DE112015001472T5

DE112015001472T5 - Diffusorring

Info

Publication number: DE112015001472T5
Application number: DE112015001472.1T
Authority: DE
Inventors: John Scott Hausmann
Original assignee: Trane International Inc
Current assignee: Trane International Inc
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-12-29
Also published as: CN106414129B; US20150275918A1; US9945391B2; GB2539131A; GB201615825D0; CN106414129A; GB2539131B; WO2015148819A1

Abstract

Eine Lüfteranordnung und ein Verfahren zum Montieren eines Diffusorrings in der Lüfteranordnung werden offenbart. Die Lüfteranordnung schließt ein Flügelrad ein, welches eine Mehrzahl von Flügeln einschließt. Das Flügelrad hat einen Flügelraddurchmesser. Ein Luftkanal ist so konfiguriert, dass er eine durch das Flügelrad gelieferte Ausströmung aufnimmt. Der Luftkanal hat einen Kanalausgangsdurchmesser, welcher größer als der Flügelraddurchmesser ist. Die Lüfteranordnung schließt weiter einen Diffusorring ein, der sich vom Flügelrad zu einem Luftkanalausgang erstreckt. Der Diffusorring ist so konfiguriert und angeordnet, dass er die durch das Flügelrad gelieferte Ausströmung ausdehnt bzw. aufweitet. Der Diffusorring hat einen ersten Durchmesser an einer ersten Kante, die in einem ersten Abstand vom Flügelrad angeordnet ist. Eine Kontur bzw. Umrisslinie erstreckt sich von der ersten Kante zu einer zweiten Kante, die einen zweiten Durchmesser hat. Die zweite Kante ist in einem zweiten Abstand vom Flügelrad angeordnet. Der erste Abstand ist kleiner als der zweite Abstand, der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser, und der erste und zweite Durchmesser kleiner als der Luftkanalausgangsdurchmesser.

Description

GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf einen Axiallüfterdiffusor. Spezieller bezieht sich die Offenbarung auf einen Axiallüfterdiffusor zur Verwendung in einem Heiz,- Lüftungs- und Klimatisierungs(HVAC)-System.
HINTERGRUND
Ein Heiz,- Lüftungs- und Klimatisierungs(HVAC)-System enthält typischerweise einen Kompressor, einen Kondensator, eine Expansionseinrichtung und einen Verdampfer, die so kombiniert sind, dass sie einen Kühlkreislauf bilden. Das HVAC-System kann einen Kondensatorlüfter enthalten, der konfiguriert ist, um Luft über den Kondensator zu ziehen. Ein Kondensatorlüfter ist oft innerhalb eines Luftkanals angeordnet. Der Ausgang des Luftkanals enthält allgemein einen Grill oder ein Gitter, welcher/welches dazu dient, zu verhindern, dass etwas die beweglichen Teile des Kondensatorlüfters erreicht (beispielsweise ein Körperteil, wie ein Finger, Fremdstoffe wie Blätter und Stiele o.ä.).
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Heiz,- Lüftungs- und Klimatisierungs(HVAC)-System enthält typischerweise einen Kompressor, einen Kondensator, eine Expansionseinrichtung und einen Verdampfer, die so kombiniert sind, dass sie einen Kühlkreislauf bilden zur Nutzung in einem HVAC-System.
In einigen Ausführungsformen kann ein Axiallüfter ein Kondensatorlüfter in einer Kühleinheit sein. Eine Kühleinheit kann beispielsweise einen luftgekühlten Wasserkühler (z.B. einen Kompressor, einen Kondensator, eine Ausdehnungseinrichtung und einen Verdampfer), eine luftgekühlte Kondensatoreinheit (z.B. einen Kompressor, einen Kondensator, eine Ausdehnungseinrichtung und einen Verdampfer) oder eine andere ähnliche Einheit in einem HVAC-System einschließen, welches einen oder mehrere Axiallüfter enthält. Der Axiallüfter kann innerhalb eines Luftkanals installiert sein. Der Luftkanal kann einen Diffusorring einschließen. Der Diffusorring kann eine Aufweitung bzw. Ausdehnung einer Ausströmung des Axiallüfters aus einer Ausströmseite des Axiallüfters zum Luftkanalausgang steuern.
In einigen Ausführungsformen kann ein Axiallüfter, der einen Diffusorring einschließt, eine verbesserte statische Effizienz gegenüber einem Axiallüfter ohne einen Diffusorring haben. Die Lüfterleistung kann beispielsweise in einem Windkanal gemessen werden, um einen Lüfterdruckanstieg und eine Durchflussrate zu halten, welche zusammen mit der Eingangsleistung genutzt werden können, um die statische Effizienz zu berechnen. In einer Ausführungsform kann eine statische Effizienz eines Axiallüfters, der einen Diffusorring einschließt, getestet in einem Windkanal, zwischen etwa 5 und etwa 10 % höher liegen als bei einem Axiallüfter ohne einen Diffusorring, getestet in einem Windkanal. Es ist anzumerken, dass der genannte Bereich beispielhaft ist und dass Effizienzerhöhungen außerhalb des genannten Bereichs liegen können.
In einer Ausführungsform kann ein Diffusorring einen kleineren Durchmesser an der Ausströmseite eines Axiallüfters, gegenüber einem Durchmesser eines Luftkanals haben, in dem der Axiallüfter installiert ist. Der Diffusorring kann die Ausströmung vom Axiallüfter zu einer niedrigeren Geschwindigkeit ausdehnen als der Luftkanal allein. In einigen Ausführungsformen kann die Modifizierung der Ausweitungsrate der Ausströmung die Effizienz des Axiallüfters beispielsweise durch Erhöhen des Druckanstiegs durch die Diffusion der Ausströmung verbessern.
In einer weiteren Ausführung ist eine Mehrzahl von Diffusorringen konzentrisch angeordnet, um eine Ausdehnung bzw. Ausweitung einer Ausströmung von einem Axiallüfter zu steuern. Die Mehrzahl von Diffusorringen kann eine Mehrzahl von Flügeldiffusoren einschließen. In einigen Ausführungsformen können eine Mehrzahl von Diffusorringen und eine Mehrzahl von Flügeldiffusoren einen Betrag der Ausströmung durch Rezirkulieren zur Einlassseite des Axiallüfters reduzieren. In einigen Ausführungsformen kann eine Reduktion der Rezirkulation der Ausströmung die Effizienz des Axiallüfters erhöhen. Beispielsweise kann die Mehrzahl von Flügeldiffusoren die Axialgeschwindigkeit der durch den Axiallüfter bereitgestellten Ausströmung erhöhen, was es ermöglicht, dass mehr Luft gezogen wird, ohne die Geschwindigkeit des Axiallüfters zu erhöhen. Die Mehrzahl von Flügeldiffusoren kann auch eine Umfangsgeschwindigkeit der Ausströmung reduzieren. Eine Reduzierung der Rezirkulation der Ausströmung kann auch den Geräuschpegel (z.B. die hörbare Lautstärke) des Axiallüfters reduzieren.
In einer weiteren Ausführung kann ein Diffusorring in einem Luftkanal installiert sein, der ein Gitter einschließt. In einigen Ausführungsformen kann eine Mehrzahl konzentrisch angeordneter Diffusorringe in einem Luftkanal installiert sein, der ein Gitter einschließt. In anderen Ausführungsformen können eine Mehrzahl von Diffusorringen und eine Mehrzahl von Flügeldiffusoren in einem Luftkanal anstelle eines Gitters angebracht sein.
Eine Lüfteranordnung und ein Verfahren zum Montieren eines Diffusorrings in der Lüfteranordnung werden offenbart. Die Lüfteranordnung schließt ein Flügelrad ein, welches eine Mehrzahl von Flügeln einschließt. Das Flügelrad hat einen Flügelraddurchmesser. Ein Luftkanal ist so konfiguriert, dass er eine durch das Flügelrad gelieferte Ausströmung aufnimmt. Der Luftkanal hat einen Kanalausgangsdurchmesser, welcher größer als der Flügelraddurchmesser ist. Die Lüfteranordnung schließt weiter einen Diffusorring ein, der sich vom Flügelrad zu einem Luftkanalausgang erstreckt. Der Diffusorring ist so konfiguriert und angeordnet, dass er die durch das Flügelrad gelieferte Ausströmung ausdehnt bzw. aufweitet. Der Diffusorring hat einen ersten Durchmesser an einer ersten Kante, die in einem ersten Abstand vom Flügelrad angeordnet ist. Eine Kontur bzw. Umrisslinie erstreckt sich von der ersten Kante zu einer zweiten Kante, die einen zweiten Durchmesser hat. Die zweite Kante ist in einem zweiten Abstand vom Flügelrad angeordnet. Der erste Abstand ist kleiner als der zweite Abstand, der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser, und der erste und zweite Durchmesser sind kleiner als der Luftkanalausgangsdurchmesser.
Ein Verfahren zum Montieren einer Diffusorringanordnung in einem Lüftersystem wird beschrieben. Das Verfahren schließt das Bereitstellen eines Axiallüfters mit einem Luftkanal mit einem Luftkanalausgang ein, der einen größeren Durchmesser als das Flügelrad des Axiallüfters hat, und das Bereitstellen eines Diffusorringes an einem Luftkanalausgang, welcher einen variablen Durchmesser hat, um eine Ausströmung vom Flügelrad des Axiallüfters zum Luftkanalausgang radial zu expandieren.
Ein Verfahren zur Steuerung einer Ausströmung eines Axiallüfters wird beschrieben. Das Verfahren schließt das Bereitstellen eines Axiallüfters mit einem Luftkanal ein, der einen Luftkanalausgang mit einem größeren Durchmesser als demjenigen des Flügelrades des Axiallüfters hat, und das Bereitstellen einer Mehrzahl von konzentrisch beabstandeten Diffusorringen, die variable Durchmesser am Luftkanalausgang haben, um eine Ausströmung vom Flügelrad des Axiallüfters zum Luftkanalausgang radial zu expandieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil dieser Offenbarung bilden und die Ausführungsformen darstellen, in denen die in dieser Beschreibung beschriebenen Systeme und Verfahren ausgeführt werden können.
1 stellt ein Axiallüftersystem einschließlich eines Diffusorringes gemäß einigen Ausführungsformen dar.
2 stellt ein Axiallüftersystem unter Einschluss einer Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Diffusorringen gemäß weiteren Ausführungsformen dar.
3 stellt ein Axiallüftersystem unter Einschluss einer Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Diffusorringen und einer Mehrzahl von Flügeldiffusoren für einen Axiallüfter gemäß einigen Ausführungsformen dar.
Gleiche Bezugsziffern bezeichnen durchgehend gleiche Teile.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf einen Axiallüfterdiffusor. Spezieller bezieht sich die Offenbarung auf einen Axiallüfterdiffusor zur Verwendung in einem HVAC-System.
Eine Kühleinheit in einem HVAC-System enthält allgemein einen Kompressor, einen Kondensator, eine Ausdehnungseinrichtung, einen Verdampfer und einen Kondensatorlüfter (z.B. einen in einen Luftkanal installierten Axiallüfter). Die Kühleinheit kann beispielsweise ein luftgekühltes Wasserkühlaggregat, eine luftgekühlte Kondensatoreinheit und eine ähnliche Einheit in einem HVAC-System sein, welche einen oder mehrere Axiallüfter einschließt. Der Kondensatorlüfter ist so konfiguriert, dass er einen Luftstrom über den Kondensator in der Kühleinheit zieht.
In einigen Ausführungsformen kann eine Kühleinheit eine Mehrzahl von Kondensatorlüftern einschließen. Der Kondensatorlüfter ist allgemein in einem Luftkanal installiert. Der Luftkanal modifiziert die Ausströmung vom Kondensatorlüfter. Die Konfiguration des Luftkanals (z.B. Höhe, Durchmesser o.ä.) bestimmt mindestens teilweise die Effizienz des Kondensatorlüfters. Ein Gitter bzw. Grill ist typischerweise im Luftkanal angeordnet. Das Gitter dient als Schutz, welcher einen Kontakt mit dem Kondensatorlüfter und seinen rotierenden Teilen (beispielsweise aus Sicherheitsgründen, um eine Beschädigung des Kondensatorlüfters zu verhindern o.ä.) verhindert. Der Luftkanal hat typischerweise einen größeren Durchmesser als ein Flügelrad des Kondensatorlüfters, was dazu führen kann, dass die Ausströmung langsamer wird, wenn sie sich von der Ausströmseite des Flügelrads zum Luftkanalausgang ausdehnt. Ein Teil der Ausströmung kann in Folge des größeren Durchmessers des Luftkanals rezirkulieren. Eine Rezirkulation der Ausströmung kann das Geräuschniveau des Kondensatorlüfters erhöhen. In einigen Ausführungsformen kann die hörbare Lautstärke des Kondensatorlüfters insbesondere ein Thema sein, wenn die Kühleinheit in oder nahe einem Gebäude arbeitet, welches einen maximalen Geräuschpegel haben darf (beispielsweise wegen einer Geräusch-Vorschrift, wegen Präferenzen des Nutzers o.ä.). Die Rezirkulation der Ausströmung kann auch die Effizienz des Kondensatorlüfters nachteilig beeinflussen.
Ausführungsformen dieser Offenbarung sind auf einen Diffusorring gerichtet, um eine Ausströmung von einem Axiallüfter zu modifizieren. Einige Ausführungsformen enthalten eine Mehrzahl von Diffusorringen und eine Mehrzahl von Flügeldiffusoren, um die Ausströmung vom Axiallüfter zu modifizieren. Das Modifizieren der Ausströmung vom Axiallüfter kann die Effizienz des Axiallüfters im Vergleich zu einem System erhöhen, welches keinen Diffusorring und/oder keine Flügeldiffusoren einschließt. In einigen Ausführungsformen kann ein Axiallüfter, der einen Diffusorring einschließt, im Vergleich mit einem Axiallüfter ohne Diffusorring eine verbesserte statische Effizienz haben. In einigen Ausführungsformen kann die Lüfterleistung in einem Windkanal gemessen werden, um den Lüfterdruckanstieg und die Durchflussrate zu erhalten, welche zusammen mit der Eingangsleistung benutzt werden können, um die statische Effizienz zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann die statische Effizienz eines Axiallüfters unter Einschluss eines Diffusorringes, getestet in einem Windkanal, um etwa 5 bis etwa 10 % höher liegen als bei einem Axiallüfter ohne Diffusorring, getestet in einem Windkanal. Es ist festzuhalten, dass der genannte Bereich nur beispielhaft ist und dass Effizienzsteigerungen außerhalb des genannten Bereiches liegen können. In einigen Ausführungsformen kann der Diffusorring den Geräuschpegel des Axiallüfters im Betrieb reduzieren.
Ein Kondensatorlüfter in einer Kühleinheit wird in dieser Beschreibung an Beispielen diskutiert. Die Ausführungsformen, Aspekte und Konzepte, die in dieser Beschreibung genannt sind, können auch für andere Axiallüfter als einen solchen in einer Kühleinheit gelten. Beispiele zusätzlicher Anwendungen schließen Absauglüfter, Umluft-Lüfter, Radiatorlüfter, Kühllüfter (beispielsweise für Elektronik o.ä.) und ähnliche ein, sind hierauf aber nicht beschränkt.
In einer Ausführungsform kann eine Lüfteranordnung ein Flügelrad einschließen, welches eine Mehrzahl von Flügeln hat, einen Luftkanal, der so konfiguriert ist, dass er eine durch das Flügelrad gelieferte Ausströmung aufnimmt, und einen Diffusorring, der sich vom Flügelrad zu einem Luftkanalausgang erstreckt. Der Diffusorring hat einen variablen Durchmesser und kann so konfiguriert sein, dass er die durch das Flügelrad gelieferte Ausströmung radial ausdehnt.
1 stellt ein Axiallüftersystem 100 unter Einschluss eines Diffusorrings 115 gemäß einigen Ausführungsformen dar. Das Axiallüftersystem 100 schließt ein Flügelrad 105, einen Luftkanal 110 und den Diffusorring 115 ein. Das Axiallüftersystem 100 kann in einigen Ausführungsformen weniger oder zusätzliche Komponenten einschließen. Beispielsweise kann das Axiallüftersystem 100 eine (in 1 nicht gezeigte) Öffnung auf einer Einströmseite 120A des Flügelrads 105 einschließen, welche die Größe des Luftkanals 110 auf der Einströmseite 120A des Flügelrads 105 reduziert. Das Axiallüftersystem 100 stellt allgemein einen Kondensatorlüfter in einer Kühleinheit eines HVAC-Systems dar. Das Axiallüftersystem 100 kann andere Axiallüftersysteme repräsentieren, solange das Flügelrad 105 in einem Luftkanal ähnlich dem Luftkanal 110 angeordnet ist.
Das Flügelrad 105 schließt eine Mehrzahl von Flügeln bzw. Schaufeln ein, die auf einer zentralen Achse angebracht sind. Das Flügelrad 105 kann auch ein Band am Außenumfang der Flügel einschließen. Dieses Band ist in 1 als gestrichelter Kasten um das Flügelrad 105 dargestellt. Das Flügelrad 105 kann durch einen Motor angetrieben sein. Das Flügelrad hat eine Drehachse, die durch die Linie R-R dargestellt ist. Eine (in 1 nicht gezeigte) Welle verbindet den (in 1 nicht gezeigten) Motor und das Flügelrad 105 und kann längs der Linie R-R angeordnet sein, so dass die Welle und das Flügelrad 105 die gleiche Drehachse haben. Es ist zu bemerken, dass die Konfiguration des Flügelrads 105, des Motors und der Welle entsprechend der Anwendung des Lüfters variieren kann. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen das Flügelrad 105 durch einen Riemen, direkt durch einen Motor, durch einen Elektromotor o.ä. angetrieben sein. Das Design des Flügelrads 105 kann variieren und kann beispielsweise durch die Anwendung bestimmt sein, in der der Axiallüfter zu benutzen ist. Beispielsweise kann das Flügelrad 105 verschiedene Gestaltungen abhängig vom Typ der Kühleinheit (oder davon, ob die Anwendung für einen Axiallüfter außerhalb einer Kühleinheit ist), in der das Axiallüftersystem zu benutzen ist, haben. Beispielsweise kann das Flügelrad 105 aufgrund dessen variieren, dass die Kühleinheit ein luftgekühltes Wasserkühlaggregat oder eine luftgekühlte Kondensatoreinheit ist. Das Flügelrad 105 kann auch basierend auf der Gestaltung einer besonderen Kühleinheit (beispielsweise der Größe, der Kapazität o.ä.) variieren.
Das Flügelrad 105 hat einen Durchmesser d1 und eine Höhe h. Der Durchmesser d1 kann beispielsweise von Flügelspitze zu Flügelspitze in einer geraden Linie gemessen werden, die senkrecht zur Achse R-R ist. Wenn das Flügelrad 105 ein Band am Außenumfang der Flügel einschließt, kann der Durchmesser d1 in einer solchen Ausführung der Durchmesser des Bandes sein. Der Durchmesser d1 ist kleiner als der Durchmesser des Luftkanals 110 auf der Einströmseite 120A. Der Durchmesser d1 kann auch kleiner als der Durchmesser des Luftkanals 110 an der Ausströmseite 120B sein. Der Durchmesser d1 ist kleiner als der Durchmesser des Luftkanals 110 am Ort des Flügelrads 105, der der Ausströmseite 120B entspricht. Weil der Durchmesser des Luftkanals 110 größer als der Durchmesser d1 des Flügelrades 105 ist, kann sich die Ausströmung vom Flügelrad 105 schnell ausdehnen. Die schnelle Ausdehnung kann eine Rezirkulation eines Teils der Ausströmung zur Einströmseite 120A des Flügelrads 105 bewirken. Die Rezirkulation kann die Effizienz des Axiallüftersystems 100 reduzieren und den Geräuschpegel des Axiallüftersystems 100 erhöhen.
Der Luftkanal 110 hat einen Durchmesser d2 auf der Einlassseite 120A. Die Auslassseite 120B des Luftkanals 110 hat einen Durchmesser d2‘. Der Durchmesser d2 ist größer als der Durchmesser d1 des Flügelrads 105. Weil der Durchmesser d2 größer als der Durchmesser d1 des Flügelrades 105 ist, kann die Ausströmung sich schnell ausdehnen, was eine Rezirkulation der Ausströmung bewirken und die Effizienz des Axiallüftersystems 100 verringern kann.
Nahe der Ausströmseite 120B des Flügelrades 105 ist der Diffusorring 115 angeordnet. Ein Durchmesser d3 des Diffusorrings 115, der nahe der Ausströmseite 120B des Flügelrads 105 angeordnet ist, ist etwa der gleiche wie der Durchmesser d1 des Flügelrads 105. In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser d1 geringfügig kleiner als der Durchmesser d1 des Flügelrads 105 sein, so dass, wenn das Flügelrad 105 sich dreht, es einen Abschnitt des Diffusorrings 115 wegreibt. Dies kann beispielsweise eine dichtere Passung zwischen dem Diffusorring 115 und dem Flügelrad 105 bewirken. Der Diffusorring 115 kann beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein. Es ist anzumerken, dass der Diffusorring 115 auch aus anderen Materialien als Kunststoff bestehen kann, wie etwa Metallblech o.ä., aber hierauf nicht beschränkt. Der Diffusorring 115 hat eine Höhe h3 und einen Durchmesser d3‘ auf der Ausgangsseite des Luftkanals 110. Der Durchmesser d3‘ ist allgemein größer als der Durchmesser d3. Die Kontur de Diffusorrings 115 variiert von der Ausströmseite 120B des Flügelrads zum Ausgang des Luftkanals 110. In einigen Ausführungsformen ist die Kontur linear. In anderen Ausführungsformen kann die Kontur nichtlinear sein. Die Variation im Durchmesser ist allgemein so gestaltet, dass die Ausströmung des Flügelrads 105 sich mit einer gewünschten Rate ausdehnt, um eine Axialkomponente und eine Umfangskomponente der Ausströmgeschwindigkeit zu steuern. Die Höhe h3 des Diffusorrings 115 stimmt etwa mit dem Abstand von der Ausströmseite 120B des Flügelrads 105 zum Ausgang des Luftkanals 110 überein. Die Änderung des Durchmessers des Diffusorrings 115 kann basierend auf der Höhe h3 bestimmt werden. Beispielsweise kann, wenn die Höhe h3 ansteigt, die Effektivität der Variation des Durchmessers ansteigen. Ähnlich kann, wenn die Höhe h3 ansteigt, die Variation zwischen den Durchmessern d3, d3‘ des Diffusorrings 115 derart sein, dass die Kontur des Diffusorrings 115 zunehmend nichtlinear ist.
Ein (in 1 nicht gezeigtes) Gitter kann am Ausgang des Luftkanals 110 angeschlossen sein. Das Gitter kann eine Struktur zur Verhinderung dessen sein, dass Körperteile oder andere Fremdstoffe in Kontakt mit dem Flügelrad 105 kommen. Der Diffusor 115 kann gemäß einigen Ausführungsformen sicher mit dem Gitter verbunden sein. In anderen Ausführungsformen kann der Diffusorring 105 mit zusätzlichen, konzentrisch angeordneten Diffusorringen 115 und einer Mehrzahl von Flügeldiffusoren (beispielsweise den in 3 gezeigten Flügeldiffusoren 305) kombiniert sein, um eine Gitterstruktur auszubilden. In einer solchen Ausführung muss kein separates Gitter eingeschlossen sein. Eine Ausführungsform, die eine Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Diffusorringen 115 und eine Mehrzahl von Flügeldiffusoren hat, wird unten detaillierter unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
2 stellt ein Axiallüftersystem 200 dar, welches eine Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Diffusorringen 115 gemäß einigen Ausführungsformen hat. Das Axiallüftersystem 200 schließt in einigen Ausführungsformen die Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Diffusorringen 115 ein, die auf der Ausströmseite 120B des Flügelrads 105 angeordnet sind. Aspekte von 2 können die gleichen oder ähnlich wie Aspekte der 1 sein.
Das Axiallüftersystem 200 schließt das Flügelrad 105 ein, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Axiallüftersystem 200 ist dazu konfiguriert, in dem Luftkanal 110 (1) installiert zu werden. Die Mehrzahl von Diffusorringen 115 kann die Ausdehnungsrate der Ausströmung steuern und dementsprechend die Effizienz des Axiallüftersystems 200 erhöhen. Weiterhin kann wegen der gesteuerten Effizienz die Geschwindigkeit des Flügelrads 105 reduziert werden, ohne die Ausströmung des Axiallüftersystems 200 zu verringern. Im Ergebnis kann das Geräuschniveau des Axiallüftersystems 200 ebenso reduziert werden.
Jeder der Mehrzahl von Diffusorringen 115 hat einen ersten Durchmesser nahe der Ausströmseite des Flügelrads 105 und einen zweiten Durchmesser nahe dem Ausgang des Luftkanals 110 (wie für den Diffusorring 115 in 1 gezeigt und beschrieben). Die Mehrzahl von Diffusorringen 115 kann basierend auf der Relativposition zum Luftkanal 110 gestaltet sein. Das heißt, der Diffusorring 115, der am Umfang des Flügelrads 115 angeordnet ist, kann eine andere Kontur (d.h. eine andere Variation zwischen dem ersten und zweiten Durchmesser) als der nahe der Mittenachse des Flügelrads 105 angeordnete Diffusorring haben. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Mehrzahl von Diffusorringen 115, die nahe der Mittenachse des Flügelrads 105 angeordnet sind, einen zweiten Durchmesser haben, der kleiner als der erste Durchmesser ist. Dies kann beispielsweise einen Teil der relativ schnelleren Ausströmung (beispielsweise nahe einem Randbereich des Flügelrads 105 zu einem Bereich relativ niedriger Geschwindigkeit) beispielsweise nahe der Mittenachse des Flügelrads 105 lenken. In einigen Ausführungsformen kann das Design der Mehrzahl der Diffusorringe 115 weitgehend ähnlich sein. Das heißt, in einigen Ausführungsformen sind die Umrisslinien der Mehrzahl von Diffusorringen 115 im Wesentlichen ähnlich.
Wie oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, kann die Mehrzahl von Diffusorringen 115 an einem am Ausgang des Luftkanals 110 angeordneten Gitter montiert sein.
3 stellt ein Axiallüftersystem 300 dar, welches eine Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Diffusorringen 115 und eine Mehrzahl von Flügeldiffusoren 305 für einen Axiallüfter gemäß einigen Ausführungsformen einschließt. Das Axiallüftersystem 300 schließt die Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Diffusorringen 115 auf der Ausströmseite 120B des Flügelrads 105 ein. Das Axiallüftersystem 300 schließt auch eine Mehrzahl von Flügeldiffusoren 305 ein. Aspekte von 3 können die gleichen oder ähnlich wie Aspekte von 1 und 2 sein.
Die Mehrzahl von Flügeldiffusoren 305 ist zwischen der konzentrisch angeordneten Mehrzahl von Diffusorringen 115 angeordnet. Die Mehrzahl von Flügeldiffusoren 305 erstreckt sich im Wesentlichen radial von der Achse des Flügelrads 105 zum Luftkanal (beispielsweise dem Luftkanal 110 nach 1). In einigen Ausführungsformen kann die Mehrzahl von Flügeldiffusoren 305 unterschiedliche Kontur haben, derart, dass die Flügeldiffusoren sich nach außen erstrecken, aber entweder in Drehrichtung des Flügelrads 105 oder entgegen der Drehrichtung des Flügelrads 105 etwas Krümmung haben.
Die Flügeldiffusoren 305 sind so konfiguriert, dass sie eine Umfangskomponente der Geschwindigkeit der Ausströmung absenken und eine Axialkomponente der Geschwindigkeit der Ausströmung anheben. Als Ergebnis können die Flügeldiffusoren 305 die Ausströmung des Flügelrads 105 ohne Erhöhung der Geschwindigkeit des Flügelrads 105 steigern. In einigen Ausführungen ermöglichen es die Flügeldiffusoren 305, dass die Axiallüftergeschwindigkeit verringert wird, ohne die Kühlleistung der Kühleinheit zu beeinflussen. Entsprechend kann die Geschwindigkeit des Flügelrads 105 verringert werden, was wiederum in einigen Ausführungsformen den Geräuschpegel des Axiallüftersystems 300 senken kann.
Die Kontur der Flügeldiffusoren 305 kann derart gestaltet sein, dass sie die Ausdehnung der Ausströmung in axialer Richtung steuern. Die Anzahl und/oder der Abstand der Flügeldiffusoren 305 kann ebenso in Abhängigkeit von der Position variieren. Beispielsweise können mehr Flügeldiffusoren 305 im Randbereich des Flügelrads 305 als im Zentralbereich des Flügelrads 105 (beispielsweise nahe der Drehachse des Flügelrads 105) vorgesehen sein.
Die Mehrzahl der Flügeldiffusoren 305 und die Mehrzahl der konzentrisch angeordneten Diffusorringe 115 kann die Stelle eines Gitters am Ausgang des Luftkanals 110 einnehmen. Entsprechend ist die Anordnung der Flügeldiffusoren 305 und der Diffusorringe 115 derart, dass Körperteile und andere Fremdstoffe daran gehindert werden, in Kontakt mit dem Flügelrad 105 zu kommen. Die Anordnung kann auch so gestaltet werden, dass sie einer auf das Flügelrad gerichteten Kraft widersteht (beispielsweise wenn ein Objekt auf der Anordnung des Flügeldiffusors 305 und des Diffusorrings 115 angeordnet wird, bewirkt das Objekt nicht, dass entweder die Flügeldiffusoren 305 oder die Diffusorringe 115 in Kontakt mit dem Flügelrad 105 kommen).
ASPEKTE
Es ist zu beachten, dass jeglicher der unten erwähnten Aspekte 1–12 mit einem der Aspekte 13–14, 15–16 und 17–18 kombiniert sein kann. Es ist auch zu beachten, dass jeder der Aspekte 13–14 mit jedem der Aspekte 1–12, 15–16 oder 17–18 kombiniert sein kann. Weiterhin kann jeder der Aspekte 15–16 mit jedem der Aspekte 1–12, 13–14 oder 17–18 kombiniert sein, und jeder der Aspekte 17–18 kann mit jedem der Aspekte 1–12, 13–14 oder 15–16 kombiniert sein.

Aspekt 1. Lüfteranordnung, welche aufweist: ein Flügelrad, welches eine Mehrzahl von Flügeln enthält, wobei das Flügelrad einen Flügelraddurchmesser hat; einen Luftkanal, der konfiguriert ist, um eine durch das Lüfterrad bereitgestellte Ausströmung aufzunehmen, wobei der Luftkanal einen Luftkanaldurchmesser hat, welcher größer als der Flügelraddurchmesser ist; und einen Diffusorring, der sich vom Flügelrad zu einem Luftkanalausgang erstreckt und konfiguriert und ausgebildet ist, die durch das Flügelrad bereitgestellte Ausströmung radial aufzuweiten, wobei der Diffusorring einen ersten Durchmesser an einer ersten Kante hat, die einen ersten Abstand vom Flügelrad entfernt angeordnet ist, und eine sich von der ersten Kante zu einer zweiten Kante, die einen zweiten Durchmesser hat, erstreckende Kontur hat, wobei die zweite Kante einen zweiten Abstand vom Flügelrad entfernt angeordnet ist, wobei der erste Abstand kleiner als der zweite Abstand ist, der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser ist, und der erste und zweite Durchmesser kleiner als der Luftkanalausgangsdurchmesser sind.
Aspekt 2. Lüfteranordnung nach Aspekt 1, wobei der erste Durchmesser im Wesentlichen ähnlich zum Lüfterraddurchmesser ist.
Aspekt 3. Lüfteranordnung nach einem der Aspekte 1–2, wobei die Kontur des Diffusorrings, welcher sich von der ersten Kante zur zweiten Kante erstreckt, linear ist.
Aspekt 4. Lüfteranordnung nach einem der Aspekte 1–3, weiter aufweisend: einen weiteren Diffusorring, der konfiguriert ist, die durch das Flügelrad bereitgestellte Ausströmung radial aufzuweiten, wobei der weitere Diffusorring einen dritten Durchmesser an einer dritten Kante hat, die in einem dritten Abstand vom Flügelrad angeordnet ist, und sich einer von der dritten Kante zu einer vierten Kante, die einen vierten Durchmesser hat, erstreckende Kontur hat, wobei die vierte Kante einen vierten Abstand entfernt vom Flügelrad angeordnet ist, wobei der dritte Abstand kleiner als der vierte Abstand ist, der dritte Durchmesser kleiner als der vierte Durchmesser ist und der dritte und vierte Durchmesser kleiner als der Luftkanalausgangsdurchmesser sind.
Aspekt 5. Lüfteranordnung nach Aspekt 4, wobei der dritte und vierte Durchmesser des weiteren Diffusorrings kleiner als der erste und zweite Durchmesser des Diffusorrings sind.
Aspekt 6. Lüfteranordnung nach Aspekt 5, wobei der Diffusorring und der weitere Diffusorring konzentrisch bezüglich einer Drehachse des Flügelrads angeordnet sind.
Aspekt 7. Lüfteranordnung nach einem der Aspekte 4–6, weiter aufweisend: eine Mehrzahl von Flügeldiffusoren, die sich radial von einer Drehachse des Flügelrads erstrecken, wobei die Mehrzahl von Flügeldiffusoren konfiguriert ist, um eine Umfangsgeschwindigkeit der Ausströmung zu vergleichmäßigen.
Aspekt 8. Lüfteranordnung nach Aspekt 7, wobei die Mehrzahl der Flügeldiffusoren mindestens an einem des Diffusorrings und des weiteren Diffusorrings montiert ist.
Aspekt 9. Lüfteranordnung nach einem der Aspekte 7–8, wobei die Mehrzahl von Flügeldiffusoren so konfiguriert ist, dass eine Axialkomponente einer Geschwindigkeit der durch das Flügelrad bereitgestellten Ausströmung erhöht wird.
Aspekt 10. Lüfteranordnung nach einem der Aspekte 7–9, wobei der Diffusorring, der weitere Diffusorring und die Mehrzahl von Flügeldiffusoren so konfiguriert sind, einer auf das Flügelrad gerichteten Kraft zu widerstehen.
Aspekt 11. Lüfteranordnung nach einem der Aspekte 6–10, wobei der Diffusorring und der weitere Diffusorring konfiguriert sind, um an einem Lüftergitter montiert zu sein, welches um einen fünften Abstand vom Ausgang des Flügelrads angeordnet ist, wobei der fünfte Abstand größer als der zweite Abstand ist.
Aspekt 12. Lüfteranordnung nach einem der Aspekte 4–11, wobei der Diffusorring und der weitere Diffusorring unterschiedliche Konturen haben.
Aspekt 13. Verfahren zum Montieren einer Diffusorringvorrichtung eines Lüftersystems, aufweisend: Bereitstellen eines Axiallüfters, der einen Luftkanal mit einem Luftkanalausgang mit einem größeren Durchmesser als dem eines Flügelrades des Axiallüfters hat; und Bereitstellen eines Diffusorrings an einem Luftkanalausgang, der einen variablen Durchmesser hat, um radial eine Ausströmung vom Flügelrad des Axiallüfters zum Luftkanalausgang aufzuweiten.
Aspekt 14. Verfahren nach Aspekt 13, weiter aufweisend: Montieren des Diffusorrings an den Luftkanalauslass und einen Lüfterrost, wobei der Lüfterrost konfiguriert ist, um einen Kontakt mit einem beweglichen Teil des Axiallüfters zu verhindern.
Aspekt 15. Verfahren zum Montieren einer Diffusorringanordnung in einem Lüftersystem, aufweisend: Bereitstellen eines Axiallüfters mit einem Luftkanal mit einem Luftkanalausgang eines größeren Durchmessers als des Durchmessers des Axiallüfters; und Bereitstellen einer Mehrzahl von konzentrisch beabstandeten Diffusorringen, welche variable Durchmesser haben, am Luftkanalausgang zum radialen Aufweiten einer Ausströmung vom Flügelrad des Axiallüfters heraus aus dem Luftkanalausgang.
Aspekt 16. Verfahren nach Aspekt 15, weiter aufweisend: Bereitstellen einer Mehrzahl von Flügeldiffusoren, die sich radial von einer Drehachse des Flügelrads erstrecken, wobei die Mehrzahl von Flügeldiffusoren konfiguriert ist, um eine Umfangsgeschwindigkeit der Ausströmung zu vergleichmäßigen.
Aspekt 17. Verfahren zum Steuern einer Ausströmung eines Axiallüfters, aufweisend: Bereitstellen eines Axiallüfters mit einem Luftkanal mit einem Luftkanalausgang eines größeren Durchmessers als des Durchmessers des Axiallüfters; und Bereitstellen einer Mehrzahl von konzentrisch beabstandeten Diffusorringen, welche variable Durchmesser haben, am Luftkanalausgang zum radialen Aufweiten einer Ausströmung vom Flügelrad des Axiallüfters heraus aus dem Luftkanalausgang.
Aspekt 18. Verfahren nach Aspekt 17, weiter aufweisend: Bereitstellen einer Mehrzahl von Flügeldiffusoren, die sich radial von einer Drehachse des Flügelrads erstrecken, wobei die Mehrzahl von Flügeldiffusoren konfiguriert ist, um eine Umfangsgeschwindigkeit der Ausströmung zu vergleichmäßigen.

Die in dieser Beschreibung benutzte Terminologie ist dazu bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben, und ist nicht dazu bestimmt, beschränkend zu wirken. Die Termini „ein/eine“ und „die/der/das“ schließen auch die Pluralformen ein, soweit nicht ausdrücklich anders angegeben. Die Termini „aufweist“ und/oder „aufweisend“, soweit in dieser Beschreibung benutzt, spezifizieren das Vorhandensein der genannten Merkmale, Zahlen, Schritte, Betriebsweisen, Elemente und/oder Komponenten, sie schließen aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung einer oder mehrerer anderer Merkmale, Zahlen, Schritte, Betriebsweisen, Elemente und/oder Komponenten aus.
Bezüglich der vorangehenden Beschreibung ist zu verstehen, dass Änderungen im Detail, insbesondere hinsichtlich der Konstruktionsmaterialien und der Form, Größe und der Anordnung von Teilen, vorgenommen werden können, ohne dass vom Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird. Das Wort „Ausführung“, soweit in dieser Beschreibung benutzt, kann sich auf die gleiche Ausführungsform beziehen, muss dies aber nicht. Diese Beschreibung und die Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft. Andere und weitere Ausführungsformen können ausgedacht werden, ohne den grundsätzlichen Schutzbereich zu verlassen, wobei der tatsächliche Schutzbereich und Geist der Offenbarung durch die nachfolgenden Ansprüche angegeben wird.

Claims

Lüfteranordnung, welche aufweist: ein Flügelrad, welches eine Mehrzahl von Flügeln enthält, wobei das Flügelrad einen Flügelraddurchmesser hat; einen Luftkanal, der konfiguriert ist, um eine durch das Flügelrad bereitgestellte Ausströmung aufzunehmen, wobei der Luftkanal einen Luftkanaldurchmesser hat, welcher größer als der Flügelraddurchmesser ist; und einen Diffusorring, der sich vom Flügelrad zu einem Luftkanalausgang erstreckt und konfiguriert und ausgebildet ist, die durch das Flügelrad bereitgestellte Ausströmung radial aufzuweiten, wobei der Diffusorring einen ersten Durchmesser an einer ersten Kante hat, die einen ersten Abstand vom Flügelrad entfernt angeordnet ist, und eine sich von der ersten Kante zu einer zweiten Kante, die einen zweiten Durchmesser hat, erstreckende Kontur hat, wobei die zweite Kante einen zweiten Abstand vom Flügelrad entfernt angeordnet ist, wobei der erste Abstand kleiner als der zweite Abstand ist, der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser ist, und der erste und zweite Durchmesser kleiner als der Luftkanalausgangsdurchmesser sind.
Lüfteranordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Durchmesser im Wesentlichen ähnlich zum Lüfterraddurchmesser ist.
Lüfteranordnung nach Anspruch 1, wobei die Kontur des Diffusorrings, welcher sich von der ersten Kante zur zweiten Kante erstreckt, linear ist.
Lüfteranordnung nach Anspruch 1, weiter aufweisend: einen weiteren Diffusorring, der konfiguriert ist, die durch das Flügelrad bereitgestellte Ausströmung radial aufzuweiten, wobei der weitere Diffusorring einen dritten Durchmesser an einer dritten Kante hat, die in einem dritten Abstand vom Flügelrad angeordnet ist, und sich eine von der dritten Kante zu einer vierten Kante, die einen vierten Durchmesser hat, erstreckende Kontur hat, wobei die vierte Kante einen vierten Abstand entfernt vom Flügelrad angeordnet ist, wobei der dritte Abstand kleiner als der vierte Abstand ist, der dritte Durchmesser kleiner als der vierte Durchmesser ist und der dritte und vierte Durchmesser kleiner als der Luftkanalausgangsdurchmesser sind.
Lüfteranordnung nach Anspruch 4, wobei der dritte und vierte Durchmesser des weiteren Diffusorrings kleiner als der erste und zweite Durchmesser des Diffusorrings sind.
Lüfteranordnung nach Anspruch 5, wobei der Diffusorring und der weitere Diffusorring konzentrisch bezüglich einer Drehachse des Flügelrads angeordnet sind.
Lüfteranordnung nach Anspruch 4, weiter aufweisend: eine Mehrzahl von Flügeldiffusoren, die sich radial von einer Drehachse des Flügelrads erstrecken, wobei die Mehrzahl von Flügeldiffusoren konfiguriert ist, um eine Umfangsgeschwindigkeit der Ausströmung zu vergleichmäßigen.
Lüfteranordnung nach Anspruch 7, wobei die Mehrzahl der Flügeldiffusoren mindestens an einem des Diffusorrings und des weiteren Diffusorrings montiert ist.
Lüfteranordnung nach Anspruch 7, wobei die Mehrzahl von Flügeldiffusoren so konfiguriert ist, dass eine Axialkomponente einer Geschwindigkeit der durch das Flügelrad bereitgestellten Ausströmung erhöht wird.
Lüfteranordnung nach Anspruch 7, wobei der Diffusorring, der weitere Diffusorring und die Mehrzahl von Flügeldiffusoren so konfiguriert sind, dass sie eine Lüftergitterstruktur bilden, welche einer zum Flügelrad hin wirkenden Kraft widersteht.
Lüfteranordnung nach Anspruch 4, wobei der Diffusorring und der weitere Diffusorring unterschiedliche Konturen haben.
Verfahren zum Montieren einer Diffusorringvorrichtung eines Lüftersystems, aufweisend: Bereitstellen eines Axiallüfters, der einen Luftkanal mit einem Luftkanalausgang mit einem größeren Durchmesser als dem eines Flügelrades des Axiallüfters hat; und Bereitstellen eines Diffusorrings an einem Luftkanalausgang, der einen variablen Durchmesser hat, um radial eine Ausströmung vom Flügelrad des Axiallüfters zum Luftkanalausgang aufzuweiten.
Verfahren nach Anspruch 12, weiter aufweisend: Montieren des Diffusorrings an den Luftkanalauslass und einen Lüfterrost, wobei der Lüfterrost konfiguriert ist, um einen Kontakt mit einem beweglichen Teil des Axiallüfters zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 12, weiter aufweisend: Bereitstellen eines weiteren Diffusorrings, der einen variablen Durchmesser hat, zum radialen Aufweiten der Ausströmung vom Flügelrad des Axiallüfters zum Luftkanalausgang, am Luftkanalausgang, wobei der weitere Diffusorring konzentrisch mit dem Diffusorring angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, weiter aufweisend: Bereitstellen einer Mehrzahl von Flügeldiffusoren, die sich radial von einer Drehachse des Flügelrads erstrecken, wobei die Mehrzahl von Flügeldiffusoren konfiguriert ist, um eine Umfangsgeschwindigkeit der Ausströmung zu vergleichmäßigen.
Verfahren zum Steuern einer Ausströmung eines Axiallüfters, aufweisend: Bereitstellen eines Axiallüfters mit einem Luftkanal mit einem Luftkanalausgang eines größeren Durchmessers als des Durchmessers des Axiallüfters; und Bereitstellen einer Mehrzahl von konzentrisch beabstandeten Diffusorringen, welche variable Durchmesser haben, am Luftkanalausgang zum radialen Aufweiten einer Ausströmung vom Flügelrad des Axiallüfters heraus aus dem Luftkanalausgang.
Verfahren nach Anspruch 16, weiter aufweisend: Bereitstellen einer Mehrzahl von Flügeldiffusoren, die sich radial von einer Drehachse des Flügelrads erstrecken, wobei die Mehrzahl von Flügeldiffusoren konfiguriert ist, um eine Umfangsgeschwindigkeit der Ausströmung zu vergleichmäßigen.