DE102013021001B3

DE102013021001B3 - Turbinenventilator

Info

Publication number: DE102013021001B3
Application number: DE102013021001.1A
Authority: DE
Inventors: Norbert Skrobek
Original assignee: VENTFAIR PRODUKTIONS und VERTRIEBS GmbH; Ventfair Produktions- und Vertriebs GmbH
Current assignee: VENTFAIR PRODUKTIONS und VERTRIEBS GmbH; Ventfair Produktions- und Vertriebs GmbH
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2033-12-06

Abstract

Diese Erfindung betrifft einen Turbinenventilator, der mindestens durch Wind antreibbar ist, mit einem Ventilatorstator zur statorfußseitigen Montage an einer Struktur und mit einem Ventilatorrotor, der eine Rotorwelle und mindestens eine mit der Rotorwelle verbundene Rotorscheibe mit daran angeordneten Rotorblättern aufweist, zur Montage und Rotation in Bezug auf den Ventilatorstator und abgestützt in mindestens einem Lager des Ventilatorstators. Der Ventilatorstator weist oberhalb des statorfußseitigen Bereiches eine Statorabluftöffnung und eine Lagerblockhalterung für einen Lagerblock des mindestens einen Lagers der Rotorwelle auf, wobei die Lagerblockhalterung über Anschlüsse für einen Flansch eines Elektromotors verfügt oder mit solchen Anschlüssen ausrüstbar ist und die Rotorwelle an die Abtriebswelle des Elektromotors anschließbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen durch Wind antreibbaren Ventilator, der bevorzugt zur Entlüftung von Räumen genutzt wird und auch als Turbinenventilator bezeichnet wird.
Derartige Turbinenventilatoren sind bekannt. So wird in der 1934 veröffentlichten US 1,965,171 A ein solcher Turbinenventilator beschrieben, der einen Stator aufweist, dessen Fuß mit einem Luftabzugsrohr verbindbar ist und an dessen Fuß vom Luftabzugsrohr wegweisend Tragarme angeordnet sind, die einen Raum aufspannend statorkopfseitig mit einer dort befindlichen Tragplatte verbunden sind. Im Statorfuß und an der Tragplatte stützt sich eine Rotorwelle ab, auf der ein Rotor im aufgespannten Raum drehbar angeordnet ist, der am Umfang durch Wind antreibbare Blätter (Lamellen) aufweist.
Um den Turbinenventilator auch windunabhängig betreiben zu können, wird hier weiterhin vorgeschlagen, auf der Tragplatte des Statorkopfes einen eingehausten Motor anzuordnen, der mit dem Rotor über einen Antrieb mit Freilauf verbunden ist. Bei ausgeschaltetem Motor wird der Rotor somit nur durch Wind betrieben.
In der DE 851 408 B aus dem Jahre 1952 wird ein Entlüftungsaufsatz für Luftabzugsrohre von zu entlüftenden Räumen vorgeschlagen, der aus dem Inneren des Raumes die Luft absaugt. Lüfter und Windrad sind eine bauliche Einheit und haben eine gemeinsame feststehende Achse um die sie rotieren.
Aus der EP 1 794 507 B1 ist ein windbetriebener/motorbetriebener, deshalb auch als Hybrid-Ventilator bezeichneter Ventilator bekannt, mit einem Ventilatorstator zur Montage an einer Struktur, einem Ventilatorrotor zur Montage und Rotation mit Bezug auf den Ventilatorstator, wobei der Rotor ein oder mehrere durch Wind antreibbare Elemente aufweist und so montiert ist, dass dieser sich in Verwendung vor dem Stator erstreckt, so dass das eine oder die mehreren durch Wind antreibbaren Elemente nicht von dem Stator umgeben ist/sind, sondern in Verwendung im Wesentlichen dem Wind ausgesetzt ist/sind und einem Motor zum Betrieb zwischen dem Ventilatorrotor und dem Ventilatorstator für eine selektive motorbetriebene Rotation des Ventilatorrotors, wobei der Motor den Ventilatorrotor mit dem Ventilatorstator verbindet.
Das bedeutet, dass der Motor als Rotationslager für den Ventilatorrotor verwendet wird. Auf diese Weise kann auf eine aufwendige Rotorwelle verzichtet werden, die Windlast auf dem Rotor muss aber von der Motorwelle aufgefangen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Turbinenventilator vorzuschlagen, der über eine einfache Rotorlagerung verfügt und der leicht durch das Anordnen eines Motors zum Hybridventilator umrüstbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Turbinenventilator, der mindestens durch Wind abtreibbar ist mit einem Ventilatorstator zur statorfußseitigen Montage an einer Struktur und mit einem Ventilatorrotor, der eine Rotorwelle und mindestens eine mit der Rotorwelle verbundene Rotorscheibe mit daran angeordneten Rotorblättern aufweist, zur Montage und Rotation in Bezug auf den Ventilatorstator und abgestützt in mindestens einem Lager des Ventilatorstators, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Ventilatorstator oberhalb des statorfußseitigen Bereiches eine Statorabluftöffnung und eine Lagerblockhalterung für einen Lagerblock des mindestens einen Lagers der Rotorwelle aufweist, wobei die Lagerblockhalterung über Anschlüsse für einen Flansch eines Elektromotors verfügt oder mit solchen Anschlüssen ausrüstbar ist und die Rotorwelle an die Abtriebswelle des Elektromotors anschließbar ist.
Bevorzugt sind die Statorabluftöffnung und die Lagerblockhalterung des Ventilatorstators innerhalb des Ventilatorrotors angeordnet.
Bei der Absaugung von Rauchgasen oder Gasen mit einer höheren Temperatur, kann die Statorabluftöffnung und die Lagerblockhalterung des Ventilatorstators den Ventilatorrotor auch außen umfassen, so dass der an der Lagerblockhalterung befestigbare Elektromotor dann von oben montiert werden kann und so nicht mit den Gasen in Kontakt kommt. Das gilt gleichermaßen für das dann zu verlegende Anschlusskabel.
Bei einer vorteilhaften Ausführung ist Bestandteil der Lagerblockhalterung des Ventilatorstators eine Halterung, die als Scheibe ausgeführt werden kann, die eine zentrisch zur Rotorachse angeordnete Lochung aufweist und die über die Anschlüsse für den Flansch des Elektromotors verfügt oder mit solchen Anschlüssen ausrüstbar ist. Die Lochung dient der Zusammenführung der Abtriebswelle des Elektromotors mit der Rotorwelle. Bevorzugt ist die Halterung auch Träger des Lagerblockes für das mindestens eine Lager der Rotorwelle.
Sind die Statorabluftöffnung und die Lagerblockhalterung des Ventilatorstators innerhalb des Ventilatorrotors angeordnet, sieht eine weitere Ausführung vor, dass die Lagerblockhalterung eine domartige Ausstülpung zur Aufnahme des oder von Teilen des Elektromotors aufweist.
Dabei weist der Dom oben eine bevorzugt zentrische Öffnung auf und oben auf dem Dom ist der Lagerblock mit dem mindestens einen Lager für die Rotorwelle angeordnet, wobei durch die bevorzugt zentrische Öffnung die Verbindung zwischen der Abtriebswelle des Elektromotors und der Rotorwelle herstellbar ist.
Beim Nachrüsten zum Hybridventilator oder wenn der Turbinenventilator gleich als Hybridvariante ausgeführt werden soll, bei dessen Montage, wird der Elektromotor in den Dom eingesetzt und der Motorflansch mit der Lagerblockhalterung verbunden. Durch die bevorzugt zentrische Öffnung des Domes wird die Verbindung zur Rotorwelle hergestellt.
Das bedeutet, dass die Rotorlagerung und die Lagerung des Elektromotors getrennt an der Lagerblockhalterung und damit am Stator vorgenommen werden. Die Funktion des Elektromotors gegenüber dem Rotor beschränkt sich auf die Antriebsfunktion für die Rotorwelle.
Die herstellbare Verbindung zwischen der Rotorwelle und der Abtriebswelle des Elektromotors kann deshalb auch eine lösbare Verbindung, vorzugsweise eine Steckverbindung, mit oder ohne Freilauf sein.
Bei weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die Rotorwelle an einem Rotordeckel angeflanscht oder mit der mindestens einen Rotorscheibe des Rotors verbunden ist.
Sowohl bei der Anordnung der Statorabluftöffnung und der Lagerblockhalterung des Ventilatorstators innerhalb des Rotors als auch außerhalb des Ventilatorrotors sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass der Ventilatorstator fußseitig innen einen sich in Richtung Statorkopf verjüngenden, oben offenen Einsatz aufweist, der unten randseitig mit der Statorinnenwand unter Bildung einer Rinne verbunden ist und einen Abfluss für die sich hier sammelnde Flüssigkeit aufweist.
Der erfindungsgemäße Turbinenventilator soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Exposézeichnung,
2 einen mittigen Schnitt durch den Ventilator und
3 den Dom des Ventilators mit Elektromotor.
In den 1 bis 3 wird jeweils ein Turbinenventilator dargestellt, dessen außen um den Ventilatorstator 1 rotierender Ventilatorrotor 2 mindestens durch Wind abtreibbar ist und der zusätzlich mit einem Elektromotor 15 nachrüstbar ist, um den Turbinenventilator als Hybridventilator betreiben zu können.
Der Ventilatorstator 1 wird statorfußseitig an einer Struktur montiert. Diese Struktur kann z. B. eine Dachöffnung oder das Ende eines Abzugsschachtes sein. Der Ventilatorstator 1 weist fußseitig innen einen sich in Richtung Statorkopf verjüngenden, oben offenen Einsatz 18 auf, der unten randseitig mit der Statorinnenwand unter Bildung einer Rinne verbunden ist und einen Abfluss 19 für das sich hier sammelnde Flüssigkeit aufweist.
Der Ventilatorstator 1 besitzt oberhalb des statorfußseitigen Bereiches eine Statorabluftöffnung 4 für den Gasaustritt, die bei der dargestellten Ausführung gitterartig ausgeführt ist.
Diese Gitterstruktur der Statorabluftöffnung 4 ist statorkopfseitig mit der Lagerblockhalterung 3 verbunden, die über Anschlüsse für den Flansch 17 eines Elektromotors 15 verfügt oder mit solchen Anschlüssen ausrüstbar ist.
Die dargestellte Lagerblockhalterung 3 weist eine domartige Ausstülpung 5 zur Aufnahme des oder von Teilen des Elektromotors 15 auf.
Oben auf den Dom 5 ist der Lagerblock 6 mit dem Lager 7 für die Rotorwelle 8 angeordnet.
Der Dom 5 ist in seiner Querausdehnung und der Höhe so ausgelegt, dass in den Dom 5 der Elektromotor 15 vollständig oder teilweise einbringbar ist, wobei er mit seinem Flansch 17 mit der Lagerblockhalterung 3 verbunden ist. Die Abtriebswelle 16 des Elektromotors 15 ist an die Rotorwelle 8 angeschlossen bzw. anschließbar.
Da der Elektromotor 15 durch die Flanschverbindung mit der Lagerblockhalterung 3 festgelegt ist, kann die Verbindung zwischen der als Zapfen ausgebildeten Rotorwelle 8 und der Abtriebswelle 16 des Elektromotors 15 eine lösbare, vorzugsweise eine Steckverbindung mit oder ohne Freilauf sein. Vorzugsweise sollte der Motor oder die Verbindung über einen Freilauf verfügen, um beim reinen Windbetrieb nicht den Elektromotor 15 mitbewegen zu müssen.
Durch diese Anordnung wird die Abtriebswelle des Motors nicht durch die auf den Ventilatorrotor 2 wirkenden Windlasten und dadurch erzeugte Schwingungen belastet. Diese werden von dem im Lagerblock 6 angeordneten Lagern 7 aufgenommen, wobei deren Auslegung optimiert für die jeweils möglichen Belastungen vorgenommen werden kann. Der Elektromotor 15 kann zu Reparatur- oder Wartungszwecken leicht entfernt oder ausgetauscht werden, was ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Anordnung ist.
In den 1 und 2 ist eine Ausführung dargestellt, bei der die Rotorwelle 8 an den Rotordeckel 12 des Ventilatorrotors 2 angeflanscht ist. 3 zeigt eine Anordnung der Rotorwelle 8 direkt an der Rotorscheibe 9 des Ventilatorrotors 2.
Bezugszeichenliste

1: Ventilatorstator
2: Ventilatorrotor
3: Lagerblockhalterung
4: Statorabluftöffnung
5: Dom
6: Lagerblock
7: Lager
8: Rotorwelle
9: Rotorscheibe
10: Rotorblätter
11: Rotorblätterstabilisierungsring
12: Rotordeckel
13: Rotordeckelstabilisierungsscheibe
14: Rotordeckelstabilisierungsscheibe
15: Elektromotor
16: Abtriebswelle des Elektromotors
17: Flansch des Elektromotors
18: Einsatz
19: Abfluss

Claims

Turbinenventilator, der mindestens durch Wind abtreibbar ist mit einem Ventilatorstator zur statorfußseitigen Montage an einer Struktur und mit einem Ventilatorrotor, der eine Rotorwelle und mindestens eine mit der Rotorwelle verbundene Rotorscheibe mit daran angeordneten Rotorblättern aufweist, zur Montage und Rotation in Bezug auf den Ventilatorstator und abgestützt in mindestens einem Lager des Ventilatorstators, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilatorstator (1) oberhalb des statorfußseitigen Bereiches eine Statorabluftöffnung (4) und eine Lagerblockhalterung (3) für einen Lagerblock (6) des mindestens einen Lagers (7) der Rotorwelle (8) aufweist, wobei die Lagerblockhalterung (3) über Anschlüsse für einen Flansch (17) eines Elektromotors (15) verfügt oder mit solchen Anschlüssen ausrüstbar ist und die Rotorwelle (8) an die Abtriebswelle (16) des Elektromotors (15) anschließbar ist.
Turbinenventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorabluftöffnung (4) und die Lagerblockhalterung (3) des Ventilatorstators (1) den Ventilatorrotor (2) außen umfassen oder innerhalb des Ventilatorrotors (2) angeordnet sind.
Turbinenventilator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorabluftöffnung (4) des Ventilatorstators (1) eine Gitterstruktur aufweist.
Turbinenventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteil der Lagerblockhalterung (3) des Ventilatorstators (1) eine Halterung ist, die eine zentrisch zur Rotorachse (8) angeordnete Lochung aufweist und die über die Anschlüsse für den Flansch (17) des Elektromotors (15) verfügt oder mit solchen Anschlüssen ausrüstbar ist.
Turbinenventilator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung eine Scheibe ist.
Turbinenventilator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung Träger des Lagerblockes (6) ist.
Turbinenventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerblockhalterung (3) eine domartige Ausstülpung (5) zur Aufnahme des oder von Teilen des Elektromotors (15) aufweist.
Turbinenventilator nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass oben auf dem Dom (5) der Lagerblock (6) mit dem mindestens einen Lager (7) für die Rotorwelle (8) angeordnet ist und zwischen der Abtriebswelle (16) des Elektromotors (15) und der Rotorwelle (8) eine Verbindung herstellbar ist.
Turbinenventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die herstellbare Verbindung zwischen der Rotorwelle (8) und der Abtriebswelle (16) des Elektromotors (15) eine lösbare Verbindung, vorzugsweise eine Steckverbindung, ist mit oder ohne Freilauf.
Turbinenventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (8) an einen Rotordeckel (12) des Ventilatorrotors (2) oder an die mindestens eine Rotorscheibe (9) des Ventilatorrotors (2) angeflanscht ist.
Turbinenventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (15) oberhalb der Lagerblockhalterung (3) angeordnet ist.
Turbinenventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilatorstator (1) fußseitig innen einen sich in Richtung Statorkopf verjüngenden, oben offenen Einsatz (18) aufweist, der unten randseitig mit der Statorinnenwand unter Bildung einer Rinne verbunden ist und einen Abfluss (19) für die sich hier sammelnde Flüssigkeit aufweist.