CN112955663B - 具有集成冷却功能的径向通风机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种径向通风机(1)，其具有带有螺旋形的压力腔(D)的通风机壳体(2)以及转子结构组合件(10)，该径向通风机包括内部轴向敞开的轴承管(20)，在该轴承管中支承有承载通风机叶轮(30)的、具有间隙罐式马达的转子(50)的轴(40)，其中，在轴承管(20)与间隙罐式马达的壁部(W)之间形成一条位于螺旋形的压力腔(D)的第一压力腔区域(2a)与第二压力腔区域(2b)之间的空气引导通道(L)，使得空气流过所述空气引导通道(L)从其中一个压力腔区域流至另一个压力腔区域(2a、2b)并且在此热量从轴承管(20)导出到压力腔(D)中。

Description

具有集成冷却功能的径向通风机
技术领域
本发明涉及一种具有集成冷却功能的径向通风机。
背景技术
在径向通风机中，存在转子轴的轴承内机械摩擦产生热量并且热量导致过热的问题。所述问题尤其是出现在用于高转速应用的径向通风机中，该种径向风扇应被安装在轴向单侧封闭的一件式的间隙罐中，因为在那里热量附加地通过间隙罐防止向外的传热。
在本发明的意义中的高转速应用是指径流式压缩机出口处的圆周速度为至少60米/秒的通风机叶轮的转速。由此还会加强热方面的问题，因为随着转速增加必然会产生额外的热。
在某些应用情况中，高转速风扇的壳体由金属制成。由此给定冷却作用并且热量可以通过能导热的壳体壁良好地逸出。在大型的或者固定的高转速鼓风机中，替代地也可以使用成本高昂的油或水冷却装置。如果可以使用一种介质进行冷却，则在待冷却的区域被该介质环流。
对于如下情况，即壳体完全由金属制成，就存在仅采用受限制的成型技术和连接技术的缺点。由塑料制造通风机的主壳体虽然允许较高的形状自由度并且可能够实现替代的接合方法，但传热却不理想。
在通过油或水作为辅助介质进行轴承冷却时要求很高的结构上的花费和附加成套设备。
发明内容
因此，本发明的任务在于，克服上述缺陷并且提供一种径向通风机、尤其是高转速径向通风机的转子结构组合件，该转子结构组合件提供用于轴承冷却的优化的冷却可能性。
所述任务通过根据径向通风机的下述实施方式的特征组合来解决。
根据本发明，为此提出一种高转速径向通风机，其具有带有螺旋形的压力腔(螺旋通道)的通风机壳体，该径向通风机包括内部轴向敞开的轴承管，在该轴承管中支承有承载通风机叶轮的、具有间隙罐式马达的转子的转轴，其中，在轴承管与间隙罐式马达的间隙罐的壁部之间形成一条位于螺旋形的压力腔的第一压力腔区域与第二压力腔区域之间的空气引导通道，使得空气流过所述空气引导通道从其中一个压力腔区域流至另一个压力腔区域(尤其是通过间隙罐中的区域)并且在此热量从轴承管导出到压力腔中。
在本发明的一种有利实施形式中规定，所述空气引导通道的至少一个空气通道开口直接通入到所述压力腔中。所述开口的设计方案在此可以这样选择，使得所述开口有利于流动地定向并且有利于空气流入到螺旋形的压力腔中。
进一步有利地规定，至少一个空气通道开口设置在壳体的压力腔中的一个区域中，在该区域处压力在通风机运行时相对于所述空气引导通道的空气通道出口更高。
进一步有利的是如下设计方案，在该设计方案中形成轴承管的伸出部并且该伸出部构造成圆板形的伸出部，其直径大于通风机叶轮的直径。
具有凸缘的轴承管安装到壳体中，从而形成彼此嵌套的结构。在具有凸缘的轴承管与壳体之间的中间空间中，空气引导通道可以至少部分地由以通道或凹槽形式的材料空隙形成。所述通道这样构造，使得至少一个通道具有通向叶轮的螺旋通道的开口。在此，螺旋通道中的开口优选被定位成，使得其在鼓风机的常见工作点中具有尽可能大的压差。通道的相应另一个开口位于轴承管的外径的范围内。因此，在径向通风机运行时产生连续的介质流，所述介质流流入到螺旋通道的“高压侧”上的通道中，在中心环流轴承管，并且最后通过螺旋通道的“低压侧”上的一个或多个其它通道又流出到螺旋通道中。在此，介质受到加热并且转子系统的热量由此针对性被导出。这样形成的引气开口
Figure GDA0003913700500000031
的定位不必强制性地在正对着彼此对置的位置上进行。具有多个通道用于有针对性的流动构造的变型方案与仅一个单个通道具有在叶轮下方的中央回流同样是有利的。此外，不是所有的引气开口都必须伸入螺旋通道中。根据流动范围内的压力比例可以有利的是，这些通道中的其中一个终止于叶轮下方的面上。
在本发明的一种特别有利的设计方案中规定，多个空气引导通道构成一个共同的空气通道系统并且这些空气引导通道这样相互连接，使得空气流通过所述空气通道系统从一个压力腔区域流向另一个压力腔区域并且在此热量从轴承管经由所述多个空气引导通道导出到压力腔中。
本发明的一种同样有利的设计方案规定，所述一个或多个空气引导通道在通风机壳体中构造成槽状的空隙部。
此外有利的是，所述空气引导通道构造在伸出部下方的区域中并且由该伸出部限定。以这种方式，通道在一侧由轴承管的伸出部限定。
此外可以规定，所述空气引导通道直接延伸穿过由通风机壳体构成的壳体底板，该壳体底板面状地位于通风机叶轮的下方。
在本发明的一种设计方案中(优选仅设置一个通道)，通向第一压力腔区域中的空气引导通道的开口和通向螺旋形的压力腔的第二压力腔区域中的空气引导通道的开口设置在正对着相对置的位置上。然而，也可以星形分布地设置有多个在中心交叉的通道，它们的开口分别正对着地对置。
有利的是，所述轴在设置在轴承管中的第一轴承和设置在轴承管中的与第一轴承沿轴向方向间隔开的第二轴承上支承在通风机叶轮和与转子之间的区域中，并且所述空气引导通道这样延伸，使得空气流在间隙罐中(也)围绕轴承的区域流动。
此外，结构上有利的解决方案规定，所述间隙罐与通风机壳体一体地构造。
附图说明
本发明其它有利的进一步扩展方案接下来结合借助附图对本发明的优选的实施方式的说明来更详细地描述。在附图中：
图1示出径向通风机的一种实施例的侧剖面图，
图2示出根据图1的径向通风机的透视剖面图，
图3示出根据图2的具有敞开的通风机壳体的实施例的透视俯视图，
图4示出根据图3的实施例的透视俯视图，但没有通风机叶轮和具有凸缘的转子结构组合件，以及
图5至9示出本发明的其它实施例。
具体实施方式
下面参照图1至9更详细地描述本发明，其中，相同的附图标记指示相同的结构特征和/或功能特征。
在图1中示出径向通风机1的一种实施例。
径向通风机1包括转子结构组合件10。所述转子结构组合件构造用于高转速径向通风机。转子结构组合件10包括内部轴向敞开的轴承管20。在所述轴承管20中支承有轴40，其中，在所述轴40上支承有间隙罐式马达的转子50。在图1和2中同样可看出马达的处于外部的定子51。轴承管20具有向外径向突出的伸出部21。所述伸出部21在通风机叶轮30的外周边31上延伸。
在根据图1的剖面图以及图2的透视剖面图中可以很好地看出，伸出部21在通风机叶轮30的外周边31上延伸。伸出部21基本上构造成圆板形的伸出部，其直径大于通风机叶轮30的直径。通风机叶轮30放置在轴40上，使得通风机叶轮30位于伸出部21中的凹陷中。
径向通风机1具有带有螺旋形的压力腔D的通风机壳体2。被定位在轴40上的转子50作为间隙罐式马达支承在间隙罐3中，其中，在轴承管20与间隙罐式马达的间隙罐3的壁部之间形成一条位于螺旋形的压力腔D的第一压力腔区域2a与第二压力腔区域2b之间的空气引导通道L，使得空气流过所述空气引导通道L从其中一个压力腔区域流至另一个压力腔区域2a、2b并且在此热量从轴承管20导出到压力腔D中。
轴40支承在所述两个轴承24、25之间，其中，弹簧28被预紧抵靠第一轴承24。第二轴承25(在图1中下方)安装在轴承管20的下端部上。轴40连同转子50通过所述下方的轴承25突出。
轴承管20以其径向的伸出部21支承在壳体底板5上并且与通风机壳体2借助螺纹连接件固定。在这里所示的实施方式中，空气引导通道L的空气通道开口L1、L2直接通入到压力腔D中，如这在图4中可很好地看到的那样。此外，在图4中可以看出，所述两个部分空气引导通道分别在通风机壳体2中构造成槽形的空隙部并且分别从压力腔D延伸至间隙罐3。
在图5至图9中找到本发明的其它实施方式，其中，尤其是壳体2、间隙罐3、轴承管20的构造和导热区段23的构造以一种替代的形式实现。可看出的是间隙罐3v的伸出部，该伸出部在壳体2的壳体上部和壳体下部之间延伸。在图9中还可看出，在导热区段23的区域中设置有固定开口，以便将轴承管20的伸出部固定在间隙管3的伸出部上。
本发明在其实施方式方面并不局限于上面给出的优选的实施例。更确切地说，可设想多种变型方案，它们将所描绘的解决方案同样也应用在原则上不同类型的实施方式当中。因此，所示出的空气引导通道例如也可以由多个通道构成。

Claims (12)

1.径向通风机(1)，其具有带有螺旋形的压力腔(D)的通风机壳体(2)以及转子结构组合件(10)，该径向通风机包括内部轴向敞开的轴承管(20)，在该轴承管中支承有承载通风机叶轮(30)的、具有间隙罐式马达的转子(50)的轴(40)，其中，在轴承管(20)与间隙罐式马达的间隙罐的壁部(W)之间形成一条位于螺旋形的压力腔(D)的第一压力腔区域(2a)与第二压力腔区域(2b)之间的空气引导通道(L)，使得空气流过所述空气引导通道(L)从其中一个压力腔区域流至另一个压力腔区域(2a、2b)并且在此热量从轴承管(20)导出到压力腔(D)中。
2.根据权利要求1所述的径向通风机(1)，其特征在于，至少一个空气通道开口(L1)直接通入到所述压力腔(D)中。
3.根据权利要求2所述的径向通风机(1)，其特征在于，至少一个空气通道开口(L1)设置在压力腔(D)中的一个区域中，在该区域处压力在通风机运行时相对于所述空气引导通道(L)的空气通道出口(L2)更高。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的径向通风机(1)，其特征在于，形成轴承管(20)的伸出部(21)并且该伸出部构造成圆板形的伸出部，其直径DA大于通风机叶轮的直径DV。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的径向通风机(1)，其特征在于，多个空气引导通道(L)构成一个共同的空气通道系统并且这些空气引导通道这样相互连接，使得空气流通过所述空气通道系统从一个压力腔区域流向另一个压力腔区域(2a、2b)并且在此热量从轴承管(20)经由所述多个空气引导通道(L)导出到压力腔(D)中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的径向通风机(1)，其特征在于，一个或多个所述空气引导通道(L)构造在通风机壳体(2)中。
7.根据权利要求4所述的径向通风机(1)，其特征在于，所述空气引导通道(L)构造在伸出部(21)下方的区域中并且由该伸出部(21)限定。
8.根据权利要求4所述的径向通风机(1)，其特征在于，至少一个所述空气引导通道(L)延伸穿过通风机壳体(2)的壳体底板(5)，该壳体底板面状地位于通风机叶轮(30)的下方。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的径向通风机(1)，其特征在于，通向第一压力腔区域(2a)中的空气引导通道(L)的开口和通向螺旋形的压力腔(D)的第二压力腔区域(2b)中的空气引导通道(L)的开口设置在正对着相对置的位置上。
10.根据权利要求8所述的径向通风机(1)，其特征在于，在通风机壳体(2)的壳体底板(5)与通风机叶轮(30)之间设有所述伸出部(21)并且所述轴承管(20)以其径向的伸出部(21)面状地支承在通风机壳体(2)的壳体底板(5)上。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的径向通风机(1)，其特征在于，所述轴(40)在设置在轴承管(20)中的第一轴承(24)和设置在轴承管(20)中的与第一轴承沿轴向方向间隔开的第二轴承(25)上支承在通风机叶轮(30)与转子(50)之间的区域中，并且所述空气引导通道(L)这样延伸，使得空气流围绕轴承(24、25)的区域流动。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的径向通风机(1)，其特征在于，所述间隙罐(3)与通风机壳体(2)一体地构造。
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