DE1103513B

DE1103513B - Kuehleinrichtung fuer sich drehende Wellen

Info

Publication number: DE1103513B
Application number: DEB35978A
Authority: DE
Inventors: Erich Breuer; Franz Ruppert
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1955-06-02
Filing date: 1955-06-02
Publication date: 1961-03-30

Description

Kühleinrichtung für sich drehende Wellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für sich drehende Wellen, die von einem wärmeren in einen kälteren Raum reichen. Die Notwendigkeit der Kühlung solcher Wellen ergibt sich insbesondere dann, wenn Lager, Antriebsmotoren oder andere mit der Welle verbundenen Vorrichtungen oder Teile vor der durch die Welle abfließenden Wärme bzw. einer unzulässigen Temperaturerhöhung geschützt werden sollen.
Dies ist beispielsweise bei Wellen der Fall, die zum Antrieb von im Inneren von Industrieöfen angeordneten Lüfterrädern dienen, wobei an dem außerhalb des Ofens angeordneten Antriebsmotor des Lüfters bzw. an dessen Lagerstellen Übertemperaturen vermieden werden müssen.
Es sind Kühleinrichtungen für solche Zwecke bekannt, bei denen auf .dem Wellenteil zwischen Motor und Ofen eine Scheibe aus Kupfer oder einem anderen, Wärme gut leitenden Werkstoff befestigt ist, durch die die durch die Welle hindurchgehende Wärme schnell von dieser abgeleitet wird.
Bei einer anderen bekannten Ausführung ist der Lüfterantriebsmotor mit -dem aus dem Ofen herausragenden Wellenteil durch eine Kupplung verbunden, die zwischen den Kupplungsscheiben eine Wärmeisolierung (Asbest) besitzt, die den Wärmefluß zum Motor abschirmt, während zur Abführung der Wärme eine mit der ofenseitigen Kupplungshälfte verbundene Lüfterscheibe dient.
Es ist auch bekannt, zur Abführung der Wärme nahe der Durchtrittsstelle der Welle durch die Wand einen mit der Welle fest verbundenen Rotationskörper vorzusehen, dem ein anderer feststehender, konzentrisch zur Welle angeordneter gekühlter Rotationskörper gegenübersteht. Bei bekannten Ausführungen dieser Art ist der Wärmeübergang zwischen den beiden Rotationskörpern nicht sehr gut, so daß die Welle bzw. der mit ihr verbundene Rotationskörper trotz der an den feststehenden Rotationskörper abgeführten Wärme noch eine verhältnismäßig hohe Temperatur annimmt. Um die entlang der Welle strömende Wärme in hinreichendem Maße vom Antriebsmotor fernzuhalten, war es daher erforderlich, in die Welle eine Kupplung oder ähnliche Vorrichtung mit einer wärmeisolierenden Zwischenlage einzuschalten. Erst durch die Kombination dieser beiden Mittel wurde ein ausreichender Wärmeschutz .des Motors erreicht.
Eine Kupplung mit einer isolierenden Zwischenlage bedingt aber verschiedene Nachteile. Sie beansprucht zusätzlichen Platz und erfordert einen zusätzlichen Material- und Arbeitsaufwand. Außerdem hat e_ne solche Kupplung mit Wärmeisolation naturgemäß nicht gleich gute Festigkeitseigenschaften wie eine durchgehende Stahlwelle und ist daher einem höheren Verschleiß ausgesetzt als die letztere.
Ziel der Erfindung ist es, eine Kühleinrichtung für sich drehende Wellen, die durch eine Wand, insbesondere Ofenwand von einem kälteren in einen wärmeren Raum reichen und bei denen nahe der Durchtrittsstelle der Welle durch die Wand ein mit der Welle fest verbundener Rotationskörper vorgeseben ist, dem ein anderer, feststehender, konzentrisch zur Welle angeordneter gekühlter Rotationskörper gegenübersteht, zu schaffen, bei der jedoch der Wärmeübergang zwischen den Rotationskörpern so gut ist, daß eine wärmeisolierende Kupplung in der Welle nicht mehr erforderlich ist.
Dabei sollen die Abmessungen der Rotationskörper möglichst klein bleiben, so daß sich eine gedrängte und außerdem eine einfache und billige Bauart ergibt.
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die Rotationskörper an den in axialer Richtung einander zugekehrten Seiten so mit zur unterbrechungslosen Welle konzentrischen Rillen versehen sind, daß die Rillen und ,die dazwischen befindlichen ringförmigen Stege der beiden Rotationskörper wechselseitig ineinandergreifen, so daß zwischen ihnen ein schmaler, labyrinthartiger Spalt vorhanden ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Darin ist mit 1 ein Motor zum Antrieb eines Lüfterrades 13 bezeichnet, das die Atmosphäre im Inneren eines Industrieofens umzuwälzen hat. Der außerhalb des Ofens liegende Motor ist bei 2 an der äußeren Verkleidung 3 der Ofenwand 12 angeflanscht.
An der Durchtrittsstelle der Welle 4 durch die Ofenwand 12 ist ein mit der Welle fest verbundener Rotationskörper 5 aus gut wärmeleitendem Material vorgesehen. In seiner unmittelbaren Nähe befindet sich ein zweiter, am Motorgehäuse befestigter Rotationskörper 6. Beide Rotationskörper sind an den einander zugekehrten Seiten mit zu der Welle 4 konzentrischen Rillen 7 versehen, die so ausgebildet sind, daß die dazwischen befindlichen ringförmigen Stege 8 der beiden Rotationskörper wechselseitig ineinandergreifen, so daß dazwischen ein schmaler labyrinthartiger Spalt 9 entsteht.
Das Motorgehäuse ist in der Nähe der Verbindungsstelle zwischen Gehäuse und feststehendem Rotationskörper mit einer Wasserkühlung 10 versehen, die so ausgebildet bzw. angeordnet ist, daß dadurch gleichzeitig das an dieser Motorseite liegende Wellenlager 11 mitgekühlt wird.
Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung bietet den Vorteil, daß sie sich ohne weiteres auch dann anwenden läßt, wenn der Motor gasdicht ausgeführt bzw. gasdicht an ein Ofengehäuse angeschlossen werden soll. Die Wärmeübertragungseinrichtung stört die für die Abdichtung notwendigen Maßnahmen in keiner Weise und wird andererseits auch in ihrer Kühlwirksamkeit durch die Abdichtungsmaßnahmen nicht behindert.
Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung ist nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt. Die Rotationskörper 5 und 6 können anders ausgebildet bzw. angeordnet werden, sofern sie die vorstehend als erfindungswesentlich angegebenen Merkmale aufweisen. Der feststehende Rotationskörper 6 kann auch selbst von einem Kühlmittel durchströmte Kanäle besitzen, denen das Kühlmittel entweder direkt oder über im Motorgehäuse befindliche Kühlkammern zugeleitet wird. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung können an Stelle von Luft auch andere Gase, beispielsweise Wasserstoff in den zwischen den Rotationskörpern befindlichen Spalt 9 geleitet werden.
Schließlich ist die Erfindung in ihrer Anwendung in keiner Weise auf Lüfterantriebe für Ofen oder überhaupt auf Motorwellen beschränkt. Sie kann auch in anderen Fällen mit Vorteil verwendet werden, wenn es sich darum handelt, den Wärmefluß in einer rotierenden Welle an einer bestimmten Stelle von dieser abzuleiten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kühleinrichtung für sich drehende Wellen, die durch eine Wand, insbesondere Ofenwand von einem kälteren in einen wärmeren Raum reichen und bei denen nahe der Durchtrittsstelle der Welle durch die Wand ein mit der Welle fest verbundener Rotationskörper vorgesehen ist, dem ein anderer, feststehender, konzentrisch zur Welle angeordneter gekühlter Rotationskörper gegenübersteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (5, 6) an den in axialer Richtung einander zugekehrten Seiten so mit zur unterbrechungslosen Welle konzentrischen Rillen (7) versehen sind, daß die Rillen und die dazwischen befindlichen ringförmigen Stege (8) der beiden Rotationskörper wechselseitig ineinandergreifen, so daß zwischen ihnen ein schmaler, labyrinthartiger Spalt vorhanden ist.
2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Anwendung zur Kühlung der Welle eines Motors zum Antrieb eines Lüfterrades in einem Industrieofen.
3. Kühleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Rotationskörper (6) am Motorgehäuse befestigt ist.
4. Kühleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse an der Verbindungsstelle mit dem feststehenden Rotationskörper (6) mit einer Kühlung, beispielsweise einer Flüssigkeitskühlung (10), versehen ist, die so ausgebildet ist, daß das an dieser Motorseite liegende Wellenlager (11) mitgekühlt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 907 413; österreichische Patentschrift N r. 39 498.