CZ337197A3

CZ337197A3 - Motor s univerzální konzolou ventilátoru

Info

Publication number: CZ337197A3
Application number: CZ973371A
Authority: CZ
Inventors: Michael L. Gilliland; James P. Shawcross; Robert A. Ciccarelli Jr.
Original assignee: Ametek, Inc.
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 1998-05-13
Also published as: DE69705914T2; HRP970550A2; NO974292L; DE69705914D1; EP0838889B1; HK1010289A1; EP0838889A1; SG144684A1; HU9701745D0; CA2213334C; AU4279797A; NO974292D0; BR9705119A; JP4126624B2; US5714819A; HUP9701745A3; SI9700245A; CN1126230C; MX9708263A; PL322863A1

Description

Motor s univerzální konzolou ventilátoru

Oblast techniky

Vynález se týká oblasti dynamoelektrických strojů jako jsou motory a generátory. Zejména se vynález týká koncové konzoly ventilátoru vhodné pro použití u širokého rozsahu velikostí motoru.

Dosavadní stav techniky

Je velmi dobře známo používat elektromotory pro pohon ventilátorů, sloužících pro různou manipulaci se vzduchem nebo pro chlazení. U těchto motorů je koncová konzola ventilátoru přišroubována na skříň motoru miskovitého tvaru, ve které jsou umístěny cívky motoru. Také je známo používat koncové konzoly ventilátoru ve spojení s motory majícími skeletové rámy, které dovolují použít pro celou řadu velikostí motorů koncovou konzolu ventilátoru jedné jediné velikosti. V současné době se používají koncové konzoly ventilátorů, v kterých jsou vytvořeny vzduchové kanály pro účinné proudění vzduchu. U těchto koncových konzol jsou velikosti příslušných vstupních a výfukových kanálů voleny tak, aby pro určitou velikost motoru a pro konkrétní podmínky optimalizovaly proudění vzduchu a tlak vzduchu. Avšak použití různých velikostí motoru s jednou velikostí koncové konzoly mající v sobě vzduchové kanály nebylo praktické, protože velikost vzduchových kanálů musí být zvolena tak, aby byla přizpůsobena velikosti a otáčkám motoru. Proto je velice žádoucí vytvořit univerzální koncovou konzolu ventilátoru, která se hodí pro použití u řady různých velikostí motorů a je ji možno přizpůsobit pro každou konkrétní velikost motoru a pro každé použití.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je odstranit shora uvedené nevýhody a vytvořit koncovou konzolu ventilátoru pro soustavu elektromotoru.

Dalším úkolem vynálezu je vytvoření koncové konzoly ventilátoru pro soustavu motoru, která je opatřena řadou vzduchových kanálů, procházejících touto konzolou pro optimalizaci jak proudění vzduchu tak tlaku vzduchu.

Ještě dalším úkolem vynálezu je vytvoření koncové konzoly ventilátoru, která je uzpůsobena pro použití u řady motorů různých velikostí.

Jiným úkolem vynálezu je vytvoření koncové konzoly ventilátoru, kterou je možno přizpůsobit optimalizaci tlaku vzduchu pro určitou velikost motoru a pro jeho určité použití.

Vyřešení těchto a ještě dalších úkolů, které bude zřejmé z podrobného popisu, se dosáhne sestavou motoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je opatřena otočným ventilátorovým členem spojený hnacím spojením s rotorovým členem, kde rotorový člen je uspořádán uvnitř statorové sestavy, sestávající z: koncové konzoly ventilátoru opatřené první a druhou stěnou; řady kuželovitých vzduchových kanálů, vytvořených v první a druhé stěně, každý ze vzduchových kanálů má v sobě vytvořen pevný průtokový vstupní otvor; prostředků pro uložení statorové soustavy na koncovou konzolu ventilátoru; prostředků pro zakrytí ventilátorových členů, kde prostředky pro zakrytí ventilátorových členů zapadají do koncové konzoly ventilátoru; a prostředků pro selektivní vytváření účinného průtokového vstupního otvoru odpovídajícího každému vzduchového kanálu, přičemž • · prostředky pro selektivní vytváření účinného průtokového vstupního otvoru jsou rozmístěny mezi ventilátorovým členem a koncovou konzolou.

Podstata vynálezu dále spočívá v tom, že obsahuje usměrňovači desku pro motorizovanou ventilátorovou sestavu opatřenou koncovou konzolou ventilátoru, v koncové konzole ventilátoru je vytvořena řada kuželovitých vzduchových kanálů tvořených řadou skloněných ploch a průtokových vstupních otvorů, usměrňovači plocha obsahuje: prstencovitý člen ve tvaru kotouče, ve kterém je vytvořen středový otvor pro hřídel a řada kuželovitých zoubkových členů rozmístěných okolo jeho obvodu.

Podstatou vynálezu je dále sestava univerzální koncové konzoly ventilátoru pro motorizovaný ventilátor obsahující: koncovou konzolu mající první stěnu; druhou stěnu ležící proti první stěně; válcovou vnější stěnu umístěnou mezi první a druhou stěnou, kde v první a druhé stěně je vytvořen středový průchozí otvor pro hřídel; řadu kuželovitých skloněných ploch vycházejících ven od středového otvoru pro hřídel směrem k válcové vnější stěně, kde řada kuželovitých skloněných ploch tvoří řadu zakřivených vzduchových kanálů; každý vzduchový kanál je opatřen průtokovým vstupním kanálem; a žebro pro upevnění motoru vytvořené na druhé stěně; a ochranou desku mající řadu zakřivených zoubků, kde přepážkovou desku je možno umístit na první stěnu koncové konzoly.

Popis obrázků na výkrese

Příkladné provedení motoru s koncovou konzolou pro ventilátor je znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je zvětšený nárys částečně v řezu sestavy motoru podle vynálezu; obr. 2 je pohled shora na koncovou konzolu ventilátoru podle vynálezu; obr. 3 je pohled zdola na koncovou konzolu ventilátoru; obr. 4 je řez 4-4 z obr. 2 konzolou ventilátoru;

obr. 5 je bokorys koncové konzoly ventilátoru; obr. 6 je pohled shora na usměrňovači desku podle vynálezu a obr. 7 je nárys konzoly a usměrňovači desky.

Příklady provedení vynálezu

Na připojených výkresech je znázorněna sestava 10 koncové konzoly

14. I když je nutno podotknout, že řešení podle vynálezu je možno použít pro jakékoliv dynamoelektrické zařízení, vynález je zde popsán na znázorněné sestavě 12 motoru. V takovémto zařízení, je sestava 12 motoru připevněna na válcové koncové konzole 14. Otočný ventilátorový člen 15 je uložen na sestavě 12 motoru pomocí hřídele 16, který prochází koncovou konzolou 14. Usměrňovači deska 18 je umístěna mezi otočným ventilátorovým členem 15 a koncovou konzolou 14 z důvodů, které budou uvedeny dále. Krycí člen 19 je umístěn nad otočným ventilátorovým členem 15 a je pevně spojen s koncovou konzolou 14. Krycí člen 19 je miskovitého tvaru a je opatřen jím procházejícím vzduchovým průtokovým otvorem 20.

Na obr. 2 až 5 je znázorněna koncová konzola 14, která obsahuje první stěnu 21 a druhou stěnu 22. Koncová konzola 14 dále obsahuje válcovou obvodovou vnější stěnu 23. Jak je zřejmé, první stěna 21 koncové konzoly 14 je obvykle tvořena středovou upevňovací rovinou 24 konzoly 14 opatřenou průchozím středovým otvorem 26 pro hřídel. Řada kuželovitých vzduchových kanálů 27 je uspořádána ve tvaru zakřivených slunečních paprsků, vycházejících z upevňovací roviny 24 ven směrem k vnější stěně 23. Každý vzduchový kanál 27 je tvořen horní kuželovitou skloněnou plochou 28, která se zužuje od upevňovací roviny 24 ventilátoru směrem k vnější stěně 23. Na vlečeném konci 29 každého vzduchového kanálu 27 je vstupní otvor 30, který je ve spojení s druhou stěnou 22 koncové konzoly 14.

• · • · · ·· ·

Druhá stěna 22 koncové konzoly 14 je obvykle tvořena střední ložiskovou opěrou 31 sestávající z válcové stěny 32 ležící okolo otvoru 26 pro hřídel. Upevňovací žebro 34 statoru sestává ze stěnového členu 35 procházejícího vpodstatě kolmo z druhé stěny 22 koncové konzoly 14. Řada vzduchových kanálů 36, které jsou sdružené s příslušnými vzduchovými kanály 27 je vytvořena v druhé stěně 22 koncové konzoly 14. Vzduchové kanály 36 jsou tvořeny řadou zakřivených průchozích stěn 38, které vyčnívají ven z ložiskové opěry 31 směrem k upevňovacímu žebru 34 statoru.

Z obr. 6 je zřejmé, že odrazný člen 18 sestává z obecně prstencovitých desek ve tvaru kotoučů, v nichž je vytvořen střední otvor 39. Jak je patrno největší průměr usměrňovacího členu 18 je vpodstatě stejný jako průměr vnější stěny 23 koncové konzoly 14. Je také patrno, že odrazný člen 18 je po svém vnějším obvodu opatřen řadou zoubků 40; počet zoubků odpovídá počtu vzduchových kanálů 27 vytvořených v koncové konzole 14. Každý zoubek 40 je tvořen vodícím okrajem 42 a vlečeným okrajem 43. Jak je znázorněno, vodící okraj 42 každého zoubku 40 začíná na vlečeném konci 43 sousedního zoubku 40. Z důvodů, které budou zřejmé z pokračování popisu, zakřivený profil 44 zoubku 40 mezi vodícím koncem 42 a vlečeným koncem 43 každého zoubku 40 se blíží zakřivenému profilu každého vzduchového kanálu 27 vytvořeného v koncové konzole 14. Rozměry profilu 44 zoubku 40 mohou být nastaveny v závislosti na požadovaném množství vzduchu proudícím kanály 27 a 36. Ventilátorová stěna usměrňovači desky 18 může být po vnějším obvodu profilu 44 opatřena odraznými lopatkami 45. Usměrňovači lopatky 45 usnadňují hladké směrované proudění vzduchu mezi ventilátorovým členem 15 a válcovou koncovou konzolou 14. Samozřejmě, usměrňovači lopatky 45 jsou umístěny tak, aby nebránily otáčení ventilátorového členu 15.

4444 ·· 4 4 4 ·

• · · · · ·· 4 • 4 4 4 4 4 4 ·· ·· · · ···· • · · · · · · •4 44444 44 4

Na obr. 1 je sestava zařízení 10 dokončena připevněním statorové části 46 sestavy 12 motoru pomocí upevňovacích šroubů k upevňovacímu žebru 34 statoru koncové konzoly 14. Rotorová část 47 sestavy 12 motoru je umístěna uvnitř statorové části 46 tak, že hřídel 16 prochází otvorem 26 a ie uložena v ložiskové opěře 31 pomocí ložiska 48. Odrazný člen 18 je umístěn vedle upevňovací roviny 24 koncové konzoly 14 ventilátoru a otočný člen 15 ventilátoru je uložen na hřídeli 16 pomocí upínače 49 s podložkou umístěnou mezi nimi. Sestava zařízení 10 je dokončena připevněním pomocí krycího členu 19 ke koncové konzole 14. Krycí člen 19 je přitlačen nebo třením spojen s vnější stěnou 23 koncové koncoly 14, jak je znázorněno na obrázku.

Při provozu zařízení, kdy je koncová konzola 10 sestavena, je vzduch nasáván otvorem 20 do středové části ventilátorového členu 15, kde je směrován radiálně ven směrem na usměrňovači desku 18 a válcovou koncovou konzolu 14. Otočný ventilátorový člen 15 směruje vzduch koncovou konzolou 14 přes vzduchové kanály 27. Zatímco vzduchový kanál 27 má stálý průtokový vstupní otvor 30, usměrňovači člen 18 slouží jako účinný průtokový vstupní otvor 50. Účinné průtokové vstupní otvory 50 jsou tvořeny mezi vodícím koncem 42 zoubku 40 usměrňovači desky 18 a skloněnými plochami 28 svých vzduchových kanálů 27. Je nutno zdůraznit, že vzdálenost mezi vodícími konci 42 a skloněnou plochou 28 tvoří účinný průtokový vstupní otvor 50, kterými může putovat vzduch, je-li uveden do pohybu otočným členem 15 ventilátoru. Je také zřejmé, že velikost účinného průtokového vstupního otvoru 50 může být volitelně zvětšována nebo zmenšována, zkracováním nebo prodlužováním zakřiveného profilu 44 zoubků 40. Podle toho, lze ovládat množství proudu vzduchu a jeho tlak uvnitř koncové konzoly použitím usměrňovačích desek 18 majících různou délku zakřivených profilů 44.

Odborníkům je zřejmé, že byla vytvořena univerzální koncová konzola ventilátoru, a to koncová konzola 14 ventilátoru jedné jediné velikosti, která může být použita s řadou motorů majících různé axiální délky. To usnadňuje použití sestav motorů majících skeletové rámy, které mohou být připevněny ke koncové konzole 14 oproti dříve známým konzolám, které obklopují sestavu statoru. Jako taková, může být použita kdykoliv pro různé velikosti motoru, pouze je nutno pozměnit konfiguraci usměrňovači desky 18 a nikoliv celou sestavu koncové konzoly. Jinými slovy, použití usměrňovačích desek 18 umožňuje, aby účinné vstupní otvory 50 koncové konzoly byly nastaveny tak, že se optimalizují podmínky proudění a tlakové podmínky pro každou velikost motoru aniž by bylo nutno vyměnit koncovou konzolu za jinou.

Proto je zřejmé, že úkoly vynálezu byly splněny shora uvedenou konstrukcí. Zatímco bylo uvedeno a podrobně popsáno pouze jedno příkladné provedení vynálezu, je nutno upozornit, že vynález není na toto provedení omezen.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Sestava motoru opatřená otočným ventilátorovým členem spojeným s rotorovým členem, kde rotorový člen je umístěn uvnitř sestavy statoru, vyznačující se tím, že sestává z koncové konzoly (14) ventilátoru, která má první a druhou stěnu (21, 22), z řady zkosených vzduchových kanálů (27), vytvořených v první a druhé stěně (21, 22) koncové konzoly (14), kde každý vzduchový kanál (27) má v sobě vytvořen stálý průtokový vstupní otvor (30), z prostředků pro uložení statorové sestavy na koncovou konzolu (14) ventilátoru, z prostředků pro zakrytí ventilátorového členu (15), které jsou odnímatelně spojeny s koncovou konzolou (14) ventilátoru a z prostředků pro selektivní vytváření účinných průtokových vstupních otvorů (50) odpovídajících každému vzduchovému kanálu (27), přičemž prostředky pro selektivní vytváření účinných vstupních kanálů (27) jsou uspořádány mezi ventilátorovým členem (15) a koncovou konzolou (14).
2. Sestava motoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky pro uložení statorové soustavy jsou tvořeny upevňovacím žebrem (34), uspořádaným na druhé stěně (22) koncové konzoly (14).
3. Sestava motoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky pro zakrytí ventilátorového členu (15) jsou tvořeny krytem miskovitého tvaru a jejich vnitřní průměr se přibližně rovná vnějšímu průměru koncové konzoly (14).
4. Sestava motoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky pro selektivní vytváření účinného průtokového vstupního otvoru (50) sestávají z prstencovitého disku ve tvaru usměrňovači desky (18).

99 ··· ·

9 9999 999

9 9 9 9 9 9 99 * · · 9999 9999

Π 999 99999

7 9999 99 999 99 999
5. Sestava motoru podle nároku 4, vyznačující se tím, že v usměrňovači desce (18) je vytvořen středový otvor a po obvodě je vytvořena řada zkosených zoubků (40), z nichž každý je opatřen z něho vyčnívající usměrňovači lopatkou.
6. Sestava motoru podle nároku 5, vyznačující se tím, že počet zoubků (50) se rovná počtu vzduchových kanálů (27) vytvořených v koncové konzole (14).
7. Sestava motoru podle nároku 4, vyznačující se tím, že průměr usměrňovači desky (18) je o něco menší než průměr prostředků pro zakrytí ventilátorového členu (15).
8. Sestava motoru podle nároku 5, vyznačující se tím, že každý zoubek (40) je opatřen vodícím koncem (42) a vlečeným koncem (43), kde vlečený konec (43) jednoho zoubku (40) končí na vodícím konci (42) sousedního zoubku (40).
9. Sestava motoru podle nároku 8, vyznačující se tím, že vzdáleností mezi vodícím koncem (42) zoubku (40) a vlečeným koncem (43) zoubku (40) je dána velikost každého účinného vstupního otvoru (50).
10. Usměrňovači deska pro sestavu motoru s ventilátorem s koncovou konzolou ventilátoru, která je opatřena řadou zkosených vzduchových kanálů tvořených řadou skloněných ploch a průtokových vstupních otvorů, vyznačující se tím, že sestává z prstencovitého členu ve tvaru disku, v němž je vytvořen středový otvor pro hřídel a řady zkosených zoubkovitých členů umístěných po jeho obvodu.
11. Usměrňovači deska podle nároku 10, vyznačující se tím, že počet zoubků (40) odpovídá počtu vzduchových kanálů (27) vytvořených v koncové konzole (14).
12. Usměrňovači deska podle nároku 10, vyznačující se tím, že každý zoubek je tvořen vodícím koncem (42) a vlečeným koncem (43) a vodící konec (42) a vlečený konec (43) je spojen zakřiveným okrajem.
13. Usměrňovači deska podle nároku 12, vyznačující se tím, že vodící konec (42) jednoho zoubku (40) končí u vlečeného konce (43) sousedního zoubku (40)
14. Usměrňovači deska podle nároku 13, vyznačující se tím, že zakřivený okraj každého zoubku (40) je přibližně stejný jako profil vzduchových kanálů (27) vytvořených v koncové konzole (14).
15. Usměrňovači deska podle nároku 14, vyznačující se tím, že je uspořádána na koncové konzole (14) a tím je tvořen účinný průtokový vstupní otvor (50) mezi usměrňovači deskou (18) a skloněnou plochou každého vzduchového kanálu (27), přičemž délka zakřiveného okraje vymezuje velikost účinného průtokového vstupního otvoru (50).
16. Univerzální sestava koncové konzoly ventilátoru,, vyznačující se tím, že sestává z první stěny (21), druhé stěny (22), ležící proti první stěně, válcové vnější stěny (32) ležící mezi první stěnou (21 )a druhou stěnou (22), kde v první stěně (21) a druhé stěně (22) je vytvořen středový průchozí otvor pro hřídel, dále z řady zkosených skloněných ploch, vycházejících radiálně ze středního otvoru pro hřídel směrem k válcové vnější stěně (32) první stěny (21), kde řada zkosených skloněných ploch tvoří řadu zakřivených vzduchových kanálů (27), z průtokových vstupních otvorů (30) ležících ve vzduchových kanálech (27), z upevňovacího žebra (34) vytvořeného na druhé stěně (22) pro uložení motoru a z usměrňovači desky (18) opatřené řadou zakřivených zoubků (40), přičemž usměrňovači deska (18) je upravena pro umístění na první stěně (21) koncové konzoly (14).
17. Univerzální sestava koncové konzoly podle nároku 16, vyznačující se tím, že počet zoubků (40) na usměrňovači desce (18) odpovídá počtu vzduchových kanálů (27) vytvořených v koncové konzole (14).
18. Univerzální sestava koncové konzoly podle nároku 17, vyznačující se tím, že každý zoubek (40) je tvořen vodícím koncem (42), vlečeným koncem (43) a zakřiveným okrajem (44) spojujícím vodící konec (42) a vlečený konec (43), přičemž vodící konec (42) zoubku (40) končí na vlečeném konci (43) sousedního zoubku (40).
19. Univerzální sestava koncové konzoly podle nároku 18, vyznačující se tím, že tvar zakřiveného okraje (44) zoubku (40) je přibližně stejný jako profil vzduchových kanálů (27) vytvořených v konzole (14).
20. Univerzální sestava koncové konzoly podle nároku 19, vyznačující se tím, že usměrňovači deska (18) je uspořádána na koncové konzole (14) a tím je dán účinný průtokový vstupní otvor (50) mezi usměrňovači deskou (18) a skloněnou plochou každého vzduchového kanálu (27), přičemž délka zakřiveného okraje každého zoubku určuje velikost účinného průtokového vstupního otvoru (50).