DE102005025857A1 - Radial fan e.g. for high-speed radial fan, has blower wheel, housing which receives rotor and stator of electrical drive of blower wheel shaft and cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse, bevorzugt hochtouriges Radialgebläse, mit einem Laufrad und einem Gehäuse, wobei das Gehäuse zur Ausbildung eines Deckels geteilt ist, wobei jedenfalls der Deckel aus einem Leichtmetall-Gusswerkstoff besteht.The The invention relates to a radial fan, preferably high-speed Radial fan, with an impeller and a housing, the case is divided to form a lid, wherein at least the lid consists of a light metal casting material.
Radialgebläse der in Rede stehenden Art sind bekannt. Das durch einen in dem Gehäuse aufgenommenen Elektroantrieb angetriebene Laufrad ist von einem Deckel abgedeckt bzw. überfangen. Dieser Deckel kann aus einem Leichtmetall-Gusswerkstoff, wie bspw. Aluminium bestehen.Radial fan of in Speech standing species are known. The recorded by a in the housing Electric drive driven impeller is covered by a lid or overpowered. This Lid may consist of a light metal casting material, such as aluminum.
Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Radialgebläse der in Rede stehenden Art insbesondere sicherungstechnisch weiter zu verbessern.in the With regard to the prior art described above, a technical problem of the invention seen in a radial fan of in Speech-type in particular fuse technology to further improve.
Diese Problematik ist zunächst und im Wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass zur Ausbildung eines das Laufrad umschließenden Käfigs deckelseitig und unterseitig des Laufrades Käfigplatten vorgesehen sind, die umfangsseitig des Laufrades durch bspw. stiftartige Verbindungsmittel zusammengehalten sind, wobei zumindest die Verbindungsmittel und die deckelseitige Käfigplatte aus einem zähharten Werkstoff wie Stahl bestehen. Zur Folge dieser Ausgestaltung ist ein Berstschutz geschaffen. Dieser verhindert zunächst bei einem Bersten des Laufrades das Abheben bzw. die Zerstörung des deckelseitigen Gehäuseteils, welches aus einem Leichtmetall-Gusswerkstoff besteht. Ein solches Abheben bzw. Zerstören des Deckels würde zu einer Vergrößerung des nach außen hin sich bei einem Radialgebläse öffnenden Luftspaltes führen, durch welchen vergrößerten Spalt größere Bruchstücke des gebersteten Laufrades in hoher Geschwindigkeit entweichen könnten. Dieser Gefahr ist durch die Anordnung aus einem zähharten Werkstoff wie Stahl, wie weiter bspw. ST 50 bestehende deckelseitigen Käfigplatte entgegengewirkt. Diese deckelseitige Käfigplatte bildet ein Schutzschild für den rückwärtig, das heißt auf der dem Laufrad abgewandten Seite der Käfigplatte angeordneten Deckel. Auch sind die deckelseitig und unterseitig des Laufrades vorgesehenen Käfigplatten gegen Verlagerung – sowohl in radialer als auch in axialer Richtung – gesichert, wozu stiftartige Verbindungsmittel vorgesehen sind. Diese halten die Käfigplatten auf ein vorbestimmtes, axiales Abstandsmaß. Da erfindungsgemäß auch diese Verbindungsmittel aus einem zähharten Werkstoff wie Stahl bestehen, sind auch diese vor einer Zerstörung durch Berststücke geschützt.These Problematic is first and substantially solved by the subject-matter of claim 1, wherein It is based on the fact that the formation of a cage enclosing the impeller cover side and underside of the impeller cage plates provided are the circumference of the impeller by, for example, pin-like connection means are held together, wherein at least the connecting means and the lid-side cage plate from a tough one Material like steel. The consequence of this embodiment is created a burst protection. This prevents at first a bursting of the impeller lifting or destroying the cover-side housing part, which consists of a light metal casting material. Such Take off or destroy the lid would to an enlargement of the outward towards open at a radial blower Lead air gap, through which enlarged gap larger fragments of the iridescent Impeller could escape at high speed. This danger is through the arrangement of a tough Material such as steel, as further example. ST 50 existing lid side Captive plate counteracted. This cover-side cage plate forms a protective shield for the backward, that is on the The impeller facing away from the cage plate arranged cover. Also, the cover side and the underside of the impeller provided cage plates against relocation - both in the radial and in the axial direction - secured, including pin-like Connecting means are provided. These hold the cage plates to a predetermined, axial distance measure. Since according to the invention also this Connecting means of a tough Material as steel, these are also against destruction by Berststücke protected.
Die Gegenstände der weiteren Ansprüche sind nachstehend in Bezug zu dem Gegenstand des Anspruchs 1 erläutert, können aber auch in ihrer unabhängigen Formulierung von Bedeutung sein.The objects the further claims are but explained below with reference to the subject-matter of claim 1 even in their independent Be meaningful.
So ist vorgesehen, dass zur Ausbildung des Deckels das Gehäuse parallel zu einer Umdrehungsebene des Laufrades geteilt ist. Weiter erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn beide Käfigplatten aus einem zähharten Werkstoff wie Stahl, weiter bspw. wie ST 50 bestehen. Zur Folge dieser Ausgestaltung ist der das Laufrad umschließende Käfig gänzlich aus einem zähharten Werkstoff geformt. Der Radialspalt zum Luftaustritt ist in Dickenrichtungen, das heißt gemessen parallel zur Laufradachse so gewählt, dass bei einem Bersten des Laufrades im ungünstigsten Fall nur kleine Bruchstücke nach radial außen gelangen können. Größere und somit auch gefährlichere Bruchstücke können diesen Ringspalt nicht durchtreten, da der vorgesehene Käfig keine Spalterweiterung zulässt. Neben dem erwähnten Deckel kann auch das Gehäuse als ein Leichtmetall-Gussteil ausgebildet sein, so weiter bspw. aus Aluminium. Durch die unterseitig das Laufrad umschließende Käfigplatte ist auch ein sol ches Leichtmetall-Gehäuse vor Zerstörung durch Bruchstücke geschützt. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Verbindungsmittel sowohl in dem Gehäuse als auch in dem Deckel schraubgehaltert und bilden demzufolge zusätzlich eine reiß- und schlagfeste Verbindung von Gehäuse und Deckel. Die Kraftübertragung bei einem Bersten erfolgt in erster Linie über auf die Verbindungsmittel aufgeschraubte, die Käfigplatten rückwärtig abstützende Stahlmuttern, die einer Spaltvergrößerung zwischen den Käfigplatten entgegenwirken. Alternativ zu einer Stahlmutter kann auch an dem Verbindungsmittel ein Stahlbund ausgeformt sein. Bevorzugt ist unterhalb des Gehäusedeckels ein Diffusorteil angeordnet, wobei die deckelseitige Käfigplatte zwischen dem Gehäusedeckel und dem Diffusorteil angeordnet ist. Hierbei durchsetzen die Verbindungsmittel auch das Diffusorteil zum schraubgehalterten Eingriff in den Gehäusedeckel. In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass unterhalb des Laufrades ein erstes Gehäuseteil angeordnet ist, an dem auf der dem Laufrad abgewandten Seite ein Kühlkanaldeckel angebracht ist. Zwischen Laufrad und erstem Gehäuseteil ist bevorzugt die unterseitige Käfigplatte angeordnet. Das erste Gehäuseteil kann zudem Kühlkanäle aufweisen, die mit dem unterseitig anzuordnenden Kühlkanaldeckel verschlossen sind. An dem ein Kühlkanalgehäuse ausformenden ersten Gehäuseteil ist das den Elektroantrieb für das Laufrad aufnehmende Gehäuse befestigt. Die Verbindungsmittel sind einerends festgelegt in dem Kühlkanalgehäuse und anderenends bevorzugt in dem Gehäusedeckel, dies unter Zwischenschaltung der beiden Käfigplatten sowie des Diffusors und des ersten Gehäuseteiles. Zur Schraubfestlegung sind die Verbindungsmittel in einer bevorzugten Ausgestaltung als endseitig Schraubgewinde aufweisende Stifte ausgebildet. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Käfigplatten als kreisringförmige Teile ausgebildet sind, dies weiter bevorzugt mit einem Käfigplatten-Innendurchmesser, der an den Außendurchmesser des Laufrades angepasst ist, so weiter mit einem geringen Übermaß zu dem Laufrad-Außendurchmesser versehen ist. Die Radial erstreckung des kreisringförmigen Teils, entspricht einem Radialmaß oder weniger des Laufrades, so weiter etwa einem Drittel, einem Viertel, der Hälfte oder auch zwei Drittel oder drei Viertel oder darüber hinaus auch weitere Radialmaß-Bruchteile. Das Laufrad weist Schaufeln auf, mit in Radialrichtung unterschiedlichen Höhen, wobei der durch die Käfigplatten gebildete Spalt nur einen Teilbereich der Höhe der Schaufeln überdeckt und zwar den Teilbereich, der mindestens der Höhe der Schaufeln in ihrer größten radialen Erstreckung entspricht. Demzufolge ist der Spalt zwischen den Käfigplatten angepasst an das in Axialrichtung betrachtete Maß des Laufrades bzw. dessen Schaufeln im radial äußeren Bereich. Entsprechend beträgt das Spaltmaß nur einem Bruchteil der in Axialrichtung gemessenen Gesamthöhe des Laufrades, das heißt einem Bruchteil des maximalen Höhenmaßes der Schaufeln. So entspricht der Spalt bevorzugt etwa der Hälfte der maximalen Schaufelhöhe, kann darüber hinaus aber auch etwa einem Viertel, einem Drittel oder auch zwei Drittel bis drei Viertel der maximalen Schaufelhöhe entsprechen. Zudem ist vorgesehen, dass die untere Käfigplatte sich in Axialrichtung bis in einen Fußbereich der Schaufeln erstreckt, und weiter bevorzugt radial Innen das Laufrad untergreift. Entsprechend ist die untere Käfigplatte mit einer an den maximalen Außenradius des Laufrades angepassten Einsenkung versehen, in welcher das Laufrad einliegt. Der Untergreifabschnitt der unteren Käfigplatte weist hierbei ein radiales Erstreckungsmaß auf, welches etwa dem kleinsten Höhenmaß der Schaufeln in ihrer größten radialen Erstreckung entspricht. Zur reiß- und schlagfesten Ausbildung des Käfigs ist weiter vorgesehen, dass bei einem Durchmesser von 100 Millimetern oder mehr des Laufrades im Fußbereich mindestens ein Verbindungsstift je 25 Millimeter Durchmesser vorgesehen ist. Entsprechend sind bei einem Laufrad mit einem Durchmesser von 100 Millimeter und mehr mindestens vier Verbindungsstifte vorgesehen, die zudem gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. Diesbezüglich wird weiter bevorzugt, dass bei 150 Millimeter Durchmesser sechs oder mehr Verbindungsstifte, so bspw. sieben, acht oder zehn Verbindungsstifte über den Umfang winkelmäßig gleich mäßig verteilt vorgesehen sind, welche Verbindungsstifte alle bevorzugt schraubverbunden einerends in dem Gehäusedeckel und anderenends in dem Kühlkanaldeckel ankern.Thus, it is provided that the housing is divided parallel to a plane of rotation of the impeller to form the lid. Furthermore, it proves to be particularly advantageous if both cage plates made of a tough material such as steel, further example. Like ST 50 exist. As a result of this embodiment, the cage enclosing the impeller is formed entirely from a tough material. The radial gap to the air outlet is in thickness directions, that is measured parallel to the impeller axis selected so that when a burst of the impeller in the worst case, only small fragments can pass radially outward. Larger and therefore more dangerous fragments can not pass through this annular gap, since the proposed cage does not allow Spalterweiterung. In addition to the above-mentioned cover, the housing may also be designed as a light metal cast part, so on, for example, made of aluminum. By the underside of the impeller enclosing cage plate and a sol Ches light metal housing is protected from destruction by fragments. In a preferred embodiment, the connecting means are screw-retained both in the housing and in the lid and therefore additionally form a tear and impact-resistant connection of the housing and cover. The force transmission in a bursting takes place primarily on the connecting means screwed, the cage plates rearwardly supporting steel nuts, which counteract a gap enlargement between the cage plates. As an alternative to a steel nut, a steel collar can also be formed on the connecting means. Preferably, a diffuser part is arranged below the housing cover, wherein the cover-side cage plate is arranged between the housing cover and the diffuser part. Here, the connecting means also enforce the diffuser part for screw-engaged engagement in the housing cover. In a further development of the subject invention is provided that below the impeller, a first housing part is arranged, on which on the side facing away from the impeller, a cooling duct cover is attached. Between the impeller and the first housing part, the underside cage plate is preferably arranged. The first housing part may also have cooling channels which are closed with the cooling channel cover to be arranged on the underside. At the first housing part forming a cooling channel housing, the housing accommodating the electric drive for the impeller is fastened. The connecting means are fixed at one end in the cooling channel housing and at the other end preferably in the housing cover, this with the interposition of the two cage plates and the diffuser and the first housing part. For screw fixing the connecting means are formed in a preferred embodiment as end screw threads having pins. In addition, it is proposed that the cage plates are formed as annular parts, this is further preferably provided with a cage plate inner diameter which is adapted to the outer diameter of the impeller, so on with a slight excess to the impeller outer diameter. The radial extent of the annular member corresponds to a radial dimension or less of the impeller, so on about a third, a quarter, half or even two-thirds or three quarters, or moreover also further Radialmaß fractions. The impeller has blades with different heights in the radial direction, wherein the gap formed by the cage plates covers only a portion of the height of the blades and that portion which corresponds at least to the height of the blades in their largest radial extent. Consequently, the gap between the cage plates is adapted to the axial dimension of the impeller or its blades in the radially outer region. Accordingly, the gap dimension is only a fraction of the total height of the impeller measured in the axial direction, that is, a fraction of the maximum height dimension of the blades. Thus, the gap preferably corresponds to about half of the maximum blade height, but may also correspond to about a quarter, a third or even two thirds to three quarters of the maximum blade height beyond. In addition, it is provided that the lower cage plate extends in the axial direction into a foot region of the blades, and further preferably engages radially below the wheel. Accordingly, the lower cage plate is provided with an adapted to the maximum outer radius of the impeller depression, in which the impeller rests. The lower engagement portion of the lower cage plate in this case has a radial extent, which corresponds approximately to the smallest height dimension of the blades in their largest radial extent. For tear and impact resistant training of the cage is further provided that at a diameter of 100 millimeters or more of the impeller in the foot area at least one connecting pin is provided per 25 millimeters in diameter. Accordingly, at least four connecting pins are provided in an impeller with a diameter of 100 millimeters and more, which are also distributed uniformly over the circumference. In this regard, it is further preferred that at 150 millimeters in diameter six or more connecting pins, so for example. Seven, eight or ten connecting pins are distributed evenly distributed over the circumference evenly, which connecting pins all preferably bolted one end anchored in the housing cover and the other end in the cooling duct cover.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:below the invention with reference to the accompanying drawings, which only embodiments represents, closer explained. It shows:
Dargestellt
und beschrieben ist zunächst
mit Bezug zu den Darstellungen in den
Dieses
Radialgebläse
Der
Antriebsabschnitt A besitzt ein Gehäuse
In
dem Gehäuse
Die
Antriebswellenachse x fällt
mit der Gehäuselängsachse
zusammen. Die Lagerung der Antriebswelle
Die
Antriebswelle
Das
dem Laufrad
Der Gebläseabschnitt B setzt sich im Wesentlichen zusammen aus entlang der Wellenachse x hintereinander angeordneter, rotationssymmetrischer Bauteile.Of the fan section B is essentially composed along the shaft axis x successively arranged, rotationally symmetrical components.
So
weist der Gebläseabschnitt
B zunächst einen
Kühlkanaldeckel
Ein
weiteres, mit der Ziffer
Auch
das erste Gehäuseteil
Zudem
ist der freie Innendurchmesser des Kühlkanalgehäuses
Das
Laufrad
Die
dem Laufrad
In
der Einsenkung
Auf
der dem Kühlkanalgehäuse
Auch
der Diffusor
Auf
der Käfigplatte
Gehäusedeckel
Auch
die stiftartigen Verbindungsmittel
Der
zwischen den beiden Käfigplatten
Durch
die beschriebene Ausgestaltung des gebildeten Käfigs
Das
Radialgebläse
Das
mit K2 in den Zeichnungen bezeichnete zweite
Kühlmedium
ist die vorgenannte interne Gasströmung des Primär-Kühlsystems.
Hierbei wird die Druckdifferenz im Betrieb des Radialgebläses
Die
hieraus resultierende Druckdifferenz wird dazu genutzt, aus dem
radial austretenden Hauptgasstrom H einen Teilgasstrom T abzuzweigen,
um diesen über
entsprechende Wege
Das Gas ist bevorzugt Helium und/oder Stickstoff und/oder Luft und/oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren der genannten Gase.The Gas is preferably helium and / or nitrogen and / or air and / or a mixture of two or more of said gases.
Die
vorbeschriebenen Wege
Auf
der der Käfigplatte
Die
labyrinthartigen Wege
Die
den Elektroantrieb
In
Verlängerung
zu den Axialbohrungen
Wie
erwähnt,
erfolgt die Primärkühlung mittels
Differenzdruck gesteuertem, aus dem Hauptgasstrom H abgeteiltem
Teilgasstrom T. Dieser Teilgasstrom T wird von der radial äußeren Position
des Ringspaltes
Eine
erste Kühlung
des Teilgasstromes T erfolgt durch Kontakt mit der Gehäusewandung
Zur
Ausformung der Wege
Die
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
vier im 90°-Winkel
zueinander versetzt angeordneten kammerartigen Gehäuseausnehmungen
Die
Verbindungen der Gehäuseausnehmungen
Durch
die strömungsmäßige Verbindung
der Gehäuseausnehmungen
In
Axialrichtung betrachtet sind die kammerartigen Gehäuseausnehmungen
Eine
Abdeckung
Wie
weiter insbesondere aus den Darstellungen in den
In
Radialerstreckung sind die Wege
Die
Wege
Die
Die Funktionsweise, sowie der allgemeine Verlauf der Kühlkreisläufe entspricht denen des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels.The Functioning, as well as the general course of the cooling circuits corresponds those of the embodiment described above.
Der
wesentliche Unterschied besteht in der Gesamtgestaltung des Gehäuses
In
dieser zweiten Ausführungsform
ist die die kammerartigen Gehäusausnehmungen
An
zwei diametral sich gegenüberliegenden Bereichen,
jeweils zugeordnet einer kammerartigen Gehäuseausnehmung
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollin haltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.All disclosed features are (for itself) essential to the invention. In the disclosure of the application will hereby also the disclosure content of the associated / attached priority documents (Copy of the pre-registration) fully included in the content, too for the purpose, features of these documents in claims present Registration with.
Claims (18)
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- 2005-06-06 DE DE102005025857A patent/DE102005025857A1/en not_active Ceased
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Legal Events
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