DE2142288C3

DE2142288C3 - Slow-running large fan with axial blades arranged on the fan hub

Info

Publication number: DE2142288C3
Application number: DE2142288A
Authority: DE
Inventors: Traugott Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Garzmann
Original assignee: Felten & Guilleaume Schaltanlagen 4150 Krefeld GmbH
Current assignee: Felten & Guilleaume Schaltanlagen 4150 Krefeld GmbH
Priority date: 1971-08-24
Filing date: 1971-08-24
Publication date: 1974-09-12
Also published as: DE2142288B2; DE2142288A1

Description

Die Erfindung betrifft einen langsam laufenden, mit an der Lüftemabe angeordneten Axialflügeln ausgestatteten Großventilator zur Gaskühlung, mit Direktantrieb durch einen Elektromotor, der von Kühlluftkanälen durchsetzt ist, die mit Kühlluftkanälen in der Lüftemabe in Verbindung stehen.The invention relates to a slow-running, axial vanes arranged on the ventilation hub equipped large fan for gas cooling, with direct drive by an electric motor, which is powered by Cooling air channels is penetrated, which are in communication with cooling air channels in the ventilation hub.

Es ist bekannt, bei derartigen Großventilatoren die Kuhlluft für den Elektromotor durch den mit Kühlrippen versehenen Motormantel zu saugen. Der dazu erforderliche Eigenlüfter ist meist als Radiallüfter ausgebildet, der einen größeren Durchmesser als der Motor aufweisen muß, um bei den geringen Drehzahlen an den Kühlrippen eine bei brauchbarer Ausnutzung des Motors ausreichende Kühlluftgeschwindigkeit zu erreichen.It is known that in such large fans the cooling air for the electric motor through the cooling fins to suck the provided motor jacket. The self-ventilator required for this is usually a radial fan designed, which must have a larger diameter than the motor to at the low speeds a sufficient cooling air speed at the cooling fins with useful utilization of the motor to reach.

Inzwischen führte die Entwicklung, insbesondere durch die Forderung nach immer geräuschärmeren Kühlventilatoren, zu immer geringeren Lüfterumfangsgeschwindigkeiten und Motordrehzahlen. Dadurch war naturgemäß eine Vergrößerung der Motoren bei gleicher Leistung gegeben.In the meantime, the development led, in particular by the demand for ever quieter Cooling fans, to ever lower fan speeds and motor speeds. Through this Naturally, the engines were enlarged with the same output.

Eine wesentliche Vergrößerung der Eigenlüfter für den Motor ist jedoch nicht zweckmäßig, weil einmal der Hauptluftstrom gestört wird und zum anderen derartige Radiallüfter sehr aufwendig und kostspielig sind.A substantial increase in the internal fan for the engine is not advisable, because once the main air flow is disturbed and, on the other hand, such radial fans are very complex and expensive are.

Außerdem wird die bei den geringeren Drehzahlen ohnehin verminderte Ausnutzung der Motoren durch die geringere Kühlluftgeschwindigkeit und damit schlechtere Kühlung weiter verringert.In addition, the engine utilization, which is already reduced at the lower speeds, is achieved the lower cooling air speed and thus poorer cooling are further reduced.

Damit sind der Anwendung des Direktantriebs mit Eigenlüfter wegen der hohen Kosten von Lüfter und Motor enge Grenzen gesetzt.This means that the use of direct drive with a self-ventilator because of the high cost of the fan and Motor set narrow limits.

Es ist bereits ein elektrisch angetriebener Deckenfächer mit einem Innenständer und einem die Flügel tragenden Außenläufer sowie öffnungen im Gehäuse für den Eintritt der Motorkühlluft bekannt, der Austrittskanäle für die Motorkühlluft besitzt, deren Mündungen im Strom der durch den Fächer geförderten Luft liegen (deutsche Patentschrift 678 038). Hierbei sind die Träger für die Fächerflügel hohl ausgebildet und in die Austrittskanäle für die Motorkühlluft eingesetzt. Die Kühlluft tritt hierbei axial in der Nähe der Läuferwelle in den Motor ein und verläßt ihn radial durch Austrittskaiiäle unterhalb der Fächerflügel. Die Fächerflügel sind aus diesem Grund nur in geringem Maße an der Steigerung der Kühlluftgeschwindigkeit beteiligt, vielmehr wird dies nur im Zusammenwirken von rippenförmigcü Lüfterschaufeln im Innern des Motors, den Kanalwänden der Flügelträger und den Fächerflügeln erreicht.It is already an electrically powered ceiling fan with an interior stand and a wing bearing external rotor as well as openings in the housing for the entry of the engine cooling air known, the outlet ducts for the engine cooling air whose mouths in the flow of the conveyed through the fan In the air (German patent specification 678 038). The supports for the fan blades are hollow formed and inserted into the outlet ducts for the engine cooling air. The cooling air enters axially The vicinity of the rotor shaft enters the motor and leaves it radially through outlet channels below the Fan wing. For this reason, the fan wings are only marginally involved in increasing the Cooling air speed involved, rather this is only due to the interaction of rib-shaped fan blades reached inside the engine, the channel walls of the wing supports and the fan wings.

Auch ist ein elektromotorisch angetriebener, ;n waagerechter Ebene umlaufender Axiallüfter, sogenannter Deckenlüfter bekannt, in dem ganz oder teilweise ein Motor mit Hilfsgebläse eingebaut ist (deutsche Auslegeschrift 1 024 671). Die Luft wird an der unteicn Seite des Deckenlüfters angesaugt und in die hohlen Flügel gedrückt, wo die Luft durch schlitzartige Rückstoßdüsen, die über die gesamte Länge derThere is also a so-called axial fan, driven by an electric motor, in a horizontal plane Ceiling fan known, in which a motor with auxiliary fan is installed in whole or in part (German Interpretation document 1 024 671). The air is sucked in on the lower side of the ceiling fan and into the hollow wing where the air is pushed through slot-like thrust nozzles that run the length of the

Flügel angeordnet sind, nach außen tritt. Die austretende Luft erzeugt einen Rückstoß, der die Flügel in Drehung versetzt. Der Antrieb der Flügel erfolgt somit über das als Zwischenglied geschaltete Hilfsgebläse, das auf der Motorwelle sitzt.Wings are arranged, occurs to the outside. The exiting air creates a recoil that pushes the wings in Offset. The blades are driven by the auxiliary fan connected as an intermediate element, that sits on the motor shaft.

Gleichfalls ist ein Deckenventilator bekannt, der ein Komprimierelement besitzt (USA.-Patentschrift 1870 342). Dieses Komprimierelement wird durch einen Motor mit großer Geschwindigkeit angetrieben. Die vom Komprimierelement angesaugte LuftA ceiling fan is also known which has a compression element (U.S. Patent 1870 342). This compression element is driven at high speed by a motor. The air sucked in by the compression element

wird dabei in die hohlen Flügel gedrückt, wo die Luft durch Öffnungen an der Spitze der Flügel entweicht und den Ventilator in Drehbewegung versetzt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen langsamlaufenden, mit Axialflügeln ausgestatteten,is pressed into the hollow wings where the Air escapes through openings at the tip of the blades, causing the fan to rotate. The invention is based on the object of providing a slow-running, equipped with axial vanes,

zur Gaskühlung geeigneten und von einem Elektromotor direkt angetriebenen Großventilator zu schaffen, der sich durch große Geräuscharmut auszeichnet, und bei optimaler Ventilatorleistung gleichzeitig eine optimale Ausnutzung der Motorleistung gestattet. to create a large fan suitable for gas cooling and directly driven by an electric motor, which is characterized by its low level of noise and at the same time with optimal fan performance allows an optimal utilization of the engine power.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lüfterflügel mit radial außen mündenden Kühlluftkanälen versehen sind, die ihrerseits mit den Kühlluftkanälen des Elektromotors in der Lüfternabe verbunden sind, wobei den Lüfterflügeln Zusatzflügel zugeordnet sind, die innen hohl sind und an deren Spitzen sich Aufsätze mit zur Drehrichtung des Großvenlilators rückwärts weisenden Austrittsöffnungen befinden. This object is achieved according to the invention in that the fan blades open out radially on the outside Cooling air ducts are provided, which in turn connect to the cooling air ducts of the electric motor in the fan hub are connected, the fan blades being associated with additional blades which are hollow on the inside and at the tips of which there are attachments with outlet openings pointing backwards to the direction of rotation of the large fan.

Ein Ausführungsbeispiel, das die Erfindung beschreibt, ohne sie zu beschränken, ist in der Zeichnungsfigur dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die Figur zeigt einen Großventilator mit Antrieb durch einen Elektromotor mit Innenstator in Seitenansicht, teilweise im Schnitt.An exemplary embodiment which describes the invention without restricting it is shown in the drawing and is described in more detail below.
The figure shows a large fan driven by an electric motor with an internal stator in a side view, partially in section.

In der in der Zeichnungsfigur gezeigten Ausführungsform besitzt der Großventilator außer den nicht dargestellten normalen hohlen Lüfterflügeln Zusatzflügel 19, die innen hohl und an ihrer Spitze mit Aufsätzen 20 versehen sind, die rückwärts weisende Austrittsöffnungen 21 besitzen. Der Großventilator wird von einem Elektromotor 10 mit Innenstator 22 direkt angetrieben. Die Anordnung ist senkrecht auf einem Tragrohr 12 befestigt, das an der Wand 13 (oder auch am Boden) fest verankert ist. Der Innenstator 22 wird mit dem unteren Wellenende 23 in einem hohlzylinder- oder kastenförmigen Flansch auf dem Tragrohr 12 aufgenommen, wobei der Flanschkörper 24 zugleich als Klemmkasten verwendet wird.In the embodiment shown in the drawing figure, the large fan does not have other than the shown normal hollow fan blades additional blades 19, which are hollow on the inside and at their tip with attachments 20 are provided, which have outlet openings 21 pointing backwards. The large fan will Driven directly by an electric motor 10 with an inner stator 22. The arrangement is perpendicular to attached to a support tube 12 which is firmly anchored on the wall 13 (or on the floor). The inner stator 22 is with the lower shaft end 23 in a hollow cylinder or box-shaped flange added to the support tube 12, the flange body 24 being used at the same time as a terminal box.

Der Lüfterflansch 25 ist am oberen Lagerschild 26The fan flange 25 is on the upper end shield 26

des Rotors 27 befestigt und umschließt den Rotor 27 mit seinem die Flügel aufnehmenden ringförmigenof the rotor 27 fastened and encloses the rotor 27 with its ring-shaped which receives the blades

Teil. Der dadurch zum Rotor 27 gebildete Hohlraum 9 verbindet die Austriltsöffnungen 8 der Kühlhiftkanäle 6 im oberen Lagerschild 26 des Rotors 27 ■lit den normalen Lüfterflügeln und den hohlen Zusatzflügeln 19.Part. The cavity 9 thus formed to the rotor 27 connects the outlet openings 8 of the cooling shift channels 6 in the upper end shield 26 of the rotor 27 ■ lit the normal fan blades and the hollow additional blades 19th

Nach Einschalten des Elektromotors wird von den mit Luftkanälen ausgestatteten Lüfter- und Zusatzflügeln die Kühlluft aus dem und durch den Kühlmantel des Elektromotors in das Innere der Lüfternabe gefördert. Von hier aus erfolgt durch radiale Strömung in den Luftkanälen das Absaugen der Kühlluft, die durch die AustriUi,öffnungen der Lüfter- und Zusatzflügel nach außen entweicht. Damit strömt von außen in don Kühlmantel frische Kühlluft nach. Die Kühlluft tritt radial nach innen durch ein mit dem Rotor umlaufendes Gitter in den Elektromotor ein. uiirch die Wirkung der Fliehkraft am Gitter wird das Zindringen von die Kühlluftwege verstopfenden festen Fremdkörpen verhindert. Zum Schutz vor Wassereiniriti wird der Kiiiiüu/'tsirom vom Eintritt bis zu d?n Kühlschlitzen mehrfach umgelenkt. In dieser Ausführung wirken die als Axialventilatoren ausgebildeten Ventilatorflügel in ihrem Inneren als Schaufelkanäle von Radialvenlilaioren. Durch die Saugwirkung der umlaufenden Lüfter- und Zusalzflügel wird die Kühlluft durch die Austrittsöffnungen an den Lüfterflügeln und an den Spitzen der Zusatzflügel nach außen abgegeben. Hier wird durch die rückwärts weisenden Austriltsöffnungen ein Unterdruck erzeugt, der eine Steigerung der Kühlluftgeschwindigkeit zur Folge hat, was gegenüber dem bekannien Ventilator nach der deutschen Patentschrift 678 038 von Vorteil ist.After the electric motor has been switched on, the fan and auxiliary blades equipped with air ducts convey the cooling air out of and through the cooling jacket of the electric motor into the interior of the fan hub. From here, the cooling air is sucked in by means of a radial flow in the air ducts and escapes to the outside through the outlet openings of the fan and additional blades. This means that fresh cooling air flows into the cooling jacket from the outside. The cooling air enters the electric motor radially inwards through a grille rotating with the rotor. uiirch the effect of centrifugal force on the grid Zindringen is prevented by the cooling air passages clogging Fremdkörpen solid. To protect against the ingress of water, the kiiiiüu / 'tsirom is deflected several times from the entrance to the cooling slots. In this embodiment, the fan blades, which are designed as axial fans, act in their interior as blade channels of radial vents. Due to the suction effect of the rotating fan and additional blades, the cooling air is released to the outside through the outlet openings on the fan blades and at the tips of the additional blades. Here, the backward-facing outlet openings generate a negative pressure which results in an increase in the speed of the cooling air, which is an advantage over the known fan according to German patent specification 678 038.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch das erfindungsgemäße Belüftungssystem das bisherige Anwendungsgebiet von Großvintilatoren mit direktem Antrieb durch Elektromotoren mit Eigenkühlung erheblich erweitert wird. Derartige Großver.tilatoren sind im AufbauThe advantages achieved by the invention are in particular that by the inventive Ventilation system through the previous area of application of large vintilators with direct drive Electric motors with self-cooling is significantly expanded. Such large fans are under construction

ίο einfach, von hoher Betriebssicherheit und sehr wartungsarm. Auch bleibt der Geräuschpegel den erhöhten Forderungen des Betriebs entsprechend niedrig.ίο simple, highly reliable and very low-maintenance. The noise level also remains low in line with the increased demands of the company.

Es wird auch als Vorteil angesehen, daß sich mit der Kombination von Lüfter- und Zusatzflügeln bei voll rückwärts weisenden Austrittsöffnuneen, wobei die Ebenen der Austrittsöffnungen senkrecht zur Drehachse stehen, ein Maximum an Kühlluftgeschwindigkeit erzielen läßt. Indes genügen schon geringe Abweichungen von dieser Richtung, um dieIt is also seen as an advantage that with the combination of fan and auxiliary blades fully backward-facing outlet openings, whereby the planes of the outlet openings are perpendicular to the axis of rotation, a maximum of cooling air speed can achieve. However, even slight deviations from this direction are sufficient to reduce the

so Kühiluftgeschwindigkeit zu verringern.so reduce cooling air speed.

Da der Wärmeleitwiderstand im Elektromotor so klein wie möglich sein soll, können hier vorteilhaftcrweise die Schlitze für den Kühlmantel in das Statorbiechpaket mit eingestanzt werden, so daß sich ^ferti-Is supposed to be because the thermal resistance in the electric motor as small as possible, can here vorteilhaftcrweise the slots for the cooling jacket in the Statorbiechpaket with are punched such that ^f is erti-

gungstechnische Vereinfachungen ergeben. Um den W'.ckelraum gegen die Kühlluft abzuschließen, wie das die Schutzarten IP 44 und höher erfordern, werden des weiteren die Statordruckringe des Motors in \orteilhafter Weise mitvenvendet, um diese Forderung zu erfüllen.technical simplifications result. In order to close off the exchange room from the cooling air, such as which require protection class IP 44 and higher, the stator pressure rings of the motor are also in Advantageously used to meet this requirement.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Slow-running large fan with axial blades arranged on the fan hub for gas cooling, with direct drive by an electric motor that is driven by cooling air ducts is penetrated, which are in communication with cooling air cannulas in the fan hub, thereby characterized in that the fan blades (1) have cooling air ducts (3) opening radially on the outside are provided, which in turn with the cooling air ducts (6) of the electric motor (10) in the Lütiernabe (2) are connected, the fan blades (1) being assigned additional blades (19) which are inside are hollow and at the top of which attachments (20) with the direction of rotation of the large fan backwards facing outlet openings (21) are.