具有热沉的涡轮风机制造技术

本发明专利技术涉及一种风机，其具有马达(12)、风机叶轮(14)、热沉(11)和壳体(10)。马达(12)是电驱动的并且具有定子(122)和能够围绕转动轴线(DA)转动地安装的转子(121)，其中马达(12)具有至少一个在运行中被电流穿流的绕组(1221)。风机叶轮(14)抗扭地固定在转子(121)上并且用于抽吸和输送气态介质。热沉(11)具有内部壁(111)，所述内部壁对用于容纳马达(12)的内腔(112)限界，以及具有空气传导元件(113)，所述空气传导元件分别沿轴向方向(AR)在被电流穿流的绕组(1221)的纵向延伸的大部分上延伸，以便将由风机叶轮(14)输送的气态介质沿着热沉(11)传导，以实现冷却马达的目的。壳体(10)具有外部壁(101)，所述外部壁对用于容纳热沉(11)和马达(12)的空腔(102)限界。

A turboblower with a heat sink

The invention relates to a fan, which has a motor (12), a fan impeller (14), a heat sink (11) and a housing (10). The motor (12) is electrically driven and has a stator (122) and a rotor (121) capable of rotating around the rotation axis (DA), in which the motor (12) has at least one winding (1221) that is flowing through the current during operation. The fan impeller (14) is fixed on the rotor (121) in torsion and is used for pumping and transporting gaseous medium. The heat sink (11) has an inner wall (111), the inner wall of the inner cavity (112) for holding a motor (12), and an air conduction element (113) that extends most of the air conduction element along the axial direction (AR) in the longitudinal direction of the current through the current through the winding (1221), so that the gaseous state conveyed by the fan impeller (14) is carried out. The dielectric is conducted along the heat sink (11) to achieve the purpose of cooling motor. The shell (10) has an external wall (101), and the outer wall limits the cavity (102) for accommodating the heat sink (11) and the motor (12).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有热沉的涡轮风机
本专利技术涉及一种风机，其具有用于抽吸和输送气态介质的风机叶轮。风机例如能够用于吸出空气、用于产生空气流、和/或用于产生空气的或其他气态介质的过压和/或负压。
技术介绍
风机，尤其也包含鼓风机、通风机和压缩机，是长久以来已知的并且使用在不同应用中。风机通常具有电驱动的风机叶轮，所述风机叶轮在壳体中旋转进而输送和压缩气态介质，尤其空气。除了空气动力学的价值以外，在风机中尤其重要的是风机容量、总重量、振动特性和由此产生的声音效果。尤其，在设计电驱动的风机时最核心的是电动马达的充分冷却。DE102013102755A1公开一种通风机，在所述通风机中由风机叶轮抽吸的空气借助于扩散器传导穿过马达壳体，以便冷却设置在其中的电动马达。在WO97/30621中示出的风机中，将抽吸的空气一方面传导穿过马达壳体并且另一方面沿着马达壳体的外侧传导，以用于冷却马达。在DE102013104849A1中示出一种风机，在所述风机中由风机叶轮输送的空气借助于导向叶片沿着包围马达的内部壁引导。内部壁具有穿口，使得空气能够到达马达并且能够冷却所述马达。通过在现有技术的上述文件中所公开的风机中分别使由风机叶轮输送的空气直接沿着电动马达流动的方式，能够实现有效的马达冷却。然而，空气在沿着马达流动时相应强烈地旋流，这不仅随之带来风机的空气动力学的损害，而且也造成增大的振动和声音。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提出一种大功率的风机，其具有有效的冷却马达，所述风机还是尽可能无噪音且无振动的以及具有简单的结构。为了实现所述目的，提出如在权利要求1中给出的风机。本专利技术的有利的设计方案在从属权利要求中给出。因此，本专利技术提出一种风机，其具有电驱动的马达，所述马达具有定子和能够围绕转动轴线转动地安装的转子，其中基于所述转动轴线限定风机的径向方向和轴向方向，并且其中马达具有至少一个在运行中被电流穿流的绕组；抗扭地固定在转子上的风机叶轮，所述风机叶轮用于抽吸和输送气态介质；热沉，所述热沉具有内部壁，所述内部壁对用于容纳马达的内腔限界，以及所述热沉具有空气传导元件，所述空气传导元件分别沿轴向方向在被电流穿流的绕组的纵向延伸的大部分上延伸，以便将由风机叶轮输送的气态介质沿着热沉传导，以实现冷却马达的目的；以及具有外部壁的壳体，所述外部壁对用于容纳热沉和马达的空腔限界。气态介质通常是空气。然而，不言而喻，根据应用也能够使用任意其他气态介质。将在风机运行中由马达和尤其由被电流穿流的绕组产生的热能由定子从内腔传递到热沉的内部壁上。因为内部壁优选借助于其内表面直接贴靠在马达上，所以以特别有效的方式进行所述传递。通过空气传导元件将由风机叶轮输送的气态介质沿着热沉传导的方式，能够将热能从热沉传递到气态介质上并且由所述气态介质从风机向外输送。通常，空气传导元件在此不仅用于传导气流或空气流，而且同时也具有冷却肋片的功能。因此，空气传导元件通常也用于增大热沉的表面，以便实现到气态介质的更有效的热传递。因为空气传导元件沿轴向方向在被电流穿流的绕组的纵向延伸的大部分上延伸，所以实现沿着马达的整个纵向延伸的良好的散热。热沉的外侧优选构成为，使得在空气动力学方面最优的同时实现到沿着热沉流动的气态介质的有效的热传递。为了尽可能避免气态介质的涡流，热沉的外侧有利地至少在空气传导元件的区域中具有沿轴向方向连续平滑的且优选封闭的表面。有利地，空气传导元件分别直线地沿着轴向方向延伸。因此，由风机叶轮输送的气态介质能够穿流在热沉的内部壁和壳体的外部壁之间的空腔的区域。空腔的所述由气态介质穿流的区域优选形成由空气传导元件沿环周方向多次中断的环形腔，所述区域也能够称作为流动空间。基于空气传导元件，有利地构成多个空气传导通道，将所述空气传导通道沿环周方向分别由两个空气传导元件并且沿径向方向由热沉的内部壁以及由壳体的外部壁限界。空气传导通道优选分别直线地且平行于转动轴线延伸。有利地，空气传导通道还在热沉的纵向延伸的大部分上沿轴向方向延伸，以及尤其在马达的纵向延伸的大部分上延伸，更甚至在马达的整个纵向延伸上延伸。风机尤其适合于如下应用，在所述应用中需要高压或负压和/或气态介质的高的通过量。这种应用例如涉及具有所谓的抓放设备的定位系统。风机在这种设备中使用，以便借助于真空发生装置来抓取或移动产品。然而，风机例如也能够使用在纸或织物的操作中。风机也能够使用在生物反应器或小型污水处理设施的通风技术中。另一应用可能性是吸尘器和例如在干手机中通常被使用的气量计。此外，在用于优化柴油燃烧(后燃)的柴油机中或在燃料电池中也可考虑风机的应用。热沉优选作为整体是一件式的并且由良好导热的材料，尤其由金属构成。有利地，热沉的内部壁具有空心圆柱形的内表面并且马达具有圆柱形的外表面。优选地，外部壁还具有空心圆柱形的内表面。优选地，空气传导元件分别沿轴向方向在定子的，尤其定子绕组的纵向延伸的大部分上延伸。因此，被电流穿流的绕组尤其能够是定子绕组。更优选地，空气传导元件分别沿轴向方向在定子的，尤其定子绕组的整个纵向延伸上延伸。最优选的是，空气传导元件分别沿轴向方向甚至在马达的纵向延伸的大部分上，尤其在马达的整个纵向延伸上延伸。空气传导元件能够分别沿轴向方向甚至朝向一侧或两侧地在马达的整个纵向延伸上延伸出。由此能够将热能最优地从马达中导出。热沉的内部壁将定子有利地沿着其整个纵向延伸环绕。因此，马达优选完全地容纳在热沉的内腔中并且尤其沿环周方向或轴向方向，也就是说在马达的整个纵向延伸上，马达完全地由所述热沉的内部壁环绕。风机叶轮有利地构成为，用于将抽吸的气态介质径向向外输送。风机叶轮也能够称作为径流式压缩机。在空气流下游紧接着风机叶轮优选通过由壳体对空气流侧向限界来实现空气流到轴向方向的转向。为了将由风机叶轮输送的气态介质朝向热沉转向到轴向方向中，还优选沿着轴向方向在风机叶轮和热沉之间设有扩散器。扩散器有利地具有导向叶片，所述导向叶片将由风机叶轮输送的气态介质转向成，使得所述气态介质仅沿轴向方向流动，进而不再具有沿其他方向，尤其沿环周方向的其他流动分量。扩散器的导向叶片有利地分别具有朝向风机叶轮的端部，所述端部具有逐渐变尖的棱边。由此，能够进一步避免气态介质在扩散器的区域中的涡流。优选地，热沉的空气传导元件中的每个分别分配有扩散器的导向叶片。为了实现最优的空气动力学，在此空气传导元件有利地分别沿轴向方向连接到导向叶片上并且齐平地过渡到所述导向叶片中。优选地，电驱动的马达是无刷直流马达。在尤其优选的实施方式中，风机具有在EP2180581中所公开的电动马达，所述文件的公开内容通过参引完全地结合到本文中。为了支承转子，通常设有至少一个固定在支承元件中的轴承。轴承尤其能够是球轴承，优选是预紧的球轴承。为了能够实现朝向轴承的压力平衡，支承元件有利地具有至少一个压力平衡孔。压力平衡孔有利地用于建立在一方面热沉的内腔和另一方面在热沉和壳体之间的空腔的区域之间的连接。原则上，压力平衡孔也能够设置在风机的除了支承元件以外的任意其他元件中，只要所述压力平衡孔能够建立所提到的在内腔和在热沉外部的空腔之间的压力平衡连接。热沉的内部壁有利地具有外表面，随着距风机叶轮的间距增加，所述外表面的直径沿轴向方向连续地减小。由此，随着距风机叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风机，具有：电驱动的马达(12)，所述马达具有定子(122)和能够围绕转动轴线(DA)转动地安装的转子(121)，其中基于所述转动轴线(DA)限定所述风机的径向方向和轴向方向(RR，AR)，并且其中所述马达(12)具有至少一个在运行中被电流穿流的绕组(1221)；抗扭地固定在所述转子(121)上的风机叶轮(14)，所述风机叶轮用于抽吸和输送气态介质；热沉(11)，所述热沉具有内部壁(111)，所述内部壁对用于容纳所述马达(12)的内腔(112)限界，以及所述热沉具有空气传导元件(113)，所述空气传导元件分别沿轴向方向(AR)在被电流穿流的所述绕组(1221)的纵向延伸的大部分上延伸，以便将由所述风机叶轮(14)输送的气态介质沿着所述热沉(11)传导，以实现冷却马达的目的；以及具有外部壁(101)的壳体(10)，所述外部壁对用于容纳所述热沉(11)和所述马达(12)的空腔(102)限界。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.08 EP 15184175.61.一种风机，具有：电驱动的马达(12)，所述马达具有定子(122)和能够围绕转动轴线(DA)转动地安装的转子(121)，其中基于所述转动轴线(DA)限定所述风机的径向方向和轴向方向(RR，AR)，并且其中所述马达(12)具有至少一个在运行中被电流穿流的绕组(1221)；抗扭地固定在所述转子(121)上的风机叶轮(14)，所述风机叶轮用于抽吸和输送气态介质；热沉(11)，所述热沉具有内部壁(111)，所述内部壁对用于容纳所述马达(12)的内腔(112)限界，以及所述热沉具有空气传导元件(113)，所述空气传导元件分别沿轴向方向(AR)在被电流穿流的所述绕组(1221)的纵向延伸的大部分上延伸，以便将由所述风机叶轮(14)输送的气态介质沿着所述热沉(11)传导，以实现冷却马达的目的；以及具有外部壁(101)的壳体(10)，所述外部壁对用于容纳所述热沉(11)和所述马达(12)的空腔(102)限界。2.根据权利要求1所述的风机，其中所述空气传导元件(113)分别沿轴向方向(AR)在所述定子(122)的纵向延伸的大部分上延伸，尤其在所述定子(122)的整个纵向延伸上延伸。3.根据权利要求1或2所述的风机，其中所述热沉(11)的所述内部壁(111)将所述定子(122)沿着其整个纵向延伸径向地环绕。4.根据上述权利要求中任一项所述的风机，其中所述空气传导元件(113)分别沿着所述轴向方向(AR)直线地延伸。5.根据上述权利要求中任一项所述的风机，其中所述风机叶轮(14)构成为，用于将抽吸的气态介质径向地向外输送。6.根据上述权利要求中任一项所述的风机，其中沿着所述轴向方向(AR)在所述风机叶轮(14)和所述热沉(11)之间设有扩散器(16)，以便将由所述风机叶轮(14)输送的气态介质朝向所述热沉(11)转向到所述轴向方向(AR)中。7.根据权利要求6所述的风机，其中所述扩散器(16)具有导向叶片(161)...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·迈尔，迪特尔·阿尔比塞尔，
申请(专利权)人：米克罗内尔有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH