DE602004006587T2

DE602004006587T2 - Motor-Gebläse Einheit

Info

Publication number: DE602004006587T2
Application number: DE602004006587T
Authority: DE
Inventors: Shoji Ohiwa; Susumu c/oYamazaki Technical Cons.Of Yamazaki; Asahi Higo
Original assignee: Nidec Servo Corp
Current assignee: Nidec Advanced Motor Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2024-11-27
Also published as: EP1536142B1; EP1536142A1; DE602004006587D1; JP3809438B2; JP2005160264A; CN1622425A; US20050116579A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Gebläse.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Gemäß Stand der Technik ist ein Gebläsemotor bekannt, in dem das vordere Ende der Rotornabe in Form eines Kegels vorliegt, so dass Luft problemlos in das Flügelrad eingesaugt werden kann. Daher verbessert der Gebläsemotor die Blasleistung der Gebläse und verringert die Blasgeräuschpegel der Gebläse.
Wenn der Gebläsemotor mit dem vorderen Ende der Rotornabe in Form eines Kegels an einem Gebläse befestigt ist, muss jedoch dessen Flügelrad in Achsenrichtung verlängert werden, um eine verbesserte Blasleistung des mit dem Gebläsemotor ausgestatteten Gebläses zu erzielen. Somit wird das Gebläse sperrig.
Die US-B-6.386.839 offenbart einen Kühlerventilator, der einen Axial- und einen Zentrifugallüfter beinhaltet. Außerhalb des Umfangs des Ventilator-Gehäuses ist eine Spule um ein Motorgehäuse bereitgestellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Gebläsemotors, der zur Verringerung des Geräuschpegels des Gebläses geeignet ist und die Blasleistung des Gebläses erhöht, ohne das Gebläse sperrig zu machen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Gebläse nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Aufgrund des sich zur Lufteinlassöffnung hin verjüngenden Rotors strömt in dem Gebläsemotor die Luft entlang der Seitenoberflächen des kegelförmigen Rotors; demgemäß ist der Geräuschpegel des Gebläses niedrig. Außerdem verfügt das Gebläse nun über eine hohe Blasleistung, ohne dass das Gebläse dadurch sperrig wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Gebläse der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A von 1;
3 ist eine Veranschaulichung der Arbeitsabläufe des Gebläses von 1 und 2;
4 ist eine Querschnittsansicht eines anderen Gebläses der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Querschnittsansicht eines wiederum anderen Gebläses der vorliegenden Erfindung; und
6 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Gebläses der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird ein Gebläse der vorliegenden Erfindung im Folgenden erläutert. Eine Lufteinlassöffnung 4 ist auf einer Seitenwand eines Gehäuses 2 bereitgestellt, eine Luftauslassöffnung 6 ist auf einer Umfangsoberfläche des Gehäuses 2 bereitgestellt. Eine zylinderförmige Ummantelung 8 ist an dem Gehäuse 2 befestigt. Eine Motorwelle 14 wird in einem Öl-Rückhalte-Gleitlager 16 gelagert, welches von der Ummantelung 8 gehalten ist. Eine Nabe 18 ist an der Motorwelle 14 angebracht. Ein Rotor 20 ist an der Nabe 18 befestigt. Ein ringförmiger Magnet 22 ist an einer Innenumfangsoberfläche des Rotors 20 befestigt. Der Magnet 22 ist entlang des Umfangs mehrfach polgeteilt. Eine Außenumfangsoberfläche des Rotors 20 verjüngt sich in Richtung der Lufteinlassöffnung 4, oder eines Abschnitts der Motorwelle 14, der die Nabe 18 des Rotors 20 festlegt. Das Verhältnis des Minimal-Außendurchmessers zum Maximal-Außendurchmesser des Rotors 20 ist 0,7 bis 0,9. Eine Innenumfangs-Oberfläche des Magnets 22 verjüngt sich in Richtung zum Lufteinlass 4. Ein Stator 10 ist an der Ummantelung 8 befestigt. Der Stator 10 ist mit Motorwicklungen 12 bereitgestellt. Die Motorwicklungen 12 sind nämlich in den Schlitzen des Stators 10 untergebracht. Eine Außenumfangsoberfläche des Stators 10 verjüngt sich in Richtung der Lufteinlassöffnung 4. Der Spalt zwischen dem Stator 10 und dem Magnet 22 ist in seiner Größe einheitlich. Der Stator 10, der Rotor 20, etc. bilden einen bürstenlosen Gebläsemotor von einem Außenrotortyp. Der Rotor 20 und ein Trägerelement 24 für ein Flügelrad 28 sind aus einem einzigen Stück hergestellt. Eine Vielzahl an Blättern 26, beispielsweise 80 Blätter, werden von dem Trägerelement 24 getragen, um das Flügelrad 28 auszubilden.
Wenn eine mit den Motorwicklungen 12 verbundene Stromversorgung eingeschaltet wird, drehen sich der Rotor 20 des Gebläsemotors und das Flügelrad 28 des Gebläses. Wie in 3 zu sehen, bewirkt die durch die Drehung des Flügelrades 28 hervorgerufene Zentrifugalkraft einen Luftstrom von der Lufteinlassöffnung 4 zum Außenumfang des Flügelrades 28 und eine Hochdruckluft strömt durch die Öffnung 6 hinaus.
In dem Gebläse mit dem in 1 und 2 abgebildeten Gebläsemotor ist, da sich die Außenumfangsoberfläche des Rotors 20 in Richtung der Einlassöffnung 4 verjüngt, ein äußerster Außendurchmesser des Rotors 20 klein und die Nutzfläche der Lufteinlassöffnung 4 groß. Außerdem strömt die Luft entlang der Seitenoberfläche des kegelförmigen Rotors 20; demgemäß ändert sich die Richtung des Luftstroms problemlos und Luft strömt in die Nähe des Trägerelements 24. Daher ist der Geräuschpegel des Gebläses gering. Ferner ist das Verhältnis der Nutzlänge „A" der Blätter 26 zur deren Gesamtlänge so groß wie 90 %; daher ist die Kapazität des Gebläses für die Achsenlänge des Flügelrades 28 und die Dicke des Gebläses groß. Deshalb erhält das Gebläse eine hohe Blasleistung, ohne dass die Achsenlänge des Flügelrades des Gebläses verlängert wird oder das Gebläse sperrig wird. Daher kann die Blasleistung des Gebläses verbessert werden, ohne dass das Gebläse sperrig wird. Da eine Anziehung zwischen dem Stator 10 und dem Magneten 22 erzeugt wird, können der Achsenpositions-Schlupf des Magneten 22, welches aufgrund von Installationsbedingungen des Gebläses oder einer nicht erwünschten Installationsposition oder -stellung des Gebläses entsteht, und der Axialschub, welcher aufgrund der Drehung des Flügelrades 28 entsteht, verhindert werden, wenn ein kostengünstiges Öl-Rückhalte-Gleitlager 16 zum Lagern der Motorwelle 14 verwendet wird. Demgemäß tritt kein Positions-Schlupf zwischen dem Mittelpunkt des Stators 10 und jenem des Magneten 22 auf, was die Axialschwingung in der Richtung der Motorwelle 14 und den Geräuschpegel des Gebläses verringert und einen niedrigen Geräuschpegel in einem hohen statischen Druckbereich erzielt.
4 zeigt ein weiteres Gebläse gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Ummantelung 30 ist an einem Gehäuse 2 befestigt und ein Stator 10 ist an der Ummantelung 30 befestigt. Eine Motorwelle 14 wird in einem Öl-Rückhalte-Gleitlager 16 gelagert, welches von der Ummantelung 30 getragen wird. Eine Außenumfangsoberfläche der Ummantelung 30 verjüngt sich in Richtung einer Lufteinlassöffnung 4.
Der Gebläsemotor von 4 weist ebenfalls einen niedrigen Geräuschpegel des Gebläses und eine hohe Blasleistung für seine Abmessungen auf und es tritt kein Positions-Schlupf zwischen dem Mittelpunkt des Stators 10 und dem eines Magneten 22 auf. Außerdem ist der Durchmesser eines Teils der Ummantelung 30, welcher vom Gehäuse 2 getragen wird, groß; demgemäß wird ein Rotor 20 starr gelagert und sind die Schwingungen eines Flügelrades 28 schwach. Die Wirkung der Geräuschpegelreduktion ist groß, besonders wenn ein großes Gebläse mit dem Gebläsemotor ausgestattet wird.
Der in den 2, 3 und 4 abgebildete Stator 10 weist eine Vielzahl an Hauptmagnetpolen auf und jeder der Hauptmagnetpole verfügt über eine Motorwicklung 12. Wenn das Statorjoch des Stators 10 für jeden Hauptmagnetpol unterteilt wird und die unterteilten Statorjoche mit den Motorwicklungen verbunden sind, kann ein Gebläsemotor einfach hergestellt werden.
5 zeigt wieder ein anderes Gebläse gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Motorwelle 14 wird in einem Rollenlager 38 getragen, welches in einem Gehäuse 8 getragen wird. Ein Mitteljoch 32 und zwei unterteilte Statorjoche 34 werden am Gehäuse 8 befestigt. Die beiden unterteilten Statorjoche 34 bilden einen Stator 40. Eine Außenumfangsoberfläche des Stators 40 verjüngt sich in Richtung einer Lufteinlassöffnung 4. Die beiden unterteilten Statorjoche 34 werden für jeden Hauptmagnetpol unterteilt. Jedes der beiden unterteilten Statorjoche 34 verfügt über einen Hauptmagnetpol, der sich radial von der Mitte nach außen erstreckt. Die Hauptmagnetpole der beiden unterteilten Statorjoche 34 sind voneinander um 180 elektrische Grad versetzt. Das Mitteljoch 32 erstellt magnetisch einen Kurzschluss zwischen den Mittelabschnitten der beiden unterteilten Statorjoche 34. Eine Motorwicklung 36 wird von jedem der beiden unterteilten Statorjoche 34 getragen und das Mitteljoch 32 ist in der Mitte der Motorwicklung 36 positioniert. Die Motorwicklung 36 ist um eine Spule herumgewickelt. Die Motorwicklung 36 hat eine ringförmige Form und eine Außenumfangsoberfläche der Motorwicklung 36 verjüngt sich in Richtung der Lufteinlassöffnung 4.
Der Gebläsemotor von 5 weist für seine Abmessungen ebenfalls einen niedrigen Geräuschpegel und eine hohe Blasleistung auf. Da die Achsenanziehung zwischen dem Stator 40 und einem Magneten 22 erzeugt wird, tritt weiters kein Positions-Schlupf zwischen dem Mittelpunkt des Stators 40 und jenem des Magneten 22 auf.
6 zeigt wieder ein anderes Gebläse gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Ummantelung 42 ist an einem Gehäuse 2 befestigt und ein Stator 40 ist an der Ummantelung 42 angebracht. Eine Motorwelle 14 ist in einem Rollenlager 38 gelagert, welches wiederum in der Ummantelung 42 gehalten ist. Eine Außenumfangsoberfläche der Ummantelung 42 verjüngt sich in Richtung einer Lufteinlassöffnung 4.
Der Gebläsemotor von 6 weist für seine Abmessungen ebenfalls einen niedrigen Geräuschpegel und eine hohe Blasleistung auf. Außerdem tritt kein Positions-Schlupf zwischen dem Mittelpunkt des Stators 40 und jenem eines Magneten 22 auf. Ferner ist der Durchmesser des Teils der Ummantelung 42, welcher vom Gehäuse 2 gehalten ist, groß; demgemäß wird ein Rotor 20 starr gelagert und die Schwingungen eines Flügelrades 28 sind schwach.
In den oben erwähnten Ausführungsformen sind die Ummantelungen 8, 30 und 42 an deren entsprechenden Gehäusen 2 befestigt. Die Gehäuse und die Ummantelungen können jedoch als ein einziges Stück hergestellt sein.

Claims

Motorgebläse, umfassend: ein Gehäuse (2) mit einer Lufteinlassöffnung (4), die auf einer Seitenwand desselben ausgebildet ist, und einer Luftauslassöffnung (6); ein Flügelrad (28) mit einer Vielzahl an Schaufeln (26), welches Flügelrad zur Drehung im Inneren des Gehäuses angebracht ist und einen Motorgebläsemotor, umfassend: eine Ummantelung (8), welche durch das Gehäuse getragen ist; eine Motorwelle (14), welche in einem Lagerkörper (16, 38) gelagert ist, welcher wiederum in der Ummantelung gehalten ist, einen Rotor (20), der an der Motorwelle befestigt ist und sich zur Lufteinlassöffnung hin verjüngt, einen Stator (10, 40), der in dem Gehäuse angebracht ist und sich zur Lufteinlassöffnung hin verjüngt, und einen Magnet (22), dadurch gekennzeichnet, dass: der Magnet an einer Innenumfangsoberfläche des Rotors befestigt ist, welcher Rotor außerhalb des Stators ist.
Motorgebläse nach Anspruch 1, worin sich der Magnet zur Lufteinlassöffnung hin verjüngt.
Motorgebläse nach Anspruch 1 oder 2, worin die Ummantelung sich zur Lufteinlassöffnung hin verjüngt.
Motorgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Verhältnis des Minimalaußendurchmessers zum Maximalaußendurchmesser des Rotors 0,7 bis 0,9 beträgt.
Motorgebläse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der Stator (40) unterteilte Statorjoche (34) aufweist, die für jeden der Hauptmagnetpole unterteilt sind, und jedes der unterteilten Statorjoche mit einer Motorwicklung (36) bereitgestellt ist.
Motorgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin jedes der zwei unterteilten Statorjoche (34) einen Hauptmagnetpol hat, der sich radial von der Mitte nach außen hin erstreckt, wobei die Hauptmagnetpole der beiden unterteilten Statorjoche voneinander um 180 elektrische Grad versetzt sind, wobei ein Mitteljoch (32) zur magnetischen Erzeugung eines Kurzschlusses zwischen den Mittelabschnitten der beiden unterteilten Statorjoche bereitgestellt ist, wobei eine Motorwicklung (36) zwischen den beiden unterteilten Statorjochen getragen ist, wobei das Mitteljoch an der Mitte der Motorwicklung positioniert ist, und wobei die Motorwicklung ringförmig ist und sich zur Lufteinlassöffnung hin verjüngt.