DE102013111889A1

DE102013111889A1 - Lüfterrad für Radiallüfter und Radiallüfter

Info

Publication number: DE102013111889A1
Application number: DE102013111889.5A
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Nakano; Yasuhiro Kurosawa
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-04-30
Also published as: JP2014088787A; CN203584888U; US10066637B2; JP6081142B2; US20140119922A1

Abstract

Ein Lüfterrad für einen Radiallüfter umfasst eine scheibenförmige Hauptplatte, eine Vielzahl von Schaufelblättern, die entlang eines Umfangs um einen Mittelteil der Hauptplatte angeordnet sind, und einen ringförmigen Außenring, der die einzelnen Schaufelblätter miteinander verbindet. Der Außenring ist mit Spitzen-Endbereichen der einzelnen Schaufelblätter auf einer Seite einer Strömungsmittel-Austrittsöffnung verbunden, und jedes einzelne Schaufelblatt weist eine Form auf, die in der Nähe des Spitzen-Endbereichs in Rotationsrichtung des Lüfterrads umgebogen ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lüfterrad für einen Radiallüfter, insbesondere auf ein Lüfterrad, dessen Schaufelblätter durch einen Außenring miteinander verbunden sind, sowie auf einen Radiallüfter der dieses Lüfterrad beinhaltet.
2. Stand der Technik
Radiallüfter sind weit verbreitet zur Kühlung, Belüftung und in Klimaanlagen, in Haushaltsgeräten, in Bürogeräten und Industrieanlagen und in Gebläsen für Fahrzeuge und ähnlichem. Es sind Radiallüfter bekannt, die ein Lüfterrad mit einer Vielzahl von Schaufelblättern umfassen, und einen Außenring zur Versteifung der Schaufelblätter, der mit Spitzen-Endbereichen der Vielzahl von Schaufelblättern auf der Seite der Luft-Austrittsöffnung verbunden ist.
Die Offenlegungsschrift JP2012-047162A offenbart einen Aufbau eines Radiallüfters, der ein Lüfterrad in offener Bauart umfasst, bei dem ein Ring-Bauteil mit äußeren Schaufelblatt-Endbereichen verbunden ist. Der Radiallüfter verwendet eine trichterförmige Aufweitung, und das Schaufelblatt ist mit einem herausragenden Teil ausgeformt, der in eine innere Seite einer Luft-Ansaugöffnung hineinragt, um die Geräuschentwicklung zu verringern.
Die Offenlegungsschriften JP2001-012389A sowie JP07-004389A offenbaren einen Aufbau eines Lüfterrads, der keinen Außenring aufweist.
Insbesondere offenbart die Schrift JP2001-012389A ein Lüfterrad eines Mehrschaufel-Lüfters, bei dem ein Austritts-Spitzenendbereich jedes Schaufelblatts zur Verbesserung der P-Q Kenndaten in Richtung zur Rotationsrichtung gebogen ist. Das Lüfterrad ist kein offenes Lüfterrad, sondern hat einen Aufbau, bei dem sich die Schaufelblätter zwischen oberen und unteren Platten befinden.
Die Offenlegungsschrift JP07-004389A offenbart einen Aufbau eines Turbo-Lüfters bei dem ein Bereich eines Schaufelblatts nahe eines äußeren Umfangs eines Lüfterrads, in einem Abschnitt einer Ebene senkrecht zu einer Drehwelle des Lüfterrads, so gebogen ist, dass er im rechten Winkel zu einer äußeren Umfangskante des Lüfterrads steht. Die Offenlegungsschrift JP07-004389A weist diesen Aufbau auf, um eine Geräuschentwicklung der ausströmenden Luft zu verringern.
19 ist eine Draufsicht auf ein Lüfterrad für Radiallüfter nach dem Stand der Technik, der einen Außenring aufweist. 20 ist eine seitliche Querschnittszeichnung eines Lüfterrads nach dem Stand der Technik.
Ein Lüfterrad 810 nach dem Stand der Technik für einen Radiallüfter wird mit Bezug auf die Abbildungen 19 und 20 beschrieben. Das Lüfterrad 810 hat eine scheibenförmige Hauptplatte 831, eine Vielzahl von Schaufelblättern 851 und einen ringförmigen Außenring 861. Die Hauptplatte 831 ist mit einer Rotorhalterung 833 in ihrer Mitte ausgeformt. Wird ein Rotor eines Motors an einer Innenseite der Rotorhalterung 833 angeordnet, dann dreht sich das Lüfterrad 810 durch die Antriebskraft des Motors um eine Welle 871, die in der Mitte der Rotorhalterung 833 angeordnet ist. Das Lüfterrad 810 dreht sich in einer Richtung, die in 19 mit einem Pfeil R gekennzeichnet ist. Dadurch stößt das Lüfterrad 810 seitlich ein Strömungsmittel aus, das von oben angesaugt wird.
Eine Vielzahl von Schaufelblättern 851 sind entlang eines Umfangs um den Mittelteil der Hauptplatte 831 angeordnet. Jedes der Schaufelblätter ist ein rückwärts gebogenes Schaufelblatt und ist so geformt, dass das Schaufelblatt in der Draufsicht eine leichte Spiralform, ausgehend von einem Mittelteil des Lüfterrads 810 aufweist.
Jedes Schaufelblatt 851 ist an seinem Austrittskantenbereich 851b mit einer inneren Seite des Außenrings 861 verbunden. Der Außenring 861 ist mit oberen Abschnitten der Austrittskantenbereiche 851b der einzelnen Schaufelblätter 851 verbunden, die oberhalb der Hauptplatte 831 mit Abstand zueinander angeordnet sind.
Der Innendurchmesser des Außenrings 861, der Außendurchmesser der Hauptplatte 831, die Höhe des Schaufelblatts 851 und die Höhe des Außenrings 861 betragen beispielsweise 113 mm, 111 mm, 20 mm bzw. 1 mm.
Da die Schaufelblätter 851 des obigen Lüfterrads 810 eine Spiralform haben, sind die Austrittskantenbereiche 851b der Schaufelblätter 851 mit dem Innenumfang des Außenrings 861 in einem spitzen Winkel miteinander verbunden. Insbesondere ist der Winkel (Verbindungswinkel), der zwischen einer Druckfläche des Schaufelblatts 851 und einer inneren Fläche des Außenrings 861 an dem Verbindungsbereich des Schaufelblatts 851 und des Außenrings 861, gebildet wird, ein spitzer Winkel. Dadurch wird das nachfolgend beschriebene Problem verursacht.
In einer Gussform zum Ausformen des Lüfterrads 810 hat der Verbindungsbereich des Lüfterrads 810 und des Außenrings 861 die Form eines spitzen Winkels. Eine Gussform mit einer derartigen Form neigt jedoch zu Brüchen, was Schwierigkeiten bei der Massenproduktion des Lüfterrads 810 bereitet.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des obigen Sachverhalts gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lüfterrad für einen Radiallüfter anzugeben, der eine große Leistungsfähigkeit hat und der auf einfache Weise in großen Stückzahlen gefertigt werden kann, sowie einen Radiallüfter, der dieses Lüfterrad beinhaltet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Lüfterrad für einen Radiallüfter angegeben, der folgendes umfasst: eine scheibenförmige Hauptplatte, eine Vielzahl von Schaufelblättern, die entlang eines Umfangs um ein Mittelteil der Hauptplatte angeordnet sind, und einen ringförmigen Außenring, der die einzelnen Schaufelblätter miteinander verbindet. Der Außenring ist mit Spitzen-Endbereichen der einzelnen Schaufelblätter an der Seite der Strömungsmittel-Austrittsöffnung verbunden, und jedes der Schaufelblätter hat eine Form, die in der Nähe des Spitzen-Endbereichs in Rotationsrichtung des Lüfterrads (rückwärts) umgebogen ist.
In einem erfindungsgemäßen Lüfterrad ist vorzugsweise jedes Schaufelblatt ein rückwärts gebogenes Schaufelblatt und weist vorzugsweise eine Schaufelblattdicke auf, die im Wesentlichen von der Ansaugöffnungsseite bis hin zur Austrittsöffnungsseite konstant ist.
In einem erfindungsgemäßen Lüfterrad liegt die Dicke des Außenrings in axialer Richtung vorzugsweise in einem Bereich von der einfachen bis hin zur dreifachen Dicke eines Schaufelblatts.
Vorzugsweise liegt bei einem erfindungsgemäßen Lüfterrad der Verbindungswinkel, der zwischen einer Druckfläche jedes Schaufelblatts und einer Fläche des Außenrings an einem Verbindungsbereich des Spitzen-Endbereich des Schaufelblatts und des Außenrings gebildet wird, in einem Winkelbereich von 30° bis 90°.
In einem erfindungsgemäßen Lüfterrad ist der Außenring vorzugsweise mit einer Vielzahl von in der Dicke reduzierten Aussparungsbereichen ausgeformt, die entlang des Umfangs um ein Mittelteil der Hauptplatte angeordnet sind.
In dem erfindungsgemäßen Lüfterrad ist der Außendurchmesser der Hauptplatte vorzugsweise kleiner als der Innendurchmesser des Außenrings.
In einem erfindungsgemäßen Lüfterrad liegt die Entfernung von einem oberen Ende des Spitzen-Endbereich jedes Schaufelblatts zu einem unteren Ende des Außenrings in einer axialen Richtung vorzugsweise in einem Bereich von 50% oder weniger einer Entfernung vom oberen Ende des Spitzen-Endbereichs des Schaufelblatts zu einer oberen Fläche der Hauptplatte in axialer Richtung.
In einem erfindungsgemäßen Lüfterrad können die Hauptplatte, die Schaufelblätter und der Außenring einstückig ausgeformt sein. In einem erfindungsgemäßen Lüfterrad weist jedes Schaufelblatt eine Form auf, die aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Kreisbögen besteht.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird ein Radiallüfter angegeben, der folgendes umfasst: das obige Lüfterrad, und einen Motor, der eine Drehwelle dreht, die an der Hauptplatte des Lüfterrads befestigt ist. In einem erfindungsgemäßen Radiallüfter beinhaltet die Hauptplatte folgendes: eine Rotorhalterung, die einstückig in einem Mittelbereich der Hauptplatte ausgeformt ist, ein geneigter Bereich, der an einer Außenseite der Rotorhalterung angeordnet ist, wobei ein vertiefter Bereich durch eine untere Fläche des geneigten Bereichs definiert ist, und wobei Rippen in dem vertieften Bereich ausgebildet sind, die die Rotorhalterung und den geneigten Bereich verbinden, wobei die Rippen als zylindrische Teilbereiche ausgebildet sind.
Gemäß des obigen Aufbaus ist der Außenring mit den Spitzen-Endbereichen der einzelnen Schaufelblätter auf der Strömungsmittel-Austrittsöffnungsseite verbunden, und jedes Schaufelblatt hat eine Form, die in der Nähe des Spitzen-Endbereichs in Rotationsrichtung des Lüfterrads umgebogen ist. Demzufolge kann ein Lüfterrad für einen Radiallüfter angegeben werden, der eine große Leistungsfähigkeit hat und der leicht in großen Stückzahlen gefertigt werden kann, sowie ein Radiallüfter, der dieses Lüfterrad beinhaltet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Lüfterrad für einen Radiallüfter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung von schräg oben gesehen zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Lüfterrads von schräg unten gesehen.
3 ist eine Draufsicht des Lüfterrads.
4 ist eine seitliche Schnittansicht des Lüfterrads.
5 ist eine perspektivische Ansicht des Lüfterrads von schräg unten gesehen.
6 ist eine perspektivische Ansicht des Lüfterrads von schräg oben gesehen.
7 ist eine Seitenansicht des Lüfterrads.
8 ist eine Abbildung, die eine Geschwindigkeitsverteilung der Luftströmung sichtbar macht, die aus einer Strömungsmittel-Austrittsöffnung abgegeben wird.
9 ist eine vergrößerte Draufsicht des Lüfterrads, die Schaufelblätter zeigt.
10 ist eine Ansicht, die eine Formgebung in der näheren Umgebung eines Hinterkantenabschnitts des Schaufelblatts darstellt.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Spritzgussverfahren des Lüfterrads veranschaulicht.
12 ist eine perspektivische Ansicht einer beweglichen Gussform.
13 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs Z in 12.
14 ist ein P-Q (Druck-Volumenstrom) Diagramm eines Radiallüfters, der das erfindungsgemäße Lüfterrad verwendet.
15 ist ein Geräuschpegel-Diagramm eines Radiallüfters, der das erfindungsgemäße Lüfterrad verwendet.
16 ist ein P-Q Diagramm eines Radiallüfters, der das erfindungsgemäße mit unterschiedlichen Höhen des Außenrings verwendet.
17 ist ein Geräuschpegel-Diagramm eines Radiallüfters, der das erfindungsgemäße Lüfterrad mit unterschiedlichen Höhen des Außenrings verwendet.
18 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lüfterrades eines Radiallüfters gemäß einer abgewandelten Ausführungsform.
19 ist eine Draufsicht auf ein Lüfterrad nach dem Stand der Technik für einen Radiallüfter mit Außenring, und
20 ist eine seitliche Schnittansicht des Lüfterrads nach dem Stand der Technik.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird ein Radiallüfter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein Radiallüfter beinhaltet ein Lüfterrad, einen Motor, der das Lüfterrad in Rotation versetzt und ein Gehäuse. Der Radiallüfter kann als Luftumwälzventilator verwendet werden, der zum Beispiel in einen Kühlschrank zur Luftzirkulation eingebaut wird.
In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Lüfterrad in offener Lüfterrad-Bauart in dem eine Vielzahl von Schaufelblättern auf einer Hauptplatte angeordnet ist und in dem ein Außenring mit den Außenumfängen der einzelnen Schaufelblätter verbunden ist. Wie nachfolgend beschrieben, wird das Lüfterrad unter Verwendung eines Kunststoffes in einer zweiteiligen Gussform einstückig ausgeformt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine Anordnung beschränkt, in der das Lüfterrad einstückig als ein Ganzes ausgeformt wird. Das Lüfterrad kann vielmehr auch aus einzelnen Spritzgussteilen bestehen, die anschließend zusammenmontiert werden.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lüfterrads für einen Radiallüfter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von schräg oben gesehen. 2 ist eine perspektivische Ansicht desselben Lüfterrads von schräg unten gesehen. 3 ist eine Draufsicht auf das Lüfterrad. 4 ist eine seitliche Schnittansicht des Lüfterrads.
Nachstehend wird der Aufbau des erfindungsgemäßen Lüfterrads gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. Das Lüfterrad 10 weist eine Hauptplatte 31 auf sowie eine Vielzahl von Schaufelblättern 51, die auf der Hauptplatte (in der 4 in die linke Richtung ragend) angeordnet sind, und einen Außenring 61, der an den äußeren Umfängen der Schaufelblätter 51 angeordnet ist. Die Hauptplatte 31, die Schaufelblätter 51 und der Außenring 61 werden unter Verwendung eines Kunststoffes mittels Spritzguss einstückig ausgeformt, wodurch sich das Lüfterrad 10 ergibt.
Wie in 4 gezeigt, dient in dem Lüfterrad 10 die obere Fläche des Lüfterrades (in der 4 links) als Strömungsmittel-Ansaugöffnung 13 und die seitliche Umfangsfläche weist Strömungsmittel-Austrittsöffnungen 15 auf. In den 1 bis 3 kennzeichnet ein Pfeil R die Rotationsrichtung des Lüfterrads 10. Dreht sich das Lüfterrad 10 in Rotationsrichtung R, dann saugt das Lüfterrad Luft (Strömungsmittel) durch die Strömungsmittel-Ansaugöffnung 13 an und gibt die Luft durch die Strömungsmittel-Austrittsöffnungen 15 ab. Die Luft wird in einer Richtung weg von einer Welle 71 ausgestoßen, welche die Drehwelle des Lüfterrads 10 ist und im Mittelteil des Lüfterrads 10 angeordnet und befestigt ist.
Wie in 4 gezeigt, ist das Lüfterrad 10 an einen Motor 200 anmontiert (in 4 dargestellt als strichpunktierte Linie) und wird in einem Radiallüfter verwendet. Der Motor 200 dreht das Lüfterrad 10 in Rotationsrichtung R.
Wie in 3 gezeigt, ist die Hauptplatte 31 scheibenförmig. Die Hauptplatte 31 ist im Wesentlichen horizontal angeordnet (parallel zur Zeichnungs-Blattoberfläche in 3). Die Hauptplatte 31 ist in ihrem Mittelteil mit einer Rotorhalterung 33 versehen. Die Rotorhalterung 33 ragt von einem Bereich der Hauptplatte 31 nach oben. Die Rotorhalterung 33 ist mit diesem Bereich der Hauptplatte 31 über einen geneigten Bereich 34 verbunden.
In diesem Ausführungsbeispiel hat das Lüfterrad 10 zum Beispiel zehn Schaufelblätter 51. Sämtliche Schaufelblätter 51 sind auf einer oberen Fläche der Hauptplatte 31 so angeordnet, dass die Schaufelblätter 51 von der Hauptplatte 31 nach oben ragen. Die Schaufelblätter 51 sind in gleichmäßigen Abständen entlang einer Umfangsrichtung um die Rotorhalterung 33 herum angeordnet, die sich im Mittelteil der Hauptplatte 31 befindet (in einer Umfangsrichtung um die Welle 71, die in der Mitte der Rotorhalterung 33 angeordnet ist).
Wie in 3 gezeigt, hat jedes Schaufelblatt 51 in der Draufsicht eine im Wesentlichen konstante Dicke t, von einem Eintrittskantenbereich 51a (ein Bereich auf der Seite der Strömungsmittel-Ansaugöffnung 13), der sich in der Nähe der Welle 71 befindet, bis hin zum Austrittskantenbereich 51b (ein Bereich auf der Seite der Strömungsmittel-Austrittsöffnung 15), der ein von der Welle 71 weiter entfernter Bereich ist.
Jedes Schaufelblatt 51 ist ein nach hinten gebogenes Schaufelblatt (rückwärts geschwungenes Schaufelblatt). Wie in 3 gezeigt, hat das Schaufelblatt 51 in der Draufsicht gesehen eine Form, die sich von dem Eintrittskantenbereich 51a mit zunehmendem Abstand von der Welle 71 in einer entgegengesetzten Richtung zur Rotationsrichtung R erstreckt. Das heißt, der Eintrittskanten-Bereich 51a ist in Rotationsrichtung R vor dem Austrittskantenbereich 51b positioniert. Jedes der Schaufelblätter 51 hat eine sanft gebogene Form, so dass das Schaufelblatt 51, in der Draufsicht gesehen, eine sanfte Spiralform aufweist.
Der Außenring 61 ist ringförmig. Der Außenring 61 ist mit den einzelnen Schaufelblättern 51 verbunden. Mit anderen Worten ist der Außenring 61 so angeordnet, dass er die einzelnen Schaufelblätter 51 miteinander verbindet. Der Außenring 61 ist mit den Austrittskantenbereichen 51b der einzelnen Schaufelblätter 51, d. h., den Spitzen-Endbereichen auf der Seite der Strömungsmittel-Austrittsöffnung 15 verbunden. Die Austrittskantenbereiche 51b der einzelnen Schaufelblätter 51 sind mit einer inneren Fläche des Außenrings 61 verbunden und der Außenring 61 ist an einer Position angeordnet, die weiter von der Welle 71 entfernt ist, als die Austrittskantenbereiche 51b.
Wie in 4 gezeigt, ist der Außenring 61 an der Oberseite des Lüfterrads 10 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine obere Fläche des Austrittskantenbereichs 51b jedes Schaufelblatts 51 im Wesentlichen auf der gleichen Höhe positioniert, wie eine obere Fläche des Außenrings 61.
Hierbei ist der Außenring 61, wie in 1 gezeigt, mit einer Vielzahl von, in der Dicke reduzierten Aussparungsbereichen 63 ausgebildet. Diese in der Dicke reduzierten Aussparungsbereiche 63 sind in gleichmäßigen Abständen entlang der Umfangsrichtung um den Mittelteil der Hauptplatte 31 herum angeordnet, d. h., in Umfangsrichtung um die Welle 71. Jeder in der Dicke reduzierte Aussparungsbereich 63 ist eine Vertiefung, die von der oberen Fläche des Außenrings 61 nach unten zurückgesetzt ist.
Durch Ausbildung der in der Dicke reduzierten Aussparungsbereiche 63, können Gewicht und Trägheitsmoment des Lüfterrads 10 verkleinert werden. Da der Außenring 61 mit den in der Dicke reduzierten Aussparungsbereichen 63 versehen ist, kann ferner die Formbarkeit des Lüfterrads 10 gesteigert werden und die Balance des Lüfterrads 10 kann leicht sichergestellt werden. Das heißt, dass selbst bei Vergrößerung der Querschnittsfläche des Außenrings 61 zur Gewährleistung einer größeren Steifheit, die Schrumpfung des Gießharzes beim Spritzgießen des Lüfterrads 10 durch die Ausbildung der in der Dicke reduzierten Aussparungsbereiche 63 reduziert werden kann, und damit auch Deformierungen vermieden werden. Größe und Position jedes in der Dicke reduzierten Aussparungsbereichs 63 können durch eine Spritzgussform verändert werden, um den in der Dicke reduzierten Aussparungsbereichen 63 Gewichte hinzuzufügen, wodurch die in der Dicke reduzierten Aussparungsbereiche 63 als Öffnungen zum Auswuchten des Lüfterrads 10 verwendet werden können.
Wie in 2 gezeigt, ist eine untere Fläche der Hauptplatte 31 mit der Rotorhalterung 33 ausgeformt und ist daher nach oben zurückgesetzt. Das bedeutet, dass die Innenseite der zurückgesetzten Rotorhalterung 33 eine Zylinderform mit Boden aufweist. Die Welle 71 und ein Rotorjoch 72 sind an der Innenseite der Rotorhalterung 33 angeordnet.
Die Welle 71 wird eingeführt und an einer oberen Fläche der Rotorhalterung 33 befestigt. Die Welle 71 ist drehbar im Motor 200 gelagert.
Wie in 4 gezeigt, ist das Rotorjoch 72 zylinderförmig. Das Rotorjoch 72 wird in die Innenseite der Rotorhalterung 33 eingeführt und wird von der Rotorhalterung 33 gehalten. Bauteile (nicht abgebildet) des Motors 200, wie zum Beispiel Magnet, Statorkern und ähnliches, sind an der Innenseite des Rotorjochs 72 angeordnet. Der Motor 200 ist zum Beispiel ein bürstenloser Motor, in dem ein Magnet am Rotorjoch 72 befestigt ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht des Lüfterrads 10 von schräg unten gesehen.
In 5 sind die Welle 71 und das Rotorjoch 72 nicht abgebildet. Wie in 5 gezeigt, ist der geneigte Bereich 34 ringförmig um die Rotorhalterung 33 herum angeordnet. Eine untere Fläche des geneigten Bereichs 34 ist mit einer Rippe 37 versehen, die sich bis zu einer Höhe erstreckt, die im Wesentlichen auf der gleichen Höhe liegt, wie die untere Fläche der Hauptplatte 31. Dadurch kann die Festigkeit gewährleistet werden, die Dicke des geneigten Bereichs 34 kann im Wesentlichen gleich stark ausgelegt werden, wie die Dicke der Hauptplatte 31, so dass das Lüfterrad 10 leicht entformt werden kann.
An dem geneigten Bereich 34 ist die Rippe 37 mit zylindrischen Teilbereichen 38 ausgeformt, die die Form einer kleinen zylindrischen Säule haben. Wie in 5 gezeigt, sind die zylindrischen Teilbereiche 38 an fünf Stellen mit im Wesentlichen gleichen Abstand um die Drehwelle des Lüfterrads 10 herum angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der zylindrische Teilbereich 38 zum Beispiel ein Bereich, gegen den ein Auswerferstift während der Entformung des Lüfterrades aus dem Spritzguss-Werkzeug stößt. Ferner ist der zylindrische Teilbereich 38 ein Bereich, der mit einer Angussöffnung bei der Ausformung während des Spritzguss-Prozesses versehen ist.
Im folgenden werden die Maßangaben der entsprechenden Teile angegeben.
6 ist eine perspektivische Ansicht des Lüfterrads 10 von schräg oben gesehen. 7 ist eine Seitenansicht des Lüfterrads 10.
In 6 gibt D die Größe des Außendurchmessers D der Hauptplatte 31 an. Ferner gibt d die Größe eines Innendurchmessers d des Außenrings 61 an. In 7 gibt H die axiale Höhe des Schaufelblatts 51 an. Die Größe h gibt die axiale Höhe h des Außenrings 61 an. Der Winkel f stellt den Neigungswinkel des Austrittskantenbereichs 51b des Schaufelblatts 51 in Bezug auf die Drehwelle des Lüfterrads 10 dar. In diesem Ausführungsbeispiel sind die oben genannten Maße wie folgt:
Der Innendurchmesser d des Außenrings 61 beträgt 113 mm.
Der Außendurchmesser D der Hauptplatte 31 beträgt 111 mm.
Die Höhe H des Schaufelblatts 51 beträgt 20 mm.
Die Höhe h des Außenrings 61 beträgt 3 mm.
Der Neigungswinkel f des Austrittskantenbereichs 51b beträgt 3°.
Die Höhe h des Außenrings 61 bewegt sich zum Beispiel vorzugsweise in einem Bereich zwischen dem ein- bis dreifachen der Dicke t des Schaufelblatts 51. Während die Dicke t des Schaufelblatts 51 in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 1,5 mm beträgt, wird die Höhe h des Außenrings 61 mit etwa 3 mm festgelegt, was dem Zweifachen der Dicke t des Schaufelblatts 51 entspricht. Durch diese Auslegung wird eine ausreichende Stabilität der Verbindung zwischen Schaufelblatt 51 und Außenring 61 gewährleistet. Auch die Gesamtsteifigkeit des Lüfterrads 10 lässt sich somit verbessern.
Der Außendurchmesser D der Hauptplatte 31 wird hierbei kleiner gewählt, als der Innendurchmessers d des Außenrings 61. Durch diese Auslegung lässt sich das Lüfterrad 10 mit einem einfach aufgebauten Formwerkzeug (Gussform) ausformen sowie entformen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser der Hauptplatte 31, was den Radius anbetrifft, ungefähr 1 mm kleiner als ein Innendurchmesser des Außenrings 61. Das heißt, dass in der Draufsicht zwischen einem Innenumfang der Hauptplatte 31 und einem Innenumfang des Außenrings 61 ein Spalt von mindestens 1 mm vorhanden ist. Deshalb kann ein Formwerkzeug zum Ausformen des Lüfterrads 10 einen zweiteiligen Aufbau haben, bestehend aus einem festen Formteil und einem beweglichen Formteil.
Ist der Außendurchmesser D der Hauptplatte 31, wie oben beschrieben, kleiner als der Innendurchmesser d des Außenrings 61, so ist der Austrittskantenbereich 51b des Schaufelblatts 51 in Bezug auf die Drehwelle des Lüfterrads 10 geneigt. In diesem Ausführungsbeispiel, bei dem die Höhe H des Schaufelblatts 51 eine Größe von 20 mm beträgt, hat der Neigungswinkel Winkel f eine Größe von 3°.
Vorzugsweise beträgt hier der Abstand von einem oberen Ende des Austrittskantenbereichs 51b zu einem unteren Ende des Außenrings 61 in axialer Richtung 50% oder weniger des Abstands von einem oberen Ende des Austrittskantenbereichs 51b zu einer oberen Fläche der Hauptplatte 31. Mit anderen Worten, die Höhe h des Außenrings 61 beträgt vorzugsweise 50% oder weniger der Höhe H des Schaufelblatts 51. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Außenring 61 eine Höhe h von 3 mm, was ungefähr 15% der Höhe H entspricht.
8 ist eine Abbildung, die eine Geschwindigkeitsverteilung der Luftströmung sichtbar macht, die aus einer Strömungsmittel-Austrittsöffnung des Lüfterrades abgegeben wird.
8 zeigt ein Simulationsergebnis eines Lüfterrads, der im Wesentlichen identisch ist mit dem Lüfterrad 10 dieses Ausführungsbeispiels. In 8 gibt eine gestrichelt Linie V eine Position an, die einen Abstand von 50% der Höhe H des Schaufelblatts 51 vom oberen Ende des Austrittskantenbereich 51b aufweist. Eine gestrichelte Linie V1 gibt die Position des oberen Endes des Austrittskantenbereichs 51b an. Eine gestrichelte Linie V2 gibt die Position der oberen Fläche der Hauptplatte 31 an.
Ein Bereich, der in 8 mit Sternchen bedruckt ist, bedeutet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Luft hier hoch ist. Gemäß des in 8 dargestellten Visualisierungsergebnisses wird die meiste Luft in einem Höhenbereich bis zu ungefähr 50% (der Schaufelblatthöhe) von der Hauptplatte 31 entfernt (ein Bereich unterhalb der gestrichelten Linie V) aus den Strömungsmittel-Austrittsöffnungen 15 ausgestoßen. Das ausgestoßene Luftvolumen im Höhenbereich bis ungefähr 50% von der Hauptplatte 31 beträgt 98% oder mehr des ausgestoßenen Luftvolumens im gesamten Bereich der Strömungsmittel-Austrittsöffnungen 15. Wird die Höhe h des Außenrings 61 mit 50% oder weniger der Höhe H des Schaufelblatts 51 festgelegt, d. h. der Höhe der Strömungsmittel-Austrittsöffnung 15, so wird die Abluft durch den Außenring 61 daher nicht wesentlich beeinträchtigt.
Wird die Höhe h des Außenrings 61 hingegen größer gewählt, so hat dies Auswirkungen auf die Masse des Lüfterrads 10, die Kosten des verwendeten Materials, die Tiefe des in ihrer Dicke reduzierten Aussparungsbereiche 63 und ähnlichem. Es ist daher nicht notwendig, die Höhe h größer zu machen als benötigt und es ist vorzugsweise eine in Bezug auf die Steifigkeit des Schaufelblatts 51 und/oder des Außenrings 61 angemessene Größe zu wählen. Vorzugsweise wird die Höhe h, in Anbetracht der einteiligen Ausformbarkeit, der Leistungsmerkmale, der Steifheit des Lüfterrads 10 und ähnlichem, mit 15% oder weniger der Höhe H festgelegt.
Im folgenden wird die Form des Schaufelblatts 51 detailliert beschrieben.
Das Schaufelblatt 51 weist eine Form auf, die in einem Bereich, der an den Endbereich des Schaufelblatts 51, d. h., ein Bereich, der an den Austrittskantenbereich 51b angrenzt, in Rotationsrichtung R des Lüfterrads 10 gebogen ist.
9 ist eine vergrößerte Draufsicht, die die Schaufelblätter 51 zeigt.
Wie in 9 gezeigt, hat das Schaufelblatt 51 eine Druckfläche 53 und eine Unterdruckfläche 54. Die Druckfläche 53 zeigt in Rotationsrichtung R des Lüfterrads 10 nach vorne. Die Unterdruckfläche 54 zeigt in die entgegengesetzte Richtung der Druckfläche 53.
Die genaue Form jedes Schaufelblatts 51 ist zum Beispiel wie folgt: Wird die Druckfläche 53 aus der Richtung betrachtet, entlang der sich die Drehwelle des Lüfterrads 10 erstreckt, so hat das Schaufelblatt eine Form, die aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Kreisbögen (zum Beispiel drei verschiedenartige Kreisbögen) besteht. Die Kreisbögen werden dabei so verbunden, dass benachbarte Kreisbögen tangential zueinander verlaufen. Dabei hat das Schaufelblatt 51 eine sanfte Spiralform, bei der das Schaufelblatt mit wachsendem Abstand von der Welle 71 allmählich in Richtung des in Rotationsrichtung R dahinter stehenden Schaufelblatts 51 gebogen wird, so dass der seitliche Umfang des Lüfterrads 10 erst über eine größere Distanz erreicht wird.
In diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch ein Bereich in der Nähe des Austrittskantenbereichs 51b des Schaufelblatts 51, d. h., ein Bereich nahe am Außenring 61 in Rotationsrichtung R zurückgebogen, so dass es in einem vergleichsweise weniger spitzen Winkel an den seitlichen Umfang des Lüfterrads 10 angrenzt, im Gegensatz zu einem Bereich näher der Welle 71.
Ein Verbindungswinkel A1 ist definiert zwischen der Druckfläche 53 des Schaufelblatts 51 und der inneren Fläche des Außenrings 61, und zwar in einem Verbindungsbereich zwischen dem Innenumfang des Außenrings 61 und dem Austrittskantenbereich 51b des Schaufelblatts 51, das in Richtung der Rotationsrichtung R zurückgebogen ist. Der Verbindungswinkel A1 bewegt sich vorzugsweise in einem Bereich von 30° bis 90°. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Verbindungswinkel A1 etwa 59,4°.
10 ist ein Zeichnungsausschnitt, der den Bereich des Austrittskantenbereichs 51b des Schaufelblatts 51 zeigt.
In Bezug auf 10 wird die Formgestaltung des Schaufelblatts 51 speziell in einem Bereich beschrieben, in dem Austrittskantenbereich 51b und Außenring 61 miteinander verbunden sind. In der Aufsicht gesehen wird die Formgestaltung im Bereich nahe des Austrittskantenbereichs 51b zum Beispiel wie folgt festgelegt:
Zuerst wird an einem Verbindungspunkt P1 des Außenrings 61 mit dem Schaufelblatt 51 eine Tangente K1 an einem Innenumfang-Kreisbogen des Außenrings 61 bestimmt. Dann wird am Verbindungspunkt P1 der Verbindungswinkel A1 der Druckfläche 53 (definiert durch die Linie K2) des Schaufelblatts 51 in Bezug auf die Tangente K1 bestimmt. Der Winkel A1 wird vorzugsweise in einem Winkelbereich gewählt, der später beschrieben wird.
Dann wird ein Ansatzpunkt P2 bestimmt, der von der Tangente K1 in Richtung Welle 71 um mindestens eine Entfernung L von 1 mm oder mehr entfernt ist, sich auf einer Verlängerungslinie des Kreisbogens der Druckfläche 53 des Schaufelblatts 51 befindet, und der ein Schnittpunkt mit der Linie K2 ist. Der Ansatzpunkt P2 wird so bestimmt, dass ein Winkel A2 zwischen einer Tangente K4 im Ansatzpunkt P2 der Druckfläche 53 und der Linie K2 eine Größe von 135° oder mehr hat. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel A2 zum Beispiel 147,8°.
Dann werden, in einer Aufsicht gesehen, die Linie K2 und eine Linie, die der Druckfläche 53 entspricht, in der näheren Umgebung des ermittelten Ansatzpunkts P2 mit einem Kreisbogen oder einer glatten gebogenen Linie miteinander verbunden. Ein Spitzen-Endbereich und ein Bereich des Schaufelblatts, die vom Ansatzpunkt P2 aus weiterführen, sind mit einer runden Form oder glatten gebogenen Linie verbunden. Ferner ist der Verbindungsbereich des Außenrings 61 und dem Austrittskantenbereich 51b in Rotationsrichtung R weiter vorne gelegen, als eine Linie, die der Druckfläche 53 an einer Innenseite des Verbindungsbereichs entspricht, und eine Linie, die durch Extrapolation der entsprechenden Linie in Richtung Außenring 61 gebildet wird.
Hierbei wird der Verbindungswinkel A1 vorzugsweise zwischen 30° und 90° festgesetzt, und unter Berücksichtigung des Aufbaus eines Formwerkzeuges vorzugsweise zwischen 45° und 80°. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Verbindungswinkel A1 mit ungefähr 59,4° festgelegt.
Da der Austrittskantenbereich 51b jedes Schaufelblatts 51, wie oben beschrieben, gebogen ist, nimmt der Verbindungswinkel A1 im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem der Austrittskantenbereich 51b nicht gebogen ist, zu. Durch Festlegen des Verbindungswinkels A1 innerhalb des vorab bestimmten Winkelbereichs kann die Lebensdauer einer Gussform zur Ausformung des Lüfterrads 10 verlängert werden.
Im folgenden wird das Ausformverfahren des Lüfterrads 10 beschrieben.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausformverfahren des Lüfterrads 10 veranschaulicht.
Wie in 11 gezeigt, wird das Lüfterrad 10 in diesem Ausführungsbeispiel einstückig ausgeformt, wobei in einer Spritzgussform mit zweiteiligem Aufbau ein synthetischer Kunststoff verwendet wird. Das heißt, dass als Gussform eine bewegliche Form 980 und eine feststehende Form 990 verwendet werden.
Die feststehende Form 990 formt hauptsächlich eine Unterseiten-Oberfläche des Lüfterrads 10 aus. An einer Unterseite (linke Seite in 11) der feststehenden Form 990 ist ein Angussverteiler 5 zum Einspritzen des Kunststoffes abgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Kunststoff zum Beispiel durch fünf Einspritzöffnungen eingespritzt. Die Anzahl oder die Lage der Einspritzöffnungen bleibt jedoch nicht darauf beschränkt. So kann der Kunststoff zur Verbesserung der Symmetrie des Lüfterrads 10 zum Beispiel durch zehn Einspritzöffnungen eingespritzt werden.
12 ist eine perspektivische Ansicht der beweglichen Form 980.
Wie in 12 gezeigt, formt die bewegliche Form 980 hauptsächlich die Oberseite des Lüfterrads 10 aus. Das heißt, die bewegliche Form 980 formt die in der Dicke reduzierten Aussparungsbereiche 63 und die Schaufelblätter 51 aus. Die bewegliche Form 980 hat einen herausragenden Bereich 982, der Strömungswege für Kühlluft aufweist, die durch die abgebildeten runden Öffnungen strömt. Der herausragende Bereich 982 ist zum Formen der Schaufelblätter 51 mit Vertiefungen versehen.
In der 11 ist an einer Oberseite (rechte Seite in 11) der beweglichen Form 980 ein Auswerferstift 995 abgebildet. Der Auswerferstift 995 wird nach der Formgebung von der beweglichen Form 980 her in Richtung des Lüfterrads eingeschoben. Dadurch wird das Lüfterrad 10 von der beweglichen Form 980 weggedrückt und wird somit von der Form getrennt.
13 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs Z von 12.
Da in diesem Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, der Austrittskantenbereich 51b des Schaufelblatts 51 in Rotationsrichtung R gebogen ist, und der Verbindungswinkel A1 dadurch relativ groß eingestellt ist, wird auch das Ausmaß des spitzen Winkels in einem Teil der beweglichen Form 980, die den entsprechenden Bereich ausformt, verringert. Das heißt, dass der Abschnitt der Druckfläche 53 des Austrittskantenbereichs 51b wie in 13 gezeigt, durch den Spitzen-Endbereich 982b des herausragenden Bereichs 982 ausgeformt wird. Da hierbei der Verbindungswinkel A1 des Austrittskantenbereichs 51b, wie oben beschrieben, groß eingestellt ist, nimmt ein Winkel, der von dem Spitzen-Endbereich 982b gebildet wird, in der Draufsicht gesehen, ebenfalls zu. Da also das Ausmaß des spitzen Winkels des Spitzen-Endbereichs 982b verringert wird und eine hinreichende Dicke des Spitzen-Endbereichs 982b gewährleistet ist, kommt es beim Spitzen-Endbereich 982b nicht so leicht zu Brüchen. Daher lässt sich die Lebensdauer der beweglichen Form 980 verlängern, und das Lüfterrad 10 kann leicht ausgeformt werden. Dadurch können die Herstellkosten des Lüfterrads 10 verringert werden.
Im folgenden wird ein Vergleich der Kenndaten des erfindungsgemäßen Radiallüfters mit Radiallüfter nach dem Stand der Technik durchgeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Schaufelblätter 51 durch den Außenring 61 miteinander verbunden und sind in axialer Richtung länger als Schaufelblätter nach dem Stand der Technik. Das heißt, der Außenring 61 ist so ausgelegt, dass er den Höhenunterschied beinhaltet, so dass das Lüfterrad 10, im Vergleich zu einem Lüfterrad mit einem Aufbau nach dem Stand der Technik, die nachfolgenden Kenndaten hat.
Ein Außenring eines Lüfterrads nach dem Stand der Technik, der weiter unten als Vergleichsobjekt beschrieben wird, hat hierbei eine Höhe von 1 mm. Andererseits hat der Außenring 61 des Lüfterrads, der in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, eine Höhe h von 3 mm. Die Form des Schaufelblatts 51 in diesem Ausführungsbeispiel und in dem Lüfterrad nach dem Stand der Technik ist jedoch identisch.
14 zeigt ein PQ(Druck-Volumenstrom)-Diagramm eines Radiallüfters, der das Lüfterrad 10 verwendet.
14 zeigt ein PQ-Diagramm eines Radiallüfters, der das Lüfterrad 10 verwendet, zusammen mit einem PQ-Diagramm eines Radiallüfters nach dem Stand der Technik (der als gestrichelte Linie dargestellt ist). Wie aus dem Diagramm ersichtlich, hat der Radiallüfter dieses Ausführungsbeispiels in einem Anfangs- und mittleren Bereich, von maximalem statischem Druck hin zu maximalem Volumenstrom, die gleichen Kenndaten wie ein Radiallüfter nach dem Stand der Technik. In einem Bereich großen Volumenstroms verbessern sich jedoch die Kenndaten, und der maximale Volumenstrom nimmt bei gleichem statischem Druck zu. Daher kann gesagt werden, dass der Radiallüfter dieses Ausführungsbeispiels einen verbesserten Leistungsgrad hat.
15 zeigt ein Geräuschpegel-Diagramm eines Radiallüfters, der das Lüfterrad 10 verwendet.
Wie in 15 gezeigt, liegt der Geräuschpegel des Radiallüfters gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, in einem Drehzahlbereich von 1400 bis etwa 1700 Umdrehungen pro Minute niedriger, als in einem Radiallüfter nach dem Stand der Technik. Gleichzeitig ist in einem Bereich von 1700 oder mehr Umdrehungen pro Minute, der Geräuschpegel des Radiallüfters nach dem Stand der Technik niedriger, als der des Radiallüfters gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Der Drehzahlbereich, in dem der Radiallüfter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Allgemeinen eingesetzt wird (Nutzungsbereich), beträgt 1500 Umdrehungen pro Minute bis knapp 1700 Umdrehungen pro Minute. Daher kann gesagt werden, dass der Radiallüfter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem normalerweise verwendeten Drehzahlbereich einen verringerten Geräuschpegel aufweist.
Im folgenden wird ein PQ-Diagramm gezeigt in Abhängigkeit von der Höhe h des Außenrings 61 und anderen Kenndaten des Radiallüfters.
In dem Aufbau, bei dem der Austrittskantenbereich 51b des Schaufelblatts 51 wie oben beschrieben gebogen ist, sind bei einer Höhe h des Außenrings 61 von 1 mm, 2 mm und 3 mm, die Kenndaten des Radiallüfters wie folgt.
16 ist ein PQ-Diagramm eines Radiallüfters, der das Lüfterrad 10 verwendet, in Abhängigkeit von verschiedenen Höhen h des Außenrings 61.
Wie in 16 gezeigt, weisen die Eigenschaften nur geringfügige Unterschiede für die Fälle 1 mm, 2 mm, und 3 mm. Das bedeutet, dass die Höhe h des Außenrings 61 innerhalb eines Bereichs von 1 mm bis 3 mm, mit Hinblick auf die Steifigkeit des Lüfterrads 10, die zu verwendende Kunststoffmenge und das Maß der Verformung der Schaufelblätter 51, angemessen gewählt werden kann, ohne die PQ-Kenndaten zu beeinflussen.
17 ist ein Geräuschpegel-Diagramm eines Radiallüfters, der das Lüfterrad 10 verwendet, in Abhängigkeit von verschiedenen Höhen h des Außenrings 61.
Wie aus 17 im Hinblick auf die Geräuschpegel-Kenndaten ersichtlich ist, nimmt der Geräuschpegel im gesamten Drehzahlbereich ab, wenn die Höhe h des Außenrings 61 vergrößert wird (d. h. der Außenring 61 wird dicker). Der Grund hierfür ist die zunehmende Steifheit des Lüfterrads bei Vergrößerung der Höhe h des Außenrings 61. Es ist daher vorteilhaft, die Höhe h des Außenrings 61 zu erhöhen, um die Geräuschentwicklung zu verringern, wenn die Höhe des Außenrings 61 in einem Bereich von 1 mm bis 3 mm liegt.
Im folgenden werden die Auswirkungen des Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Wie oben beschrieben, sind in dem Lüfterrad für einen Radiallüfter, der den Außenring beinhaltet, die Austrittskantenbereiche der Schaufelblätter an den Verbindungsbereichen von Schaufelblättern und Außenring in Rotationsrichtung umgebogen. Dadurch kann die Lebensdauer der Werkzeugform zum Ausformen des Lüfterrads verlängert werden. Ferner kann das Lüfterrad mit großer Steifigkeit ausgelegt werden, ohne die Kenndaten des Radiallüfters hinsichtlich Luftvolumen, statischem Druck, Geräuschentwicklung und ähnlichem zu verschlechtern.
Da das Schaufelblatt eine Spiralform aufweist und die Dicke des Schaufelblatts von der Ansaugöffnungsseite bis hin zur Austrittsöffnungsseite konstant ist, kann das Gewicht des Lüfterrads reduziert werden. Da die Höhe des Außenrings in einem Bereich von der einfachen bis hin zur dreifachen Dicke des Schaufelblatts liegt, ist es möglich, die Stabilität der Verbindungsbereiche der Schaufelblätter und des Außenrings zu gewährleisten, wodurch die Gesamtsteifheit des Lüfterrads verbessert wird.
Da der Außenring mit den in der Dicke reduzierten Aussparungsbereichen ausgebildet ist, lässt sich das Lüfterrad leicht ausformen. Auch die Symmetrie des Lüfterrads kann sichergestellt werden. Da die Höhe des Außenrings 50% oder weniger der Höhe des Schaufelblatts beträgt, kann die Steifheit wirksam gesteigert werden, ohne die PQ-Kenndaten zu verschlechtern. Wird die Höhe des Außenrings mit 15% oder weniger der Höhe des Schaufelblatts festgelegt, so lässt sich der Effekt noch effektiver erzielen.
Das Lüfterrad wird einstückig unter Verwendung von Kunststoff ausgeformt. Ferner wird die äußere Abmessung der Hauptplatte kleiner gewählt, als der Innendurchmesser des Außenrings. Dadurch lässt sich das Lüfterrad mit großer Ausgewogenheit einfach und mit niedrigen Kosten herstellen, indem eine Werkzeugform mit zweigeteiltem Aufbau verwendet wird.
[Sonstiges]
Der Verbindungswinkel zwischen Schaufelblatt und Außenring ist nicht auf den obigen Winkel beschränkt. Zum Beispiel kann der Winkel mit 90° festgelegt werden.
18 zeigt ein Lüfterrad eines Radiallüfters gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.
Wie in 18 gezeigt, hat ein Lüfterrad 110 den gleichen Aufbau wie das Lüfterrad 10, mit Ausnahme, dass ein Schaufelblatt 151 des Lüfterrads 110 eine unterschiedliche Form eines Austrittskantenbereichs hat. In 18 sind die in der Dicke reduzierten Aussparungsbereiche des Außenrings 61 nicht abgebildet.
In dieser abgewandelten Ausführungsform ist ein Bereich in der Nähe des Austrittskantenbereichs 151b des Schaufelblatts 151 in Richtung zur Rotationsrichtung R umgebogen und ist im Wesentlichen rechtwinklig mit dem Innenumfang des Außenrings 61 verbunden. Das heißt, dass in der Draufsicht gesehen, eine Tangente am Innenumfang des Außenrings 61 zum Verbindungspunkt P1 im Wesentlichen orthogonal zu der Linie K2 ist, die sich auf die Druckfläche 53 des Austrittskantenbereichs 151b bezieht.
Selbst wenn der Verbindungswinkel des Schaufelblatts 151 und des Außenrings 61 ungefähr 90° beträgt, lassen sich dieselben Effekte erzielen, wie im obigen Ausführungsbeispiel. Das heißt, dass in einer Form zum Ausformen des Lüfterrads 110, ein Spitzen-Endbereich zum Ausformen des Austrittskantenbereichs 151b vorzugsweise mit einem Winkel von 90° ausgelegt ist. Dadurch neigt die Form nicht zu Brüchen, so dass die Lebensdauer der Werkzeugform verlängert werden kann.
Was das Lüfterrad betrifft, sind die Formen, Anordnungen und das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein der Rotorhalterung, der in der Dicke reduzierten Aussparungsbereiche und ähnlichem nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Anzahl der Schaufelblätter kann größer oder kleiner sein, als im obigen Ausführungsbeispiel. In jedem Schaufelblatt ist die Form des Teils, mit Ausnahme des Austrittskantenbereichs nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt.
Das Lüfterrad für einen Radiallüfter ist nicht auf den offenen Lüfterradtyp beschränkt. Das erfinderische Konzept der vorliegenden Erfindung kann auf sämtliche Radiallüfter, wie zum Beispiel den Sirocco-Typ, Radial-Typ und ähnliche angewandt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung vorgestellt und beschrieben wurde, wird ein Fachmann verstehen können, dass verschiedenartige Änderungen in Form und Details darin vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert wird.
Bezugszeichenliste

10, 110, 810: Lüfterrad
13: Strömungsmittel-Ansaugöffnung
15: Strömungsmittel-Austrittsöffnung
31, 831: Hauptplatte
33, 833: Rotorhalterung
34: geneigter Bereich
37: Rippe
38: zylindrischer Teilbereich
51, 151, 851: Schaufelblatt
51a: Eintrittskantenbereich
51b, 151b, 851b: Austrittskantenbereich
53: Druckfläche
54: Unterdruckfläche
61, 861: Außenring
63: Aussparungsbereich
71: Welle
72: Rotorjoch
200: Motor
980: bewegliche Form
982: herausragender Bereich
982b: Spitzen-Endbereich
990: feststehende Form
995: Auswerferstift
A1: Verbindungswinkel
P1: Verbindungspunkt
P2: Ansatzpunkt
d: Innendurchmesser des Außenrings
D: Außendurchmesser der Hauptplatte
h: Höhe des Außenrings
H: Höhe des Schaufelblatts
R: Rotationsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-047162 A [0003]
JP 2001-012389 A [0004, 0005]
JP 07-004389 A [0004, 0006, 0006]

Claims

Lüfterrad für einen Radiallüfter, umfassend: eine scheibenförmige Hauptplatte, eine Vielzahl von Schaufelblättern, die entlang eines Umfangs um einen Mittelteil der Hauptplatte angeordnet sind, und einen ringförmigen Außenring, der die einzelnen Schaufelblätter miteinander verbindet, wobei der Außenring mit Spitzen-Endbereichen der einzelnen Schaufelblätter auf einer Seite einer Strömungsmittel-Austrittsöffnung verbunden ist, und wobei jedes einzelne Schaufelblatt eine Form aufweist, die in der Nähe des Spitzen-Endbereichs in Rotationsrichtung des Lüfterrads umgebogen ist.
Lüfterrad gemäß Anspruch 1, wobei jedes Schaufelblatt ein entgegen der Rotationsrichtung nach hinten gebogenes Schaufelblatt ist und eine Schaufelblattdicke aufweist, die im Wesentlichen von der Strömungsmittel-Ansaugöffnungsseite bis zur Strömungsmittel-Austrittsöffnungsseite konstant ist.
Lüfterrad gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Dicke des Außenrings in axialer Richtung in einem Bereich von der einfachen- bis zur dreifachen Dicke eines Schaufelblatts liegt.
Lüfterrad gemäß der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Verbindungswinkel, der zwischen einer Druckseiten-Fläche jedes Schaufelblatts und einer Fläche des Außenrings in einem Verbindungsbereich des Spitzen-Endbereichs des Schaufelblatts und des Außenrings gebildet wird, im Bereich von 30° bis 90° liegt.
Lüfterrad gemäß der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Außenring mit einer Vielzahl von in der Dicke reduzierten Aussparungsbereichen ausgebildet ist, die entlang eines Umfangs um den Mittelteil der Hauptplatte angeordnet sind.
Lüfterrad gemäß der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Außendurchmesser der Hauptplatte kleiner ist, als der Innendurchmesser des Außenrings.
Lüfterrad gemäß der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Abstand von einem oberen Ende des Spitzen-Endbereichs jedes Schaufelblatts zu einem unteren Ende des Außenrings in axialer Richtung 50% oder weniger desjenigen Abstands beträgt, der zwischen dem oberen Ende des Spitzen-Endbereichs des Schaufelblatts und einer oberen Fläche der Hauptplatte in axialer Richtung liegt.
Lüfterrad gemäß der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Hauptplatte, die Schaufelblätter und der Außenring einstückig ausgeformt sind.
Radiallüfter, umfassend: das Lüfterrad gemäß der Ansprüche 1 bis 8, und einen Motor, der eine Drehwelle dreht, die an der Hauptplatte des Lüfterrads befestigt ist.