DE102006055380A1

DE102006055380A1 - Mikrolüfter

Info

Publication number: DE102006055380A1
Application number: DE102006055380A
Authority: DE
Inventors: Alex Horng; Tso-Kuo Yin
Original assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2008-04-10
Also published as: KR100800573B1; TW200817590A; JP4457101B2; US20080085189A1; JP2008088971A; FR2906943A1; GB0701545D0; GB2442475B; GB2442475A

Abstract

Ein Mikrolüfter mit einem Schaufelrad (10), einem Lüftersitz (20) und einer unteren Abdeckplatte (21), wobei das Schaufelrad einen an einem Ende einer Spindel (11) stationär angeordneten Wellensitz (12) und mehrere Schaufeln (13), die sich von einem Umfang des Wellensitzes erstrecken, besitzt, wobei an einem oberen Ende bzw. an einem unteren Ende eines äußeren Randes jeder Schaufel ein oberer Ring (14) bzw. ein unterer Ring (15) angeordnet sind und am Umfang jeder Schaufel ein Permanentmagnet (16) angeordnet und zwischen dem oberen und dem unteren Ring positioniert ist. Das Schaufelrad gemäß der Erfindung benötigt nur ein einziges Lager (23), in dem sich das Schaufelrad dreht, so dass eine konzentrische Ausrichtung nicht erforderlich ist. Ferner wird ein Lufteinlass (203) des Lüftersitzes nicht blockiert, so dass die Luftzufuhrrate erhöht ist und das Luftströmungsfeld geglättet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Lüfter und insbesondere auf einen Mikrolüfter, der eine Struktur besitzt, die keine Konzentrizitätsausrichtung erfordert, eine erhöhte Luftzufuhrrate ermöglicht und das Luftströmungsfeld glättet.
Aus dem taiwanesischen Patent 593897 mit dem Titel "Bürstenloser Gleichstrommikrolüfter" ist ein Mikrolüfter bekannt, der, wie in 1 gezeigt ist, eine rotierende Nabe 30, zwei Lager 31, eine Permanentmagnetbaugruppe 32, eine Schaufelradbaugruppe 33 und eine Spulenbaugruppe 34 umfasst.
Die drehbare Nabe 30 besitzt einen Luftauslass 301, eine Abdeckplatte 302 und einen Lufteinlass 303. Die Lager 31 sind durch die drehbare Nabe 30 und die Abdeckplatte 302 zusammen mit ihren jeweiligen Unterstützungsstäben befestigt, wobei die zwei Lager 31 axial koinzidieren sollten, um die Drehung einer Spindel 321 zwischen ihnen zu unterstützen.
Die Schaufelradbaugruppe 33 umfasst mehrere Schaufeln 331, die sich radial erstrecken, wobei die Permanentmagnetbaugruppe 32 von der Schaufelradbaugruppe 33 umgeben ist und im Zentrum und auf der Spindel 321 angeordnet ist.
Die Spulenbaugruppe 34 ist durch mehrere Spulen gebildet, die an einer flexiblen Leiterplatte 341 vorgesehen sind, wobei die Spulen miteinander elektrisch verbunden sind, um ein oszillierendes Magnetfeld zu erzeugen, um die Permanentmagnetbaugruppe 32 anzutreiben, damit sich die Schaufelradbaugruppe 33 dreht, um Wärme abzuführen.
Die Schaufelradbaugruppe 33 des oben genannten bürstenlosen Gleichstrommikrolüfters ist jedoch an der Spindel 321 angeordnet und befestigt, wobei sich die Spindel zwischen den beiden Lager dreht, die an beiden Enden der Spindel schwenkbar angeordnet sind. Daher besitzt diese Struktur die mehreren folgenden Nachteile:

(1) eine schwierige konzentrische Ausrichtung der beiden Lager 31 – da die Schaufelradbaugruppe 33 zwischen den beiden Lager 31 gedreht wird, die an beiden Enden der Spindel 321 schwenkbar angeordnet sind, hat die Genauigkeit der konzentrischen Ausrichtung zwischen den beiden Lager 31 einen großen Einfluss auf die Drehabweichung der gesamten Schaufelradbaugruppe 33. Je höher der Konzentrizitätsfehler zwischen den beiden Lager 31 ist, desto größer ist die Unwucht der gesamten Schaufelradbaugruppe 33. Da die beiden Lager 31 an der drehbaren Nabe 30 bzw. auf der Abdeckplatte 302 positioniert sind, ist die Ausrichtung der beiden Lager 31 schwierig;
(2) eine beschränkte Luftzufuhrfläche des Lufteinlasses 303 – die Abdeckplatte 302, die sich außerhalb des Lufteinlasses 303 befindet, ist mit einer Unterstützungsstange ausgebildet, um das Lager 31 zu befestigen. Mit anderen Worten, die Unterstützungsstange und das Lager 31 befinden sich über dem Lufteinlass 303, wodurch sich eine zumindest teilweise Blockierung der Luftzufuhrfläche ergibt, was die Luftzufuhrrate entsprechend nachteilig beeinflusst;
(3) die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Turbulenzen und Vibrationen – da sich die Unterstützungsstange und das Lager 31 über dem Lufteinlass 303 befinden, wird die Luftzufuhrfläche zumindest teilweise blockiert, wodurch die Luftströmung des Lufteinlasses 303 beeinflusst wird und Turbulenzen und Vibrationen daher leicht ausgelöst werden können.

Um die oben genannten Nachteile des herkömmlichen bürstenlosen Gleichstrommikrolüfters vollständig zu beseitigen, bedarf es eines Mikrolüfters mit einem grundlegend neuen Entwurf, bei dem insbesondere die Schwierigkeit der Ausrichtung der Spindel nicht mehr besteht.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Mikrolüfter mit Schaufelrad, Lüftersitz und Bodenabdeckungsplatte zu schaffen, der die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Mikrolüfter nach einem der Ansprüche 1 und 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Mikrolüfter umfasst eine Schaufelradbaugruppe, die eine Spindel, einen Wellensitz, der an einem Ende der Spindel stationär angeordnet ist, mehrere Schaufeln, die sich vom Umfang des Wellensitzes erstrecken, einen oberen Ring und einen unteren Ring, die am oberen Ende bzw. am unteren Ende eines äußeren Randes jeder Schaufel angeordnet sind, und einen Permanentmagneten, der an einem äußeren Rand jeder Schaufel angeordnet ist und zwischen dem oberen Ring und dem unteren Ring befestigt ist, umfasst.
Im Lüftersitz ist eine ringförmige Wand vorgesehen, deren Zentrum sich im Schaufelrad befindet, wobei die ringförmige Wand von einem Spalt umgeben ist, der einen Stator enthält. An einer Position, in der der Lüftersitz dem Schaufelrad entspricht, ist ein Lufteinlass vorgesehen. In dem Lufteinlass ist ein Luftführungsflansch vorgesehen, der nach innen geneigt ist, wobei der Durchmesser eines Innenlochs des Lufteinlasses etwas kleiner ist als der größte Außendurchmesser des Schaufelrades.
Im Zentrum der unteren Abdeckplatte ist ein Luftauslass vorgesehen, wobei mehrere Unterstützungsstäbe mit einem Wellenrohr im Luftauslass verbunden sind, wobei in dem Wellenrohr ein Lager vorgesehen ist, derart, dass die Spindel des Schaufelrades in das Lager drehbar eingesetzt werden kann.
Da sich die Spindel des Schaufelrades gemäß der Erfindung auf ein einziges Lager für die Unterstützung und die Drehung stützt, ist eine Konzentrizitätsausrichtung nicht erforderlich, außerdem tritt keinerlei Blockierung des Lufteinlasses des Lüftersitzes auf. Jede der Schaufeln des Schaufelrades kann sich bis zum obersten Ende des Lufteinlasses nach oben erstrecken, wodurch die Luftzufuhrrate erhöht wird und das Luftströmungsfeld geglättet wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
1 die bereits erwähnte Querschnittsansicht des bürstenlosen Gleichstrommikrolüfters des Standes der Technik;
2 Explosionsansichten einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
3 Außenansichten des Schaufelrades des Mikrolüfters der Erfindung;
4 eine Querschnittsansicht des Schaufelrades des Mikrolüfters der Erfindung; und
5 eine Querschnittansicht des zusammengefügten Mikrolüfters der Erfindung.
In 2 ist der Mikrolüfter gemäß der Erfindung gezeigt, der als Hauptkomponenten ein Schaufelrad 10, einen Lüftersitz 20 und eine Bodenabdeckplatte 21 umfasst.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, umfasst das Schaufelrad 10 eine Spindel 11, einen Wellensitz 12, der an einem Ende der Spindel 11 angeordnet ist, mehrere Schaufeln 13, die sich von einem äußeren Umfang des Wellensitzes 12 nach außen erstrecken, sowie einen oberen Ring 14 und einen unteren Ring 15, die am Rand jeder Schaufel 13 angeordnet sind, wobei der obere Ring an der oberen Kante des äußeren Randes jeder Schaufel 13 konkav ausgebildet ist und der untere Ring 15 an der unteren Kante des äußeren Randes jeder Schaufel 13 konkav ausgebildet ist. Am äußeren Rand jeder Schaufel ist ein Permanentmagnet 16 angeordnet und zwischen dem oberen Ring 14 und dem unteren Ring 15 befestigt. Ein Einrastvorsprung 151 ist optional an einer Seite entweder des oberen Rings 14 oder des unteren Rings 15 (in 4 ist der untere Ring gewählt) in der Umgebung des Permanentmagneten 16 angeordnet, damit der Permanentmagnet 16 mit dem oberen bzw. mit dem unteren Ring 14, 15 fest gekoppelt ist, um seine Loslösung während der Drehung zu verhindern.
Der Lüftersitz 20 besitzt eine ringförmige Wand 201, die die Bildung eines Raums für die Aufnahme des Schaufelrades 10 im Mittelabschnitt der ring förmigen Wand 201 ermöglicht, und einen Spalt 202, der einen Stator enthält und zwischen einem äußeren Umfang der ringförmigen Wand 201 und einer Wand des Lüftersitzes 20 ausgebildet ist. Ein Lufteinlass 203 ist über der Oberseite des Lüftersitzes 20 ausgebildet, während ein Luftführungsflansch 204, der nach innen geneigt ist, um den Lufteinlass 203 angeordnet ist, wobei der Durchmesser eines Innenlochs des Lufteinlasses 203 etwas kleiner als der größte Außendurchmesser des Schaufelrades 10 ist, um ein Herabfallen des Schaufelrades 10 zu verhindern.
Im Zentrum der unteren Bodenplatte 21 ist ein Luftauslass 211 ausgebildet, der ein Wellenrohr 213 besitzt, das eine Abriebplatte 22, ein Lager und eine Positionierungsplatte 24 aufweist, wobei das Wellenrohr 213 mit der Innenwand des Luftauslasses durch mehrere Unterstützungsstäbe 212 einteilig verbunden ist und eine Passkante 214 am äußeren Umfang des Luftauslasses 211 angeordnet ist.
Wie in den 2 und 5 gezeigt ist, ist an der Innenseite der Passkante 214 der unteren Abdeckplatte 21 eine Magnetabsorptions-Positionierungsplatte 25 vorgesehen. Die Spindel 11 des Schaufelrades 10 ist in die Bohrung des Lagers in der Weise eingesetzt, dass das Schaufelrad 10 auf der Oberseite der unteren Abdeckplatte 21 drehbar und schwenkbar angeordnet sein kann.
In dem einen Stator enthaltenden Spalt 202 des Lüftersitzes 20 ist eine Statorbaugruppe 26 angeordnet, während das Schaufelrad 10 in dem Lüftersitz aufgenommen ist. Die Statorbaugruppe 26 und der Permanentmagnet 16 des Schaufelrades 10 sind durch die ringförmige Wand 201 getrennt und sind zueinander koinzident, so dass ein oszillierendes Magnetfeld der Statorbaugruppe 26 das Schaufelrad 10 zu einer Drehung antreiben kann. Wenn die ringförmige Wand 201 des Lüftersitzes 20 in die Passkante 214 eingesetzt ist, rastet die Magnetabsorptions-Positionierungsplatte 25 ein und ist positioniert, wodurch auf den Permanentmagneten des Schaufelrades 10 eine nach unten gerichtete magnetische Anziehungskraft ausgeübt wird, was eine stabile Drehung des Schaufelrades 10 auf Grund der Anziehung der Bahn der Magnetabsorptions-Positionierungsplatte 25 sichergestellt ist.
Im Gegensatz zu dem herkömmlichen bürstenlosen Gleichstrom-Mikrolüfter ist der erfindungsgemäße Mikrolüfter dadurch gekennzeichnet, dass:

(1) keine Spindelausrichtung erforderlich ist – da der Wellensitz 12, die Schaufeln 13 und dergleichen des Schaufelrades 10 an einem Ende der Spindel stationär befestigt sind, während das andere Ende der Spindel 11 in das Lager 23 eingesetzt ist, beruhen die Unterstützung und die Drehung nur auf einem einzigen Lager 23, so dass kein Bedarf an einer Konzentrizitätsausrichtung besteht;
(2) die Luftzufuhrrate groß ist – da das Schaufelrad 10 durch das Lager 23 unterstützt ist und sich darin dreht, ist der Lufteinlass 203 an der Oberseite des Lüftersitzes 20 vollkommen frei, so dass der Luftstrom nicht blockiert wird; daher können die Schaufeln am Schaufelrad 10 nach oben bis zu einem äußersten Ende des Lufteinlasses verlängert sein, was die Fläche der Schaufeln, die direkt mit der Luftströmung in Kontakt ist, erhöht, wodurch die Luftzufuhrrate ansteigt;
(3) ein gleichmäßiges Luftströmungsfeld vorhanden ist und keine Turbulenzen auftreten – da der Lufteinlass 203 vollkommen frei ist und die Luftströmung durch ihn nicht blockiert wird, ist das Luftströmungsfeld gleichmäßig, mit der Folge, dass weder Turbulenzen noch Vibrationen oder Geräusche auftreten.

Zusammengefasst ist der erfindungsgemäße Mikrolüfter mit den oben beschriebenen Merkmalen nicht nur neu gegenüber vorhandenen Produkten, er ist auch industriell anwendbar und nützlich.
Obwohl die Erfindung anhand der derzeit als bevorzugt angesehenen Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die erläuternden Ausführungsformen eingeschränkt. Vielmehr ist beabsichtigt, dass viele verschiedene Abwandlungen und ähnliche Anordnungen, die innerhalb des Erfindungsgedankens und des Umfangs der Erfindung liegen, von der Erfindung, die durch die Ansprüche definiert ist, abgedeckt werden.

Claims

Mikrolüfter, der umfasst: ein Schaufelrad (10) mit einer Spindel (11), einem an einem Ende der Spindel (11) stationär angeordneten Wellensitz (12), mehreren Schaufeln (13), die sich von einem äußeren Umfang des Wellensitzes (12) erstrecken, und einem Permanentmagneten (16), der an einem äußeren Rand jeder Schaufel (13) angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen Lüftersitz (20) mit einer ringförmigen Wand (201), in die das Schaufelrad (10) zentrisch eingesetzt ist, einem einen Stator enthaltenden Spalt (202), der sich neben einem äußeren Umfang der ringförmigen Wand (201) befindet, um eine Statorbaugruppe (26) aufzunehmen, und einen Lufteinlass (203), der an einer Oberseite des Lüftersitzes (20) angeordnet ist; und eine untere Abdeckplatte (21) mit einem Luftauslass (211), der zentrisch angeordnet ist, mehreren Unterstützungsstäben (212), die sich in dem Luftauslass (211) befinden und mit einem Wellenrohr (213) verbunden sind, und einem Lager (23), das sich in dem Wellenrohr (213) befindet und in das die Spindel (11) des Schaufelrades (13) zentrisch eingesetzt ist, um die Spindel (11) im Lager (23) drehbar zu unterstützen.
Mikrolüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Lufteinlass (203) ein Luftführungsflansch (204) angeordnet ist, dessen Innenkante nach innen geneigt ausgebildet ist, wobei ein inneres Loch des Lufteinlasses (203) etwas kleiner als der größte Außendurchmesser des Schaufelrades (13) ist.
Mikrolüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer Ring (14) und ein unterer Ring (15) an einem oberen Ende bzw. an einem unteren Ende einer Außenkante jeder Schaufel (13) angeordnet sind und der Permanentmagnet (16) zwischen dem oberen Ring (14) und dem unteren Ring (15) befestigt ist.
Mikrolüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite des oberen Rings (14) ein Einrastvorsprung (151) angeordnet ist, der sich in der Nähe des Permanentmagneten (16) befindet.
Mikrolüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite des unteren Rings (15) ein Einrastvorsprung (151) angeordnet ist, der sich in der Nähe des Permanentmagneten (16) befindet.
Mikrolüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem äußeren Umfang des Luftauslasses (211) eine Passkante (214) zum Einsetzen der ringförmigen Wand (201) angeordnet ist und eine Magnetabsorptions-Positionierungsplatte (25) an einer Innenseite der Passkante (214) angeordnet und eingerastet positioniert ist, wobei die ringförmige Wand (201) an die Passkante (214) angepasst ist.
Mikrolüfter, der umfasst: ein Schaufelrad (10) mit einer Spindel (11), einem an einem Ende der Spindel (11) stationär angeordneten Wellensitz (12) mit mehreren Schaufeln (13), die sich von einem äußeren Umfang des Wellensitzes (12) erstrecken, und einem Permanentmagneten (16), der an einem äußeren Rand jeder Schaufel (13) angeordnet ist und zwischen einem oberen Ring (14) und einem unteren Ring (15) befestigt ist, gekennzeichnet durch einen Lüftersitz (20) mit einer ringförmigen Wand (201), durch die das Schaufelrad (10) zentrisch eingesetzt sein kann, einem einen Stator enthaltenden Spalt (202), der sich neben einem äußeren Umfang der ringförmigen Wand (201) befindet, um eine Statorbaugruppe (26) aufzunehmen, einem Lufteinlass (203), der an einer Oberseite des Lüftersitzes (20) angeordnet ist, und einem Luftführungsflansch (204), der bei dem Lufteinlass (203) angeordnet ist und ein Innenloch mit einem Durchmesser besitzt, der kleiner als ein größter Außendurchmesser des Schaufelrades (10) ist, und eine untere Abdeckplatte (21) mit einem zentrisch angeordneten Luftauslass (211), mehreren Unterstützungsstäben (212), die sich in dem Luftauslass (211) befinden und mit einem Wellenrohr (213) verbunden sind, und einem Lager (23), das sich in dem Wellenrohr (213) befindet, damit die Spindel (11) des Schaufelrades (10) zentrisch eingesetzt werden kann, so dass sie in dem Lager (23) drehbar ist.
Mikrolüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftführungsflansch (204) eine nach innen geneigte Innenkante besitzt.
Mikrolüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Ring (14) und der unteren Ring (15) an einem oberen Ende bzw. an einem unteren Ende jeder Schaufel (13) des Schaufelrades (10) angeordnet sind.
Mikrolüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite des Permanentmagneten (6) in der Nähe des oberen Rings (14) ein Einrastvorsprung (151) angeordnet ist.
Mikrolüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite des Permanentmagneten (16) in der Nähe des unteren Rings (15) ein Einrastvorsprung (151) vorgesehen ist.
Mikrolüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Umfang des Luftauslasses (211) eine Passkante (214) zum Einsetzen der ringförmigen Wand (201) vorgesehen ist und eine Magnetabsorptions-Positionierungsplatte (25) an einer Innenseite der Passkante (214) vorgesehen ist, damit sie einrastend positioniert werden kann, wenn die ringförmige Wand (201) in die Passkante (214) eingesetzt ist.