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, weist die Einströmdüse des Hochdruck-Gebläses zwei Ringkanäle auf. Der obere Ringkanal 21, welcher mit dem Anschlußstutzen A 1 versehen ist, dient zur Abnahme eines Steuerdruckes. Die Größe des am Anschlußstutzen A 1 abgenommenen Drucks ist dem jeweils geförderten Luftvolumen proportional. Der untere Ringkanal 6, welcher mit dem Anschlußstutzen A 2 versehen ist, ist für die Gaszuführung vorgesehen.
    Wie aus Fig. 4 zu erkennen, ist an der Wand 15 unter Zwischenschaltung eines mit einem Außengewinde versehenen Rohres 16 eine kegelförmige Drossel vorrichtung 17 vorgesehen. Diese Drosselvorrichtung 17 ist durch Verdrehen axial verstellbar ausgebildet, so daß sie innerhalb eines bestimmten Bereiches in verschiedene Positionen zur Einströmdüse 3 gebracht werden kann. Mit der Drosselvorrichtung kann für einen vorhandenen Unterdruck in den Ringkanälen innerhalb eines bestimmten Bereiches verschiedene Volumenströme oder verschiedene Luftmengen eingestellt werden. Da eine Wechselbeziehung zwischen Luftmenge und Brennerleistung besteht, kann die maximale Brennerleistung bei einer vorgegebenen Lüfterdrehzahl und einem vorgegebenen Differenzdruck zwischen A 1 und B stufenlos eingestellt werden.
    Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf die Unterseite des Gebläserades bei nicht vorhandener Deckscheibe. Es ist die rückseitige Scheibe 10 mit den rückwärts gekrümmten Schaufeln 12 zu erkennen.

    Claims (11)

    1. Hochdruck-Gebläse zur Förderung eines gasförmigen Mediums, bei dem in einer rohrförmigen Hülle ein Gebläserad angeordnet ist, von dem das Medium im wesentlichen axial angesaugt, radial beschleunigt und axial ausgeblasen wird, und bei dem dem Gebläserad eine feststehende Leitvorrichtung nachgeschaltet ist, wobei in der rohrförmigen Hülle (1) folgende Teile angeordnet sind:
      a) ein an der rohrförmigen Hülle (1) befestigter Elektromotor (2) mit einer Motorwelle,
      b) eine Einströmdüse (3),
      c) ein geschlossenes Gebläserad mit einer rückseitigen Scheibe (10) und einer vorderen Deckscheibe (11) mit kleinerem Durchmesser als dem der rückseitigen Scheibe und einer Mehrzahl von zwischen der Scheibe (10) angeordneten Schaufeln (12),
      gekennzeichnet durch,
      d) eine Umlenkscheibe (13), deren Durchmesser kleiner als der der Scheibe (10) ist und welche einen ringförmigen, den Strömungsweg verengenden Spalt (14) an der Innenseite der rohrförmigen Hülle (1) bildet.
    2. Hochdruck-Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (2) in Strömungsrichtung vor den Teilen a) bis d) angeordnet ist.
    3. Hochdruck-Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (2) in Strömungsrichtung hinter den Teilen a) bis d) angeordnet ist.
    4. Hochdruck-Gebläse nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
      a) die Einströmdüse (3) weist im Bereich der kreisförmigen Öffnung (5) einen ringförmigen Kanal (6) auf, welcher einen kreisförmigen, zur Öffnung (5) hinweisenden Ringschlitz (7) besitzt,
      b) der ringförmige Kanal (6) steht über eine Öffnung (8) mit der Außenseite der rohrförmigen Hülle (1) in Verbindung,
      c) der Innenraum der rohrförmigen Hülle oberhalb der Einströmdüse (3) steht über eine weitere Öffnung (B) mit der Außenseite der rohrförmigen Hülle in Verbindung.
    5. Hochdruckgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Öffnung (5) der Einströmdüse (3) eine axial verstellbare, kegelförmige Drosselvorrichtung angeordnet ist.
    6. Hochdruckgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 5, daß zwischen einer auf der Abtriebsseite des Motors vorhandenen Wand (15) und der Einströmdüse (3) ein Anströmraum (18) gebildet ist, bei dem in der Wand (15) ein Zuführungsrohr (A 2) vorhanden ist und der Anströmraum (18) Zuströmöffnungen (19) besitzt.
    7. Hochdruckgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (12) rückwärts gekrümmt sind.
    8. Hochdruckgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (12) radial endend ausgebildet sind.
    9. Hochdruckgebläse nach den Ansprüchen 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (12) vorwärts gekrümmt ausgebildet sind.
    10. Hochdruck-Gebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei zunehmendem Druck ein Teil des zu fördernden Mediums, welches die Schaufeln des Gebläserades verläßt, wieder in die Schaufeln zurückgeführt und nochmals beschleunigt wird.
    11. Hochdruck-Gebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der vorderen Deckscheibe (11) kleiner ist als derjenige der Umlenkscheibe (13).
    EP97401743A 1996-07-19 1997-07-21 Hochdruck-Gebläse Expired - Lifetime EP0819855B1 (de)

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    DE19629220 1996-07-19
    DE19629220A DE19629220B4 (de) 1996-07-19 1996-07-19 Hochdruck-Gebläse

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0819855A1 EP0819855A1 (de) 1998-01-21
    EP0819855B1 true EP0819855B1 (de) 2004-11-17

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    ID=7800314

    Family Applications (1)

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