DE19958261C2

DE19958261C2 - Axial

Info

Publication number: DE19958261C2
Application number: DE1999158261
Authority: DE
Original assignee: GEA Kuehlturmbau und Systemtechnik GmbH
Current assignee: GEA Kuehlturmbau und Systemtechnik GmbH
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2019-12-04
Also published as: DE19958261A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an axial fan according to the features in the preamble of claim 1.

Derartige Axiallüfter kommen beispielsweise in Kühltürmen zum Einsatz, aber auch bei Luftkondensatoren oder Belüftungsanlagen wie solchen für Tunnelbelüftungen oder industrielle Klimatisierungsanlagen. Allgemein kann man in diesem Zusammenhang von Ventilatoren für die Gasbeförderung sprechen.Axial fans of this type are used, for example, in cooling towers, but also for air condensers or ventilation systems such as those for Tunnel ventilation or industrial air conditioning systems. Generally can one in this context of fans for gas transportation speak.

In Kühltürmen beispielsweise wird das in Kraftwerken oder Fabrikationsanla gen anfallende Kühlwasser rückgekühlt. Bei sogenannten Ventilator-Kühl türmen erzeugen große Axiallüfter den Zug der Kühlluft. Die hierbei zum Ein satz gelangenden Lüfterräder haben oft Durchmesser von mehr als 10 m.In cooling towers, for example, this is done in power plants or manufacturing plants against cooling water. With so-called fan cooling towers generate large axial fans to draw the cooling air. The one here Fan wheels coming from the set often have a diameter of more than 10 m.

Ein grundsätzliches Problem bei Axiallüftern ist die Schallemission, zu der ein breitbandiges Rauschen durch das Lüfterrad beiträgt. Bei einer üblichen Bauform des Lüfterrads ist die Lüfternabe unmittelbar auf einem Flansch befestigt, der mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist. Aufgrund der betrieblich auftretenden Vibrationen im Antriebsstrang des Axiallüfters werden diese über die Abtriebswelle, den Flansch und die Lüfternabe auf die Flügel des Lüfterrads übertragen. Diese werden hierdurch zu Schwingungen angeregt und geben den im Antriebsstrang verursachten Körperschall an die Umgebung weiter. Hieraus kann eine nicht unerhebliche Erhöhung der Ge räuschemission resultieren, was sowohl unter umwelt- als auch unter ar beitsschutzrechtlichen Gesichtspunkten nachteilig ist. Unter Umständen müssen zusätzliche Schallschutzmaßnahmen ergriffen werden, die jedoch sehr kostspielig sein können.A fundamental problem with axial fans is the noise emission a broadband noise from the fan wheel contributes. With a usual The design of the fan wheel is the fan hub directly on a flange attached, which is connected to the output shaft of the transmission. by virtue of the operational vibrations in the drive train of the axial fan these are on the output shaft, the flange and the fan hub on the Transfer fan blade. As a result, these become vibrations excited and give the structure-borne noise caused in the drive train to the Surrounding area. This can result in a not inconsiderable increase in the Ge noise emissions result, which both under environmental and under ar from an occupational safety point of view is disadvantageous. In certain circumstances additional noise protection measures must be taken, however can be very expensive.

Aus der DE 76 05 334 U1 ist eine Vorrichtung zur Körperschalldämmung an Ventilatoren bekannt. Hierbei sind Körperschall trennende elastische Ele mente zwischen Welle und Flügel angeordnet. Diese Maßnahme zeigt be reits einen Schritt in Richtung zu einer wirkungsvollen Körperschalldämmung auf. Sie hat sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen können, insbeson dere wegen Problemen hinsichtlich der Beherrschung des Schwingungsver haltens und der Drehmomentenübertragung.DE 76 05 334 U1 discloses a structure-borne sound insulation device Fans known. Here, structure-borne noise separating elastic elements elements arranged between the shaft and wing. This measure shows takes a step towards effective structure-borne noise insulation on. However, it has not been able to assert itself in practice, in particular due to problems with the mastery of the vibration holding and torque transmission.

Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich der Geräuschemissionen verbesserten Axiallüf ter zu schaffen, bei dem die Übertragung der mechanischen Schwingungen zu den Flügeln weitgehend minimiert ist.The object of the invention is therefore based on the prior art based on an improved axial clearance in terms of noise emissions ter to create, in which the transmission of mechanical vibrations to the wings is largely minimized.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Axiallüfter gemäß den Merkmalen im Anspruch 1.According to the invention, this object is achieved in an axial fan according to the features in claim 1.

Kernpunkt der Erfindung bildet die Maßnahme, das Lüfterrad mit der Ab triebswelle des Antriebs über eine Flanschscheibe und eine Nabenscheibe der Lüfternabe zu koppeln, zwischen die Elastomerfederelemente eingeglie dert sind. Hierbei sind mehrere Elastomerfederelemente auf einem Teilkreis der Nabenscheibe im Bereich der Flügelbefestigungen angeordnet. Dies ge währleistet eine sehr gute Drehmomentübertragung und einen ruhigen Lauf des Lüfterrads. Ein Elastomerfederelement weist einen zwischen einer me tallischen Innenbuchse und einer metallischen Flanschhülse eingegliederten Elastomerkörper auf. Auf diese Weise wird die starre Kopplung zwischen Antrieb bzw. Getriebe und Lüfterrad aufgehoben und die Schwingungsüber tragung vom Antriebsstrang über die Lüfternabe auf die Flügel sehr stark gedämpft. Der Übertragungsweg für den Körperschall wird unterbrochen und die Schallausbreitung behindert.The heart of the invention is the measure of the fan wheel with the Ab drive shaft of the drive via a flange disc and a hub disc to couple the fan hub, inserted between the elastomer spring elements changed. Here are several elastomer spring elements on a pitch circle the hub disc in the area of the wing attachments. This ge ensures very good torque transmission and smooth running of the fan wheel. An elastomer spring element has one between a me metallic inner sleeve and a metallic flange sleeve Elastomer body. In this way, the rigid coupling between Drive or gearbox and fan wheel canceled and the vibration over Transmission from the drive train via the fan hub to the wing is very strong attenuated. The transmission path for structure-borne noise is interrupted and impedes the propagation of sound.

Bei der Abtriebswelle kann es sich um die eines Getriebes, eines Getriebe motors oder die eines vorzugsweise drehzahlregelbaren Antriebsmotors handeln.The output shaft can be that of a gear, a gear motors or that of a preferably speed-controllable drive motor act.

Das zum Antrieb des Lüfterrads notwendige Drehmoment wird einwandfrei von der Abtriebswelle auf die Lüfternabe übertragen. Die vom Antriebsstrang ausgehenden Vibrationen bzw. Schwingungen werden in den Elastomer federelementen weitgehend abgebaut. Hierdurch kann die Geräuschemis sion wesentlich reduziert werden.The torque required to drive the fan wheel becomes flawless transferred from the output shaft to the fan hub. The one from the powertrain outgoing vibrations or vibrations are in the elastomer spring elements largely dismantled. This can cause noise sion can be significantly reduced.

Der erfindungsgemäße Axiallüfter kann in unterschiedlichen Gasbeförde rungsanlagen Anwendung finden, so in Kühltürmen, Luftkondensatoren, Ein spritzkühlern, Verdunstungsluftkühlern oder auch bei Belüftungsanlagen für Tunnelbelüftungen oder industrielle Klimatisierungsanlagen.The axial fan according to the invention can operate in different gas ranges systems are used, for example in cooling towers, air condensers, a spray coolers, evaporative air coolers or also in ventilation systems for Tunnel ventilation or industrial air conditioning systems.

Vorzugsweise kommt ein Elastomerkörper aus Gummi zur Anwendung. Der Elastomerkörper ist mit der Innenbuchse und der Flanschhülse innig verbun den. Dies gewährleistet eine einwandfreie Kraftübertragung. Die Pressung an den Wirkflächen zwischen Innenbuchse, Elastomerkörper und Flanschhülse ermöglicht eine gleichmäßige Übertragung der Spannungen auf den Elastomerkörper, ohne ihn bei der Verformung zu behindern.An elastomer body made of rubber is preferably used. The The elastomer body is intimately connected to the inner sleeve and the flange sleeve the. This ensures perfect power transmission. The pressure on the effective surfaces between the inner sleeve, elastomer body and flange sleeve enables a uniform transmission of the voltages to the Elastomer body without preventing it from deforming.

Eine den grundsätzlichen Erfindungsgedanken weiterbildende Ausfüh rungsform sieht nach Anspruch 2 vor, dass die Elastomerfederelemente über die Innenbuchse an der Nabenscheibe und über die Flanschhülse an der Flanschscheibe festgelegt sind.A further development of the basic idea of the invention Rungsform provides according to claim 2 that the elastomer spring elements the inner bush on the hub disc and over the flange sleeve on the Flange washer are set.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 ist zwischen den Flansch der Flanschhülse und die Flanschscheibe ein Distanzring eingegliedert. Dies sorgt für eine zusätzliche Abstützung. Ferner kann je nach Abmessungen des Distanzrings der jeweils geforderte Abstand zwischen der Flansch scheibe und der Nabenscheibe eingestellt werden.According to the features of claim 3 is between the flange Flange sleeve and the flange disc incorporated a spacer ring. This provides additional support. Furthermore, depending on the dimensions of the spacer ring the required distance between the flange disc and the hub disc can be adjusted.

Vorteilhafterweise weist die Flanschhülse mehrere umfangsseitig zueinander versetzte Befestigungsstellen auf (Anspruch 4).The flange sleeve advantageously has several on the circumferential side of each other offset mounting points on (claim 4).

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: The invention is based on an embodiment in the Drawings described in more detail. Show it:

Fig. 1 in technisch vereinfachter Darstellungsweise einen Ausschnitt eines Axiallüfters am diffu sorseitigen Ende eines Kühlturms; Figure 1 in a technically simplified representation of a section of an axial fan at the diffuser end of a cooling tower.

Fig. 2 in vergrößerter Darstellungsweise die Lüf ternabe gemäß Fig. 1; Fig. 2 in an enlarged representation of the fan hub according to Fig. 1;

Fig. 3 im Vertikalschnitt ein Elastomerfederelement; FIG. 3 shows, in vertical section, an elastomer spring element;

Fig. 4 die Lüfternabe in der Draufsicht und Fig. 4 shows the fan hub in plan view and

Fig. 5 ein Elastomerfederelement in der Draufsicht. Fig. 5 shows an elastomer spring element in plan view.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Axiallüfter für einen Kühl turm bezeichnet. Der Axiallüfter 1 umfasst ein Lüfterrad 2 mit mehreren an einer Lüfternabe 3 festgelegten Flügeln 4. Das Lüfterrad 2 ist im Ventilatorring 5 getragen. Hierbei ist die Lüfternabe 2 mit der Abtriebswelle 6 eines Getriebes 7 gekuppelt. Der Antrieb des Lüfterrads 2 erfolgt über einen außerhalb des Ventilatorrings 5 auf der Kühlturmdecke 8 aufgestellten Elektromotor 9. Elek tromotor 9 und Getriebe 7 sind durch eine Welle 10 ver bunden.In Fig. 1, 1 denotes an axial fan for a cooling tower. The axial fan 1 comprises a fan wheel 2 with a plurality of blades 4 fixed to a fan hub 3 . The fan wheel 2 is carried in the fan ring 5 . Here, the fan hub 2 is coupled to the output shaft 6 of a transmission 7 . The fan wheel 2 is driven by an electric motor 9 installed outside the fan ring 5 on the cooling tower ceiling 8 . Elek tromotor 9 and transmission 7 are ver connected by a shaft 10 .

Anhand der Fig. 2 erkennt man, dass auf der Abtriebs welle 6 des Getriebes 7 eine Flanschscheibe 11 angeordnet ist. Hierzu sind auf der Abtriebswelle 6 eine Stützbuchse 12 und eine Flanschbuchse 13 mit einem Ringkragen 14 festgelegt, die durch eine Stirnplatte 15 und einen Schraubbolzen 16 mit der Abtriebswelle 6 verspannt sind. Auf den Ringkragen 14 der Flanschbuchse 15 ist die Flanschscheibe 11 mittels Schraubbolzen 17 befestigt.On the basis of Fig. 2 it will be seen that on the driven shaft 6 of the transmission 7 a flange 11 is arranged. To this end, a support sleeve 12 and a flanged bush 13 are fixed with an annular collar 14 on the output shaft 6, by an end plate 15 and a bolt 16 are clamped with the output shaft. 6 The flange disk 11 is fastened on the ring collar 14 of the flange bushing 15 by means of screw bolts 17 .

Die Lüfternabe 3 umfasst eine obere Nabenscheibe 18 und eine untere Nabenscheibe 19, die über einen zentralen Distanzring 20 und Spannschrauben 21 gegeneinander ver spannt sind. In radialer Erstreckung nach außen sind auf dem Umfang der Lüfternabe 3 gleichmäßig verteilt die Flü gel 4 zwischen der oberen und der unteren Nabenscheibe 18 bzw. 19 eingespannt. Die Flügelbefestigung ist in den Fig. 1 und 2 mit 22 bezeichnet.The fan hub 3 comprises an upper hub disk 18 and a lower hub disk 19 , which are clamped against one another via a central spacer ring 20 and clamping screws 21 . In a radial extension to the outside, the wings 4 are clamped evenly distributed over the circumference of the fan hub 3 between the upper and lower hub discs 18 and 19 . The wing attachment is designated by 22 in FIGS. 1 and 2.

Die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Flanschscheibe 11 und der unteren Nabenscheibe 19 erfolgt über Elastomerfederelemente 23. Anhand der Fig. 4 er kennt man, dass bei dem hier dargestellten Ausführungs beispiel insgesamt zwölf Elastomerfederelemente 23 vorgesehen sind, die auf einem Teilkreis TK der Lüfternabe 3 im Bereich nahe der Flügelbefestigungen 22 angeordnet sind.The torque-transmitting connection between the flange disk 11 and the lower hub disk 19 takes place via elastomer spring elements 23 . Referring to Figs. 4, he knows it, that in the illustrated execution for a total of twelve elastomer spring elements 23 are provided, which of the fan 3 are arranged in the area near the blade fixtures 22 on a pitch circle TK.

Die Fig. 3 zeigt ein Elastomerfederelement 23 in ver größerter Darstellung. Das Elastomerfederelement 23 weist einen Federkörper 24 aus Gummi (Gummikörper) auf, der zwischen einer metallischen Innenbuchse 25 und einer me tallischen Flanschhülse 26 eingegliedert ist. An den Kon taktflächen von Gummikörper 24, Innenbuchse 25 bzw. Flanschhülse 26 sind diese innig verbunden. Die Flansch hülse 26 weist einen umlaufenden, sich radial erstrecken den Flansch 27 und einen kreisringförmig ausgebildeten Vertikalabschnitt 28 auf. Der Gummikörper 24 ist in sei nem vertikalen Querschnitt tropfenähnlich gestaltet. Der in Bildebene der Fig. 3 gesehene obere Kopfabschnitt 29 des Gummikörpers 24 ist kreisförmig gekrümmt und über greift den Flansch 27, wobei im Bereich von Befestigungs stellen 30 der Flanschhülse 26 Ausnehmungen 31 im Kopfab schnitt 29 vorgesehen sind (siehe hierzu auch Fig. 5). Vom Vertikalabschnitt 28 der Flanschhülse 26 verjüngt sich der Gummikörper 24 über eine Ringnut 32 kegelförmig zur Innenhülse 25 hin. Fig. 3 shows an elastomer spring element 23 in a larger representation ver. The elastomer spring element 23 has a spring body 24 made of rubber (rubber body), which is incorporated between a metallic inner bush 25 and a metallic flange sleeve 26 . On the con tact surfaces of the rubber body 24 , inner sleeve 25 or flange sleeve 26 , these are intimately connected. The flange sleeve 26 has a circumferential, radially extending flange 27 and an annular vertical section 28 . The rubber body 24 is designed drop-like in its vertical cross section. The viewed in the image plane of Fig. 3 upper head portion 29 of the rubber body 24 is circularly curved and extends over the flange 27, wherein in the region of fixing locations 30 of the flange sleeve 26 recesses 31 cut in Kopfab 29 are provided (see also Fig. 5) , From the vertical section 28 of the flange sleeve 26 , the rubber body 24 tapers conically towards the inner sleeve 25 via an annular groove 32 .

Die Flanschhülse 26 stützt sich mit ihrem Flansch 27 über einen Distanzring 33 an der Flanschscheibe 11 ab. Wie insbesondere die Fig. 5 zeigt, sind im Flansch 27 der Flanschhülse 26 drei umfangsseitig im Winkel von 120° zu einander versetzte Befestigungsstellen 30 vorgesehen.The flange sleeve 26 is supported with its flange 27 on the flange disk 11 via a spacer ring 33 . As shown in FIG. 5 in particular, three fastening points 30 are provided in the flange 27 of the flange sleeve 26 on the circumferential side at an angle of 120 ° to one another.

Die Elastomerfederelemente 23 sind über die Innenbuchse 25 und einen hierdurch geführten Spannbolzen 34 an der Nabenscheibe 19 festgelegt. Die Verbindung mit der Flanschscheibe 11 erfolgt über Schraubbolzen 35, die durch die Befestigungsstellen 30 und Bohrungen 36 im Distanzring 33 bzw. Bohrungen 37 in der Flanschscheibe 11 geführt sind.The elastomer spring elements 23 are fixed to the hub disk 19 via the inner bush 25 and a tensioning pin 34 guided thereby. The connection to the flange plate 11 is made by means of bolts 35 which are guided through the fastening points 30 and holes 36 in the spacer ring 33 and holes 37 in the flange plate 11 .

Auf diese Weise ist eine einwandfreie Drehmo mentübertragung von der Abtriebswelle 6 über die Flansch scheibe 11 zur Lüfternabe 3 sichergestellt.In this way, a perfect torque transmission from the output shaft 6 via the flange disc 11 to the fan hub 3 is ensured.

Die zwischen der Flanschscheibe 11 und der Nabenscheibe 19 eingegliederten Elastomerfederelemente 23 gewähr leisten, dass der Übertragungsweg des Körperschalls zwi schen dem Getriebe 7 sowie der Lüfternabe 3 und von hier aus zu den Flügeln 4 unterbrochen bzw. sehr stark ge dämpft wird. Diese schwingungstechnische Isolierung be hindert die Schallausbreitung. Hierdurch können Ge räuschemissionen des Axiallüfters 1 wesentlich reduziert werden.The incorporated between the flange 11 and the hub disc 19 elastomer spring elements 23 ensure that the transmission path of structure-borne noise between the gear 7 and the fan hub 3 and from here to the wings 4 is interrupted or very strongly damped. This vibration isolation prevents sound from spreading. As a result, Ge noise emissions of the axial fan 1 can be significantly reduced.

Claims

1. axial fan which is provided with several on a fan hub comprising a fan wheel (2) (3) fixed wings, said fan hub (3) shaft with the drive (6) a drive is coupled, and on the drive shaft (6) has a flange (11 ) is arranged, which is coupled via elastomer spring elements ( 23 ) to a hub disk ( 19 ) forming part of the fan hub ( 3 ), characterized in that the elastomer spring elements ( 23 ) on a pitch circle (TK) of the hub disk ( 19 ) in the area of wing attachments ( 22 ) are arranged and each elastomer spring element ( 23 ) has an elastomeric body ( 24 ) incorporated between a metallic inner bushing ( 25 ) and a metallic flange sleeve ( 26 ).

2. Axial fan according to claim 1, characterized in that the elastomer spring elements ( 23 ) on the inner sleeve ( 25 ) on the hub disc ( 19 ) and on the flange sleeve ( 26 ) on the flange disc ( 11 ) are fixed.

3. Axial fan according to claim 1 or 2, characterized in that a spacer ring ( 33 ) is incorporated between the flange ( 27 ) of the flange sleeve ( 26 ) and the flange disc ( 11 ).

4. Axial fan according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flange sleeve ( 26 ) has a plurality of circumferentially offset fastening points ( 30 ).