EP1528259B1 - Radialgebläse für einen Gasbrenner - Google Patents

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EP1528259B1
EP1528259B1 EP03400066A EP03400066A EP1528259B1 EP 1528259 B1 EP1528259 B1 EP 1528259B1 EP 03400066 A EP03400066 A EP 03400066A EP 03400066 A EP03400066 A EP 03400066A EP 1528259 B1 EP1528259 B1 EP 1528259B1
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EP
European Patent Office
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housing
centrifugal fan
fan according
impeller
side wall
Prior art date
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Ernst Claussen
Christian Lindig
Detlef Mandel
Joachim Peetz
Gerd Wegner
Yingan Dr. Xia
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Punker GmbH
ACC Germany GmbH
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Punker GmbH
ACC Germany GmbH
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Publication date
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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
    • F04D29/08—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
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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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
    • F04D29/4213—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
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    • 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 known, for example, from DE 10045941 A1, EP 1002957 A1, EP 1002958 A2, EP 1022469 A1 or EP 1022470 A1 and have outstanding properties with regard to the working pressure achieved, the efficiency and the blower output.
  • Venturi suction devices are used, in which the fuel gas is sucked in and mixed with the combustion air. This mixture is then fed to the blower.
  • a disadvantage of the known Venturi suction solutions is the requisite constriction of the supply line, which leads to a loss of power and / or pressure loss.
  • An object of the present invention is thus to supply the fuel gas to a fan for gas burner lossless.
  • This object is achieved in that next to the suction opening in the negative pressure region of the first suction chamber, a feed opening for direct fuel gas supply is arranged.
  • the fuel gas can thus be supplied according to the invention directly while avoiding a venturi arrangement the fan.
  • the blower according to the invention a so-called HG blower
  • the first suction chamber has a negative pressure region which ensures the suction of the fuel gas. In doing so, the legal requirement is fulfilled that at least one negative pressure of 50 Pa must prevail at the location where the fuel gas flows into the system.
  • a sealing device is provided on the shaft bushing in an advantageous manner, with a suction line extending into the vacuum region of the first suction chamber for the extraction of residual gas passing through the sealing device. Its mouth is preferably arranged next to the suction opening of the first suction chamber, where there is automatically a negative pressure. This negative pressure area ensures the extraction of gas possibly passing through the sealing device residual gas with the help of the suction line.
  • the suction line is expediently at least partially integrated in or on the housing wall in order to avoid separate lines which would not only be visually disturbing, but also frequently cause disturbances.
  • This suction line is preferably connected to a pressure measuring line, to check the negative pressure and thus the safe function.
  • the sealing device is preferably designed as at least one-stage labyrinth seal.
  • a labyrinth-sealing body is fixed to the drive shaft in the region of the shaft passage and is arranged along its outer surface between two counterparts fixed to the housing, forming a labyrinth-gap arrangement.
  • a suction chamber connected to the suction line, from which fuel gas possibly passing through the labyrinth seal can be sucked off and returned to the first suction space.
  • At least one of the housing-fixed counterparts is expediently fixed in a corresponding housing recess, in particular latched. This allows a quick and easy installation.
  • the shaft passage on the one hand and the mouth of the suction are preferably arranged on different sides of the walls, wherein the suction then extends over the peripheral wall in or on this. During assembly, the required line connections are then automatically established.
  • the peripheral wall and one of the side walls form an integral housing main part, which can be connected, in particular screwed, to the other side wall formed in the manner of a cover.
  • the shaft bushing for the drive shaft is preferably arranged on the housing main part, so that during assembly, the impeller is mounted in the housing main part and this then only has to be closed by the lid-like side wall.
  • a first housing part of the motor housing of a drive motor driving the impeller is integrally formed on the provided with the shaft passage side wall, said side wall forms one of the two bearing sides of the rotor of the drive motor and has a corresponding rotor bearing assembly.
  • a lid or pot-like second housing part of the motor housing with the first housing part is connectable, in particular screwed, and forms the other bearing side of the rotor, including a corresponding rotor bearing assembly is included.
  • a housing or a pot-like housing element for an electronic control device of the drive motor is arranged on the side wall provided with the first housing part of the motor housing next to the motor housing. This is protected in a compact manner arranged directly next to the motor housing.
  • the electronic control device is expediently attached to this side wall, wherein preferably at least one cooling element for the electronic control device can be formed on the side wall.
  • the side wall serves in addition to the cooling of the electronic control device.
  • the partition wall arranged on one of the side walls, in particular on the side wall provided with the suction opening, can preferably be latched with this side wall, which likewise contributes to the quick and easy assembly of the overall arrangement.
  • this peripheral wall region preferably has a receptacle for a plastic wall part inside, which ensures a smallest possible radial gap and preferably consists of an antistatic plastic in order to prevent a risk of sparking in this area between the impeller and the metallic fan housing.
  • the radial fan shown in the figures as an exemplary embodiment has a snail-like housing, which consists 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 side wall 11.
  • the housing main part 10 itself also consists of a side wall 12 and an integrally formed thereon peripheral wall 13.
  • a provided with a blade ring 14 impeller 15 is rotatably mounted in the housing main body 10, as will be described in more detail.
  • the impeller 15 is arranged in the housing main part 10 such that its vane ring 14 moves during the rotation along a partially circular curved peripheral wall portion 16 at a very small distance of less than 1 mm. From the rear end of the peripheral wall region 16 with respect to the direction of rotation A of the impeller 15, the circumferential wall 13 expands as the radial distance to the axis of rotation of the impeller 15 increases up to a fan outlet 17. A curved opposite to the direction of curvature of the peripheral wall portion 16 end portion of the peripheral wall 13 connects the peripheral wall portion 16 with the blower outlet 17th
  • the one end cover for the housing main body 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 are arranged parallel to each other in the mounted state and from each other by the width of the peripheral wall 13.
  • the free edge region of the circumferential wall 13 has a groove 19 for inserting a seal and integrally formed on the outside fasteners 20, which serve for screwing with corresponding fasteners 21 of the side wall 11 thereby for closing the housing.
  • the inside of the side wall 11 has an annular recess 22, in the mounted state, the impeller 15 engages. This is described in more detail, for example, in the aforementioned EP 1002958 A2. This also applies to the corresponding sealing of the impeller 15 at the opposite end, where also such labyrinth-like seals are provided, which are not visible in the drawing.
  • a partition wall 23 is fixed, for example by screws or locking elements 24 which engage in the mounting in the side wall 11.
  • this partition wall 23 extends into the interior of the cup-shaped impeller 15 and divides the interior thereof into a first suction chamber V1 and a second suction chamber V2.
  • this partition wall 23 is shown in Fig. 1 in the interior of the impeller 15, although it is actually fixed to the side wall 11.
  • the suction chamber V2 faces the peripheral wall region 16 having a small gap distance to the impeller 15.
  • the frontal, ending on the side wall 11 boundary surfaces of the two suction chambers V1 and V2 are also designated V1 and V2.
  • the impeller 15 acts in the region of the first suction chamber V1 as a radial fan. Outside air is sucked through an air intake opening 25 on the side wall 11 in the first suction chamber V1 and accelerated radially outward over the peripheral region of the first suction chamber V1 through the blade ring 14. This accelerated air flow is divided outside into a first working flow and a second working flow. The first working flow returns to the first suction chamber V1 and is accelerated outwards again by the radial fan action, with a substantial part of this working flow at the opposite end of the first suction chamber V1 into the spiral extension area arrives.
  • the impeller In the region of the second suction chamber V2, the impeller is sealed at its two axial end faces by the side wall 11, 12. Towards the interior, the partition wall 23 forms a tight seal, and on the partition wall 23 opposite peripheral wall portion 16 is carried by the small clearance gap also a seal.
  • the impeller therefore operates in the region of the second suction chamber V2 exclusively as a cross-flow fan, which sucks the working flow in the region of the blower outlet 17, compressed and blown out again in the spiral extension region or diffuser.
  • the radial fan thus operates in part as a two-stage fan with a formed by the first suction chamber V1, working as a radial fan stage and formed by the second suction chamber V2, working as a cross-flow fan stage. This mode of action is described in more detail in the aforementioned prior art.
  • a teilring- or scoop-like Injektorwandung 26 surrounds the rear area of the air intake port 25 seen in the flow direction and extends obliquely directed toward the first working flow into the interior of the suction chamber V1.
  • a negative pressure region on which a feed port 27 is arranged for direct fuel gas supply that is, a supply line for fuel gas opens at this feed opening 27, due to the prevailing negative pressure no further Measures for the supply of the fuel gas are required.
  • the small gap distance in the region of the circumferential wall 13 to the impeller 15 is formed by a plastic insert part 28, which is inserted into a corresponding recess of the circumferential wall 13 at this point.
  • This plastic insert 28 is made of antistatic plastic and can be manufactured as a precise molding become.
  • the housing is made of metal, for example aluminum. In the event that a possible strip of the impeller on this plastic insert 28 should not be a problem or can be effectively prevented, instead of the plastic insert 28, a metal insert, for example an aluminum insert, can occur.
  • a labyrinth seal 31 is provided for this purpose. It consists essentially of a labyrinth seal body 32 which is rotatably connected to the drive shaft 30. This labyrinth sealing body 32 is arranged between two housing-fixed counterparts 33, 34, of which at least the impeller 15 facing counterpart 33 is fixed to the side wall 12, for example by latching elements, such as locking bolts, or by screws.
  • the gas located in the interior of the blower housing can only escape via the very small gap 35 between the rotating labyrinth sealing body 32 and the two counterparts 33, 34 and, in this case, passes into a suction chamber 36 arranged at the end of the gap 35 the labyrinth seal body 32 and the counterparts 33, 34 can be formed as a single or multi-stage labyrinth seal 31, which as such already prevents gas leakage as well as.
  • this suction chamber 36 is connected to the negative pressure region of the first suction chamber V1, so that yet through the gap 35 in the suction 36 gas reaching back again sucked through this suction 37 into the housing interior and again a combustion process after mixing with sucked air is supplied.
  • This suction line 37 is only partially removed from the figures. It first extends from the suction chamber 36 through the wall of the side wall 12 into an externally formed on this side wall 12 and on the peripheral wall 13 line member 38 inside. From this line element 38, the suction line 37 extends into the wall of the cover-like side wall 11 into which a corresponding line element 39 is likewise formed. On this side wall 11, a connecting element 40 is integrally formed on the outside, as shown in Fig. 3 and of which in Fig. 2 nor a measuring mouth 41 can be seen. The suction line 37 extends within this connecting element 40 and connects the inlet to the line member 39 with an orifice 42 in the first suction chamber V1, where in the suction chamber 36 may have been sucked back gas.
  • the connecting element 40 has a measuring mouth 41, which is connected via a line piece 43 with the suction line 37 and thus with the negative pressure region of the first suction chamber V1.
  • measuring means for the negative pressure can be connected, which can provide the measured negative pressure as a reference variable for a gas pressure regulating valve, not shown.
  • connecting element 40 may in principle also be screwed or secured in any other way on the side wall 11.
  • a first housing part 44 of a motor housing for an electric drive motor 45 is integrally formed on the side wall 12 of the housing main part 10 on the outside thereof.
  • This housing part consists of four on 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 support or receptacle 46 for a first rotor bearing 47 in one piece on the Side wall 12 is formed.
  • This integrally formed first housing part 44 forms together with a lid or pot-like second housing part 48, the motor housing 45 for the drive motor.
  • the two housing parts 44, 48 are screwed together by means of retaining screws 49 and serve to receive the winding 50 and the rotor 51st of the drive motor.
  • This rotor 51 has a rotor shaft which is formed by the drive shaft 30.
  • the rotor or drive shaft 30 is mounted once in the first rotor bearing 47 and secondly in a second rotor bearing 52, which is arranged in the cover-like second housing part 48 in a bearing holder 53.
  • the drive motor 45 can thus be formed by connecting and connecting the described parts to the first housing main part 10, wherein the housing main part 10 forms a bearing point and a partial housing for the drive motor.
  • a cooling assembly 54 is integrally formed for electronic components on the side wall 12.
  • a circuit board assembly 55 is fixed, screwed in the embodiment, which forms an electronic control device or a part of such for the electric drive motor 45.
  • retaining projections 56 are integrally formed on the side wall 12, which serve for sterbefest Trent the circuit board assembly 55.
  • a hood-like housing 57 is screwed onto the side wall 12 and takes on the circuit board assembly 55.
  • the side wall 12 may be formed with the molded housing part 44 for the drive motor 45 as a cover lid-like side wall, while the side wall 11 of FIG. 2 together with the peripheral wall 13, the housing main body 10 forms. Also, both side walls 11, 12 may be formed cover-like and attached to the peripheral wall 13, for example, be screwed.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse für einen Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Radialgebläse sind generell beispielsweise aus der DE 10045941 A1, 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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