Gebläserad

Abstract

 Gliederelemente (30-45) als Alternative für Schaufel- und Gebläserä­der wie sie in Axial- und Radialgebläsen Anwendung finden. Der Gliederkopf (23) weist rotierende, kettenartige bewegliche Glieder (30-45) auf, die sich bei Betrieb fliehkraftbedingt strecken und bei Stillstand schwerkraftbedingt in sich zusammenfal­len.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gebläserad als Alternative für Flügel-, Schaufel- und sonstige Gebläseräder, die teilweise stark verschmutzte Gase befördern, wie sie beispielsweise in Axial- und Radialgebläsen eingesetzt werden. Es ist bekannt, daß Axial- und Radialgebläse mit gutem Wirkungsgrad und kon­stantem Volumenstrom überall Anwendung finden, beispielswei­se bei der pneumatischen Förderung von Stäuben, Spänen und Hackschnitzel, wie sie in der Holz- und Kunststoffbe- und -verarbeitung anfallen. Bei den bekannten Vorrichtungen wird der Gasstrom axial angesaugt und durch die Flügel oder Räder derartiger Gebläseräder direkt koaxial ausgeblasen. Bei Radialgebläsen findet die Gasausblasung tangential statt.

[0002] Bei Gasen mit starker Staubbeladung gibt es immer Störungen und kostenaufwendige Abschaltungen, um die Gebläseräder-­Schaufeln zu reinigen. Gebläseräder die im Heizungsbereich in den Rauchgasführungen Anwendung finden, sind teils hohen Temperaturen ausgesetzt; dadurch sind sie aus dickwandigem Material hergestellt und haben dem Antriebsmotor gegenüber einen hohen Gewichtsanteil und neigen zu starken Geräusch­übertragungen.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, den Einsatz solcher allgemein als Gebläseräder bezeichneter Gasstromförderer möglichst wirtschaftlich zu gestalten und dabei insbesondere bei diesen Gebläserädern die Reinigungsprobleme zu beseitigen, damit so Ausfallzeiten vermieden werden und die Betriebssicherheit gewährleistet bleibt.

[0004] Die Alternativteile für Gebläseräder-Schaufeln sind vorzugs­weise Kränze, die aus Gliedern, die wiederum aus Einzelglie­derelementen bestehen, zusammengesetzt sind. Die Glieder sind entsprechend ihrer Anwendung verschieden gestaltet und rotieren in einer Einheit als Gliederkopf.

[0005] Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen in Gestalt eines sogenannten Gliederkopfes mit zentraler drehbarer Nabe und daran außen beweglich angehängten Gliedern aus, die insbeson­dere über den Umfang der Nabe verteilt angeordnet sind.

[0006] Die Erfindung zeichnet sich ferner bei Axalgebläsen u. a. da­durch aus, daß im Bereich des Gliederkopfes die Wandung des Gehäuses konzentrisch zur Gliederkopfachse und zur Bodenplat­te hin verjüngt ist, und daß entgegen der Antriebsseite eine Prallfläche angeordnet ist, die verhindert, daß die anströ­menden Gase zentrisch axial entweichen können.

[0007] Die Glieder erstrecken sich bei Rotation dabei bis fast an die konisch sich verjüngende Wandung. Die Glieder durchschla­gen den teils strömungslosen Gasstrom, verursachen dadurch große Druckgradienten und im Gefolge davon Verwirbelungen. Dadurch werden die Gase durch die verschieden gestalteten Glieder in Rotation im Zentrum nach außen zur Peripherie und/oder zu flächig ausgestalteten Elementen gedrückt und strömen umgelenkt über eine konisch erweiterte Umlenkfläche entgegengesetzt der Ansaugrichtung ab. Bei Radialgebläsen hat das Gehäuse eine strömungsgünstige Form, so daß die Gase nur tangential ausgeblasen und nicht mehr umgelenkt zu wer­den brauchen.

[0008] Die Glieder erstrecken sich bei Rotation, bedingt durch die Fliehkräfte, radial nach außen und nehmen so ihre für die Gasförderung optimale Stellung ein. Bei Stillstand des Glie­derkopfes hängen sie dagegen schwerkraftbedingt nach unten. Die Glieder sind bezüglich der Krustenbildung selbstreini­gend durch die Bewegung, der sie beim Anlaufen und Auslaufen des Gliederkopfes unterworfen sind.

[0009] Die Glieder bestehen vorzugsweise aus Stahl, sie können aber auch aus einem hinreichend schweren und stabilen anderen Me­tall oder Kunststoff bestehen. Zur Vermeidung der Krustenbil­ dung ist die Beweglichkeit der einzelnen Glieder vorteilhaft und insbesondere auch, daß außen an der Nabe mehrere Glieder angehängt sind, die aus je mehreren, nach Art von Kettenstük­ken mit gegenseitiger Beweglichkeit aneinandergehängten Glie­derelemente bestehen.

[0010] Die mit den rotierenden Gliedern hervorgerufene gasfördernde Wirkung wird dadurch begünstigt, daß die Glieder zu zwei oder mehreren Kränzen angeordnet sind, wobei jeder Kranz aus mehreren auf der gleichen axialen Höhe auf den Umfang ver­teilt angeordneten Gliedern besteht. Da die Gasströmung auf ihrem Weg von der Anströmseite umgelenkt die Bahn der rotie­renden Glieder durchsetzen muß, muß sie in diesem Fall die verschiedenen Kränze mindestens einmal durchsetzen. Die Um­lenkung um 90 Grad, die durch mehrere solcher Kränze hervorge­rufen wird, ist deshalb besonders intensiv und gasfördernd, weil die benachbarten Kränze sich gegenseitig beeinflussen und dabei zur zusätzlichen Gasförderung anregen und die Gase durch die Wandung oder Prallfläche gezwungen werden, radial abzuströmen.

[0011] Eine für die angestrebte Wirbelbildung besonders günstige Ausgestaltung der Glieder, die auch sehr einfach herstellbar und leicht zu warten und betriebssicher ist, ist dadurch ge­kennzeichnet, daß das Glied aus flachen Ösen besteht, die in­einandergehängt und, bezogen auf ihre Flächenausdehnung, um 90 Grad gegenüber den jeweils benachbarten Ösen verdreht sind. Solche Glieder sind als Kettenabschnitt bekannt und üb­lich und stehen als Massenproduktionsartikel in den verschie­densten Größen und Materialien preiswert zur Verfügung.

[0012] Durch den 90 Grad-Versatz benachbarter Ösen werden Druckgra­dienten entlang des radial gestreckten Gliedes im Takt der Gliederelemente hervorgerufen, die für die angestrebte Gas­förderung günstig sind. Es empfiehlt sich in diesem Fall, die zuinnerst gelegenen Ösen, bezogen auf ihre Flächenausdeh­nung, parallel zur Gliederkopfachse anzuordnen. Die Ösen kön­nen Ringe, vorzugsweise langgestreckte, ovale Ringe sein.

[0013] Man kann aber auch zur Begünstigung der Wirbelbildung ein oder mehrere Ösen nur für den erforderlichen freien Spiel­raum zum Einhängen der Nachbargliederelemente offen ausge­stalten und darüber hinaus geschlossen ausgestalten. Das läuft darauf hinaus, daß die Öse die Form einer Scheibe hat mit zwei diametral gegenüberliegenden Löchern, in denen die benachbarten Ösen eingehängt sind. Man kann in einem solchen fall sämtliche Ösen derartig geschlossen ausgestalten oder aber nur die vertikal Stehenden oder eine andere Auswahl treffen. Bei Radialgebläsen und zwei angeordneten Kränzen und mehr wird vorzugsweise ein als Schaufel ausgebildetes vorwärts-, rückwärtsgekrümmtes oder gerades Element angeord­net, das lose mit den Gliedereinheiten, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, verbunden ist.

[0014] Die Startphase, in der der Gliederkopf in Rotation versetzt wird, wird mit einem Sanftanlauf, wie er Stand der Technik ist, vorgenommen. Probleme mit den Gliedern beim An- und Aus­laufen des Gliederkopfes gibt es nicht.

[0015] Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 im Teilschnitt ein Radialgebläse,

Fig. 2 den Schnitt I aus Fig. 1 bei Betrieb,

Fig. 3 im Teilschnitt ein Axialgebläse,

Fig. 4 den Schnitt I aus Fig. 3,

Fig. 5 bzw. 5a einen Ausschnitt aus Fig. 2 bzw. 3 im Ruhezustand der Gliederköpfe und

Fig. 6 eine abgeänderte Ausgestaltung eines Gliedes für den Gliederkopf, die auch in Verbindung mit Fig. 3 und 4 Verwendung finden kann.

[0016] In den Figuren 1 und 2 ist mit (1) ein Gehäuse für ein Radialgebläse bezeichnet, das im Bereich eine zur Achse (2) konzentrische Wandung (3) aufweist, die entgegen der Ansaug­richtung durch das Gehäuse (1) verschlossen ist und als Mo­toraufnahme dient. Mit (4) ist eine tangentiale Ausblasöff­nung bezeichnet.

[0017] In den Figuren 3 und 4 ist mit (1.1) ein Gehäuse für ein Axialgebläse dargestellt und bezeichnet, das im Bereich eine zur Achse (2.1) konzentrische Wandung (3.1) aufweist und ko­axial zur Achse (2.1) eine Ausblasöffnung (4.1) hat. Unten an die konzentrische Wandung (3.1) schließt sich ein koni­sches Wandungsstück (5) an, das ebenfalls konzentrisch zur Achse (2.1) ist und sich im Winkel (6) 45 Grad nach unten verjüngt und mit Distanz über einem Ansaugkanal (11) oder offen durch eine Bodenplatte (12) endet, die zugleich Motor­aufnahme sein kann (Fig. 3).

[0018] Einem Gliederkopf (23.1) ist abströmseitig im Zentrum der Austrittsöffnung (4.1) eine Prallfläche (8) zugeordnet, die verhindert, daß abströmendes Gas dem Gliederkopf (23.1) im oberen Zentrum wieder zugeführt wird. Mit (9) sind Stege be­zeichnet, die die Prallfläche (8) mit der Wandung (3.1) fest verbinden.

[0019] In dem unten gelegenen, durch das Wandungsstück (5) umgebe­nen Gehäuseabschnitt ist der allgemein mit (23.1) bezeichne­te Gliederkopf angeordnet, der koaxial zur Achse (2.1) gela­gert und um die Achse (2.1) als Rotationsachse drehbar an­treibbar ist über die nach außen geführte Welle (24). Die Drehrichtung ist durch die Pfeile (25) in Fig. 2 und 4 ange­zeigt, die Pfeile (10) zeigen die Gasströmrichtung an.

[0020] Der Gliederkopf (23.1) von einem Axialgebläse (Fig. 3, 4 und 5a), besteht aus einer zentralen Nabe (26.1) und daran außen beweglich angehängten kettenförmigen Gliedern (30 - 45), die zu zwei Kränzen (46.1, 47.1) auf den Umfang der Nabe ver­teilt angehängt sind. Die Glieder (30 - 37) bilden den obe­ ren Kranz (46.1) und die Glieder (38 - 45) den mit Abstand darunter gelegenen Kranz (47.1). Beide Kränze haben die glei­che Anzahl von Gliedern, die zum jeweils anderen Kranz auf Lücke stehen, wie aus Fig. 4 ersichtlich. Die Glieder des Kranzes (47.1) sind kürzer als die des Kranzes (46.1) zum Ausgleich der konischen Ausgestaltung des Wandungsstückes (5) und so bemessen, daß sie in der Fig. 3 gezeigten Be­triebsstellung bis fast an das Wandungsstück (5) reichen. In Ruhestellung hängen die Glieder (30 - 45) wie in Fig. 5a ge­zeichnet schwerkraftbedingt nach unten und finden dort in dem durch die Wandung (5) umschlossenen Raum Platz. Beim Aus­laufen fallen die Glieder (30 - 45) nach unten in die in Fig. 5a gezeichnete Stellung und beim Anlaufen richten sie sich auf in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung.

[0021] Die Glieder (30 - 45) bestehen aus langgestreckten Ösen, z. B. das Glied (60) aus den Ösen (61 - 65), von denen je­weils die zuinnerst gelegene Öse (61), also im Beispiel die Öse (61), an der Nabe unbeweglich befestgt ist. Die innersten Ösen (61) stehen mit der Flächenerstreckung vertikal, die nächstfolgenden Ösen, also beispielsweise die Öse (62), hori­zontal und dann die nachfolgenden Ösen abwechselnd vertikal und horizontal. Für die Glieder können handelsübliche Ketten­abschnitte verwendet werden.

[0022] Es sind abgeänderte Ausgestaltungen der Glieder und Ösen mög­lich, wesentlich ist, daß diese beweglich angehängt sind und bei Stillstand schwerkaftbedingt eine andere Stellung einneh­men als bei Rotation. Eine Möglichkeit einer Abänderung der Ausgestaltung der Glieder (30 - 45) ist in Fig. 6 darge­stellt, bei der Glied (60) aus fünf Gliederelementen besteht. Das Gliederelement (Öse 61) ist an der Nabe befestigt, die anderen Ösen sind lose, kettenförmig aneinandergehängt. Die Glieder (30 - 45) bestehen aus Ösen wie bei dem Ausführungs­beispiel nach Fig. 6 in Form von offenen Ringen (65). Das Gliederelement (63) ist eine flache, ovale Scheibe, die an beiden Enden Löcher (67 - 68) aufweist, in die die Nachbar­ösen (62 - 64) mit Spiel eingehängt sind. Man kann auch ande­ re oder alle Gliederelemente ausbilden wie das Gliederele­ment (63).

[0023] Der Gliederkopf (23) von einem Radialgebläse (Fig. 1, 2 und 5) besteht aus einer zentralen Nabe (26) und daran außen be­weglich angehängten, kettenförmigen Gliedern (30 - 37), die zu zwei Kränzen (46, 47) prallel auf den Umfang der Nabe (26) verteilt angehängt sind. Die Glieder des Kranzes (46) sind mit den Gliedern des Kranzes (47) durch flächige Elemen­te (27 - 29) beweglich verbunden, wie in Fig. 1 und 2 darge­stellt, und erstrecken sich fast bis zur Abrißkante (7) der Wandung (3). Die flächigen Elemente können ebenflächig (29) gewölbt (27, 28) oder in sonstiger, für den Gasstrom geeigne­ter Weise geformt ausgebildet sein.

[0024] Die Vorrichtungen werden wie folgt betrieben:

[0025] Der Gliederkopf (23 bzw. 23.1) wird rotierend über einen Sanftanlauf gestartet und angetrieben. Dadurch wird Gas in den Ansaugkanal (11) angesaugt. Der Gliederkopf wirkt als Radialgebläse mit diagonaler oder axialer Komponente bedingt durch die konische Ausgestaltung des Wandungsstückes (5). Durch den davon hervorgerufenen, eingangsseitigen Unterdruck wird die Gasströmung angesogen. Die Strömung wird durch die Glieder (30 - 45) und ggf. die flächigen Elemente (27 - 29) des Gliederkopfes hergestellt. Im Bereich der rotierenden Glieder des Gliederkopfes wird die Strömung radial nach außen getrieben und dabei von Gliederelement zu Gliederele­ment unterschiedlichen Druckverhältnissen ausgesetzt und das Gas zu der Austrittsöffnung gedrückt und in Pfeilrichtung (10) ausgeblasen.

BEZUGSZIFFERLISTE

[0026] 

1 Gehäuse

2 Achse

3 Wandung

4 Austrittsöffnung

5 konisches Wandungsstück

6 Winkel

7 Abrißkannte

8 Prallfläche

9 Stege

10 Pfeile

11 Ansaugkanal

12 Bodenplatte

13

14

15

23 Gliederkopf

24 Antriebswelle

25 Pfeile

26 Nabe

27 Schaufelelement

28 Schaufelelement

29 Schaufelelement

30 Glied

31 Glied

32 Glied

33 Glied

34 Glied

35 Glied

36 Glied

37 Glied

38 Glied

39 Glied

40 Glied

41 Glied

42 Glied

43 Glied

44 Glied

45 Glied

46 Kranz

47 Kranz

48

49

50 Öse

51 Öse

52 Öse

53 Öse

54 Öse

55 Öse

60 Glied

61 Gliederelement

62 Gliederelement

63 Gliederelement

64 Gliederelement

65 Gliederelement

67 Löcher

68 Löcher

Ansprüche

01) Gebläserad (23, 23.1) zum Fördern von Gasen, mit einer zentralen Drehachse (2, 2.1),
gekennzeichnet durch
- eine drehbare Nabe (26, 26.1) und
- bewegliche Glieder (30 - 45), die an der Nabe befestigt sind.

02) Gebläserad nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- es (23. 1) von einer zu seiner Drehachse (2.1) konzentrisch angeordneten Wandung (5) eines Gehäuses (1.1) umgeben ist und
- seine Glieder (30 - 45) sich bei Rotation um die Drehachse (2.1) fast bis an die Wandung (5) erstrecken.

03) Gebläserad nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Glieder (30- 45) über den Umfang der Nabe (26, 26.1) verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt sind.

04) Gebläserad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
außen an der Nabe (26, 26.1) mehrere Glieder (30 - 45) ange­hängt sind, die aus je mehreren, nach Art von Kettenstücken mit gegenseitiger Beweglichkeit aneinandergehängten Glieder­elementen (61 - 65) bestehen.

05) Gebläserad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Glieder (30 - 45) zu zwei oder mehreren Kränzen (46, 46.1, 47, 47.1) angeordnet sind, wobei jeder Kranz aus mehre­ren auf der gleichen axialen Höhe über den Umfang verteilt angeordneten Gliedern (30 - 45) besteht.

06) Gebläserad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, da
bei einem Gliederkopf (23), der mehrere Kränze (46, 47) hat, zumindest zwei Kränze (46, 47) durch flächige Elemente (27 - 29) beweglich verbunden und aneinandergekoppelt sind.

07) Gebläserad nach einem der vorhergehenden Ansprüce,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Glied (50 - 55) aus flachen Ösen (65) besteht, die inein­andergehängt und, bezogen auf ihre Flächenausdehnung, um 90 Grad gegenüber den jeweils benachbarten Ösen (64) ver­dreht sind.

08) Gebläserad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die jeweils zuinnerst gelegenen Ösen (61), bezogen auf ihre Flächenausdehnung, parallel zur Gliederkopfachse (2, 2.1) angeordnet sind..

09) Gebläserad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine oder mehrere Ösen (63) nur für den erforderlichen freien Spielraum zum Einhängen der Nachbargliederelemente (62, 64) offen und darüber hinaus aber flächig geschlossen sind.

10) Gebläserad nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
in seinem Bereich die Wandung (5) des Gehäuses (1.1) zur Gasansaugseite hin konisch verjüngt ist, vorzugsweise mit 45 Grad, und daß sich daran anschließend in Richtung zur Aus­trittsöffnung (4.1) hin die Wandung (3.1) konzentrisch zur Rotationsachse (2.1) des Gliederkopfes (23.1) fortsetzt und eine Prallfläche (8) abströmseitig angeordnet ist, die im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse angeordnet ist und den Gliederkopf fast vollständig im axialen Abstand bedeckt.

11) Gebläserad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die flächigen Elemente (27 - 29) im Querschnitt in Rotations­richtung (25) vorwärts-, rückwärtsgekrümmt oder gerade sind.

Zeichnung