EP2808553B1

EP2808553B1 - Elektromotor mit Gebläserad

Info

Publication number: EP2808553B1
Application number: EP14169375.4A
Authority: EP
Inventors: Mathias Varnhorst; Thomas Erner
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2034-05-22
Also published as: EP2808553A3; JP2014231836A; CN104214134A; CN104214134B; DE102013105536A1; EP2808553A2; ES2654626T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Gebläseräder, die an einem Rotor eines Elektromotors angebracht sind, sind bekannt. Diese werden durch den Elektromotor angetrieben, wobei das Gebläserad weiter bevorzugt drehfest mit der Rotorachse des Elektromotors befestigt ist. Über das sich drehende Gebläserad wird zufolge der angeordneten Gebläseradschaufeln eine Luftströmung erzielt, so insbesondere zur Kühlung des Elektromotors, weiter bevorzugt, insbesondere bei Anordnung des Elektromotors und Gebläserades bspw. in einem Staubsauger oder dergleichen, zum Aufbau einer Saugluftströmung. Die Gebläseradschaufeln sind von einem mitdrehenden Deckenteil überdeckt. Dieses dient im Wesentlichen zur gezielten Strömungsrichtung im Bereich des Gebläserades, so weiter insbesondere zur Erzielung eines Radialgebläses. Hierbei wird die Luft bevorzugt in Axialrichtung, weiter bevorzugt zentral des Gebläserades angesaugt, hierbei weiter bevorzugt eine entsprechende Durchbrechung des Deckenteiles durchsetzend, und zufolge der Anordnung der Gebläseradschaufeln zumindest tendenziell nach radial außen geleitet.
Ein Elektromotor mit einem solchen Gebläserad ist bspw. aus der DE 10 2008 014 624 A1 bekannt.
Weiter ist zum Stand der Technik auf die WO 2008/142656 A1 zu verweisen. Bei dem hieraus bekannten Elektromotor ist das Deckenteil nach unten freikragend gebildet. Hieran soll sich eine Umkehrströmung anschließen, die in Gegenrichtung zu der Hauptdurchsetzungsrichtung der Luft, in einen durch ein Abdeckteil gebildeten Raum, zurückströmen und wieder in den Hauptluftstrom eingeleitet werden soll. Aus der JP 63-215897 ist ein Elektromotor bekannt, bei welchem der Luftstrom sogleich in dem Endbereich des Deckelteils die Vorrichtung insgesamt nach unten durchsetzt. Bei einem aus der WO 2008/128681 A1 bekannten Elektromotor endet ein dem Deckelteil vergleichbares Teil innerhalb eines Glockenraumes, in dem sich auch die Hauptströmung vollzieht. Am Rand des Glockenteils kann sich eine Umkehrströmung ergeben.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabenstellung, einen Elektromotor mit Gebläserad anzugeben, der insbesondere strömungstechnisch weiter verbessert ist.
Diese Aufgabe ist beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass das Deckenteil ein parallel oder im Wesentlichen parallel zu einem Gebläseradboden verlaufenden Deckenabschnitt aufweist, dass ein radial freier Endbereich des Deckenteils von einem ringförmigen Aufnahmeraum umgeben ist, derart, dass an einer Innenseite des Deckenteils geförderte Flüssigkeit in den Aufnahmeraum geliefert wird, und dass ein Aufnahmeraumboden des Aufnahmeraums sich in einer quer zu der Drehachse verlaufenden Ebene erstreckt, welche weiter beabstandet ist zu dem Deckenabschnitt als die umlaufende freie Randkante des freien Endbereichs.
Die nach radial außen weisenden Öffnungsbereiche zwischen den Gebläseradschaufeln sind zumindest teilweise radial außen überdeckt, so dass sich in diesem Bereich zumindest eine teilweise Umlenkung der Luftströmung und ggf. durch die Luftströmung mitgerissener Partikel ergibt. Entsprechend erstreckt sich das Deckenteil ausgehend von einer axialen Überdeckung der Gebläseradschaufeln bis hin in eine zumindest teilweise radiale Überdeckung, womit sich ein Deckenteil mit einem die nach radial außen weisenden Stirnrandkanten der Gebläseradschaufeln überdeckenden umlaufenden Wandbereich ergibt.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Deckenteil die Gebläseradschaufeln in Einströmrichtung der Luft bzw. in Erstreckungsrichtung der Achse bis über ein in dieser Richtung gegebenes Ende der Gebläseradschaufeln radial überdeckt. Entsprechend erstreckt sich das Deckenteil ausgehend von einer axialen Überdeckung der Gebläseradschaufeln bis hin in eine zumindest teilweise radiale Überdeckung, womit sich in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Deckenteil mit einem, die nach radial außen weisenden Stirnrandkanten der Gebläseradschaufeln überdeckenden, umlaufenden Wandbereich ergibt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruches 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
So ist in einer weiter bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Deckenteil die Gebläseradschaufeln in Einströmrichtung der Luft bzw. in Erstreckungsrichtung der Achse bis über ein in dieser Richtung gegebenes Ende der Gebläseradschaufeln radial überdeckt. Entsprechend erstreckt sich das Deckenteil zumindest in einem die Gebläseradschaufeln radial außen umfassenden Bereich, weiter bevorzugt mit Bezug auf eine in Achsrichtung des Gebläserades sich erstreckende Schnittebene zumindest annähernd parallel zur Einströmrichtung der Luft, weiter annähernd parallel zur Drehachse des Gebläserades. Weiter bevorzugt nimmt ein solcher, die Gebläseradschaufeln radial außen überdeckender Abschnitt des Deckenteiles einen spitzen Winkel zu der Gebläseradachse ein, orientiert sich entsprechend in einem spitzen Winkel entlang einer Achsparallelen. Das Deckenteil erstreckt sich weiter bevorzugt mit dem die Gebläseradschaufeln radial außen umgebenden Abschnitt zumindest bis zu einem axialen Ende der Gebläseradschaufeln, insbesondere einem axialen Ende der nach radial außen bevorzugt frei bestehenden Stirnrandkante der Gebläseradschaufeln, welches Ende weiter bevorzugt dem durch das Deckenteil überdeckten axialen Ende gegenüberliegt. Weiter bevorzugt erstreckt sich dieser Abschnitt des Deckenteiles bis über das axiale Ende insbesondere der freien Stirnrandkante der Gebläseradschaufeln hinaus, weiter bevorzugt auch über ein, die Gebläseradschaufeln tragendes Bodenteil des Gebläserades.
Die Gebläseradschaufeln sind in weiter bevorzugter Ausgestaltung in einem radialen Überdeckungsbereich mit dem Deckenteil zumindest über einen Teil der in Achsrichtung gegebenen Länge bezüglich eines radial äußeren Endes einer Gebläseradschaufel mit radialem Freiraum zu einer Innenfläche des Deckenteils ausgebildet. Es ergibt sich so in weiter bevorzugter Ausgestaltung ein Spaltabschnitt, insbesondere ein umlaufender Spaltabschnitt mit Bezug auf die Drehachse zwischen den radial äußeren Enden der Gebläseradschaufeln und der zugewandten Innenfläche des Deckenteils. Durch diesen Spalt ist eine Strömung der Luft und ggf. mitgerissener Partikel ermöglicht, weiter insbesondere mit einer Tendenz in Axialrichtung, weiter bevorzugt zumindest in etwa gleich gerichtet zur Einströmrichtung der Luft.
Bevorzugt ist weiter, dass in einem radialen Überdeckungsbereich zu den Gebläseradschaufeln das Deckenteil sich in Richtung der Achse nach radial außen erweiternd erstreckt. Es ergibt sich diesbezüglich bevorzugt - mit Bezug auf einen Vertikalschnitt durch das Gebläserad - eine bspw. konische Erweiterung. Bei bevorzugt raumparallel zur Drehachse des Gebläserades verlaufenden freien Stirnrandkanten der Gebläseradschaufeln ergibt sich hier weiter bevorzugt eine bspw. keilförmige Vergrößerung des Spaltes zwischen Stirnrandkante und zugewandter Innenfläche des Deckenteils.
Bezogen auf einen Querschnitt ist in weiter bevorzugter Ausgestaltung die radiale Erweiterung über die Länge der Achse unter Einschluss unterschiedlicher Winkel mit der Achse ausgebildet. So ist weiter bevorzugt der in radialer Überdeckung zu den Gebläseradschaufeln ausgebildete Bereich des Deckenteils mit Bezug auf einen Querschnitt geradlinig, gleichmäßig sich von der Achse entfernend ausgebildet, während ein sich hieran anschließender, bevorzugt frei endender Endbereich des Deckenteils gegenüber der Achse einen veränderten spitzen Winkel einschließt. Dieser Endbereich erstreckt sich weiter bevorzugt unterhalb des Gebläserades, insbesondere im Bereich eines ausgebildeten Diffusors.
Der radial freie Endbereich des Deckenteiles schließt mit der Achse bevorzugt einen größeren Winkel ein als ein mittlerer Bereich des Deckenteiles, insbesondere als ein in radialer Überdeckung zu den Gebläseradschaufeln ausgebildeter Bereich. So schließt dieser Bereich bevorzugt einen spitzen Winkel von 5° bis 30°, weiter bevorzugt 10° bis 20° ein, während der freie Endbereich des Deckenteiles bevorzugt einen Winkel von 30° bis 75°, weiter bevorzugt 45° bis 60° zur Drehachse einschließt.
Das Deckenteil erstreckt sich in bevorzugter Ausbildung in Richtung der Achse über die Gebläseradschaufeln um ein Maß hinaus, das bevorzugt der Hälfte oder mehr der axialen Höhe der Gebläseradschaufeln entspricht, weiter bevorzugt der Hälfte oder mehr der größten axialen Höhe der Gebläseradschaufeln im Zuge ihrer radialen Erstreckung. Weiter bevorzugt erstreckt sich das Deckenteil bis hin zu einem 3-Fachen der axialen Höhe der Gebläseradschaufeln in Richtung der Achse über die Gebläseradschaufeln aus.
Weiter ist bevorzugt, dass ein radial freier Endbereich des Deckenteils in einer quer zu der Achse gelegenen Ebene ein Motorgehäuse des Elektromotors durchsetzt. Hierbei ist weiter bevorzugt eine Durchsetzung eines Teilbereiches des Motorgehäuses vorgesehen, weiter bevorzugt derart, dass das mitdrehende Deckenteil zumindest in dem sich in axialer Richtung über die Gebläseradschaufeln hinaus erstreckenden Bereich radial außen weiterhin durch einen Abschnitt des Motorgehäuses überdeckt ist.
Der radiale freie Endbereich des Deckenteiles, insbesondere ein sich über die Gebläseradschaufeln in Richtung der Achsen hinaus erstreckender Endbereich des Deckenteiles, ist von dem ringförmigen Aufnahmeraum umgeben, derart, dass an einer Innenseite des Deckenteils ggf. geförderte Flüssigkeit in den Aufnahmeraum geliefert wird. Etwaige mit der Luftströmung mitgerissene Flüssigkeitspartikel oder auch Festpartikel werden zunächst insbesondere zufolge der Ausgestaltung des Deckenteils, weiter zufolge der entstehenden Zentrifugalkräfte entlang der Innenseite des Deckenteiles in Richtung auf den freien Endbereich abgeleitet und in den sich an diesen Endbereich anschließenden Aufnahmeraum geliefert. Der Endbereich kann hierbei mit geringem Abstand zu dem Aufnahmeraum enden. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Endbereich bis in den Aufnahmeraum hineinreicht. Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine Trennung insbesondere von Flüssigkeitspartikeln aus dem Luftstrom erreicht, welche Flüssigkeitspartikel gezielt in dem Aufnahmeraum zumindest vorübergehend gesammelt werden.
Die ggf. in dem Aufnahmeraum gesammelte Flüssigkeit wird in einer Ausführung bspw. regelmäßig abgeführt. Bevorzugt ist diesbezüglich, dass der Aufnahmeraum jedenfalls eine sich in Richtung der Achse erstreckende Auslassöffnung aufweist. Weiter bevorzugt erstreckt sich die Auslassöffnung, insbesondere eine zentrale Achse der Auslassöffnung, orientiert an einer Parallelen zur Drehachse des Gebläserades. Über diese Auslassöffnung kann die in dem Aufnahmeraum gelieferte Flüssigkeit oder dergleichen gezielt abtransportiert werden. Bspw. kann sich an der Auslassöffnung eine Ablaufleitung, bspw. in Form eines Schlauches anschließen. Weiter bevorzugt ist die Auslassöffnung einem Boden des Aufnahmeraumes zugeordnet, welch Letzterer in bevorzugter Ausgestaltung mit Bezug auf einen Querschnitt rinnenartig ausgestaltet ist.
Durch die einwirkenden Zentrifugalkräfte im Betrieb des Gebläses wird der flüssigen Phase eine Drallenergie aufgeprägt, welche in bevorzugter Ausgestaltung in dem ringförmigen Aufnahmeraum zu einer entsprechenden Förderung der flüssigen Phase in demselben führt. Um hierbei einen unter Umständen mehrfachen Umlauf der flüssigen Phase in dem Aufnahmeraum zu unterbinden, ist in einer bevorzugten Ausführung vorgesehen, dass der Auslassöffnung eine Abteilausformung zugeordnet ist, die mit Abstand nach radial innen zu einer Außenwand des Aufnahmeraumes bzw. der Auslassöffnung vorragt. Bevorzugt ist diese Abteilausformung herausgeformt aus einer radial äußeren Ringwandung des Aufnahmeraumes. Durch die stauwandartige Abteilausformung wird die flüssige Phase zur Auslassöffnung gelenkt. Hierdurch wird einem mehrfachen Umkreisen der flüssigen Phase entgegengewirkt, was sonst zu einer Reduktion der Drallenergie führen würde. Durch die gewählte Maßnahme ist das System lageunabhängig nutzbar.
Zudem ist bevorzugt, dass die Abteilausformung in einer Projektion entsprechend einer Mittelachse der Auslassöffnung freikragend in die Auslassöffnung endet. So erstreckt sich in einer derartigen Projektion die Abteilausformung bevorzugt ausgehend von einem Rand der Auslassöffnung über 20 % bis 80 % des größten Querschnittsmaßes der Auslassöffnung frei in die Auslassöffnung.
Das Deckenteil ist bevorzugt von einem feststehenden Motorgehäuseabschnitt überfangen. Weiter bevorzugt ist das Deckenteil gänzlich von dem feststehenden Motorgehäuseabschnitt überfangen, dreht sich entsprechend im Betrieb des Gebläses in einer Verstecktlage. Hierbei kann der Motorgehäuseabschnitt in Zusammenwirkung mit Bereichen des Deckenteiles eine Sperre ausbilden gegen Eindringen insbesondere von Flüssigkeiten zwischen dem Deckenteil und dem Motorgehäuseabschnitt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist dies durch eine labyrinthartige Zusammenwirkung von Deckenteil und Motorgehäuseabschnitt erreicht.
Das Deckenteil bildet bevorzugt, jedenfalls in einem quer zu der Achse gesehenen Überdeckungsbereich zu dem Elektromotor oder Motorgehäuse, in Zusammenwirkung mit dem Motorgehäuse einen radial gerichteten Kanal zwischen einer Oberseite des Motorgehäuses und einer Unterseite des Deckenteils. Durch diesen Kanal wird die abgeschiedene, flüssige Phase in Richtung auf den Aufnahmeraum geleitet, welcher Aufnahmeraum sich bevorzugt an den Kanal anschließt. Der Kanal ist hierbei weiter bevorzugt mit Bezug auf die Achse umlaufend ausgebildet. Im Wesentlichen ragt in diesen Kanal der freie Endbereich des Deckenteiles ein, welcher mit der Achse einen größeren Winkel einschließt. Mit Bezug auf einen Querschnitt erstrecken sich die Oberseite des Motorgehäuses und die Unterseite des Deckenteiles zumindest annähernd parallel, sodass der hierdurch gebildete Kanal über seine gesamte (tendenziell) radiale Länge ein gleichbleibendes Erstreckungsmaß aufweist.
Diese senkrecht zur Durchströmungsrichtung des Kanals gegebene Breite des Kanals entspricht in bevorzugter Ausgestaltung einem Drittel oder weniger der radial außen am freien Ende gegebenen freien Höhe der Gebläseradschaufeln. Weiter bevorzugt entspricht die Breite dem 0,2- bis 1-Fachen der radial außen gegebenen freien Höhe der Gebläseradschaufeln. In weiterer Ausgestaltung entspricht das so gewählte Spaltmaß (Breite des Kanals) etwa 1 % bis 5 %, weiter bevorzugt etwa 2 % des in einer quer zur Achse gerichteten Ebene betrachteten maximalen Durchmessers des Kanals.
Die in Durchströmungsrichtung gegebene Länge des Kanals entspricht bevorzugt dem 0,1- bis 0,3-Fachen des Durchmessers des Gebläserades am freien Ende einer Gebläseradschaufel, hier ggf. bezogen auf den größten Durchmesser des Gebläserades sofern sich dieser über die axiale Höhe der Gebläseradschaufeln ändert. In weiterer Ausgestaltung entspricht die hierdurch gegebene Spaltlänge des Kanals etwa 5 % bis 15 %, weiter bevorzugt etwa 9 % des größten Kanaldurchmessers in Bezug auf die Achse.
Weiter bevorzugt entspricht die Länge des Kanals zumindest annähernd der im Querschnitt gegebenen Länge des Bereiches des Deckenteiles, das einen größeren spitzen Winkel mit der Achse einschließt.
Von der Auslassöffnung wird die flüssige Phase in bevorzugter Ausgestaltung mit einem Teilluftstrom ggf. auch gegen die Schwerkraft weggefördert. Dieser Teilluftstrom ergibt sich aus dem Gesamtluftstrom, der durch das aktivierte Gebläserad aufgebaut ist. Der Teilluftstrom entspricht hierbei bevorzugt bis hin zu 10 % der angesaugten Luftmenge und wird bevorzugt durch den Kanal und den Aufnahmeraum zur Auslassöffnung geführt, dies unter bevorzugter Unterstützung der Ausräumung der flüssigen Phase aus dem Aufnahmeraum.
Die vor- und nachstehend angegebenen Bereiche bzw. Wertebereiche oder Mehrfachbereiche schließen hinsichtlich der Offenbarung auch sämtliche Zwischenwerte ein, insbesondere in 1/10-Schritten der jeweiligen Dimension, ggf. also auch dimensionslos, insbesondere 1,01-fach etc., einerseits zur Eingrenzung der genannten Bereichsgrenzen von unten und/oder oben, alternativ oder ergänzend aber auch im Hinblick auf die Offenbarung eines oder mehrerer singulärer Werte aus dem jeweils angegebenen Bereich.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, die aber lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt. Die Zeichnung zeigt:

Figur 1:: Einen Elektromotor mit einem in einem Motorgehäuse partiell verdeckt angeordneten Gebläserad in perspektivischer Darstellung;
Figur 2:: den Schnitt gemäß der Linie II-II in Figur 1;
Figur 3:: den Schnitt gemäß der Linie III-III in Figur 2;
Figur 4:: eine perspektivische Schnittdarstellung im Wesentlichen des Bereiches IV in Figur 2.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu den Figuren 1 und 2 ein Elektromotor 1 mit einem auf einer Rotorwelle 2 angeordneten Gebläserad 3 und einer Leitstufe in Form eines Diffusors 4. Das Gebläserad 3 ist drehfest auf der Rotorwelle 2 angeordnet und wird über diese in Drehung versetzt, wobei die Rotorwelle 2 drehfest mit einem nicht dargestellten Rotor des Elektromotors 1 verbunden ist. Der Rotor wirkt zusammen mit einem nicht dargestellten Stator des Elektromotors. Der Diffusor 4 ist nicht drehbar in einem, den Elektromotor 1 im Wesentlichen aufnehmenden Motorgehäuse 5 befestigt.
Das Gebläserad 3 weist weiter zunächst einen im Wesentlichen quer zur Drehachse x ausgerichteten Gebläseradboden 6 auf. Dieser ist insbesondere im zentralen Bereich nabenartig verdickt, zur drehfesten Anbindung an die Rotorwelle 2.
Auf dem Gebläseradboden 6, insbesondere dem Elektromotor 1 abgewandt, sind Gebläseradschaufeln 7 ausgebildet. Diese sind weiter bevorzugt insbesondere bei Ausgestaltung des Gebläserades 3 aus einem Kunststoffspritzteil einstückig und materialeinheitlich mit dem Gebläseradboden 6 ausgeformt. Die Gebläseradschaufeln 7 erstrecken sich im Wesentlichen von radial innen nach radial außen, insbesondere bis an den Rand des Gebläseradbodens 6, weiter bevorzugt hierbei in Bezug auf einen Grundriss bzw. einer Projektion auf den Gebläseradboden 6 kreislinienabschnittförmig gekrümmt verlaufend.
Die Gebläseradschaufeln 7 weisen bevorzugt eine über ihre radiale Längserstreckung gleichbleibende Höhe h auf. Diese entspricht bevorzugt etwa dem 0,1-bis 0,3-Fachen des Gebläserad-Durchmessers.
Die Gebläseradschaufeln 7 sind weiter bevorzugt auf der dem Gebläseradboden 6 abgewandten Seite von einem Deckenteil 8 zumindest größtenteils überdeckt. Dieses Deckenteil 8 weist zunächst einen parallel oder im Wesentlichen parallel zum Gebläseradboden 6 verlaufenden Deckenabschnitt 9 auf, in welchem zentral eine Einströmöffnung 10 belassen ist.
Das Deckenteil 8 ist drehfest mit dem Gebläserad 3 verbunden, dreht sich entsprechend bei Betrieb des Elektromotors 1 mit.
Ausgehend von dem Deckenabschnitt 9 erstreckt sich das Deckenteil 8 weiter zumindest in radialer Überdeckung zu den radial äußeren Enden der Gebläseradschaufeln 7, weiter bevorzugt ausgehend von dem Deckenabschnitt 9 bis über die Ebene des Gebläseradbodens 6 hinaus.
Diese radiale Erweiterung 11 erstreckt sich mit Bezug auf einen Querschnitt gemäß Figur 2 in einem spitzen Winkel α von 5° bis 15°, weiter bevorzugt etwa 10° zu einer Achsparallelen. Weiter bevorzugt erstreckt sich die radiale Erweiterung 11 ausgehend von dem Deckenabschnitt 9 bis über ein Maß über den Gebläseradboden 6 hinaus, das etwa dem 0,5- bis 1-Fachen der Gebläseradschaufeln-Höhe h entspricht. Hierbei verläuft die radiale Erweiterung 11 im Querschnitt ausgehend von dem Deckenabschnitt 9 hin zum freien Endbereich sich radial erweiternd.
Die radiale Erweiterung 11 geht über in einen freien Endbereich 12. Dieser ist, wie auch die radiale Erweiterung 11, im Querschnitt gemäß Figur 2 langgestreckt geradlinig verlaufend ausgebildet, hierbei weiter bevorzugt einen Winkel β von 40° bis 60°, weiter bevorzugt etwa 45° bis 50° zu einer Achsparallelen einschließend. Der freie Endbereich 12 erstreckt sich ausgehend von der radialen Erweiterung 11 in Richtung auf das freie Ende radial erweiternd.
Die Länge 1 des freien Endbereichs 12 im Querschnitt entspricht bevorzugt dem 0,8- bis 1,2-Fachen der Gebläseradschaufel-Höhe h.
Wie auch der Gebläseradboden 6 ist das Deckenteil 8 mit samt seiner radialen Erweiterung 11 und dem freien Endbereich 12 rotationssymmetrisch mit Bezug zu der Drehachse x ausgestaltet.
Insbesondere der freie Endbereich 12, darüber hinaus auch der über den Gebläseradboden 6 hinausragende Abschnitt der radialen Erweiterung 11 sind in bevorzugter Ausgestaltung in radialer Überdeckung zu dem Diffusor 4 angeordnet, wobei der Diffusor 4 unmittelbar auch Teil des Motorgehäuses 5 sein kann.
Der freie Endbereich 12 des Deckenteiles 8 bildet zusammen mit einem, der radialen Innenseite des freien Endbereichs 12 zugewandten Fläche des Motorgehäuses 5 bzw. Diffusors 4 einen mit Bezug zu der Drehachse x ringförmigen Kanal 13. Hierbei erstreckt sich die dem freien Endbereich 12 zugewandte Fläche des Motorgehäuses 5 bevorzugt parallel zu der zugewandten Innenfläche des freien Endbereiches 12, womit sich im Wesentlichen der Kanal 13 in einem spitzen Winkel entsprechend dem Winkel β nach radial außen abfallend erstreckt.
Die sich hierbei ergebende Spalthöhe in dem Kanal 13 bzw. die hierdurch gegebene quer zur Längserstreckung des freien Endbereichs 12 betrachtete Breite b entspricht bevorzugt etwa 2 % des größten Durchmessers d des Kanals 13. Die im Querschnitt gemäß Figur 2 betrachtete Länge des Kanals 13 entspricht bevorzugt der Länge des freien Endbereichs 12, weiter bevorzugt etwa 9 % des Durchmessers d des Kanals 13.
Der Kanal 13 ist sowohl nach radial innen in Richtung auf den, das Gebläserad 3 aufnehmenden Raum offen ausgebildet, wie auch umlaufend nach radial außen. Hier schließt sich an den Kanal 13 ein ringförmiger, entsprechend umlaufender Aufnahmeraum 14 an. Dessen Aufnahmeraumboden erstreckt sich in einer quer zur Drehachse x verlaufenden Ebene, welche weiter beabstandet ist zu dem Deckenabschnitt 9 als die umlaufende freie Randkante des freien Endbereichs 12.
Der Aufnahmeraum 14 ist im Querschnitt begrenzt einerseits durch das Motorgehäuse 5 bzw. einem Ausläufer des Diffusors 4, weiter durch den hiermit bevorzugt einstückig und materialeinheitlich ausgebildetem Aufnahmeraumboden 15 sowie weiter bevorzugt durch einen Fußabschnitt eines weiter bevorzugt feststehenden Motorgehäuseabschnittes 16. Dieser Motorgehäuseabschnitt 16 überfängt topfartig das Gebläserad 3 mit samt dem Deckenteil 8. Er ist weiter bevorzugt mit dem weiteren Motorgehäuse 5 und/oder dem Diffusor 4 und hierüber mit dem Elektromotor 1 drehfest verbunden.
Der Motorgehäuseabschnitt 16 erstreckt sich weiter bevorzugt den freien Endbereich 12, die radiale Erweiterung 11 wie auch den Deckenabschnitt 9 jeweils im Wesentlichen (bezüglich der Innenwandung) parallel hierzu verlaufend überdeckend, wobei weiter bevorzugt in vertikaler Projektion zu der Einströmöffnung 10 des Deckenteils 8 auch in dem Motorgehäuseabschnitt 16 eine entsprechende Eintrittsöffnung 17 ausgeformt ist.
Weiter bevorzugt ist innenseitig, d.h. dem Gebläserad 3 zugewandt, umlaufend zu der Eintrittsöffnungs-Randkante eine labyrinthartige Zusammenwirkung mit dem Deckenteil 8 erreicht. Hierzu greift das Deckenteil 8 mit bevorzugt zwei konzentrisch zueinander verlaufenden, deckenteiloberseitig ausgeformten Rippen 18 in entsprechend positionierte Nuten 19 des Motorgehäuseabschnittes 16 ein.
In dem Aufnahmeraumboden 15 ist weiter bevorzugt eine Auslassöffnung 20 vorgesehen, mit einer bevorzugt kreisrunden Öffnungsrandkante.
Die Auslassöffnung 20 geht, dem Aufnahmeraum 14 abgewandt, in einen Auslasskanal 21 über. Dieser erstreckt sich weiter bevorzugt in Richtung der Drehachse x, entsprechend parallel hierzu bzw. an einer Parallelen entlang orientiert.
Der Auslasskanal 21 ist in den Darstellungen zur Umgebung hin offen. Es kann sich weiter an dem Auslasskanal 21 ein Schlauch oder dergleichen anschließen.
Weiter zugeordnet der Auslassöffnung 20 ist eine stauwandförmige Abteilausformung 22 vorgesehen. Diese Abteilausformung 22 geht bevorzugt aus aus der radial äußeren Wand des Aufnahmeraumes 14, ragt hierbei mit dem freien Ende nach radial innen - mit Bezug auf die Drehachse x - vor, sodass der freie Endbereich einen radialen Abstand zu der Außenwand bzw. zu einer Verlängerung der Außenwand einnimmt. In einer Projektion auf die Auslassöffnung 20 betrachtet endet die Abteilausformung 22 freikragend in die Auslassöffnung 20, weiter bevorzugt etwa im Bereich einer Auslassöffnungs-Mittelachse, dies bei einem bevorzugten Durchmesser der Auslassöffnung 20, der mindestens den 1,5-Fachen des radialen Erstreckungsmaßes des Aufnahmeraumbodens 15 entspricht. Die radiale äußere Wandung des Aufnahmeraumes 14 verläuft hier entsprechend abweichend zu der ansonsten konzentrischen Ausrichtung zur Drehachse x (vgl. Figur 3).
Durch die vorbeschriebene Ausgestaltung ist eine bevorzugt lageunabhängige Wasserabscheidung bei einem derartigen Gebläse erreicht. Dies bei einem geringen Baubedarf.
Im Betrieb des Elektromotors 1 bzw. des Gebläserades 3 wird durch die Einströmöffnung 10 Luft tendenziell in axialer Richtung angesaugt und durch das Gebläserad 3 tendenziell nach radial außen geleitet. Ein etwaiges Luft-WasserGemisch wird hierbei durch das Gebläserad 3 in Drall versetzt, wodurch sich die schwerere flüssige Phase durch die entstehenden Zentrifugalkräfte an dem mitdrehenden, topfförmigen Deckenteil 8, weiter insbesondere im Bereich der radialen Erweiterung 11 niederschlägt.
Die flüssige Phase wird von dem mitdrehenden, in Strömungsrichtung doppelt konisch radial erweiterten Bereich 11 in den Aufnahmeraum 14 abgeschleudert, wobei die aufgeprägte Drallenergie dazu genutzt wird, die flüssige Phase am Umfang des Aufnahmeraumes 14 entlang zur Auslassöffnung 20 zu fördern.
Hierbei wird die flüssige Phase durch die entgegen der Strömungsrichtung innerhalb des Aufnahmeraumes 14 gerichtete Abteilausformung 22 zur Auslassöffnung 20 umgelenkt. Einem mehrfachen Umkreisen der flüssigen Phase innerhalb des Aufnahmeraumes 14 ist so entgegengewirkt. Ein mehrfaches Umkreisen würde zu einer Reduktion der Drallenergie führen, wodurch die gewünschte Lageunabhängigkeit des Systems gestört wäre.
Von der Auslassöffnung 20 wird die flüssige Phase mit einem verhältnismäßig kleinen Teilluftstrom (bevorzugt kleiner als 10 % der insgesamt angesaugten Luftmenge im Bereich der Einströmöffnung 10) ggf. auch gegen die Schwerkraft wegbefördert.
In dem Kanal 13 wird durch das mitdrehende Deckenteil 8 der Drall so hoch gehalten, dass Wasser an einem Rückströmen in Richtung Diffusor 4 entlang der motorgehäuseseitigen Wandung des Kanals 13 gehindert wird.
Der Aufnahmeraum 14 ist mit einer weiter bevorzugten Ausgestaltung spiralförmig ausgebildet. Weiter können über den Umfang verteilt dem Aufnahmeraum 14 mehrere Auslassöffnungen 20 zugeordnet sein, so bspw. zwei, drei, vier oder mehr, wobei diese auch mit Bezug zu der Drehachse x radial ausgerichtet sein können, darüber hinaus bevorzugt auch tangential.

Der axial hinter dem Gebläseradboden 6 (in Einströmrichtung betrachtet) vorgesehene, beschaufelte Diffusor 4 weist einen axialen Abstand zu dem Deckenabschnitt 9 auf, der etwa den 0,2-Fachen des Gebläseraddurchmessers beträgt. Auch ist bevorzugt eine in axialer Richtung vorhandene Überlappung von Diffusor 4 und mitdrehendem Deckenteil 8 vorgesehen, welche Überlappung bevorzugt etwa dem 0,1-Fachen des Gebläseraddurchmessers entspricht.

Bezugszeichenliste

1	Elektromotor	b	Breite
2	Rotorwelle	d	Durchmesser
3	Gebläserad	h	Höhe
4	Diffusor	l	Länge
5	Motorgehäuse	x	Drehachse
6	Gebläseradboden
7	Gebläseradschaufel
8	Deckenteil	α	Winkel
9	Deckenabschnitt	β	Winkel
10	Einströmöffnung
11	radiale Erweiterung
12	freier Endbereich
13	Kanal
14	Aufnahmeraum
15	Aufnahmeraumboden
16	Motorgehäuseabschnitt
17	Eintrittsöffnung
18	Rippe
19	Nut
20	Auslassöffnung
21	Auslasskanal
22	Abteilausformung

Claims

Elektromotor (1) mit einem Rotor und einem an dem Rotor angebrachten Gebläserad (3), wobei das Gebläserad (3) eine Gebläseradachse (x), einen im Wesentlichen quer zur Drehachse ausgerichteten Gebläseradboden (6) und von einem mitdrehenden Deckenteil (8) überdeckte Gebläseradschaufeln (7) aufweist, wobei weiter die Gebläseradschaufeln (7) eine Erstreckung in Achsrichtung aufweisen und das Deckenteil (8) die Gebläseradschaufeln (7) radial außen in Richtung der Achse (x) zur Hälfte oder mehr der axialen Erstreckung der Gebläseradschaufeln (7) überdeckt, wobei das Deckenteil (8) einen parallel oder im Wesentlichen parallel zu einem Gebläseradboden (6) verlaufenden Deckenabschnitt (9) aufweist, in welchem zentral eine Einströmöffnung (10) belassen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial freier Endbereich (12) des Deckenteils (8) von einem ringförmigen Aufnahmeraum (14) umgeben ist, derart, dass an einer Innenseite des Deckenteils (8) geförderte Flüssigkeit in den Aufnahmeraum (14) geliefert wird, und dass ein Aufnahmeraumboden (15) des Aufnahmeraums (14) sich in einer quer zu der Drehachse (x) verlaufenden Ebene erstreckt, welche weiter beabstandet ist zu dem Deckenabschnitt (9) als die umlaufende freie Randkante des freien Endbereichs (12).
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckenteil (8) die Gebläseradschaufeln (7) in Einströmrichtung der Luft bzw. in Erstreckungsrichtung der Achse (x) bis über ein in dieser Richtung gegebenes Ende der Gebläseradschaufeln (7) radial überdeckt.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseradschaufeln (7) in einem radialen Überdeckungsbereich mit dem Deckenteil (8) zumindest über einen Teil der in Achsrichtung gegebenen Höhe (h) bezüglich eines radial äußeren Endes einer Gebläseradschaufel (7) mit radialem Freiraum zu einer Innenfläche des Deckenteils (8) ausgebildet sind.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem radialen Überdeckungsbereich zu den Gebläseradschaufeln (7) das Deckenteil (8) sich in Richtung der Achse (x) nach radial außen erweiternd erstreckt.
Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erweiterung (11) bezogen auf einen Querschnitt, über die Länge der Achse (x) unter Einschluss unterschiedlicher Winkel (α, β) mit der Achse (x) ausgebildet ist.
Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein radialer freier Endbereich (12) des Deckenteils (8) mit der Achse (x) einen größeren Winkel (β) einschließt als ein mittlerer Bereich.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckenteil (8) sich in Richtung der Achse (x) über die Gebläseradschaufeln (7) um ein Maß hinaus erstreckt, das der Hälfte oder mehr der axialen Höhe (h) der Gebläseradschaufeln (7) entspricht.
Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckenteil (8) sich in Richtung der Achse (x) über die Gebläseradschaufeln (7) um ein Maß hinaus erstreckt, das bis hin zu einem 3-Fachen der axialen Höhe (h) der Gebläseradschaufeln (7) entspricht.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial freier Endbereich (12) des Deckenteils (8) in einer quer zu der Achse (x) gelegenen Ebene ein Motorgehäuse (5) des Elektromotors (1) durchsetzt.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (14) jedenfalls eine sich in Richtung der Achse (x) erstreckende Auslassöffnung (20) aufweist.
Elektromotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassöffnung (20) eine Abteilausformung (22) zugeordnet ist, die mit Abstand nach radial innen zu einer Außenwand des Aufnahmeraumes (14) bzw. der Auslassöffnung (20) vorragt.
Elektromotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteilausformung (22) in einer Projektion entsprechend einer Mittelachse der Auslassöffnung freikragend in die Auslassöffnung (20) endet.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckenteil (8) von einem feststehenden Motorgehäuseabschnitt (16) überfangen ist und/ oder, bevorzugt, dass das Deckenteil (8), jedenfalls in einem quer zu der Achse (x) gesehenen Überdeckungsbereich zu dem Elektromotor (1) oder Motorgehäuse (5), in Zusammenwirkung mit dem Motorgehäuse (5) einen radial gerichteten Kanal (13) zwischen einer Oberseite des Motorgehäuses (5) und einer Unterseite des Deckenteils (8) bildet.
Elektromotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine senkrecht zur Durchströmungsrichtung des Kanals (13) gegebene Breite (b) des Kanals (13) einem Drittel oder weniger der radial außen gegebenen freien Höhe (h) der Gebläseradschaufeln (7) entspricht.
Elektromotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) des Kanals (13) dem 0,2- bis 1,0-Fachen der radial außen gegebenen freien Höhe (h) der Gebläseradschaufeln (7) entspricht und/ oder, bevorzugt, dass die in Durchströmungsrichtung gegebene Länge (1) des Kanals (13) dem 0,1- bis 0,3-Fachen des Durchmessers des Gebläserades am freien Ende einer Gebläseradschaufel (7), ggf. bezogen auf den größten Durchmesser, entspricht.