专利名称：高温轴流风机内置电动机冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高温轴流风机内置电动机冷却装置。
背景技术：
轴流风机一般用电动机进行驱动。当风机输送的介质温度较高时，例如在40～50℃以上时，电动机如果设置于风机内部，由于周围环境温度比较高，则电动机的发热量很难散失。为此，现有的几种克服这种困难的方法是a.将电动机置于风机机壳之外，通过皮带轮将动力传至处于风机内部的叶轮主轴上；b.将电动机安装于风机进口之外，电动机轴与叶轮主轴处于同一直线上，两者之间用传动轴相连。当风机进口上游有管道时，风机进口处的管道应做成弯管；c.将电动机安装于风机出口处，叶轮安装在电动机轴上，并伸入风机机壳，电动机与叶轮之间用挡风锥形罩分开，这样工质气流即可避开电动机沿锥形罩排出。上述三项设计各有其明显不足。a项设计装有一对皮带轮，因而传动效率低；皮带因老化要打滑，需要经常更换；皮带对主轴有侧向拉力，因而振动亦较大；当介质温度更高时，叶轮轴的轴承还需要用冷却水套进行冷却。b项设计的传动效率虽高，但其缺点尚有两点一是风机入口管道为弯管，增大了气流压力损失；二是装于风机内部的叶轮主轴轴承仍需水冷。c项设计的叶轮虽与电动机直联安装，但因电动机轴伸有限，气流刚从叶轮流出即急速拐进锥形罩排气道，气流压力损失较大；当风机出口有接续管道时还需加上集气装置，使结构变得复杂且气流压力损失加大。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述不足，提供一种高温轴流风机内置电动机冷却装置，使轴流风机能在高温环境下平稳、高效、安全的连续运行。
本实用新型的技术解决方案是高温轴流风机内置电动机冷却装置，由风机前外壳、电动机、叶轮、风机后部壳体、弧形整流罩、空心机翼形管，及径向导流板等部件组成，其结构布置特点是电动机设置在风机前外壳中轴线上，叶轮通过键与电动机直联，电动机外设有由半球面和直管段构成的弧形整流罩，弧形整流罩与风机前外壳之间用3～10个空心机翼形管相连接，弧形整流罩靠近叶轮的一端设有径向导流板。叶轮的轮毂筒与弧形整流罩的结合部采用嵌套结构，前者套进后者内30～40毫米，前者的外径小于后者内径10～30毫米。
所述的弧形整流罩为内外夹层结构，夹层内设有保温材料。
所述的风机前外壳外设有变截面或等截面槽形弯管，槽形弯管端部设有鼓风机。
所述的空心机翼形管设于弧形整流罩直管段侧面或半球面的底部。
本实用新型的电动机置于机壳内，叶轮与电动机直联方式使传动效率最高；本实用新型电动机内置后，因介质温度较高(通常在30～300℃之间)，则必须对电动机进行冷却；在大多数使用高温介质的实例中，风机进风口的全压均等于或小于大气压。这样，叶轮前沿的静压必定小于大气压，差值约为150～200Pa以上，这样就为将大气从风机机壳外导入电机周围进行风冷提供了抽吸力；本实用新型电动机采用自行风冷方式优于水冷，因为它没有水的消耗，且避免了水冷时因管道泄漏而造成对叶轮的汽蚀或腐蚀；也避免了停水时会导致冷却失效；本实用新型设有与叶轮同轴的弧形整流罩，这就为安装电动机提供了空间。经运行测试，在工作介质温度130℃的情况下，风机能持续运行12个月以上，电机机壳温度升高不超过32℃。
图1为本实用新型实施例1结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本实用新型实施例2结构示意图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为本实用新型实施例3结构示意图。
图6为图5的A-A剖视图。
具体实施方式
实施例1参见图1和图2，高温轴流风机内置电动机冷却装置，包括风机前外壳1、电动机4、叶轮6、风机后部壳体7，风机前外壳1和弧形整流罩2同轴布置，两者之间用空心机翼形管3相连，风机前外壳1由弧形部和直管部构成，弧形整流罩2由夹层结构并填充隔热材料制成，夹层内外筒均用钢板卷圆后焊成，夹层内设有保温材料。空心机翼形管3为用钢板压制成的中空机翼形管道，组焊时空心机翼形管3径向穿过风机前外壳1和弧形整流罩2，在两端与风机前外壳1和弧形整流罩2焊接，为了将电动机能安装于风机的中轴线上，应事先切出一块与电动机座相适应的电动机支承钢板，在该钢板的中轴线上割出与空心机翼形管3横截面外轮廓相一致的机翼形通孔，同时在板上钻出与电动机机座孔距及直径相一致的四个螺栓连接用孔。然后将电动机底板的两侧直边与处于左、右下方的空心机翼形管3相焊接。布置于下方的空心机翼形管3长度较长，应深入到电动机机座中央的机翼形通孔中并施以焊接。特别应该注意的是，电动机安装到其机座上后，它的中轴线应和风机前外壳的中轴线相重合；对于较重、较大的电动机，为了方便吊装，应将风机前外壳1和弧形整流罩2进行水平中分，且增添水平中分法兰，电动机装入后再将其合拢。电动机4安装完毕后再安装叶轮6，叶轮6和电动机4之间用键连接。叶轮轮毂筒的外径应比弧形整流罩2的外筒的内径小一些，约10～30毫米，叶轮轮毂筒沿轴向应伸入弧形整流罩2的外筒之内约30～40毫米，在弧形整流罩2与叶轮6之间便形成一个通道。本装置还要求叶轮在轮毂筒以内沿轴向无通孔，使两侧气流在这部分内完全隔绝。径向导流板5是用钢板切割成的有内孔的圆盘，外缘焊在弧形整流罩2右端预留的台肩处。电动机4右端面和径向导流板5之间应留出10～30毫米左右的轴向间隙，以增强气流对电动机的冷却效果。电动机4的电源线由风机下侧的空心机翼形管3内腔中引出风机之外。
本实用新型可以形成对电动机进行冷却的效果，其冷却原理是电动机4带动叶轮6旋转，风机开始工作，被输送气体从风机外壳1和弧形整流罩2之间形成的环形通道流入，在流入叶轮6之前，形成相对于大气压的负压。并经风机后部壳体7的环形通道流向下游。由于叶轮6前为相对大气压力的负压，外界为大气压力，因而造成抽吸作用，外界大气便作为冷却气流经由空心机翼形管3内空腔，流入电动机4的周围，再沿径向流向电动机4轴端，沿径向导流板5进入叶轮6前部的负压区，与主气流混合后流向下游。只要风机在工作，这股冷却气流便会源源不断的流入，带走电动机4的发热和少许经弧形整流罩2夹层传入内腔的热量，达到对电动机4进行冷却的目的。
实施例2本实施例结构与实施例1相同，但是仅仅利用风机在运行过程中产生的抽吸力可能达不到电动机冷却的要求，为了能对电动机进行足够安全的冷却，参见图3和图4，风机前外壳1外焊接一段变截面或等截面槽形弯管8，槽形弯管8端部安装一台小型离心式鼓风机9。
在仅仅依靠自抽吸能力无法对电动机4进行足够冷却的时候，开动鼓风机9对电动机4进行强制冷却，冷却空气流向与实施例1所述的流向相同。
实施例3如若风机要求加装前导叶片，或者因为其他支撑件的布置会和冷却通风道发生结构上的冲突时，参见图5和图6，在弧形整流罩2的半球面端部开孔，用2～6个空心机翼形管3连接在半球面端部形成冷却通风道，同样可以达到抽吸大气冷却电动机的效果。实施例3的原理与实施例1完全相同，只是改变了冷却空气进气的位置。
权利要求1.高温轴流风机内置电动机冷却装置，其特征在于电动机(4)设置在风机前外壳(1)中轴线上，电动机(4)与叶轮(6)通过键同轴直联，电动机(4)外设有由半球面和直管段构成的弧形整流罩(2)，弧形整流罩(2)与风机前外壳(1)之间设有3～10个空心机翼形管(3)，弧形整流罩(2)靠近叶轮(6)一端内设有径向导流板(5)，叶轮(6)的轮毂筒与弧形整流罩(2)结合部采用嵌套结构，前者套进后者内30～40毫米，前者的外径小于弧形整流罩(2)内径10～30毫米。
2.如权利要求1所述的高温轴流风机内置电动机冷却装置，其特征在于所述的弧形整流罩(2)为内外夹层结构，夹层内设有保温材料。
3.如权利要求1所述的高温轴流风机内置电动机冷却装置，其特征在于所述的风机前外壳(1)外设有变截面或等截面槽形弯管(8)，槽形弯管(8)端部设有鼓风机(9)。
4.如权利要求1或3所述的高温轴流风机内置电动机冷却装置，其特征在于所述的空心机翼形管(3)设于弧形整流罩(2)直管段侧面或半球面的底部。
专利摘要本实用新型涉及一种高温轴流风机内置电动机冷却装置，使轴流风机能在高温环境下平稳、高效、安全的连续运行。高温轴流风机内置电动机冷却装置的特征是电动机设置在风机前外壳中轴线上，电动机外设有能隔热的弧形整流罩，弧形整流罩与风机前外壳之间通过3～10个空心机翼形管连接，在弧形整流罩靠近叶轮的一端设有径向导流板，叶轮轮毂筒与弧形整流罩间制成嵌套结构。本实用新型采用叶轮与电动机直联方式使传动效率最高；电动机采用自行风冷的方式优于水冷。经运行测试，在工作介质温度130℃的情况下，风机能持续运行12个月以上，电机机壳温度升高不超过32℃。
文档编号H02K9/04GK2626125SQ0321899
公开日2004年7月14日 申请日期2003年5月30日 优先权日2003年5月30日
发明者王明德, 崔际盛, 张宝剑 申请人:王明德