RU2659833C1 - Method and device for cooling rotor and electric motor of smoke exhauster - Google Patents

Method and device for cooling rotor and electric motor of smoke exhauster Download PDF

Info

Publication number
RU2659833C1
RU2659833C1 RU2017123517A RU2017123517A RU2659833C1 RU 2659833 C1 RU2659833 C1 RU 2659833C1 RU 2017123517 A RU2017123517 A RU 2017123517A RU 2017123517 A RU2017123517 A RU 2017123517A RU 2659833 C1 RU2659833 C1 RU 2659833C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disk
shaft
holes
cooling
disks
Prior art date
Application number
RU2017123517A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Петрович Семенихин
Original Assignee
Сергей Петрович Семенихин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Петрович Семенихин filed Critical Сергей Петрович Семенихин
Priority to RU2017123517A priority Critical patent/RU2659833C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2659833C1 publication Critical patent/RU2659833C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: ventilation.
SUBSTANCE: invention relates to fan construction, in particular to fans for hot gases. Method for cooling the rotor and electric motor of the smoke exhauster, comprising co-axially securing the disc on a shaft connecting the motor and a high-temperature receiver of mechanical rotational energy, is characterized in that the disk is made in the form of a flat plate, the plane of which is perpendicular to the direction of the shaft, and a minimum of two holes are made in the disk. Device for cooling the rotor and electric motor of a smoke exhauster, comprising a disc coaxially fixed to a shaft connecting the motor and a high-temperature receiver of mechanical rotational energy, characterized in that the disk is made in the form of a flat plate and contains a minimum of two holes.
EFFECT: improving cooling efficiency, manufacturability and weight reduction.
5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляторостроению, а именно к вентиляторам для горячих газов.The invention relates to fan building, and in particular to fans for hot gases.

Известен «ВЕНТИЛЯТОР ГОРЯЧЕГО ПОТОКА С ВОДЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ» CN 2370324 [2], включающий рабочее колесо 1, расположенное ниже вентилятора 2 и отражающей пластины охлаждения 11, вентилятор 2 и отражающая пластина 11 объединены в один узел.Known "HOT FAN WITH WATER COOLING" CN 2370324 [2], including the impeller 1, located below the fan 2 and the reflective cooling plate 11, the fan 2 and the reflecting plate 11 are combined into one node.

Недостатком устройства является низкая эффективность охлаждения, обусловленная низким коэффициентом теплопередачи от нагретого вала в окружающий воздух.The disadvantage of this device is the low cooling efficiency due to the low coefficient of heat transfer from the heated shaft to the surrounding air.

Наиболее близким техническим решением является «ВЕНТИЛЯТОР ДЛЯ ГОРЯЧИХ ГАЗОВ» SU 1209938 [1], содержащий круглую пластину (диск) для установки на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии.The closest technical solution is the “FAN FOR HOT GASES” SU 1209938 [1], containing a round plate (disk) for mounting on a shaft connecting the engine and a high-temperature receiver of mechanical rotational energy.

Устройство обладает повышенной эффективностью по сравнению с [2] благодаря кольцевым нарифлениям.The device has increased efficiency compared to [2] due to ring arches.

Недостатком является низкая эффективность охлаждения, обусловленная недостаточным обдувом диска окружающим воздухом. Недостатком также является низкая технологичность и повышенный вес устройства.The disadvantage is the low cooling efficiency due to insufficient blowing of the disk with ambient air. The disadvantage is the low adaptability and increased weight of the device.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности охлаждения, технологичности и снижение веса.The technical result of the invention is to increase the cooling efficiency, manufacturability and weight reduction.

Технический результат достигается тем, что способ охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, включающий соосное закрепление диска (из теплопроводного материала) на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, характеризуется тем, что диск выполняют в форме плоской пластины, плоскость которой перпендикулярна направлению вала, а в диске изготавливают минимум два отверстия.The technical result is achieved in that the method of cooling the rotor and the smoke exhauster motor, including coaxially securing the disk (of heat-conducting material) on the shaft connecting the motor and the high-temperature receiver of mechanical rotational energy, is characterized in that the disk is made in the form of a flat plate, the plane of which is perpendicular to the shaft direction , and at least two holes are made in the disk.

Устройство охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, содержащее диск, соосно закрепленный на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, характеризуется тем, что диск выполнен в форме плоской пластины и содержит минимум два отверстия.The cooling device of the rotor and the smoke exhaust motor containing a disk coaxially mounted on a shaft connecting the motor and a high-temperature mechanical rotational energy receiver is characterized in that the disk is made in the form of a flat plate and contains at least two holes.

Устройство может содержать воздухонаправляющую улитку для формирования потока нагретого воздуха.The device may include an air guide snail to form a stream of heated air.

Количество круглых пластин с отверстиями может быть более двух, причем они установлены на валу параллельно. Увеличение количества пластин позволит увеличить интенсивность охлаждения вала.The number of round plates with holes can be more than two, and they are mounted on the shaft in parallel. The increase in the number of plates will increase the intensity of the shaft cooling.

Отверстия могут быть каплевидной формы, расположены осесимметрично. Указанное выполнение высокотехнологично и позволит избежать дисбалансировки вала.The holes can be teardrop-shaped, located axisymmetrically. The specified implementation is high-tech and will avoid shaft imbalance.

Устройство схематически показано на фиг. 1 (продольный разрез), фиг. 2 (поперечный разрез диска), фиг. 3 (общий вид), фиг. 4 (форма отверстия), где:The device is schematically shown in FIG. 1 (longitudinal section), FIG. 2 (cross section of the disk), FIG. 3 (general view), FIG. 4 (hole shape), where:

1 - двигатель;1 - engine;

2 - вал;2 - shaft;

3 - приемник механической энергии;3 - receiver of mechanical energy;

4 - диски;4 - disks;

5 - отверстия;5 - holes;

6 - узел крепления диска к валу;6 - node mounting the disk to the shaft;

7 - улитка.7 - a snail.

Устройство действует следующим образом: двигатель 1 вращает вал 2, на котором закреплен приемник механической энергии 3, например лопасти вентилятора горячего воздуха, например дымососа. На валу 2 посредством цангового узла крепления 6, который выполнен из теплопроводных материалов, например сплавов меди или алюминия, закреплены диски 4. На дисках 4 выполнены отверстия 5. Отверстия необходимы в количестве не менее двух для соблюдения баланса диска. Для организации потока воздуха может использоваться улитка 7.The device operates as follows: the motor 1 rotates a shaft 2, on which a mechanical energy receiver 3 is mounted, for example, a fan blade for hot air, for example a smoke exhaust. Disks 4 are mounted on the shaft 2 by means of a collet fastening assembly 6, which is made of heat-conducting materials, such as copper or aluminum alloys. Holes 5 are made on the disks 4. Holes are required in an amount of at least two to maintain the balance of the disk. To organize the flow of air can be used snail 7.

При вращении вала двигателя цанговый узел крепления дисков, закрепленный на нем, передает тепло от вала на диски 4. Через отверстия 5 в дисках поступает воздух на их охлаждение. Воздух засасывается через отверстия за счет действия центробежных сил и сил трения, которые возникают между дисками и воздухом, и движется от вала между дисками к их периферии, отбирает тепло за счет многократного соприкосновения молекул воздуха с дисками, нагревается и выбрасывается наружу. Диски с отверстиями начинают работать как вентилятор, прокачивающий воздух через самих себя, от вала по поверхности дисков наружу. Воздух в этом случае очень интенсивно двигается от центра вала к его периферии и более эффективно охлаждает диски с отверстиями и вал двигателя дымососа не только за счет его большего количества, но и также за счет увеличения площади контакта воздуха с дисками. Этого не происходит при отсутствии отверстий в дисках, т.к. из-за высоких температур увеличивается длина свободного пробега молекул воздуха, которые нагреваются от вала и дисков, падает его плотность и между дисками у вала возникает зона разряжения воздуха и снижается интенсивность охлаждения вала. Разряжение воздуха у вала также возникает за счет действия на молекулы воздуха центробежных сил, которые стараются выбросить их из центральной части на периферию дисков, что мешает поступлению холодного воздуха к валу между дисками. В этом случае охлаждение вала и дисков без отверстий осуществляется только за счет конвекционных потоков воздуха, движущихся от вала по поверхности дисков, и оно менее эффективно, т.к. с одной стороны эти конвекционные потоки со стороны дисков тормозят встречный холодный центральный поток воздуха, направленный к валу двигателя между дисками, а с другой стороны, этот холодный поток тормозят еще, как указано выше, и центробежные силы, стараясь вытолкнуть его наружу за пределы дисков, что резко снижает количество охлаждающего воздуха, поступающего в центральную, наиболее горячую часть дисков. Именно по этой причине теплообмен без отверстий во вращающихся дисках затруднен и менее эффективен.When the motor shaft rotates, the collet mount of the discs, mounted on it, transfers heat from the shaft to the discs 4. Air flows through the holes 5 in the discs to cool them. Air is sucked in through the holes due to the action of centrifugal and friction forces that arise between the disks and the air, and moves from the shaft between the disks to their periphery, removes heat due to repeated contact of air molecules with the disks, heats up and is thrown out. Disks with holes begin to work like a fan, pumping air through themselves, from the shaft on the surface of the disks to the outside. In this case, the air moves very intensively from the center of the shaft to its periphery and more efficiently cools the disks with holes and the shaft of the exhaust fan motor, not only due to its larger amount, but also due to an increase in the area of contact of air with the disks. This does not happen in the absence of holes in the discs, as due to high temperatures, the mean free path of air molecules increases, which are heated by the shaft and disks, its density decreases and a zone of rarefaction of air arises between the disks at the shaft and the cooling rate of the shaft decreases. The air pressure at the shaft also arises due to the action of centrifugal forces on the air molecules, which try to throw them from the central part to the periphery of the disks, which prevents the flow of cold air to the shaft between the disks. In this case, cooling of the shaft and disks without holes is carried out only due to convection air flows moving from the shaft along the surface of the disks, and it is less efficient, because on the one hand, these convection flows from the disks side inhibit the oncoming cold central air stream directed to the engine shaft between the disks, and on the other hand, this cold stream also inhibits, as mentioned above, centrifugal forces, trying to push it out of the disks, which dramatically reduces the amount of cooling air entering the central, hottest part of the discs. For this reason, heat transfer without holes in the rotating discs is difficult and less efficient.

Отвод тепла при помощи вращающихся дисков с отверстиями напрямую зависит от их площади и от их толщины (эффективного сечения), что необходимо для обеспечения их теплопроводности (для передачи потока тепла внутри дисков от центра к периферии) и их механической прочности при вращении. При использовании в качестве материалов для дисков легких и хорошо теплопроводных сплавов, например алюминиевых, приводит к снижению их веса за счет изготовления их из очень тонких пластин (около 1,0 мм). Форма отверстий не обязательно должна быть круглой. Наиболее эффективной является форма отверстий в виде «капли», изображенная на фиг. 3. Эта форма отверстий позволяет сохранить оптимальный баланс между толщиной диска, его механической прочностью, что обеспечивает хорошую передачу тепла от вала к диску, не уменьшая плотность потока тепла в сечении диска вблизи у вала, где уменьшается его диаметр и объективно мало места для круглых отверстий, это требует вытягивания их в каплю, ориентируя ее острием к центру вала.Heat removal with the help of rotating disks with holes directly depends on their area and their thickness (effective cross-section), which is necessary to ensure their thermal conductivity (to transfer the heat flux inside the disks from the center to the periphery) and their mechanical strength during rotation. When used as materials for disks, light and heat-conducting alloys, for example aluminum, lead to a decrease in their weight due to their manufacture from very thin plates (about 1.0 mm). The shape of the holes does not have to be round. The most effective is the shape of the “drop” holes depicted in FIG. 3. This shape of the holes allows you to maintain the optimal balance between the thickness of the disk, its mechanical strength, which ensures good heat transfer from the shaft to the disk, without reducing the heat flux density in the cross section of the disk near the shaft, where its diameter decreases and there is objectively little space for round holes , this requires pulling them into the drop, orienting it with the tip to the center of the shaft.

Технический результат - повышение эффективности охлаждения достигается увеличением интенсивности контакта воздуха с диском с отверстиями. Технический результат - повышение технологичности достигается упрощением изготовления - достаточно в пластине изготовить нескол. Технический результат - снижение веса достигается возможностью изготовления из достаточно тонкой пластины при удовлетворительном охлаждении.EFFECT: increased cooling efficiency is achieved by increasing the intensity of contact of air with a disk with holes. EFFECT: increase of manufacturability is achieved by simplification of manufacturing - it is enough to make a few in the plate. EFFECT: weight reduction is achieved by the possibility of manufacturing from a sufficiently thin plate with satisfactory cooling.

Промышленное применение. Изобретение может с успехом применяться для производства и эксплуатации охладителей вала двигателей для привода с высокотемпературной механической нагрузкой, например ротора дымососа.Industrial application. The invention can be successfully applied for the production and operation of engine shaft coolers for driving with high-temperature mechanical load, for example a smoke exhaust rotor.

Claims (5)

1. Способ охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, включающий соосное закрепление диска на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, отличающийся тем, что диск выполняют в форме плоской пластины, плоскость которой перпендикулярна направлению вала, а в диске изготавливают минимум два отверстия.1. A method of cooling the rotor and the smoke exhaust motor, including coaxially securing the disk to a shaft connecting the engine and a high-temperature mechanical rotational energy receiver, characterized in that the disk is made in the form of a flat plate, the plane of which is perpendicular to the shaft direction, and at least two holes are made in the disk. 2. Устройство охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, содержащее диск, соосно закрепленный на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, отличающееся тем, что диск выполнен в форме плоской пластины и содержит минимум два отверстия.2. The cooling device of the rotor and the smoke exhaust motor containing a disk coaxially mounted on a shaft connecting the motor and a high-temperature receiver of mechanical rotational energy, characterized in that the disk is made in the form of a flat plate and contains at least two holes. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что содержит воздухонаправляющую улитку.3. The device according to p. 2, characterized in that it contains an air guide snail. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что количество круглых пластин с отверстиями может быть более двух, причем они установлены на валу параллельно.4. The device according to p. 2, characterized in that the number of round plates with holes can be more than two, and they are mounted on the shaft in parallel. 5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что отверстия выполнены каплевидной формы, расположены осесимметрично.5. The device according to p. 2, characterized in that the holes are made in a drop-shaped form, are located axisymmetrically.
RU2017123517A 2017-07-04 2017-07-04 Method and device for cooling rotor and electric motor of smoke exhauster RU2659833C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123517A RU2659833C1 (en) 2017-07-04 2017-07-04 Method and device for cooling rotor and electric motor of smoke exhauster

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123517A RU2659833C1 (en) 2017-07-04 2017-07-04 Method and device for cooling rotor and electric motor of smoke exhauster

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2659833C1 true RU2659833C1 (en) 2018-07-04

Family

ID=62815558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017123517A RU2659833C1 (en) 2017-07-04 2017-07-04 Method and device for cooling rotor and electric motor of smoke exhauster

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2659833C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1209938A1 (en) * 1983-06-13 1986-02-07 Предприятие П/Я Г-4617 Fan for hot gases
US6688802B2 (en) * 2001-09-10 2004-02-10 Siemens Westinghouse Power Corporation Shrunk on industrial coupling without keys for industrial system and associated methods
RU49909U1 (en) * 2005-05-11 2005-12-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" PUMP FOR COOLING SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
UA51611U (en) * 2009-10-05 2010-07-26 Общество с ограниченной ответственностью "Топливные системы" Impeller of pump of engine cooling system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1209938A1 (en) * 1983-06-13 1986-02-07 Предприятие П/Я Г-4617 Fan for hot gases
US6688802B2 (en) * 2001-09-10 2004-02-10 Siemens Westinghouse Power Corporation Shrunk on industrial coupling without keys for industrial system and associated methods
RU49909U1 (en) * 2005-05-11 2005-12-10 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" PUMP FOR COOLING SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
UA51611U (en) * 2009-10-05 2010-07-26 Общество с ограниченной ответственностью "Топливные системы" Impeller of pump of engine cooling system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI300284B (en) Heat-dissipation structure of motor
JP2005516425A5 (en)
JP5032782B2 (en) Blower with cooling means
JP2013065557A (en) Heat dissipating lamp device
BE1023523B1 (en) METHOD FOR COOLING A COMPRESSOR OR VACUUM PUMP AND A COMPRESSOR OR VACUUM PUMP THAT APPLIES SUCH METHOD
RU2659833C1 (en) Method and device for cooling rotor and electric motor of smoke exhauster
CN1742182A (en) Air conditions
US20190058367A1 (en) Rotor and electrical machine
CN106574625B (en) Cooling fan
US9748828B2 (en) Overmolded flux ring
JP6657387B2 (en) Method for cooling a compressor or vacuum pump and compressor or vacuum pump applied to such method
JP2003083282A (en) Turbo-molecular pump
US11221014B2 (en) Impeller and centrifugal fan having the impeller
EP3894710A1 (en) Multi-stage turbomolecular pump
RU2263371C1 (en) Device for cooling down computer processor chip
RU2658265C2 (en) Heat recuperator
JP2007329442A (en) Spiral cpu heat sink
CN217427894U (en) Micromotor with heat dissipation function
JP7457422B1 (en) industrial furnace circulation fan
RU92113U1 (en) RADIAL FAN
CN216240815U (en) High-temperature-resistant impeller
JPH06311690A (en) Housing cooling device of rotary electric machine
CN212177514U (en) High-efficiency cooling structure for axial flow fan
RU2541076C1 (en) Fan for movement of hot gases
GB2602501A (en) Multi-Plate Clutch