DE102005026420A1

DE102005026420A1 - Wärme ableitende Vorrichtung

Info

Publication number: DE102005026420A1
Application number: DE102005026420A
Authority: DE
Inventors: Wei-Chun Hsu; Shun-Chen Chang; Wen-Shi Huang; Hsiou-Chen Chang
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: TW200600679A; TWI267583B; JP2006002750A; DE102005026420B4

Abstract

Eine Wärme ableitende Vorrichtung schließt ein Gehäuse, das mindestens eine Öffnung aufweist, und einen Rotor ein, der in dem Gehäuse angeordnet ist und ein Grundelement, eine Nabe, einen ersten Satz Schaufeln, die um die Nabe angeordnet sind, und einen zweiten Satz Schaufeln aufweist, die auf dem Grundelement angeordnet sind, um ein Luftvolumen zu vergrößern und einen Gebläsedruck des Luftflussdurchgangs durch die Wärme ableitende Vorrichtung zu stabilisieren.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist eine Teilweiterbehandlungsanmeldung (continuation-in-part-Anmeldung) der Stammanmeldung mit der laufenden Nummer 10/848,074 und wurde am 19. Mai 2004 eingereicht. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärme ableitende Vorrichtung und im Besonderen einen Hochdruck-Zentrifugallüfter mit einer Verbund-Schaufelanordnung.

In 1 schließt ein herkömmliches Gebläse 1, einen Rahmen 10, einen Motor 11, ein Gebläserad 12 und eine Abdeckung 13 ein. Der Rahmen 10 schließt eine Öffnung 101 als einen Luftauslass ein und die Abdeckung 13 weist eine kreisförmige Öffnung 131 als einen Lufteinlass auf. Der Weg von dem Lufteinlass zu dem Luftauslass stellt einen Luftflussdurchgang dar. Der Motor 11 ist auf einem Grundelement 102 des Rahmens 10 angeordnet, um das Gebläserad 12 anzutreiben. Das Gebläserad 12 schließt eine Nabe 121, eine ringförmige Platte 122 und eine Vielzahl von Schaufeln 123 ein, die an der oberen Seite und der unteren Seite der ringförmigen Platte 122 angeordnet sind und rundum die Nabe 121 angeordnet sind.

Jedoch werden derartige Anordnungen, weil die Schaufeln des Gebläserads in derselben Höhe angeordnet sind und denselben Außendurchmesser aufweisen, den Luftfließweg und deren Anwendbarkeit beschränken.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt die Wärme ableitende Vorrichtung ein Gehäuse, das mindestens eine Öffnung aufweist, und einen Rotor ein, der in dem Gehäuse angeordnet ist und ein Grundelement, eine Nabe, einen ersten Satz Schaufeln, der um die Nabe angeordnet ist, und einen zweite Satz Schaufeln aufweist, der auf dem Grundelement angeordnet ist.

Vorzugsweise erstreckt sich der erste Satz Schaufeln vom Rand der Nabe nach unten zu der Oberfläche des Grundelements. Der erste und zweite Satz Schaufeln sind abwechselnd angeordnet.

Alternativ sind der erste und zweite Satz Schaufeln auf entsprechender Weise teilweise miteinander verbunden.

Vorzugsweise sind der erste und zweite Satz Schaufeln als gekrümmte bzw. Tragflächenstrukturen gestaltet.

Vorzugsweise sind der erste und zweite Satz Schaufeln entsprechend miteinander verbunden und in unterschiedliche Richtungen gebogen.

Das Grundelement, die Nabe, der erste und zweite Satz Schaufeln sind als eine einzelne Einheit integral gebildet. Alternativ sind die Nabe und der erste Satz Schaufeln als eine erste Einheit integral gebildet und das Grundelement und der zweite Satz Schaufeln sind als eine zweite Einheit integral gebildet, um mit der ersten Einheit zusammengefügt zu werden.

Zusätzlich schließt das Gehäuse weiter einen ersten Rahmen, um den Rotor darin aufzunehmen und einen zweiten Rahmen ein, der mit dem ersten Rahmen verbunden ist, mit der Öffnung versehen ist und eine Seitenwand aufweist, die sich von einem Rand der Öffnung nach innen erstreckt, um eine Kammer zur Luftsammlung in dem Gehäuse festzulegen.

Der zweite Rahmen schließt weiter eine Vielzahl von Luftführungselementen ein, die entlang der Seitenwand angeordnet sind, um einen Gebläsedruck eines Luftflusses zu steigern, der durch die Wärme ableitende Vorrichtung geht. Vorzugsweise sind die Vielzahl von Luftführungselementen als Streifen-, Platten-, gekrümmte, geneigte oder Tragflächenstrukturen gestaltet. Zusätzlich schließt der zweite Rahmen weiter ein in der Öffnung angebrachtes Stützelement ein, wobei die Vielzahl von Luftführungselementen zwischen der Seitenwand und dem Stützelement angeordnet sind.

Auf der anderen Seite weist der erste Rahmen ein Lagerrohr auf, um einem ersten Lager zu ermöglichen, darin angeordnet zu sein, wobei das Stützelement des zweiten Rahmens ein zweites Lager aufnimmt, um eine Welle des Rotors mit dem ersten Lager verbindend zu stützen.

Vorzugsweise schließt die Wärme ableitende Vorrichtung weiter einen anderen Satz Luftführungselemente ein, der auf einem Luftauslass des Gehäuses angeordnet ist.

Zusätzlich weist die Seitenwand einen Flansch auf, der sich radial von einem Ende davon erstreckt, um einen Eingang der Kammer zur Luftsammlung festzulegen, wobei jede der Schaufeln ein Ende aufweist, das sich zu dem Eingang der Kammer zur Luftsammlung erstreckt, um den Luftfluss in die Kammer zur Luftsammlung zu führen.

Vorzugsweise überlappt die Kammer zur Luftsammlung teilweise oder vollständig einen Luftdurchgang durch den Rotor in der Höhe entlang einer Achse der Wärme ableitenden Vorrichtung. Die Querschnittsfläche der Kammer zur Luftsammlung ist im Wesentlichen von gleicher Größer wie die eines Luftauslasses des Gehäuses.

Der zweite Rahmen weist einen sich erstreckenden Teil auf, der an einer inneren Fläche davon gebildet ist und sich in Richtung des ersten Rahmens erstreckt, um einen axial zusammengedrückten Luftflussdurchgang in dem Gehäuse zu bilden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt die Wärme ableitende Vorrichtung ein Gehäuse, das einen Lufteinlass und einen Luftauslass aufweist, und einen Rotor ein, der in dem Gehäuse angeordnet ist und einen ersten Satz Schaufeln und einen zweiten Satz Schaufeln aufweist, die beide obere Kanten aufweisen, die zum Lufteinlass weisen und auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird durch Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der Beispiele mit dem auf die beiliegenden Zeichnungen gemachten Bezug viel besser verstanden, wobei:

1 eine Einzelteildarstellung eines herkömmlichen Gebläses ist,

2A eine Einzelteildarstellung der Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,

2B eine Schnittdarstellung der Wärme ableitenden Vorrichtung von 2A nach der Montage ist,

2C eine perspektivische Ansicht der Wärme ableitenden Vorrichtung von 2A nach der Montage ist,

3A und 3B perspektivische Ansichten von zwei weiteren Arten von Schaufelanordnungen sind, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden,

4 eine perspektivische Ansicht der Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist und

5 den Luftflussvolumen- und Luftflussdruck-Vergleich zwischen dem herkömmlichen Gebläse von 1 und der Wärme ableitenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt, die in 2A. gezeigt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird freundlich auf die 2A bis 2C verwiesen, die die erste Ausführungsform der Wärme ableitenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Wärme ableitende Vorrichtung wird beispielhaft anhand eines Zentrifugallüfters erläutert, der ein Gebläse mit einer Ansaugöffnung darstellt. Die Gestaltungsart der vorliegenden Erfindung kann auch auf den Axialflusslüfter angewendet werden. Die Wärme ableitende Vorrichtung schließt ein Gehäuse, das durch einen ersten Rahmen 21 und einen zweiten Rahmen 22 gebildet ist, eine Antriebsvorrichtung 23, eine metallische Glocke 24 und einen Rotor 25 ein.
Der erste Rahmen 21 schließt ein Lagerrohr 211 ein, um die Antriebsvorrichtung 23 aufzunehmen und zu halten, wobei das Lager 231 innerhalb des Lagerrohrs 211 angebracht ist, um eine rotierende Welle 27 des Rotors 25 zu halten. Der zweite Rahmen 22 schließt einen Lufteinlass 221 und eine Seitenwand 222 ein, die sich von einem inneren Rand des Lufteinlasses 221 nach unten erstreckt. Wenn der erste Rahmen 21 und der zweite Rahmen 22 aneinander montiert werden, wird ein Raum innerhalb der Wärme ableitenden Vorrichtung gebildet und kann in eine Kammer zur Luftsammlung 26 und einen Raumabschnitt, um darin den Rotor 25 anzuordnen, durch die Seitenwand 222 geteilt werden. Ein Luftauslass 212 wird auch gleichzeitig gebildet, wie in 2C gezeigt. Ein Flansch 223 erstreckt sich radial von dem Boden der Seitenwand 222, um einen Eingang 261 der Kammer zur Luftsammlung 26 festzulegen.
Der Rotor 25 schließt eine Nabe 251, ein Grundelement 252, das sich radial von dem unteren Ende der Nabe 251 erstreckt, einen ersten Satz Rotorschaufeln 253 und einen zweiten Satz Schaufeln 254 ein und wird von der in der Nabe 251 verbundenen Antriebsvorrichtung 23 angetrieben. Der erste und zweite Satz Rotorschaufeln 253, 254 sind gekrümmte Schaufeln, die jeweils auf dem Grundelement 252 angeordnet sind, und jede Schaufel weist ein Ende auf, das sich zum Eingang 261 der Kammer zur Luftsammlung 26 erstreckt, wobei der erste Satz Schaufeln sich von dem Rand der Nabe 251 nach unten zur Oberfläche des Grundelements 252 erstreckt. Der erste und zweite Satz Schaufeln sind abwechselnd angeordnet, wie in 2A gezeigt. Die Nabe 251, das Grundelement 252 und die Schaufeln 253, 254 können als ein Stück aus einem Guss integral durch Spritzgießen gebildet sein.
Der zweite Rahmen 22 weist weiter ein Stützelement 224 auf, das in dem Lufteinlass angebracht ist, wobei eine Vielzahl von Luftführungselementen 225 zwischen dem Stützelement 224 und der Seitenwand 222 angeordnet sind, um den Gebläsedruck der Wärme ableitenden Vorrichtung zu steigern.
Weil der Rotor 25 rotiert, wird der Luftfluss in den Lufteinlass 221 eingesaugt, wobei er durch die Luftführungselemente 225 und die Schaufeln 253, 254 geht, und wird durch den Eingang 261 in die Kammer zur Luftsammlung 26 geführt. In der Kammer zur Luftsammlung 26 wird der Luftfluss allmählich gesammelt und von dort nach außen mit hohem Druck über den Luftauslass 212 abgeführt, was eine plötzliche Veränderung des Luftflussdrucks verhindern kann. Damit geht der Luftfluss nacheinander durch den Lufteinlass 221, die Luftführungselemente 225, die Schaufeln 253, 254 und den Eingang 261 der Kammer zur Luftsammlung 26.
Weil sich die Seitenwand 222 nach unten von dem inneren Rand des Lufteinlasses 221 erstreckt und die Kammer zur Luftsammlung 26 von dem Rotor 25 trennt, wobei die Größe des Luftauslasses 212 reduziert wird, ist die Zeit des Luftflussdruckausgleichs durch den Rotor 25 vergrößert, so dass die Schwankung des Luftflussdrucks stabilisiert wird. Weiterhin kann der beanspruchte Raum des Zentrifugallüfters klein gehalten werden, weil die Höhe der Kammer zur Luftsammlung 26 teilweise oder vollständig in der axialen Richtung die des Flussdurchgangs durch den Rotor 25 und die Luftführungselemente 225 überlappt. Die Querschnittsfläche der Kammer zur Luftsammlung 26 ist im Wesentlichen in der Größe gleich mit der des Luftauslasses 212, so dass der Luftfluss konstant und stabil in der Kammer zur Luftsammlung 26 und dem Luftauslass 212 fließen kann, um einen Leistungsverlust zu verhindern.
Auf der anderen Seite setzt die vorliegende Erfindung eine zweiseitige Anordnung mit festem Motor ein, wie in 2B gezeigt, wobei das Lager 231 in dem Lagerrohr 211 angebracht ist und das andere Lager 232 auf der Innenseite des Stützelements 224 des zweiten Rahmens 22 angebracht ist, um die Welle 27 des Rotors 25 verbindend zu stützen, um die Stabilisierung des Zentrifugallüfters im Hochgeschwindigkeitsbetrieb bereitzustellen und die Vibration zu unterdrücken.
Zusätzlich weist der zweite Rahmen 22 einen sich erstreckenden Teil 29 auf, der an einer Innenseite davon gebildet ist und sich axial in Richtung des erste Rahmens 21 erstreckt, um einen axial zusammengedrückten Luftflussdurchgang in dem Gehäuse zu bilden, wie in den 2A oder 2C gezeigt.
Selbstverständlich schließen die Größe, die Form und Anordnung der Schaufelanordnung des Rotors diejenigen ein, die in 2A gezeigt werden, beschränken aber nicht auf diese. In der Gliederung und Anordnung können die Verbundschaufelanordnungen teilweise oder vollständig miteinander verbunden sein. Jeder Satz Schaufeln kann auf der gleichen oder auf gegenüberliegenden Seiten des Rotors angeordnet sein. Zum Beispiel sind der erste und zweite Satz Schaufeln 353, 354 auf- und absteigend angeordnet, wobei der erste Satz Schaufeln 353 um die Nabe 351 angeordnet ist und jede Schaufel eine Tragflächenstruktur aufweist und der zweite Satz Schaufeln 354 auf der Oberfläche des Grundelements 352 angeordnet ist und jede Schaufel eine gekrümmte Struktur mit einer oberen Kante von unterschiedlichen Höhen aufweist. Die Größe, die Form und Anzahl des ersten Satzes Schaufeln sind denen des zweiten Satzes Schaufeln nicht gleich. Die Nabe 351, ein Grundelement 352 und der erste Satz Schaufeln 353 und der zweite Satz Schaufeln 354 können als eine einzelne Einheit integral gebildet sein. Alternativ sind die Nabe 351 und der erste Satz Schaufeln 353 als eine erste Einheit gebildet und das Grundelement 352 und der zweite Satz Schaufeln 354 sind als eine zweite Einheit gebildet. Schließlich werden die erste und zweite Einheit aneinander montiert, um einen Rotor zu bilden. Zusätzlich kann die Verbundschaufelanordnung des Rotors wie die in 3B gezeigte angeordnet sein, wobei der erste Satz Schaufeln 353 und der zweite Satz Schaufeln 354 entsprechend miteinander verbunden und in zwei entgegengesetzte Richtungen gekrümmt oder gebogen sind.
Die oben beschriebenen Luftführungselemente 225 können auf dem Lufteinlass angeordnet sein, aber weitere ähnliche Luftführungselemente 28 können auch auf dem Luftauslass 212 angebracht sein, wie in 4 gezeigt. Die Anzahl, Form und Anordnung der Luftführungselemente kann gemäß der aktuellen Anmeldung verändert oder ausgewählt werden. Die Vielzahl von Luftführungselementen kann als Streifen-, Platten-, gekrümmte, geneigte oder Tragflächenstrukturen gestaltet sein. Wenn zusätzlich der Aspekt der vorliegenden Erfindung für ein umgekehrtes Gebläse (upside-down blower), ein Gebläse mit zwei Ansaugöffnungen oder einen Axialflusslüfter angewendet wird, können die Luftführungselemente 225 auf einem der Lufteinlässe oder beiden angeordnet sein.
Schließlich wird freundlich auf 5 verwiesen, die den Vergleich des Luftflussdrucks und -volumens zwischen dem Zentrifugallüfter der Erfindung, der in den 2A bis 2C gezeigt ist, und dem herkömmlichen Gebläse von 1 zeigt. Diese Abbildung kann zeigen, dass der Luftflussdruck und das -volumen des Zentrifugallüfters der Erfindung durch die Luftführungselemente stark vergrößert werden kann, wobei die Verbundschaufelanordnungen und die Kammer zur Luftsammlung dabei ihre Leistung und Wärmeableitungseffizienz erhöhen.
Während die Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was zur Zeit als zweckmäßigste und bevorzugte Ausführungsform erachtet wird, soll sie so verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegensatz bestimmt ist, verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen aufzunehmen, die im Geist und im Umfang der beigefügten Ansprüche eingeschlossen sind.

Claims

Wärme ableitende Vorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, das mindestens eine Öffnung aufweist, und einen Rotor, der in dem Gehäuse angeordnet ist und ein Grundelement, eine Nabe, einen ersten Satz Schaufeln, der um die Nabe angeordnet ist, und einen zweiten Satz Schaufeln, der am Grundelement angeordnet ist, aufweist.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich der erste Satz Schaufeln von einem Rand der Nabe nach unten zu einer Fläche des Grundelements erstreckt.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der erste und zweite Satz Schaufeln abwechselnd angeordnet sind.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite Satz Schaufeln auf entsprechender Weise teilweise miteinander verbunden sind.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite Satz Schaufeln als gekrümmte bzw. Tragflächenstrukturen gestaltet sind.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite Satz Schaufeln entsprechend miteinander verbunden und in unterschiedliche Richtungen gebogen sind.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Grundelement, die Nabe, der erste und zweite Satz Schaufeln als eine einzelne Einheit integral gebildet sind.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Nabe und der erste Satz Schaufeln als eine erste Einheit integral gebildet sind und das Grundelement und der zweite Satz Schaufeln als eine zweite Einheit integral gebildet sind, um mit der ersten Einheit zusammengefügt zu werden.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse weiter umfasst: einen ersten Rahmen, um den Rotor darin aufzunehmen, und einen zweiten Rahmen, der mit dem ersten Rahmen verbunden ist, mit der Öffnung versehen ist und eine Seitenwand aufweist, die sich von einem Rand der Öffnung nach innen erstreckt, um eine Kammer zur Luftsammlung in dem Gehäuse festzulegen.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der zweite Rahmen weiter eine Vielzahl von Luftführungselementen umfasst, die entlang der Seitenwand angeordnet sind, um einen Gebläsedruck eines Luftflusses zu steigern, der durch die Wärme ableitende Vorrichtung geht.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Luftführungselementen als Streifen-, Platten-, gekrümmte, geneigte oder Tragflächenstrukturen gestaltet sind.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der zweite Rahmen weiter ein in der Öffnung angebrachtes Stützelement umfasst, wobei die Vielzahl von Luftführungselementen zwischen der Seitenwand und dem Stützelement angeordnet sind.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der erste Rahmen ein Lagerrohr aufweist, um einem ersten Lager zu ermöglichen, darin angeordnet zu sein, und wobei das Stützelement des zweiten Rahmens ein zweites Lager aufnimmt, um eine Welle des Rotors mit dem ersten Lager verbindend zu stützen.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 10, die weiter einen anderen Satz Luftführungselemente aufweist, der auf einem Luftauslass des Gehäuses angeordnet ist.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Seitenwand einen Flansch aufweist, der sich radial von einem Ende davon erstreckt, um einen Eingang der Kammer zur Luftsammlung festzulegen, wobei jede der Schaufeln ein Ende aufweist, das sich zu dem Eingang der Kammer zur Luftsammlung erstreckt, um den Luftfluss in die Kammer zur Luftsammlung zu führen.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Kammer zur Luftsammlung teilweise oder vollständig einen Luftdurchgang durch den Rotor in der Höhe entlang einer Achse der Wärme ableitenden Vorrichtung überlappt.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der zweite Rahmen einen sich erstreckenden Teil aufweist, der an einer inneren Fläche davon gebildet ist und sich in Richtung des ersten Rahmens erstreckt, um einen axial zusammengedrückten Luftflussdurchgang in dem Gehäuse zu bilden.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei eine Querschnittsfläche der Kammer zur Luftsammlung im Wesentlichen von gleicher Größer wie die eines Luftauslasses des Gehäuses ist.
Wärme ableitende Vorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, das einen Lufteinlass und einen Luftauslass aufweist, und einen Rotor, der in dem Gehäuse angeordnet ist und einen ersten Satz Schaufeln und einen zweiten Satz Schaufeln aufweist, die beide obere Kanten aufweisen, die zum Lufteinlass weisen und auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Rotor weiter eine Nabe, um den ersten Satz Schaufeln darauf zu verbinden, und ein Grundelement umfasst, um den zweiten Satz Schaufeln darauf anzubringen.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei sich der erste Satz Schaufeln von einem Rand der Nabe zu einer Fläche des Grundelements erstreckt und der erste und zweite Satz Schaufeln abwechselnd angeordnet sind.
Wärme ableitende Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei der erste und zweite Satz Schaufeln entsprechend miteinander verbunden und in unterschiedliche Richtungen gebogen sind.