DE102006061868A1

DE102006061868A1 - Wärmeableitungslüfter

Info

Publication number: DE102006061868A1
Application number: DE102006061868A
Authority: DE
Inventors: Sheng-An Yang
Original assignee: Yang Sheng-An Dashu Hsiang
Current assignee: Yang Sheng-An Dashu Hsiang
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2007-07-12
Also published as: GB2433772A8; TWM292888U; GB0625991D0; JP2007182880A; US20070154308A1; GB2433772A

Abstract

Wärmeableitungslüfter mit einem Gehäuse und einem Flügelrad. Das Gehäuse weist einen Aufnahmeraum, der einen Luftstromeinlass und einen Luftstromauslass formt, und einen Führungsring auf. Der Führungsring ist in der Nähe des Luftstromauslasses montiert und weist eine Führungsfläche auf, die dem Luftstromeinlass zugewandt ist. Das Flügelrad ist drehbar in den Aufnahmeraum montiert und weist mehrere Flügel auf. Zwischen benachbarten Flügeln ausgebildete Luftstrompassagen weisen jeweils einen Querschnitt auf, der sich von einem oberen Ende des Führungsrings aus zum Luftstromauslass hin verengt. Jeder Flügel weist eine Aufnahmeausnehmung auf, die an einem unteren Rand dessen ausgebildet ist und die dem Querschnitt des Führungsrings entspricht. Die Geschwindigkeit des Luftstroms wird in den Luftstrompassagen auf Basis des Venturi-Effektes erhöht, so dass die Wärmeableitungseffizienz des Wärmeableitungslüfters verbessert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeableitungslüfter, und insbesondere einen Wärmeableitungslüfter, bei dem die Luftstromausgabegeschwindigkeit und die Systemimpedanz bzw. der Systemwiderstand erhöht sind, so dass die Wärmeableitungseffizienz verbessert ist.

Bezugnehmend auf die 8 und 9 weist ein üblicher Wärmeableitungslüfter 3 gemäß dem Stand der Technik ein Gehäuse 31, einen Antriebsmotor und ein Flügelrad 32 auf.

Das Gehäuse 31 weist einen Aufnahmeraum 311, eine Nabenhalterung 33 und mehrere Stützrippen 312 auf. Der Aufnahmeraum 311 ist in der Mitte des Gehäuses 31 ausgebildet und formt einen Luftstromeinlass und einen Luftstromauslass am oberen Ende bzw. am unteren Ende des Gehäuses 31. Die Nabenhalterung 33 ist in den Aufnahmeraum 311 montiert. Die Stützrippen 312 sind in dem Luftstromauslass ausgebildet, zwischen der Nabenhalterung 33 und einer Innenwand des Aufnahmeraums 311 angeordnet und sind mit der Nabenhalterung 33 und der Innenwand des Aufnahmeraums 311 verbunden.

Der Antriebsmotor weist einen Stator 34 und einen Rotor auf. Der Stator 34 ist an die Nabenhalterung 33 montiert und weist ein Axialloch 341 auf, das in seiner Mitte ausgebildet ist.

Das Flügelrad 32 weist eine Nabe 322, eine Achse 321 und mehrere Flügel 323 auf. Die Nabe 322 hat im Inneren den Rotor aufgenommen. Die Achse 321 ist in der Mitte der Nabe 322 montiert und in das Axialloch 341 eingesetzt. Die Flügel 323 sind um eine Außenwand der Nabe 322 herum montiert und bilden mehrere Luftstrompassagen 324, die sich jeweils zwischen benachbarten Flügeln 323 befinden. Daher wird, wenn das Flügelrad 32 rotiert, Luft von dem Luftstromeinlass her in die Luftstrompassagen 324 hinein angesaugt und aus dem Luftstromauslass ausgegeben.

Jedoch weist der zuvor genannte Wärmeableitungslüfter keinen ausreichenden statischen Druck auf, so dass die Wärmeableitungswirkung des üblichen Lüfters ineffizient ist, und weist eine geringe Systemimpedanz auf. Derzeitige, elektrische Erzeugnisse weisen immer schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeiten auf und erzeugen immer mehr Wärme, so dass das Problem, wie die Wärmeableitungseffizienz eines Wärmeableitungslüfters zu verbessern ist, ein wichtiges Thema ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeableitungslüfter bereitzustellen, der eine erhöhte Wärmeableitungseffizienz aufweist.

Dies wird mit einem Wärmeableitungslüfter gemäß Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Wärmeableitungslüfter wenigstens einen Führungsring auf zum Erhöhen der Geschwindigkeit eines von dem Lüfter ausgegebenen Luftstroms, so dass die Wärmeableitungseffizienz verbessert wird.

Der Wärmeableitungslüfter weist ferner ein Gehäuse und ein Flügelrad auf. Das Gehäuse weist einen Aufnahmeraum und den wenigstens einen Führungsring auf. Der Aufnahmeraum ist in der Mitte des Gehäuses ausgebildet und formt einen Luftstromeinlass und einen Luftstromauslass.

Der wenigstens eine Führungsring ist in der Nähe des Luftstromauslasses montiert, wobei der wenigstens eine Führungsring jeweils wenigstens eine daran ausgebildete Führungsfläche aufweist, die dem Luftstromeinlass zugewandt ist.

Das Flügelrad ist drehbar in den Aufnahmeraum montiert und weist eine Nabe sowie mehrere Flügel auf. Die Flügel sind um eine Außenwand der Nabe herum an die Nabe montiert und bilden mehrere Luftstrompassagen. Jede der Luftstrompassagen befindet sich zwischen benachbarten Flügeln und weist jeweils einen Querschnitt auf, der sich von einem oberen Ende des wenigstens einen Führungsrings aus zum Luftstromauslass hin verengt. Jeder der Flügel weist wenigstens eine Aufnahmeaussparung auf. Die wenigstens eine Aufnahmeaussparung ist an bzw. in einem unteren Rand des jeweiligen Flügels ausgebildet, entspricht jeweils dem Querschnitt des wenigstens einen Führungsrings und definiert bzw. begrenzt einen Spalt zwischen dem unteren Rand des Flügels und der wenigstens einen Führungsfläche des wenigstens einen Führungsrings.

Durch die zuvor genannte Anordnung ist der wenigstens eine Führungsring unterhalb der Flügel und in der Nähe des Luftstromauslasses montiert, so dass sich jede der zwischen benachbarten Flügeln ausgebildeten Luftstrompassagen allmählich verengt, so dass gemäß dem Venturi-Effekt die Geschwindigkeit des Luftstroms in den Luftstrompassagen erhöht wird. Zusätzlich zu dem durch die wenigstens eine Führungsfläche des wenigstens einen Führungsrings bereitgestellten Führungseffekt wird ein Zeitraum, in dem die Flügel den Luftstrom beschleunigen, verlängert, so dass der Luftstrom mehr kinetische Energie erhalten kann. Ferner blockiert der wenigstens eine, in der Nähe des Luftstromauslasses montierte Führungsring einen Teil des Luftstromauslasses, so dass verhindert wird, dass der Luftstrom in die Luftstrompassagen zurückströmt, wenn der Luftstrom von einem aufgeheizten Zielgerät bzw. zu kühlenden Gerät zurückgeworfen bzw. reflektiert wird. Ferner kann die Führungsfläche so gestaltet sein, dass sie unterschiedliche Krümmungen aufweist, so dass der Luftstrom konzentriert und direkt auf das Zielgerät geleitet wird und dadurch eine noch bessere Wärmeableitungseffizienz erzielt wird.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.

1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmeableitungslüfters.

2 zeigt eine teilweise geschnittene, seitliche Ansicht des Wärmeableitungslüfters von 1.

3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeableitungslüfters.

4 zeigt eine teilweise geschnittene, seitliche Ansicht des Wärmeableitungslüfters von 3.

5 zeigt eine teilweise geschnittene, seitliche Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeableitungslüfters.

6 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeableitungslüfters.

7 zeigt eine teilweise geschnittene, seitliche Ansicht des Wärmeableitungslüfters von 6.

8 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines üblichen Wärmeableitungslüfters gemäß dem Stand der Technik.

9 zeigt eine teilweise geschnittene, seitliche Ansicht des Wärmeableitungslüfters von 8.

Unter Bezugnahme auf 1 und 2 weist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmeableitungslüfters 100 ein Gehäuse 2, eine Antriebseinrichtung und ein Flügelrad 1 auf.

Das Gehäuse 2 weist einen Aufnahmeraum 21, eine Nabenhalterung 23, mehrere Stützrippen 22 und einen Führungsring 26 auf. Der Aufnahmeraum 21 ist in der Mitte des Gehäuses 2 ausgebildet und formt einen Luftstromeinlass und einen Luftstromauslass. Der Luftstromeinlass und der Luftstromauslass können an einem oberen Ende bzw. einem unteren Ende des Gehäuses 2 ausgebildet sein. Die Nabenhalterung 23 ist in den Aufnahmeraum 21 montiert. Die Stützrippen 22 sind in einem der Enden des Aufnahmeraums 21 ausgebildet und können, wie in 1 gezeigt, in dem Luftstromauslass ausgebildet sein oder können in dem Luftstromeinlass ausgebildet sein. Die Stützrippen 22 sind zwischen der Nabenhalterung 23 und einer Innenwand des Aufnahmeraums 21 angeordnet und sind mit der Nabenhalterung 23 und der Innenwand des Aufnahmeraums 21 verbunden bzw. verbinden diese miteinander.

Der Führungsring 26 ist in der Nähe des Luftstromauslasses koaxial um eine Außenwand der Nabenhalterung 23 herum angeordnet und montiert und weist eine daran ausgebildete Führungsfläche 27 auf, die dem Luftstromeinlass zugewandt ist. Die Führungsfläche 27 kann abgeschrägt oder stromlinienförmig sein und kann an einer Außenseite des Führungsrings 26 ausgebildet sein, wobei die Außenseite sich entfernt von der Nabenhalterung 23 befindet, wie in 2 gezeigt. Mit anderen Worten befindet sich die Außenseite des Führungsrings 26 auf der der Nabenhalterung 23 abgewandten Seite des Führungsrings 26.

Die Antriebseinrichtung kann ein Motor, wie beispielsweise ein Elektromotor, sein und einen Stator 24 und einen Rotor aufweisen. Der Stator 24 ist an die Nabenhalterung 23 montiert und weist ein Axialloch 25 auf, das in seiner Mitte ausgebildet ist.

Das Flügelrad 1 ist in den Aufnahmeraum 21 des Gehäuses 2 montiert und weist eine Nabe 11, eine Achse 12 und mehrere Flügel 13 auf. Die Nabe 11 hat in ihrem Inneren den Rotor aufgenommen. Die Achse 12 ist mittig an die Nabe 11 des Flügelrades 1 montiert, steht nach unten hin vor und ist in das Axialloch 25 in dem Stator 24 eingesetzt, so dass das Flügelrad 1 in den Aufnahmeraum 21 montiert ist. Demgemäß treibt der Rotor in der Nabe 11 in Zusammenwirkung mit dem Stator 24 in der Nabenhalterung 23 das Flügelrad 1 an, so dass sich das Flügelrad 1 dreht. Die Flügel 13 sind um eine Außenwand der Nabe 11 herum an die Nabe 11 montiert und bilden mehrere Luftstrompassagen 14, die sich jeweils zwischen benachbarten Flügeln 13 befinden und die jeweils einen Querschnitt aufweisen, der sich sanft bzw. allmählich von einem oberen Ende des Führungsrings 26 aus zum Luftstromauslass hin verengt. Jeder der Flügel 13 weist eine Aufnahmeausnehmung 131 auf.

Die Aufnahmeausnehmung 131 ist an bzw. in einem unteren Rand des jeweiligen Flügels 13 ausgebildet, entspricht dem Querschnitt des Führungsrings 26 und definiert bzw. begrenzt einen Spalt zwischen dem unteren Rand des jeweiligen Flügels 13 und der Führungsfläche 27 des Führungsrings 26.

Da der unterhalb der Flügel 13 in der Nähe des Luftstromauslasses montierte Führungsring 26 die Luftstrompassagen 14 allmählich verengt, wird, wenn durch die sich drehenden Flügel 13 des Flügelrades 1 Luft von dem Luftstromeinlass aus in die Luftstrompassagen 14 hineingesaugt wird, der Luftstrom so beschleunigt, dass er gemäß dem Venturi-Effekt durch die jeweiligen Luftstrompassagen 14 hindurchströmt. Ferner stellt die Führungsfläche 27 dem Luftstrom einen sanften Führungseffekt bereit und verlängert einen Zeitraum, in dem die Flügel 13 den Luftstrom beschleunigen, so dass der Luftstrom mehr kinetische Energie erhält. Ferner kann eine Krümmung der Führungsfläche basierend auf der Position gestaltet sein, an der ein aufgeheiztes bzw. warmgelaufenes Zielgerät bzw. zu kühlendes Gerät montiert ist, so dass der Luftstrom in effektiver Weise zu dem Zielgerät hingeleitet werden kann und dadurch die Wärmeaustauscheffizienz verbessert wird.

Zusätzlich auf 3 und 4 bezugnehmend weist gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeableitungslüfters 100A das Gehäuse 2A einen einzigen Führungsring 28 auf. Der Führungsring 28 ist in der Nähe des Luftstromauslasses an die Stützrippen 22 montiert und weist zwei daran ausgebildete Führungsflächen 281 auf, die dem Luftstromeinlass zugewandt sind. Die Führungsflächen 281 können an einer Außenseite bzw. einer Innenseite des Führungsrings 28 ausgebildet sein. Die Aufnahmeausnehmung 131A jedes Flügels 13A des Flügelrades 1A entspricht dem Querschnitt des Führungsrings 28, der zwei Führungsflächen 281 aufweist.

Zusätzlich auf 5 bezugnehmend weist gemäß einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeableitungslüfters 100B das Gehäuse 2B einen einzigen Führungsring 29 auf. Der Führungsring 29 ist in der Nähe des Luftstromauslasses montiert und weist eine daran ausgebildete Führungsfläche 291 auf, die dem Luftstromeinlass zugewandt ist. Die Führungsfläche 291 ist an einer Innenseite des Führungsrings 29 ausgebildet, wobei die Innenseite der Nabenhalterung 23 zugewandt ist. Die Aufnahmeausnehmungen 131B der Flügel 13B des Flügelrades 1B entsprechen dem Querschnitt des Führungsrings 29.

Zusätzlich auf 6 und 7 bezugnehmend weist gemäß einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeableitungslüfters 100C das Gehäuse 2C mehrere Führungsringe 41, 42 auf. Die Führungsringe 41, 42 sind in radialen Abständen bzw. mit radialem Zwischenraum in der Nähe des Luftstromauslasses an die Stützrippen 22 montiert. Wie in 6 gezeigt, weist das Gehäuse 2C zwei Führungsringe 41, 42 auf. Jeder der Flügel 13C des Flügelrades 1C weist mehrere Aufnahmeausnehmungen 131C auf, die den jeweiligen Querschnitten der Führungsringe 29 entsprechen.

Ferner kann das Gehäuse 2, 2A, 2B, 2C mehrere Führungsringe 26, 28, 29, 41, 42 haben, die wenigstens einen Führungsring 26, 29, 41, 42 mit einer einzigen Führungsfläche 27, 291 und wenigstens einen Führungsring 28 mit zwei Führungsflächen 281 aufweisen, wobei die Führungsringe 26, 28, 29, 41, 42 in radialen Abständen bzw. mit radialen Zwischenräumen angeordnet sind.

Gemäß solch einer Anordnung kann der erfindungsgemäße Wärmeableitungslüfter die folgenden Vorteile bereitstellen:

1. Durch die Anordnung des Führungsrings (bzw. der Führungsringe) 26, 28, 29, 41, 42 wird der Querschnitt der jeweiligen Luftstrompassagen 14 sanft von dem oberen Ende des Führungsrings 26, 28, 29, 41, 42 aus zum Luftstromauslass hin verengt, so dass die Luft bzw. der Luftstrom in den Luftstrompassagen 14 zusammengedrückt bzw. komprimiert wird und dadurch die Geschwindigkeit des Luftstroms erhöht wird.
2. Durch den von der Führungsfläche (bzw. den Führungsflächen) 27, 281, 291 des Führungsrings (bzw. der Führungsringe) 26, 28, 29, 41, 42 bereitgestellten Führungseffekt wird der Zeitraum, in dem die Flügel 13, 13A, 13B, 13C den Luftstrom beschleunigen, verlängert und dadurch die kinetische Energie des Luftstroms vergrößert.
3. Da der Führungsring (bzw. die Führungsringe) 26, 28, 29, 41, 42 in der Nähe des Luftstromauslasses montiert ist (sind), wird von diesem(n) ein Teil des Luftstromauslasses blockiert, so dass verhindert wird, dass aus dem Luftstromauslass ausgegebene Luft durch ein Zielgerät bzw. zu kühlendes Gerät in die Luftstrompassagen 14 hinein zurückgeworfen bzw. reflektiert wird. Demgemäß werden Luftturbulenzen vermieden und die Wärmeableitungseffizienz verbessert.
4. Durch eine geeignete Gestaltung der Führungsfläche(n) 27, 281, 291 des Führungsrings (bzw. der Führungsringe) 26, 28, 29, 41, 42 kann der Luftstrom konzentriert und direkt auf das Zielgerät bzw. das zu kühlende Gerät geleitet werden. Zusätzlich kann die Krümmung des Führungsrings (bzw. der Führungsringe) 26, 28, 29, 41, 42 basierend auf unterschiedlichen Zielgeräten so gestaltet werden, dass sie den Luftstrom in exakter Weise zuleitet und die Wärmeableitungseffizienz erhöht wird.

Claims

Wärmeableitungslüfter (100, 100A, 100B, 100C), aufweisend: ein Gehäuse (2, 2A, 2B, 2C) mit einem Aufnahmeraum (21), der in einer Mitte des Gehäuses (2, 2A, 2B, 2C) ausgebildet ist und der einen Luftstromeinlass und einen Luftstromauslass formt, und wenigstens einem Führungsring (26, 28, 29, 41, 42), der in der Nähe des Luftstromauslasses montiert ist und der jeweils wenigstens eine Führungsfläche (27, 281, 291) aufweist, die an dem Führungsring (26, 28, 29, 41, 42) ausgebildet ist, und ein Flügelrad (1, 1A, 1B, 1C), das drehbar in den Aufnahmeraum (21) montiert ist und das eine Nabe (11) und mehrere Flügel (13, 13A, 13B, 13C) aufweist, die um eine Außenwand der Nabe (11) herum montiert sind und die mehrere Luftstrompassagen (14) formen, wobei sich die Luftstrompassagen (14) jeweils zwischen benachbarten Flügeln (13, 13A, 13B, 13C) befinden und jeweils einen Querschnitt aufweisen, der sich von wenigstens einem oberen Ende des wenigstens einen Führungsrings (26, 28, 29, 41, 42) aus zum Luftstromauslass hin verengt, und wobei jeder der Flügel (13, 13A, 13B, 13C) wenigstens eine Aufnahmeausnehmung (131, 131A, 131B, 131C) aufweist, die an einem unteren Rand des Flügels (13, 13A, 13B, 13C) ausgebildet ist, jeweils wenigstens einem Querschnitt des wenigstens einen Führungsrings (26, 28, 29, 41, 42) entspricht und die wenigstens einen Spalt zwischen dem unteren Rand des Flügels (13, 13A, 13B, 13C) und der wenigstens einen Führungsfläche (27, 281, 291) des wenigstens einen Führungsrings (26, 28, 29, 41, 42) definiert.
Wärmeableitungslüfter (100, 100A, 100B, 100C) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse (2, 2A, 2B, 2C) ferner eine Nabenhalterung (23), die in den Aufnahmeraum (21) montiert ist, und mehrere Stützrippen (22) aufweist, die zwischen der Nabenhalterung (23) und einer Innenwand des Aufnahmeraums (21) angeordnet sind und die mit der Nabenhalterung (23) und der Innenwand des Aufnahmeraums (21) verbunden sind.
Wärmeableitungslüfter (100, 100A, 100B, 100C) gemäß Anspruch 2, wobei der wenigstens eine Führungsring (26, 28, 29, 41, 42) an die Stützrippen (22) montiert ist.
Wärmeableitungslüfter (100, 100B, 100C) gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens ein Führungsring (26, 29, 41, 42) eine einzige Führungsfläche (27, 291) aufweist.
Wärmeableitungslüfter (100A) gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens ein Führungsring (28) zwei Führungsflächen (281) aufweist.
Wärmeableitungslüfter (100, 100A, 100B) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse (2, 2A, 2B) einen einzigen Führungsring (26, 28, 29) aufweist.
Wärmeableitungslüfter (100C) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse (2C) mehrere Führungsringe (41, 42) aufweist.
Wärmeableitungslüfter (100A, 100C) gemäß Anspruch 7, wobei die Führungsringe (28, 41, 42) mit Zwischenräumen angeordnet sind und wenigstens einen Führungsring (41, 42) mit einer einzigen Führungsfläche und wenigstens einen Führungsring (28) mit zwei Führungsflächen (281) aufweisen.