DE1488640A1

DE1488640A1 - Geblaese

Info

Publication number: DE1488640A1
Application number: DE19651488640
Authority: DE
Inventors: Boeckel John W
Original assignee: Rotron Manufacturing Co Inc
Current assignee: Rotron Manufacturing Co Inc
Priority date: 1964-09-08
Filing date: 1965-05-04
Publication date: 1969-08-28
Also published as: US3303995A; NL6511562A; GB1060926A

Description

Gebläse.

den Luftstrom des Gebläses bewirkten Kühlung wird ein Teil der in der Motorwicklung erzeugten Wärme durch Leitung auf den Gebläseläufer übertragen, so daß insgesamt eine sehr wirksame Kühlung gewährleistet ist.
Bei einem anderen, sehr beliebten Gebläsetyp ist der Motor jedoch völlig in einer die Gebläseschaufeln tragenden zentralen Nabe eingeschlossen und liegt deshalb nicht im Wege des vom Gebläseläufer erzeugten Luftstromes. Außerdem werden bei Gebläsen dieses und anderer Typen; insbesondere bei Verwendung zur Kühlung von elektronischen Geräten, in zunehmendem Maße leichte und preisgünstige Kunststoff-Gebläseläufer verwendet, die zwar hinsichtlich ihrer Luftförderleistung Gebläseläufern aus Metall gleichwertig sind, andererseits jedoch Wärme viel Schlechter leiten. Es bereitet daher in der Praxis beträchtliche Schwierigkeiten, eine ausreichende Kühlung des Motors sicher zu stellen und bei den bekannten Konstruktionen läßt sich die Gefahr einer Überhitzung des Motors nicht mit Sicherheit ausschalten, insbesondere wenn der Motor stark belastet oder unter außergewöhnlich hohen Umgebungstemperaturen betrieben wird.
Durch die Erfindung soll dieser Nachteil vermieden werden. Gemäß der Erfindung enthält der Gebläseläufer eine drehbare Mittelnabe mit einem im wesentlichen zylindrischen, hülsenartigen Teil, der vom in Förderrichtung gesehen stromaufwärts gelegenen rinde des Gebläses axial vorspringt, und eine Anzahl von auf der Außenfläche angeordneten Geblässeschaufeln. Ein beträchtlicher Teil des Gebläsemotors wird von dem hülsenartigen Teil umschlossen und die Rotorwelle ist mit der Innenfläche der Endwand der Nabe gekuppelt: Die Endwand der Nabe ist mit einer Anzahl von Zentrifugallüfter-Flügeln versehen, die an ihrer Innenfläche angrenzend an den Motor am stromaufwärts gelegenen Ende des Gebläses angeordnet sind, außerdem weist die Endwand eine Anzahl von Öffnungen auf, die ein Durchtreten des Luftstromes gestatten. Die Zentrifugallüfterflügel und die Öffnungen in der Endwand der. Nabe ermöglichen es, daß Luft durch den Motor und die Öffnungen in der Nabe in einer Richtung gefördert wird, die der des durch die Gebläsebesehaufelung erzeÜgte-iauptluftstromes entgegengerichtet ist.
Die oben beschriebene Anordnung gewährleistet eine wesentlich wirksamere Kühlung des Motors, die außerdem mit der Belastung des Gebläses ansteigt. Die Kühlluft für den Motor wird von den ein Radialgebläse bildenden Zentrifugal-LMrflügeln von der Auslaßseite des axial fördernden Hauptgebläses angesogen, also aus,einem.Bereieh relativ hohen Luftdruckes im Vergleich zum Ansaugende des Axialgebläses, bei dem sich die Lüfterflügel des Radialgebläses und die Austrittsöffnungen für den den Motor kühlenden Luftstrom befinden. Durch den den Hauptluftstrom des Axialgeblänes begleitenden Druckunterschied wird. daher der Kühlluftstrom für den Motor eher verstärkt als geschwächt. Wenn die Belastung des Gebläses ansteigt, nimmt auch der Druckunterschied zwischen Ansaugöffnung und Austrittsöffnung zu und dementsprechend wird auch der Kühlluftstrom durch den Motor verstärkt, so daß die mit der Belastung ansteigende Verlustwärme sicher abgeführt wird. Alle diese Vorteile werden mit einer einfachen Nabenkor@struktion erreicht, die sowohl die Beschaufelung des eigentlichen Axialgebläses als auch die Flügel des Radial- oder Zcntrifugalgebläses trägt und als einstöckiges Bauelement preiswert aus Kunststoff gefertigt werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines nicht einschränkend auszulegenden Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, es zeigen: Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Vorderansicht eines Gebläses gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine Schnittansicht in einer Ebene 2-2 der Fig. 1.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel stellt ein relativ kleines Axialgebläse dar, das sich besonders zur Kühlung elektronischer Geräte eignet; selbstverständlich ist die Erfindung auch auf größere Gebläse anwendbar. .
Das Gebläse enthält einen Läufer, 10 mit einer Mittelnabe 12, die eine Endwand 13 und einen im wesentlichen hohlzylinderförmigen Teil 14 umfaßt, der vom Umfang der Endwand radial vorspringt. Auf der Außenseite des hohlzylinderförmigen Teils 14 sind eine Anzahl, z.B. drei, axial fördernde Gebläsesehaufeln 13 angeordnet, die den Nutzluftstrom liefern. Von der Mitte der Innenseite der Endwand 13 springt ein zylindrischer Ansatz 18 vor, der eine Bohrung 20 aufweist, die ein Ende einer Läuferwelle 22 eines Antriebsmotors 24 aufnimmt. Die Welle ist bezüglich der Bohrung 20 fixiert, so daß die Nabe 12 und die das Axialgebläse bildenden Gebläseschaufeln mit der Welle umlaufen. Wie in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist, fördert das Gebläse Luft axial in Richtung von der Endwand 13 der Nabe zu dem offenen Ende des hohlzylinderförmigen Teils 14.
Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Endwand 13 der Nabe 12 eine Anzahl von längs des Umfangs verteilten Öffnungen 26 auf, so daß eine Verbindung zwischen der durch das Innere der Nabe-gebildeten Kammer und der _ Eintrittsseite des durch die Beschaufelung 16 des Axialgebläses erzeugten Nutzluftstromes besteht. An der Innenfläche der Endwand 13 sind in der durch die Nabe gebildeten Kammer eine Anzahl von radial verlaufenden Zentrifugal-Lüfterflügeln 28 angeordnet, die Luft von der Austrittsseite des Axialgebläses ansaugen und durch das Innere der Nabe radial nach außen durch die Öffnungen 26 fördern. Innerhalb der Nabe kann außerdem angrenzend an die Lüfterflügel 28 eine ringförmige.Leitanordnung vorgesehen werden, die eine Rückströmung der ausgestoßenen Luft verhindern.
Wie erwähnt, besteht der Gebläseläufer vorzugsweise aus Kunststoff und die Nabe 12, die Endwand 13, der hohlzylinderförmige Teil 14, die Gebläseflügel 16 und die Lüfterflügel 18 können einstüekig ausgeführt sein, z.B. durch Formpressen oder Spritzgießen, so daß die ganze Läuferanordnung durch ein einziges Bauteil gebildet wird. Die ringfürmige Luftleitanordnung 29 kann getrennt gebildet und durch solche Kleben befestigt werden, falls eine/Anordnung verwendet wird. Selbstverständlich kann die Gebläseläuferanordnung auch aus Metall oder anderen Werkstoffen bestehen und mehrstückig ausgeführt sein.
Als Antriebsmotor 24 für das Gebläse kann ein beliebiger Wechelstrom- oder Gleichstrommotor verwendet werden. Eine offene Bauart wird bevorzugt, d.ii. die Statorwicklung 30 und der Statorkern 32 sind so aufgebaut, daß die Wicklung so weitgehend wie möglich sui, Lu uriströmt wird. Der Motor 24 kann ein Gehäuse 34 mit gegenüberliegenden Lagerschalen 36, 38 umfassen, die jeweils mit einer Anzahl von Öffnungen 40 bzw. 42 versehen sind.
Das Gebläse ist innerhalb eines V3nturiringes 44 angeordnet, der zweckmäßigerweise aus Kunststoff besteht und gleichzeitig als Halterung für die Gebläseanordnung dient, so daß eine gute Förderleistung gewährleistet ist. Der Ring 44 ist an einer Motorhalterung 46 befestigt oder bildet mit dieser ein Teil. Die Halterung 46 weist eine Anzahl von radial verlaufenden Speichen 48 und eine zentrale Stützscheibe 50 auf, die einen ringförmigen konzentrischen Flansch 52 hat, der sich nach vorne erstreckt und das hintere Ende des Motors 24 eng umschließt. Die Stützscheibe 50 der Motorhalterung weist eine Anzahl von Öffnungen 51 auf, über die das Auslaßende des Hauptgebläses mit dem Motor und der durch die Nabe 12 gebildeten Kammer in Verbindung steht.
Die Stützscheibe 50 ist außerdem mit Ausnehmungen 56 versehen, die Muttern 58 aufnehmen, welche auf Schraubenbolzen 60 geschraubt sind, welche vom Motor aus nach hinten reichen und diesen mit der Halterung 46 verbinden. Eine der Speichen 481 der Halterung 46 weist einen Kanal 66 auf, der Zuleitungsdrähte 62, 64 für den Motor aufnimmt.
Wenn der Gebläseläufer 10 im Betrieb durch den Motor 24 in Umdrehung versetzt wird, strömt Luft in Pfeilrichtung (Fig. 2) durch das Gebläse, wodurch der. Druck am Eintrittsende, also in Fig. 2 links etwas sinkt und am Austrittsende, also in Fig. 2 rechts, etwas steigt. Die Flü-@ gel 28 des Radialgebläses saugen Luft von der Auslaßseite des Axialgebläses, wo ein erhöhter Druck herrscht, durch die Öffnungen 51 in der Scheibe 50 an und fördern diese Luft durch die Öffnungen 40, 42 an den Motorwicklungen vorbei. An dem Ende der Nabe, das sich auf der EinlaBseite des Axialgebläses befindet, wird die Luft. dann von den Lüfterflügeln 28 durch die am 'Umfang angeordneten Öffnungen 26 in der Endwand 13 nach außen gefördert und durch den Haupt-oder Nutzluftstrom rasch abgeführt. Der Druckunterschied am Gebläse verstärkt den Kühlluftstrom durch den Motor beträchtlich, so daß auch mit kleinflächigen Lüfterflügeln eine relativ starke Kühlwirkung erzielt werden kann.
Wenn die Belastung des Gebläses zunimmt, beispielsweise durch Erhöhung der Drehzahl oder des Auslaßdruckes, nimmt auch der Druckunterschied zwischen Einlaß und Auslaß des Axialgebläses zu. Hierdurch wird dann gleichzeitig der Kühlluftstrom durch den Motor verstärkt. Bei dem Gebläse gemäß der Erfindung ändert sich also die Kühlwirkung automatisch in einem solchen Sinne, daß die Einflüsse von Belastungsänderungen kompensiert werden.

Claims

Patentansprüche. (9 Gebläse mit einem elektrischen Antriebsmotor, welches im Betrieb Luft von einer Einlaßseite, auf der sich ein relativ niedriger Druck einstellt, zu einer Auslaßseite, auf der sich ein relativ hoher Druck einstellt, fördert, und mit einer Anordnung zum Erzeugen eines Kühlluftstromes für den Antriebsmotor, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Kühlluftstrom für den Motor von der Auslaßseite des Gebläses zur Einlaßseite gerichtet ist und dort austritt.
2. Gebläse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kühlluftstrom durch ein Radialgebläse(28) erzeugt wird.
3. Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, , bei welchem der Motor wenigstens zum Teil in einer Nabe eines Gebläseläufers angeordnet ist, welche einen hohlen Teil aufweist, der an einer Seite durch eine Endwand äbgeschlossen ist, eine Anzahl von in axialer Richtung fördernder Gebläse -schaufeln trägt und mit dem Motor gekuppelt ist, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nabe eine Anordnung enthält, die in einer der Förderrichtung des Axialgebläses entgegengesetztaz Richtung Luft am Motor vorbeifördert. 4. Gebläse nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Gebläseläufer eine Nabe (12) aufweist, die den Motor weitgehend umschließt, am einen Ende durch eine Endwand (13) verschlossen ist, welche eine Anzahl von Öffnungen (26) aufweist, eine Anzahl von Gebläsesehaufeln (16) trägt und mit dem Motor gekuppelt ist; da3 die Gebläseschaufeln 1ö in axialer Richtung fördern, und daß innerhalb der Nabe eine Anordnung vorgesehen ist, die einen am Motor vorbeistreichenden Luftstrom erzeugt, der dem durch die Gebläseschaufeln (16) erzeugten Luftstrom entgegengesetzt gerichtet ist und durch die Öffnungen in der Endgrand der Nabe austritt. 5. Gebläse nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Öffnungen (26) in der Endwand (13) der Nabe (12) angrenzend an den Außenrand der Endwand längs deren Umfang verteilt angeordnet sind und daß die Innenseite der Endwand mit einer Radialgebläse-Beschaufelung (28) versehen ist: 6. Gebläse nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Beschaufelung des Radialgebläses eine Anzahl von radial verlaufenden Schaufeln umfaßt, die an der Innenseite der Endwand gebildet sind. 7: Gebläse nach Anspruch 6, d a d u r c h g e 1c e n n z e i c h n e t, da ß in dem hohlen Teil (14) der Nabe eine ringförmige Luftleitanordnung (29) angeordnet ist, die eine Rückströmung der vom Kühlgebläse am Motor vorbeigeführten Luft nach Möglichkeit verhindert. B. Gebläse nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Motor ein Gehäuse aufweist, das an beiden Enden mit Öffnungen versehen ist, die ein Durchtreten der Kühlluft ermöglichen. 9. Gebläse nach einem der Ansprüche 5 bis 8, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Halterungsanordnung mit einem scheibenförmigen Element, das das andere Ende des Motors aufnimmt und fest mit diesem verbunden ist, ferner mit einem Montagering, dessen Innendurchmesser größer ist als der von den Spitzen der Lüfterflügel beschriebene Kreis, und mit einer Anzahl von Stützgliedern, die sich radial zwischen dem scheibenförmigen Element und dem Montage- 10. Gebläse nach Anspruch 9, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t, daß das scheibenförmige Element mit einer Anzahl von Öffnungen versehen ist, die ein Durchtreten der Kühlluft erlauben. ring erstrecken.