DE102012102142A1

DE102012102142A1 - Gebläse

Info

Publication number: DE102012102142A1
Application number: DE102012102142A
Authority: DE
Inventors: Yue Li; Mao Xion Jiang; Jian Zhao; Zhi Jun Wang; Ke YAN; Yong Wang
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2012-09-27
Also published as: DE102012102142A8; US20120237373A1; CN102684394A; US9140265B2; CN102684394B

Abstract

Ein Gebläse hat eine Luftpumpe und einen Motor. Die Pumpe hat ein Flügelrad und ein das Flügelrad aufnehmendes Gehäuse. Das Gehäuse hat einen Gehäuse-Einlass, über welchen durch das Flügelrad Luft in das Gehäuse angesaugt wird, und einen Gehäuse-Auslass, über welchen durch das Flügelrad die Luft aus dem Gehäuse ausgestoßen wird. Der Motor ist an dem Gehäuse-Auslass angeordnet und hat einen Ständer und einen Läufer. Der Ständer hat einen Ständerkern und eine Mehrzahl von Spulen. Der Ständerkern hat ein im Wesentlichen ringförmiges Joch und eine Mehrzahl von Zähnen, die sich von dem Joch nach innen erstrecken. Jede Spule ist um das Joch gewickelt und teilweise zwischen zwei benachbarten Zähnen aufgenommen. Das Flügelrad wird durch den Läufer angetrieben.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Gebläse und insbesondere ein Gebläse mit einer hohen Wärmestrahlungseffizienz.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebläse, die in einem Händetrockner oder in einem Staubsauger verwendet werden, haben einen Motor und einen Ventilator oder eine Luftpumpe, der/die durch den Motor angetrieben wird. Der Motor hat einen Ständer, einen Läufer und ein den Ständer und den Läufer aufnehmendes Gehäuse. Der Ständer hat ein Joch, eine Anzahl von Zähnen, die sich von dem Joch nach innen erstrecken, und eine Anzahl von Spulen, die um die Zähne gewickelt sind. Da die Spulen in den Schlitzen zwischen den Zähnen aufgenommen werden, ist die luftexponierte Fläche jeder Spule klein. Aus diesem Grund kann die durch die Spulen erzeugte Wärme nicht effizient abgeleitet werden. Darüber hinaus wird die Wärmeabstrahlung durch das Gehäuse behindert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das Ziel der Erfindung zielt auf die Bereitstellung eines neuen Gebläses, das die vorstehend genannten Probleme lösen kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gebläse angegeben, umfassend: eine Luftpumpe mit einem Flügelrad und einem das Flügelrad aufnehmenden Gehäuse, das einen Gehäuse-Einlass hat, über welchen durch das Flügelrad Luft in das Gehäuse angesaugt wird, und einen Gehäuse-Auslass, über welchen durch das Flügelrad Luft aus dem Gehäuse ausgestoßen wird; und einen für den Antrieb des Flügelrads angeordneten Motor, der an dem Gehäuse-Auslass angeordnet ist und einen Ständer und eine Läufer umfasst, wobei der Ständer einen Ständerkern und eine Mehrzahl von Spulen hat, wobei der Ständerkern ein im Wesentlichen ringförmiges Joch und eine Mehrzahl von Zähnen hat, die sich von dem Joch nach innen erstrecken, wobei jede Spule um das Joch gewickelt ist und teilweise zwischen zwei Zähnen aufgenommen wird.
Vorzugsweise liegt der Motor im Wesentlichen koaxial zu dem Gehäuse-Auslass, und der Außendurchmesser des Ständers ist gleich oder kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuse-Auslasses.
Vorzugsweise erstreckt sich eine Lagerhalterung über den Gehäuse-Auslass, und ein erstes Lager ist an der Lagerhalterung befestigt, um den Läufer drehbar zu lagern.
Vorzugsweise umfasst die Pumpe ferner einen Diffuser, der in dem Gehäuse aufgenommen ist, um den durch das Flügelrad erzeugten Luftstrom zu dem Gehäuse-Auslass zu lenken.
Vorzugsweise ist das Flügelrad ein Zentrifugal-Flügelrad und umfasst einen Flügelrad-Einlass, der mit dem Gehäuse-Einlass in Verbindung steht, und eine Mehrzahl von Flügelrad-Auslässen, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Flügelrad liegen und mit dem Diffuser kommunizieren.
Vorzugsweise umfasst der Diffuser eine kreisförmige Platte, eine Mehrzahl von Diffuserflügeln, die sich von einer ersten Seite der kreisförmigen Platte erstrecken, und eine Mehrzahl von Leitflügeln, die sich von einer zweiten Seite der kreisförmigen Platte erstrecken; wobei die Diffuserflügel an einer Außenkante der kreisförmigen Platte angeordnet sind und die Flügelradauslässe umgeben und wobei sich die Leitflügel von der Außenkante der kreisförmigen Platte in Richtung auf die Mitte der kreisförmigen Platte erstrecken.
Vorzugsweise ist eine Montagehalterung vorgesehen, die einen Endbereich und eine Mehrzahl von Armen hat, die sich von dem Endbereich zu dem Gehäuse erstrecken und mit dem Gehäuse verbunden sind, wobei der Ständerkern mit der Montagehalterung verbunden und der Motor von der Montagehalterung umschlossen ist.
Vorzugsweise hat der Ständer eine Mehrzahl von Verbindungsstäben, die mit der Außenfläche des Jochs verbunden sind, wobei jeder Verbindungsstab an einem entsprechenden Arm befestigt ist.
Vorzugsweise ist der Endbereich kreuzförmig, und vier Arme erstrecken sich senkrecht von den vier Enden des Endbereichs, wobei der Ständerkern mit den Armen verbunden ist.
Vorzugsweise ist ein zweites Lager an dem Endbereich der Montagehalterung befestigt, um den Läufer drehbar zu lagern.
Vorzugsweise besteht der Ständerkern aus mindestens zwei bogenförmigen Teilen.
Vorzugsweise ist der Läufer ein Innenmagnetläufer, wobei der Läufer in dem Ständer aufgenommen ist.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Spulen um das Joch gewickelt, so dass die Bereiche der Spulen, die die Innenflächen und Außenflächen des Jochs bedecken, luftexponiert sind. Dadurch wird die Wärme wirksam abgeleitet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die Figuren der anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur erscheinen, tragen in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, die gleichen Bezugszeichen. Die Abmessungen von Komponenten und Merkmalen, die in den Figuren dargestellt sind, sind allgemein im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Die Figuren sind im Folgenden aufgelistet.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gebläse;
2 ist eine Schnittansicht des Gebläses von 1;
3 zeigt ein Flügelrad und einen Diffuser, die Teile der Pumpe von 1 sind;
4 zeigt das Flügelrad von 3;
5 zeigt den Diffuser von 3;
6 zeigt den Diffuser von 5 von unten betrachtet;
7 zeigt das Gehäuse und den Diffuser des Gebläses von 1;
8 zeigt das Gehäuse und das Flügelrad des Gebläses von 1;
9 zeigt einen Motor des Gebläses von 1; und
10 zeigt den Motor von 9 ohne Spulen in Draufsicht.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein erfindungsgemäßes Gebläse kann in einem Händetrockner, einem Staubsauger oder in ähnlichen Geräten verwendet werden. Wie in den Figuren gezeigt ist, umfasst das Gebläse 1 einen Ventilator oder eine Luftpumpe 10, eine Montagehalterung 70, die an der Pumpe 10 befestigt ist, und einen Motor 50 für den Antrieb der Pumpe 10, der an der Montagehalterung 70 befestigt ist.
Die Pumpe 10 hat ein Flügelrad 12, einen Diffuser 24, der das Flügelrad 12 teilweise umgibt, und ein Gehäuse 32, das das Flügelrad 12 und den Diffuser 24 aufnimmt.
Das Flügelrad 12 ist ein Zentrifugal-Flügelrad und hat eine erste Platte 14, eine zweite Platte 16 und eine Anzahl von Flügeln 18, die zwischen der ersten und der zweiten Platte 14, 16 befestigt sind. Das Flügelrad 12 definiert einen Flügelrad-Einlass 20 in der Mitte der ersten Platte 14 und eine Anzahl von Flügelrad-Auslässen 22, die durch die erste Platte 14, die zweite Platte 16 und zwei benachbarte Flügel 18 definiert sind. Die Flügelrad-Auslässe 22 liegen senkrecht zu den Flügelrad-Einlässen 20.
Der Diffuser 24 hat eine kreisförmige Platte 26, eine Anzahl von bogenförmigen Diffuserflügeln 28, die sich von einer Seite der kreisförmige Platte 26 erstrecken, und eine Anzahl von Leitflügeln 30, die sich von der anderen Seite der kreisförmigen Platte 26 erstrecken. Die Diffuserflügel 28 sind an der Kante der kreisförmigen Platte 26 derart angeordnet, dass sie zwischen ihren inneren Enden einen Aufnahmeraum zum Aufnahmen des Flügelrads 12 definieren, wobei der Flügelrad-Einlass 20 der kreisförmigen Platte 26 abgewandt ist. Die Leitflügel 30 erstrecken sich gekrümmt von der Kante der kreisförmigen Platte 26 in Richtung auf die Mitte der kreisförmigen Platte 26.
Das Gehäuse 32 ist im Wesentlichen becherförmig und hat eine im Wesentlichen kreisförmige Endplatte 34, eine rohrförmige Seitenwand 36, eine im Wesentlichen ringförmige Abdeckplatte 38 und eine Lagerhalterung 40. Die Endplatte 34 hat einen Gehäuse-Einlass 42, der axial mit dem Flügelrad-Einlass 20 kommuniziert. Die Seitenwand 36 erstreckt sich senkrecht von der Außenkante der Endplatte 34, wobei sie den Flügelrad-Auslässen 22 zugewandt ist und diese umgibt. Die Abdeckplatte 38 ist an der Seitenwand 36 montiert und ist der kreisförmigen Platte 26 des Diffusers 24 zugewandt. Die Abdeckplatte 38 definiert einen Gehäuse-Auslass 44 derart, dass die inneren Enden der Leitflügel 30 des Diffusers 24 darin exponiert sind. Die einander gegenüberliegenden Enden der Lagerhalterung 40 sind mit der radialen Innenkante der Abdeckplatte 38 verbunden, die über dem Gehäuse-Auslass 44 gebildet ist. Vorzugsweise ist die Lagerhalterung an der Abdeckplatte 38 einstückig angeformt. Die Lagerhalterung 40 hat in ihrer Mitte eine erste Wellenöffnung 46 zum Stützen eines ersten Lagers 82 für die Motorwelle.
Es wird auf die 9 und 10 Bezug genommen, in denen der Motor 50 einen Ständer 52 und einen in dem Ständer 52 aufgenommenen Läufer 64 aufweist. Der Außendurchmesser des Ständers 52 ist vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser des Gehäuse-Auslasses 44. Der Ständer 52 hat einen Ständerkern 54, eine Anzahl von Spulen 56 und vier Verbindungsstäbe 58, die vorzugsweise als Teil des Ständerkerns ausgebildet sind. Der Ständerkern 54 hat ein im Wesentlichen ringförmiges Joch 60 und eine Anzahl von Zähnen 62, die sich von der Innenfläche des Jochs 60 nach innen erstrecken. Die Verbindungsstäbe 58 sind mit der Außenfläche des Jochs 60 verbunden und sind in regelmäßigen Winkelabständen angeordnet. Jede Spule 56 ist um das Joch 60 gewickelt, wobei der die Innenfläche des Jochs 60 bedeckende Bereich der Spule 56 zwischen zwei benachbarten Zähnen 62 aufgenommen ist. Um den Wicklungsvorgang zu erleichtern, ist der Ständerkern 54 vorzugsweise aus zwei halbringförmigen Teilen hergestellt, die nach dem Wickeln der Spulen 56 zusammengesetzt werden. Es versteht sich, dass der Ständerkern 54, um die Schnellwicklungsfunktion zu erzielen, aus mehr als zwei bogenförmigen Teilen bestehen kann.
Der bevorzugte Läufer 64 ist, wie gezeigt, ein Innenmagnetläufer. Der Läufer hat eine Welle 66, einen an der Welle 66 befestigten Läuferkern 68 und eine Anzahl von Magneten 69, die in dem Läuferkern 68 aufgenommen sind. Es versteht sich jedoch, dass die Magnete 69 auch an der Außenfläche des Läuferkerns 68 befestigt sein können. Ein erstes Ende der Welle 66 ist an dem Flügelrad befestigt und über das erste Lager 82 (siehe 2) durch die Lagerhalterung 40 drehbar gelagert.
Es wird erneut auf die 1 und 2 Bezug genommen, in denen die Montagehalterung 70 einen kreuzförmigen Endbereich 72 und vier Arme 74 hat, die sich mit einem Abstand voneinander senkrecht von den vier Enden des Endbereichs 72 erstrecken. Die Montagehalterung 70 lagert das zweite Ende der Welle über das an dem Endbereich 72 befestigte zweite Lager 80 drehbar. Die vier Arme 74 sind an der Abdeckplatte 38 befestigt, während die Verbindungsstäbe 58 jeweils mit den vier Armen 74 verbunden sind.
Im Betrieb wird das Flügelrad 12 durch den Läufer 64 des Motors 50 angetrieben, so dass über den Gehäuse-Einlass 42 durch das Flügelrad 12 Luft in das Gehäuse 32 und in den Flügelrad-Einlass 20 angesaugt und dann aus dem Flügelrad-Auslass 22 ausgestoßen wird. Gelenkt von den Diffusenflügel trifft der Luftstrom, auf die Seitenwand 36 des Gehäuses 32 und wird dann unter Lenkung der Leitflügel 30 zu dem Gehäuse-Auslass 44 zurückgelenkt. Da die Spulen 56 um das Joch 60 gewickelt sind und der Außendurchmesser des Ständerkerns 54 kleiner oder gleich dem Durchmesser des Gehäuse-Auslasses 44 ist, sind die Spulen 56 in ausreichendem Maß dem Luftstrom ausgesetzt, was bedeutet, dass der Luftstrom direkt gegen die Bereiche der Spule 56 blasen kann, die an der Innenfläche und der Außenfläche des Jochs 60 gewickelt sind. Indessen kann sich der Luftstrom ohne weiteres durch den großen Spalt zwischen benachbarten Armen 74 der Montagehalterung 70 bewegen, wodurch die Wärmeableitung noch weiter begünstigt wird.
Es versteht sich, dass die Montagehalterung 70 mit der Seitenwand 36 des Gehäuses 32 verbunden sein kann. In diesem Fall kann die Abdeckplatte 38 entfallen und die Lagerhalterung 40 mit der Seitenwand 36 des Gehäuses 32 verbunden sein. Selbstverständlich kann die Luft ohne den Diffuser 24 ebenfalls aus dem Gehäuse-Auslass 44 ausgestoßen werden. Auch ist die Anzahl der Arme 74 nicht auf vier beschränkt, solange sich der Ständer 52 an der Montagehalterung 70 befestigen lässt. In anderen Ausführungsformen können beispielsweise drei Arme vorhanden sein. In diesem Fall ändert sich die Konfiguration des Endbereichs 72 entsprechend, und die Anzahl der Verbindungsstäbe 58 ändert sich zu drei.
Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente vorhanden sind.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedenen Modifikationen möglich sind, ohne den Schutzrahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Gebläse, umfassend: eine Luftpumpe (10), wobei die Pumpe ein Flügelrad (12) und ein das Flügelrad aufnehmendes Gehäuse (32) aufweist, das einen Gehäuse-Einlass (42) umfasst, über welchen durch das Flügelrad Luft in das Gehäuse saugbar ist, und einen Gehäuse-Auslass (44), über welchen durch das Flügelrad Luft aus dem Gehäuse ausgestoßbar ist; und einen Motor (50), der angeordnet ist, das Flügelrads (12) anzutreiben, wobei der Motor an dem Gehäuse-Auslass (44) angeordnet ist und einen Ständer (52) und einen Läufer (64) aufweist, wobei der Ständer einen Ständerkern (54) und eine Mehrzahl von Spulen (56) umfasst, wobei der Ständerkern ein im Wesentliches ringförmiges Joch (60) und eine Mehrzahl von Zähnen (62) umfasst, die sich von dem Joch nach innen erstrecken, und wobei jede Spule um das Joch gewickelt und teilweise zwischen zwei benachbarten Zähnen aufgenommen ist.
Gebläse nach Anspruch 2, wobei der Motor (50) im Wesentlichen koaxial zu dem Gehäuses-Auslass (44) liegt und der Außendurchmesser des Ständerkerns (54) gleich oder kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuse-Auslasses ist.
Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Pumpe (10) ferner einen Diffuser (24) umfasst, der in dem Gehäuse (32) aufgenommen ist, um den durch das Flügelrad erzeugten Luftstrom zu dem Gehäuse-Auslass (44) zu lenken.
Gebläse nach Anspruch 3, wobei das Flügelrad (12) ein Zentrifugal-Flügelrad ist und einen Flügelrad-Einlass (20) hat, der mit dem Gehäuse-Einlass (42) in Verbindung steht, und eine Mehrzahl von Flügelrad-Auslässen (22) umfasst, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Flügelrad-Einlass liegen und mit dem Diffuser (24) in Verbindung stehen.
Gebläse nach Anspruch 4, wobei der Diffuser (24) eine kreisförmige Platte (26) umfasst, eine Mehrzahl von Diffuserflügeln (28), die sich von einer ersten Seite der kreisförmigen Platte erstrecken, und eine Mehrzahl von Leitflügeln (30) umfasst, die sich von einer zweiten Seite der kreisförmigen Platte erstrecken; wobei die Diffuserflügel (28) an einer Außenkante der kreisrunden Platte angeordnet sind und die Flügelrad-Auslässe (22) umgeben und wobei sich die Leitflügel (30) sich von der Außenkante der kreisförmigen Platte in Richtung auf die Mitte der kreisförmigen Platte (26) erstrecken.
Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Montagehalterung (70), wobei die Montagehalterung einen Endbereich (72) und eine Mehrzahl von Armen (74) umfasst, die sich von dem Endbereich zu dem Gehäuse (32) erstrecken und mit dem Gehäuse verbunden sind, wobei der Ständerkern (54) mit der Montagehalterung verbunden ist und der Motor von der Montagehalterung umgeben ist.
Gebläse nach Anspruch 6, wobei der Endbereich kreuzförmig ist und vier Arme (74) sich von den vier Enden des Endbereichs senkrecht erstrecken, wobei der Ständerkern (54) durch jeweilige Verbindungsstäbe (58), die an dem Ständerkern gebildet sind, mit den Armen verbunden ist.
Gebläse nach Anspruch 6 oder 7, wobei sich eine Lagerhalterung (40) über den Gehäuse-Auslass (44) erstreckt, wobei ein erstes Lager (82) an der Lagerhalterung und ein zweites Lager (80) an dem Endbereich (72) der Montagehalterung (70) befestigt ist, um den Läufer (64) drehbar zu lagern.
Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ständerkern (54) aus mindestens zwei bogenförmigen Teilen besteht.
Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Läufer (64) ein Innenpermanentmagnetläufer ist, der in dem Ständer (52) aufgenommen ist.