DE2104495B2 - - Google Patents
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- DE2104495B2 DE2104495B2 DE19712104495 DE2104495A DE2104495B2 DE 2104495 B2 DE2104495 B2 DE 2104495B2 DE 19712104495 DE19712104495 DE 19712104495 DE 2104495 A DE2104495 A DE 2104495A DE 2104495 B2 DE2104495 B2 DE 2104495B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D23/00—Other rotary non-positive-displacement pumps
- F04D23/008—Regenerative pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
- F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/162—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of a centrifugal flow wheel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
- F04D5/002—Regenerative pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radialventilator
zur Kühlung von elektrischen * taschinen, welcher zwei längs des Laufradumfangs voneinander getrennte
und für sich als Ventilator wirkende Sektoren aufweist, wobei einer der Sektoren mit mindestens einem in
axialer Richtung neben der Laufradbeschaufelung sich befindenden und mit der letzteren zusammenwirkenden
Seitenkanal versehen ist
Als Eigenventilatoren elektrischer Maschinen verwendet man heute zur Erzielung höherer spezifischer
Drücke meist einstufige Radialventilatoren. Oft ist eine volle Ausnutzung elektrischer Maschinen nur dann
möglich, wenn der Ventilatordruck noch weiter erhöht werden kann.
Auch wurden nach dem gleichen Prinzip arbeitende Flügelradpumpen bekannt, welche zur Förderung
gashaltiger Flüssigkeiten verwendet werden und ebenfalls mit Seitenkanälen versehen sind (DE-PS 8 88 208).
Ferner sind trockene Gaspumpen, welche als Ringpumpen ausgebildet sind und bei welchen neben
dem Schaufelrad ein Ringkanal angeordnet ist und darin für das zu verdichtende Medium verschiedene Entnahmestellen
vorgesehen sind (DE-PS 8 71494) zur Anwendung gekommen.
Diese bekannten Radialventilatoren, insbesondere bei zweistufigen Ausbildungen derselben, mit denen diese
höheren spezifischen Drücke erzielt werden könnten, weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie relativ viel Platz
benötigen und der konstruktive Aufwand relativ hoch ist.
Bei diesen bekannten Ausführungen treten in vielen Fällen quer zur Welle wirkende hydraulische Kräfte am
Flügelrad auf, wodurch eine zusätzliche Belastung der Welle bedingt wird, was insbesondere dann unerwünscht
ist, wenn für Motor und Pumpe eine gemeinsame Welle vorgesehen ist.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Radialventilators zur Kühlung von elektrischen Maschinen,
welcher die vorangehend erwähnten Nachteile nicht aufweist und mit dem bedeutend höhere
spezifische Drücke als bei den bisher verwendeten Eigenventilatoren erzielt werden können.
Der erfindungsgemäße Radialventilator ist dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Seitenkanal versehene
Sektor A mit einer höchstens aber 60° des Laufradum-ο fanges sich erstreckenden Einlaßöffnung und der andere
Sektor B mit einer Axialspirale und einer mindestens angenähert über die ganze Sektorlänge sich erstreckenden
Einlaßöffnung versehen ist
Ferner ist es zweckmäßig, wenn in den einzelnen Sektoren die Einlaßöffnungen sich in radialer Richtung
gesehen weiter innen als die Auslaßöffnung befinden.
Es kann sich weiterhin als vorteilhaft erweisen, wenn
die Einlaßöffnung des mit einem Seitenkanal versehenen Sektors A, B sich in Drehrichtung des Laufrades
gesehen in zunehmenden Maße weniger weit radial nach außen erstreckt
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird ein Ventilator geschaffen, welcher einen Hochdruck- und
einen Niederdruckvolumenstrom liefert
Im Zusammenhang mit den vorstehend aufgeführten Ausführungsformen wird festgestellt, dad Schutz für die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 nur in Verbindung mit Anspruch 1 begehrt wird.
Im Zusammenhang mit den vorstehend aufgeführten Ausführungsformen wird festgestellt, dad Schutz für die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 nur in Verbindung mit Anspruch 1 begehrt wird.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung von Ausfühlungsbeispielen beispielsweise erläutert
Es zeigt
F i g. 1 ein Diagramm mit den dimensionslos dargestellten Kennlinien verschiedener Radialventilatoren;
Fig.2 eine erste beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten zweiströmigen
Seitenkanal- Radial ventilators;
F i g. 4 einen Schnitt analog F i g. 3, jedoch durch
einen zweiflutigen Seitenkanat-Radialventilator; und
■to F i g. 5 eine zweite beispielsweise Ausfühmngsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten zweiströmigen Radialventilators mit einem Hochdruck- und einem Niederdruckteil.
■to F i g. 5 eine zweite beispielsweise Ausfühmngsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten zweiströmigen Radialventilators mit einem Hochdruck- und einem Niederdruckteil.
In Fig. 1 ist ein Diagramm mit den dimensionslos dargestellten Kennlinien verschiedener Radialventilatoren
dargestellt, wobei auf der Abszisse die Durchflußzahl ψ und auf der Ordinate. die Druckzahl ψ
aufgetragen ist. Mi; der dimensionslosen Darstellung ψ = f(q>) werden alle Kennlinien auf den gleichen
Laufraddurchmesser bezogen.
Aus diesem Diagramm ist es ersichtlich, daß mit einem leitradlosen Radialventilator a für eine mittlere
Synchronmaschine oder einem leitradlosen Radialventilator b für eine mittlere Asynchronmaschine eine
Druckzahl ψ = 0,8 nicht überschritten wird. Mit Hilfe von Turbogeneratorventilatoren c bzw. d mit nachgeschalteten
Leiträdern werden Druckzahlen von knapp über ψ = 1 erzielt.
delen zweiströmigen Seitenkanall-Radialventilator e,
dann werden ganz erheblich höhere Druckzahlen erreicht. Derart hohe Drücke sind sonst nur mit Hilfe
von mehrstufigen Ventilatoren möglich.
weist zwei längs des Laufradumfangs voneinander getrennte und für sich als Ventilator wirkende Sektoren
axialer Richtung neben der Laufradbeschaufelung 1 sich
befindenden und mit der letzteren zusammenwirkenden Seitenkanal 2 bzw. 3 versehen ist Jeder der Seitenkanäle
2 und 3 weist je eine Eintrittsöffnung 4 bzw. 5 für das zu fördernde Medium auf, wobei die Eintrittsöffnungen
in radialer Richtung gesehen weiter innen als die Austrittsöffnungen 6 bzw. 7 angeordnet sind, so daß eine
Ausnützung der radial nach außen wirkenden Zentrifugalkraft des durch den Seitenkanal strömenden
Mediums stattfindet Zur Rückgewinnung der kinetischen Energie des im Seitenkanal strömenden Mediums
sind die Auslaßkanäle als Diffusoren ausgebildet Um zu
vermeiden, daß eine Rückströmung vom Seitenkanal 2 bzw. 3 in die Eintrittsöffnung 4 bzw. 5 stattfindet sind
die letzteren so ausgebildet daß sie sich in Drehrichtung des Laufrades 8 gesehen in zunehmendem Maße
weniger weit radial nach außen erstrecken, so daß keine Teile der Eintrittsöffnungen in Bereiche zu liegen
kommen, in denen der Druck des zu fördernden Mediums bereits so groß ist daß das letztere durch die
Eintrittsöffnungen zurückströmt
Die beachtliche Druckerhöhung, die mit F'lfe eines
Seitenkanalventilators erreicht werden kann, ist darauf zurückzuführen, daß der in Umfangsrichtung des
Laufrades verlaufenden Strömung eine Ringströmung um die Achse des ringförmigen Seitenkanals überlagert
wird, so daß das zu fördernde Medium mehrfach aus dem Laufrad 8 in den Seitenkanai übertritt und
umgekehrt
Bei der zweiströmigen Ausbildung des Radialventilators ergibt sich im Gegensatz zu einer einströmigen
Ausbildung ein genügend großer Volumenstrom des zu fördernden Mediums um gewisse elektrische Maschinen
auch bei deren voller Ausnutzung genügend zu kühlen.
Der teilbeaufschlagte Seitenkanalventilator in zweiströmiger Ausbildung verbindet die Vorteile hohen
Druckes und günstigen Volumenstromes mit einem geringen radialen Platzbedarf, der praktisch nur durch
den Laufraddurchmesser bestimmt ist da Zufuhr- und Auslaßkanäle lxial angeordnet werden können.
Der mit diesem Ventilator erzeugbare Druck kann noch dadurch erhöht werden, indem man im Seitenkanal
Leitschaufeln anordnet sowie durch der Strömung angepaßte Krümmung der Eintrittskanten der Laufradschaufeln.
Um die Abmessungen des Ver. ilators möglichst
gering zu halten, ist es notwendig, die Spalten zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse möglichst klein zu
bemessen. Dies hat jedoch bei ungeeigneter Ausbildung des Ventilators zur FoI6?, daß die Lärmentwicklung
erhöht wird.
Um die ! ,armentwicklung zu vermindern, kann man
zum Beispiel die Schaufelzahl des gleichmäßig geteilten Laufrades 8 derart wählen, daß sie durch die Anzahl der
gleichmäßig über den Laufradumfang verteilten Seitenkanäle 2 und 3 nicht ganzzählig teilbar ist Man kann
jedoch auch die Schaufeln des Laufrades 8 gleichmäßig und die Seitenkanäle 2 und 3 ungleichmäßig über den
Umfang des Laufrades 8 verteilt anordnen. Eine andere. Möglichkeit ist daß man die Schaufeln des Laufrades
mit einer statistisch verteilten unterschiedlichen Teilung über den Umfang des letzteren anordnet wie dies
ι ο bereits von anderen Gebläsen her bekannt ist
Ein weiteres Mittel zur Verminderung der Lärmerzeugung ist daß in Umlaufrichtung des Laufrades 8
gesehen der vordere und der hintere Teil 11 bzw. 12 der
Einlaßöffnungen 4 und 5 schräg zu der sie überstreichenden Schaufelkante 13 verläuft so daß die einzelnen
zwischen den Laufradschaufeln gebildeten Kammern allmählicher in bzw. außer Verbindung mit jeder der
Einlaßöffnungen 4 und 5 gebracht werden. Dabei ist es auch von Vorteil, wenn die Begrenzun^skante 14 der in
axialer Richtung neben dem Laufrad » «ich befindenden
und mit dem letzteren zusammenwirkenden Gehäusedichtfläche 15 an keiner Stelle parallel zu der sie bei
Drehung des Laufrades 8 überstreichenden Schaufelkante 13 verläuft
Zur Verminderung der Lärmerzeugung ist es ebenfalls vorteilhaft wenn die Begrenzungskante 16 der
in radialer Richtung neben dem Laufrad 8 sich befindenden und mit dem letzteren zusammenwirkenden
Gehäusedichtfläche 17 an keiner Stelle parallel zu der sie bei Drehung des Laufrades 8 überstreichenden
Schaufelkante 18 verläuft
Wie aus F i g. 4 ersichtlich, kann der Radialventilator auch zweiflutig ausgebildet werden, wobei dann zum
Beispiel jeder der Seitenkanäle 9 und 10 zur Kühlung
ji einer auf der gleichen Seite wie der entsprechende
Kanal sich befindenden elektrischen Maschine dient
Über dem Umfang des Laufrades können auch voneinander getrennte und verschiedene Ventilatorsysteme
vorgesehen werden, wie das zum Beispiel aus F i g. 5 ersichtlich ist Bei dem in F i g. 5 dargestellten
Beispiel sind zwei Sektoren A und B vorgesehen, wobei der Sektor A in der vorangehend beschriebenen Weise
als Seitenkanalventilator wirkt und einen kleinen Volumenstrom mit hohem Druck liefert, während der
·(-) zweite Sektor B als ein normaler und mit einer
Achsspirale 19 versehener Radialventilator mit großem Schluckvermögen und kleinem Druck arbeitet. Bei einer
solchen Ausbildung des Ventilators dient zum Beispiel das Hochdruckventilatorsystem zur Kühlung des Rotors
r>o und das Niederdruckventilatorsystem zur Kühlung des
Stators einer elektrischen Maschine.
Claims (3)
1. Radialventilator zur Kühlung von elektrischen
Maschinen, welcher zwei längs des Laufradumfanges voneinander getrennte und für sich als
Ventilator wirkende Sektoren aufweist, wobei einer der Sektoren mit mindestens einem in axialer
Richtung neben der Laufradbeschaufelung sich befindenden und mit der letzteren zusammenwirkenden
Seitenkanal versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Seitenkanal (2)
versehene Sektor (A) mit einer höchstens über 60° des Laufradumfanges sich erstreckenden Einlaßöffnung
(4) und der andere Sektor (B) mit einer Axialspirale (19) und einer mindestens angenähert
über die ganze Sektorlänge sich erstreckenden Einlaßöffnung (5') versehen ist
2. Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in den einzelnen Sektoren die Einlaßöffnungen (4, 5) sich in radialer Richtung
gesehen weiter innen als die Auslaßöffnung (6, 7) befinden.
3. Radialventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (4,5) des mit
einem Seitenkanal (2, 3) versehenen Sektors (A, B) sich in Drehrichtung des Laufrades (8) gesehen in
zunehmenden Maße weniger weit radial nach außen erstreckt
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH46271A CH526223A (de) | 1971-01-13 | 1971-01-13 | Radialventilator |
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Also Published As
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