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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist eine „Continuation-in-Part”-Anmeldung der Vorgängeranmeldung, welche die Serien-Nr. 10/848,074 trägt und am 19. Mai 2004 eingereicht wurde. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärme ableitende Vorrichtung, und insbesondere einen Zentrifugallüfter, um den Luftflussdruck zu erhöhen und zu stabilisieren.
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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 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 bildet einen Luftflussdurchgang. Der Motor 11 ist auf einer Basis 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 Blättern 123 auf, die auf der oberen Seite und der unteren Seite der ringförmigen Platte 122 angeordnet sind, und umfänglich um die Nabe 121 herum angeordnet sind.
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Da jedoch die Luft direkt in Richtung der Blätter fließt und es einen großen Zwischenraum zwischen den Blättern der Oberseite und den Blättern der Unterseite gibt, wird die Luftflussrate plötzlich erhöht, wobei eine hohe Belastung der Blätter induziert und die Rotationsgeschwindigkeit verringert wird, und es schwer ist, die Richtung des Luftflusses zu steuern, was dazu führt, dass ein umgekehrter Luftfluss bewirkt wird und die Wärmeableitleistung verringert wird.
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Die
US 5 188 508 A offenbart einen kompakten Zentrifugallüfter, bei dem sich der Luftsammelkanal in einer axialen anstatt einer radialen Richtung erweitert.
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Die
DE 103 17 952 A1 offenbart eine Wärmeableitvorrichtung zur Steigerung des Eintrittsluftvolumens. Ein mit einer Antriebseinrichtung verbundenes Flügelrad enthält eine Nabe und um die Nabe herum angeordnete mehrere Rotorblätter. Eine obere Kante der Rotorblätter erstreckt sich axial über die Oberseite der Nabe im Lufteinlass-Ende hinaus und erhöht den Einlassluftstrom dadurch, dass ein Seitenluftstrom durch den Raum eingeleitet wird, der zwischen den Innenkanten der Rotorblätter und der Oberseite der Nabe definiert wird.
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Die
JP H 828 491 A offenbart eine Lüfterstruktur, wobei sich die Schaufel eines Rotors aus einem zylindrischen Teil eines Hauptteils hinaus erstreckt und in einem vollen Umfang eines Ventilationsraums rotiert.
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Die
US 2004/0 141 841 A1 offenbart einen Axiallüfter bei dem eine Luftflusseinstellvorrichtung verwendet wird, um Feineinstellungen an der entlassenen Luft vorzunehmen.
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Die
EP 0 846 868 A2 offenbart eine Kreiselgebläseeinheit bei der Luft, die durch den Lüfter über einen Eingang angesaugt wird, eine deutliche Abwärtsgeschwindigkeitskomponente verleihen wird, wodurch sie die Luft der axialen Endwand des Lüfters in vorteilhafter Weise nähert.
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Weiter weisen einige herkömmliche Gebläse eine Vielzahl von Rippen auf, die auf dem Lufteinlass oder -Auslass gelegen sind, um die Struktur des Gebläses zu verstärken. Jedoch können die Rippen keine Luftleitfunktion bereitstellen oder den umgekehrten Luftfluss verhindern, und werden zu einem Hindernis in dem Luftflussfeld des Gebläses. Daher ist es nicht möglich, die Wärmeableitleistung zu erhöhen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung schließt die Warme ableitende Vorrichtung ein Gehäuse mit mindestens einer Öffnung und einen Rotor ein, der in dem Gehäuse angeordnet ist und einen ersten Satz von Blättern aufweist, wobei das Gehäuse eine Seitenwand, die sich von der Öffnung erstreckt, und eine Vielzahl von Luftleitelementen aufweist, die entlang der Seitenwand angeordnet sind, um einen Strahldruck eines Luftflusses zu erhöhen, der durch die Wärme ableitende Vorrichtung hindurchgeht.
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Das Gehäuse weist weiter einen ersten Rahmen, der mit einer Basis versehen ist, um den Rotor zu tragen, und einen zweiten Rahmen auf, der mit dem ersten Rahmen verbunden und mit der Öffnung versehen ist, wobei sich die Seitenwand von einem Rand der Öffnung nach innen erstreckt, um eine Luftsammelkammer in dem Gehäuse zu definieren.
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Die Seitenwand weist an einem Ende davon einen Flansch auf, der sich radial erstreckt, um einen Eingang der Luftsammelkammer zu definieren, und jedes der Blätter weist ein Ende auf, das sich in Richtung des Eingangs der Luftsammelkammer erstreckt, um den Luftfluss in die Luftsammelkammer zu leiten. Die Luftsammelkammer überlappt einen Luftdurchgang durch den Rotor entlang einer Achse der Wärme ableitenden Vorrichtung in der Höhe teilweise oder vollständig.
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Zusätzlich weist der zweite Rahmen einen sich erweiternden Abschnitt auf, der in einer inneren Oberfläche davon gebildet ist und sich nach innen erstreckt, um einen axial komprimierten Luftdurchgang in dem Gehäuse zu bilden.
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Bevorzugt weist der zweite Rahmen einen Träger auf und die Vielzahl von Luftleitelementen sind zwischen der Seitenwand und dem Träger angeordnet.
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Bevorzugt weist die Basis des ersten Rahmens eine Lagerröhre auf, die auf der Basis gebildet ist, um es zu ermöglichen, dass ein Lager darin angeordnet wird, und der Träger des zweiten Rahmens nimmt ein anderes Lager auf, um zusammen eine Welle des Rotors zu tragen bzw. zu lagern.
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Weiter schließt der Rotor eine Nabe und eine Basis ein, um es den Blättern zu ermöglichen, sich von einem äußeren Rand der Nabe abwärts zu einer Oberfläche der Basis zu erstrecken.
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Bevorzugt schließt der Rotor weiter einen zweiten Satz von Blättern ein, der auf der Oberfläche der Basis angeordnet ist, und der erste und der zweite Satz von Blättern sind alternierend angeordnet.
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Bevorzugt ist ein erster Satz der Vielzahl von Luftleitelementen zwischen der Seitenwand und dem Träger verbunden, und ein zweiter Satz der Vielzahl von Luftleitelementen weist gegenüberliegende Enden, die jeweils mit der Seitenwand und dem Träger verbunden sind, und eine diskontinuierliche Struktur auf, um freie Enden zu bilden, wobei der erste und der zweite Satz der Vielzahl von Luftleitelementen alternierend angeordnet sind.
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Alternativ ist ein erster Satz der Vielzahl von Luftleitelementen zwischen der Seitenwand und dem Träger verbunden, ein zweiter Satz der Vielzahl von Luftleitelementen weist ein Ende, das mit der Seitenwand verbunden ist, und ein freies Ende auf, und ein dritter Satz der Vielzahl von Luftleitelementen weist ein Ende, das mit dem Träger verbunden ist, und ein freies Ende auf, wobei der erste, der zweite und der dritte Satz der Vielzahl von Luftleitelementen alternierend angeordnet sind.
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Bevorzugt ist die Vielzahl von Luftleitelementen als Streifen-, Platten-, gekrümmte, geneigte bzw. schräge oder Flügelstrukturen geformt.
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Weiterhin schließt die Wärme ableitende Vorrichtung einen anderen Satz von Luftleitelementen auf, die auf einer anderen Öffnung angebracht sind, um den Luftfluss abzulassen oder einzulassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden werden, indem die nachfolgende detaillierte Beschreibung und die Beispiele gelesen werden, wobei auf die begleitende Zeichnung Bezug genommen wird, wobei:
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1 eine Explosionsansicht eines herkömmlichen Gebläses ist;
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2A eine Explosionsansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2B eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung von 2A ist, nachdem sie zusammengesetzt worden ist;
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2C eine Schnittansicht der Wärme ableitenden Vorrichtung von 2A ist, nachdem sie zusammengesetzt worden ist;
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3A~3D sind die Aufsichten einer Auswahl von Luftleitelementen in der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung gemäß einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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6 zeigt den Vergleich zwischen Luftflussvolumen und -Druck zwischen dem herkömmlichen Gebläse von 1 und der Wärme ableitenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, die in 2A gezeigt ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Nehmen sie bitte Bezug auf die 2A~2C, welche die erste Ausführungsform der Wärme ableitenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Wärme ableitende Vorrichtung wird beispielhaft durch einen Zentrifugallüfter gezeigt, der ein einseitig ansaugendes Gebläse (single-suction blower) ist. Der Auslegungsweg bzw. die -Weise der vorliegenden Erfindung kann auch auf Axiallüfter angewendet werden. Die Wärme ableitende Vorrichtung schließt ein Gehäuse, das durch einen ersten Rahmen 21 und einen zweiten Rahmen 22 gebildet wird, eine Antriebsvorrichtung 23, eine Metallhülle 24 und einen Rotor 25 ein.
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Der erste Rahmen 21 schließt eine Basis mit einer Lagerröhre 211 zum Aufnehmen und Tragen der Antriebsvorrichtung 23 ein, und die Lager 231 sind innerhalb der Lagerröhre 211 angebracht, um eine rotierende Welle 27 des Rotors 25 zu tragen bzw. zu lagern. Der zweite Rahmen 22 schließt einen Lufteinlass 221 und eine Seitenwand 222 ein, die sich von einem inneren Rand des Lufteinlasses 221 abwärts erstreckt. Wenn der erste Rahmen 21 und der zweite Rahmen 22 zusammengesetzt sind, wird ein Raum innerhalb der Wärme ableitenden Vorrichtung gebildet und kann durch die Seitenwand 222 in eine Luftsammelkammer 26 und eine Abteilung aufgeteilt werden, um den Rotor 25 darin aufzunehmen. Ein Luftauslass 212 ist gleichzeitig auch gebildet, wie in 2B gezeigt. Ein Flansch 223 erstreckt sich radial von der Unterseite der Seitenwand 222, um einen Eingang 261 der Luftsammelkammer 26 zu definieren.
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Der Rotor 25 schließt eine Nabe 251, eine Basis 252, die sich radial von dem unteren Ende der Nabe 251 erstreckt, einen ersten Satz von Blättern 253 und einen zweiten Satz von Blättern 254 ein, und wird von der Antriebsvorrichtung 23 angetrieben, die in die Nabe 251 gekoppelt ist. Der erste und der zweite Satz von Blättern 253, 254 sind gekrümmte Blätter, die jeweils auf der Basis 252 angeordnet sind, und jedes Blatt weist ein Ende auf, das sich in Richtung des Eingangs 261 der Luftsammelkammer 26 erstreckt, wobei der erste Satz von Blättern sich von dem äußeren Rand der Nabe 251 abwärts zu der Oberfläche der Basis 252 erstreckt. Der erste und der zweite Satz von Blättern sind alternierend angeordnet, wie in 2A gezeigt. Sicherlich schließen die Größe, Form und Anordnung der Blätter die in 2A gezeigten ein, sind aber nicht darauf beschränkt; zum Beispiel sind der erste und der zweite Satz von Blättern auf- und absteigend (up-and-down) angeordnet. Die Nabe 251, die Basis 252 und die Blätter 253, 254 können einstückig als ein monolithisches Teil durch Spritzguss gebildet werden.
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Der zweite Rahmen 22 weist weiter einen Träger 224 auf, der auf dem Lufteinlass angebracht ist, und eine Vielzahl von Luftleitelementen 225 ist zwischen dem Träger 224 und der Seitenwand 222 angeordnet, um den Strahldruck der Warme ableitenden Vorrichtung zu erhöhen.
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Wenn der Rotor 25 rotiert, wird der Luftfluss in den Lufteinlass 221 eingelassen, geht durch die Luftleitelemente 225 und die Blätter 253, 254 durch, und wird mittels des Eingangs 261 in die Luftsammelkammer 26 geleitet. In der Luftsammelkammer 26 wird der Luftfluss allmählich gesammelt und bei einem hohen Druck mittels des Auslasses 221 davon zur Außenseite abgelassen, was die plötzliche Veränderung des Luftflussdrucks verhindern kann. Daher geht der Luftfluss nacheinander durch den Lufteinlass 221, die Luftleitelemente 225, die Blätter 253, 254 und den Eingang 261 der Luftsammelkammer 26 hindurch.
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Da sich die Seitenwand 222 von dem inneren Rand des Lufteinlasses 221 abwärts erstreckt und die Luftsammelkammer 26 von dem Rotor 25 trennt, und die Größe des Luftauslasses 212 verringert ist, wird die Zeitdauer der Luftfluss-Druckbeaufschlagung durch den Rotor 25 erhöht, so dass die Variation bzw. Schwankung in dem Luftflussdruck stabilisiert wird.
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Weiter, da die Höhe der Luftsammelkammer 26 teilweise oder vollständig die des Flussdurchgangs durch den Rotor 25 und die Luftleitelemente 225 in der axialen Richtung überlappt, kann der eingenommene Raum des Zentrifugallüfters minimiert werden. Die Querschnittsfläche der Luftsammelkammer 26 ist in der Größe im Wesentlichen gleich der des Luftauslasses 212, so dass sich ein Luftfluss konstant und stabil innerhalb der Luftsammelkammer 26 und des Luftauslasses 212 bewegt, um einen Arbeitsverlust zu verhindern.
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Andererseits nimmt die vorliegende Erfindung eine zweiseitig motorbefestigte (two-side motor fixed) Auslegung an, wie in 2C gezeigt, wobei das Lager 231 in der Lagerröhre 211 angebracht ist und das andere Lager 232 in dem Träger 224 des zweiten Rahmens 22 angebracht ist, um die Welle 27 des Rotors 25 zusammen zu lagern, um die Stabilisierung des Zentrifugallüfters beim Hochgeschwindigkeitsbetrieb bereitzustellen und die Vibration zu beseitigen.
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Zusätzlich weist der zweite Rahmen einen sich erweiternden Teil 29 auf, der in einer Innenseite davon gebildet ist, und sich axial in Richtung des ersten Rahmens erstreckt, um einen axial komprimierten Luftflussdurchgang in dem Gehäuse zu bilden, wie in 2A gezeigt.
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Wie in den 2A~2C gezeigt, sind die Vielzahl von Luftleitelementen 225, die auf dem zweiten Rahmen 22 angebracht sind, zwischen dem Träger 224 und der Seitenwand 222 verbunden und ähnlich denen der Blätter wie Flügelstrukturen geformt. Zusätzlich können die Luftleitelemente 225 als Streifen- oder Plattenstrukturen gebildet sein, die zwischen dem Träger 224 und der Seitenwand 222 verbunden sind, wie in 3A gezeigt. Alternativ sind die Vielzahl von Luftleitelementen 225 in zwei verschiedene Teile aufgeteilt; einige sind als Streifenstrukturen 225a geformt, die zwischen dem Träger 224 und der Seitenwand 222 verbunden sind, und andere sind diskontinuierliche Strukturen 225b mit zwei Enden, die jeweils mit dem Träger 224 und der Seitenwand 222 verbunden sind, aber freie Enden in deren Mitte aufweisen, wobei die Streifenstrukturen 225a und die diskontinuierlichen Strukturen 225b alternierend oder zufällig angeordnet sind, wie in 3B gezeigt. Noch alternativer sind die Vielzahl von Luftleitelementen 225 in drei verschiedene Teile 225a, 225b, 225c aufgeteilt; die Luftleitelemente 225a sind zwischen dem Träger 224 und der Seitenwand 222 verbunden; jedes der Luftleitelemente 225b weist ein Ende auf, das mit der Seitenwand 222 verbunden ist, und ein gegenüberliegendes Ende davon ist ein freies Ende; und jedes der Luftleitelemente 225c weist ein Ende auf, das mit dem Träger 224 verbunden ist, und ein gegenüberliegendes Ende davon ist ein freies Ende, wobei die Luftleitelemente 225a, 225b, 225c alternierend angeordnet sind, wie in 3C gezeigt. In 3D sind die Luftleitelemente 225 zwischen dem Träger 224 und der Seitenwand 222 verbunden und weisen gekrümmte Formen mit schrägen Winkeln auf.
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Die vorstehend beschriebenen Luftleitelemente 225 können auf dem Lufteinlass angeordnet sein, aber andere ähnliche Luftleitelemente 28 können auch auf dem Luftauslass 212 angebracht sein, wie in 4 gezeigt. Die Anzahl, Form und Anordnung der Luftleitelemente kann gemäß der tatsächlichen Anwendung modifiziert oder ausgewählt werden. Zusätzlich, wenn der Aspekt der vorliegenden Erfindung auf ein umgekehrtes Gebläse (upside-down blower), ein zweiseitig ansaugendes Gebläse (two-suction blower) oder einen Axiallüfter angewendet wird, können die Luftleitelemente 225 auf einem der Lufteinlässe oder beiden angeordnet werden, wie dem, der in 5 gezeigt wird.
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Schließlich nehmen sie bitte Bezug auf 6, welche den Vergleich des Luftflussdrucks und -Volumens des Zentrifugallüfters der Erfindung, der in 2A~2C gezeigt ist, und denen des herkömmlichen Gebläses von 1 zeigt. Diese Figur kann demonstrieren, dass der Luftflussdruck und das -Volumen des Zentrifugallüfters der Erfindung durch die Luftleitelemente und die Luftsammelkammer deutlich erhöht werden können.
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Gemäß der vorstehenden Beschreibung verwendet die vorliegende Erfindung die Seitenwand und den Flansch, der sich von dem inneren Rand des Lufteinlasses erstreckt, um eine Luftsammelkammer oder einen Luftspeicher in dem Gehäuse der Wärme ableitenden Vorrichtung zu definieren, um die Druckbeaufschlagung der Luft zu verlängern, die durch die Rotorblätter hindurchgeht, um die schnelle Änderung des Luftdrucks zu verhindern. Auf der anderen Seite kann durch die Luftleitelemente der Strahldruck deutlich erhöht werden, wodurch seine Leistung und Wärmeableitungseffizienz verbessert werden.
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Obwohl die Erfindung in Verbindung damit beschrieben worden ist, was derzeit als die praktischste und am meisten bevorzugte Ausführungsform angesehen wird, soll verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil dazu gedacht ist, vielfältige Modifikationen und äquivalente Anordnungen aufzunehmen, die in dem Wesen und Schutzumfang der angefügten Ansprüche eingeschlossen sind.
