Vorrichtung zum Fördern eines gasförmigen Mediums

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Radialgebläse zum Fördern eines gasförmigen Mediums gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus der DE-A-39 24 281. Das dort vorgesehene Radialgebläse besitzt einen sich von einer Engstelle aus zur Austrittsöffnung hin radial spiralförmig erweiternden Strömungskanal. Das als Schaufelrad ausgebildete Gebläserad ist außer im Bereich der zentralen einseitigen Ansaugöffnung beidseitig durch eine sich bis zur Mündung der Austrittsöffnungen erstreckenden Seitenwand geschlossen ausgebildet. Ein derartiges Radialgebläse besitzt eine steile Druck-Volumenstrom-Kennlinie, d.h. daß bei größeren Änderungen des erzeugten Drucks eine nur geringe Änderung des Volumenstroms eintritt. Weiterhin ist das Eigengeräusch relativ gering.

[0003] Es ist auch ein Radialgebläse mit einem Gehäuse mit spiralförmiger Innenkontur und einem geschlossenen Gebläserad bekannt (GB-A-2 017 823), bei dem Gebläserad-Rückwand und Gebläserad-Deckel einen konstanten Abstand zueinander aufweisen und zwischen ihnen rückwärts gekrümmte Schaufeln angeordnet sind. Bei dem bekannten Radialgebläse sind die Abmessungen des Gehäuses in radialer Richtung wesentlich größer als der Durchmesser des Gebläserades. Die Gebläserad-Rückwand weist im Bereich der Schaufeln V-förmige Ausschnitte auf, so daß sich zwischen diesen und der Gehäuserückwand eine Rückströmung ausbilden kann.

[0004] Durch diese Maßnahme soll erreicht werden, daß der Druck des Gebläses bei niedriger Lieferziffer nicht abfällt.

[0005] Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, das bekannte Radialgebläse so weiterzubilden, daß ohne Vergrößerung der Abmessungen in radialer, von der Drehachse wegweisender Richtung eine Erhöhung des statischen Differenzdrucks und damit über eine Drehzahlabsenkung eine geringere Geräuschabstrahlung erreicht wird.

[0006] Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Durch diese Ausgestaltung des Strömungskanals sowie des im Bereich der Erweiterung seitlich offenen Gebläserades ist die Strömungsrichtung des aus diesem austretenden Mediums nicht mehr streng radial gerichtet, sondern besitzt eine axiale Komponente. Dies bewirkt eine Mischung des in der Erweiterung zirkulierenden Mediums mit dem aus den Austrittsöffnungen des Gebläserades austretenden Medium. Durch das zwei- oder mehrmalige Beaufschlagen der Schaufeln im Radaußenbereich mit dem Strömungsmedium wird der Energieumsatz am Medium erhöht. Außerdem wird durch die Strömungsrückführung im erweiterten Strömungskanal eine ansonsten mögliche Erzeugung von Druckschwingungen im Medium (schwingende Luft- oder Gasgemischsäule), die im nachgeschalteten System (Brenner) zu Resonanzen anregen kann, vermieden. Außerdem ist eine gegenüber dem bekannten Radialgebläse weitere Geräuschminderung feststellbar.

[0007] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels betrieben. Es zeigen:

Fig. 1

ein Radialgebläse in der Ansicht auf die Mediumsaustrittsöffnung,

Fig. 2

die Draufsicht auf ein Gebläserad,

Fig. 3

den Querschnitt bei offenem Gehäuse gemäß dem Schnitt 1-1 der Fig. 4 und

Fig. 4

eine Draufsicht auf das Radialgebläse-Gehäuse bei angenommenem Gehäusedeckel.

[0008] In Fig. 1 ist mit 1 ein Radialgebläse-Gehäuse bezeichnet. Das Gehäuse 1 weist eine Vorderseite 3 und eine Rückseite 4 auf. Das Gebläserad 2 besteht - wie aus Fig. 3 zu erkennen ist - aus der Gebläserad-Rückwand 21, dem Gebläserad-Deckel 20 sowie den dazwischen angeordneten rückwärts gekrümmten Schaufeln 19. Die Schaufeln 19 sind sich von innen nach außen verjüngend ausgebildet, und ihre Länge ist an der Gebläserad-Rückwand 21 größer als am Gebläserad-Deckel 20. Mit einem Gebläserad 2 ist ein Antriebsaggregat 5, z. B. ein Elektromotor, vorzugsweise ein Gleichstrommotor, gekoppelt. An der Vorderseite 3 des Gehäuses 1 ist ein Ansaugstutzen 6 oder eine Ansaugdüse angebracht.

[0009] Die Innenkontur 7 des Gehäuses 1 ist spiralförmig ausgebildet und umgibt mit radialem Abstand das Gebläserad 2, wie anhand der Fig. 4 ersichtlich. Der verbleibende Raum bildet den Strömungskanal 8. Von einer Engstelle 9 aus, an der sogenannten Gehäusezunge 10, vergrößert sich das Volumen des Strömungskanals 8 bis zur Mediumaustrittsöffnung 11. Wie aus Fig. 1 erkennbar, ist der Durchmesser D des Gebläserades 2 größer als die Breite B der Mediumsaustrittsöffnung 11.

[0010] Die dem Gebläserad-Deckel 20 zugewandte Wand der Vorderseite 3 des Gehäuses 1 und die der Gebläserad-Rückwand 21 zugewandte Innenfläche der Rückseite 4 des Gehäuses 1 sind so ausgebildet, daß zwischen diesen und dem Gebläserad 2 nur ein geringer Spalt 13 bzw. 13' vorhanden ist. Hierdurch wird eine Rückströmung in den Ansaugkanal verhindert. Zweckmäßig kann dort jeweils ein Labyrinthspalt vorgesehen sein oder die Formgebung derart vorgenommen sein, daß im Spalt 13 bzw. 13' ein erhöhter Strömungswiderstand in radialer Richtung vorhanden ist.

[0011] Der Strömungskanal 8 ist im Bereich der umfangsseitigen Austrittsöffnungen 15 des Gebläserades 2 in radialer und axialer Richtung vergrößert, wie aus Fig. 3 zu erkennen ist. Die Vergrößerung des Strömungskanals 8 in axialer Richtung erstreckt sich zur Vorderseite 3 des Gehäuses 1 hin, während sich die Vergrößerung des Strömungskanals 8 in radialer Richtung um die Länge 14 in Richtung zur Drehachse 16 des Gebläserades 2 erstreckt. Hierdurch entsteht quer zu der im Strömungskanal 8 vorhandenen Strömungsrichtung des Mediums eine Rückströmung 17 in der gebildeten Erweiterung 18, durch die ein Teil des aus den Austrittsöffnungen 15 austretenden Mediums zum Gebläserad 2 zurückgeführt wird. Dadurch erhält das den Strömungskanal 8 durchströmende Medium einen Drall.

[0012] Durch die Zurückführung des beschleunigten Mediums tritt der rückgeführte Anteil auf der Länge 14 wieder in den zwischen zwei Schaufeln 19 vorhandenen Zwischenraum 19.1 des Gebläserades 2 ein und erfährt eine zusätzliche Beschleunigung. Das Medium, das dann aus der Austrittsöffnung 11 des Strömungskanals 8 austritt, besitzt daher ein größeres Energiepotential als ein nur einmal beschleunigtes Medium. Durch die Vermischung des rückgeführten Anteils mit dem angesaugten und erstmals durch das Gebläserad strömenden Anteil wird das Auftreten von periodischen Druckschwankungen, die zu Resonanzen in der angeschlossenen Anlage führen können, verhindert. Gleichzeitig tritt bei einem vorgegebenen Betriebspunkt durch die geringere notwendige Drehzahl eine Verringerung der Geräuschabstrahlung ein.

[0013] Damit diese günstige Zirkulation und Drallströmung des Mediums eintritt, ist bei dem Gebläserad 2, das einen mit den Schaufeln 19 fest verbundenen Gebläserad-Deckel 20 und eine Gebläserad-Rückwand 21 enthält, der auf der Ansaugseite 22 vorhandene Gebläserad-Deckel 20 um die Länge 14 kürzer. Der Außendurchmesser d des Deckels 20 ist daher kleiner als der Durchmesser D der Rückwand 21. Dadurch kann der zirkulierende Anteil des Mediums von der offenen Seite 23 aus wieder in das Gebläserad 2 eintreten. Bei genügend kleinem Spalt 13 oder/und Anwendung eines Labyrinthspalts kann der Gebläserad-Deckel 20 ganz entfallen.

[0014] Die als Träger für die Schaufeln 19 dienende Rückwand 21 ist mit einer Bohrung 24 versehen, die sich zweckmäßig in einer Nabe 25 erstreckt.

[0015] Der Energieumsatz bzw. die Erhöhung des Energiepotentials kann durch geeignete Gestaltung der Gehäusegeometrie, insbesondere der Abmessungen und Form der Erweiterung 18, und der Schaufelgeometrie, beispielsweise des Eintrittswinkels β1 und/oder des Austrittswinkels β2 der Schaufeln 19 des Gebläserades 2, festgelegt bzw. gesteuert werden. Je nach Verwendungszweck finden nach rückwärts gekrümmte oder radial endende oder vorwärts gekrümmte Schaufelformen Anwendung.

[0016] Die im Querschnitt der Fig. 3 rechteckig dargestellte Form der Erweiterung 18 des Strömungskanals 8 kann strömungstechnisch optimiert werden. Beispielsweise wird der Querschnitt der entstehenden Rückströmung angepaßt, d.h. es werden zumindest die in Fig. 3 sichtbaren Ecken des Strömungskanals 8 abgerundet.

[0017] Zweckmäßig ist die Engstelle 9 sowie der entgegen der Drehrichtung bis zum Luftaustritt 11 vorhandene Keilspalt 10.1 des Strömungskanals 8 derart bemessen, daß bei den auftretenden Betriebsdrehzahlen keine Schallpegelspitzen auftreten. Die Engstelle 9 kann also nicht beliebig eng gestaltet werden.

[0018] Das erfindungsgemäße Radialgebläse ist besonders geeignet zur Luft- oder Gasdruckerzeugung für Gasbrenner, die einen großen Strömungswiderstand besitzen. Einen großen Strömungswiderstand haben z. B. Gasbrenner, die eine Brennerscheibe aus Keramik mit einer Vielzahl kleiner Bohrungen aufweist (sog. Flächenbrenner), durch die das brennbare Medium hindurchgedrückt werden muß. Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet ist das Gebiet der Mischung unterschiedlicher gasförmiger Medien. Beispielsweise kann es dazu dienen, ein Brenngas mit dem notwendigen Luftanteil zu vermischen, bevor beide in den Brenner einströmen. Die gute Vermischung der Gasanteile wird durch die bei dem erfindungsgemäßen Radialgebläse infolge der Rückströmung auftretende Drallbildung des Mediums im Strömungskanal einschließlich Erweiterung erreicht.

Ansprüche

1. Radialgebläse zum Fördern eines gasförmigen Mediums, bestehend aus einem Gebläse (1) mit einer spiralförmigen Innenkontur, in welchem ein aus Gebläserad-Rückwand (21) und ansaugseitigem Gebläserad-Deckel (20) mit zwischen diesen angeordneten, in ihrer axialen Breite radial von innen nach außen stetig abnehmenden Schaufeln (19) bestehendes Gebläserad (2) mit konstantem Durchmesser derart angeordnet ist, daß zwischen dem Umfang des Gebläserades (2) und der Innenkontur des Gehäuses (1) ein sich in radialer Richtung erweiternder Strömungskanal (8) vorhanden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) zwischen der Gehäuse-Vorderseite (3) und dem Gebläserad-Deckel (20) ist ein nur geringer Spalt (13) über die gesamte radiale Länge des Deckels vorhanden,

b) der Radius des Gebläserad-Deckels (20) ist kleiner als der Radius der Gebläserad-Rückwand (21), so daß die Enden der Schaufeln (19) radial und axial offen sind.

c) der Strömungskanal (8) ist am Umfang des Gebläserades (2) im Bereich der offenen Enden der Schaufeln (19) axial und radial vergrößert, wobei die axiale Vergrößerung dort beginnt, wo der Gebläserad-Deckel (29) endet.

2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläserad-Rückwand (21) eine zentrale Nabe (25) und/oder eine zentrale Bohrung (24) aufweist, mit dem bzw. mit der ein Antriebsaggregat (5) kuppelbar ist.

3. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (13) zwischen der Vorderseite (3) und der Rückseite (4) des Gehäuses (2) und dem Gebläserad (2) derart ausgebildet ist, daß in radialer Richtung ein erhöhter Strömungswiderstand vorhanden ist.

4. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (8) im Querschnitt an die sich ausbildende Drallströmung des rückströmenden Mediums angepaßt, insbesondere kreis- oder ellipsenförmig ausgebildet ist.

5. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (19) des Gebläserades (2) in Drehrichtung nach rückwärts gekrümmt sind.

6. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (19) des Gebläserades (2) in Drehrichtung nach vorn gekrümmt oder radial endend ausgebildet sind.

7. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Erzeugung eines Luft- oder Gasgemischdrucks für Gasbrenner mit einem einen großen Strömungswiderstand aufweisenden, eine Vielzahl von Durchbrüchen aufweisenden Flächenbrenner.

8. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Mischer zum gleichmäßigen Mischen zweier oder mehr gasförmiger Medien.

Claims

1. A radial compressor for conveying a gaseous medium, comprising a compressor (1) with a spiral-shaped inner contour, in which an impeller (2) with constant diameter and consisting of an impeller rear wall (21) and an intake-side impeller cover (20) with blades (19) arranged therebetween decreasing constantly in axial width radially from the inside to the outside is arranged in such a way that a flow channel (8) widening in the radial direction is present between the circumference of the impeller (2) and the inner contour of the housing (1), characterised by the following features:

a) only a small gap (13) is present between the housing front (3) and the impeller cover (20) over the entire radial length of the cover,

b) the radius of the impeller cover (20) is smaller than the radius of the impeller rear wall (21), such that the ends of the blades (19) are radially and axially open,

c) the flow channel (8) is enlarged axially and radially at the circumference of the impeller (2) in the area of the open ends of the blades (19), wherein the axial enlargement begins where the impeller cover (29) ends.

2. A radial compressor according to claim 1, characterised in that the impeller rear wall (21) comprises a central hub (25) and/or a central hole (24) to which a drive unit (5) may be coupled.

3. A radial compressor according to one of claims 1 and 2, characterised in that the gap (13) between the front (3) and the rear (4) of the housing (2) and the impeller (2) is so constructed that increased flow resistance is present in the radial direction.

4. A radial compressor according to one of claims 1 to 3, characterised in that the flow channel (8) is cross-sectionally conformed to the developing swirling flow of the recirculating medium, and in particular is circular or elliptical in shape.

5. A radial compressor according to one of claims 1 to 4, characterised in that the blades (19) of the impeller (2) are rearwardly curved in the direction of rotation.

6. A radial compressor according to one of claims 1 to 4, characterised in that the blades (19) of the impeller (2) are forwardly curved in the direction of rotation or are of radially terminating construction.

7. A radial compressor according to one of claims 1 to 6, characterised by the use of said radial compressor to generate an air or gas mixture pressure for gas burners with a panel burner comprising a high flow resistance and a plurality of through-holes.

8. A radial compressor according to one of claims 1 to 7, characterised by use as a mixer for uniform mixing of two or more gaseous media.

Revendications

1. Soufflante radiale pour transporter un milieu gazeux, comprenant une soufflante (1) avec un contour intérieur en forme de spirale, dans laquelle une roue de soufflante (2) avec un diamètre constant, comprenant la paroi arrière de la roue de soufflante (21) et le couvercle de roue de soufflante (20) côté aspiration (20) avec des pales (19) intercalées et diminuant constamment dans leur largeur axiale radialement de l'intérieur vers l'extérieur, est disposée de telle manière qu'on ait un canal d'écoulement (8) s'élargissant dans le sens radial entre la périphérie de la roue de soufflante (2) et le contour intérieur du carter (1), caractérisée par les caractéristiques suivantes :

a) entre la face avant du carter (3) et le couvercle de roue de soufflante (20), on a une fente (13) seulement petite sur toute la longueur radiale du couvercle,

b) le rayon du couvercle de roue de soufflante (20) est inférieur au rayon de la paroi arrière de roue de soufflante (21), de sorte que les extrémités des pales (19) sont ouvertes au plan radial et axial,

c) le canal d'écoulement (8) est agrandi à la périphérie de la roue de soufflante (2) dans la zone des extrémités ouvertes des pales (19) au plan axial et radial, l'agrandissement axial commençant à l'endroit où se termine le couvercle de roue de soufflante (29).

2. Soufflante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi arrière de roue de soufflante (21) présente un moyeu (25) central et/ou un alésage (24) central avec lequel un groupe d'entraînement (5) peut être couplé.

3. Soufflante radiale selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la fente (13) entre la face avant (3) et la face arrière (4) du carter (2) et la roue de soufflante (2) est conçue de telle façon qu'on ait une résistance élevée à l'écoulement dans le sens radial.

4. Soufflante radiale selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le canal d'écoulement (8) a une forme adaptée en section transversale à l'écoulement rotationnel en formation du milieu refluant, en particulier une forme circulaire ou elliptique.

5. Soufflante radiale selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les pales (19) de la roue de soufflante (2) sont recourbées dans le sens de rotation vers l'arrière.

6. Soufflante radiale selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les pales (19) de la roue de soufflante (2) sont conçues recourbées vers l'avant dans le sens de rotation ou se terminant au plan radial.

7. Soufflante radiale selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par son utilisation pour générer une pression de mélange d'air ou de gaz pour des brûleurs à gaz avec un brûleur de surface présentant une grande résistance à l'écoulement et un grand nombre d'orifices de passage.

8. Soufflante radiale selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par son utilisation comme mélangeur pour le mélange uniforme de deux milieux gazeux ou plus.

Zeichnung