EP1528259A1 - Radialgebläse für einen Gasbrenner - Google Patents

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EP1528259A1
EP1528259A1 EP03400066A EP03400066A EP1528259A1 EP 1528259 A1 EP1528259 A1 EP 1528259A1 EP 03400066 A EP03400066 A EP 03400066A EP 03400066 A EP03400066 A EP 03400066A EP 1528259 A1 EP1528259 A1 EP 1528259A1
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EP
European Patent Office
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housing
radial fan
fan according
impeller
suction
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EP03400066A
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English (en)
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EP1528259B1 (de
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Ernst Claussen
Christian Lindig
Detlef Mandel
Joachim Peetz
Gerd Wagner
Yingan Dr. Xia
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Punker GmbH
ACC Germany GmbH
Original Assignee
FHP Motors GmbH
Punker GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/102—Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/34—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
    • F23D14/36—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air in which the compressor and burner form a single unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/602—Drainage
    • F05D2260/6022—Drainage of leakage having past a seal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/301—Pressure

Definitions

  • the invention relates to a radial fan for a gas burner according to the preamble of claim 1.
  • Such radial blowers are generally for example from the EP 1002957 A1, EP 1002958 A2, EP 1022469 A1 or the EP 1022470 A1 and have excellent properties in terms of the achieved working pressure, the efficiency and the blower power on.
  • An object of the present invention is therefore to to supply the fuel gas without loss to a blower for gas burners.
  • the fuel gas can thus according to the invention directly while avoiding a venturi arrangement are supplied to the blower.
  • the blower according to the invention a so-called HG blower, in the first suction chamber a negative pressure area owns, which ensures the intake of the fuel gas. It also fulfills the legal requirement that at the place where the fuel gas flows into the system, at least a negative pressure of 50 Pa must prevail.
  • a critical point is the shaft feedthrough for the drive shaft of the impeller.
  • a sealing device provided at the shaft bushing, being used for suction from passing through the sealing device residual gas a suction line into the vacuum area of the first suction chamber extends.
  • Their mouth is preferably arranged next to the suction opening of the first suction chamber, where there is an automatic negative pressure. This vacuum area ensures the suction possibly through the Sealing device of reaching residual gas with the help the suction line.
  • the suction is expediently at least partially integrated in or on the housing wall to separate cables to avoid, which would not only visually disturbing, but are also often cause of disturbances.
  • This suction line is preferably connected to a pressure measuring line, to check the vacuum and thus the safe function to be able to.
  • the sealing device is preferred as at least one stage Labyrinth seal formed.
  • a labyrinth seal body in the area of the shaft feedthrough fixed to the drive shaft and between two fixed housings counterparts along a labyrinth gap arrangement arranged on its outer surface.
  • At the inside of the case remote end portion of the labyrinth gap assembly is a arranged with the suction suction chamber, from which eventually passes through the labyrinth seal Fuel gas sucked off and returned to the first suction chamber can be.
  • At least one of the housing-fixed counterparts is expediently in a corresponding housing recess fixed, in particular locked. This allows one fast and easy installation.
  • the shaft passage on the one hand and the mouth of the suction line are preferably on different sides of the Walls arranged, with the suction then over the peripheral wall extends in or on this.
  • the Peripheral wall and one of the side walls a one-piece Housing main part, with the lid-like other Side wall connectable, in particular screwed.
  • the shaft bushing for the drive shaft is preferred arranged on the housing main part, so that even during assembly the impeller is mounted in the housing main body and this then only closed by the lid-like side wall must become.
  • a lid or pot-like second housing part of the motor housing with the first Housing part connectable, in particular screwed, and forms the other bearing side of the rotor, including a corresponding Rotor bearing assembly is included. This allows a lot compact overall arrangement of engine and blower and allowed a quick and easy installation. As the rotor shaft of the rotor This can simultaneously form the drive shaft, omitted otherwise required coupling and connecting links.
  • the first housing part of the motor housing Sidewall next to the motor housing a housing or a cup-like housing element for an electronic control device arranged the drive motor. This is by it Protected in a compact way next to the motor housing arranged.
  • the electronic control device suitably attached to this side wall, wherein preferably on the side wall and at least one cooling element molded for the electronic control device can be.
  • the side wall serves in addition to Cooling of the electronic control device.
  • the on one of the side walls, in particular at the with Suction port provided side wall, arranged partition is preferably locked with this side wall, which also for quick and easy installation of the overall arrangement contributes.
  • the illustrated in the figures as an embodiment radial fan has a snail-like housing, in particular according to FIGS. 1, 2 and 4 of a housing main part 10 and a lid-like, the housing main body 10 final Sidewall 11 is.
  • the housing main body 10 itself also consists of a side wall 12 and a integrally formed thereon peripheral wall 13.
  • One with a Blade ring 14 provided impeller 15 is rotatable in the housing main body 10 stored, as described in more detail becomes.
  • the impeller 15 is arranged in the housing main part 10 that his blade ring 14 is in rotation along a partially circular curved peripheral wall portion 16 in very small distance of less than 1 mm moves. From that respect the direction of rotation A of the impeller 15 rear end of the peripheral wall portion 16, the peripheral wall 13 expands below Magnification of the radial distance to the axis of rotation of the impeller 15 to a fan outlet 17 out. A contrary to the direction of curvature the peripheral wall portion 16 curved end portion the peripheral wall 13 connects the peripheral wall portion 16 with the blower outlet 17.
  • the one end cover for the housing main part 10 forming Side wall 11 has the outer contour of the side wall 12 of the housing main body 10, wherein the two side walls 11, 12 in the assembled state parallel and through the Width of the peripheral wall 13 arranged away from each other are.
  • the free edge region of the peripheral wall 13 has a Groove 19 for inserting a seal and on the outside integrally molded fasteners 20 for screwing with corresponding fasteners 21 of Side wall 11 thereby serve to close the housing.
  • the inside of the side wall 11 has an annular Recess 22, in the assembled state, the impeller 15 engages.
  • This is for example in the aforementioned EP 1002958 A2 described in more detail.
  • This also applies to the corresponding sealing of the impeller 15 at the opposite Front side, where also such labyrinthine seals are provided, which can not be seen in the drawing are.
  • a partition wall 23 is fixed, for example by Screws or locking elements 24, which in the assembly in the Engage side wall 11. In the assembled state extends this partition 23 into the interior of the cup-shaped impeller 15 and divides its interior into a first suction chamber V1 and a second suction chamber V2.
  • the suction chamber V2 is the one small gap distance facing the impeller 15 peripheral wall portion 16 faces.
  • the frontal, on the side wall 11 ending boundary surfaces of the two suction chambers V1 and V2 also designated V1 and V2.
  • Impeller 15 in the region of the first suction chamber V1 acts that Impeller 15 in the region of the first suction chamber V1 as a radial fan. Outside air is through an air intake 25 at the Side wall 11 is sucked into the first suction chamber V1 and over the peripheral region of the first suction chamber V1 through the blade ring 14 accelerated radially outward. This accelerated Air flow is divided outside into a first working flow and a second working current. The first working current arrives back to the first suction chamber V1 and gets through the radial fan action accelerates outwards again, with an essential part of this working flow on the opposite side End of the first suction chamber V1 in the spiral extension area arrives.
  • the impeller In the region of the second suction chamber V2 the impeller at its two axial ends by the Side wall 11, 12 sealed. Towards the interior forms the partition 23 a tight seal, and on the the partition wall 23 opposite peripheral wall portion 16 takes place by the small gap distance also a seal.
  • the impeller therefore operates in the region of the second suction chamber V2 exclusively as a cross-flow fan, which controls the working current sucked in the area of the blower outlet 17, compressed and in the spiral extension area or diffuser blows out again.
  • the radial fan thus works in part as a two-stage blower with a through the first suction chamber V1 formed, working as a radial fan stage and a formed by the second suction chamber V2, as a cross-flow fan working stage. This mode of action is mentioned in the beginning State of the art described in more detail.
  • a teilring- or scoop-like Injektorwandung 26 surrounds the rear seen in the flow direction Area of the air intake opening 25 and extends obliquely directed towards the first working flow into the interior of the suction chamber V1.
  • a negative pressure region at which a feed opening 27 is arranged for direct fuel gas supply, that is, a supply line for fuel gas opens at this Feed opening 27, wherein due to the prevailing there No further measures for the supply of the negative pressure Fuel gas is required.
  • the small gap distance in Area of the peripheral wall 13 to the impeller 15 by a plastic insert part 28 formed at this point in one corresponding recess of the peripheral wall 13 is inserted is.
  • This plastic insert 28 is made of antistatic Plastic and can be produced as a precise molding become.
  • the housing is made of metal, for example, made of aluminum.
  • a possible Strip the impeller on this plastic insert 28th should not be a problem or effectively prevented can, instead of the plastic insert 28 also a Metal insert, for example an aluminum insert, to step.
  • a labyrinth seal 31 is provided for this purpose.
  • she consists essentially a labyrinth seal body 32, which is rotatably connected to the drive shaft 30.
  • This Labyrinth seal body 32 is fixed between two housings Counterparts 33, 34 are arranged, of which at least the Impeller 15 facing counterpart 33 on the side wall 12th is fixed, for example by latching elements, such as locking bolts, or by screws.
  • This suction line 37 is only partially removed from the figures. It initially extends from the suction chamber 36 through the wall of the side wall 12 to an outside this side wall 12 and integrally formed on the peripheral wall 13 Conduit 38 inside. From this conduit element 38 from the suction line 37 extends into the wall of the lid-like side wall 11 into it, at the likewise a corresponding line element 39 is formed. At this Side wall 11 is externally formed a connecting element 40, as shown in Fig. 3 and from that in Fig. 2 still a measuring mouth 41 can be seen. The suction line 37 runs within this connecting element 40 and connects the inlet to the conduit member 39 with an orifice 42 in the first suction chamber V1, where in the suction chamber 36 eventually Gas can be sucked back.
  • the connecting element 40 has a Measuring orifice 41, which via a line piece 43 with the suction line 37 and thus with the negative pressure range of the first Saugraums V1 is connected.
  • a measuring mouth 41 can Measuring means are connected to the negative pressure, the measured negative pressure as a reference variable for a not shown Can provide gas pressure control valve.
  • the connecting element 40 screwed in principle or in other ways be attached to the side wall 11.
  • a first housing part 44th a motor housing for an electric drive motor 45 integrally formed.
  • This housing part consists of four a peripheral circle of the side wall 12 upstanding Wall parts. In the center are the shaft passage 29 and the drive shaft 30, wherein a bearing holder or 46 for a first rotor bearing 47 in one piece on the Side wall 12 is formed.
  • This integrally molded first housing part 44 forms together with a lid or cup-shaped second housing part 48, the motor housing for the Drive motor 45.
  • the two housing parts 44, 48 screwed together by means of retaining screws 49 and serve for receiving the winding 50 and the rotor 51 of the drive motor.
  • This rotor 51 has a rotor shaft, the is formed by the drive shaft 30.
  • the rotor or drive shaft 30 is once in the first rotor bearing 47 and on the other stored in a second rotor bearing 52, which in the lid-like second housing part 48 arranged in a bearing holder 53 is.
  • the drive motor 45 can thus by plugging and connecting the described parts to the first housing body 10 are formed, wherein the housing main part 10th a bearing and a housing for the drive motor forms.
  • a cooling arrangement 54 for electronic components integral to the side wall 12 molded In addition to the drive motor 45 or the one piece to the side wall 12 integrally formed housing part 44 is a cooling arrangement 54 for electronic components integral to the side wall 12 molded.
  • retaining bumps 56 integrally formed on the side wall 12 To hold the printed circuit board assembly 55 are retaining bumps 56 integrally formed on the side wall 12, the screw for fastening serve the circuit board assembly 55.
  • a hood-like housing 57 is on the side wall 12th screwed and takes on the PCB assembly 55.
  • the side wall 12 with the molded housing part 44th for the drive motor 45 as a cover lid-like side wall be formed while the side wall 11 according to Fig. 2 together with the peripheral wall 13, the housing main body 10 forms.
  • both side walls 11, 12 may cover-like formed and on the peripheral wall 13th attached, for example, be screwed.

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Abstract

Es wird ein Radialgebläse für einen Gasbrenner mit einem topfartigen Laufrad (15) vorgeschlagen, das an seinem Umfang mit einem Schaufelkranz (14) versehen ist. Ein das Laufrad (15) aufnehmendes Gehäuse (10) erweitert sich ausgehend von einem teilkreisartig gekrümmten, direkt entlang des Schaufelkranzes (14) verlaufenden Umfangswandbereich (16) schneckenartig in Drehrichtung des Laufrads (15) radial zu einem Auslass (17). Eine von zwei die axialen Stirnseiten des Laufrads (15) abdeckenden Seitenwandungen besitzt eine Trennwand (23), die in das topfartige Laufrad (15) eingreift und dessen Innenraum in einen ersten (V1) und einen zweiten Saugraum (V2) unterteilt, wobei dem ersten Saugraum (V1) eine Ansaugöffnung und direkt daneben eine Zuführöffnung zur direkten Brenngaszuführung angeordnet ist. Bei diesem Radialgebläse bildet sich im ersten Saugraum (V1) ein Unterdruckbereich aus, sodass das Brenngas ohne ansonsten erforderliche zusätzliche Maßnahmen angesaugt werden kann. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse für einen Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Radialgebläse sind generell beispielsweise aus der EP 1002957 A1, der EP 1002958 A2, der EP 1022469 A1 oder der EP 1022470 A1 bekannt und weisen hervorragende Eigenschaften hinsichtlich des erzielten Arbeitsdrucks, des Wirkungsgrads und der Gebläseleistung auf.
Bei bekannten Gebläsen für Gasbrenner besteht das Problem, zum einen das Brenngas sicher zuzuführen und zum anderen für eine gute Durchmischung mit der Luft zu sorgen. Hierzu werden Venturi-Ansaugvorrichtungen verwendet, bei denen das Brenngas angesaugt und mit der Verbrennungsluft vermischt wird. Dieses Gemisch wird dann dem Gebläse zugeführt. Nachteilig an den bekannten Venturi-Ansauglösungen ist die hierzu erforderliche Einschnürung der Zuführungsleitung, die zu einem Leistungsverlust und/oder Druckverlust führt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, das Brenngas einem Gebläse für Gasbrenner verlustfrei zuzuführen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass neben der Ansaugöffnung im Unterdruckbereich des ersten Saugraums eine Zuführöffnung zur direkten Brenngaszuführung angeordnet ist.
Das Brenngas kann somit erfindungsgemäß direkt unter Vermeidung einer Venturi-Anordnung dem Gebläse zugeführt werden. Dies ist dadurch möglich, dass das erfindungsgemäße Gebläse, ein sogenanntes HG-Gebläse, im ersten Saugraum einen Unterdruckbereich besitzt, der die Ansaugung des Brenngases gewährleistet. Dabei wird auch die gesetzliche Forderung erfüllt, dass an dem Ort, wo das Brenngas in das System einströmt, mindestens ein Unterdruck von 50 Pa herrschen muss.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Radialgebläses möglich.
Bei solchen Radialgebläsen für Gasbrenner ist es weiterhin erforderlich, dass das Brenngas nicht in unerwünschter Weise an nicht vorgesehenen Stellen aus dem Gebläsegehäuse entweichen kann. Eine kritische Stelle ist dabei die Wellendurchführung für die Antriebswelle des Laufrads. Um hier ein Entweichen des Brenngases, selbst in kleinen Mengen, zu verhindern, ist in vorteilhafter Weise eine Abdichtungsvorrichtung an der Wellendurchführung vorgesehen, wobei sich zur Absaugung von durch die Abdichtungsvorrichtung gelangenden Gas-Restmengen eine Absaugleitung bis in den Unterdruckbereich des ersten Saugraumes erstreckt. Deren Mündung ist vorzugsweise neben der Ansaugöffnung des ersten Saugraums angeordnet, wo automatisch ein Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruckbereich gewährleistet die Absaugung eventuell durch die Abdichtungsvorrichtung gelangender Gas-Restmengen mit Hilfe der Absaugleitung.
Die Absaugleitung ist zweckmäßigerweise wenigstens teilweise in oder an der Gehäusewandung integriert, um separate Leitungen zu vermeiden, die nicht nur optisch störend wären, sondern auch häufig Ursache von Störungen sind. Diese Absaugleitung ist vorzugsweise mit einer Druckmessleitung verbunden, um den Unterdruck und damit die sichere Funktion überprüfen zu können.
Die Abdichtungsvorrichtung ist bevorzugt als wenigstens einstufige Labyrinthdichtung ausgebildet. In einer besonders günstigen konstruktiven Ausgestaltung ist dabei ein Labyrinth-Dichtungskörper im Bereich der Wellendurchführung an der Antriebswelle fixiert und zwischen zwei gehäusefesten Gegenstücken unter Bildung einer Labyrinth-Spaltanordnung entlang seiner Außenfläche angeordnet. An dem vom Gehäuse-Innern entfernten Endbereich der Labyrinth-Spaltanordnung ist eine mit der Absaugleitung verbundene Absaugkammer angeordnet, von der aus eventuell durch die Labyrinthdichtung gelangendes Brenngas abgesaugt und in den ersten Saugraum rückgeführt werden kann. Wenigstens eines der gehäusefesten Gegenstücke ist zweckmäßigerweise in einer entsprechenden Gehäuseausnehmung fixiert, insbesondere verrastet. Dies erlaubt eine schnelle und einfache Montage.
Die Wellendurchführung einerseits und die Mündung der Absaugleitung sind vorzugsweise an verschiedenen Seiten der Wandungen angeordnet, wobei sich die Absaugleitung dann über die Umfangswandung in oder an dieser erstreckt. Beim Zusammenbau werden dann automatisch die erforderlichen Leitungsverbindungen hergestellt.
In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung bilden die Umfangswandung und eine der Seitenwandungen ein einstückiges Gehäusehauptteil, das mit der deckelartig ausgebildeten anderen Seitenwandung verbindbar, insbesondere verschraubbar ist. Dabei ist die Wellendurchführung für die Antriebswelle bevorzugt am Gehäusehauptteil angeordnet, sodass auch bei der Montage das Laufrad im Gehäusehauptteil montiert wird und dieses dann lediglich noch durch die deckelartige Seitenwandung verschlossen werden muss.
In einer weiteren bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung ist ein erstes Gehäuseteil des Motorgehäuses eines das Laufrad antreibenden Antriebsmotors einstückig an die mit der Wellendurchführung versehene Seitenwandung angeformt, wobei diese seitenwandung eine der beiden Lagerseiten des Rotors des Antriebsmotors bildet und eine entsprechende Rotorlageranordnung aufweist. Vorzugsweise ist dabei ein deckel- oder topfartiges zweites Gehäuseteil des Motorgehäuses mit dem ersten Gehäuseteil verbindbar, insbesondere verschraubbar, und bildet die andere Lagerseite des Rotors, wozu eine entsprechende Rotorlageranordnung enthalten ist. Dies ermöglicht eine sehr kompakte Gesamtanordnung von Motor und Gebläse und erlaubt eine schnelle und einfache Montage. Da die Rotorwelle des Rotors hierbei gleichzeitig die Antriebswelle bilden kann, entfallen ansonsten erforderliche Kopplungs- und Verbindungsglieder.
In einer weiteren vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung ist an der mit dem ersten Gehäuseteil des Motorgehäuses versehenen Seitenwandung neben dem Motorgehäuse ein Gehäuse oder ein topfartiges Gehäuseelement für eine elektronische Steuereinrichtung des Antriebsmotors angeordnet. Diese ist dadurch geschützt in kompakter Weise unmittelbar neben dem Motorgehäuse angeordnet. Dabei ist die elektronische Steuereinrichtung zweckmäßigerweise an dieser Seitenwandung befestigt, wobei bevorzugt an der Seitenwandung auch wenigstens ein Kühlelement für die elektronische Steuereinrichtung angeformt sein kann. Die Seitenwandung dient dadurch zusätzlich zur Kühlung der elektronischen Steuereinrichtung.
Die an einer der Seitenwandungen, insbesondere an der mit der Ansaugöffnung versehenen Seitenwandung, angeordnete Trennwand ist bevorzugt mit dieser Seitenwandung verrastbar, was ebenfalls zur schnellen und einfachen Montage der Gesamtanordnung beiträgt.
Für optimale Gebläseeigenschaften ist es erforderlich, dass der Radialspalt zwischen dem Laufrad und dem direkt entlang dieses Laufrads verlaufenden Umfangswandbereich des Gebläsegehäuses möglichst klein ist. Um dieses zu erreichen, besitzt dieser Umfangswandbereich bevorzugt innen eine Aufnahme für ein Kunststoffwandteil, das einen kleinstmöglichen Radialspalt gewährleistet und bevorzugt aus einem antistatischen Kunststoff besteht, um eine Gefährdung durch Funkenbildung in diesem Bereich zwischen dem Laufrad und dem metallischen Gebläsegehäuse zu verhindern.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine perspektivische Ansicht des Gehäusehauptteils eines Radialgebläses bei abgenommener Seitenwandung,
Fig. 2
die Innenseite der abgenommenen Seitenwandung, die zusammen mit dem Gehäusehauptteil gemäß Fig. 1 das Gebläsegehäuse bildet,
Fig. 3
ein an die Seitenwandung gemäß Fig. 2 außen angeformtes Unterdruck-Leitungselement,
Fig. 4
das in Fig. 1 dargestellte Gehäusehauptteil in einer perspektivischen Ansicht der Antriebsseite,
Fig. 5
eine Schnittdarstellung des Seitenwandbereichs des Gehäusehauptteils mit anmontiertem Antriebsmotor und Elektronikgehäuse und
Fig. 6
eine perspektivische Gesamtansicht des Radialgebläses.
Das in den Figuren als Ausführungsbeispiel dargestellte Radialgebläse besitzt ein schneckenartiges Gehäuse, das insbesondere gemäß den Fig. 1, 2 und 4 aus einem Gehäusehauptteil 10 und einer deckelartigen, das Gehäusehauptteil 10 abschließenden Seitenwandung 11 besteht. Das Gehäusehauptteil 10 selbst besteht ebenfalls aus einer Seitenwandung 12 und einer einstückig daran angeformten Umfangswandung 13. Ein mit einem Schaufelkranz 14 versehenes Laufrad 15 ist drehbar im Gehäusehauptteil 10 gelagert, wie dies noch näher beschrieben wird.
Das Laufrad 15 ist so im Gehäusehauptteil 10 angeordnet, dass sein Schaufelkranz 14 sich bei der Drehung entlang eines teilkreisartig gekrümmten Umfangswandbereichs 16 in sehr kleinem Abstand von weniger als 1 mm bewegt. Ab dem bezüglich der Drehrichtung A des Laufrads 15 hinteren Ende des Umfangswandbereichs 16 erweitert sich die Umfangswandung 13 unter Vergrößerung des radialen Abstands zur Drehachse des Laufrads 15 bis zu einem Gebläseauslass 17 hin. Ein entgegen der Krümmungsrichtung des Umfangswandbereichs 16 gekrümmter Endbereich der Umfangswandung 13 verbindet den Umfangswandbereich 16 mit dem Gebläseauslass 17.
Die einen Abschlussdeckel für das Gehäusehauptteil 10 bildende Seitenwandung 11 besitzt die äußere Kontur der Seitenwandung 12 des Gehäusehauptteils 10, wobei die beiden Seitenwandungen 11, 12 im montierten Zustand parallel und durch die Breite der Umfangswandung 13 voneinander entfernt angeordnet sind. Der freie Randbereich der Umfangswandung 13 besitzt eine Nut 19 zum Einlegen einer Dichtung sowie an der Außenseite einstückig angeformte Befestigungselemente 20, die zum Verschrauben mit entsprechenden Befestigungselementen 21 der Seitenwandung 11 dadurch zum Verschließen des Gehäuses dienen.
Die Innenseite der Seitenwandung 11 besitzt eine kreisringartige Vertiefung 22, in die im montierten Zustand das Laufrad 15 eingreift. Dies ist beispielsweise in der eingangs genannten EP 1002958 A2 näher beschrieben. Dies gilt auch für die entsprechende Abdichtung des Laufrads 15 an der gegenüberliegenden Stirnseite, wo ebenfalls derartige labyrinthartige Abdichtungen vorgesehen sind, die in der Zeichnung nicht erkennbar sind.
An der Innenseite der Seitenwandung 11 innerhalb der Vertiefung 22 ist eine Trennwand 23 fixiert, beispielsweise durch Schrauben oder Rastelemente 24, die bei der Montage in die Seitenwandung 11 einrasten. Im montierten Zustand erstreckt sich diese Trennwand 23 ins Innere des topfartigen Laufrads 15 und unterteilt dessen Innenraum in einen ersten Saugraum V1 und einen zweiten Saugraum V2. Zur Verdeutlichung ist diese Trennwand 23 in Fig. 1 im Inneren des Laufrads 15 dargestellt, obwohl sie tatsächlich an der Seitenwandung 11 fixiert ist. Der Saugraum V2 ist dem einen geringen Spaltabstand zum Laufrad 15 besitzenden Umfangswandbereich 16 zugewandt. In Fig. 2 sind die stirnseitigen, an der Seitenwandung 11 endenden Begrenzungsflächen der beiden Saugräume V1 und V2 ebenfalls mit V1 und V2 bezeichnet.
Bei rotierendem Laufrad 15 in der Drehrichtung A wirkt das Laufrad 15 im Bereich des ersten Saugraums V1 als Radialgebläse. Außenluft wird durch eine Luftansaugöffnung 25 an der Seitenwandung 11 in den ersten Saugraum V1 gesaugt und über den Umfangsbereich des ersten Saugraums V1 durch den Schaufelkranz 14 radial nach außen beschleunigt. Dieser beschleunigte Luftstrom teilt sich außen in einen ersten Arbeitsstrom und einen zweiten Arbeitsstrom. Der erste Arbeitsstrom gelangt wieder in den ersten Saugraum V1 zurück und wird durch die Radialgebläsewirkung erneut nach außen hin beschleunigt, wobei ein wesentlicher Teil dieses Arbeitsstroms am entgegengesetzten Ende des ersten Saugraums V1 in den Spiralerweiterungsbereich gelangt. Im Bereich des zweiten Saugraums V2 ist das Laufrad an seinen beiden axialen Stirnseiten durch die Seitenwandung 11, 12 dicht abgeschlossen. Zum Innenraum hin bildet die Trennwand 23 einen dichten Abschluss, und an dem der Trennwand 23 gegenüberliegenden Umfangswandbereich 16 erfolgt durch den geringen Abstandspalt ebenfalls eine Abdichtung. Das Laufrad arbeitet daher im Bereich des zweiten Saugraums V2 ausschließlich als Querstromgebläse, welches den Arbeitsstrom im Bereich des Gebläseauslasses 17 ansaugt, verdichtet und in den Spiralerweiterungsbereich bzw. Diffusor wieder ausbläst. Das Radialgebläse arbeitet somit zum Teil als zweistufiges Gebläse mit einer durch den ersten Saugraum V1 gebildeten, als Radialgebläse arbeitenden Stufe und einer durch den zweiten Saugraum V2 gebildeten, als Querstromgebläse arbeitenden Stufe. Diese Wirkungsweise ist im eingangs genannten Stand der Technik noch näher beschrieben.
Eine teilring- oder schaufelartig ausgebildete Injektorwandung 26 umgreift den in Strömungsrichtung gesehen hinteren Bereich der Luftansaugöffnung 25 und erstreckt sich schräg zum ersten Arbeitsstrom hin gerichtet ins Innere des Saugraums V1. Bei der beschriebenen Anordnung bildet sich neben der Luftansaugöffnung 25 aufgrund der geschilderten Strömungsverhältnisse ein Unterdruckbereich aus, an dem eine Zuführöffnung 27 zur direkten Brenngaszuführung angeordnet ist, das heißt, eine Zuführungsleitung für Brenngas mündet an dieser Zuführöffnung 27, wobei aufgrund des dort herrschenden Unterdrucks keine weiteren Maßnahmen für die Zuführung des Brenngases erforderlich sind.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der geringe Spaltabstand im Bereich der Umfangswandung 13 zum Laufrad 15 durch ein Kunststoffeinsatzteil 28 gebildet, das an dieser Stelle in eine entsprechende Ausnehmung der Umfangswandung 13 eingesetzt ist. Dieses Kunststoffeinsatzteil 28 besteht aus antistatischem Kunststoff und kann als präzises Formteil hergestellt werden. Im Gegensatz dazu besteht das Gehäuse aus Metall, beispielsweise aus Aluminium. Für den Fall, dass ein mögliches Streifen des Laufrads an diesem Kunststoffeinsatzteil 28 kein Problem darstellen sollte oder wirksam verhindert werden kann, kann anstelle des Kunststoffeinsatzteils 28 auch ein Metalleinsatzteil, beispielsweise ein Aluminiumeinsatzteil, treten.
In Fig. 5 ist vom Gehäusehauptteil 10 lediglich die Seitenwandung 12 dargestellt, während die Umfangswandung 13 abgeschnitten ist. An dieser Seitenwandung ist eine Wellendurchführung 29 für die Antriebswelle 30 des Laufrads 15 angeordnet. In einer entsprechenden Ausnehmung dieser Seitenwandung 12 ist hierzu eine Labyrinthdichtung 31 vorgesehen. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Labyrinth-Dichtungskörper 32, der drehfest mit der Antriebswelle 30 verbunden ist. Dieser Labyrinth-Dichtungskörper 32 ist zwischen zwei gehäusefesten Gegenstücken 33, 34 angeordnet, von denen zumindest das dem Laufrad 15 zugewandte Gegenstück 33 an der Seitenwandung 12 fixiert ist, beispielsweise durch Rastelemente, wie Rastbolzen, oder durch Schrauben. Das im Innenraum des Gebläsegehäuses befindliche Gas kann nur über den sehr kleinen Spalt 35 zwischen dem sich drehenden Labyrinth-Dichtungskörper 32 und den beiden Gegenstücken 33, 34 austreten und gelangt in diesem Falle in eine am Ende des Spalts 35 angeordnete Absaugkammer 36. Durch geeignete Gestaltung des Labyrinth-Dichtungskörpers 32 und der Gegenstücke 33, 34 kann so eine ein- oder mehrstufige Labyrinthdichtung 31 gebildet werden, die als solche schon ein Entweichen von Gas so gut wie verhindert. Zusätzlich ist jedoch diese Absaugkammer 36 mit dem Unterdruckbereich des ersten Saugraums V1 verbunden, sodass doch durch den Spalt 35 in die Absaugkammer 36 gelangendes Gas wieder über diese Absaugleitung 37 ins Gehäuse-Innere zurückgesaugt und erneut einem Verbrennungsprozess nach Durchmischung mit angesaugter Luft zugeführt wird.
Diese Absaugleitung 37 ist nur zum Teil aus den Figuren entnehmbar. Sie erstreckt sich zunächst von der Absaugkammer 36 durch die Wandung der Seitenwandung 12 bis in ein außen an dieser Seitenwandung 12 und an der Umfangswandung 13 angeformtes Leitungselement 38 hinein. Von diesem Leitungselement 38 aus erstreckt sich die Absaugleitung 37 in die Wandung der deckelartigen Seitenwandung 11 hinein, an der ebenfalls ein entsprechendes Leitungselement 39 angeformt ist. An dieser Seitenwandung 11 ist außen ein Verbindungselement 40 angeformt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist und von dem in Fig. 2 noch eine Messmündung 41 erkennbar ist. Die Absaugleitung 37 verläuft innerhalb dieses Verbindungselements 40 und verbindet den Einlass am Leitungselement 39 mit einer Mündung 42 im ersten Saugraum V1, wohin in die Absaugkammer 36 eventuell gelangtes Gas rückgesaugt werden kann.
Wie bereits erwähnt, besitzt das Verbindungselement 40 eine Messmündung 41, die über ein Leitungsstück 43 mit der Absaugleitung 37 und damit mit dem Unterdruckbereich des ersten Saugraums V1 verbunden ist. An diese Messmündung 41 können Messmittel für den Unterdruck angeschlossen werden, die den gemessenen Unterdruck als Führungsgröße für ein nicht dargestelltes Gasdruckregelventil zur Verfügung stellen können.
Anstelle einer einstückigen Anformung kann das Verbindungselement 40 prinzipiell auch angeschraubt oder auf andere Weise an der Seitenwandung 11 befestigt sein.
Gemäß den Fig. 4 bis 6 ist an der Seitenwandung 12 des Gehäusehauptteils 10 an deren Außenseite ein erstes Gehäuseteil 44 eines Motorgehäuses für einen elektrischen Antriebsmotor 45 einstückig angeformt. Dieses Gehäuseteil besteht aus vier an einem Umfangskreis von der Seitenwandung 12 hochstehenden Wandteilen. Im Zentrum befinden sich die Wellendurchführung 29 und die Antriebswelle 30, wobei eine Lagerhalterung oder -aufnahme 46 für ein erstes Rotorlager 47 einstückig an der Seitenwandung 12 angeformt ist. Dieses einstückig angeformte erste Gehäuseteil 44 bildet zusammen mit einem deckel- oder topfartigen zweiten Gehäuseteil 48 das Motorgehäuse für den Antriebsmotor 45. Gemäß Fig. 6 sind die beiden Gehäuseteile 44, 48 mittels Halteschrauben 49 zusammengeschraubt und dienen zur Aufnahme der Wicklung 50 sowie des Rotors 51 des Antriebsmotors. Dieser Rotor 51 besitzt eine Rotorwelle, die von der Antriebswelle 30 gebildet wird. Die Rotor- bzw. Antriebswelle 30 ist einmal im ersten Rotorlager 47 und zum anderen in einem zweiten Rotorlager 52 gelagert, das im deckelartigen zweiten Gehäuseteil 48 in einer Lagerhalterung 53 angeordnet ist. Der Antriebsmotor 45 kann somit durch Anstecken und Verbinden der beschriebenen Teile an das erste Gehäusehauptteil 10 gebildet werden, wobei das Gehäusehauptteil 10 eine Lagerstelle und ein Teilgehäuse für den Antriebsmotor bildet.
Neben dem Antriebsmotor 45 bzw. dem einstückig an die Seitenwandung 12 angeformten Gehäuseteil 44 ist eine Kühlanordnung 54 für elektronische Bauteile einstückig an der Seitenwandung 12 angeformt. An dieser Stelle ist gemäß Fig. 5 eine Leiterplattenanordnung 55 befestigt, im Ausführungsbeispiel angeschraubt, die eine elektronische Steuereinrichtung oder einen Teil einer solchen für den elektrischen Antriebsmotor 45 bildet. Zum Halten der Leiterplattenanordnung 55 sind Halteerhebungen 56 an der Seitenwandung 12 angeformt, die zur Schraubbefestigung der Leiterplattenanordnung 55 dienen.
Ein haubenartiges Gehäuse 57 wird auf die Seitenwandung 12 geschraubt und nimmt dabei die Leiterplattenanordnung 55 auf.
In Abweichung des dargestellten Ausführungsbeispiels könnte auch die Seitenwandung 12 mit dem angeformten Gehäuseteil 44 für den Antriebsmotor 45 als abschlussdeckelartige Seitenwandung ausgebildet sein, während die Seitenwandung 11 gemäß Fig. 2 zusammen mit der Umfangswandung 13 das Gehäusehauptteil 10 bildet. Auch beide Seitenwandungen 11, 12 könnten abschlussdeckelartig ausgebildet und an der Umfangswandung 13 angebracht, beispielsweise angeschraubt sein.

Claims (15)

  1. Radialgebläse für einen Gasbrenner mit einem topfartigen Laufrad (15), das an seinem Umfang mit einem Schaufelkranz (14) versehen ist, mit einem das Laufrad (15) aufnehmenden Gehäuse (10), das sich ausgehend von einem teilkreisartig gekrümmten, direkt entlang des Schaufelkranzes (14) verlaufenden Umfangswandbereich (16) der Umfangswandung (13) schneckenartig in Drehrichtung (A) des Laufrads (15) radial zu einem Auslass (17) erweitert und zwei die axialen stirnseiten des Laufrads (15) abdeckende Seitenwandungen (11, 12) besitzt, wobei eine an einer der Seitenwandungen (11) angeordnete Trennwand (23) in das topfartige Laufrad (15) eingreift und dessen Innenraum in einen ersten (V1) und einen zweiten Saugraum (V2) unterteilt, wobei eine der Seitenwandungen (12) eine Wellendurchführung (29) für die Antriebswelle (30) des Laufrads (15) besitzt und wobei dem ersten Saugraum (V1) eine Ansaugöffnung (25) für Außenluft zugeordnet ist und der zweite Saugraum (V2) dem direkt entlang des Schaufelkranzes (14) verlaufenden Umfangswandbereich (16) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Ansaugöffnung (25) im Unterdruckbereich des ersten Saugraums (V1) eine Zuführöffnung (27) zur direkten Brenngaszuführung angeordnet ist.
  2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdichtungsvorrichtung (31) für die Antriebswelle (30) an der Wellendurchführung (29) vorgesehen ist, und dass sich zur Absaugung von durch die Abdichtungsvorrichtung (31) gelangenden Gas-Restmengen eine Absaugleitung (37) bis in den Unterdruckbereich des ersten Saugraums (V1) erstreckt, deren Mündung vorzugsweise neben der Ansaugöffnung (25) angeordnet ist.
  3. Radialgebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugleitung (37) wenigstens teilweise in oder an der Gehäusewandung integriert und vorzugsweise mit einer Druckmessleitung (43) verbunden ist.
  4. Radialgebläse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungsvorrichtung (31) als wenigstens einstufige Labyrinthdichtung ausgebildet ist
  5. Radialgebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Labyrinth-Dichtungskörper (32) im Bereich der Wellendurchführung (29) an der Antriebswelle (30) fixiert ist und zwischen zwei gehäusefesten Gegenstücken (33, 34) unter Bildung einer Labyrinth-Spaltanordnung (35) entlang seiner Außenfläche angeordnet ist, und dass an dem vom Gehäuse-Innern entfernten Endbereich der Labyrinth-Spaltanordnung (35) eine mit der Absaugleitung (37) verbundene Absaugkammer (36) angeordnet ist.
  6. Radialgebläse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der gehäusefesten Gegenstücke (33, 34) in einer entsprechenden Gehäuseausnehmung fixiert, insbesondere verrastet ist
  7. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendurchführung (29) und die Mündung (42) der Absaugleitung (37) an verschiedenen Seitenwandungen (11, 12) angeordnet sind, und dass sich die Absaugleitung (37) über die Umfangswandung (13) in oder an dieser erstreckt.
  8. Radialgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswandung (13) und eine der Seitenwandungen (12) ein einstückiges Gehäusehauptteil (10) bilden, das mit der deckelartig ausgebildeten anderen Seitenwandung (11) verbindbar, insbesondere verschraubbar ist, wobei die Wellendurchführung (29) für die Antriebswelle (30) vorzugsweise am Gehäusehauptteil (10) angeordnet ist.
  9. Radialgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Gehäuseteil (44) des Motorgehäuses eines das Laufrad (15) antreibenden Antriebsmotors (45) einstückig an die mit der Wellendurchführung (29) versehene Seitenwandung (12) angeformt ist, wobei diese Seitenwandung (12) eine der beiden Lagerseiten des Rotors (51) des Antriebsmotors (45) bildet und eine entsprechende Rotorlageranordnung (46, 47) aufweist.
  10. Radialgebläse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein deckel- oder topfartiges zweites Gehäuseteil (48) mit dem ersten Gehäuseteil (44) verbindbar, insbesondere verschraubbar ist, wobei dieses zweite Gehäuseteil die andere Lagerseite des Rotors (51) bildet und eine entsprechende Rotorlageranordnung (52, 53) aufweist.
  11. Radialgebläse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle des Rotors (51) gleichzeitig die Antriebswelle (30) ist.
  12. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der mit dem ersten Gehäuseteil (44) des Motorgehäuses versehenen Seitenwandung (12) neben dem Motorgehäuse ein Gehäuse (57) oder ein topfartiges Gehäuseelement für eine elektronische Steuereinrichtung (55) des Antriebsmotors (45) angeordnet ist.
  13. Radialgebläse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (55) an dieser Seitenwandung befestigt (12) befestigt ist, wobei an dieser vorzugsweise auch wenigstens ein Kühlelement (54) für die elektronische Steuereinrichtung (55) angeformt ist.
  14. Radialgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an einer der Seitenwandungen (11), insbesondere an der mit der Ansaugöffnung (25) versehenen Seitenwandung (11), angeordnete Trennwand (23) mit dieser Seitenwandung (11) verrastbar ist.
  15. Radialgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der entlang des Schaufelkranzes (14) verlaufende Umfangswandbereich (16) innen eine Aufnahme für ein einen kleinstmöglichen Radialspalt zum Laufrad (15) hin gewährleistendes Kunststoffwandteil (28) besitzt.
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