DE10201445A1 - Gesichertes Wärmeableitsystem - Google Patents

Abstract

Rückgesichertes Wärmeableitsystem, umfassend in einem Gestell zwei Rotorvorrichtungen (100, 200) hintereinander. Fällt die eine oder die andere Rotorvorrichtung (100, 200) aus, so sendet die ausgefallene Rotorvorrichtung über eine Regelvorrichtung ein Signal an die zweite Rotorvorrichtung, so dass diese dann mit einer höheren Geschwindigkeit läuft. Beide Rotoren (100, 200) sitzen auf einer Halterung (110, 210), welche über strahlenförmige Schutzblätter (330) mit dem Hauptgestell (300) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmeableitsystem und ins­ besondere ein rückgesichertes Wärmeableitsystem in Verbindung mit einem Axialgebläse, wobei eine Anzahl Rotoren unter einer Gebläseabdeckung in Reihe miteinander verbunden sind.

Axialgebläse sind weithin eingesetzte Lüfter und zeichnen sich durch vergleichsweise einfachen Aufbau, geringe Stück­ kosten und hohen Luftdurchsatz aus. Sie werden zumeist zur Klimatisierung und Belüftung eingesetzt, bspw. als Kühlgebläse in Rechenanlagen.

Damit bei einem Ausfall des Gebläses nicht der Betrieb unterbrochen werden muss, werden im Allgemeinen Hilfsgebläse bereitgestellt. Diese werden dem ursprünglichen Gebläsesystem nachgeschalten, so dass das System bzw. die Vorrichtung nicht überhitzen kann. Da der insgesamt erzeugte Druck bei den Axial­ gebläsen vergleichsweise niedrig ist, können sie in Anlagen mit einem höheren Widerstand keine hohen Luftdurchsatzraten erzielen. Das heißt, ist ein höherer Gesamtdruck erforderlich, müssen zwei oder mehrere Axialgebläse in Reihe geschalten werden.

Die sogenannten Reihengebläse bestehen üblicherweise aus unabhängigen Gebläseeinheiten, welche über eine Schaltung miteinander verbunden sind. Jede Gebläseeinheit umfasst eine Gebläseabdeckung und einen Rotor. Werden zwei Gebläseeinheiten zusammengesetzt, so erfolgt dies in der Regel durch Schrauben (nicht gezeigt). Eine solche Konstruktion ist jedoch kompli­ ziert und der Zusammenbau arbeitsintensiv, was die Herstel­ lungskosten der Reihengebläse erhöht.

Herkömmliche Reihengebläse bestehen zumeist aus zwei hintereinander geschalteten unabhängigen Gebläseeinheiten. Die Reihenkonstruktion gewährt aber nicht, dass auch der von den Gebläsen erzeugte Luftdruck doppelt so groß wird. Wenn­ gleich man die Umlaufgeschwindigkeit des einen Gebläses erhöhen kann, fällt das andere aus, so kann man hierdurch nicht die gewünschte Wärmeableitung erzielen, denn der Ausfall eines Gebläses führt unweigerlich zu einem Luftleck im gesamten Wärmeableitsystem, was die Wärmeabfuhrleistung stark be­ einflusst.

Es soll daher ein gesichertes Wärmeableitsystem bereit­ gestellt werden, das wenig Platz benötigt, das einfach kon­ struiert ist und in dem sich die miteinander verbundenen Ge­ bläse nicht mehr gegenseitig beeinflussen; das heißt, es soll kein Luftleck mehr auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist, ein gesichertes Wärmeableit­ system mit einem Reihengebläse bereitzustellen, das einfach, schnell und bequem zusammengebaut werden kann und dessen Verbindungskonstruktion stabiler ist.

Aufgabe der Erfindung ist insbesondere die Bereitstellung eines gesicherten Wärmeableitsystems, umfassend ein Axialge­ bläse, wobei eine Anzahl Rotoren unter einer einzelnen Gebläse­ abdeckung in Reihe geschalten sind und eine gegenseitige Beein­ flussung der Gebläse ausgeschlossen ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Wärmeableitsystems, welches eine Sicherungsfunktion besitzt und bei dem kein Luftleck aufgrund einer ausgefallenen Gebläseeinheit auftreten kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das gesicherte Wärmeab­ leitsystem gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in Unteransprüchen 2 bis 11 beschrieben.

Die erfindungsgemäße gesicherte Wärmeableiteinrichtung, umfasst einen Hauptrahmen bzw. ein Hauptgestell, einen ersten im Hauptgestell angeordneten Rotor, einschließlich einer ersten Regeleinrichtung, und einen zweiten im Hauptrahmen angeordneten Rotor, der der ersten Rotorvorrichtung in der Axialrichtung des Hauptrahmens in Reihe nachgeschalten ist und der eine zweite Regeleinrichtung aufweist. Fällt die erste Rotorvorrich­ tung aus, so gibt die erste Regelvorrichtung ein Signal an die zweite Regelvorrichtung zur Beschleunigung der zweiten Rotorvorrichtung, so dass diese mit einer vergleichsweise höheren Geschwindigkeit läuft.

Die erste bzw. die zweite Rotorvorrichtung umfasst weiter­ hin ein Schaufelrad mit einer Anzahl Propellerflügel sowie einen Motor für einen Antrieb des Schaufelrads. Der Hauptrahmen umfasst eine erste und eine zweite Halterung für die erste bzw. die zweite Rotorvorrichtung.

Die erste bzw. die zweite Halterung weist eine Basis auf und einen hohlen Zylinder, der im Wesentlichen mittig auf der Basis steht und auf dem der Rotor sowie das Schaufelrad aufgenommen sind. Die erste und die zweite Halterung sind geeignet innenseitig im Hauptrahmen über eine Anzahl strahlen­ förmig angeordneter Schutzblätter mit dem Hauptrahmen ver­ bunden. Die Schutzblätter sind an den Spitzen an der Innenseite des Hauptrahmens befestigt. Die Schutzblätter haben im Wesent­ lichen die gleiche Form wie die Rotorblätter des ersten und des zweiten Rotors. Hierdurch wird die Wärmableitung größer. Die erste Halterung, der Hauptrahmen sowie die Schutzblätter sind bevorzugt als ein Stück ausgebildet. Sie können aus Kunststoff und/oder Metall sein.

Die zweite Halterung kann lösbar über einen Eingriff mit der ersten Halterung verbunden werden.

Die erste bzw. die zweite Rotorvorrichtung sind bevorzugt Axialgebläse.

Die Erfindung wird nun im Einzelnen an Beispielen und mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Beschreibung erfolgt zur Darstellung und nicht zur Beschränkung der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 eine Explosionszeichnung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen gesicherten Wärmeableitsystems; und

Fig. 2 ein Blockdiagramm von der Regelung des gesicherten Wärmeableitsystems gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des gesicherten Wärmeableitsystems mit Reihen­ gebläse. Das Reihengebläse umfasst einen Hauptrahmen 300, eine erste Rotorvorrichtung 100, eine zweite Rotorvorrichtung 200, eine erste Halterung 310 und eine zweite Halterung 320. Die erste Rotorvorrichtung 100 umfasst ein erstes Schaufelrad 101 mit einer Anzahl Flügelblätter auf der Außenseite und einen ersten Motor 102. Die zweite Rotorvorrichtung 200 umfasst ein zweites Schaufelrad 201 mit Flügelblättern auf dessen Außenseite und einen zweiten Motor 202.

Die erste Halterung 310 ist verbunden mit und eingebaut im ersten Hauptrahmen 300 über Schutzblätter 330. Diese sind sternförmig innenseitig im Hauptrahmen 300 angeordnet und an den jeweiligen Spitzen mit der Innenseite des Hauptrahmens 300 verbunden. Die Schutzblätter sind im Wesentlichen in der Form identisch zu den jeweiligen Blättern der Rotorvorrichtung gehalten. Hierdurch wird der Gebläsedruck erhöht, was eine höhere Wärmeableitung bedingt. Die erste Halterung, der Haupt­ rahmen sowie die Schutzblätter können ein Stück bilden. Sie sind aus Kunststoff, Metall bzw. aus irgendeinem anderen geeig­ neten Material.

Die erste Halterung 310 umfasst eine Basis 311 sowie einen Hohlzylinder 312. Dieser ist im Wesentlichen mittig auf der Basis angeordnet und auf ihm sind nacheinander der erste Motor 102 und das erste Schaufelrad 101 aufgenommen. Die zweite Halterung 320 umfasst auch eine Basis 321 sowie einen Hohlzylinder 322. Dieser ist im Wesentlichen mittig auf der Basis angeordnet (ähnlich wie bei der ersten Hal­ terung). Auf ihm sind nacheinander der zweite Motor 302 und darauf das zweite Schaufelrad 201 angeordnet. Die zweite Halterung kann aus Kunststoff sein, aus Metall oder aus irgendeinem anderen geeigneten Material.

Sind der erste Motor 102 für den Antrieb des ersten Schaufelrads 101 und das erste Schaufelrad 101 nacheinander in der ersten Halterung 310 eingebaut, wird die zweite Hal­ terung 320 mit der ersten Halterung 310 über einen Eingriff verbunden, umfassend Haltenuten auf der ersten Halterung 310 und die Hakenstrukturen der zweiten Halterung 320. Die zweite Halterung trägt dann den zweiten Antriebsmotor 202 sowie darauf das zweite Schaufelrad 201. Der Zusammenbau des Reihengebläses ist dann fertig und es liegt ein Axialgebläse vor, wobei die erste und die zweite Rotorvorrichtung in einem Hauptrahmen 300 in Achsenrichtung zu einem Reihengebläse verbunden sind.

Da die zweite Halterung 320 lösbar mit der ersten Halte­ rung 310 verbunden ist, muss man nur die Basis der zweiten Halterung 320 auf die Basis der ersten Halterung 310 derart schieben, dass die erste und die zweite Halterung eng mit­ einander verbunden werden, ohne dass man hierzu Schrauben oder andere Teile braucht. Im Vergleich zu herkömmlichen Reihengebläsen kann das Reihengebläse gemäß der Erfindung einfach und schnell zusammengebaut werden. Man spart sich so Schrauben oder weitere Teile. Die Verbindung der ersten und der zweiten Halterung ist sicherlich nicht auf die oben beschriebene Art und Weise beschränkt. Man kann sie auch einstückig ausbilden oder sie in dem Hauptrahmen befestigen.

Die Umlaufgeschwindigkeit, die Umdrehungsrichtung, die Anzahl der Blätter und der Schaufelanstellwinkel der ersten Rotorvorrichtung können gleich oder verschieden sein von der der zweiten Rotorvorrichtung. Man kann sie auch den tatsäch­ lichen Bedürfnissen anpassen oder so auslegen, dass die Wärme­ ableitleistung des Reihengebläses noch größer wird. Man kann auch die erste und die zweiten Halterungskonstruktion aus­ tauschen, wobei man dann die gleiche Wirkung erhält.

Fällt nun die erste Rotorvorrichtung in der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung aus, so gibt die erste Regelschaltung ein Signal an die zweite Regelschaltung für eine Beschleunigung der zweiten Rotorvorrichtung. Diese läuft dann mit einer höhe­ ren Geschwindigkeit. Siehe nun Fig. 2. In dieser Ausführungs­ form umfasst die erste Rotorvorrichtung 100 eine erste Regel­ schaltung 120 und einen ersten Signalausgang 130. Die zweite Rotorvorrichtung 200 besitzt ähnlich eine zweite Regelschaltung 220 und einen zweiten Signalausgang 230. Der erste Signalaus­ gang 130 ist mit der zweiten Regelschaltung 220 verbunden. Die erste Regelschaltung 120 ist verbunden mit dem zweiten Signalausgang 330. Die Logiksignale aus dem ersten Signalaus­ gang 130 und dem zweiten Signalausgang 230 geben an, ob die Drehgeschwindigkeit der ersten bzw. der zweiten Rotorvorrich­ tung normal ist. Ist bspw. die Drehgeschwindigkeit normal, so ist das Logiksignal "1"; ist die Drehgeschwindigkeit ab­ normal, so ist das Logiksignal "0". Man kann auch das Logik­ signal auf "0" setzen, um hierdurch anzugeben, dass die Dreh­ geschwindigkeit normal ist, wenn man dann das Logiksignal auf "1" ansetzt für eine abnormale Drehgeschwindigkeit.

Laufen die erste und die zweite Rotorvorrichtung normal, so drehen beide mit normaler Geschwindigkeit. Fällt jedoch eine aus, so wird die Geschwindigkeit der anderen erhöht. Fällt bspw. die erste Rotorvorrichtung 100 aus, gibt die zweite Regelschaltung 220 ein Signal für eine Erhöhung der Umlauf­ geschwindigkeit des zweiten Rotors entsprechend dem Logik­ signalausgang des ersten Signalausgangs 130 und kompensiert hier so die geringere Wärmeableitleistung.

Die Gebläseeinheiten der herkömmlichen Wärmeableitsysteme sind zwar elektrisch miteinander verbunden, aber jede besitzt ihren eigenen Rahmen und einen unabhängigen Lufteinlass und Luftauslass. Das heißt, diese Gebläseeinheiten besitzen keine tatsächliche Verbindung miteinander. Im Gegenteil. Erfindungs­ gemäß sind die Gebläseeinheiten nicht miteinander verbunden, sondern mechanisch in einem einzelnen Gestell miteinander in Reihe gekoppelt, um so ein Luftleck zu verhindern. Da sowohl die erste als auch die zweite Rotorvorrichtung den gleichen Rahmen hat und sie nacheinander geschalten sind, kann sofort die Drehgeschwindigkeit der jeweils anderen Gebläseeinheit erhöht werden, falls eine ausfallen sollte, ohne dass in der ausgefallenen Rotorvorrichtung ein Luftleck auftritt.

Erfindungsgemäß stellt die Erfindung somit ein besseres gesichertes Wärmeableitsystem mit einem Reihengebläse zur Verfügung, das einfach und bequem zusammenzubauen ist und eine bessere Verbindungskonstruktion aufweist. Dies vermindert nicht nur die Kosten hinsichtlich Schrauben und anderer Teile, sondern auch die Zusammenbauzeit, Fällt im erfindungsgemäßen System ein Rotor des gesicherten Wärmeableitsystems aus, so kann der andere unmittelbar durch eine höhere Umlaufgeschwin­ digkeit, ohne dass ein Luftleck im ausgefallenen Rotor auf­ tritt, die geringere Wärmeabfuhrleistung kompensieren. Das erfindungsgemäße Axialgebläse besitzt eine Anzahl in Reihe geschaltener Rotorvorrichtungen unter einer einzelnen Gebläse­ abdeckung (oder in einem Hauptgestell) sowie eine Anzahl Schutzblätter, die im Hauptrahmen strahlenförmig angeordnet und jeweils auf der Innenoberfläche des Hauptgestells an der Spitze befestigt sind. Dies erfolgt für eine Verbindung und Befestigung der ersten Halterung 310 im Hauptrahmen 300. Hierbei besitzt jedes Schutzblatt eine im Wesentlichen zur jeweiligen Rotorvorrichtung identische Form. Dies trägt bei zur Erhöhung des abgegebenen Gebläseluftdrucks und erhöht auch die Wärmeableiteffizienz.

Die Erfindung wurde an Ausführungsformen beschrieben. Änderungen und Abwandlungen der Erfindung sind möglich. Der Schutzbereich der Erfindung ergibt sich aus den nachstehenden Patentansprüchen.

Claims (11)

1. Gesichertes Wärmeableitsystem, umfassend
ein Hauptgestell (300);
eine erste im Hauptgestell angeordnete Rotorvorrich­ tung (100), die mit einer ersten Regelschaltung funktio­ nell verbunden ist;
eine zweite im Hauptgestell (300) angeordnete Rotor­ vorrichtung (200), die in der Achsenrichtung des Haupt­ gestells (300) mit der ersten Rotorvorrichtung (100) in Reihe angeordnet ist und die mit einer zweiten Regel­ schaltung funktionell verbunden ist;
die eine Regelschaltung, fällt bspw. die erste Rotor­ vorrichtung aus, ein Signal an die zweite Regelvorrichtung sendet, wonach die zweite Rotorvorrichtung dann mit einer höheren Geschwindigkeit läuft.

2. Wärmeableitsystem nach Anspruch 1, wobei die erste Rotor­ vorrichtung bzw. die zweite Rotorvorrichtung (100, 200) ein Schaufelrad (101, 201) mit einer Anzahl Rotorblätter und einen Motor (102, 202) für den Antrieb des Schaufel­ rads (101, 201) umfasst.

3. Wärmeableitsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Haupt­ gestell (300) eine erste und eine zweite Halterung (110, 210) für die Aufnahme der ersten bzw. der zweiten Rotor­ vorrichtung aufweist.

4. Wärmeableitsystem nach Anspruch 3, wobei die erste und die zweite Halterung (110, 210) eine Basis aufweist sowie einen Hohlzylinder (312, 322), der im Wesentlichen mittig auf der Basis angeordnet ist und auf dem der Motor (102, 202) und das Schaufelrad (101, 201) aufgenommen sind.

5. Wärmeableitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste bzw. die zweite Halterung (110, 210) durch strahlenförmig innen im Hauptgestell (300) angeordnete Schutzblätter (330) mit dem Hauptgestell (300) verbunden sind, wobei deren jeweilige Ende auf der Innenseite des Hauptgestells befestigt sind.

6. Wärmeableitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Form der Schutzblätter (330) im Wesentlichen gleich ist zu den jeweiligen Rotorblättern der ersten bzw. der zweiten Rotorvorrichtung (110, 210), was die Wärmeableit­ leistung erhöht.

7. Wärmeableitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine erste Halterung (310), das Hauptgestell (300) und die Schutzblätter (330) einstückig ausgebildet sind.

8. Wärmeableitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine erste Halterung (310), das Hauptgestell (300) und die Schutzblätter (330) aus Kunststoff oder Metall sind.

9. Wärmeableitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweite Halterung (320) lösbar über ein Eingriffsystem (321) mit der ersten Halterung (310) verbunden ist.

10. Wärmeableitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste und die zweite Rotorvorrichtung Axialgebläse sind.

11. Wärmeableitsystem nach irgendeinem vorhergehenden An­ spruch, wobei die erste Regelschaltung über einen einen ersten Signalausgang und die zweite Regelschaltung über einen zweiten Signalausgang verfügt, so dass bei einem Ausfall einer Rotorvorrichtung ein Signal an die Regel­ schaltung der anderen Rotorvorrichtung gegeben wird, wonach dann die zweite Rotorvorrichtung mit höherer Geschwindigkeit dreht.