CN112096632A - 风扇 - Google Patents

Abstract

提出一种风扇，具有用于产生流体流动的转子（2）并具有定子（3），定子（3）与转子（2）一起形成用于使转子（2）绕轴向方向（A）转动的电磁转动驱动器，转动驱动器设计为外转子，转子（2）包括以环形方式设计的磁性作用芯（22）和叶轮（21），叶轮包括轮毂（23），在其上布置用于产生流体流动的多个叶片（24），定子（3）设计为轴承和驱动定子，转子（2）能在没有接触的情况下被定子磁性地驱动并且能在没有接触的情况下相对于定子（3）磁悬浮，且转子（2）在垂直于轴向方向（A）的径向平面中主动地磁悬浮，叶轮（21）的轮毂（23）完全封闭转子（2）的磁性作用芯（22），且定子（3）被封装在由低磁导率材料制成的定子壳体（4）中。

Description

风扇

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分所述的具有用于产生流体流动的转子的风扇。

背景技术

风扇通常用于冷却各种设备，或者还用于使各种建筑物、系统或装置得到通风。通常，风扇的任务是产生流体流动，特别是空气流动，其然后例如作为传热介质从特定位置提取热或者提供热。流体流动或空气流动也可用于去除不需要的气体积聚或用新鲜空气替换它们。使用风扇的例子是例如计算机中的电子电路或电源的冷却。风扇也可以被集成到管道或管道系统中以在那里产生期望的流动或维持压力水平。特别地，在这样的应用中，当然期望风扇具有紧凑的设计。然而，它们应该提供高性能，这就是为什么风扇经常以极高的转速进行操作的缘故。

在许多应用中，也是如下的情况，即：风扇在多尘或以其他方式污染的环境中操作。尤其是在转子轴承上的灰尘或污物沉积物会导致非常高的磨损以及很短的使用寿命。特别地也为了解决这个问题，已知在其中转子在没有接触即特别地没有机械轴承的情况下被支承的风扇。例如，在这些风扇的情况下，转子由磁力或电磁力支承，通常针对其提供至少一个磁性轴承。在磁性轴承的情况下，在被动和主动磁性轴承之间进行基本区别。被动磁性轴承或稳定不能被控制或调节。它通常基于磁阻力。因此，被动磁性轴承或稳定是在没有外部能量供应的情况下操作的。主动磁性轴承是一种可以控制的轴承。在主动磁性轴承的情况下，例如通过施加电磁场，可以主动地影响或调节待支承的主体的位置。例如，从欧洲专利说明书EP-B-2 064 450中已知一种具有非接触式磁性支承转子的风扇。其中，提出了一种风扇，其包括至少一个被动径向磁性轴承和主动（即可调节）轴向磁性轴承系统。

另一方面，没有机械轴承的风扇特别适合于输送高纯度气体，因为不存在如在机械轴承中可能发生的磨耗的危险。这种高纯度气体可以用在例如激光技术中。

即使风扇中的转子的磁性轴承已经证明了其价值，但仍然存在改进的空间，特别是关于尽可能紧凑的风扇设计而同时保持风扇的高性能，或者关于风扇的磨损和使用寿命。特别是在化学侵蚀性的环境中，例如在半导体工业中发现的那些环境中，风扇例如在管道系统中暴露于侵蚀性物质，例如腐蚀性蒸汽或气体、包含固体颗粒或液体微滴的载有颗粒的空气流，例如光致抗蚀剂或六氟化硫（SF₆），其在半导体生产中用作蚀刻气体。这种更侵蚀性的环境经常导致风扇的增加的磨损或令人不满意地短的使用寿命。本发明致力于这些问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种非常紧凑且同时高效的风扇，其可以在没有用于转子的机械轴承的情况下操作，并且其还适用于在更侵蚀性的环境条件下使用。

满足该问题的本发明的目的的特征在于独立权利要求的特征。

根据本发明，由此提出了一种风扇，其具有用于产生流体流动的转子并且具有定子，所述定子与所述转子一起形成用于使所述转子绕轴向方向转动的电磁转动驱动器（drive），所述转动驱动器被设计为外转子，所述转子包括以环形方式设计的磁性作用芯以及叶轮，所述叶轮包括轮毂，在其上布置用于产生流体流动的多个叶片，所述定子被设计为轴承和驱动定子，所述转子能在没有接触的情况下被所述定子磁性地驱动并且能在没有接触的情况下相对于所述定子磁悬浮，所述转子在垂直于所述轴向方向的径向平面中主动地磁悬浮，所述叶轮的轮毂完全封闭所述转子的所述磁性作用芯，并且所述定子被封装在由低磁导率材料制成的定子壳体中。

优选地，流体流动是空气流动。

为了实现风扇的非常紧凑的设计，根据无轴承电机的原理来设计风扇的电磁转动驱动器。同时，无轴承电机对于本领域技术人员来说是充分已知的，从而不再需要对其功能进行详细描述。定子被设计为轴承和驱动定子，转子可以在操作状态下在轴向方向上在没有接触的情况下被磁性地驱动（即转动），并且可以相对于定子在没有接触的情况下磁悬浮。轴向方向由转子的期望的转动轴来确定。

术语"无轴承电机"是指转子在没有接触的情况下磁悬浮，其中没有设置单独的磁轴承。定子既是电驱动器的定子又是磁性轴承的定子。定子包括绕组，利用绕组可以产生转动磁场，所述转动磁场一方面在转子上施加引起其转动的转矩，另一方面在转子上施加可自由调整的横向力，使得其径向位置（即其在径向平面中的位置）可以被主动地控制或调节。因此，转子的至少三个自由度可以被主动地调节。关于其在轴向方向上的偏转，转子通过磁阻力被动地磁稳定，即，其是不可控制的。转子也相对于其余两个自由度被动地磁稳定，即相对于垂直于轴向方向的径向平面倾斜。

无轴承电机的原理的基本方面是在轴承和驱动定子中，不能在轴承单元和驱动单元之间进行区别。从现有技术中已知例如电磁驱动和轴承装置，在其中，驱动器的定子和磁性轴承的定子被组合以形成结构单元。定子包括一个或多个轴承单元以及驱动单元，该驱动单元例如可以布置在两个轴承单元之间。因此，这种装置示出了可与专门用于磁性轴承的驱动单元分开的轴承单元。然而，在本申请的意义上，这种装置不应理解为无轴承电机，因为它们实际上具有与驱动功能分开的、实现转子的轴承的单独的轴承单元。在本申请的意义上的无轴承电机的情况下，不可能将定子分成轴承单元和驱动单元。正是这个特征给予无轴承电机其名称。

本发明的另一基本方面是，转子的磁性作用芯和定子两者完全地且优选地被气密地封闭。以此方式，转子的磁性作用芯和定子并且尤其是例如定子上的绕组或定子的线圈芯被可靠地保护起来，尤其也在化学侵蚀性的环境中，在该环境中，风扇与例如腐蚀性气体、蒸汽或其他腐蚀性或酸性流体接触。转子的磁性作用芯和定子也被可靠地保护起来以免于诸如浆料的磨耗性流体。通过完全封闭磁性作用芯和定子，风扇即使在侵蚀性环境中也至少具有显著降低的磨损和显著更长的使用寿命。

转子的磁性作用芯完全地封闭在叶轮的轮毂中，其因此形成转子的外壳。定子被封装在定子壳体中，该定子壳体由低磁导率材料即仅具有低磁导率（磁导通率）的材料制成。例如，这种低磁导率材料可以是塑料。在本申请的框架内，低磁导率材料被理解为是如下材料，如通常实践那样，其磁导率数（相对磁导率）仅略微偏离或根本不偏离1（真空的磁导率数）。在任何情况下，低磁导率材料具有小于1.1的磁导率数。

由于定子和转子的磁性芯的完全包覆，封闭转子的磁性作用芯的轮毂和定子壳体的壁两者都必须布置在转子和定子之间的磁气隙中。这需要关于径向方向的转子和定子的磁性相互作用部分之间的大的距离，即，转子和定子的磁路中的磁气隙很大。令人惊讶的是，尽管是这种大的磁气隙，但是转子相对于定子的可靠且稳定的轴承也是可能的。

优选地，叶轮由第一塑料制成，并且定子壳体由第二塑料制成。第一和第二塑料可以是相同的塑料，或者第一和第二塑料可以是不同的塑料。

根据一个优选实施例，风扇包括具有吸力侧和压力侧的大致管状的壳体，其中，转子和定子壳体布置在该壳体中，并且其中，定子壳体通过多个支柱固定在该壳体中。这允许风扇容易地集成到管道或管道系统中，以在那里产生例如期望的流动或压力。为此目的，风扇的壳体可以在每一种情况下在吸力侧和压力侧两者上都包括凸缘，通过该凸缘，风扇可以附接到管道。固定定子壳体所利用的支柱可以有利地被设计为用于风扇的扩散器。

另一优选措施是，定子壳体具有第一壳体部分和第二壳体部分，第一壳体部分布置在转子内并且由转子的磁性芯包围，并且第二壳体部分具有至少与转子的磁性作用芯的外直径一样大的外直径。定子壳体的这种优化形状允许附加的部件（例如用于电磁转动驱动器的功率电子装置）布置在定子壳体中并且因此被定子壳体保护。

优选地，风扇包括用于控制或调节风扇的检查装置，检查装置布置在定子壳体的第二壳体部分中。这种措施实现了特别紧凑且节省空间的设计。整个检查装置被集成或构建到定子壳体中，所述检查装置可以包括用于产生电磁场的功率电子装置、用于驱动和支承转子的调节装置、以及传感器或评估单元（如果必要）。因此，只需要向风扇提供能量，并且如果需要，提供用于例如启动或停止风扇或者确定转速的信号。为此目的，可以设置向风扇提供电能的电源线。该电源线优选布置在固定定子壳体所利用的支柱中的一个支柱的内部。

此外，如果设置可以利用其来确定流体流动的压力或流量的传感器则是有利的，其中，传感器与检查装置信号连接，并且检查装置被设计用于调节或控制压力或流量。以此方式，例如，可以控制或调节由风扇产生的流体流动。传感器可以布置在吸力侧或压力侧上。特别地，传感器也可以被固定到定子壳体。

根据一个优选实施例，定子包括多个线圈芯，每个线圈芯在径向方向上延伸，每个线圈芯承载用于产生转动电磁场的集中绕组。特别优选地，定子具有确切六个线圈芯，每个线圈芯均承载集中绕组。

在优选的实施例中，转子的磁性作用芯包括环形的回流器（reflux）和多个永磁体，其中，回流器被连续地设计并且由软磁材料制成，并且每个永磁体被设计具有镰刀形的截面并且装配到回流器的径向内侧中。一方面，利用该实施例，可以实现磁性轴承的非常好的转矩和非常好的刚度，另一方面，由于需要特别少的永磁材料，所以降低了永磁体的成本。

另一有利的措施是，在定子壳体中设置用于散热的导热元件，导热元件被设计成使得其至少包围检查装置。导热元件优选是金属导热元件，并且例如由铝构成。导热元件可以例如是杯形的，使得其沿着第二壳体部分的内壁延伸。

为了支承转子的磁性轴承，转子优选地被设计用于转子的流体动力学稳定以防倾斜。由于这种流体动力学稳定，磁性轴承也有利地相对于轴向方向衰减，从而防止轴向轴承的振荡。

存在用于流体动力学稳定的各种措施，其中一些措施现在以非穷举列表提出：

叶轮的轮毂具有吸力侧端和压力侧端，其中，转子的磁性作用芯布置成相对于轴向方向更靠近轮毂的压力侧端而不是吸力侧端。这意味着，磁性作用芯不是相对于轴向方向在叶轮的轮毂中居中，而是在压力侧的方向上移位。

叶轮的轮毂可以在其吸力侧端处包括入口区域，其中轮毂被设计成在吸力侧端的方向上渐缩。

叶轮可以以这样的方式设计，即：每个叶片具有前缘，每个前缘垂直于轴向方向延伸。

叶轮可以以这样的方式设计，即：每个叶片具有后缘，每个后缘以与轴向方向成不同于90°的角度通向（open into）轮毂。

叶轮可以以这样的方式设计，即：每个叶片具有后缘，其中至少一个稳定环设置在后缘处，该稳定环与转子同轴布置。

叶轮也可以以这样的方式设计，即：每个叶片在位于轮毂的吸力侧端和压力侧端之间的位置处关于轴向方向通向轮毂。

其中仅实现了所提及的措施中的任何一种的风扇的实施例以及其中实现了所提及的措施的任何组合的这样的实施例是可能的。

本发明的其他有利措施和实施例由从属权利要求得出。

附图说明

下面将参考实施例和附图更详细地解释本发明。在附图中示出（部分地在截面中）：

图1是根据本发明的风扇的一个实施例的透视图；

图2是沿图1中的截面线II-II的通过该实施例的轴向方向上的截面；

图3如同图2，但是在透视图中；

图4是沿图2中的截面线IV-IV的垂直于轴向方向的通过该实施例的截面；

图5如同图4，但是在透视图中；

图6是透视图中的通过用于转子的磁性作用芯的变型的转子的磁性作用芯和定子的轴向方向上的截面；

图7是在沿着图6中的截面线VII-VII的透视图中的通过图6的转子的磁性作用芯和定子的垂直于轴向方向的截面；

图8如同图7，但是在针对截面表面的平面图中；

图9如同图8，但是用于阐明尺寸；

图10如同图9，但是用于阐明另外的尺寸；

图11如同图6，但是在针对截面表面的平面图中；

图12是透视图中的通过用于具有导热元件的定子壳体的设计的第一变型的轴向方向上的截面；

图13如同图12，但是针对用于定子壳体的设计的第二变型；

图14如同图12，但是针对用于定子壳体的设计的第三变型；

图15是图14的导热元件的透视图，用于本实施例的定子壳体的设计的第三变型；

图16是沿轴向方向的截面中的其中叶轮的叶片布置在风扇壳体中的转子的示意性截面图；

图17至图21在每种情况下如同图16，但是针对用于具有转子的流体动力学稳定的转子的设计的不同变型；以及

图22至图24是布置在管道中的根据本发明的风扇的实施例的不同变型的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的风扇的一个实施例的透视图，该风扇整体上由附图标记1表示。为了更好地理解，图2和图3仍然示出了根据图1中的截面线II-II的该实施例的两个截面图，其中图2示出了针对截面表面的平面图，而图3在透视图中示出截面。

风扇1包括用于产生流体流动（例如空气流动或气体流动）的转子2和定子3，该定子3与转子2一起形成用于使转子2绕轴向方向A转动的电磁转动驱动器。转子2和定子3形成转动驱动器，其被设计为外转子，即，转子2在操作状态下包围定子3并且绕内侧定子3转动。

电磁转动驱动器是根据无轴承电机原理设计的，并且包括：转子2，其可以在没有接触的情况下磁驱动并且被设计成无线圈的；以及定子3，其被设计为轴承和驱动定子，利用其，转子2可以在操作状态下绕期望的转动轴在没有接触的情况下磁驱动并且可以相对于定子3在没有接触的情况下磁悬浮。期望的转动轴定义了轴向方向A。定子3相对于转子2布置在内侧。

在下文中，定义了轴向方向A的期望的转动轴指的是当转子2相对于定子3处于居中且非倾斜位置时转子2绕其转动的转动轴。转子2然后在垂直于定子3的中心轴的平面中居中且相对于该平面不倾斜。期望的转动轴通常与定子3的中心轴重合。

在下文中，垂直于轴向方向的方向通常还被称为径向方向。径向平面是指垂直于期望的转动轴或轴向方向A的平面，其是定子3的磁中心平面。径向平面定义了笛卡尔坐标系的x-y平面，该笛卡尔坐标系的z轴沿轴向方向A延伸。

为了更好的理解，图4和图5各自示出了通过图1所示的实施例的截面，其中截面在径向平面中即在定子3的磁中心平面中垂直于轴向方向A，如图2中由截面线IV-IV表示的。图4示出了针对截面平面即定子3的磁中心平面的平面图，而图5在透视图中示出截面。

转动驱动器的转子2设计成无线圈的，即在转子2上没有设置绕组。转子2包括以环形方式设计的磁性作用芯22、以及包括轮毂23和布置在轮毂23上的多个叶片24的叶轮21。叶轮21被设计为轴向叶轮。叶片24在操作状态下产生流体流动。叶轮21的轮毂23和叶片24由第一塑料构成。转子2既是利用其产生空气流动的风扇1的转子2，又是利用其驱动叶轮21的转动的电磁转动驱动器的转子2。也被称为整体转子的该实施例使得能够实现风扇1的特别紧凑设计。

转子2的磁性作用芯22设计成环形盘或圆形圆柱环的形式，其中在轴向方向A上具有高度HR（图11）并且具有内半径IR（图9）。转子2的"磁性作用芯22"指的是与定子3磁性地相互作用以用于产生转矩和用于产生磁性支承力的转子2的区域。

转子24的磁性作用芯22包括环形径向外部回流器222和至少一个永磁体221，其可以例如被设计为永磁环。当然，也可以设置多个永磁体221，每个永磁体例如设计为环形段。在这里描述的实施例中——特别参见图4和图5——总共设有四个永磁体221，它们一起形成环。如图4和图5中的没有附图标记的箭头所示，每个永磁体221在半径或直径方向上被磁化。相邻的永磁体221各自以相反的方向极化，即，在每种情况下半径或直径向内极化的永磁体221和半径或直径向外极化的永磁体221彼此相邻。这里，转子2因而是四极的，即以极对数二来设计。

那些硬磁性的即具有高矫顽场强度的铁磁或亚铁磁材料通常被称为永磁体。矫顽场强度是使材料去磁所需的磁场强度。在本申请的框架内，永磁体被理解为具有矫顽场强度、更准确地说磁极化的矫顽场强度的材料，其相当于大于10,000 A/m。转子的磁性作用芯的所有永磁体221优选由钕铁硼（NdFeB）或钐钴（SmCo）合金构成。

磁性作用芯22还包括环形回流器222，其绕所有永磁体221径向地布置在外侧。回流器222由铁磁材料构成，并且用于引导磁通量。回流器222封闭所有永磁体221。

转子2的磁性作用芯22布置在叶轮21的轮毂23中，使得叶轮21的轮毂23完全地封闭转子2的磁性作用芯22，并且轮毂23形成用于转子2的磁性作用芯22的外壳。为此目的，例如，在制造过程期间，磁性作用芯22可以通过用制成轮毂23的第一塑料进行模制来封装。然而，也可以提供具有磁性作用芯22插入其中的环形凹槽的轮毂23。随后，环形凹槽用适当形状的塑料盖关闭，其然后例如通过焊接工艺连接到轮毂23的其余部分。然后，转子2的磁性作用芯22被气密地封装。

定子3包括多个（这里是六个）以星形方式布置的线圈芯31。每个线圈芯31设计为条形，并从设置在定子3中心的中心极片32径向向外延伸并结束于圆形极靴311（也参见图9），使得每个线圈芯31具有基本上为T形的外观。所有极靴311的径向外部边界表面都位于与中心极片32的纵向轴同轴的圆形圆柱体上。

为了产生转子2的磁驱动和磁性轴承所必需的转动电磁场，线圈芯承载绕组。在这里描述的实施例中，例如，绕组以使得在每种情况下集中绕组作为分立线圈33缠绕每个线圈芯31的方式设计。这些线圈33用于在操作状态下产生那些转动电磁场，利用所述转动电磁场，对转子2作用转矩，并且利用所述转动电磁场，可以在径向方向上对转子2施加任意可调整的横向力，使得可以主动地控制或调节转子2的径向位置、即其在垂直于轴向方向A的径向平面中的位置。

定子3的中心极片32和线圈芯31以及转子2的磁性作用芯22的回流器222两者均由软磁材料制成，因为它们用作用于引导磁通量的磁通传导元件。合适的软磁材料例如是铁磁或亚铁磁材料，特别是铁、镍-铁或硅-铁。尤其对于定子3，在此优选的是作为定子片金属堆叠的设计，其中线圈芯31和中心极片32由片金属制成，即它们由堆叠的若干个薄元件构成。转子2的磁性作用芯22的回流器222也可以由片金属制成。作为片金属设计的替代，由电绝缘和压缩的金属颗粒构成的软磁复合材料也可用于转子和/或定子。特别地，这些软磁复合材料（也被描述为SMC（软磁复合物））可以由涂有电绝缘层的铁粉颗粒构成。然后使用粉末冶金工艺将这些SMC形成为期望的形状。

如上已述，具有转子2和定子3的电磁转动驱动器是根据无轴承电机的原理来设计的，其中转子2在没有接触的情况下被磁驱动，并且相对于定子3在没有接触的情况下被磁悬浮，其中没有针对转子2提供单独的或可分离的磁性轴承。轴承功能和驱动功能是用同一定子3来实现的，其中不可能将定子3分成轴承单元和驱动单元。驱动功能和轴承功能不能彼此分开。术语"无轴承电机"已经被建立用于这种转动驱动器，因为没有针对转子2提供单独的磁性轴承或磁性轴承单元。这些特别高效的无轴承电机的特征特别在于，它们的设计极其紧凑，其中同时实现了"无接触"概念。

因此，无轴承电机是一种电磁转动驱动器，其中转子2相对于定子3磁悬浮，其中没有设置单独的磁性轴承或磁性轴承单元。为此目的，定子3被设计为轴承和驱动定子，其既是电驱动器的定子3又是磁性轴承的定子3。通过轴承和驱动定子3的线圈33可以产生转动磁场，所述转动磁场一方面在转子2上施加引起其转动的转矩，另一方面在转子2上施加可任意调整的横向力，使得其径向位置（即其在径向平面中的位置）可以被主动地控制或调节。现在，无轴承电机对于本领域技术人员来说是公知的，因此不再需要对其功能进行详细描述。

因此，转子2的三个自由度可以被主动地控制或调节，即其在径向平面中的位置（两个自由度）以及其绕轴向方向A的转动。关于其在期望的转动轴的方向上的轴向偏转，转子2通过磁阻力被动地（即不可控）磁稳定或悬浮。转子2也相对于其余两个自由度被动地磁稳定或悬浮，即相对于垂直于轴向方向的径向平面而倾斜。因此，转子2的径向轴承对应于主动径向磁性轴承的功能，并且轴向轴承对应于被动轴向磁性轴承的功能。

与常规的磁性轴承相比，无轴承电机的电机的驱动和磁性轴承是经由转动电磁场来实现的。通常，在无轴承电机中，磁驱动和轴承功能由两个转动磁场的叠加来产生，这两个转动磁场通常称为驱动和控制场。利用定子3的绕组或线圈33产生的这两个转动场通常具有相差一的极对数。例如，如果驱动场具有极对数p，那么控制场具有极对数p+1或p-1。利用驱动场产生在径向平面中作用于转子2的切向力，从而产生使转子2绕轴向方向A转动的转矩。通过将驱动场与控制场相叠加，也可以在径向平面中在转子2上产生任意可调整的横向力，利用其，可以调节转子2在径向平面中的位置。因此，不可能将定子3的线圈33产生的电磁通量分成仅提供转子2的驱动的（电）磁通量和仅实现转子2的磁性轴承的（电）磁通量。

一方面，为了产生驱动场和控制场，可以使用两种不同的绕组系统，即，一种用于产生驱动场，而一种用于产生控制场。然后，用于产生驱动场的线圈通常称为驱动线圈，而用于产生控制场的线圈称为控制线圈。然后，施加到这些线圈中的电流被称为驱动电流或控制电流。另一方面，也可以用仅一个单绕组系统产生驱动和轴承功能，使得在驱动线圈和控制线圈之间没有区别。这可以以这样的方式实现，即：通过计算（即，例如通过软件）将在每种情况下由检查装置5确定的驱动电流和控制电流的值相加或叠加，并且将所得到的总电流施加到相应的线圈33中。在这种情况下，当然不再可能在控制线圈和驱动线圈之间区分。在这里描述的实施例中，实现了后一种变型，即，在驱动线圈和控制线圈之间没有区别，而是仅存在一个绕组系统，在该绕组系统的六个线圈33中施加数学上确定的驱动电流和控制电流的总和。然而，当然也可以将根据本发明的风扇1设计成具有两个单独的绕组系统，即，具有单独的驱动线圈和单独的控制线圈。

例如用于确定转子的位置的传感器技术、设计为无轴承电机的转动驱动器的控制、供电和调节对于本领域技术人员来说是公知的，并且在此不需要任何进一步的解释。

在根据本发明的风扇1中，不仅转子2的磁性作用芯22被叶轮21的轮毂23完全封闭，而且定子3也被封装在由低磁导率材料制成的定子壳体4中。这种低磁导率材料优选为第二塑料。

低磁导率材料是仅具有低磁导率（磁传导率）的材料。在本申请的框架内，低磁导率材料如通常实践那样被理解为是如下那些材料：其磁导率数（相对磁导率）仅略微偏离或根本不偏离1（真空的磁导率数）。在任何情况下，低磁导率材料具有小于1.1的磁导率数。因此，低磁导率材料具有比例如制成线圈芯31的铁磁材料低得多的磁导率。

如上已述，制成定子壳体4的这种低磁导率材料优选为第二塑料。因此，优选地，转子2的叶轮21由第一塑料制成，并且定子壳体4由第二塑料制成。当然，第一塑料和第二塑料可以是相同的塑料，并且这对于许多应用也是优选的。另一方面，第一塑料和第二塑料也可以是不同的塑料。

例如，第一和/或第二塑料可以是以下塑料中的一种：聚乙烯（PE）、低密度聚乙烯（LDPE）、超低密度聚乙烯（ULDPE）、乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚氨酯（PU）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚丙烯酸类、聚碳酸酯（PC）或硅树脂。对于许多应用，材料聚四氟乙烯（PTFE）和全氟烷氧基聚合物（PFA）（已知商标名称为Teflon）也适合作为第一和/或第二塑料。

优选地，这些塑料中的一种用作第一塑料以气密地封装转子2的磁性作用芯22，并且这些塑料中的一种用作第二塑料以气密地封装定子3。由于这足以理解，所以在下文中将不在第一和第二塑料之间进行区别。

由于所有提到的塑料都是低磁导率的，即它们较差地传导磁通量，所以在一方面转子2的磁性作用芯22和另一方面定子3的线圈芯31的极靴311之间沿径向方向布置的轮毂23和定子壳体4的区域被分配给转子2和定子3之间的磁气隙。转子2和定子3之间的磁气隙因此等于转子2的磁性作用芯22和定子3的线圈芯31的极靴311之间沿径向方向的距离。因此，磁性作用芯22的气密封装和定子3的气密封装引起与其他无轴承电机相比更大的磁气隙。当转子3居中时，磁气隙的宽度例如为4 mm或甚至更大。这意味着，在磁气隙的宽度为4mm的情况下，从一个极靴311到相对的极靴311测量的定子3的最大直径比转子2的磁性作用芯22的内直径小8 mm。

风扇1还包括壳体6，其在形状方面基本上为管状，并且同轴地包围转子2的叶轮21。壳体6具有风扇1通过其吸入空气的吸力侧61（图2、图3）、以及风扇1通过其排出空气的压力侧62。转子2和由其封闭的定子3以及整个定子壳体4在吸力侧61和压力侧62之间布置在管状壳体6中，其中定子壳体4优选地经由多个支柱7附接到壳体6的压力侧62。每个支柱7从定子壳体4沿径向方向向外延伸到管状壳体6的内壁。全部支柱7可被设计为扩散器。优选地，支柱7由第一塑料或第二塑料制成。

壳体6还具有在吸力侧61上的吸力侧凸缘63和在压力侧62上的压力侧凸缘64。通过凸缘63和64，风扇1可以以简单的方式集成到管道或管道系统中（例如参见图22）。在这里描述的实施例中，两个凸缘63、64被设计成矩形，并且特别是正方形，并且在每个凸缘63、64的每个角部中，在每种情况下都设置安装孔65，以用于相应接收例如螺钉（未示出）的紧固装置，使得风扇1可以以简单的方式附接到另一元件，例如附接到另一凸缘。

定子壳体4包括第一壳体部分41和第二壳体部分42，它们关于轴向方向A一个布置在另一个上方，第一壳体部分41布置在壳体6的吸力侧61上，并且第二壳体部分布置在壳体6的压力侧62上。每个壳体部分41、42具有圆柱形状，第二壳体部分42的外直径D2（图2）大于第一壳体部分41的外直径D1。总体上，定子壳体4封闭当L绕长腿转动时所产生的空间。

第一壳体部分41的外直径D1小于转子2的轮毂23中的中心凹槽的内直径，使得第一壳体部分41可插入该中心凹槽中。电动转动驱动器的定子3布置在定子壳体4的第一壳体部分41中，使得当定子壳体4插入到转子2的轮毂23中的中心凹槽中时，定子3被转子2的磁性作用芯22包围。这导致了外转子的转动驱动器的通常布置，其中定子3被转子2在内侧径向向内包围。

定子壳体4的第二壳体部分42的外直径D2被定尺寸成使得其至少与转子2的磁性作用芯22的外直径DM一样大。在每种情况下，定子壳体4利用其固定在壳体6中的支柱7被布置在第二壳体部分42上并且从该处沿径向方向延伸到壳体6的内壁。在根据表示布置在转子2下方的定子壳体4的第二壳体部分42中设有检查装置5，利用该检查装置驱动和调节风扇1。检查装置5包括功率电子装置、以及调节和控制装置，利用所述功率电子装置产生用于线圈33的电流，利用所述调节和控制装置调节或控制转子2的驱动和转子2的径向位置。以相同方式，检查装置5可包括流动回路和/或压力控制回路，其可在可选的压力或流量传感器的连接之后被激活。功率电子装置优选地设计为电路板或印刷电路板（PCB）。此外，检查装置5可以包括不同的传感器和用于处理由传感器提供的信号的评估单元。由于整个检查装置5也布置在定子壳体4中的事实，所以实现了风扇1的极其紧凑且节省空间的设计。此外，在气密密封的定子壳体4中的检查装置5也被保护以免于化学侵蚀性的环境条件以及灰尘和污物。

此外，为线缆72设置了馈电导体71，通过该馈电导体给检查装置5供给能量。线缆72还可以用于向检查装置5或从检查装置5传输模拟或数字信号。为此目的，线缆72例如连接到电压源和通信接口400（图22）。从定子壳体4的第二壳体部分42到风扇1周围的馈电导体71特别优选地设置在支柱7之一中，或者馈电导体71用作支柱7之一。

由于定子3和转子2的磁性作用芯22以及检查装置5都因此被气密地封装，所以风扇1非常适合在有问题的环境中使用，例如在半导体工业中所发现的那些环境。在那些环境中可能存在腐蚀性的蒸汽、气体或者甚至酸性的物质，其在仅仅很短的操作时段之后就可能会使常规的风扇显著地损坏。然而，风扇1还特别地要抵抗环境的机械污染，例如灰尘或固体颗粒。由于定子3和转子2的磁性作用芯22的无轴承概念和气密封装，风扇1特别适合在高纯度环境中使用或用于输送高纯度气体，例如在激光技术中使用的那些。

图6-8示出了转子2的磁性作用芯22的设计的优选变型。由于其足以理解，因此为了更好地综述，在图6、图7和图8中仅示出了转子2的磁性作用芯22和定子3。图6以透视截面图示出了该变型，其中该截面是沿通过定子3的中心极片32的中心的轴向方向A所取的。图7以沿图6中的截面线VII-VII的透视截面图示出了转子2的磁性作用芯22的该变型。该截面是垂直于通过定子3的中心的轴向方向A所取的。图8示出了针对图7的截面表面的平面图。

在用于转子2的磁性作用芯22的这种同样环形的变型中，环形的回流器222和多个永磁体221（在此为四个）径向地设置在外侧。回流器222被设计成连续并且由软磁材料制成。四个永磁体221中的每个以如下的方式设计，即：其具有垂直于轴向方向A的镰刀形截面并且关于轴向方向A在转子2的磁性作用芯22的整个高度HR（图11）之上延伸。永磁体221在回流器222的径向内侧上关于周向等距地布置，并且装配到在回流器222的径向内侧中的对应成形的凹槽中。

因此，每个永磁体22在径向方向上由两个圆形圆柱段界定，即，由具有与转子2的磁性作用芯22的径向内侧边界表面223相同的半径和相同的中心的圆形圆柱段径向内侧界定，并且由其中心从磁性作用芯22的径向内侧边界表面223的中心移位并且其半径小于磁性作用芯22的径向内侧边界表面的半径的圆形圆柱段径向外侧界定。

如图6-图8中的无附图标记箭头所示，每个永磁体在半径或直径方向上被磁化。永磁体221关于转子2的周向交替地在外侧的半径或直径方向上磁化以及在内侧的半径或直径方向上磁化，使得相应相邻的永磁体221在相反方向上被磁化。转子2因此设计成具有四个磁极，即具有磁极对数2。

为了使风扇1尽可能有力和高效，转子2的高转速是优选的，这就是为什么转子2优选地设计成具有四个磁极的原因。

特别地，也关于转子2的可靠无接触的磁性轴承，特别优选的是，转子2的环形盘状的磁性作用芯22（不管其具体设计如何）具有的内直径是磁性作用芯22在轴向方向A上的高度HR（图11）的至少1.5倍且优选地是其两倍那么大。如果当在径向方向上观察时的高度HR在磁性作用芯22上变化即其不是恒定的，则至少在磁性作用芯22的径向内侧边界表面223处，应当满足以下条件，即：磁性作用芯22的内直径是磁性作用芯22的高度HR的至少1.5倍且优选地是其两倍那么大。这意味着HR指定了磁性作用芯22在其径向内侧边界表面223处的高度。

下面，基于图9至图11说明转子2的磁性作用芯22和定子3的一些优选几何尺寸，其对于转子2的无接触驱动和转子2的无接触磁性轴承是特别有利的。图9和图10在每种情况下基本上示出与图8相同的图示，即垂直于轴向方向A的截面，但其中画出了一些尺寸。图11基本上示出了与图6相同的图示，即沿轴向方向A的截面，但其中画出了一些尺寸。

MR指定转子2的环形磁性作用芯22在径向平面中的几何中心。

IR指定磁性作用芯22的内半径。这意味着IR指定磁性作用芯22的内直径的一半。

HR指定在轴向方向A上在磁性作用芯22的径向内侧边界表面223处磁性作用芯22的高度。

BM指定永磁体221在径向方向上的最大厚度。

BR指定磁性作用芯22在径向方向上的厚度。

MP指定位于径向平面中的圆形圆柱段的几何中心，其形成永磁体221的径向外侧边界。

E指定转子2的磁性作用芯22的中心MP与中心MR之间的距离。

MS指定定子3或定子3的中心极片32在径向平面中的几何中心。

AS指定定子3的外半径，即，其上布置有极靴311的圆形圆柱的半径。

BP指定定子3的线圈芯31的极靴311的开口角。该开口角BP是从圆周方向看时连接中心MS和极靴311的两端的两条连接线（即从基本上为T形的线圈芯31的T的短腿的两端到中心MS的连接线）所围成的角。

BS指定线圈芯31在径向平面中的宽度。

HS指定线圈芯21在轴向方向A上的高度。如果线圈芯21的高度HS在径向方向上改变，则HS指定线圈芯31在径向外端即在极靴311处的高度。在这里描述的实施例中，当沿径向方向观察时高度HS是恒定的，并且中心极片32也具有沿轴向方向A的高度HS。

优选的是以下相对尺寸：

BM与BR之比优选为0.5-0.9，特别优选为0.7。

E与IR之比优选为0.25-0.65，特别优选为0.45。

BS与AS之比优选为0.25-0.45，特别优选为0.35。

HR与HS之比优选为1.5-2.5，特别优选为2.0。

极靴311的开口角BP优选为30°-45°，并且特别优选为40°。

另一优选的措施是，在定子壳体4中设置导热元件8，以便使例如检查装置5的功率电子装置产生的热和/或定子3通过流动电流而产生的热以最佳的可能方式散布或耗散。导热元件8由具有良好导热性的材料（例如金属材料）构成。优选地，导热元件8由铝制成。下面，解释导热元件8的不同变型，其中导热元件8优选地总是由铝制成。

图12以透视截面图示出了用于具有导热元件8的定子壳体4的设计的第一变型。导热元件8被设计和布置成使得其至少包围检查装置5，从而使尤其由功率电子装置产生的热尽可能地被散布。

在图12所示的变型中，导热元件8设计成套筒，其完全沿着定子壳体4的第二壳体部分42的内圆柱壁延伸，在其中布置有检查装置5。导热元件8直接贴靠在第二壳体部分42的圆柱壁的内侧上。因此设计为套筒的导热元件8具有与定子壳体4的圆柱第二壳体部分42的内直径相对应的外直径W2。导热元件8具有旋转对称的L形轮廓，使得环形区域421在其内侧也衬有导热元件8，所述环形区域界定沿径向方向突出超过第一壳体部分41的第二壳体部分42的端面并且因此根据表示而布置在转子2下方。由于这种措施，由检查装置5产生的热尤其被散布在第二壳体部分42的壁上的大的区域上。由于这种措施，尽管是优选制成定子壳体4的导热较差的塑料，也能够从定子壳体4中耗散足够的热。热在第二壳体部分42的内壁上尽可能大的区域上散布，并被引入塑料中。此外，优选的是，热被馈送到在操作状态下经受特别强的流体动力学流动的定子壳体4的区域中，通过其，热被可靠地耗散。

在图13所示的定子壳体4的设计的第二变型中，定子3也与导热元件8热耦合。导热元件8包括具有旋转对称的U形轮廓的杯81。杯81完全沿着定子壳体4的第二壳体部分42的内圆柱壁延伸并抵靠在其上。因此，杯81具有外直径W2，其对应于定子壳体4的圆柱第二壳体部分42的内直径。

与图12所示的第一变型不同，在第二变型中，导热元件8（更确切地说是杯81）在第一壳体部分41和第二壳体部分42之间的边界处完全关闭。此外，导热元件8包括沿轴向方向A延伸的居中布置的杆82。根据表示，杆82从杯81沿轴向方向A延伸，完全穿过定子3的中心极片32，并结束于中心极片32上方（图13）。由于这种措施，定子3还热连接到导热元件8，使得定子3中产生的热也经由定子壳体4并且特别是经由第二壳体部分42的壁在大区域上散布。定子3中产生的热主要基于例如由铜线制成的线圈33中的电流流动（所谓的铜损）、基于在例如由铁制成的线圈芯31和中心极片32中感应的涡流、以及基于再磁化损耗（所谓的磁滞损耗）。涡流损耗和磁滞损耗一起也被称为铁损。

在图14中表示了用于具有导热元件8的定子壳体4的设计的第三变型。为了更好理解，图15还示出了来自图14的导热元件8的透视图。

在第三变型中，如在第二变型中那样，导热元件8还包括包围检查装置5的杯81和从杯81沿轴向方向A延伸穿过中心极片32的内部的杆82。另外，在第三变型中设置有圆盘形板83，其布置在杆82的背离杯81的端部处并且平行于径向平面。板83具有直径W1，其对应于圆柱第一壳体部分41的内直径。根据表示（图14），板83布置在定子3的线圈33上方，并抵靠沿轴向方向A在吸力侧61上界定第一壳体部分41的内端面411上。在该第三变型中，热因此额外地散布在定子壳体4的内端面411上的大区域上，并被引入到定子壳体4的塑料中。因此，内端面411还用作额外的表面，当然优选地也由铝制成的板83将热引入到该额外的表面中，该热随后被进入的流体带走。

在图15中，还示出了另一有利的措施，其当然也可以在第一变型（图12）或第二变型（图13）中实现。导热元件8实际上优选地设置有多个狭缝84，每个狭缝在热的热流动方向上延伸，即在径向方向上向外延伸。如果导热元件优选地由金属材料制成（即特别是铝），则导热元件8中的涡流和相关联的涡流损耗可以至少非常强烈地减小，而通过狭缝84的热的热耗散仅受可忽略的影响。在图15所示的导热元件8的第三变型中，在径向方向上延伸的狭缝84设置在板83和杯82两者中。

下面，基于图16-图21说明转子2的叶轮21的设计的一些变型。所有这些表示都是示意性的，并简化到足以理解的程度。叶轮21包括围绕封装在定子壳体4中的定子3布置的环形轮毂23、以及牢固地连接到轮毂23的若干个叶片24。优选由塑料制成的叶片24可以与轮毂23一体制成，或者叶片24与轮毂23分开制造并且然后例如通过粘合剂或通过焊接工艺牢固地连接到轮毂23。

轮毂23优选地以两件制造成使得首先制造轮毂23的第一部分，其中为转子2的磁性作用芯22提供凹槽。磁性作用芯22然后插入到该凹槽中。随后，设计为盖的轮毂23的第二部分优选通过焊接工艺牢固地连接到轮毂的第一部分，使得磁性作用芯22气密地封装在轮毂23中。

如尤其在图3中可以清楚地看到的，叶轮21的叶片24优选地各自设计成使得它们针对轴向方向A倾斜。为了更好理解，在示意图16至图21中没有表示针对轴向方向A的这种倾斜。在这些图16至图21中，在绕轴向方向A转动期间由叶片24扫过的空间在每种情况下都以沿着转动轴的截面（即沿着轴向方向A的截面）表示，使得叶片24针对轴向方向A即针对图16至图21中的相应截面平面的倾斜没有表示。这些表示在每种情况下对应于叶片24到相应绘图平面上的竖直投影。

此外，图16-图21在每种情况下示出了当磁悬浮转子2关于定子3在径向平面中即在定子3的磁中心平面中居中时处于操作状态的叶轮21。在图16-图21中仅示出了定子壳体4。没有附图标记的箭头在每种情况下指示流体流动即特别是空气流动所流动的方向。根据表示，在每种情况下，吸力侧61在顶部而压力侧62在底部。在图16至图21中，也称为几何中心平面RM。几何中心平面RM是垂直于轴向方向A的平面，其延伸穿过转子2的磁性作用芯22的几何中心。如果转子2居中并且关于定子3不倾斜，则几何中心平面RM和径向平面即定子3的磁中心平面重合。

优选地，叶轮21的所有叶片24被相同地设计。

图16示出了具有叶轮21的转子2的第一变型的示意性截面图，其包括轮毂23和叶片24。每个叶片24具有面向吸力侧61的前缘241和面向压力侧62的后缘242。在该第一变型中，每个叶片24被设计并布置成关于中心平面RM对称。每个叶片24在轴向方向A上的高度从轮毂23在径向方向上向外减小。关于中心平面RM对称的前缘241和后缘242在每种情况下都可以如图16所示那样弯曲。当然，也可以将前缘241和后缘242设计成直线，即没有弯曲。

如上已述，由于一方面转子2的磁性芯22以及另一方面定子3的完全封装，转子2和定子3之间的磁路中的磁气隙与已知的设计为无轴承电机的转动驱动器相比相当大。因此，特别优选的措施是，具有叶轮21的转子2被设计用于在操作期间的转子2的流体动力学稳定。特别地，转子2应当优选地以这样的方式设计，即，使得流过风扇1的流体（即，例如流动空气）使转子2关于其在轴向方向A上的位置稳定，并且防止关于径向平面的倾斜。在这样做时，实现了通过流动流体关于转子2被动磁悬浮或稳定的那些自由度使转子2稳定。因此流体动力学稳定支持了被动磁性轴承或转子2的稳定。由于通过流动流体的流体动力学稳定，转子2的被动磁性轴向轴承特别地也被衰减，使得转子2在轴向方向A上的振动被抑制或至少被强烈地衰减。

下面，基于非穷举列表中的不同变型，解释如何能够将转子2设计成用于流体动力学稳定的措施。应当理解，这些措施中的一些措施也可以进行组合。

图17示出一种变型，其中叶片24一方面具有不对称的设计，另一方面在吸力侧61的方向上移位。每个叶片24被设计和布置成使得其重心明显在中心平面RM之外并且在吸力侧61与中心平面RM之间。前缘241从轮毂23沿径向方向以直线（即不弯曲）延伸到外侧，即其垂直于轴向方向A延伸，其中前缘241与轮毂23的吸力侧端对齐。后缘242以与图16中所示的变型类似的方式沿径向方向弯曲，但也沿吸力侧61的方向移位。

图18所示的变型以与图17所示的变型类似的方式设计，然而，在根据图18的变型中，叶片24（更准确地说是它们各自的重心）在吸力侧61的方向上甚至进一步移位。此外，每个前缘241也是弯曲的，该弯曲使得前缘241的径向内侧端与轮毂23的吸力侧端对齐，并且前缘241的径向外侧端在吸力侧61的方向上突出超过轮毂23的吸力侧端。

在图19所示的变型中，转子2的磁性作用芯22在轮毂23的压力侧端的方向上移位。因此磁性作用芯22不再关于轴向方向A在轮毂23中居中，而是布置成相比于轮毂23的吸力侧端更靠近轮毂23的压力侧端。每个前缘241从轮毂23沿径向方向以直线（即不弯曲）延伸到外侧，即，其垂直于轴向方向A延伸，其中，每个前缘241与轮毂23的吸力侧端对齐。后缘242在每种情况下以与图17中所示的变型类似的方式沿径向方向弯曲，但是，根据表示（图19），后缘242在轮毂23的压力侧端上方通向轮毂23的外表面，即，后缘242关于轴向方向A不延伸到轮毂23的压力侧端。当然，也可以利用图19所示的变型将后缘242设计成直线，即，不弯曲。

图20所示的叶轮21的变型以与图19所示的变型类似的方式设计。然而，在图20所示的变型中，叶轮21的轮毂23在其吸力侧端处具有入口区域231，其中轮毂23设计成沿吸力侧端的方向渐缩。这意味着在该入口区域231中，轮毂23被设计成圆锥形或截头圆锥形，其中圆锥的顶点位于吸力侧处。根据表示，入口区域231关于轴向方向A布置在磁性作用芯22上方。

图21所示的变型以与图16所示的变型类似的方式设计。然而，在图21所示的变型中，设置了若干个同心布置的稳定环243，每个稳定环布置在所有叶片24的后缘243处，并且关于轴向方向A突出超过在压力侧上的叶片24。每个稳定环243与转子2同轴布置，并且在每种情况下在所有叶片24的后缘242上延伸。在图21所示的变型中，设置了三个同心稳定环243。当然，也可以只设置一个稳定环243。

如上已述，图16至图21中描述的变型或措施也可以被组合。例如，因此在根据图17至图20的变型中，在每种情况下也可以提供一个或多个稳定环243。在所有变型（参见图16至图21）中可以实现的另一优选措施是如果每个后缘以与轴向方向A成不同于90°（并且尤其是小于90°）的角度通向轮毂23。这种措施对于沿径向方向弯曲的后缘242（参见图16至图21）和对于直的（即不弯曲的）这种后缘（未示出）都是可能的。

此外，或者作为流体动力学稳定的替代，也可以通过线圈33或由它们产生的电磁场来提供主动衰减。为此目的，由线圈33产生的转动场以这样的方式定向，即：它不再在转子2上引起任何转矩，而是减弱或增强由永磁体221产生的磁场。这意味着，线圈产生的转动场以这样的方式调节，即：电流指针指向与磁通量指针相同或相反的方向，使得在这两个指针之间不再存在90°相位移位。

该方法也可以有利地用于特别快速地使转子减速。通过尝试改变转子2中的永磁体221的磁化来破坏转子2中存在的动能。转子2的动能的这种破坏会导致转子2的转动的快速减速。

另一优选的措施是，设置传感器9，利用该传感器可以确定流体流动的压力或流量，其中传感器9与检查装置5信号连接。优选地，检查装置5然后被设计成调节或控制压力或流量。传感器9可以布置在转子2的吸力侧或压力侧上。

基于图22至图24中的示意图，现在说明各种变型，其中风扇1被设计和布置用于调节或控制流体流动，例如空气流动。在本申请中示例性地提及，风扇1集成到管道100中并且在那里产生可调节的或可控制的流体流动。管道100布置在腔室200中。其可能是需要耐化学性的腔室200，如可能是在半导体工业中的情况。

图22示出了一种变型，其中风扇1被集成到穿过腔室200的管道100中。风扇布置在管道100的第一段101和第二段102之间。为此目的，风扇1的吸力侧凸缘63与第一段101的凸缘牢固地连接，而压力侧凸缘64与第二段102的凸缘牢固地连接。由风扇1产生的流体流动由不带附图标记的箭头指示。传感器9被设计为压力传感器或流动传感器，并设置在吸力侧上，即风扇1的上游。传感器9可以例如附接到管道100或风扇1。传感器9例如经由信号线91或此外无线地信号连接到外部逻辑单元300。例如，逻辑单元300被设计为可编程逻辑控制器（PLC）。在逻辑单元300上，传感器9的模拟信号例如经由线缆72被馈送到检查装置5。检查装置5包括必要的调节装置，以通过传感器9的信号来调节或控制管道100中的流体流动。通过这些调节装置，流体流动可被调节到预定的期望值。

风扇还连接到通信接口400，用户可以经由该通信接口输入或读出数据。当然，这样的实施例也是可能的，其中传感器9布置在压力侧上，即风扇的下游，或者其中传感器9设置在风扇1的吸力侧和压力侧两者上。

对于图23和图24中所示的变型，仅解释与图22中所示的变型的差异。另外，在图22中给出的说明也以相同或类似的方式适用于图23和图24中所示的变型。

在图23所示的变型中，传感器9例如经由传感器线缆92直接连接到风扇1的定子壳体4中的检查装置5。传感器9可以直接附接到风扇1或管道100。图23示出了其中传感器9布置在风扇1的压力侧上的实施例。当然，在此，其中传感器9布置在风扇1的吸力侧上或者其中传感器9设置在风扇1的吸力侧和压力侧两者上的实施例也是可能的。即使在传感器9和检查装置5之间具有直接信号连接的情况下，用于传感器信号的必要的评估装置以及用于调整流体流动或调节流体流动的控制或调节装置也直接集成在检查装置5中。

在图24所示的变型中，传感器9直接集成在风扇1中。传感器9例如可以附接到风扇1的壳体6，或者如图24所示那样也附接到定子壳体4。传感器9可以附接到定子壳体4的压力侧（见图24）或者也附接到吸力侧。当然，在这里，其中传感器9设置在吸力侧和压力侧两者上的实施例也是可能的。传感器9与布置在定子壳体4中的检查装置5信号连接。在该变型中，用于传感器信号的必要的评估装置以及用于调整流体流动或调节流体流动的控制或调节装置也直接集成在检查装置5中。特别地，在该变型中，风扇1设有完全集成的传感器9，特别是流动或压力传感器9，使得风扇1可以在没有附加部件的情况下将由其产生的空气流动调节到用于压力或流量的可预先确定的期望值。

Claims (15)

1.一种风扇，其具有用于产生流体流动的转子（2）并且具有定子（3），所述定子（3）与所述转子（2）一起形成用于使所述转子（2）绕轴向方向（A）转动的电磁转动驱动器，所述转动驱动器被设计为外转子，所述转子（2）包括以环形方式设计的磁性作用芯（22）和叶轮（21），所述叶轮包括轮毂（23），在其上布置用于产生流体流动的多个叶片（24），所述定子（3）被设计为轴承和驱动定子，所述转子（2）能在没有接触的情况下被所述定子磁性地驱动并且能在没有接触的情况下相对于所述定子（3）磁悬浮，并且所述转子（2）在垂直于所述轴向方向（A）的径向平面中主动地磁悬浮，其特征在于，所述叶轮（21）的所述轮毂（23）完全封闭所述转子（2）的所述磁性作用芯（22），并且所述定子（3）被封装在由低磁导率材料制成的定子壳体（4）中。

2.根据权利要求1所述的风扇，所述叶轮（21）由第一塑料构成，并且所述定子壳体（4）由第二塑料构成。

3.根据前述权利要求中任一项所述的风扇，包括具有吸力侧（61）和压力侧（62）的大致管状的壳体（6），其中，所述转子（2）和所述定子壳体（4）布置在所述壳体（6）中，并且其中，所述定子壳体（4）通过多个支柱（7）固定在所述壳体（6）中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的风扇，所述定子壳体（4）具有第一壳体部分（41）和第二壳体部分（42），所述第一壳体部分（41）布置在所述转子（2）内并且被所述转子（2）的磁性芯（22）包围，并且所述第二壳体部分（42）具有至少与所述转子（2）的所述磁性作用芯（22）的外直径（DM）一样大的外直径（D2）。

5.根据权利要求4所述的风扇，包括用于控制或调节所述风扇（1）的检查装置（5），所述检查装置（5）布置在所述定子壳体（4）的所述第二壳体部分（42）中。

6.根据权利要求5所述的风扇，其中设置有传感器（9），利用所述传感器能确定流体流动的压力或流量，所述传感器（9）信号连接到所述检查装置（5），并且所述检查装置（5）被设计用于调节或控制所述压力或流量。

7.根据前述权利要求中任一项所述的风扇，所述定子（3）包括多个线圈芯（31），每个线圈芯在径向方向上延伸，并且每个线圈芯（31）承载用于产生转动磁场的集中绕组（33）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的风扇，所述转子（2）的所述磁性作用芯（22）包括环形回流器（222）和多个永磁体（221），所述回流器（222）被连续地设计并且由软磁材料制成，并且每个永磁体（221）被设计成具有镰刀形截面并且被装配到所述回流器（222）的径向内侧中。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的风扇，用于散热的导热元件（8）设置在所述定子壳体（4）中，并且所述导热元件（8）被设计成使得其至少包围所述检查装置（5）。

10.根据前述权利要求中任一项所述的风扇，所述转子（2）被设计用于针对倾斜的所述转子（2）的流体动力学稳定。

11.根据前述权利要求中任一项所述的风扇，所述叶轮（21）的轮毂（23）具有吸力侧端和压力侧端，并且所述转子的磁性作用芯（22）布置成关于所述轴向方向相比于所述轮毂（23）的吸力侧端更靠近所述压力侧端。

12.根据权利要求11所述的风扇，所述叶轮（21）的轮毂（23）包括在其吸力侧端处的入口区域（231），其中所述轮毂（23）被设计成在所述吸力侧端的方向上渐缩。

13.根据前述权利要求中任一项所述的风扇，其中，每个叶片（24）具有前缘（241），每个前缘（241）垂直于所述轴向方向（A）延伸。

14.根据前述权利要求中任一项所述的风扇，其中，每个叶片（24）具有后缘（242），每个后缘（242）以与所述轴向方向（8）成不同于90°的角度通向所述轮毂。

15.根据前述权利要求中任一项所述的风扇，其中，每个叶片（24）具有后缘（242），并且其中，至少一个稳定环（243）设置在所述后缘（242）处，所述稳定环（243）与所述转子（2）同轴布置。

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