DE3802949A1 - Air ventilator with small capacity in water operation - Google Patents

Air ventilator with small capacity in water operation

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Abstract

The invention relates to an air ventilator which is mounted with its hub on the extended shaft of an electric motor suitable for operation in air and in liquid and which cools the outer casing thereof. The subject of the invention is an air ventilator which in air guarantees an adequate cooling of the electric motor and in liquids brings about no significant reduction in capacity as the fan blades have such flexibility and mass distribution and the density difference between fan blade material and surrounding medium is so great that in the case of operation within a liquid a winding up of the fan blades around the hub of the air ventilator is guaranteed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftventilator, der mit seiner Nabe auf der verlängerten Welle eines für den Betrieb in Luft als auch in Flüssigkeit geeigneten Elektromotors angebracht ist und dessen äußeren Mantel kühlt.The invention relates to an air fan with its hub on the extended shaft one for operation in air as well as in liquid suitable electric motor is attached and its outer jacket cools.

Elektromotoren, die in gasförmigen und flüssigen Medien einsatzfähig sein müssen, finden z. B. bei Unterwasserkreisel­ pumpen Verwendung. Im Unterwasserbetrieb kann der Motor aufgrund der guten Kühlung mit höchster Leistung arbeiten. Sinkt der Wasserspiegel bis zum Austauchen des Elektromotors, so arbeitet dieser infolge fehlender Kühlung mit einer geringeren Leistung. Zur Behebung dieses Nachteils sind folgende Möglichkeiten bekannt:Electric motors in gaseous and liquid media have to be operational, find z. B. in underwater gyros pump use. In underwater operation, the engine may fail good cooling with the highest performance. Sinks Water level until the electric motor emerges, this is how it works this due to lack of cooling with a lower output. The following options are available to remedy this disadvantage known:

  • - Der Elektromotor ist mit einem Doppelmantel umgeben, der unabhängig vom Wasserstand durchflossen wird und somit eine gute Kühlung gewährleistet. Nachteilig hierbei sind die hohen Anschaffungskosten dieses Elektromotors und die durch den Doppelmantel bedingte Verringerung des Wirkungs­ grades.- The electric motor is surrounded by a double jacket that irrespective of the water level and therefore good cooling guaranteed. The disadvantage here are high cost of this electric motor and the reduction in effectiveness due to the double jacket degrees.
  • - Der Elektromotor ist mit einem Luftventilator versehen, der in ausgetauchtem Zustand die Motoraußenfläche kühlt und somit gleiche Leistung wie bei Wasserkühlung ermöglicht. Da dieser Luftventilator bei Unterwasserbetrieb eine wesentlich höhere Leistung benötigt, werden die Ventilator­ räder über bei hohen Leistungen wirkenden Rutschkupplungen auf der Motorwelle gelagert. Nachteilig wirken sich hierbei der Verschleiß dieser teuren Rutschkupplung und die bei hohen Leistungen aufgrund der Reibung auftretenden Leistungsverluste aus.- The electric motor is equipped with an air fan that when immersed, the outer surface of the engine cools and thus the same performance as with water cooling. Because this air fan is a the fan needs much higher power wheels over slip clutches working at high outputs mounted on the motor shaft. This has a disadvantageous effect the wear and tear of this expensive slip clutch high performance due to friction Loss of performance.

Es bestand die Aufgabe, eine Kühlvorrichtung für einen Elektromotor zu schaffen, die in Luft eine ausreichende Kühlung gewährleistet und in Flüssigkeiten keine nennenswerte Leistungsminderung bewirkt.The task was to create a cooling device for one Electric motor to create sufficient air Cooling guaranteed and none in liquids noticeable reduction in performance.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einem Luftventilator, dessen Lüfterflügel eine solche Flexibilität und Massen­ verteilung aufweisen und der Dichteunterschied zwischen Lüfterflügelmaterial und umgebendem Medium so groß ist, daß bei Betrieb innerhalb einer Flüssigkeit ein Aufwickeln der Lüfterflügel um die Nabe des Luftventilators gewährleistet ist. Diese Luftventilator hat den Vorteil, daß er innerhalb der Flüssigkeit nur eine geringe Leistung aufnimmt.The solution according to the invention consists in an air fan, whose fan blades have such flexibility and mass have distribution and the density difference between Fan blade material and surrounding medium is so large that when operating within a liquid, winding the Fan blades around the hub of the air fan ensured is. This air fan has the advantage of being inside the liquid consumes little power.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Lüfterflügel bei Luftbetrieb so von der Nabe abstehen, daß sie mit einer gedachten Senkrechten auf der Wellenachse des Elektromotors einen Winkel | α | < 0 bilden, wobei sie derart verdreht sind, daß die Lüfterflügelprofile an der Nabe einen Winkel β 1 < 0 und an den Lüfterflügelenden einen Winkel β 2 < 0 mit einer Ebene senkrecht zur Nabe bilden und β 1 < β 2 ist. Dadurch wird eine ausreichende Kühlung des Elektromotors in Luft und ein kinematisch einwandfreier Einfaltvorgang der Lüfterflügel in Flüssigkeiten gewährleistet.A further embodiment of the invention provides that the fan blades protrude from the hub during air operation in such a way that they make an angle with an imaginary perpendicular to the shaft axis of the electric motor α | Form <0, where they are rotated such that the fan blade profiles form an angle β 1 <0 on the hub and an angle β 2 <0 with a plane perpendicular to the hub at the fan blade ends and β 1 < β 2 . This ensures sufficient cooling of the electric motor in air and a kinematically perfect folding process of the fan blades in liquids.

Desweiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Lüfterflügeln ein strömungsgerechtes Profil zu geben, wodurch die Entstehung von Wirbeln unterdrückt und somit Leistungsverluste vermieden werden.Furthermore, the fan blades are provided according to the invention to give a streamlined profile, thereby creating suppressed by eddies and thus loss of performance be avoided.

Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung liegt darin, daß die Lüfterflügel aus einem biegeweichen Material gefertigt oder mit biegeweichen Rillen versehen sind, wodurch das Zusammen- und Entfalten der Lüfterflügel unterstützt wird.An embodiment of the invention is that the Fan blades made of a flexible material or are provided with flexible grooves, whereby the and unfolding of the fan blades is supported.

Desweiteren ist vorgesehen, daß an den Lüfterflügelenden Zusatzmassen angebracht sind, die eine Beeinflussung der Lüftungsintensität gestatten.Furthermore, it is provided that at the fan blade ends Additional masses are attached that influence the Allow ventilation intensity.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt dieThe invention based on an exemplary embodiment explained in more detail. It shows the

Fig. 1 ein Pumpenmotoraggregat mit einem auf der Welle des Elektromotors angebrachten Luftventilator in Luftbetrieb und die Fig. 1 shows a pump motor unit with an air fan attached to the shaft of the electric motor in air operation and the

Fig. 2 einen Lüfterflügel. Fig. 2 shows a fan blade.

In Fig. 1 ist ein Pumpenmotoraggregat mit Pumpenteil (1) und Elektromotor (2) sowie die unterschiedlichen Wasserstände (3, 4) dargestellt. Auf der Welle (5) des Elektromotors (2) ist der Luftventilator mit seiner Nabe (6) und seinen Lüfterflügeln (7) so ausgeführt, daß die Lüfterflügel (7) in Luftbetrieb aufgrund der auf sie einwirkenden Kräfte einen Winkel α < 0 mit einer gedachten Senkrechten (8) auf der Welle (5) bilden.In Fig. 1, a pump motor unit with pump part ( 1 ) and electric motor ( 2 ) and the different water levels ( 3, 4 ) is shown. On the shaft ( 5 ) of the electric motor ( 2 ), the air fan with its hub ( 6 ) and its fan blades ( 7 ) is designed in such a way that the fan blades ( 7 ) have an angle α <0 in air operation due to the forces acting on them form imaginary perpendicular ( 8 ) on the shaft ( 5 ).

Fig. 2 zeigt am Beispiel eines Lüfterflügels (7), der schleppend in Pfeilrichtung derart an der Nabe (6) angebracht ist, daß die Lüfterflügelprofile (9) in strömungsgemäßer Art in ihrem Anstellwinkel über dem Radius angeordnet sind und das Lüfterflügelprofil (10) fast parallel zur Welle (5) liegt. Fig. 2 shows the example of a fan blade ( 7 ), which is attached to the hub ( 6 ) dragging in the direction of the arrow such that the fan blade profiles ( 9 ) are arranged in a flow-type manner in their angle of attack over the radius and the fan blade profile ( 10 ) almost is parallel to the shaft ( 5 ).

Claims (7)

1. Luftventilator, der mit seiner Nabe auf der verlängerten Welle eines für den Betrieb in Luft als auch in Flüssigkeit geeigneten Elektromotors angebracht ist und dessen äußeren Mantel kühlt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterflügel (7) eine solche Flexibilität und Massenverteilung aufweisen und der Dichteunterschied zwischen Lüfterflügelmaterial und umgebendem Medium so groß ist, daß bei Betrieb innerhalb einer Flüssigkeit ein Aufwickeln der Lüfterflügel (7) um die Nabe (6) des Luftventilators gewährleistet ist.1. Air fan, which is attached with its hub on the extended shaft of an electric motor suitable for operation in air and in liquid and cools its outer jacket, characterized in that the fan blades ( 7 ) have such flexibility and mass distribution and the density difference between the fan blade material and the surrounding medium is so large that winding the fan blades ( 7 ) around the hub ( 6 ) of the air fan is ensured when operating within a liquid. 2. Luftventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterflügel (7) bei Luftbetrieb einen Winkel | α | < 0 mit einer Senkrechten (8) auf der Wellenachse (5) des Elektromotors (2) bilden.2. Air fan according to claim 1, characterized in that the fan blades ( 7 ) in air operation an angle | α | <0 form with a vertical ( 8 ) on the shaft axis ( 5 ) of the electric motor ( 2 ). 3. Luftventilator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Luftbetrieb die Lüfterflügel (7) derart verdreht sind, daß die Lüfterflügelprofile (10) an der Nabe (6) einen Winkel b 1 < 0 und an den Lüfterflügelenden (9) einen Winkel β 2 < 0 mit einer Ebene senkrecht zur Nabe (6) bilden und β 1 < β 2 ist.3. Air fan according to claims 1 and 2, characterized in that in air operation the fan blades ( 7 ) are rotated such that the fan blade profiles ( 10 ) on the hub ( 6 ) an angle b 1 <0 and on the fan blade ends ( 9 ) form an angle β 2 <0 with a plane perpendicular to the hub ( 6 ) and β 1 < β 2 . 4. Luftventilator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterflügel (7) ein strömungs­ günstiges Profil aufweisen. 4. Air fan according to claims 1 to 3, characterized in that the fan blades ( 7 ) have a streamlined profile. 5. Luftventilator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterflügel (7) aus einem biegeweichen Material bestehen.5. Air fan according to claims 1 to 4, characterized in that the fan blades ( 7 ) consist of a flexible material. 6. Luftventilator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterflügel (7) mit biegeweichen Rillen profiliert sind.6. Air fan according to claims 1 to 5, characterized in that the fan blades ( 7 ) are profiled with flexible grooves. 7. Luftventilator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Lüfterflügel (7) Zusatzgewichte angebracht sind.7. Air fan according to claims 1 to 6, characterized in that additional weights are attached to the ends of the fan blades ( 7 ).
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