DE3427565C2 - Radial fan driven by an electric motor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein durch einen Elektromotor angetriebenes Radialgebläse, bei welchem der Elektromotor in einem geschlossenen Gehäuseansatz des Gebläsegehäuses angeordnet ist und auf dessen Wellenende die Tragschale eines Radialgebläserades befestigt ist, welche dem Lagerschild des Motors benachbart ist und welche am Außenbereich axial vom Motor wegweisende Gebläseflügel trägt und in deren radial inneren Bereich Durchbrechungen angeordnet sind, durch welche Kühlluft für den Motor abgesaugt wird, welche von der Förderluft abgezweigt und durch einen am Gehäuseansatz befindlichen Luftführungskanal zum anderen Ende des Motors geleitet wird. Es liegt die Aufgabe zugrunde, die Motorkühlung zu verbessern, ohne den Gebläsewirkungsgrad wesentlich zu verschlechtern. Die Lösung gelingt dadurch, daß die Kühlluft durch den Motor gefördert wird und daß die Tragschale mit einer ringförmigen Zone zum äußeren Bereich des Motorgehäuses hin einen Dichtspalt bildet.The invention relates to a radial fan driven by an electric motor, in which the electric motor is arranged in a closed housing extension of the fan housing and on the shaft end of which the support shell of a radial fan wheel is fastened, which is adjacent to the bearing plate of the motor and which has fan blades pointing axially away from the motor on the outer area and in whose radially inner area openings are arranged through which cooling air for the motor is sucked out, which is branched off from the conveying air and guided to the other end of the motor through an air duct located on the housing extension. The underlying task is to improve motor cooling without significantly impairing the fan efficiency. The solution is achieved by conveying the cooling air through the motor and by the support shell forming a sealing gap with an annular zone towards the outer area of the motor housing.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radialgebläse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a radial fan of the type specified in the preamble of patent claim 1.

Bei einem durch die DE-AS 14 28 034 bekannten derartigen Gebläse sind die Durchbrechungen für die Kühlluft nicht im inneren Bereich der Tragschale angeordnet, sondern außerhalb und zwischen einer oberen und einer unteren Ringscheibe. Der Umstand, daß hier der über den Durchbrechungen liegende Teil der Lüfterflügel für die Förderung der Nutzluft nicht voll wirksam ist, wirkt sich nachteilig auf den Wirkungsgrad des Gebläses aus.In a fan of this type, as described in DE-AS 14 28 034, the openings for the cooling air are not located in the inner area of the support shell, but outside and between an upper and a lower ring disk. The fact that the part of the fan blades located above the openings is not fully effective for conveying the useful air has a detrimental effect on the efficiency of the fan.

Durch das DE-GM 74 22 753 ist eine Motor-Gebläse-Einheit der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der die Kühlluft an der Oberfläche des Motors entlanggeführt wird. Der den Motor umgebende Unterdruckraum ist durch den Luftführungskanal zum Überdruckraum des Gebläsegehäuses hin geöffnet. Eine Abdichtung des Überdruckraums gegenüber dem Unterdruckraum erfolgt durch einen zylindrischen Ansatz am Gebläsegehäuse, welcher sich bis nahe an die Stirnfläche der Tragschale des Gebläserades erstreckt. Wegen der Einbautoleranzen des mit dem Gebläserad versehenen Motors zum Gebläsegehäuse muß ein relativ großer Spalt zwischen dem zylindrischen Ansatz und der Stirnfläche der Tragschale eingehalten werden. Dadurch entsteht ein direkter Luftstrom vom Spalt zu den Durchbrechungen in der Tragschale, welcher nicht wesentlich zur Kühlung des Motors beiträgt, aber den Gebläsewirkungsgrad verschlechtert.A motor-blower unit of the generic type is known from DE-GM 74 22 753, in which the cooling air is guided along the surface of the motor. The vacuum chamber surrounding the motor is opened through the air duct to the overpressure chamber of the blower housing. The overpressure chamber is sealed off from the vacuum chamber by a cylindrical extension on the blower housing, which extends close to the front face of the support shell of the blower wheel. Due to the installation tolerances of the motor with the blower wheel to the blower housing, a relatively large gap must be maintained between the cylindrical extension and the front face of the support shell. This creates a direct air flow from the gap to the openings in the support shell, which does not contribute significantly to cooling the motor, but does impair the blower efficiency.

In der US-PS 38 19 294 ist ein Ventilator mit an einer unter Belassung eines Luftspalts den Motor stirnseitig umgreifenden Kappe offenbart, an deren Außenumfang die Lüfterflügel angebracht sind und die in ihrem über den Motorlagerschild axial hinausragenden Innenbereich mit Leitblechen versehen ist. Diese erfüllen einmal die Funktion einer mechanischen Versteifung der Kappe und zum anderen die der Förderung eines Luftstromes für die Motorkühlung.US Patent No. 38 19 294 discloses a fan with a cap that surrounds the front of the motor while leaving an air gap, on the outer circumference of which the fan blades are attached and which is provided with guide plates in its inner area that projects axially beyond the motor bearing plate. These serve the function of mechanically stiffening the cap and also of promoting an air flow for cooling the motor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Motorkühlung bei einem Radialgebläse der gattungsgemäßen Art zu verbessern, ohne den Gebläsewirkungsgrad wesentlich zu verschlechtern.The invention is based on the object of improving the engine cooling in a radial fan of the generic type without significantly impairing the fan efficiency.

Die Lösung gelingt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.The solution is achieved by the characterizing features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Durchzugsbelüftung ermöglicht bei gleicher Luftmenge eine intensivere Motorkühlung. Da die Luft dann nicht mehr über den Motor zu den Durchbrechungen in der Tragschale geführt werden muß, kann ein möglichst kleiner Spalt zwischen dem Außenbereich des Motors und der Tragschale vorgesehen werden. An dieser Stelle ist der für die freie Drehung des Gebläserades erforderliche Abstand klein, da nur die Einbautoleranzen zwischen Motor und Gebläserad beachtet werden müssen. Deshalb ergibt sich eine bessere Dichtwirkung und eine Reduzierung des den Gebläsewirkungsgrad verringernden Nebenluftstroms.The through-ventilation allows for more intensive engine cooling with the same amount of air. Since the air no longer has to be led through the engine to the openings in the support shell, the smallest possible gap can be provided between the outside of the engine and the support shell. At this point, the distance required for the free rotation of the fan wheel is small, since only the installation tolerances between the engine and the fan wheel have to be taken into account. This results in a better sealing effect and a reduction in the secondary air flow that reduces the fan efficiency.

Es ist vorteilhaft, den Dichtspalt über einen größeren Längenabschnitt des Motorgehäuses zu verbreitern.It is advantageous to widen the sealing gap over a larger length section of the engine housing.

Die Erfindung wird anhand der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt, teilweise axial geschnitten, eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß gestalteten Radialgebläses.The invention is explained in more detail with reference to the description of an advantageous embodiment shown in the drawing. The figure shows, partially axially sectioned, a side view of a radial fan designed according to the invention.

Das Gebläsegehäuse weist einen nach außen geschlossenen Gehäuseansatz 2 auf, in welchem ein Elektromotor 3 mit dem Gehäusemantel 4 eng anliegend angeordnet ist. Auf dem Wellenende 5 des Motors 3 ist über die Nabe 6 die Tragscheibe 7 eines Gebläserades befestigt und weist am äußeren Umfang gleichmäßig verteilt eine Vielzahl von Gebläseflügeln 8 auf. Durch diese wird Luft von der Ansaugöffnung 9 des Gebläsegehäuses 1 in den Spiralraum 10 gefördert und von dort zu einer nicht dargestellten Austrittsöffnung geleitet.The blower housing has a housing extension 2 that is closed to the outside and in which an electric motor 3 is arranged in close contact with the housing casing 4. The support disk 7 of a blower wheel is attached to the shaft end 5 of the motor 3 via the hub 6 and has a large number of blower blades 8 evenly distributed on the outer circumference. Air is conveyed through these from the intake opening 9 of the blower housing 1 into the spiral chamber 10 and from there to an outlet opening (not shown).

Ein geringerer Teil der geförderten Luft wird als Kühlluft für den Motor abgezweigt und strömt in Richtung der Pfeile 11 durch den Luftführungskanal 12 und durch die Motoröffnungen 13 und 14 in den Motor 3. Beim Durchströmen des Motors 3 nimmt die Kühlluft Verlustwärme des Motors auf und verläßt den Motorinnenraum durch Öffnungen 15, welche in der Stirnseite des wellenseitigen Lagerschildes des Motors 3 angeordnet sind. Die Kühlluft gelangt in einen Raum 17 zwischen dem Lagerschild 16 und der Tragschale 7, welcher zur Saugseite 18 des Gebläserades wegen der Durchbrechungen 24 in der Tragschale 7 geöffnet ist, so daß die erwärmte Kühlluft mit der Förderluft des Gebläses vermicht und in den Spiralraum 10 abgeführt wird.A smaller part of the conveyed air is diverted as cooling air for the motor and flows in the direction of the arrows 11 through the air duct 12 and through the motor openings 13 and 14 into the motor 3. As it flows through the motor 3 , the cooling air absorbs the motor's waste heat and leaves the motor interior through openings 15 which are arranged in the front side of the shaft-side bearing plate of the motor 3. The cooling air reaches a space 17 between the bearing plate 16 and the support shell 7 , which is open to the suction side 18 of the fan wheel due to the openings 24 in the support shell 7 , so that the heated cooling air mixes with the conveying air of the fan and is discharged into the spiral space 10 .

Erfindungsgemäß ist der Raum 17 zur Druckseite des Gebläses, nämlich zum Spiralraum 10 hin dadurch weitgehend abgedichtet, daß ein zylindrischer Ansatz 19 an der Tragschale 7 mit engem Spalt δ über eine gewisse axiale Länge der Mantelfläche 20 ragt und zusätzlich mit der Stirnfläche 21 mit geringem Abstand einer Stirnfläche 22 des Motorgehäuses gegenüberliegt. Wenn der Spalt δ kleiner als 1,3 mm ist und über eine axiale Länge von mindestens 2,5 mm reicht, ergibt sich eine hervorragende Dichtwirkung, so daß nur vernachlässigbar wenig Luft hindurchdringt.According to the invention, the space 17 is largely sealed off from the pressure side of the fan, namely from the spiral space 10 , by a cylindrical projection 19 on the support shell 7 with a narrow gap δ protruding over a certain axial length of the shell surface 20 and additionally lying with the end face 21 at a small distance from an end face 22 of the motor housing. If the gap δ is smaller than 1.3 mm and extends over an axial length of at least 2.5 mm, an excellent sealing effect is achieved, so that only a negligible amount of air penetrates through.

Damit auch bei maximal geförderter Gebläseluftmenge, wenn also der Überdruck im Spiralraum 10 am geringsten ist, genügend Kühlluft durch den Motor 3 gefördert wird, sind innere Flügel 23 vorgesehen, welche sich von der Nabe 6 bis nahezu zum zylindrischen Ansatz 19 hin erstrecken. Diese Flügel 23 bewirken einen Förderdruck ausschließlich für die Motorkühlluft und unabhängig von der jeweiligen Drosselung der Gebläseluft.To ensure that sufficient cooling air is conveyed through the motor 3 even when the maximum amount of blower air is being conveyed, i.e. when the overpressure in the spiral chamber 10 is at its lowest, inner vanes 23 are provided which extend from the hub 6 almost to the cylindrical extension 19. These vanes 23 produce a conveying pressure exclusively for the motor cooling air and independently of the respective throttling of the blower air.

Das erfindungsgemäß gestaltete Radialgebläse hat einen verbesserten Wirkungsgrad. Der Motor wird intensiv gekühlt, wobei die Kühlluft sogar verringert werden kann. Das durch die Motorkühlung verursachte Geräusch ist reduziert. Diese Vorteile werden in überraschend einfacher Weise ermöglicht. Die Einhaltung eines Spaltes δ von weniger als 1,3 mm ist fertigungstechnisch ohne weiteres möglich, weil dieser unabhängig vom Gebläsegehäuse zwischen dem Motor 3 und der Tragschale 7 des Gebläserades angeordnet ist.The radial fan designed according to the invention has an improved efficiency. The motor is cooled intensively, and the cooling air can even be reduced. The noise caused by the motor cooling is reduced. These advantages are made possible in a surprisingly simple way. Maintaining a gap δ of less than 1.3 mm is easily possible in terms of manufacturing technology because this is arranged independently of the fan housing between the motor 3 and the support shell 7 of the fan wheel.

Claims (2)

1. Durch einen Elektromotor angetriebenes Radialgebläse, mit welchem der Elektromotor in einem geschlossenen Gehäuseansatz des Gebläsegehäuses angeordnet ist und auf dessen Wellenende die Tragschale eines Radialgebläserades befestigt ist, welche dem Lagerschild des Motors benachbart ist und welche am radialen Außenbereich axial vom Motor wegweisende Gebläseflügel trägt und in welcher Durchbrechungen angeordnet sind, durch welche die Kühlluft für den Motor angesaugt wird, welche von der Förderluft abgezweigt und durch einen am Gehäuseansatz befindlichen Luftführungskanal zum anderen Ende des Motors und durch den Motor gefördert wird, wobei die Tragschale mit einem zylindrischen Ansatz zur äußeren Mantelfläche des Lagerschildes hin einen Dichtspalt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) des Motors (3) die äußere Mantelfläche (20) des Lagerschilds unter Bildung einer Stufe mit einer ringartigen Stirnfläche (22) radial überragt und daß der zylindrische Ansatz (19) mit seiner Stirnfläche (21) mit geringem Abstand der Stirnfläche ( 22) des Motorsgehäuses gegenüberliegt, und daß im radial inneren Bereich der Wandung der Tragschale sowohl die Durchbrechungen (24) als auch Lüfterflügel (23) angeordnet sind, die sich bis nahezu zum Dichtspalt (δ) hin erstrecken. 1. Radial fan driven by an electric motor, with which the electric motor is arranged in a closed housing extension of the fan housing and on the shaft end of which the support shell of a radial fan wheel is fastened, which is adjacent to the bearing plate of the motor and which carries fan blades pointing axially away from the motor on the radial outer area and in which openings are arranged through which the cooling air for the motor is sucked in, which is branched off from the conveying air and conveyed through an air duct located on the housing extension to the other end of the motor and through the motor, wherein the support shell forms a sealing gap with a cylindrical extension towards the outer surface of the bearing plate, characterized in that the housing ( 4 ) of the motor ( 3 ) projects radially beyond the outer surface ( 20 ) of the bearing plate to form a step with a ring-like end face ( 22 ) and that the cylindrical extension ( 19 ) with its end face ( 21 ) is at a small distance from the Front face ( 22 ) of the motor housing, and that in the radially inner region of the wall of the support shell both the openings ( 24 ) and fan blades ( 23 ) are arranged, which extend almost to the sealing gap ( δ ). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtspalt (δ) eine Länge von weniger als 1,3 mm und eine Breite von mindestens 2,5 mm aufweist. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the sealing gap ( δ ) has a length of less than 1.3 mm and a width of at least 2.5 mm.