DE2042356A1 - Seitenkanalverdichter - Google Patents

Description

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U.S. Serial Nr₀ 853,293

Vom 27c8₀1969

fiüTHüN INOURPUHAi¹JSD, Woodstock, New York 12498, USA

Seitenkanalverdichber

Die Erfindung betrifft einen Seitenkanalverdichter mit einer Standeranordnung und einer Läuferanordnung, die einen Elektromotor für den Verdichter bilden, mib einer Flügelanordnung, und mit einer ringförmigen Verdichterkammer<,

In vielen Anwendungsfällen mit Elektromotoren oder elektronischen Bauelementen besbehb die Notwendigkeit, die erzeugte Wärme abzuführen, damit sich die Betriebseigenschaften der Anlage nicht verschlechtern. Zu diesem Zweck verwendet man gewöhnlich einen elektrischen Lüfter, der die erzeugte Wärme abführt und die genannten guten Betriebseigenschaften gewährleistet» Meistens besteht jedoch ein Mangel an Raum, und die Abmessungen des Lüfters müssen so klein wie möglich gehalten werden, damit er zu der jeweiligen Anlage paßt.

Ein anderer Anwendungsfall, bei dem Entlüfter mit gedrängter Bauweise benötigt werden, ist das Absaugen nasser oder korro-, dierender Dämpfe _t wie sie z.B. von chemischen Lösungen abgegeben werden, die in gewissen Arten von Vervielfältigungs- oder

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Druckmaschinen benutzt werden. Zusätzlich zu dem Raumproblem muß beim Entwurf von Lüftern für diesen Anwendungsfall darauf geachtet werden, daß die Motor- und Gebläsekonstruktion vor den schädlichen Einflüssen der Dumpfe geschützt wirde

Bei allen genannten Anwendungsfällen muß noch ein weiterer Faktor berücksichtigt werden, und zwar muß der Lüfter eine hohe Kompression aufweisen, damit er soviel wie möglich von der Wärme und den Dämpfen abführt. Es sind zwar Axialrohrlüfter und Zentrifugalverdichter mit gedrängter Bau .eise verfügbar, doch diese Einheiten liefern für viele Anwendun^afälle keinen genügend hohen Ausgangsdruck, und sie sind auch nicht beständig gegen die schädlichen Einflüsse von übermäßiger Feuchtigkeit oder korrodierenden Dämpfen.

Wenn hohe Ausgangsdrücke erforderlich sind, hat man häufig Seitenkanalverdichter eingesetzt. Die bisher zur Verfugung stehenden Seitenkanalverdichter sind aber für viele Umgebungsbedingungen zu groß, denn sie bestehen üblicherweise aus einer sich axial von einem Elektromotor erstreckenden WeIIe, die eine Flügelanordnung trägt, welche in eine im Abstand W vom Motor befindliche Verdichterkammer ragt. Die Gesamtabmessungen, insbesondere in axialer Richtung, sind deshalb häufig zu groß, um für die oben beschriebenen Anwendungsfälle mit beschränktem Raum geeignet zu sein. Außerdem treten bei diesen Geräten einige konstruktive Schwierigkeiten auf, die dazu beitragen, daß sie kompliziert und kostspielig sind.

Die Erfindung bezweckt daher, einen Lüfter anzugeben, der zu einer hohen Verdichtung fähig ist und eine relativ kleine axiale Länge besitzt, so daß er dort eingesetzt werden kann,

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wo Mangel an Raum herrscht und ein hoher Ausgangsdruck erforderlich ist. Zusätzlich schafft die Erfindung einen Lüfter, der in der Lage ist, korxodierende oder nasse Dämpfe abzusaugen, ohne daß der r.'.otor schädlichen Einflüssen ausgesetzt ist«, Gemc.ß einem weiteren Z'.vock schafft die Erfindung einen Seitenkanalverdichter der oben beschriebenen Art, bei welchem die bei der I.Ionca.e der Fliij_elanordnung auf der V/elle auftretenden Frooleme erleichtert oder beseitigt werden, und bei Welchem die ",v'^rme des rotors in den von der Flügelanordnung ausgehenden Luftsti^om abgegeben wird ο

Die Erfindung besteht darin, daß die Verdichterkammer den Motor etwa in der Mitte zwischen seien Enden umgibt, und daß die Flü elanordnum i.iit rs dial verlaufenden Flüseln an der Läuferanoranung befestigt ist and sich in die Verdichterkaimner erstreckt»

Vorzugsweise ist die Läufere.noranung becherförmig und um uie Lauf -or anordnung herum drehbar montiert. Das Flü-jelrsd ist direkt an der Läuferanordnung montiert und ra t von ihr radial an einem Punkt ab, der sich zwischen den Enden des Motors befindet. Ebenfalls zwischen den Enden des I.Iotors beiinaet sich die ringförmige Verdichterkemmer, die koaxial zum I.'otor liegt und das Flügelrad aufnimmt. Dank diesar Anordnung ist die Größe des Lüfters wesentlich verringert worden, und die Liotorwärme wird in den vom Verdichter erzeugten Luftstrom abgegeben.

Wenn der Motor zum Absaugen oder Abblasen korrodierender oder nasser Dämpfe benutzt werden soll, kann die Motoranordnung in einen geeigneten Kunststoff eingekapselt werden, der den

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schädlichen Einfluß dieser Dämpfe auf den Motor verhindert.

An einem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nun näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Aufriß eines Seitenkanalverdichters gemäß der Erfindung und

Figo 2 einen Querschnitt durch den Verdichter gemäß Fig. 1 " längs der Ebene 2-2»

In Fig. 2 ist eine Standeranordnung 10 dargestellt, die von einer becherförmigen Läuferanordnung 12 umgeben ist, so daß ein Motor gebildet ist, der in einem durch Teile 56, 53 gebildeten Gehäuse gehaltert ist. Koaxial mit dem Motor befindet sich eine ringförmige oder vielmehr allgemein toroidrormije νerdichterkammer 1o, die eine passende Lüfterflüge1anordnung 18 aufnimmt, welche airekt an der Läuferanordnung 12 befestigt ist.

i)ie Ständeranordnung 10 ist ringförmig and enthält enen ^ Blechkern oder ein Blechpaket 2u, das von geeigneten Wicklungen 22 umgeben ist, die in irgendeiner konventionellen .Veise an eine Wechselstromquelle angeschlossen and, um das umlaufende Magnetfeld zu erzeugen. Ein i?'lanschteil 26 besitzt einen Kragen 28, der von der Ausnenmung der Ständeranordnung 10 aufgenommen ist, und einen flansch 301 der radial vom Kragen angrenzend an das eine Ende der Ständeranordnung vorspringt. Am äußeren Rand des Flansches 30 sind mehrere Schlitze 32 gebildet, deren Zweck noch erläutert werden wird.

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Um die Ständeranordnung 10 herum ist ein Kun'ststoffmaterial geformt, welches den Ständer vollständig einkapseln und eine Schutzschicht für das Blechpaket 20 bilden kann, falls der Lüfter dazu benützt werden soll, nasse oder korrodierende Dämpfe abzublasen. Andernfalls muß das Kunststoffmaterial nicht den äußeren Durchmesser des Blechkernes oder Paketes einkapseln« Während des Eingießens des Kunststoffes wird dieser durch die Schlitze 32 fließen und eine Verblockung für das Flanschteil 26 bilden. An den Fronuflächen des Flansches 30 entlang wird der Kunststoff in einer gewissen Entfernung vom Ende stehen bleiben und einen vorspringenden Rend 34- um den Umfang der Ständeranordnung herum freilassen» Der Zweck dieses Randes wird noch näher erläutert werdeno

Die Lauferanordnung 12 ist allgemein becherförmig und enthält einen flachen Basisteil 36, welcher Ringbleche 38 und einen Endring 40 trägt_β Die Ringbleche 38 ragen vom äußeren Umfang des Basisteils 36 aus in Axialrichtung, so daß diese mit dem Blechpaket 20 zusammenwirken und einen elektrischen Motor bilden. Ebenfalls in Axialrichtung springt von der inneren Stirnfläche des Basisteils 36 eine zentrale Nabe 42 vor, deren Zweck noch erläutert werden wird.

Wie schon erwähnt wurde, sitzt die Flügelanordnung 18 auf der Läuferanordnung 12, und sie besitzt einen Befestigungsring 44, der am äußeren Umfang der Läuferanordnung an einer Stelle fest angebracht ist, die sich mitten zwischen deren Enden befindet. Mehrere Flügel 46, die gebogen oder eben sein können, stehen radial von der äußeren Oberfläche des Befestigungsringes 44 ab und ragen in die Verdichterkammer 16. Offensichtlich, verringert diese Anordnung die axiale Länge des Verdichters bis auf die axiale Länge des Elektromotors und be-

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seitigt außerdem die Schwierigkeiten, die bei der Befestigung des Flügelrades an einer schmalen zylindrischen ',Yc-IIe &uftrecen. Auch wird die IJotorwärme ?ut abgeführt, αε aie Lüfterflügel 46 und der Befesti^ungsring 44 aus einer.: Let all oisr Kunststoff mit gucen V/ärmeleitei^enschaften hergestellt, sind. Es besteht also ein guter V/c.rmeleicpfad vom Moirr zur Kammer 16, wo die Y/ärme mit der Luft abgeführt wird.

vorzugsweise sollte die Flü^elanordnung 18 wegen der auf sie wirkenden großen Kräfte möglichst starr an der Läuferonor-dnung

* 12 befestigt werden» Die Realisierung einer solchen Verbindung ist schwierig, wenn der Lüfter extrem ^Ie in sein soll, weil leichte Werkstoffe verwendec werden. Die hier angegebene Verbindung gewährleistet aber aie gewünschte Starrheit; oder Festigkeit auch bei Verwendung der gewünschten ^T,Verkstoff e. Das Ende des Basisaeils 36 des Läufers ist so geschnitten, da!i eine Stufe όΊ gebildet ist, iie sich um seinen Umfan- herum erstreckt und zwei Oberflächen bildet. Vom Befestigungsring 44 ragt nach innen ein Lippenteil 45, der so angeordnet und geformt ist, daß er gegen die beiden durch die Stufe 37 gebildeten Oberflächen stoßen kann. Da sich der Ring 44 an den Blechen 38 entlang erstreckt, bestehen drei gesonderte Berührungsflächen

\ zwischen dem Ring und der Läuferanordnung, wodurch eine starre oder feste Verbindung gewährleistet ist. Der linke Teil des Ringes kann abh, wie bei 47 dargestellt ist, unter die Kammer Ib erstrecken, damit eine größere Berührungsfläche zwischen dem Ring und der Läuferanordnung sowie eine bessere Dichtung für das Strömungsmedium (Luft) be.-iceht.

Wenn sie in ihrer Betriebslage zusammengebaut sind, ragt die Nabe 42 in die zentrale Ausnehmung der Standeranordnung 10

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hinein. Die Lauf ,iranoranung 12 ist; drenb..r ouf einer 7/elle 48 gelagert, die fesc von der Hebe 4=! gehaltert i;t and sich durch den übrigen Teil der zentralen Ausnehmung erstreckt. Eine pas :ende Anordnung aus Ecuiallo /ern 30 und einem Axitldrucklager 52 ist um die Welle 48 in einer bekannten v/eise vorgesehen. Uni eine Axial bewegung der Lauf er anordnung zu verhindern, ist auf eoenfells bekannte Weise eine fedeinde Sieherurigss'cheibe 54 auf des Ende der ./eile 45 aufgesetzt.

Ein Gehäuse mit einer bevorzugten Form enthalt ein erstes GeliMusereil 5oj das für eine Befestigung an der St^nderanordnung geeignet ist und einen becherförmigen Teil 53 besitzt, eier einstückig mit einem (im Profil) halbkreisförmigen Wandteil 60 geformt sein kann, welcher einen Teil der toroidförmigen Kammer 16 bildet. Durch die Endstirnfläche des becherförmigen Teiles 53 fährt eine ringförmige öffnung mit einer unterschnittenen Lippe 62, die um den Umfang der Öffnung nach innen ragt. Nach dem Zusammenbau v:ird der Rand 34 auf der Ständeranordnung 10 von der Ausnehmung an der Lippe 62 aufgenommen and ist haftend daran befestigt oder festgeklebt. In das offene Ende der durch die Stände !'anordnung fahrenden zentralen Ausnehmung kann zur Abdichtung des IUotors eine abnehmbare Deckkappe 64 eingesetzt werden.

Ebenfalls ein Teil des Gehäuses ist ein Eückwandteil 6c, der allgemein becherförmig ist und komplementär zuii! Kammerwandteil 60 ist. Beim Zusammenbau beispielsweise mitoels geeigneter Kljdammern 68 werden das Gehäuse und die Verdichterkammer 16 gebildet.

Die Verdichterkammer enthält einen Einlaß 70 und einen Auslaß 72, zwischen welchen sich ein Stripper oder Leitblech (nicht dargestellt) befindet, welches vom Kammerwandteil 60 an einer Stell zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen derart nach innen ragt, daß es die Luft durch die Auslaßcffnun-· luicet. Einlaß und Auslaß können je n&ch dem An\vendun-;sfull und der Um-

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gebung jede beliebige Form haben. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Einltß ein allgemein rohrfcrmiges Kupplungsteil zum Anschluß an eine Leitung, während der Auslaß einfach eine Öffnung im Wandteil 60 der Verdichterkammer ist. Es können auclj Montageansätze in Form von Augen 74 vorgesehen sein, mit denen der Lüfter auf einer Halterung befestigt wird.

Aus dieser Beschreibung geht hervor, daß ein schmaler, zu einer Förderleistung fähiger Lüfter geschaffen worden ist, in welchem die Probleme der Wärmeabfuhr und der Lüfterfliigelmontoge gelöst sind. Wenn zudem die Sti'.nderwicklungen 20 vollständig in Kunststoff eingekapselt sind, kann der Lüfter euch zum Abblasen von nassen oder korrodierenden Dämpfen verwendet werden.

Kurz zusammengefaßt, schafft die Erfindung also einen Seitenkanalverdichter mit einem Ständer und einem koaxialen Läufer, die einen Motor bilden. Konzentrisch zum Motor und zwischen seinen Enden ist eine Verdichterkammer mit Einlaß- und Auslaßöffnungen. Ein Verdichterrad ist auf dem Läufer montiert und ragt in die Verdichterkammer, wodurch eine hohe Ausgangsverdichtung in einem begrenzten Raum bewirkt wird. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung verschiedene Änderungen und Abwandlungen des dargestellten Ausführungsbeispiels möglich.

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Claims (5)

1. 2UA2356

   Patentansprüche

   Seitenkanalverdichter mib einer Ständeranordnung und einer Läuferanordnung, die einen Elektromotor für den Verdichter bilden, mit ein&r Flügelanordnung, und mib einer ringförmigen Verdichterkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichterkammer (16) den Motor (10, 12) etwa in der Mit be zwischen seinen Enden umgibt, und daß die Flügelanordnung (18) mit radial verlaufenden Flügeln (46) an der Lauferanordnung (12) befestigt ist und sich in die Verdichberkammer erstreckt.
2. 2. Seitenkanalverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (10,12) in einem Gehäuse (58, 60, 66) montiert ist, das mit der Verdichterkammer (16) aus einem Stück besbeht.
3. 3· Seitenkanalverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständeranordnung (10) in Kunststoff (24) eingekapselt ist·
4. 4. Seitenkanalverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferanordnung (12) ein etwa becherförmiges Teil (36» 38) besitzt, welches die Ständeranordnung (10) umgibt, und daß die Flügelanordnung (18) an der Läuferanordnung mitbels eines ringförmigen Bauteils (44) befestigt ist, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Läuferdurchmesser ist«
5. 5. Seibenkanalverdichber nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die becherförmige Läuferanordnung (12)

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   um ihren Umfang herumlaufend eine Stufe (57) aufweist,und daß die Flügelanordnung (18) ein ringförmiges Baubeil (44) enbhälb, das an der Stufe befestigt ist.

   inSβ ι η/ ι BK/,