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Hintergrund
der Erfindung Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Wärme ableitende Vorrichtung,
und insbesondere einen Zentrifugallüfter und sein Gehäuse zum
Erhöhen
des Luftstromdruckes.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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In 1 schließt ein herkömmliches Gebläse 1 einen
Rahmen 10, einen Motor 20 und ein Gebläserad 30 ein.
Der Rahmen 10 schließt
einen Lufteinlass 11 und einen Luftauslass (nicht gezeigt)
ein. Der Motor 20 ist auf einer Basis 101 des
Rahmens 10 angeordnet, um das Gebläserad 30 anzutreiben.
Das Gebläserad 30 schließt eine
Nabe 31, eine Grundplatte 32 und mehrere Blätter 33 ein,
die auf der Grundplatte 32 angeordnet sind. Die Blätter 33 sind umfänglich um
die Nabe 31 verteilt.
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Die
Blätter 33 sind
jedoch in dem Durchgang des Luftstroms gelegen und die Zwischenräume dazwischen
sind groß,
so dass die Richtung des Luftstroms während dem Betrieb nicht gut
gesteuert werden kann. Daher ist es möglich, zu verursachen, dass der
Ausgabeluftstrom zu dem Gebläse
zurück
fließt, wodurch
die Wirksamkeit der Wärmeableitung
davon verringert wird.
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Um
die Wirksamkeit der Wärmeableitung
für eine
elektronische Hochleistungsvorrichtung zu erhöhen, wird häufig ein innerer Luftstromdurchgang
vergrößert, um
das Volumen des Luftstroms zu erhöhen. Die Größe des inneren Durchgangs für Luftstrom
ist jedoch beschränkt
durch den Raum des angewendeten Systems, was Probleme so wie unausgeglichenen
Luftstrom, Lärm
und verringerte Ausgabe erzeugt.
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Es
ist vorteilhaft, die Zahl und Größe der Blätter zu
erhöhen,
um das Luftstromvolumen zu verbessern, aber durch den beschränkten Raum
des Gebläses
werden dennoch Grenzen gesetzt, wobei die Wirksamkeit der Wärmeableitung
demgemäß verringert
ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Zentrifugallüfter und
ein Gehäuse mit
erhöhtem
Luftstromdruck bereitzustellen.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine erhöhte Zeit des unter Druck Setzens
des Luftstroms bereitzustellen, so dass Schwankungen im Luftdruck
stabilisiert werden.
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Die
Erfindung stellt ein Gehäuse
und mindestens eine Blattstruktur bereit. Das Gehäuse umfasst
einen Lufteinlass, eine Seitenwand, die sich von einem inneren Rand
des Lufteinlasses erstreckt, um eine Luftzulaufkammer in dem Gehäuse zu bilden, und
einen Luftauslass, der mit der Luftzulaufkammer verbunden ist. Die
Blattstruktur weist mindestens eine Gruppe von Rotorblättern auf,
die in dem Gehäuse
angeordnet sind.
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Es
ist bevorzugt, dass das Gehäuse
einen ersten Rahmen umfasst, der mit einer Basis versehen ist, um
die Blattstruktur zu tragen, und einen zweiten Rahmen, der mit dem
Lufteinlass versehen ist.
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Der
Zentrifugallüfter
umfasst weiter eine Antriebsvorrichtung, die auf der Basis des Gehäuses angeordnet
ist, um die Blattstruktur in Rotation zu versetzen.
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Es
ist ebenso bevorzugt, dass die Seitenwand des Gehäuses einen
Flansch umfasst, der sich nach außen erstreckt, um einen Eingang
zu der Luftzulaufkammer zu definieren. Die Blattstruktur umfasst
eine erste Gruppe von Rotorblättern
und eine zweite Gruppe von Rotorblättern. Die erste Gruppe von
Rotorblättern
ist nahe dem Lufteinlass des Gehäuses
angeordnet, und die zweite Gruppe von Rotorblättern liegt dem Eingang der
Luftzulaufkammer gegenüber
und ist horizontal und radial angeordnet. Die Blattstruktur umfasst
weiter eine Nabe, die mit einem Vorsprung versehen ist, der sich
radial zu dem Eingang der Luftzulaufkammer erstreckt, und die mindestens
eine Gruppe von Rotorblättern
ist umfänglich
um die Nabe verteilt. Die mindestens eine Gruppe von Rotorblättern der
Blattstruktur erstreckt sich in Bezug auf den Vorsprung horizontal
und radial, um den Luftstrom in die Luftzulaufkammer zu leiten.
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Alternativ
erstreckt sich eine Seitenwand von einer Basis des Gehäuses, um
einen Eingang der Luftzulaufkammer zu definieren, wobei sich die
Seitenwand von dem Lufteinlass des Gehäuses erstreckt. Ein Abschnitt
von jedem der Gruppe von Rotorblättern
erstreckt sich horizontal und radial in Richtung des Eingangs der
Luftzulaufkammer, um Luftstrom in die Luftzulaufkammer zu leiten.
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Die
Seitenwand des Gehäuses
schließt
zwei Erweiterungswände
ein.
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Zusätzlich umfasst
der Zentrifugallüfter
mindestens einen Satz von Statorblättern, die auf der Seitenwand
des Gehäuses
oder nahe dem Lufteinlass des Gehäuses angeordnet sind, um den
Luftdruck zu erhöhen.
Der mindestens eine Satz von Statorblättern und die mindestens eine
Gruppe von Rotorblättern
sind alternierend angeordnet.
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Die
Luftzulaufkammer überlappt
den Durchgang der Blattstruktur und die Statorblätter entlang der Achse des
Zentrifugallüfters
in der Höhe
teilweise oder vollständig.
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Die
Größe des Querschnitts
der Luftzulaufkammer ist im Wesentlichen gleich der des Luftauslasses
des Gehäuses.
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Eine
Seite von jedem der Rotorblätter
weist nahe dem Lufteinlass des Gehäuses eine geneigte Oberfläche auf.
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Die
Blattstruktur umfasst eine erste Gruppe von Rotorblättern und
eine zweite Gruppe von Rotorblättern,
die mit der ersten Gruppe von Rotorblättern durch Verbolzen, Klemmen,
Infusion oder Kleben verbunden sind.
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Weiterhin
umfasst ein Zentrifugallüfter
der Erfindung gemäß einer
anderen Ausführungsform ein
Gehäuse
und mindestens eine Blattstruktur. Das Gehäuse umfasst einen Lufteinlass,
einen Luftauslass und mindestens eine Statorblätter. Die Blattstruktur weist
mehrere Rotorblätter
auf, die in dem Gehäuse
angeordnet sind.
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Eine
detaillierte Beschreibung wird in den folgenden Ausführungsformen
gegeben, unter Bezug auf die begleitende Zeichnung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden werden durch
Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der Beispiele,
unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung, worin:
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1 eine
Explosionsansicht eines herkömmlichen
Gebläses
ist;
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2A eine
Explosionsansicht eine Zentrifugallüfter gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2B eine
Schnittansicht der inneren Struktur des Zentrifugallüfters von 2A ist;
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3 eine
Schnittansicht der inneren Struktur eines Zentrifugallüfters gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine
Schnittansicht der inneren Struktur eines Zentrifugallüfters gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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5 eine
Schnittansicht der inneren Struktur eines Zentrifugallüfters gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; und
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6 den
Vergleich von Luftstrom und -Druck des herkömmlichen Gebläses von 1 und des
Zentrifugallüfters
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Bezug
nehmend auf 2A und 2B, die eine
erste Ausführungsform
der Erfindung zeigen, ist ein Zentrifugallüfter ein Einzelansaug-Gebläse (single-suction),
einschließlich
eines Gehäuses,
das durch einen ersten Rahmen 21 und einen zweiten Rahmen 22 gebildet
wird, einer Antriebsvorrichtung 23 und einer Blattstruktur 24.
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Der
erste Rahmen 21 schließt
eine Basis mit einer Lagerröhre 211 ein,
um die Antriebsvorrichtung 23 aufzunehmen und zu tragen.
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. Ein Flansch 223,
der sich nach außen
und radial erstreckt, ist auf der Unterseite des zweiten Rahmens 22 angeordnet, um
einen Eingang 251 der Luftzulaufkammer 25 zu definieren,
und einen Raum zum Aufnehmen der Blattstruktur 24, wenn
der erste und der zweite Rahmen 21 und 22 miteinander
kombiniert sind.
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Die
Blattstruktur 24 schließt eine erste Gruppe von Rotorblättern 241 und
eine zweite Gruppe von Rotorblättern 242 ein.
Die erste Gruppe von Rotorblättern 241 und
die zweite Gruppe von Rotorblättern 242 sind
jeweils nahe dem Eingang 251 der Luftzulaufkammer 25 und
nahe dem Lufteinlass 221 des zweiten Rahmens 22 angeordnet.
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Da
die Antriebsvorrichtung 23 und die Blattstruktur 24 in
dem ersten Rahmen 21 angeordnet sind und der zweite Rahmen 22 mit
dem ersten Rahmen 21 verbunden ist, werden die Luftzulaufkammer 25 und
ein Luftauslass 212 (siehe 2A) zwischen dem
ersten Rahmen 21 und dem zweiten Rahmen 22 gebildet.
Die Blattstruktur 24 schließt weiter eine Nabe mit einem
Vorsprung ein, der sich radial in Richtung des Eingangs 251 erstreckt,
um zu gestatten, dass die zweite Gruppe von Rotorblättern darauf gebildet
wird, um den Luftstrom in die Luftzulaufkammer 25 zu leiten.
Die Antriebsvorrichtung 23 versetzt die Blattstruktur 24 um
die Achse der Lagerröhre 221 des
ersten Rahmens 21 in Rotation.
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Wenn
die Blattstruktur 24 rotiert, geht der Luftstrom durch
den Lufteinlass 221 und die erste Gruppe von Rotorblättern 241 durch
und wird durch die zweite Gruppe von Rotorblättern 242 in die Luftzulaufkammer 25 geleitet.
In der Luftzulaufkammer 25 wird der Luftstrom nach und
nach gesammelt und daraus über
den Luftauslass 212 bei hohem Druck nach außen entladen.
Daher geht der Luftstrom sequenziell durch den Lufteinlass 221,
die erste Gruppe von Rotorblättern 241,
die zweite Gruppe von Rotorblättern 242 und
den Eingang 251 der Luftzulaufkammer 25.
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Da
die Seitenwand 222 sich von dem inneren Rand des Lufteinlasses 221 nach
unten erstreckt und die Luftzulaufkammer 25 von der Blattstruktur 24 trennt,
und die Größe des Luftauslasses 212 verringert
ist, wird die Zeit des unter Druck Setzens des Luftstroms durch
die Blattstruktur 24 erhöht, so dass Schwankungen im
Luftdruck stabilisiert werden. Weiterhin kann, da die Höhe der Luftzulaufkammer 25 die
des Kanals für
Luft, die durch die Blattstruktur 24 und die Statorblätter geht,
entlang der Achse der Blattstruktur 24 teilweise oder vollständig überlappt, der
Zentrifugallüfter
minimiert werden. Die Querschnittsfläche der Luftzulaufkammer 25 ist
in der Größe im Wesentlichen
gleich der des Luftauslasses 212, so dass sich der Luftstrom
konstant und stabil innerhalb der Luftzulaufkammer 25 und
dem Luftauslass 212 bewegen kann, um Arbeitsverlust zu
vermeiden.
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Auf
einer Kante der Blattstruktur 24 nahe dem Lufteinlass 221 weist
jedes Blatt 241 der Blattstruktur 24 eine geneigte
Oberfläche
auf, so dass die Arbeitsfläche
des Lufteinlasses 221 erhöht wird, und der Luftstromeinlass
bzw. -Zustrom über
den Lufteinlass 221 verbessert ist.
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Bezug
nehmend auf 3 unterscheidet sich in einer
zweiten Ausführungsform
die Struktur von der ersten Ausführungsform
darin, dass eine Blattstruktur 34 mit nur einer Gruppe
von Rotorblättern 342 bereitgestellt
ist, die umfänglich
um die Nabe 341 der Blattstruktur 34 angeordnet
sind, und dass sich die Unterseite der Nabe 341 horizontal
und radial erstreckt, um den Rotorblättern 342 zu gestatten,
sich von dem Lufteinlass 321 des zweiten Rahmens 32 nach
unten zu dem Bereich nahe dem Eingang 351 der Luftzulaufkammer 35 zu
erstrecken, und dass eine Seitenwand des zweiten Rahmens 32 durch
Zweischichtwände 322, 322' gebildet wird,
die sich nach unten erstrecken, um die Luftzulaufkammer 35 von
der Blattstruktur 34 zu trennen. Aufgrund der erhöhten Zeit
des unter Druck Setzens des Luftstroms in der Luftzulaufkammer 35 werden
Schwankungen im Luftdruck in dem Durchgang stabilisiert.
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Bezug
nehmend auf 4 schließt der Zentrifugallüfter in
einer dritten Ausführungsform
einen ersten Rahmen 41, einen zweiten Rahmen 42,
eine Antriebsvorrichtung 43 und ein Gebläserad ein.
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Der
erste Rahmen 41 schließt
eine Lagerröhre 411 ein,
um die Antriebsvorrichtung 43 aufzunehmen. Der zweite Rahmen 42 schließt einen
Lufteinlass 421 und eine Seitenwand 422 ein, die
sich von einem inneren Rand des Lufteinlasses 421 nach
unten erstreckt. Ein Flansch 423, der sich nach außen und
radial von der Seitenwand 422 erstreckt, ist auf der Unterseite
des zweiten Rahmens 42 gebildet, um einen Eingang 451 der
Luftzulaufkammer 45 zu definieren.
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Die
Struktur des Zentrifugallüfters
der dritten Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform von 2B darin,
dass eine Gruppe von Statorblättern 46 auf
der Seitenwand 422 des zweiten Rahmens 42 gebildet
ist, um den Luftstrom zu leiten und den Luftdruck wirksam zu erhöhen.
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Das
Gebläserad
schließt
eine obere Blattstruktur 44 mit einer ersten Gruppe von
Rotorblättern 442,
und eine untere Blattstruktur 44' mit einer zweiten Gruppe von Rotorblättern 442' ein. Die Unterseite der
unteren Blattstruktur 44' erstreckt
sich radial und horizontal in Richtung des Eingangs 451 der
Luftzulaufkammer 45, und die Rotorblätter 442' der unteren Blattstruktur 44' sind in dem
Eingang 451 der Luftzulaufkammer 45 gelegen. Die
Statorblätter 46 des zweiten
Rahmens 42 sind zwischen den Rotorblättern 442 und den
Rotorblättern 442' gelegen, d.h.
die Rotorblätter 442 der
oberen Blattstruktur 44 und die Rotorblätter 442' der unteren
Blattstruktur 44' sind oberhalb
bzw. unterhalb der Statorblätter 46 des zweiten
Rahmens 42 angeordnet.
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Die
obere Blattstruktur 44 ist mit der unteren Blattstruktur 44' bevorzugt durch
Verbolzen, Klemmen, Infusion oder Kleben verbunden.
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Zusätzlich zu
der Anordnung der Statorblätter 46 und
der Rotorblätter 442, 442' in 4 können die
Statorblätter
auf der Seitenwand des zweiten Rahmens nahe dem Lufteinlass des
zweiten Rahmens gebildet werden, und die Rotorblätter des Gebläserads sind
unterhalb der Statorblätter
angeordnet, d.h. die Standorte der Statorblätter 46 und der Rotorblätter 442 der
in 4 erwähnten
oberen Blattstruktur 44 sind austauschbar. Zusätzlich kann die
Anzahl und Anordnung der Statorblätter 46 und der Rotorblätter 442 modifiziert
oder basierend auf der Anwendung ausgewählt werden. Zum Beispiel können, wenn
der Zentrifugallüfter
der Erfindung ein invertiertet hängender
Lüfter
oder ein Zweifach-Einsaug-Gebläse
(dual-suction) ist, die Statorblätter auch
auf einem anderen Lufteinlass des Lüfters bereitgestellt werden.
Weiterhin können
die Statorblätter
auf dem Luftauslass des Zentrifugallüfters angeordnet werden, oder
jeweils auf dem Luftauslass- und -Einlassseiten des Zentrifugallüfters.
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Bezug
nehmend auf 5 ist der Zentrifugallüfter in
einer vierten Ausführungsform
ein Zweifach-Ansaug-Gebläse,
bei dem sich die Struktur von der zweiten Ausführungsform von 3 darin
unterscheidet, dass der Eingang 551 der Luftzulaufkammer 55 durch
eine Seitenwand 522 definiert wird, die sich von einem
inneren Rand des Lufteinlasses 521 des zweiten Rahmens
nach unten erstreckt, und eine Seitenwand 513, die sich
von der Basis 57 des ersten Rahmen 51 nach oben
erstreckt, und die Rotorblätter 542,
die auf dem Umfang der Nabe 541 der Blattstruktur 54 angeordnet
sind, sich horizontal zu dem Eingang 551 der Luftzulaufkammer 55 erstrecken.
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Wenn
Luft in den Lufteinlass 511 des ersten Rahmens 51 und
des Lufteinlasses 521 des zweiten Rahmens 52 eintritt,
wird der Luftstrom durch die Rotorblätter 542 zu dem Eingang 551 der
Luftzulaufkammer 55 geleitet, angezeigt durch die gedachten Pfeile
in 5. Zusätzlich
kann ein Satz von Statorblättern 56,
im Wesentlichen als Rotorblätter 542 geformt,
zwischen der Seitenwand 513 des ersten Rahmens 51 und
der Basis des ersten Rahmens 51 bereitgestellt werden,
um den Luftstrom zu leiten und den Luftdruck zu erhöhen.
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6 zeigt
den Vergleich des Luftdrucks und Luftstroms des Zentrifugallüfters der
Erfindung und denen des herkömmlichen
Gebläses
von 1. Diese Figur kann zeigen, dass der Luftdruck
und Luftstrom des Zentrifugallüfters
der Erfindung größer sind
als die des Stands der Technik.
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Gemäß den vorstehend
genannten Ausführungsformen
erstreckt sich die Seitenwand von einem inneren Rand des Lufteinlasses
nach unten, um die Luftzulaufkammer oder den Luftsammeltank in dem
Zentrifugallüfter
zu definieren, um so einen konstanten Luftdruck bereitzustellen.
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Zusätzlich können die
Statorblätter,
die auf einer oder mehreren Luft-Einlassseiten oder der Auslassseite
des Zentrifugallüfters
den Luftdruck des entladenen Luftstroms deutlich erhöhen, um
die Wirksamkeit der Wärmeableitung
zu verbessern.
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Obwohl
die Erfindung beschrieben worden ist in Zusammenhang damit, was
derzeit als die praktischste und am meisten bevorzugte Ausführungsform
angesehen wird, soll verstanden werden, dass die Erfindung nicht
auf die offenbarten Ausführungsform
beschränkt
ist, sondern im Gegenteil beabsichtigt ist, dass vielfältige Modifikationen
und äquivalente
Anordnungen enthalten sind, die innerhalb des Wesens und Schutzumfangs
der angehängten
Ansprüche
eingeschlossen sind.