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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen ringförmigen Ventilator mit einem entlastbaren Rahmen, der den Strömungsabriss verzögern, die Leistung erhöhen und das Geräusch reduzieren kann.
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Stand der Technik
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Die elektronischen Produkte besitzen eine immer höhere Leistung, Frequenz und Geschwindigkeit und eine immer kompaktere Form. Wenn die Arbeitsstabilität durch die Betriebswärme der elektronischen Produkte reduziert wird, werden die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der elektronischen Produkte beeinflusst. Daher ist die Kühlung eine wichtige Aufgabe für die elektronischen Produkte. Für die Kühlung wird üblicherweise ein Ventilator verwendet.
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Beim Drehen des Ventilators können die Schaufeln einen Wirbelstrom erzeugen, wodurch die Leistung (wie Luftfluss) des Ventilators reduziert wird. Um dieses Problem zu lösen, wird der ringförmige Ventilator entwickelt.
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Die 1A und 1B zeigen einen herkömmlichen ringförmigen Ventilator 1, der einen Rahmen 10 und ein Schaufelrad 11 umfasst. Der Rahmen 10 weist eine Luftaustrittsseite 101, eine Lufteintrittsseite 102 und eine Achsbüchse 104 auf. Die Luftaustrittsseite 101 und die Lufteintrittsseite 102 liegen einander gegenüber und bilden einen Aufnahmeraum 12. Im Aufnahmeraum 12 ist das Schaufelrad 11 angeordnet. Die Achsbüchse 104 befindet sich in der Mitte des Aufnahmeraums 12. Das Schaufelrad 11 ist an der Achsbüchse 104 gelagert.
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Das Schaufelrad 11 weist eine Radnabe 111 und eine Vielzahl von Schaufeln 112 auf. Die Schaufeln 112 sind an der Umfangsseite der Radnabe 111 verteilt. An den freien Enden der Schaufeln ist ein Ring 14 gebildet, der mit den freien Enden der Schaufeln 112 verbunden ist und mit der Innenwand des Rahmens 10 einen Spalt 15 bildet. Wenn der Ventilator gedreht wird, kann durch den Ring 14 ein Wirbelstrom vermieden werden, so dass die Leistung des Ventilators erhöht wird.
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Durch den Ring 14 kann zwar ein Wirbelstrom vermieden werden, entsteht jedoch ein anderes Problem. Beim Drehen des ringförmigen Ventilators wird die Luft von der Lufteintrittsseite 102 eingeführt und tritt durch die Luftaustrittsseite 101 aus. Dadurch entsteht an der Luftaustrittsseite 101 ein Unterdruck, so dass ein Teil des austretenden Luftstroms zurückfließt und durch den Spalt 15 austritt. Der eintretende Luftstrom wird von dem Rückflussstrom beeinflusst, wodurch eine Turbulenz erzeugt wird, so dass der Luftstrom nicht reibungslos fließen kann. Dadurch wird die Leistung reduziert und das Geräusch des Ventilators erhöht.
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Daher weist die herkömmliche Lösung folgende Nachteile auf:
- 1. niedrige Leistung,
- 2. großes Geräusch.
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Aus diesem Grund hat der Erfinder in Anbetracht der Nachteile herkömmlicher Lösungen, basierend auf langjähriger Erfahrung in diesem Bereich, nach langem Studium, zahlreichen Versuchen und unentwegten Verbesserungen die vorliegende Erfindung entwickelt.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ringförmigen Ventilator mit einem entlastbaren Rahmen zu schaffen, der den Strömungsabriss verzögern und die Leistung erhöhen kann.
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Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, einen ringförmigen Ventilator mit einem entlastbaren Rahmen zu schaffen, der das Geräusch reduzieren kann.
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Diese Aufgaben werden durch den erfindungsgemäßen ringförmigen Ventilator mit einem entlastbaren Rahmen gelöst, der umfasst:
ein Schaufelrad, das eine Radnabe und eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, wobei die Schaufeln an der Umfangsseite der Radnabe verteilt sind und jeweils ein Befestigungsende und ein freies Ende besitzen, wobei das Befestigungsende mit der Umfangsseite der Radnabe verbunden ist,
einen Rahmen, der einen Aufnahmeraum und eine Achsbüchse aufweist, wobei im Aufnahmeraum das Schaufelrad angeordnet ist, und
ein Entlastungselement, das an den freien Enden der Schaufeln gebildet ist und eine Wandung und einen Außenflansch aufweist, wobei sich der Außenflansch von einer Seite der Wandung nach außen erstreckt und mit der Innenwand des Rahmens einen Entlastungskanal bildet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A eine Explosionsdarstellung der herkömmlichen Lösung,
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1B eine Schnittdarstellung der herkömmlichen Lösung,
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2 eine perspektivische Darstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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3 eine Explosionsdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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4 eine Schnittdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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5 eine perspektivische Darstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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6 eine Explosionsdarstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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7 eine Schnittdarstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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8 eine weitere Schnittdarstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und
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9 ein Diagramm der Luftstromkurve der Erfindung.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
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Die 2 und 3 zeigen das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen ringförmigen Ventilators 2, der ein Schaufelrad 20, einen Rahmen 21 und ein Entlastungselement 23 umfasst. Das Schaufelrad 20 weist eine Radnabe 201 und eine Vielzahl von Schaufeln 202 auf. Die Schaufeln 202 sind an der Umfangsseite der Radnabe 201 verteilt und besitzen jeweils ein Befestigungsende 2021 und ein freies Ende 2022. Das Befestigungsende 2021 ist mit der Umfangsseite der Radnabe 201 verbunden.
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Der Rahmen 21 weist einen Aufnahmeraum 211 und eine Achsbüchse 213 auf. Im Aufnahmeraum 211 ist das Schaufelrad 20 angeordnet. Der Rahmen 21 bildet eine Lufteintrittsseite 2112 und eine Luftaustrittsseite 2113. Die Lufteintrittsseite 2112 und Luftaustrittsseite 2113 liegen einander gegenüber und bilden den Aufnahmeraum 211. Wenn das Schaufelrad 20 gedreht wird, wird die Luft von der Luftaustrittsseite 2112 eingeführt und tritt durch die Luftaustrittsseite 2113 aus.
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Das Entlastungselement 23 befindet sich an den freien Enden der Schaufeln 202 und ist durch Spritzgießen mit den freien Enden der Schaufeln 202 einteilig ausgebildet. Das Entlastungselement 23 weist eine Wandung 231 und einen Außenflansch 232 auf. Der Außenflansch 232 erstreckt sich von einer Seite der Wandung 231 nach außen. In 4 erstreckt sich der Außenflansch 232 von der der Lufteintrittsseite 2112 zugewandten Seite der Wandung 231 in Richtung des Rahmens 21. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich der Außenflansch 232 kontaktlos zwischen der Außenseite und der Innenseite des Rahmens 21 (d. h. der Außenflansch 232 liegt über der Lufteintrittsseite 2112 des Rahmens 21). Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Je nach Bedarf kann die Länge des Außenflansches 232 des Entlastungselements 23 und der Winkel zwischen dem Außenflansch 232 und der Wandung 231 gewählt werden, z. B. ein Winkel von 90° zwischen dem Außenflansch 232 und der Wandung 231 oder ein Winkel von 135° zwischen dem Außenflansch 232 und der Wandung 231.
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Wie aus den 2 und 4 ersichtlich ist, ist zwischen der Wandung 231 und dem Rahmen 21 ein Entlastungskanal 24 gebildet, der L-förmig ist und mit der Luftaustrittsseite 2113 verbunden ist, wodurch der Rückflussstrom an der Luftaustrittsseite 2113 entlang dem Entlastungskanal 24 zu dem Entlastungselement 23 fließt und von dem Außenflansch 232 des Entlastungselements 23 gesperrt wird, so dass ein gegenseitiger Einfluss des Rückflussstroms und des durch die Lufteintrittsöffnung 2112 eintretenden Luftstroms vermieden wird. Dadurch kann der Luftstrom reibungslos ausfließen und eine Verzögerung des Strömungsabrisses erreicht werden. Zudem kann die Leistung erhöht und das Gehäuse des Ventilators reduziert werden.
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9 zeigt ein Diagramm der Luftstromkurve des Ventilators (P/Q-Kurve). Durch das Entlastungselement 23 wird der Strömungsabriss in der P/Q-Kurve deutlich verzögert. Zudem wird in der Arbeitszone der Luftfluss erhöht und das Geräusch reduziert.
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Die 5 und 6 zeigen das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Rahmen 21 an der dem Außenflansch 232 zugewandten Seite eine Erhöhung 215 bildet, die sich von der dem Außenflansch 232 zugewandten Seite des Rahmens 21 nach oben erstreckt und mit dem Außenflansch 232 eine Entlastungsöffnung 25 bildet, die mit dem Entlastungskanal 24 verbunden ist.
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Die Erhöhung 215 besitzt zwei Ausführungsformen: die erste Ausführungsform ist in 7 zeigt, wobei sich die Erhöhung von der dem Außenflansch 232 zugewandten Seite des Rahmens 21 vertikal erstreckt, so dass die Entlastungsöffnung eine rechteckige Form hat; die zweite Ausführungsform ist in 8 gezeigt, wobei die Erhöhung an der dem Außenflansch 232 zugewandten Seite eine Schrägfläche besitzt, so dass die Entlastungsöffnung schräg ist. Die Entlastungsöffnung und der Entlastungskanal bilden eine Stufe.
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Durch das Entlastungselement 23, das an den freien Enden 2022 der Schaufeln 202 des Schaufelrads 20 einteilig ausgebildet und im Rahmen 21 aufgenommen ist, wird der Strömungsabriss verzögert und die Leistung des Ventilators erhöht.
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Daher weist die Erfindung folgende Vorteile auf:
- 1. Verzögerung des Strömungsabrisses,
- 2. Erhöhung der Leistung des Ventilators,
- 3. Reduzierung des Geräusches.
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Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
