DE19957131A1 - Seitenkanalmaschine - Google Patents

Abstract

Um eine Seitenkanalmaschine (1) und ihren Antrieb in ihrer axialen Ausdehnung zu reduzieren, wird eine Seitenkanalmaschine (1) vorgestellt, die folgende Merkmale aufweist: DOLLAR A - zumindest ein in dem Gehäuse der Seitenkanalmaschine befindliches Laufrad (7), das einen Nabenteil (6) aufweist, DOLLAR A - einen Schaufelkranz, der durch am Außenumfang des Nabenteils (6) befindliche Schaufeln (4) gebildet ist, DOLLAR A - einen elektrischen Antriebsmotor, dessen Ständer (2) sich im Gehäuse der Seitenkanalmaschine (1) befindet, wobei das Laufrad (7) oder zumindest Teile davon läuferähnlich ausgebildet sind, derart, daß sich zwischen Laufrad (7) und Ständer (2) eine elektromagnetische Wechselwirkung einstellt, die zu einer Drehung des Laufrades (7) führt, DOLLAR A - ein Versorgungs- und/oder Überwachungsmodul (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Seitenkanalmaschine.

Bei Seitenkanalmaschinen wird das zu fördernde Gas nach sei­ nem Eintritt in den Seitenkanal von den Schaufeln des Laufra­ des in eine schraubenförmige Bewegung versetzt. Dabei wird es in Umfangsrichtung mitgenommen und durch eine Austrittsöff­ nung ausgeschoben. Durch das wiederholte Eintreten des Gases in das Schaufelrad wird der Förderdruck erhöht.

Aus der DE-AS 14 28 246 ist ein Ringgebläse nach dem Seiten­ kanalprinzip bekannt, dessen Laufrad durch einen Innenpol- Läufermotor angetrieben wird. Nachteilig dabei ist die axiale Längenausdehnung der Gesamtanordnung Seitenkanalmaschine elektrischer Antriebsmotor.

Die Aufgabe der Erfindung liegt demnach darin, eine Seitenka­ nalmaschine mit elektrischem Antrieb zu schaffen, die gegen­ über herkömmlichen Seitenkanalmaschinen eine reduzierte axia­ le Ausdehnung aufweist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch eine Seiten­ kanalmaschine mit folgenden Merkmalen

• - zumindest einem in dem Gehäuse der Seitenkanalmaschine be­ findlichen Laufrad, das einen Nabenteil aufweist,
• - einen Schaufelkranz, der durch am Außenumfang des Naben­ teils befindliche Schaufeln gebildet ist,
• - einen elektrischen Antriebsmotor, dessen Ständer sich im Gehäuse der Seitenkanalmaschine befindet, wobei das Lauf­ rad oder zumindest Teile davon läuferähnlich ausgebildet sind, derart, daß sich zwischen Laufrad und Ständer eine elektromagnetische Wechselwirkung einstellt, die zu einer Drehung des Laufrades führt,
• - ein Versorgungs- und/oder Überwachungsmodul.

Durch Ausbildung des Gehäuses der Seitenkanalmaschine als Stator und des Laufrades als Rotor wird eine sehr geringe axiale Ausdehnung der Seitenkanalmaschine erreicht. Das Ver­ sorgungs- und/oder Überwachungsmodul schließt sich entweder axial an den Seitenkanalverdichter oder aber radial an das Gehäuse an.

Das Versorgungs- und/oder Überwachungsmodul beinhaltet Senso­ ren zur Überwachung des Antriebs als auch der Seitenkanalma­ schine. Das Versorgungsmodul stellt insbesondere die elektri­ sche Energie zur Verfügung. Dabei kann das Versorgungsmodul auch einen drehzahlveränderlichen Antrieb beinhalten, so daß verschiedene Arbeitspunkte der Seitenkanalmaschine einge­ stellt werden können.

Außerdem sind im oder am Gehäuse der Seitenkanalmaschine Kühlkanäle vorzusehen, um die Wärme, die sich aufgrund der Verlustleistung des elektrischen Antriebs und der Aufheizung des Fördermediums ergibt, abzuführen.

Das Laufrad der Seitenkanalmaschine wird in einer weiteren Ausführung als Außenläufer ausgebildet, in dem das zur Lauf­ radachse weisende Teil des Laufrades insbesondere ein Tragring als Läufer ausgebildet ist und sich der Ständer auf der gegenüberliegenden Seite des als Läufer ausgebildeten Teils im Gehäuse im Bereich des Nabenteils befindet.

Die Seitenkanalmaschine kann in einer weiteren Ausführungs­ form auch als Scheibenläufermotor ausgebildet sein, in dem das Nabenteil des Laufrades als Läufer ausgebildete Elemente aufweist, die mit einem Ständer, der sich in axialer Verlän­ gerung des Nabenteils befindet elektromagnetisch wechselwir­ kend, und so eine Drehung des Laufrades bewirken.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt auch durch eine Seitenkanalmaschine mit folgenden Merkmalen:

• - zumindest ein in dem Gehäuse der Seitenkanalmaschine be­ findlichen Laufrad, das einen Nabenteil aufweist,
• - einen Schaufelkranz, der durch am Außenumfang des Naben­ teils befindliche Schaufeln gebildet ist,
• - einen Außenläufermotor, der einen Ständer und einen den Ständer zumindest teilweise axial umfassenden Läufer auf­ weist, der an der der Seitenkanalmaschine abgewandten Sei­ te des Außenläufermotors mit einer Welle verbunden ist, die das Laufrad antreibt,
• - ein Versorgungs- und/oder Überwachungsmodul, das sich zwi­ schen Außenläufermotor und Gehäuse der Seitenkanalmaschine befindet.

Dabei wird eine handelsübliche Seitenkanalmaschine durch ei­ nen Außenläufermotor angetrieben, dessen Ständer im Bereich der Antriebswelle ortsfest angeordnet. Der Läufer umgibt den Ständer zumindest teilweise. Weiterhin umfaßt der Außenläu­ fermotor eine Verbindung zwischen dem Außenläufer und der Welle. Ein Versorgungs- und/oder Überwachungsmodul befindet sich zwischen Außenläufermotor und Gehäuse der Seitenkanalma­ schine. Damit liegen die Module geschützt gegenüber mechani­ schen Erschütterungen oder Beschädigungen und sind auch vor eventuellen Spritzwassereinwirkungen abgedeckt. Außerdem wird dadurch die Einführung der elektrischen Versorgungsleitungen für den Außenläufermotor erleichtert.

Vorteilhafterweise ist der Außenläufermotor von einer Haube umgeben. Damit sind rotierende Teile des Außenläufermotors abgedeckt und der Personenschutz ist gewährleistet. Es ergibt sich in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung eine Belüftungsmöglichkeit des Außenläufermotors durch vorzugsweise axiale Öffnungen in der Haube.

Vorteilhaft ist es außerdem, wenn die Verbindung von Läufer­ welle und Außenläufer Mittel aufweist, die zu einer zusätzli­ chen Luftzirkulation innerhalb der Haube führen, und somit der Kühlung der Komponenten des Außenläufermotors, d. h. den Wicklungen und dem Blechpaket dienen. Außerdem kann der Kühl­ luftstrom über Leitvorrichtungen an den Versorgungs- und Überwachungsmodulen vorbeigeleitet werden, so daß auch dort eine Kühlwirkung eintritt.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmale der Unteransprüche werden im folgen­ den anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 zeigen Seitenkanalmaschinen mit integriertem Antrieb,

Fig. 4 eine Seitenkanalmaschine die durch einen Außenläufermo­ tor über eine Welle angetrieben wird.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Seitenkanalmaschine 1 mit einem außenliegenden Ständer 2 und einem auf den Schaufeln befindlichen Permanentmagneten 3. Der Ständer 2 kann dabei geblecht oder gesintert ausgeführt sein. Es werden die an sich bekannten Wicklungen eingesetzt (Ein- oder Zweischicht­ wicklungen; Zahnspulen; etc.) Die Schaufeln 4 sind an einem Tragring 5 angeordnet, der den radial äußeren Teil eines Na­ benteils 6 des Laufrades 7 bildet. Das Laufrad 7 ist im Be­ reich seiner Welle 9 durch zwei Kugellager 30 drehbar gela­ gert. Die Permanentmagnete 3 befinden sich in den radialen Außenbereichen der Schaufeln 4. Um Rastmomente zu vermeiden, sind die Permanentmagnete 3 auf einem in Umfangsrichtung am radial äußeren Ende der Schaufeln 4 vorgesehenen Ring derart angeordnet, daß Rastmomente im Betrieb vermieden werden. Eine Versorgungseinheit 8 ist so angebracht, daß sich die axiale Längenausdehnung der Seitenkanalmaschine 1 durch das Positio­ nieren an der Seitenkanalmaschine 1 nicht vergrößert.

Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Längsschnitt einer Seitenkanalma­ schine 1, bei der im radial weiter innenliegenden Teil des Tragrings 5 Permanentmagnete 3 angeordnet sind. Diese Perma­ nentmagnete 3 wechselwirken mit einem Ständer 2, der im Ge­ häuse der Seitenkanalmaschine 1 radial weiter innen positio­ niert ist. Der Ständer 2 wird durch eine Versorgungseinheit 8 elektrisch versorgt, die so plaziert ist, daß sich ebenfalls die axiale Längenausdehnung der Seitenkanalmaschine 1 nicht vergrößert.

Fig. 3 zeigt eine Seitenkanalmaschine 1 bei der die Permanent­ magnete 3 im Bereich des scheibenförmigen Nabenteils 6 des Laufrades 7 angeordnet sind. Gegenüber diesen Permanentmagne­ ten 3 ist der Ständer 2 in axialer Richtung angeordnet und vorteilhafter in dessen unmittelbarer Nähe die Versorgungs­ einheit 8. Dabei wird der Verkabelungsaufwand reduziert. Die Versorgungseinheit 8 kann aber grundsätzlich überall am Ge­ häuse der Seitenkanalmaschine 1 oder einer zentralen Versor­ gung für mehrere Seitenkanalmaschinen angeordnet sein. Alle Ausführungsformen haben gemein, daß die axiale Ausdeh­ nung der Seitenkanalmaschinen 1 optimiert ist. Die axiale Ausdehnung dieser Seitenkanalmaschinen 1 wird durch die Brei­ te des Seitenkanals bestimmt.

Der Ständer 2 ist dabei grundsätzlich am Gehäuse der Seiten­ kanalmaschine 1 in dafür vorgesehene Ausnehmungen positio­ niert. Das Laufrad 7 weist grundsätzlich Läuferelemente wie z. B. Permanentmagnete 3 auf.

Fig. 4 zeigt einen Seitenkanalverdichter 1 dessen Laufrad 7, Nabenteil 6, Tragring 5 und Schaufeln 4 im wesentlichen den bisher bekannten Seitenkanalmaschinen 1 entspricht. Der An­ trieb dieses Laufrads 7 erfolgt durch einen Außenläufermotor, der über eine Welle 9 mit dem Laufrad 7 verbunden ist. Dabei findet die üblichen Wellennabeverbindung bei der Verbindung der Welle 9 im Laufrad 7 Anwendung. Der Ständer 2 ist auf ei­ ne Auskragung 12 des Seitenkanalgehäuses aufgeschoben und in an sich bekannter Art und Weise fixiert. Der Außenläufer 13 ist über scheibenförmige oder speichenförmige Teile 10 mit der Welle 9 verbunden. Der Außenläufer 13 weist auf der dem Ständer 2 zugewandten Seite Permanentmagnete 3 auf, um mit dem elektrisch erregten Ständer 2 magnetisch wechselzuwirken und somit das Laufrad 7 anzutreiben. Der Ständer 2 wird durch eine Versorgungs- und Überwachungseinheit 8 elektrisch ver­ sorgt und überwacht. Dabei wird u. a. die Wickeltemperatur, die Lufttemperatur und eventuell das Magnetfeld aufgenommen, ausgewertet und/oder an eine Zentrale weitergeleitet. Um den Außenläufer 13 ist eine Haube 11 angeordnet, die bündig mit Nasen 31 des Seitenkanalsgehäuses abschließt. An der Über­ gangsstelle ist eine Dichtvorrichtung 32 vorgesehen, die auch Schwingungen dämpft. In der gedachten axialen Verlängerung der Welle 9 befinden sich Öffnungen 14 in der Haube 11 um Kühlluft eintreten zu lassen. Die Kühlluft kühlt dabei sowohl Ständer 2, Außenläufer 13, Versorgungs- und Überwachungsein­ richtung 8 als auch Teile des Seitenkanalgehäuses. Die schei­ ben- oder speichenartige Verbindung zwischen Außenläufer 13 und Welle 9 kann flügelähnliche Ausbildungen aufweisen, um so eine verstärkte Luftzirkulation innerhalb der Haube 11 zu be­ wirken.

Claims (8)

1. Seitenkanalmaschine (1), mit folgenden Merkmalen:

• - zumindest einem in dem Gehäuse der Seitenkanalmaschine be­ findlichen Laufrad (7), das einen Nabenteil (6) aufweist,
• - einen Schaufelkranz, der durch am Außenumfang des Naben­ teils (6) befindliche Schaufeln (4) gebildet ist,
• - einen elektrischen Antriebsmotor, dessen Ständer (2) sich im Gehäuse der Seitenkanalmaschine (1) befindet, wobei das Laufrad (7) oder zumindest Teile davon läuferähnlich aus­ gebildet sind, derart, daß sich zwischen Laufrad (7) und Ständer (2) eine elektromagnetische Wechselwirkung ein­ stellt, die zu einer Drehung des Laufrades (7) führt
• - ein Versorgungs- und/oder Überwachungsmodul (8).

2. Seitenkanalmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (7) am Außen­ umfang des Schaufelkranzes als Läufer ausgebildet ist, wobei der Ständer (2) in radialer Verlängerung der Schaufeln (4) im Gehäuse positioniert ist.

3. Seitenkanalmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schaufeln (4) aufnehmende Nabenteil (6) im Bereich des zur Laufradachse weisenden axial überstehenden Teils als Läufer (7) ausgebil­ det ist, wobei sich der Ständer (2) auf der gegenüberliegen­ den Seite des als Läufer ausgebildeten Teils im Gehäuse be­ findet, so daß das Laufrad (7) mit seinem Schaufelkranz einen Außenläufer des elektrischen Antriebsmotors bildet.

4. Seitenkanalmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanalmaschine (1) durch einen Scheibenläufermotor antreibbar ist, dessen Ständer (2) sich in axialer Verlängerung des Nabenteils (6) im Gehäuse der Seitenkanalmaschine (1) befindet und das Na­ benteil (6) als Läufer ausgebildet Elemente aufweist.

5. Seitenkanalmaschine (1), die folgende Merkmale aufweist:

• - zumindest ein in dem Gehäuse der Seitenkanalmaschine (1) befindliches Laufrad (7), das einen Nabenteil (6) auf­ weist,
• - einen Schaufelkranz, der durch am Außenumfang des Naben­ teils (6) befindliche Schaufeln (4) gebildet ist,
• - einen Außenläufermotor, der einen Ständer (2) und einen den Ständer (2) umfassenden Läufer aufweist, der an der der Seitenkanalmaschine abgewandten Seite des Außenläufer­ motors mit einer Welle (9) verbunden ist, die mit dem Laufrad (7) gekoppelt ist,
• - ein Versorgungs- und/oder Überwachungsmodul (8), das sich zwischen Außenläufermotor und dem Gehäuse der Seitenkanal­ maschine (1) befindet.

6. Seitenkanalmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Außenläu­ fermotor von einer Haube (11) umgeben ist.

7. Seitenkanalmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (11) zumindest in axialer Verlängerung der Läuferwelle (9) Öffnungen auf­ weist.

8. Seitenkanalmaschine (1) nach Anspruch 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß als Verbin­ dung von Läuferwelle (9) und Außenläufer ein scheiben- oder speichenförmiges Element (10) vorgesehen ist, das Mittel auf­ weist, die bei Betrieb der Seitenkanalmaschine (1) innerhalb der Haube (11) eine Luftbewegung hervorrufen.