DE7031944U

DE7031944U - Seitenkanalverdichter

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Publication number: DE7031944U
Application number: DE7031944U
Authority: DE
Original assignee: Rotron Inc
Current assignee: Rotron Inc
Priority date: 1969-08-27
Filing date: 1970-08-26
Publication date: 1975-01-09
Also published as: FR2059269A5; DE2042356A1; JPS4935284B1; GB1287557A; US3601507A

Description

70 3i 544.7 22^JuIi 1974

8343-70/H/Elf

Botron Incorporated»
Woodstock, New York, 12498 (V.St.A.)

Seltenkanalverdichter

Die Neuerung betrifft einen Seitenkanalverdichter mit einer teilweise von einem Gehäuse gebildeten ringförmigen Verdichterkammer, welche einen Elektromotor umgibt, an dessen Läuferanordnung Flügel montiert sind, welche ein in der Verdichterkammer zirkulierendes Gas verdichten.

In vielen Fällen ist es erforderlich, die durch Elektromotoren oder beispielsweise elektronische Bauelemente erzeugte Wärme durch einen elektrischen Lüfter abzuführen, damit sich die Betriebseigenschaften der Anlage nicht verschlechtern. Da jedoch meistens ein Mangel an Raum besteht, müssen die Abmessungen des Lüfters 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 korrodierender Dämpfe, wie sie z.B. von chemischen Lösungen abgegeben werden, die in gewissen Arten von Vervielfältigungs- oder 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 Dämpfe geschützt wird. Bei allen solchen Anwendungsfällen ist es zusätzlich erforderlich, daß der Lüfter eine hohe Kompression hat,

damit er so viel Wärme oder Dämpfe wie möglich abführt. Es sind zwar Äxiälrohrlüftsr und Zentrifugalverdichter mit gedrängter Bauweise verfügbar« doch diese Einheiten liefern für viele Anwendungsfälle keinen genügend hohen Ausgangedruck, 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 Verfügung stehenden Seitenkanalverdichter (vergl. z.B. NL-PS 84 248) sind aber für viele Umgebuhgsbedingungen zu groß, denn ihr Flügelrad ist üblicherweise auf eine sich axial von einem Elektromotor erstreckenden Welle montiert und ragt in eine ebenfalls seitlich neben den Motor befindliche Verdiohtungskasssier. Die Gesamtsbmeeeungen, 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 dan erforderlichen Aufwend erhöhen.

Aus der US-PS 3 355 095 ist auch schon ein Seitenkanlverdichter bekannt, dessen Verdichterkammer teilweise den Elektromotor umschließt und teilweise aus dessen Gehäuse gebildet ist. Der andere Teil der Verdichterkaxamer besteht hier aber aus dem Flügelrad selbst, rotiert also mit der Läuferanordnung, was wegen der erforderlichen engen Toleranzen konstruktive Schwierigkeiten bereitet und zudem ebenfalls einen gewissen axialen Raum außerhalb des eigentlichen Motorgehäuses erfordert.

Bei Axialgebläsen ist es ferner bekannt, die axiale Baulänge durch Verwendung eines sogenannten Außenläufermotors zu verkürzen, an dessen Läuferpaket die Gebläsef]Lügel unmittelbar montiert werden können (US-PS 2 326 838). Ein solches Gebläse ermöglicht aber nicht die häufig erforderlichen relativ hohen Ausgangsdrücke eines Seitenkanalverdienters.

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Aufgabe der Neuerung ist, einen Seitenkanalverdichter für hohen Ausgangsdruck anzugeben, der bei geringsten Abmessungen in axialer Richtung eine möglichst feste und genaue Montage der Flügel gewährleistet.

Die Neuerung löst diese Aufgabe bei einem Seitenkanalverdichter der eingangs genannten Art dadurch, daß die Flügel sich in die vom Gehäuse gebildete Verdichterkammer erstrecken, welche die Läuferanordnung im wesentlichen zwischen deren axialen Enden konzentrisch umgibt, und daß die Flügel an einem fest an der Lauferanordnung montierten Befestigungsring angeordnet sind, der wenigstens einen Teil der Innenfläche der Verdichterkammer bildet.

Die Heuerung hat den Vorteil, daß der Verdichter kleiner gebaut werden kann als die bekannten Seitenkanalverdichter, ohne daß die Montage der Flügel, die genau konzentrisch und mit engsten Toleranzen zu den feststehenden Teilen umlaufen müssen, die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten bereitet, selbst wenn korrosionsbeständige Kunststoffteile verwendet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Motorwärme gut abgeführt wird. Wenn der Verdichter zum Absaugen oder Abblasen korrodierender oder nasser Dämpfe benutzt werden soll, kann die Motoranordnung in einen geeigneten Kunststoff eingekapselt werden, der den 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

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

In Figur 2 ist eine Ständeranordnung 10 dargestellt, die von

einer becherförmigen Lauf er anordnung 12 u;ngeben ist, so daß ein Motor gebildet ist, der in einem durch Teile 56, 58 gebildeten Gehäuse gehaltert ist. Koaxial mit dem Motor befindet sich eine ringförmige oder vielmehr allgemein toroidförmige Verdichterkammer 16, die eine passende Lüfterflügelanordnung 18 aufnimmt, welche direkt an der Läuferanordnung 12 befestigt ist.

Die Ständeranordnung 10 ist ringförmig und enthält einen Blechkern oder ein Blechpaket 20, das von geeigneten Wicklungen 22 umgeben ist, die in irgendeiner konventionellen Weise an eine Wechselstromquelle angeschlossen sind, um das umlaufende Magnetfeld zu erzeugen. Ein Flanschteil 26 besitzt einen Kragen 28, der von der Ausnehmung der Ständeranordnung 10 aufgenommen ist, und einen Flansch 30, 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.

Um die Ständeranordnung 10 herum ist ein Kunststoffmaterial 24 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 24 nicht den Äußeren Durchmesser des Blechkernes oder Paketes 20 einkapseln. Während des Eingießens des Kunststoffes wird dieser durch die Schlitze 32 fließen und eine Verblockung für das Flanschteil 26 bilden. An den Frontf\ächen des Flansches 30 entlang wird der Kunststoff in einer gewissen Entfernung vom Ende stehen bleiben und einen vorspringenden Rand 34 um den Umfang der Ständeranordnung herum freilassen. Der Zweck dieses Randes wird noch näher erläutert werden.

Die Lauferanordnung 12 ist allgemein becherförmig und enthält einen flachen Basisteil 36, welcher Ringbleche 38 und einen Endring 40 trägt. 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 Axial-

richtung springt von der inneren Stirnfläche des Basisteils 36 eine zentrale Nabe 42 vor, deren Zweck noch erläutert werden w^Jrd.

Wie schon erwähnt wurde, sitzt die Flügelanordnung 18 auf der Läuferanordnung 12, und sie besitzt einen Befestigungsring 44, der am äußeren Umfang der Lauferanordnung an einer Stelle fest angebracht ist, die sich mitten zwischen deren Enden befindet. Hehrere 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 beseitigt außerdem die Schwierigkeiten, die bei der Befestigung des Flügelrades» an einer schmalen zylindrischen Welle auftreten. Auch wird die Motorwärme gut abgeführt, da die Lüfterflügel 46 und der Befestigungsring 44 aus einem Metall oder Kunststoff mit guten Wärmeleiteigenschaften hergestellt sind. Es besteht also ein guter Wärmeleitpfad vom Motor zur Verdichterkammer 16, wo die Wärme mit der Luft abgeführt wird.

Vorzugsweise sollte die Flügelanordnung 18 wegen der auf siewirkenden großen Kräfte möglichst starr an der Läuferanordnung 12 befestigt werden, wenn der Lüfter extrem klein sein soll, weil leichte Werkstoffe verwendet werden. Die hier angegebene Verbindung gewährleistet aber die gewünschte Starrheit oder Festigkeit auch bei Verwendung der gewünschten Werkstoffe. Das Ende des Basisteils 36 des Läufers ist so geschnitten, daß eine Stufe 37 gebildet ist, die sich um seinen Umfang 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 gebildeten Oberflächen stoßen kann. Da sich der Ring 44 an den Ringblechen 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 sich, wie bei 47 dargestellt ist, unter die Kammer 16

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erstrecken, damit eine größere Berührungsfläche zwischen dem Ring und der Läuferanordnung sowie eine bessere 'iiehtuissj für A?,s Strömungsmedium (Luft) besteht.

Wenn sie in ihrer Betriebslage zusammengebaut sind, ragt die Nabe in die zentrale Ausnehmung der Ständeranordnung 10 hinein. Die Läuferanordnung 12 ist drehbar auf einer Welle 48 gelagert, die fest von der Nabe 42 gehaltert ist und sich durch den übrigen Teil der zentralen Ausnehmung erstreckt. Eine passende Anordnung aus Radiallagern 50 und einem Axialdrucklager 52 ist um die Welle 48 in einer bekannten Weise vorgesehen. Um eine Axialbewegung der Läuferanordnung zu verhindern, ist auf ebenfalls bekannte Weise eine federnde Sicherun9sscheibe 54 auf das Ende der Welle 48 aufgesetzt.

Ein Gehäuse mit einer bevorzugten Form enthält ein erstes Gehäuseteil 56, das für eine Befestigung an der Ständeranordnung geeignet ist und einen becherförmigen Teil 58 besitzt, der einstückig mit einem (im Profil) halbkreisförmigen Wandteil 60 geformt sein kann, welcher einen Teil der toroidförmigen Verdichterkammer 16 bildet. Durch die Endstirnfläche des becherförmigen Teiles 58 führt eine ringförmige öffnung mit einer unterschnittenen Lippe 62, die um den Umfang der öffnung nach innen ragt. Nach dem Zusammenbau wird der Rand 34 auf der Ständeranordnung 10 von der Ausnehmung an der Lippe 62 aufgenommen und ist haftend daran befestigt oder festgeklebt. In das offene Ende der durch die Ständeranordnung führenden zentralen Ausnehmung kann zur Abdichtung des Motors eine abnehmbare Deckkappe 64 eingesetzt werden.

Ebenfalls ein Teil des Gehäuses ist ein Rückwandteil 66, der allgemein becherförmig ist und komplementär zum Wandteil 60 ist. Beim Zusammenbau beispielsweise mittels geeigneter Klammern 68 werden das Gehäuse und die Verdichterkammer 16 gebildet.

Die Vt : '^iitsrkaaaner enthält einen Einlaß 70 und einen Auslaß 72, zwischen welchen sich ein Stripper oder Leitblech (nicht dargestellt) befindet, welches vom Wandteil 60 an einer Stelle zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen derart nach innen ragt, daß es die Luft durch die Auslaßöffnung leitet. Einlaß und Auslaß können je nach dem Anwendungsfall und der Umgebung jede beliebige Form haben. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Einlaß ein allgemein rohrförmiges Kupplungsteil zum Anschluß an eine Leitung, während der Auslaß einfach eine öffnung im Wandteil 60 der Verdichterkammer ist. Es können auch 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 hohen Förderleistung fähiger Lüfter geschaffen worden ist, in welchem die Probleme der Wärmeabfuhr und der Lüfterflügelmontage gelöst sind. Wenn zudem die Ständerwicklungen 22 vollständig in Kunststoff eingekapselt sind, kann der Lüfter auch 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 Verdichterkamaer, wodurch eine hohe Ausgangsverdichtung in einem begrenzten Raum bewirkt wird. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung verschiedene Änderungen und Abwandlungen des dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.

Claims

G 70 *ΐ 944.7 22.JuIi 1974 8343-70/H/Elf Schutzansprüche

1.) Seltenkanalverdichter mit einer teilweise von einem Gehäuse gebildeten ringförmigen Verdichterkammer, welche einen Elektromotor umgibt, an dessen Läuferanordnung Flügel montiert sind, welche ein in der Verdichterkammer zirkulierendes Gas verdichten, dadurch gekennzeichn et, daß die Flügel (46) sich in die vom Gehäuse gebildete Verdichterkammer (16) erstrecken, welche die Läuferanordnung (12) im wesentlichen zwischen deren axialen Enden konzentrisch umgibt, und daß die Flügel (46) an einem fest an der Läuferanordnung (12) montierten Befestigungsring (44) angeordnet sind, der wenigstens einen Teil der Innenfläche der Verdichterkammer (16) bildet.

2.) Seitenkanalverdichter nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß der Befestigungsring (44) an der Läuferanordnung (12) an einer Stelle befestigt ist, die sich zwischen deren axialen Enden befindet.

3.) Seitenkanalverdichter nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r ch gekennzeichnet , daß das Gehäuse wenigstens drei Seiten der Verdichterkamner (16) bildet.

4.) SeitenkanL verdichter nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet, daß der Befestigungsring (44) einen Teil der radialinnersten Fläche der Verdichterkammer (16) bildet, während der Rest der Verdichterkammer vom Gehäuse gebildet wird.

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5.) Seltenkanalverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichterkammer (16) eine allgemein toroidförmige Gestalt hat.

6.) Seitenkanalverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichterkammer (16) eine praktisch konstante Querschnittsfläche hat, und die Flügel (46) bis zum radialäußersten Teil der Kammerwand reichen.

7.) Seitenkanalverdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferanordnung (12) ein etwa becherförmiges Teil (36,38) besitzt, welches die Ständeranordnung (10) des Elektromotors umgibt und eine um den Umfang dieses Teiles verlaufende Stufe (37) bildet, während der Befestigungsring (44) ein Lippenteil (45) hat, das gegen zwei Flächen der Stufe (37) stößt und eine feste Verbindung zwischen dem Defestigungsring (44) und der Läuferanordnung (12) gewährleistet.