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" G e b l ä s e " Die Erfindung betrifft ein Gebläse, bei dem das
zu verdichtende Medium zumindest einen Arbeitsraum unter mehrfachem Über -gang zwischen
einem Schaufelrad und einem seitlich davon liegenden, ringförmigen Kanal durchströmt
und bei dem der Förderdruck mit abnehmender Fördermenge zunimmt.
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Bei Gebläsen dieser Art ist der Leistungsbedarf bei voller Drosselung,
d.h. bei Fördermenge null am höchsten, was sich besonders ausgeprägt bei Gebläsen
mit steil endender Druckkenalinie zeigt.
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Eine derartige Leistungscharakteristik erweist sich dann als besonders
nachteilig, wenn das Gebläse im Wechselbetrieb zwischen Förderung und voller Drosselung
arbeiten muß, wie dies z.B. der Fall ist, wenn kurzzeitig keine Luftzufuhr erK wünscht
ist. Ein entsprechendes kurzzeitiges Abschalten des Gebläses, durch das dieser Nachteil
ausgeglichen worden könnte, ist aber nicht immer möglich. Ein rascher Aufbau des
Förderstromes ist nämlich dann nicht su gewährleisten, wenn das Gebläse erst angefahren
werden muß.
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Bekannte Gebläse der eingangs genannten Art werden daher im Hinblick
auf jene Einsätze, bei denen das Gebläse bei voller druck- oder saugseitiger Drosselung
arbeiten muß, mit einem Überdruckventil ausgerüstet, wenn man nicht die bei Nullförderung,
also beim Arbeiten mit voller Drosselung auftretende Erwärmung, sowie den in diesem
Fall besonders hohen Energieverbrauch in Kauf nehmen will.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil bei
einem Gebläse der eingangs genannten Art zu vermeiden, was erfindungsgemäß durch
im Arbeitsraum des Gebläses angeordnete Mittel zur Ablösung bzw. Verwirbelung der
Strömung von einer gewissen Drosselung ab und zur Erzielung eines starken Druckabfalles
bei weiterer Drosselung erreicht wird.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die Druckkennlinie so verändert,
daß sie nicht bis zur Fördermenge null ansteigt, sondern unterhalb einer bestimmten,
vom gewünschten Arbeitspunkt abhängigen Mindestfördermenge stark abfällt. Das Gebläse
hat so bei Nullförderung nur noch einen Leistungsbedarf, der weit unter dem bei
der gewünschten Mindestfördermenge liegt.
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Die Ablösung bzw. Verwirbelung des Förderstromes im Arbeitsraum, die
bei Absenkung der Fördermenge über einen vorgegebenen, kritischen Punkt hinaus ein
weiteres Ansteigen des Drukkes verhindert und den gewünschten Druckabfall erbringt,
kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß, bezogen au9 einen radialen Querschnitt
des von Ringkanal und Schaufelrad gebildeten Arbeitsraumes, zumindest eine, einen
kleinen Radius aufweisende scharfe Umlenkung in der Begrenzung des Quer schnittes
vorgesehen ist. Durch entsprechende Wahl des Radius kann man ein Abbiegen der Druckkennlinie
bei niedrigeren oder höheren Drücken erzwingen. Zur Erreichung der erfindungsgemäß
erwünschten
Ablösung, bzw. Verwirbelung der Strömung im Arbeitsraum haben sich Umlenkradien
als zweckmäßig erwiesen, die dem 0,1 bie 0,25-fachen der größten axialen Breite
des radialen Querschnittes des Arbeitsraumes entsprechen.
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Eine weitere Möglichkeit, die erwünschte Ablösung bzw. Ver wirbelung
des Förderstromes bei Unterschreitung einer vorgegebenen Mindestfördermenge zu erreichen,
besteht erfindungsgemäß darin, daß die axialen Stirnfläohen der Schaufeln des Schaufelrades
mit beidseitigen Anschrägungen versehen sind.
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Es hat sioh dabei als zweckmäßig erwissen, wenn, bezogen auf die Drehrichtung
des Schaufelrades, das Verhältnis der Breite der voreilenden Abschrägung zur Breite
der nacheilenden Ab -schrägung im Bereich von 0,2 bis 1 liegt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles
@äher erläutert. Da die Zeichnungen in den für die Erfindung wesentlichen Teilen
annähernd maßstabgerecht gestaltet sind, werden nur jene Teile, die aus den Zeichnungen
nicht ohne weiteres erkennbar sind, anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig.l einen schematischen Querschnitt durch ein Gebläse,
das ein Schaufelrad und einen seitlich davon liegenden ringförinigen Kanal aufweist;
Fig.2 die Druckkennlinie eines Gebläses gemäß der Erfindung; Fig.3 eine Teilansicht
eines erfindungsgemäß ausgestalteten Schaufelrades entsprechend dem Pfeil III in
Fig. 1;
Fig. 4 den in Fig. 3 dargestellten Ausschnitt eines Schafelrades
in einer abgewickelten Ansicht gemäss dem Pfeil IV in Fig. 3; Fig. 5 das in Fig.
4 angedeutete Detail A in vergrössertem Maßstab.
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Das in Fig. 1 dargestellte Gebläse weist ein Gehäuse 1 auf, innerhalb
dessen ein Arbeitsraum 2 liegt, der durch ein auf einer Welle 3 im Gehäuse 1 gelagertes
Schaufelrad 4 und einen im wesentlichen seitlich davon liegenden Ringförmigen Kanal
5 begrenzt ist. Der ringförmige Kanal 5 ist, was im Ausführungsbeispiel nicht weiter
dargedellt ist, wie bei Seitenkanalgebläsen üblich, über ein verhältnismässig kleines
Bogenstück unterbrochen, wobei angrenzend an diese Unterbrechung einerseits die
Saugöffnung und andererseits die Drucköffnung vorgesehen ist.
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Die Funktion eines darartigen Gebläses ist derart, daß innerhalb des
Arbeiteraumes 2 beim Durchgang des zu fördernden mediums dieses wiederholt im Schaufelrad
radial von innen nach aussen beschleunigt wird und nach Verlassen des Rades im Seitenkanal
wieder nach innen gelenkt wird, so dass sich der Umfangsbewegung des Mediums längs
dem Ringkanal eine Drehbewegung etwa um den Mittelpunkt des radialen Querschnittes
des Arbeitsraumes überlagert. Aufgrund dieser Funktionsweise ergibt sich bei den
bekannten Gebläsen dieser Art ein Druckverlauf über der Fördermenge, wie er in Fig.
2 teilweise strichliert durch die Kurve 7 schematisch dargestellt ist.
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Die aus der Kurve 7 erkennbare Charakteristik der bekannten Gebläse
dieser Art, dass bei Nullförderung die grösste Druckhöhe und damit auch der grösste
Leistungsbedarf gegeben ist, ist teileweise unsrwünscht. Es sind auch Ausführungen
dieser Seitenkanalgebläse bekannt, deren D@okkennlinie ab einer bestimmten
Drosselung
nicht weiter steigt, sondern von da an bis zur Nullförderung eine konstante Druckhöhe
beibehält. Auch bei dieser Ausführungsart ist der Bnergiebedsrf bei Nullförderung
noch hoch, weshalb zur Verhütung einer Übererwärmung des Gebläses von einem Betrieb
bei@ Nullförderung abgeraten wird.
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Durch die dargestellten Ausführungsbeispiele soll erreicht werden,
dass die Druck-Charakteristik derart verändert wird, dass nach Überschreiten einer
vorgegebenen, kleineren Fördermenge die Druckhöhe mit fallender Fördermange nicht
mehr ansteigt, sondern, wie in Fig. 2 mit der Kurve 8 angedeutet, din stark abfMllt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 weist hierzu der Arbeitsraum
2 in seiner Querschnittsbegrenzung zwei einen kleinen Radius r aufweisende, scharfe
Umlenkungen 9, 10 auf, die in Drehrichtung des Schaufelrades über die Länge des
Arbeitsraumes durchlaufen. Duroh diese scharfen Umlenkungen wird eine Ablösung,
bzw. Verwirbelung der Strömung von einer gewißen Drosselung ab bewirkt. Wird diese
Drosselstellung überschritten, so entsteht bei weiterer Drosselung durch die besagte
Ablösung bzw. Verwirbelung der Strömung ein Druckabfall, so dass sich ein Kurvenverlauf
ergibt, der etwa dem in Fig. 2 mit 8 bezeichneten entspricht. Als Krümmungsradius
r für die Umlenkungen 9, 10 hat sich ein solcher als zweckmässig @@@@ erwiesen,
der dem 0,1 bis 0,.25-fachen der arialen Breite 11 des radialen Querschnittes des
Arbeiteraumes 2 entspricht.
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Die Umlenkungen 9, 10 sind im Ausführungsbeispiel am rückwertigen
Teil des Arbeitsraumes, 4.h. an dam dein Ringraum 5 gegenüberliegenden Teil des
Arbeitsraumes vorgesehen, dessen Begrenzung teilweise durch die Wand 12 des Schaufelrades
gebildet ist. Die Wand 12 liegt in einer Ebene mit eine. Wandteil
13,
der bem Gehäuse 1 zugehört. Die Umlenkung 9 ist im Übergang von der durch einen
Teil des Schaufelrades 4 gebildeten, schaufelfußseitigen Begrenzung 14 des Arbeitsraumes
in die von dem Ringkanal 5 abgewandte, rückwärtige Arbeitsraumbegrenzung, die durch
die Wand 12 gebildet ist, vorgesehen. Die Umlenkung 10 ist im Übergang von der rückwärtigen
Begrenzung des Arbeitsraumes 2 in dessen radial äusserem Bereich, die hier durch
die Wand 13 gebildet ist, in die radial äussere Begrenzung 15 des Arbeitsraumes
2 vorgesehen.
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Die als Bezugsgrösse eingeführte axiale Breite 11 des radialen Querschnittes
des Arbeitsraumes 2 wird bei Gebläsen der gleichen Art, Jedoch anderen Aufbaues,
in gleicher Weise bestimmt. Dies gilt sowchl für Gebläse, bei denen mehrere Geblässeinheiten
der in Pig. 1 gezeigten Art hintereinander geschaltet sind, den sogenannten Mehrstufen-Gebläsen,
wie auch für Gebläse, bei denen zwei Einheiten im wesentlichen spiegelbildlich angeordnet
sind, die sogenannten zweiflutigen Gebläse. Auch bei ineinander übergehenden Arbeitsräumen
solcher zwei-flutiger Gebläse bezicht sich die Ereite 11 auf die Einzelflut.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 bis 5 wird die Verwirbelung
bzw. Ablösung der Strömung von einer gewissen Drosselung ab dadurch erzielt, dass
die Schaufeln 6' des Schaufelrades 4' an ihren axialen Stirnflächen 16', - die den
in Fig. 1 mit 16 bezeichneten Fächen entsprechen#, beidseitige Anschrägungen 17,
18 aufweisen. Bezogen auf die Drehrichtung 19 des Schafelrades 4' beträgt das Verhältnis
der Breite b der voreilenden Abschfägung 18 zur Breite der nacheilenden Abschrägung
a etwa 0,2 bis 1.