DE10358917B4 - Wärmeableitungsvorrichtung und Gehäuse davon - Google Patents
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Abstract
Gehäuse für eine Wärmeableitungsvorrichtung, enthaltend: einen Außenrahmen (21); eine Basis (22); einen Luftleitteil (231), der an wenigstens einer Seite des Außenrahmens (21) gebildet ist; und eine Vielzahl von Statorblättern (24), die in dem Außenrahmen (21) zwischen der Basis (22) und dem Luftleitteil (231) zum Leiten eines Luftstroms angeordnet sind; wobei der Außenrahmen (21), der Luftleitteil (231) und die Statorblätter (24) integral gebildet sind, wobei die Tiefe (h1) des Luftleitteils (231) größer ist als die Hälfte der Höhe (h2) des Statorblatts (24) und die Höhe (h2) des Statorblatts (24) größer ist als ein Fünftel der Dicke (H) des Außenrahmens (21), so dass eine Geschwindigkeit des Luftstroms in Tangentialrichtung (Vt) im Wesentlichen auf null reduziert ist, nachdem der Luftstrom durch die Statorblätter (24) geleitet ist.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Wärmeableitungsvorrichtung und ein Gehäuse davon, und die Erfindung betrifft insbesondere ein Axialgebläse und ein Gehäuse davon.
- Beschreibung vom Stand der Technik
- In einem normalen elektronischen Produkt, wie beispielsweise einem Computer, erzeugen elektronische Vorrichtungen darin viel Wärme während des Betriebs. Wenn die elektronischen Vorrichtungen kontinuierlich bei einer hohen Temperatur betrieben werden, werden sie leicht beschädigt. Um eine Beschädigung zu verhindern, wird deshalb normalerweise ein Wärmeableitungsgebläse in dem elektronischen Produkt angeordnet, um Wärme darin zu der Umgebung abzuleiten.
- Das herkömmliche Wärmeableitungsgebläse für den Computer umfasst hauptsächlich ein Gehäuse
11 und einen Impeller bzw. ein Laufrad12 mit einer Vielzahl von Blättern. Wie in1A und1B gezeigt, umfasst das Gehäuse11 eine Vielzahl von stabförmigen Stegen13 , um eine Basis davon zu tragen. Wenn das Gebläse in Betrieb ist, wird der Luftdruck, der durch einen Luftstrom erzeugt wird, der durch die Blätter durchläuft, von P0 an einer Einlassseite A zu P1 an einer Auslassseite B geändert. Dass heißt, die Druckdifferenz ist ΔP (P1 – P0). Wenn die Druckdifferenz ansteigt, steigt der Luftwiderstand ebenfalls an, wobei Wärmeableitung vermindert wird. Nach dem Untersuchen der Beziehung zwischen der Form des Stegs und dem Luftdruck in dem Gebläse, hat der Erfinder entdeckt, dass die Stege Luftwiderstand erzeugen. - Insbesondere, wenn das Gebläse rotiert, wird Arbeit an der Luft verrichtet, um den Luftstrom zu erzeugen. Nach dem Strömen durch die Stege wird der Luftstrom jedoch turbulent und bildet einen Wirbel. Der Luftdruck wird folglich reduziert, und die Wärmeableitung wird ebenfalls reduziert.
- Aus der
US 2003/0026691 A1 - Wenn der Gebläseschutz der
US 2003/0026691 A1 - Wenn der Gebläseschutz der
US 2003/0026691 A1 - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wärmeableitungsgebläse mit einer verbesserten Wärmeableitung bereitzustellen, indem der statische Druck durch Reduzierung sowohl der Axial- als auch der Radialgeschwindigkeit des Luftstroms geseigert wird.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Im Hinblick auf dies stellt die Erfindung ein Wärmeableitungsgebläse und ein Gehäuse davon bereit. Das Gehäuse mit einer Vielzahl von Statorblättern für eine Wärmeableitungsvorrichtung umfasst einen Außenrahmen, eine Basis und einen Luftleitteil, der an wenigstens einer Seite des Außenrahmens gebildet ist. Die Statorblättern sind in dem Außenrahmen zwischen der Basis und dem Luftleitteil zum Leiten eines Luftstroms angeordnet. Der Außenrahmen, der Luftleitteil und die Statorblätter integral gebildet sind. Die Tiefe des Luftleitteils ist größer als die Hälfte der Höhe eines Statorblatts und die Höhe des Statorblatts ist größer als ein Fünftel der Dicke des Außenrahmens. Hierdurch wird erreicht, dass die Axialgeschwindigkeit und die Radialgeschwindigkeit des Luftstroms reduziert werden, nachdem der Luftstrom durch die Statorblätter geleitet ist. Als eine Folge erhöht sich der statische Druck des Gebläses bedeutend.
- Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Wärmeableitungsvorrichtung und ein Gehäuse davon mit Geräuscharmut, hohem Luftstrom und hohem Luftdruck bereitzustellen, um eine hervorragende Wärmeableitungseffizienz zu erreichen.
- Dementsprechend stellt die Erfindung eine Wärmeableitungsvorrichtung bereit. Die Wärmeableitungsvorrichtung umfasst ein Laufrad und das vorstehend beschriebene Gehäuse. Das Laufrad umfasst eine Nabe und eine Vielzahl von Rotorblättern, die um die Nabe angeordnet sind. Das Gehäuse nimmt das Laufrad auf. Die Statorblätter des Gehäuses leiten den Luftstrom durch die Blätter und erhöhen den statischen Druck des aus der Wärmeableitungsvorrichtung ausgeströmten Luftstroms.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Radius der Nabe von einem Ende zu dem anderen graduell reduziert.
- In einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gehäuse eine Einlassseite und eine Auslassseite, und der Luftleitteil ist an der Einlassseite oder der Auslassseite untergebracht.
- Der Außenrahmen kann quadratisch, rechteckig oder kreisförmig sein und kann aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein.
- In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Basis die mit dem Außenrahmen durch die Statorblätter oder Stege verbunden. Ein Ende jedes der Statorblätter ist mit der Basis verbunden, und das andere Ende jedes der Statorblätter erstreckt sich in Richtung zu dem Luftleitteil. Alternativ ist ein Ende jedes der Statorblätter mit dem Luftleitteil verbunden, und das andere Ende jedes der Statorblätter erstreckt sich in Richtung zu der Basis. Alternativ sind die Statorblätter radial angeordnet und zwischen der Basis und einer Innenoberfläche des Außenrahmens verbunden. Zudem sind der Außenrahmen, der Luftleitteil und die Statorblätter durch Spritzgießen gebildet.
- In einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst der Außenrahmen eine Einlassseite und eine Auslassseite, und der Luftleitteil ist an der Einlassseite bzw. der Auslassseite gebildet. Der an der Einlassseite untergebrachte Luftleitteil und der an der Auslassseite untergebrachte Luftleitteil sind spiegelsymmetrisch positioniert.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die vorliegende Erfindung kann durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und Beispiele unter Bezugnahmen besser verstanden werden, die auf die begleitenden Zeichnungen gemacht werden, wobei:
-
1A eine untere Ansicht eines herkömmlichen Wärmeableitungsgebläses ist; -
1B ein Querschnitt des Wärmeableitungsgebläses in1A ist; -
2A eine perspektivische Ansicht eines Wärmeableitungsgebläses ist, wie in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung offenbart; -
2B ein Querschnitt des Wärmeableitungsgebläses in2A ist; -
3A eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses in2A ist; -
3B bzw.3C eine Draufsicht bzw. eine untere Ansicht des Gehäuses in3A ist; -
4 eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung von Rotorblättern und Statorblättern in dem Wärmeableitungsgebläse zeigt; und -
5 eine perspektivische Ansicht einer abweichenden Ausführungsform des Gehäuses ist. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Es wird auf
2A und2B Bezug genommen, es wird ein Wärmeableitungsgebläse, wie in einer ersten Ausführungsform der Erfindung offenbart, gezeigt. Das Wärmeableitungsgebläse umfasst ein Laufrad und ein Gehäuse. Das Laufrad umfasst eine Nabe25 und eine Vielzahl von Rotorblättern26 , die um die Nabe25 angeordnet sind. Es wird auf3A –3C Bezug genommen, das Gehäuse nimmt das Laufrad auf und umfasst einen Außenrahmen21 , eine Basis22 , einen Luftleitteil (oder als ein Steigungswinkel bezeichnet)231 und eine Vielzahl von Statorblättern24 . Die Statorblätter24 sind zwischen der Basis22 und dem Luftleitteil231 in dem Außenrahmen21 verbunden. Dass heißt, die Statorblätter24 sind radial angeordnet und zwischen der Basis22 und einer Innenoberfläche des Außenrahmens21 verbunden. Die Statorblätter24 können den Luftstrom durch die Blätter leiten und erhöhen den statischen Druck des aus dem Wärmeableitungsgebläse ausgeströmten Luftstroms beträchtlich. Zudem kann ein Ende jedes der Statorblätter24 mit der Basis verbunden sein, und das andere Ende jedes der Statorblätter24 kann sich in Richtung zu dem Luftleitteil231 erstrecken. Alternativ kann ein Ende jedes der Statorblätter24 mit dem Luftleitteil231 verbunden sein, und das andere Ende jedes der Statorblätter24 kann sich in Richtung zu der Basis22 erstrecken oder umgekehrt. Es sollte klar sein, dass die Basis22 mit dem Außenrahmen21 durch herkömmliche Stege verbunden sein kann. - Wie in
2B gezeigt, umfasst das Gehäuse den Luftleitteil232 an seiner Einlassseite bzw. einen Luftleitteil231 an seiner Auslassseite. Alternativ umfasst der Außenrahmen21 den Luftleitteil232 an seiner Einlassseite und einen Luftleitteil231 an seiner Auslassseite, wobei die Luftleitteile231 ,232 spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Zudem ist der Radius der Nabe25 von einem Ende zu dem anderen Ende in die Richtung graduell reduziert, die durch den Pfeil D angezeigt wird, um eine geneigte Oberfläche251 zum gleichmäßigen bzw. geräuschlosen Leiten des Luftstroms zu bilden. Es sollte klar sein, dass der Pfeil D von der Auslassseite zu der Einlassseite zeigt. - Unter Bezugnahme auf
4 wird ein Auslegungstheorem der Erfindung beschrieben. Es sollte klar sein, dass Va die Geschwindigkeit in eine Axialrichtung darstellt, Vt die Geschwindigkeit in eine Tangentialrichtung darstellt, P0 einen Druck des Luftstroms vor dem Durchlaufen durch die Rotorblätter26 des Laufrads darstellt, P1 einen Druck des Luftstroms nach dem Durchlaufen durch die Rotorblätter26 des Laufrads darstellt, und P2 einen Druck des Luftstroms nach dem Durchlaufen durch die Statorblätter24 darstellt. Gemäß Bernoullischer Gleichung [P2 + 0,5 × ρ × Va2 = P1 + 0,5 × ρ × (Va2 + Vt2)] ist die Druckdifferenz ΔP = P2 – P1 = 0,5 × ρ × Vt2. Mittels der Auslegung der Statorblätter ist Vt im Wesentlichen gleich Null. Zudem, wie in2B gezeigt ist, kann der statische Druck mittels der Beziehung zwischen der Fläche A1 und A2, die in den Figuren gezeigt sind, gemäß der folgenden Gleichung verbessert werden.ΔP = 0,5 × ρ × [(Q/A1)2 – (Q/A2)2] - Es sollte klar sein, dass ρ die Dichte der Luft darstellt, und Q die Menge der Luft darstellt.
- Wie vorstehend bemerkt, werden Statorblätter
24 in dem Gehäuse der Erfindung bereitgestellt, und die Fläche des Gehäuses wird geändert, um die Axialgeschwindigkeit und die Radialgeschwindigkeit gleichzeitig zu reduzieren. Der statische Druck des Gebläses kann folglich bedeutend erhöht werden. Es sollte klar sein, dass die Höhe des Statorblatts24 und die Tiefe des Luftleitteils231 zum Erreichen des vorstehend beschriebenen Ziels einigen Einschränkungen unterliegen können. Die Tiefe h1 des Luftleitteils231 ist vorzugsweise wenigstens größer als die Hälfte der Höhe h2 des Statorblatts24 . Alternativ ist die Höhe h2 des Statorblatts24 wenigstens größer als ein Fünftel der Dicke H des Außenrahmens21 , wie in2B gezeigt. Zudem kann der turbulente Strom durch die abweichende Beziehung zwischen der Fläche A0 und der Fläche A1 verhindert werden. - Der Außenrahmen
21 , die Basis22 , der Luftleitteil231 und die Statorblätter24 können durch Spritzgießen integral gebildet werden. Der Außenrahmen21 kann quadratisch, rechteckig oder eine andere Form sein. Zum Beispiel kann der Außenrahmen21 kreisförmig sein, wie in5 gezeigt. Der Luftleitteil231 kann nach außen in eine radiale Richtung ausgedehnt sein. Der Außenrahmen21 kann aus Kunststoff, Metall (wie beispielsweise Aluminium) oder ein anderes Material mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt sein. - Wie vorstehend erwähnt werden die Statorblätter in der Wärmeableitungsvorrichtung der Erfindung und dessen Gehäuse in dem Gehäuse der Erfindung bereitgestellt, und die Fläche des Gehäuses wird geändert, sodass die Axialgeschwindigkeit und die Radialgeschwindigkeit reduziert werden, und der statische Druck des Gebläses kann bedeutend erhöht werden. Als eine Folge, stellt die Wärmeableitungsvorrichtung Geräuscharmut, einen hohen Luftstrom und einen hohen Luftdruck bereit. Zudem kann eine bessere Wärmeableitung erreicht werden.
- Während die Erfindung beispielhaft und in Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform eingeschränkt ist. Es ist im Gegenteil beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen (wie sie dem Fachmann klar sein werden) abzudecken. Dem Schutzumfang der anhängenden Ansprüche sollte deshalb die breiteste Interpretation zugestanden werden, um alle derartigen Modifikationen und ähnliche Anordnungen zu umfassen.
Claims (14)
- Gehäuse für eine Wärmeableitungsvorrichtung, enthaltend: einen Außenrahmen (
21 ); eine Basis (22 ); einen Luftleitteil (231 ), der an wenigstens einer Seite des Außenrahmens (21 ) gebildet ist; und eine Vielzahl von Statorblättern (24 ), die in dem Außenrahmen (21 ) zwischen der Basis (22 ) und dem Luftleitteil (231 ) zum Leiten eines Luftstroms angeordnet sind; wobei der Außenrahmen (21 ), der Luftleitteil (231 ) und die Statorblätter (24 ) integral gebildet sind, wobei die Tiefe (h1) des Luftleitteils (231 ) größer ist als die Hälfte der Höhe (h2) des Statorblatts (24 ) und die Höhe (h2) des Statorblatts (24 ) größer ist als ein Fünftel der Dicke (H) des Außenrahmens (21 ), so dass eine Geschwindigkeit des Luftstroms in Tangentialrichtung (Vt) im Wesentlichen auf null reduziert ist, nachdem der Luftstrom durch die Statorblätter (24 ) geleitet ist. - Gehäuse gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Einlassseite umfasst, und der Luftleitteil (
231 ) an der Einlassseite untergebracht ist. - Gehäuse gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Auslassseite umfasst, und der Luftleitteil (
232 ) an der Auslassseite untergebracht ist. - Gehäuse gemäß Anspruch 1, wobei der Außenrahmen (
21 ) quadratisch, rechteckig oder kreisförmig ist. - Gehäuse gemäß Anspruch 1, wobei der Außenrahmen (
21 ) aus Metall, Kunststoff oder einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist. - Gehäuse gemäß Anspruch 1, wobei die Basis (
22 ) mit dem Außenrahmen (21 ) durch die Statorblätter (24 ) oder Stege verbunden ist. - Gehäuse gemäß Anspruch 6, wobei ein Ende jedes der Statorblätter (
24 ) mit der Basis (22 ) verbunden ist, und sich das andere Ende jedes der Statorblätter (24 ) in Richtung zu dem Luftleitteil (231 ) erstreckt bzw. verlängert ist. - Gehäuse gemäß Anspruch 6, wobei ein Ende jedes der Statorblätter (
24 ) mit dem Luftleitteil (231 ) verbunden ist, und sich das andere Ende jedes der Statorblätter (24 ) in Richtung zu der Basis (22 ) erstreckt bzw. verlängert ist. - Gehäuse gemäß Anspruch 6, wobei die Statorblätter (
24 ) radial angeordnet sind und zwischen der Basis (22 ) und der Innenoberfläche des Außenrahmens (21 ) verbunden sind. - Gehäuse gemäß Anspruch 6, wobei der Außenrahmen (
21 ), die Basis (22 ), der Luftleitteil (231 ) und die Statorblätter (24 ) durch Spritzgießen gebildet sind. - Gehäuse gemäß Anspruch 1, wobei der Außenrahmen (
21 ) eine Einlassseite und eine Auslassseite umfasst, und die Luftleitteile (231 ,232 ) an der Einlassseite oder der Auslassseite des Außenrahmens (21 ) gebildet sind. - Gehäuse gemäß Anspruch 11, wobei der an der Einlassseite untergebrachte Luftleitteil (
231 ) und der an der Auslassseite untergebrachte Luftleitteil (232 ) spiegelsymmetrisch angeordnet sind. - Wärmeableitungsvorrichtung, enthaltend: ein Laufrad (
12 ), das eine Nabe (25 ) und eine Vielzahl von Rotorblättern (26 ) umfasst, die um die Nabe (25 ) angeordnet sind; und ein Gehäuse für die Wärmeableitungsvorrichtung zum Aufnehmen des Laufrads (12 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12. - Wärmeableitungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei der Radius der Nabe von dem Auslassseitenende zum Einlassseitenende graduell reduziert ist, um eine geneigte Oberfläche zu bilden.
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