具有冷却功能的转子安装单元

文档序号:538639 发布日期:2021-06-01 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 具有冷却功能的转子安装单元 (Rotor mounting unit with cooling function ) 是由 V·埃勒斯 F·沃斯霍恩 于 2019-10-23 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种具有用于高速径流式通风机的集成式导热通道的转子组件(10),所述转子组件包括在内部轴向打开的轴承管(20),在所述轴承管中,承载通风机叶轮(30)的轴(40)借助屏蔽电动机的转子(50)支承在轴承(24、25)上,其中所述轴承管(20)具有向外突出的径向突出部(21),所述突出部至少部分地借助散热区段(23)在所述通风机叶轮(30)的外周(31)上延伸并且提供从所述轴承(24)延伸至所述散热区段(23)的集成式导热通道。(The invention relates to a rotor assembly (10) having an integrated heat conducting channel for a high-speed radial fan, comprising a bearing tube (20) which is open axially on the inside and in which a shaft (40) carrying a fan wheel (30) is supported on bearings (24, 25) by means of a rotor (50) of a canned motor, wherein the bearing tube (20) has an outwardly projecting radial projection (21) which extends at least partially by means of a heat dissipating section (23) on the outer circumference (31) of the fan wheel (30) and provides an integrated heat conducting channel which extends from the bearing (24) to the heat dissipating section (23).)

具有冷却功能的转子安装单元

技术领域

本发明涉及一种具有通风机叶轮的转子组件以及一种具有这种转子组件的径流式风扇,所述转子组件具有集成的冷却功能。

背景技术

径流式通风机的问题在于,由于机械摩擦,在转子轴的轴承中会产生热量,这会导致过热。就用于高速应用的径流式风扇而言,其中这些径流式风扇应被安装在轴向地一侧闭合的一体式隔离套中,特别是存在该问题,因为在该处还通过此隔离套防止热量向外传递。

在本发明中,高速应用是通风机叶轮的转速,在这些转速下,径流式压缩机出口处的周向速度为至少60m/s。这样就会加剧热问题,因为随着转速的增大,也不可避免地会产生额外的热量。

在某些应用实例中,高速风扇的壳体由金属制成。这样就实现了冷却并且易于通过导热的壳体壁进行散热。就大型或稳定的高速风扇而言,也可以替代性地使用成本更高的油冷却或水冷却。如果可以将某种介质用于进行冷却,待冷却的区域则会被此介质环流。

如果壳体完全由金属构成,则缺点在于,只能使用有限的成形和连接技术。用塑料来制造通风机的主壳体可以实现更高的形状自由度并且能够采用替代性的接合方法,但在此情况下,传热效果却并不理想。

在通过油或水等辅助介质实现轴承冷却时,这需要较高的设计成本以及附加设备。

发明内容

因此,本发明的目的是克服上述缺点并提供一种径流式通风机、特别是高速径流式通风机的转子组件,所述转子组件为轴承冷却提供了优化的冷却方案。

本发明用以达成上述目的的解决方案在于权利要求1的特征组合。

根据本发明,为此提出一种具有用于高速径流式通风机的集成式导热通道的转子组件,所述转子组件包括在内部轴向打开的轴承管,在所述轴承管中,承载通风机叶轮的轴借助屏蔽电动机的转子支承在轴承上,其中所述轴承管具有向外突出的径向突出部,所述突出部至少部分地借助散热区段在所述通风机叶轮的外周上延伸并且提供从所述轴承延伸至所述散热区段的集成式导热通道。

这个突出部的较大直径区域在风扇叶轮的直径上延伸(径向结构或对角结构)。这样就确保风扇叶轮的空气流掠过轴承管的直径增大部的边缘区域。

这样就通过与风扇叶轮的介质流的耦合产生散热片。转子系统中产生的热量大部分是通过热传导而散发的。为了使这种效应开始起作用,突出的散热区段的材料所需的导热系数至少为1W/m*K。但是,散热区段是否由与轴承管自身相同的部分或材料构成是无关紧要的。因此,这个结构可以以不同的方式形成,即以整体式、一体式、多件式或复合式的方式形成。

就径流式风扇而言,位于风扇叶轮下方的泄漏电流也是实用的,所述泄露电流也有助于散热。

如果使用相对较窄的凸缘作为散热区段,则可以将位于叶轮下方的泄漏电流用作冷却装置。

在本发明的一个有利的技术方案中,所述突出部构建为基本上圆形的板状突出部,其直径DA大于通风机叶轮的直径DV

进一步有利的是,所述突出部具有在外部环绕的凸缘,所述凸缘沿轴向方向延伸并且至少部分地或者在整个周边范围内径向地在外部包围通风机叶轮的径向边缘区域。

特别有利的技术方案在于,所述轴在所述通风机叶轮与所述转子之间的区域中支承在布置在所述轴承管中的第一轴承和布置在所述轴承管中的沿轴向方向与所述第一轴承间隔一定距离的第二轴承上,并且所述轴借助末端区段突出于通风机叶轮,用以将热量散发至这个通风机壳体中。这样就在这个轴上实现了另一散热通道,并且这个轴的末端区段形成散热片。因此,被通风机轴向吸入的介质流,例如被吸入的空气,沿这个轴的末端区段而流动并且随后被导入径向的流道中。

本发明的另一方面涉及一种具有通风机壳体的径流式通风机,在所述通风机壳体中安装有如上所述的转子组件,其中所述通风机壳体具有凹槽,所述轴承管的散热区段预期地借助散热面以某种方式伸入所述凹槽中或者邻接所述凹槽,使得在通风机工作期间,通风机叶轮所需的介质流沿散热面而流动,从而相对轴承在散热面上形成散热片。以这种方式实现从两个轴承经由轴承管至突出部的凸缘上的散热面的传热,由此可以针对性地进行散热。

在本发明的另一有利的技术方案中,所述凹槽至少部分地位于所述通风机壳体的径向外置的流道中。

所述轴承管的轴向区段优选直接容置这些轴承,通风机壳体的圆柱形壳体区段包围这个轴承管的轴向区段。

进一步有利的是,周向闭合的隔离套(直接)连接所述圆柱形壳体区段,并且进一步优选的是,所述隔离套与所述通风机壳体一体成型。

此外,特别有利的技术方案在于,所述轴承管以其径向突出部平面地放置在所述通风机壳体的壳体底板上。因此,除了便于安装之外,基于平面的连接和散热,还可以实现更大的轴承管热容。

附图说明

本发明的其他有利的进一步方案在从属权利要求中得以标明,下面将参照附图结合本发明的优选实施方案的描述对此进行详细说明。其中:

图1为转子组件的一个实施例的侧视剖面图,

图2为径流式通风机的一个实施例的侧视剖面图,

图3为图2所示径流式通风机的透视剖面图,

图4为根据图1的实施例的俯视图,

图5至9为本发明的其他实施例。

具体实施方式

下面结合图1至图9对本发明进行详细说明,其中相同的附图标记表示相同的结构和/或功能特征。

图1示出转子组件10的一个实施例。

转子组件10适用于高速径流式通风机。转子组件10包括在内部轴向打开的轴承管20。在轴承管20中支承有轴40,其中在轴40上支承有屏蔽电动机的转子50。这个电动机的外置定子51在图2和图3中示出。轴承管20具有向外突出的径向突出部21。

突出部21借助散热区段23在通风机叶轮30的外周31上延伸并且提供从轴承24延伸至散热区段23的集成式导热通道20。为此,这个材料必须具有符合要求的可以对出现的热流进行传输的导热性。

在根据图2的剖面图以及图2所示透视剖面图中可以清楚地看到,突出部21在通风机叶轮30的外周31上延伸。突出部21基本上构建为圆形的板状突出部,其直径DA大于通风机叶轮30的直径DV

突出部21还具有在外部环绕的向上突出的凸缘23,这个凸缘沿轴向方向A延伸并且径向地在外部包围通风机叶轮30的径向边缘区域32。换句话说,通风机叶轮30以某种方式放置在轴40上,使得通风机叶轮30布置在突出部21的凹部中。

如图3所示,径向位于通风机叶轮30外部的突出部21的边缘区域26具有三个固定开口27。如图2所示,整个转子组件10可以借助固定开口27固定在径流式通风机的通风机壳体2上。在此情况下,这三个固定开口27布置在环绕式凸缘23中。

轴40被支承在两个轴承24、25之间,其中弹簧28被预紧而抵靠在第一轴承24上,这个弹簧支撑在内部轴环连接板29上。第二轴承(图3中的下部轴承25)位于轴承管20的下端上并且相对轴环连接板29而支承。轴40借助转子50穿过下部轴承25而突出。

在图2中,还示出了通风机壳体2。轴承管20以其径向突出部21放置在壳体底板2a上并且借助螺接与通风机壳体2连接。轴承管20还借助轴40和支承在轴40上的转子50伸入在周向闭合(顶部打开)的隔离套3中,这个隔离套是径流式通风机(仅部分绘示)的通风机壳体2的一部分,并且这个轴承管与这个隔离套一体成型。

轴40借助末端区段44突出于通风机叶轮30,用以将热量散发至通风机壳体2中。这个通风机壳体具有凹槽2i,并且轴承管20的散热区段23以其散热面23i伸入凹槽2i中。散热面23i相对轴承24、25形成散热片。

从图2中可以清楚地看到,凹槽2i位于通风机壳体2的径向外置的流道2s中。

图5至图9示出本发明的其他实施方式,其中特别是壳体2、隔离套3、轴承管20的设计以及散热区段23的设计以替代的形式而实现。还可以看到隔离套3v的在壳体2的壳体上部与壳体下部之间延伸的突出部。在图9中还可以看到,在散热区段23的区域中设有固定开口,以便将轴承管20的突出部固定在隔离管3的突出部上。

本发明的实施方案不限于上述给定的优选实施例。确切而言,可以采用多个变体,即使在采用原则上有所不同的事实方案的情况下,所述变体也可以使用。因此,所示凹槽2i也可以构建为这个区域中的通风机壳体中的彼此并置的多个开口或孔洞。

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