CN1180184C - 用于电器设备通风的风机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于个人计算机的风机，其中为了减小噪音建议下列特征组合：a)一个通过导向面(22)限定通流通道(24)外侧面的风机壳体(10)，b)一个在风机壳体(10)内部围绕旋转轴(12)可旋转支承的叶轮(18)，该叶轮通过旋转轴轮毂(14)限定通流通道(24)内侧面，c)一个设置在轮毂(14)里面用于叶轮(18)旋转驱动装置(20)，d)叶轮(18)的不对称地分布在轮毂(14)圆周上的叶片(16)由径流叶片构成，e)从通流方向看去，在叶片前缘(34)与叶片后缘(36)之间的区域内，导向面(22)和轮毂(14)成锥形或稍微弯曲扩展地构成，其中通流通道(24)的内部净通流面积保持恒定或减小。

Description

用于电器设备通风的风机
技术领域
本发明涉及一种尤其用于电器设备如个人计算机通风或冷却的风机。
背景技术
为了进行通风通常采用扁平轴流风机，该风机具有圆柱形环形空间作为通流通道并具有倾斜设置的叶片。因此气流轴向通过叶轮。由此能够以微小的压差实现较大的流量。但是在较高压差的过渡区出现中断，这将导致强烈的涡流并因此导致随之而来的不利的噪音特性。
此外已知在干发器中例如使用离心风机，该风机可以在较大压差条件下克服较大的流阻。但是这种风机除了微小送风量以外由于径向或切向导风非常不适于装入PC机壳体里面。此外已知一些混合形式尤其是所谓的半轴流式风机，这些风机在局部重叠的、倾斜定位的叶片情况下具有一个对角线方向的气流分量。这种风机应用在计算机上也具有噪音缺陷。
发明内容
因此本发明的目的在于，提出一种风机，该风机能够避免上述的缺陷并以微小的噪音在有效通风和冷却方面实现高效率。此外风机的结构形式能够很好地适于装入计算机壳体并符合典型的系统特性曲线。
为了实现这个目的提出在权利要求1中给出的特征组合。本发明具有优点的结构形式和扩展结构由从属权利要求给出。
本发明的原理在于，采用一种具有斜流式径流叶轮的风机，以便实现更加有利的工作范围。为此，按照本发明的风机具有下列特征：
—一个通过导向面限定通流通道外侧面的风机壳体，
—一个在风机壳体内部围绕旋转轴可旋转支承的叶轮，该叶轮通过与导向面呈锥形设置旋转轴轮毂限定通流通道内侧面，
—一个设置在轮毂里面用于叶轮旋转驱动装置，
—叶轮的最好不均匀地分布在轮毂圆周上的叶片位于平行于旋转轴延伸的、与旋转方向相反向后弯曲的圆柱面上，
—从通流方向看去，在叶片前缘与叶片后缘之间的叶片区域内，导向面和轮毂成锥形或稍微弯曲扩展地构成，其中通流通道的内部净通流面积保持恒定或减小。
为了在紧凑的轴向结构情况下实现离心工作原理。与轴流风机相比送风方向只有微小的改变，而对于可比较的流量则明显地提高压力。通流通道在对角线方向通过叶轮的特殊导向导致一个连续的节流曲线并由此在宽范围中实现工作点的最佳化。尤其是由于微小的圆周速度差产生噪音的流体扰动以及流体轮廓只有在高压时才在节流曲线的上部范围里产生。而PC机的系统特性曲线通常不在这个范围。在这个意义上较长的通流路程也起到积极作用。
为了使通流横截面保持不变，在叶片区域内，导向面在轴向上比轮毂更陡峭地延伸。此外如果在叶片区域内，导向面基本上为截锥形状，锥角为20°至60°之间，最好为40°，而在叶片区域内，轮毂基本上为截锥形状，锥角为80°至110°之间，最好为95°是具有优点的。
为了进一步降低噪音，如果轮毂至少在其角顶区域内设计成抛物面是具有优点的。导向面的进入段通过导入圆弧向外倒成圆角也是有利的。
通流通道的进入和排出开孔具有一个在径向上的相互重叠区是具有优点的。
按照本发明的另一特别具有优点的结构，叶片后缘向着叶片根部相对于通流通道排出开孔的平面以一个与通流方向相反的锐角定位角进行定位。在此应该这样选择定位角，使其位于10°至20°之间，最好为15°。由此可以使排出侧的涡流变得最小并相应地也使噪音降至最低。
另一改进由此实现，即叶片的自由端边缘在保持公差缝隙的条件下沿着导向面延伸。
为了增大叶片之间的进入横截面，有利的是，叶片前缘在轴向上超出轮毂向着进入开孔方向延伸。
另一在空气动力学上有利的结构是，叶片前缘具有叶片自由端边缘长度的1％至4％的圆弧半径以及2％至8％的型材厚度。
叶轮的旋转驱动装置采用由外转子构成的、设置在轮毂凹槽里面的电机。
附图说明
下面借助于在附图中简化表示的实施例详细描述本发明。附图中
图1为PC机风机在入口侧的俯视图，
图2为图1中的风机以简化结构表示的叶片轴向截面图。
具体实施方式
在附图中所示的风机主要由壳体10、在壳体中围绕旋转轴线12可旋转支承的、具有轮毂14以及成形于轮毂上的叶片的叶轮18和叶轮18的旋转驱动装置20所组成。
壳体10通过作为导向面22的内壳在通流通道的外侧面包围通流通道24，而与导向面22同心设置的轮毂限定通流通道24的内侧面。
如图2所示，导向面22除了其进入段26以外具有在通流方向上、在图2中为向下的方向上扩展的截锥形状，其中锥角约为40°。进入段26在限定通流通道24进入开孔28的情况下通过导入圆弧向外倒成圆角。这个圆弧应该尽可能地大，以防止在入口侧产生涡流。从原理上导向面也可以由钝化的旋转抛物面稍微弯曲地构成。
轮毂14在叶片16根部30截锥形地构成，其中锥角在所示实施例中为95°。轮毂14在其面对进入开孔28的角顶区域32内设计成抛物面，以防止涡流。也可以设想轮毂14整体具有抛物面形状，必要时具有倒圆的排出边缘。在各种情况下都要保证，导向面22在叶片区域，即在叶片前缘34与叶片后缘36之间的区域向着旋转轴12方向具有比轮毂14更大的倾斜，使得位于那里的圆环形通流通道24的平均直径以恒定或略微减小的内部通流面积连续地扩展。同时在通流通道24的进入开孔28与排出开孔38之间存在径向上的重叠区，使得环形区域40在轴向上透穿地敞开。
为了防止谐振，叶片16不对称地分布在轮毂14的圆周上并作为纯径流叶片位于平行于旋转轴线延伸的、与旋转方向(在图1中为逆时针方向)相反向后弯曲的圆柱面上。
叶片前缘34在轴向上超出轮毂14角顶区域32地向着进入开孔28方向延伸并具有叶片自由端边缘42长度的1％至4％的圆弧半径以及2％至8％的型材厚度，叶片端部边缘在保持公差缝隙的条件下沿着导向面22延伸。为了减小噪音，叶片后缘36向着叶片根部相对于排出开孔38的平面以一个与通流方向相反的锐角定位角进行定位，其中定位角在所示实施例中为15°。
整个风机叶轮18最好由一体注塑成形塑料部件制成。在此叶片16在旋转方向上不重叠对于脱模是有利的。
旋转驱动装置20通过由外转子构成的电机构成，该电机设置在轮毂14的圆柱形凹槽44里面。转子46与轮毂14固定连接，而通过滚动轴承48位于转子轴50上的定子52通过环法兰54和在径向离开环法兰的框架臂56壳体固定地固定在排出侧。
总而言之：本发明涉及一种尤其用于个人计算机的风机，为了减小噪音该风机具有下列特征：
—一个通过导向面22限定通流通道24外侧面的风机壳体10，
—一个在风机壳体10内部围绕旋转轴12可旋转支承的叶轮18，该叶轮通过旋转轴的轮毂限定通流通道24内侧面，
—一个设置在轮毂14里面用于叶轮18的旋转驱动装置20，
—叶轮18的不对称地分布在轮毂14圆周上的叶片16由径流叶片构成，
—从通流方向看去，在叶片前缘34与叶片后缘36之间的叶片区域内，导向面22和轮毂14成锥形或稍微弯曲扩展地构成，其中通流通道24的内部净通流面积保持恒定或减小。

Claims (13)

1.一种用于电器设备通风的风机，具有下列特征：
a)一个通过导向面(22)限定通流通道(24)外侧面的风机壳体(10)，
b)一个在风机壳体(10)内部围绕旋转轴(12)可旋转支承的叶轮(18)，该叶轮通过与导向面(22)呈锥形设置的旋转轴轮毂(14)限定通流通道(24)的内侧面，
c)一个设置在轮毂(14)里面用于叶轮(18)的旋转驱动装置(20)，
d)叶轮(18)的不均匀地分布在轮毂(14)圆周上的叶片(16)位于平行于旋转轴(12)延伸的、与旋转方向相反向后弯曲的圆柱面上，
e)从通流方向看去，在叶片前缘(34)与叶片后缘(36)之间的叶片区域内，导向面(22)和轮毂(14)成锥形或稍微弯曲扩展地构成，其中通流通道(24)的内部净通流面积保持恒定或减小。
2.如权利要求1所述的风机，其特征在于，在叶片区域内，所述导向面(22)在轴向上比轮毂(14)更陡峭地延伸。
3.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，在叶片区域内，所述导向面(22)基本上为截锥形状，锥角为20°至60°之间。
4.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，在叶片区域内，所述轮毂(14)基本上为截锥形状，锥角为80°至110°之间。
5.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，所述轮毂(14)至少在其角顶区域(32)内设计成抛物面。
6.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，所述导向面(22)的进入段(26)通过导入圆弧向外倒成圆角。
7.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，所述通流通道(24)的进入和排出开孔(28，38)具有一个在径向上的相互重叠区(40)。
8.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，所述叶片后缘(36)向着叶片根部相对于通流通道(24)排出开孔(38)的平面以一个与通流方向相反的锐角定位角进行定位。
9.如权利要求8所述的风机，其特征在于，所述定位角为10°至20°之间。
10.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，所述叶片自由端边缘(42)在保持公差缝隙的条件下沿着导向面(22)延伸。
11.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，所述叶片前缘(34)在轴向上超出轮毂(14)向着通流通道(24)的进入开孔(28)方向延伸。
12.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，所述叶片前缘(34)具有叶片自由端边缘(42)长度的1％至4％的圆弧半径以及长度的2％至8％的型材厚度。
13.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于，所述旋转驱动装置(20)通过一个由外转子构成的、设置在轮毂(14)凹槽(44)里面的电机而构成。
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