KR20210094522A

KR20210094522A - 로터 장착 유닛

Info

Publication number: KR20210094522A
Application number: KR1020217012617A
Authority: KR
Inventors: 폴커 엘러스; 프레데릭 부어스톤
Original assignee: 에베엠-팝스트 센트 게오르겐 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-07-29
Also published as: US20210355955A1; CN209671239U; DE102018129608B4; WO2020104152A1; EP3841306A1; DE102018129608A1; CN112912630A

Abstract

본 발명은 캔 모터의 로터(50)와 함께, 팬 휠(30)을 운반하는 샤프트(40)가 장착되는, 축 방향으로 개방된 내부 베어링 튜브(20)를 포함하는 고속 방사형 팬을 위한 로터 어셈블리(10)에 관한 것으로서, 상기 베어링 튜브(20)는 상기 팬 휠(30)의 외주(31)를 넘어 적어도 부분적으로 연장되는 외측으로 돌출되는 방사형 돌출부(21)를 포함한다.

Description

로터 장착 유닛

본 발명은 팬 휠을 갖는 로터 어셈블리뿐만 아니라 이러한 로터 어셈블리를 갖는 방사형 팬에 관한 것이다.

방사형 팬의 경우, 근본적인 문제는 팬이 있는 로터 어셈블리가 축 방향으로 한쪽에서만 하우징에 장착될 수 있다는 점이다. 이 문제는 특히 한쪽이 축 방향으로 닫혀 있는 일체형 캔에 장착되어야 하는, 고속 애플리케이션용 방사형 팬에 존재한다. 더욱이, 가능하면 로터 장착 유닛이 불균형 없이 정렬되어야 한다는 문제가 있다. 그러나, 균형을 맞추는 것은 어렵다.

본 발명의 의미 내에서 고속 애플리케이션들은 방사형 압축기 유출구에서의 원주 속도가 적어도 60 m/s인 팬 휠의 회전 속도이다.

이런 점에서, 비교적 느린 속도로 회전하는 분리 캔 모터를 사용하는 다양한 캔 펌프들의 알려진 솔루션은 고속 팬으로 전송될 수 없다.

분할 또는 다편 하우징 또는 예를 들어 한쪽이 열린 캔을 사용하는 경우, 항상 로터 유닛을 장착한 후 고정자와 로터 사이에 밀봉 문제가 있다. 예를 들어, 로터 유닛은 베어링 튜브가 주요 하우징에 오버 몰딩된 구성요소로 부착되면 완전히 조립될 수 있다. 그러나, 이 경우, 캔은 후면에서 열리도록 설계되어야 하며 따라서 모든 조립 단계들의 완료 후 닫고 밀봉해야 한다.

캔에 로터 유닛의 조립에 있어서의 또 다른 문제는 이러한 방식으로 로터 유닛을 잡고 임펠러 또는 베어링 시스템을 변형시키거나 손상시키지 않고 캔으로 완전히 닫힌 주요 하우징에 이를 삽입하는 것이다.

따라서, 본 발명의 근본적인 문제는 전술한 단점들을 극복하고 최적화된 장착 옵션을 제공하고 밀봉된 캔에서 균형 잡힌 지지를 가능하게 하는 방사형 팬, 특히 고속 방사형 팬의 로터 어셈블리를 제공하는 것이다.

이 문제는 청구항 1에 따른 특징들의 조합에 의해 해결된다.

본 발명에 따르면, 방사형 팬, 특히 고속 방사형 팬을 위한 로터 어셈블리가 제안되며, 상기 로터 어셈블리는 캔 모터의 로터와 함께 팬 휠을 운반하는 샤프트가 장착된 축 방향으로 개방된 내부 베어링 튜브를 포함하며, 베어링 튜브는 팬 휠의 외주를 넘어 적어도 부분적으로 연장되는 외측으로 돌출되는 방사형 돌출부를 포함한다.

이러한 솔루션에서, 밸런싱 능력, 이에 따른 로터 어셈블리 유닛의 밸런싱이 알려진 조립 방법들에 비해 크게 향상되며, 로터는 완전히 조립된 상태에서 동적으로 균형을 맞출 수 있다.

본 발명의 바람직한 설계에서, 돌출부는 본질적으로 둥근 판형 돌출부(홀딩 플레이트)로 형성되며, 그 직경(DA)은 팬 휠의 직경(DV)보다 큰 것으로 제공된다. 따라서, 로터 베어링을 포함하는 베어링 튜브는 직경이 증가된 돌출부를 포함한다. 돌출부의 직경은 방사형 팬 휠의 직경을 초과하도록 선택된다. 따라서, 다른 옵션들 중에서도, 로터 유닛을 잡고 캔이 있는 팬 하우징에 이를 삽입하는 것이 가능하며, 이 하우징은 캔의 영역에서만 열리고 그렇지 않으면 임펠러 및 베어링 시스템을 변형시키거나 손상시키지 않고 완전히 닫힌다.

돌출부가 축 방향으로 연장되고 팬 휠의 반경형 에지 영역의 외측을 적어도 부분적으로 도는 전체 원주에 걸쳐 방사상으로 둘러싸는 외측 원주 방향 칼라를 갖는 경우 더욱 바람직하다. 한편, 포트형(pot-shaped) 돌출부는 팬 휠이 내장될 수 있는 상승된 에지 부분에 의해 형성된다.

특히 유리한 것은 방사형 팬의 팬 하우징에 로터 어셈블리를 부착하기 위해, 하나 이상의 장착 요소들 또는 장착 개구들이 팬 휠의 방사상으로 외측에 위치되는 돌출부의 에지 영역에 배열되는 설계이다.

장착 요소들 또는 장착 개구들이 원주 방향 칼라의 영역에 배열되는 것이 더욱 유리하다. 돌출부는 바람직하게는 에어 갭의 형성 하에 팬 휠에 직접 인접하게 배열되며, 이로써 조립을 위한 효율적이고 공간 절약적인 설계가 달성된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 설계에서, 샤프트는 팬 휠과 로터 사이의 영역에서, 베어링 튜브의 제1 베어링뿐만 아니라 축 방향으로 제1 베어링으로부터 일정 거리에 위치된 베어링 튜브의 제2 베어링에 장착된다.

또한, 앞서 설명된 로터 어셈블리가 방사형 팬의 팬 하우징에 장착되는 이점이 제공되며, 여기서 베어링 튜브는 샤프트 및 샤프트에 장착된 로터와 함께 원주 방향으로 폐쇄된 캔에 배열된다. 이런 방식으로, 캔 모터의 고정자는 하우징의 캔 외부에 설치될 수 있으며, 팬 휠은 캔 모터로 구동될 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 캔이 팬 하우징과 일체로 형성되는 것이 제공된다. 이런 방식으로, 밀봉 영역들과 밀봉 표면들은 필요하지 않으며 로터 어셈블리는 방사형 팬의 팬 하우징에 밀폐되어 하우징될 수 있다.

이는 또한 캔이 축 방향으로 팬 하우징의 본질적으로 평평한 하우징 하부 플레이트로부터 멀리 연장되는 경우, 그리고 베어링 튜브가 방사형 돌출부에 의해 하우징 하부 플레이트에 (바람직하게는 직접) 지지되는 경우 유리하며, 더욱 바람직하게는 연결 배열을 통해 팬 하우징에 연결된다. 연결 배열은 예를 들어 나사 연결, 베이어넷 연결에 의해, 접착제 또는 용접 연결에 의해 또는 기계적 연결 수단에 의해 실현될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면은 방사형 팬, 특히 상기에 설명된 바와 같은 로터 어셈블리가 장착된 고속 방사형 팬에 관한 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 개선들은 종속항들에서 특징화되고/되거나 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 함께 도면들을 통해 더 상세히 설명된다. 도면들에서,
도 1은 로터 어셈블리의 일 실시예의 측면도이다,
도 2는 도 1에 따른 실시예를 통한 단면도이다,
도 3은 팬 하우징과 함께, 도 1에 따른 실시예를 통한 단면이다, 그리고
도 4는 도 1에 따른 로터 어셈블리의 평면도이다, 그리고
도 5 내지 9는 본 발명의 추가 실시예들을 도시한다.
다음에서, 본 발명은 도 1 내지 9를 참조하여 더 상세하게 설명되며, 여기서 동일한 참조 번호들은 동일한 구조적 및/또는 기능적 특징들을 나타낸다.

도 1 내지 4는 로터 어셈블리(10)의 일 실시예를 도시한다.

로터 어셈블리(10)는 고속 방사형 팬용으로 설계된다. 로터 어셈블리(10)는 내부의 축 방향으로 개방된 베어링 튜브(20)를 포함한다. 샤프트(40)는 베어링 튜브(20) 내부에 장착되며, 캔 모터의 로터(50)는 샤프트(40)에 장착된다. 모터의 외부 고정자는 도면들에 표시되지 않는다. 베어링 튜브(20)는 외측으로 돌출되는 방사형 돌출부(21)를 갖는다.

도 3의 단면도는 돌출부(21)가 팬 휠(30)의 외주(31)를 넘어 연장된다는 것을 명확하게 도시한다. 돌출부(21)는 본질적으로 둥근 판형 돌출부로 형성되며, 그 직경(D_A)은 팬 휠(30)의 직경(D_V)보다 크다.

돌출부(21)는 또한 (도 3에서) 위쪽으로 돌출되는 외측 원주 방향 칼라(23)를 가지며, 이는 축 방향(A)으로 연장되고 팬 휠(30)의 외부 방사형 에지 영역(32)을 방사상으로 둘러싼다. 즉, 팬 휠(30)은 팬 휠(30)이 돌출부(21)의 리세스에 배열되도록 샤프트(40) 상에 배치된다.

팬 휠(30)의 외측에 방사상으로 위치되는 돌출부(21)의 에지 영역(26)에는 도 2에 도시된 바와 같이 3개의 장착 개구들(27)이 있다. 전체 로터 어셈블리(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 장착 개구들(27)에 의해 방사형 팬의 팬 하우징(2)에 부착될 수 있다. 그 안에, 3개의 장착 개구들(27)이 원주 방향 칼라(23)에 배열된다.

샤프트(40)는 두 개의 베어링들(24, 25) 사이에 장착되고, 스프링(28)은 내부 거터(29) 상에 지지되는 제1 베어링(24)에 대해 프리텐션된다. 두 번째(도 3에서, 하부 베어링(25))는 베어링 튜브(20)의 하단에 위치되고 거터(29) 상에 지지된다. 로터(50)가 있는 샤프트(40)는 하부 베어링(25)을 통해 돌출된다.

팬 하우징(2)이 또한 도 3에 도시된다. 그 안에, 베어링 튜브(20)는 샤프트(40) 및 샤프트(40)에 장착된 로터(50)와 함께 방사형 팬(부분적으로만 도시됨)의 팬 하우징(2)의 일부인 원주 방향으로 폐쇄된 캔(3)(이는 상단이 열려 있음)으로 돌출하고 그와 일체로 형성된다.

하우징(2)의 캔(3)은 팬 하우징(2)의 본질적으로 평평한 하우징 하부 플레이트(2a)로부터 멀어지는 축 방향으로 연장된다.

베어링 튜브(20)는 방사형 돌출부(21)로 하우징 하부 플레이트(2a) 상에 지지되며, 나사 연결에 의해 팬 하우징(2)에 연결된다.

도 5 내지 9는 특히 하우징(2), 캔(3), 베어링 튜브(20) 및 방열 섹션(23)의 설계가 대안적인 방식으로 실행되는 본 발명의 추가 실시예들을 도시한다. 이들은 또한 하우징(2)의 하우징 상단과 하우징 하단 사이에서 연장되는 캔(3v)의 돌출부를 도시한다. 도 9는 또한 베어링 튜브(20)의 돌출부를 분리 캔(3)의 돌출부에 부착하기 위해 방열 섹션(23)의 영역에 장착 개구가 제공되는 것을 도시한다.

본 발명의 실시예들은 전술한 바람직한 실시예들로 제한되지 않는다. 오히려, 근본적으로 다른 실시예들에 도달하더라도 본원에 나타낸 솔루션을 사용하는 다양한 변형들이 상상될 수 있다. 베어링 튜브(20)는 또한 예를 들어 하우징 하부 플레이트(2a)에 접착될 수 있다.

Claims

고속 방사형 팬을 위한 로터 어셈블리(10)로서, 캔 모터의 로터(50)와 함께, 팬 휠(30)을 운반하는 샤프트(40)가 장착되는, 축 방향으로 개방된 내부 베어링 튜브(20)를 포함하며, 상기 베어링 튜브(20)는 상기 팬 휠(30)의 외주(31)를 넘어 적어도 부분적으로 연장되는 외측으로 돌출되는 방사형 돌출부(21)를 포함하는, 로터 어셈블리(10).
제1항에 있어서, 상기 돌출부(21)는 본질적으로 둥근 판형 돌출부로 형성되며, 그 직경(D_A)은 상기 팬 휠(30)의 직경(D_V)보다 큰, 로터 어셈블리(10).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 돌출부(21)는 상기 축 방향으로 연장되고 적어도 부분적으로 또는 전체 원주에 걸쳐 상기 팬 휠(30)의 방사형 에지 영역(32)의 외측을 방사상으로 둘러싸는 외측 원주 방향 칼라(23)를 갖는, 로터 어셈블리(10).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 장착 요소들 또는 장착 개구들(27)은, 방사형 팬(1)의 팬 하우징(2)에 상기 로터 어셈블리(10)를 부착하기 위해, 상기 팬 휠(30)의 외측에 방사상으로 위치되는, 상기 방사형 돌출부(21)의 에지 영역(26)에 배열되는, 로터 어셈블리(10).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장착 요소들 또는 장착 개구들(27)은 상기 원주 방향 칼라(23)의 영역에 배열되는, 로터 어셈블리(10).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출부(21)는 에어 갭의 형성 하에서 상기 팬 휠(30)에 직접 인접하여 배열되는, 로터 어셈블리(10).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트(40)는 상기 팬 휠(30)과 상기 로터(50) 사이의 영역에서, 상기 베어링 튜브(20)에 배열된 제1 베어링(24) 및 상기 축 방향으로 상기 제1 베어링으로부터 일정 거리에 위치된, 상기 베어링 튜브(20)에 배열된 제2 베어링(25) 상에 장착되는, 로터 어셈블리(10).
방사형 팬의 팬 하우징(2)에 설치된 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 로터 어셈블리(10)로서, 상기 샤프트(40) 및 상기 로터(50)와 함께 상기 베어링 튜브(20)는 원주 방향으로 폐쇄된 캔(3)에 배열되는, 로터 어셈블리(10).
제8항에 있어서, 상기 캔(3)은 상기 팬 하우징(2)과 일체로 형성되는, 로터 어셈블리(10).
제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축 방향의 상기 캔(3)은 상기 팬 하우징(2)의 본질적으로 평평한 하우징 하부 플레이트(2a)로부터 멀리 연장되며, 상기 베어링 튜브(20)는 그 방사형 돌출부(21)로 상기 하우징 하부 플레이트(2a)에 지지되며, 바람직하게는 연결 배열에 의해 상기 팬 하우징(2)에 연결되는, 로터 어셈블리(10).
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 배열은 나사 연결, 베이어넷 연결에 의해, 접착제 또는 용접 연결에 의해, 또는 기계적 연결 수단에 의해 실현되는, 로터 어셈블리(10).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 로터 어셈블리(10)가 장착된 방사형 팬.