DE202008005224U1 - Fans and an electric motor equipped with such a fan - Google Patents

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Abstract

Einen für elektrische Maschinen, insbesondere fremdbelüftete Elektromotoren (1), bestimmten Lüfter, dessen Lüfterschaufeln (3) aufweisendes Lüfterrad (4) mittels eines Lüftermotors (2) antreibbar ist, welcher als ein Außenläufermotor ausgeführt ist, und einen Stator (6), der mit einer Statorplatte (8) an einer Aufnahme (7) fixiert ist sowie einen den Stator (6) radial einschließenden Rotor (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (7) den Rotor (5) vollständig einschließt und eine mit dem Rotor (5) verbundene Antriebswelle (11) auf einer dem Rotor (5) abgewandten Seite der Statorplatte (8) mit dem Lüfterrad (4) verbunden ist.a for electrical machines, in particular externally ventilated Electric motors (1), certain fans, its fan blades (3) having fan wheel (4) by means of a fan motor (2) is drivable, which as an external rotor motor is executed, and a stator (6) connected to a stator (8) is fixed to a receptacle (7) and a stator (6) radially enclosing rotor (5), characterized that the receptacle (7) completely encloses the rotor (5) and a drive shaft (11) connected to the rotor (5) on one the rotor (5) facing away from the stator plate (8) with the fan (4) is connected.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen für elektrische Maschinen, insbesondere für einen fremdbelüfteten Elektromotor, bestimmten Lüfter, dessen Lüfterschaufeln aufweisendes Lüfterrad mittels eines Lüftermotors antreibbar ist, welcher als ein Außenläufermotor ausgeführt ist, und einen Stator, der mit einer Statorplatte an einer Aufnahme fixiert ist sowie einen den Stator radial einschließenden Rotor aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen mit einem solchen Lüfter ausgestatteten Elektromotor.The The invention relates to a for electrical machines, in particular for an externally ventilated electric motor, certain Fan, whose fan blades exhibiting fan wheel can be driven by a fan motor, which as an external rotor motor is executed, and a stator fixed to a receptacle with a stator plate is and a radially enclosing the stator rotor having. Furthermore, the invention relates to one with such Fan equipped electric motor.

Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, in eine Lüfterhaube solcher fremdbelüfteter Elektromotoren einen Lüftermotor einzusetzen, der als Außenläufermotor ausgebildet ist.Out the prior art, it is already known in a fan guard Such externally ventilated electric motors a fan motor to use, designed as an external rotor motor is.

Als Außenläufer wird dabei eine Bauform von Elektromotoren bezeichnet, bei welcher der Stator des Motors innenliegend angeordnet und daher von dem Rotor umschlossen ist. Typische Einsatzzwecke derartiger Motoren sind Axiallüfter, Deckenventilatoren, Kreiselmotoren sowie weitere Anwendungen, bei denen das Rotationsträgheitsmoment des Rotors keine Rolle spielt oder sogar erwünscht ist.When External rotor will be a design of electric motors in which the stator of the motor is arranged on the inside and therefore enclosed by the rotor. Typical uses of such Motors are axial fans, ceiling fans, centrifugal motors as well as other applications where the rotational moment of inertia the rotor plays no role or even desired.

Der Außenläufermotor weist prinzipiell gegenüber einem Innenläufermotor den Vorteil auf, dass er einen deutlich besseren Wirkungsgrad hat und daher grundsätzlich kleiner und leichter als Innenläufermotoren mit vergleichbarer Leistung ausgeführt werden kann. Außenläufermotoren zeichnen sich zudem durch eine kurze Baulänge aus.Of the External rotor motor faces in principle an internal rotor motor on the advantage that he a clear has better efficiency and therefore basically smaller and lighter than internal rotor motors with comparable Performance can be performed. External rotor motors are also characterized by a short length.

Außenläufermotoren sind jedoch aufgrund des Ringspalts zwischen dem Stator und dem Rotor empfindlich gegenüber einem unerwünschten Eindringen von Staub und Flüssigkeiten in das Innere. Aus diesem Grunde werden, sofern die Schutzklassen IP 66 oder IP 65 erreicht werden müssen, als Lüftermotoren Innenläufermotoren eingesetzt, die durch eine Kapselung geschützt werden können.External rotor motors However, due to the annular gap between the stator and the Rotor sensitive to an unwanted Ingress of dust and liquids into the interior. Out For this reason, provided that the protection classes IP 66 or IP 65 must be achieved as fan motors internal rotor motors used, which can be protected by an encapsulation.

Im Bestreben, den Bereich des Ringspalts zwischen dem Stator und dem Rotor staubdicht abzudecken, ist es durch das DE 83 13 703 U1 bereits bekannt geworden, am Stator eine napfförmige Aufnahme als ringförmige Dichtfläche auszubilden und am Rotor eine Dichtungshülse anzuordnen, die sich in die napfförmige Aufnahme hinein erstreckt. Die so geschaffene Labyrinthdichtung erfordert jedoch einen erheblichen konstruktiven Aufwand und Platzbedarf.In an effort to dustproof cover the area of the annular gap between the stator and the rotor, it is through the DE 83 13 703 U1 already known to form a cup-shaped receptacle on the stator as an annular sealing surface and to arrange a sealing sleeve on the rotor, which extends into the cup-shaped receptacle inside. However, the labyrinth seal thus created requires considerable design effort and space.

Die DE 43 17 783 C1 betrifft eine Abdichtung für einen als Außenläufermotor ausgeführten Lüftermotor, dessen Stator im Wesentlichen innerhalb einer napfförmigen Aufnahme einer Lüfterhaube eines fremdbelüfteten Elektromotors angeordnet ist. Dadurch, dass ein sich in Richtung auf den Rotor erstreckender Abschnitt der napfförmigen Aufnahme als ringförmige Dichtfläche ausgestaltet ist, wird die kritische Öffnung zwischen dem Stator und dem Rotor gegen das Eindringen von Strahlwasser und Schmutz geschützt. Dabei ermöglicht es eine mit dem Rotor verbundene Dichtungshülse, einen langen und wirksamen Dichtspalt zu schaffen. Die Dichtungshülse deckt dabei vorzugsweise auch den Stator des Lüftermotors im Wesentlichen ab, sodass sich die Dichtungshülse dabei weit über die kritische Öffnung zwischen dem Stator und dem Rotor hinaus erstreckt.The DE 43 17 783 C1 relates to a seal for a designed as an external rotor motor fan motor whose stator is arranged substantially within a cup-shaped receptacle of a fan cowl of a forced-ventilated electric motor. Characterized in that a extending in the direction of the rotor portion of the cup-shaped receptacle is designed as an annular sealing surface, the critical opening between the stator and the rotor is protected against the ingress of jet water and dirt. It makes it possible to create a sealing sleeve connected to the rotor, a long and effective sealing gap. The sealing sleeve preferably also covers the stator of the fan motor substantially, so that the sealing sleeve extends far beyond the critical opening between the stator and the rotor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um den Schutz gegenüber Umwelteinflüssen in einfacher Weise wesentlich zu verbessern. Insbesondere soll erfindungsgemäß eine höhere Schutzklasse erreicht werden.Of the Invention is based on the object, a possibility to create the protection against environmental influences to improve significantly in a simple manner. In particular, according to the invention a higher protection class can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Lüfter gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.These Task is inventively with a fan solved according to the features of claim 1. The subclaims relate particularly useful Further developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein Lüfter vorgesehen, bei dem die Aufnahme, die hierzu insbesondere durch einen Abschnitt eines Lüftergehäuses gebildet sein kann, den Rotor radial und axial vollständig einschließt und eine mit dem Rotor verbundene Antriebswelle auf einer dem Rotor abgewandten Seite der Statorplatte mit dem Lüfterrad verbunden ist. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass die Vorteile des Außenläufermotors dadurch in einfacher Weise mit einer zugleich wesentlich verbesserten Abdichtung gegenüber Umwelteinflüssen kombiniert werden können, wenn der Rotor in einer geschlossenen, bei spielsweise zylindrischen Vertiefung vollständig eingeschlossen ist. Der Luftspalt zwischen der Statorplatte und dem Rotor erfordert demnach keine Abdichtung, weil der Ringspalt zwischen dem Rotor und der Aufnahme durch die Statorplatte vollständig geschlossen ist. Dabei ist der Rotor mit der Antriebswelle verbunden, die zentral durch den Stator und die Statorplatte hindurchgeführt ist und auf der abgewandeten Seite in Bezug auf den Rotor das Lüfterrad trägt. Somit erfordert als alleiniges rotationsbewegliches Bauteil die Antriebswelle eine Abdichtung, die mit an sich bekannten Maßnahmen effizient und vergleichsweise einfach realisiert werden kann. Die Verbindung zwischen dem Rotor und dem Lüfterrad erfolgt somit allein mittels der Antriebswelle. Ein nach dem Stand der Technik bekannte und im Hinblick auf die Erzielung einer hohen Schutzklasse aufwändige Labyrinthdichtung kann somit entfallen, wobei zugleich eine Schutzklasse von IP 66 erreicht wird.According to the invention So a fan provided, in which the recording, the purpose in particular through a section of a fan housing may be formed, the rotor radially and axially completely and a drive shaft connected to the rotor on a rotor side facing away from the stator with the fan connected is. The invention is based on the knowledge, that the advantages of the external rotor motor thereby in a simple way with a much improved at the same time sealing can be combined against environmental influences, when the rotor in a closed, for example, cylindrical Well is completely enclosed. The air gap between the stator plate and the rotor therefore requires no Sealing, because the annular gap between the rotor and the receptacle is completely closed by the stator plate. there the rotor is connected to the drive shaft which passes centrally through the stator and the stator plate is passed and on the opposite side with respect to the rotor, the fan wearing. Thus requires as the sole rotatable Component, the drive shaft a seal that with known per se Measures efficient and comparatively easy to implement can be. The connection between the rotor and the fan thus takes place solely by means of the drive shaft. One after the state known in the art and with a view to achieving a high Protection class elaborate labyrinth seal can thus be omitted, wherein At the same time a protection class of IP 66 is achieved.

Der Lüftermotor könnte durch die Aufnahme axial eingeschoben werden bis die Statorplatte gegen eine Stirnplatte der Aufnahme anliegt und sodann an dem gegenüberliegenden Endbereich durch einen Deckel verschlossen werden. Besonders vorteilhaft ist eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei der die Aufnahme als eine napfartige Vertiefung des Gehäuses ausgeführt ist, welche mittels der Statorplatte verschließbar ausgeführt ist, sodass die Aufnahme becherförmig, beispielsweise als ein einseitig geschlossener Hohlzylinders ausgeführt sein kann. Der Montage- und Herstellungsaufwand lässt sich dabei weiter verringern, indem der Lüftermotor von oben eingesetzt wird bis die Statorplatte auf einem die Aufnahme einschließenden Rand aufliegt.The fan motor could be inserted axially through the recording until the stator ge gene an end plate of the recording is applied and then closed at the opposite end by a lid. Particularly advantageous is a modification of the present invention, in which the receptacle is designed as a cup-like depression of the housing, which is designed to be closed by means of the stator plate, so that the receptacle cup-shaped, for example, can be designed as a hollow cylinder closed on one side. The assembly and manufacturing costs can be further reduced by the fan motor is used from above until the stator plate rests on a recording enclosing the edge.

Dabei erweist es sich als besonders praxisgerecht, wenn die Statorplatte auf einem radialen Vorsprung der Aufnahme flächig aufliegt, um so eine montagerechte Konstruktion mit einer einfachen Möglichkeit zur Abdichtung zu schaffen. Die Statorplatte kann hierzu beispielsweise auch flächenbündig mit dem Randbereich der Aufnahme abschließen.there proves to be particularly practical when the stator plate rests flat on a radial projection of the recording, so a montageerechte construction with a simple way to create a seal. The stator can this example also flush with the edge area of the recording to lock.

Zur Abdichtung eignen sich grundsätzlich alle an sich bekannten Dichtungselemente. Besonders einfach ist es, wenn die Statorplatte gegenüber der Aufnahme mittels einer insbesondere ringförmig geschlossenen Dichtung abgedichtet ist, welche hierzu in einer Nut des radialen Vorsprungs angeordnet werden kann.to Sealing are basically all known per se Sealing elements. It is particularly easy when the stator plate opposite the receptacle by means of a particular annularly closed Seal is sealed, which in a groove of the radial Projection can be arranged.

Die Aufnahme umfasst den Rotor zweckmäßigerweise so eng wie möglich, um den verfügbaren Bauraum optimal zu nutzen und die Beeinträchtigung des zu erzeugenden Luftstroms zu minimieren. In der Praxis erweist sich eine Ausgestaltung als besonders sinnvoll, wenn die Aufnahme mit dem Rotor einen Ringspalt zwischen 0,1 mm und 5 mm einschließt und einen Boden aufweist, der gegenüber einem axialen Endbereich des Lüftermotors einen ab stand aufweist, der weniger als 1 cm beträgt. Der Ringspalt kann zusätzlich auch zur Geräuschdämmung mit einer entsprechenden Oberflächenbeschaffenheit versehen sein oder einen beispielsweise rohrförmigen Dämmstoff aufnehmen. Die Aufnahme kann sowohl einteilig mit dem Boden verbunden sein als auch aus mehreren Bauteilen bestehen.The Recording includes the rotor expediently so as close as possible to the available space optimally to use and the impairment of the air flow to be generated to minimize. In practice, an embodiment proves to be particularly useful if the recording with the rotor an annular gap between 0.1 mm and 5 mm and has a bottom, the opposite to an axial end portion of the fan motor has a distance that is less than 1 cm. Of the Annular gap can also be used for noise reduction provided with a corresponding surface finish his or a example tubular insulation take up. The receptacle can be both integrally connected to the ground be as well as consist of several components.

Weiterhin erweist es sich in der Praxis als vorteilhaft, wenn das Lüftergehäuse mit einer Lüfterhaube der elektrischen Maschine insbesondere einteilig verbunden ist, um so die Teilevielfalt zu verringern und somit Montagefehler weitestgehend ausschließen zu können.Farther In practice, it proves to be advantageous if the fan housing with a fan cowl of the electric machine in particular is integrally connected, so as to reduce the variety of parts and thus exclude mounting errors as far as possible.

Der Lüfter kann grundsätzlich unterschiedliche Bauformen aufweisen. Besonders praxisgerecht ist hingegen eine Abwandlung, bei welcher der Lüfter als ein Axiallüfter ausgeführt ist, wobei der Lüfter mit radial um den Bereich der Aufnahme angeordneten Belüftungsöffnungen ausgestattet ist, durch welche die Luft in das Gehäuse eintreten oder durch diese entweichen kann.Of the Fan can basically different designs exhibit. Especially practical is a modification, in which the fan is designed as an axial fan is, with the fan with radially around the area of the recording equipped vents equipped is, through which the air enters the housing or can escape through them.

Weiterhin ist es auch besonders sinnvoll, wenn die Aufnahme mit einer Leitung verbunden ist, um so bedarfsweise die im Betrieb des Lüfters in den Ringspalt freigesetzten Emissionen mittels einer Absaugleitung absaugen zu können oder mittels einer Inertgaszuführung ein Schutzgas zuführen zu können. Ferner könnte auf diese Weise auch ein Überdruck in der Aufnahme erzeugt werden, um so die Abdichtung gegenüber der Umgebung noch weiter zu verbessern.Farther It is also particularly useful when recording with a line is connected, as needed, in the operation of the fan emissions released into the annular gap by means of a suction line be able to aspirate or by means of an inert gas to be able to supply a protective gas. Furthermore, could In this way, also generates an overpressure in the recording so as to still seal against the environment continue to improve.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer Prinzipdarstellung einen für einen lediglich andeutungsweise dargestellten fremdbelüfteten Elektromotor 1 bestimmten Lüfter. Der Lüfter hat einen Lüftermotor 2 zum Antrieb eines mit mehreren Lüfterschaufeln 3 ausgestatteten Lüfterrades 4. Der Lüftermotor 2 ist als ein Außenläufer ausgeführt, sodass der Rotor 5 einen innenliegenden Stator 6 außenseitig einschließt. Der Rotor 5 ist dabei seinerseits vollständig von einer Aufnahme 7 umschlossen. Hierzu schließt eine Statorplatte 8 des Lüftermotors 2 die Aufnahme 7 mittels einer ringförmig geschlossenen Dichtung 9 luftdicht ab. Der Rotor 5 dreht sich somit vor Umgebungseinflüssen zuverlässig geschützt in der als einseitig geschlossener Hohlzylinder ausgeführten Aufnahme 7, sodass ein prinzipiell unvermeidlicher Luftspalt 10 zwischen dem Rotor 5 und der Statorplatte 8 keine zusätzliche Abdichtung erfordert. Zur Übertragung der Antriebsleistung ist eine mit dem Rotor 5 verbundene Antriebswelle 11 durch die Statorplatte 8 hindurchgeführt und trägt an ihrer dem Rotor 5 abgewandeten Seite das Lüfterrad 4. Erfin dungsgemäß wird so mit einem vergleichsweise geringen Aufwand eine optimale Abdichtung und damit eine hohe Schutzklasse des Lüfters erreicht.The invention allows for various embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in a schematic representation of a for a hinted illustrated vented electric motor 1 certain fan. The fan has a fan motor 2 to drive one with multiple fan blades 3 equipped fan wheel 4 , The fan motor 2 is designed as an external rotor, so the rotor 5 an inside stator 6 includes on the outside. The rotor 5 is in turn completely from a recording 7 enclosed. This includes a stator plate 8th the fan motor 2 the recording 7 by means of a ring-closed seal 9 airtight. The rotor 5 thus rotates reliably protected against environmental influences in the one-sided closed hollow cylinder running recording 7 so that a basically unavoidable air gap 10 between the rotor 5 and the stator plate 8th no additional sealing required. To transfer the drive power is one with the rotor 5 connected drive shaft 11 through the stator plate 8th passed through and carries on her the rotor 5 facing away from the fan 4 , Inven tion according to an optimum seal and thus a high degree of protection of the fan is achieved with a comparatively low cost.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 8313703 U1 [0006] - DE 8313703 U1 [0006]
  • - DE 4317783 C1 [0007] - DE 4317783 C1 [0007]

Claims (11)

Einen für elektrische Maschinen, insbesondere fremdbelüftete Elektromotoren (1), bestimmten Lüfter, dessen Lüfterschaufeln (3) aufweisendes Lüfterrad (4) mittels eines Lüftermotors (2) antreibbar ist, welcher als ein Außenläufermotor ausgeführt ist, und einen Stator (6), der mit einer Statorplatte (8) an einer Aufnahme (7) fixiert ist sowie einen den Stator (6) radial einschließenden Rotor (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (7) den Rotor (5) vollständig einschließt und eine mit dem Rotor (5) verbundene Antriebswelle (11) auf einer dem Rotor (5) abgewandten Seite der Statorplatte (8) mit dem Lüfterrad (4) verbunden ist.One for electrical machines, in particular externally ventilated electric motors ( 1 ), certain fans, whose fan blades ( 3 ) having fan ( 4 ) by means of a fan motor ( 2 ), which is designed as an external rotor motor, and a stator ( 6 ), which is equipped with a stator plate ( 8th ) on a recording ( 7 ) and a stator ( 6 ) radially enclosing rotor ( 5 ), characterized in that the receptacle ( 7 ) the rotor ( 5 ) and one with the rotor ( 5 ) connected drive shaft ( 11 ) on a rotor ( 5 ) facing away from the stator ( 8th ) with the fan wheel ( 4 ) connected is. Lüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (7) als eine napfartige, mittels der Statorplatte (8) verschließbare Vertiefung ausgeführt ist.Fan according to claim 1, characterized in that the receptacle ( 7 ) as a cup-like, by means of the stator plate ( 8th ) is executed sealable recess. Lüfter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorplatte (8) auf einem radialen Vorsprung der Aufnahme (7) flächig aufliegt.Fan according to claims 1 or 2, characterized in that the stator plate ( 8th ) on a radial projection of the receptacle ( 7 ) rests flat. Lüfter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorplatte (8) gegenüber der Aufnahme (7) mittels einer insbesondere ringförmig geschlossenen Dichtung (9) abgedichtet ist.Fan according to at least one of the preceding claims, characterized in that the stator plate ( 8th ) compared to the recording ( 7 ) by means of a particular annularly closed seal ( 9 ) is sealed. Lüfter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (7) mit dem Rotor (5) einen Ringspalt zwischen 0,1 mm und 5 mm einschließt.Fan according to at least one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 7 ) with the rotor ( 5 ) includes an annular gap between 0.1 mm and 5 mm. Lüfter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (7) einen Boden aufweist, der gegenüber einem axialen Endbereich des Lüftermotors (2) einen Abstand zwischen 0,1 mm und 5 mm aufweist.Fan according to at least one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 7 ) has a bottom which faces an axial end region of the fan motor ( 2 ) has a distance between 0.1 mm and 5 mm. Lüfter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (7) mit einer Lüfterhaube der elektrischen Maschine insbesondere einteilig verbunden ist.Fan according to at least one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 7 ) is in particular integrally connected to a fan cowl of the electric machine. Lüfter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter als ein Axiallüfter ausgeführt ist.Fan after at least one of the previous ones Claims, characterized in that the fan is designed as an axial fan. Lüfter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter mit radial um den Bereich der Aufnahme (7) angeordneten Belüftungsöffnungen ausgestattet ist.Fan according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fan with radially around the region of the receptacle ( 7 ) arranged ventilation openings is equipped. Lüfter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (7) mit einer Leitung verbunden ist.Fan according to at least one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 7 ) is connected to a line. Lüfterhaube eines fremdbelüfteten Elektromotors gekennzeichnet durch einen Lüfter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.Fan cowl of an externally ventilated Electric motor characterized by a fan after at least one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8313703U1 (en) 1983-05-07 1983-09-15 Wilhelm Gebhardt Gmbh, 7112 Waldenburg EXTERNAL ROTOR MOTOR WITH LABYRINTH SEAL
DE4317783C1 (en) 1993-05-28 1994-06-01 Wistro Fa Sealing system for electrical fan motor designed as outside rotor motor - has fan blades arranged at rotor, and stator of motor is arranged essentially inside cup-shaped reception section of fan cowl of separately vented motor

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