TW201713862A

TW201713862A - 渦輪風扇

Info

Publication number: TW201713862A
Application number: TW105127425A
Authority: TW
Inventors: 彼得梅爾; 笛兒特阿爾皮斯特
Original assignee: 麥克恩尼歐股份有限公司
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2017-04-16
Also published as: EP3347598A1; US20180245598A1; CN108026931A; KR20180050681A; JP2018526574A; EP3141757A1; EP3347598B1; WO2017041997A1

Abstract

本發明揭示一種風扇，其具有一馬達(12)、一風扇葉輪(14)、一冷卻本體(11)及一外殼(10)。該馬達(12)以電氣方式驅動，且具有一定子(122)並具有一轉子(121)，該轉子(121)經安裝以便可圍繞一旋轉軸線(DA)旋轉，其中該馬達(12)具有至少一個繞組(1221)，在操作期間一電流流過該至少一個繞組(1221)。該風扇葉輪(14)以旋轉方式相連地緊固至該轉子(121)，且起到吸入及輸送一氣態介質之作用。該冷卻本體(11)具有一內壁(111)，該內壁(111)定界一內部空間(112)以用於容納該馬達(12)；且該冷卻本體(11)具有空氣導引元件(113)，在每一情況下，該等空氣導引元件(113)在一軸向方向(AR)中在該繞組(1221)之縱向範圍的一主要部分上方延伸，電流流過該繞組(1221)以便傳導該氣態介質，該氣態介質出於馬達冷卻目的由該風扇葉輪(14)沿著該冷卻本體(11)輸送。該外殼(10)具有一外壁(101)，該外壁(101)定界一空腔(102)以用於容納該冷卻本體(11)及該馬達(12)。

Description

渦輪風扇

本發明係關於一種具有風扇葉輪以用於吸入及輸送氣態介質的風扇。風扇可起到(例如)抽氣、產生氣流及/或產生空氣或一些其他氣態介質之正壓及/或負壓的作用。

風扇，詳言之亦包括通風機、吹風機及壓縮機，已長期為眾所周知且用於廣泛的多種應用中。風扇具有通常電驅動之風扇葉輪，該風扇葉輪在外殼中旋轉且從藉此輸送且壓縮氣態介質，諸如詳言之空氣。

在風扇之情況下，除空氣動力值以外，詳言之情況為風扇風量(fan volume)、總重量、振動特性及所得聲學起重要作用。詳言之，電馬達之充分冷卻在電驅動風扇之設計中發揮著主要作用。

DE 10 2013 102 755 A1揭示一種吹風機，在該吹風機之情況下，由風扇葉輪吸入之空氣藉助於擴散器傳導通過馬達外殼，以便冷卻馬達外殼中所佈置之電馬達。

在WO 97/30621中所呈現之風扇的情況下，出於馬達冷卻目的，吸入之空氣既穿過馬達外殼且亦沿著馬達外殼之外側傳導。

DE 10 2013 104 849 A1呈現一種風扇，其中由風扇葉輪輸送之空氣沿著包圍馬達之內壁藉助於導引葉片傳導。內壁具有孔隙，使得空氣可傳遞至馬達且冷卻馬達。

由於在上文所引用之先前技術文件中所揭示的風扇中之每一者之情況下由風扇葉輪輸送之空氣直接沿著電馬達流動的事實，所以可達成有效率馬達冷卻。然而，空氣在每一情況下隨著其沿著馬達流動而為高度紊流的，此舉不僅產生風扇之空氣動力學的減損，而且導致強化之振動及雜訊。

因此，本發明之一目標為向一大功率風扇指定一有效率的馬達冷卻配置，該風扇此外展現儘可能小之雜訊及振動且具有一簡單構造。為達成該目標，提議如請求項1中所指定之一種風扇。附屬請求項指定本發明之有利改進。

本發明因此提供一種風扇，該風扇包含一電驅動馬達，其具有一定子且具有一轉子，該轉子經安裝以便可圍繞一旋轉軸線旋轉，其中該風扇之一徑向方向及一軸向方向在該旋轉軸線之基礎上界定，且其中該馬達具有至少一個繞組，在操作期間一電流流過該至少一個繞組；一風扇葉輪，其以旋轉方式聯合緊固至該轉子，且起到吸入並輸送一氣態介質之作用；一冷卻本體，其具有一內壁，該內壁定界一內部空間用於容納該馬達；且具有空氣導引元件，該等空氣導引元件在每一情況下在該軸向方向上在該繞組之縱向範圍的一主要部分上方延伸，電流流過該繞組以便傳導該氣態介質，該氣態介質出於馬達冷卻目的由該風扇葉輪沿著該冷卻本體輸送；及一外殼，其具有一外壁，該外壁定界一空腔用於容納該冷卻本體及該馬達。

該氣態介質正常為空氣。然而，取決於應用，不言而喻地可能的是使用任何其他所要氣態介質。

在由該馬達且詳言之由電流流過之該繞組進行的風扇操作期間所產生的熱能由該定子自該冷卻本體之該內部空間傳輸至該內壁。由於該內壁較佳地藉助於其內表面直接地抵靠著該馬達，因此該傳輸特別有效率。由於該等空氣導引元件傳導由該風扇葉輪沿著該冷卻本體輸送之該氣態介質的事實，可將該熱能自該冷卻本體傳輸至該氣態介質，且可由該介質將該熱能自該風扇輸送至外部。在此處正常地為如下情況：該等空氣導引元件不僅起到傳導該氣體流或氣流之作用，而且同時亦具有冷卻肋狀物之功能。大體而言，該等空氣導引元件亦起到放大該冷卻本體之表面面積的作用，以便實現更有效率地將熱轉移至該氣態介質。由於該等空氣導引元件在一軸向方向上在電流流過的該繞組之縱向範圍的一主要部分上方延伸，因此達熱成沿著該馬達之整個縱向範圍的一良好耗散。

該冷卻本體之外側較佳經設計，使得達成有效率地將熱轉移至沿著該冷卻本體流動之該氣態介質同時具有最佳空氣動力學。為了儘可能地防止該氣態介質之紊亂，該冷卻本體之該外側有利地至少在該等空氣導引元件之區域中具有一較佳地閉合之表面，該表面在該軸向方向上為連續平滑的。該等空氣導引元件有利地在每一情況下沿著該軸向方向直線延伸。

由該風扇葉輪輸送之該氣態介質可因此流過該冷卻本體之該內壁與該外殼之外壁之間的空腔之區域。該空腔的該氣態介質流過之該區域(其亦可稱作流動腔室)較佳地形成環狀腔室，該環狀腔室由該等空氣導引元件在圓周方向上在多個點處中斷。由於該等空氣導引元件，有利地為如下情況：形成大量空氣導引導管，該等導管在每一情況下在圓周方向上由兩個空氣導引元件定界，且在一徑向方向上由該冷卻本體之該內壁且由該外殼之該外壁定界。該等空氣導引導管較佳地在每一情況下直線地且平行於該旋轉軸線延伸。該等空氣導引導管此外有利地在該軸向方向上在該冷卻本體之縱向範圍的一主要部分上方且詳言之在該馬達之縱向範圍的一主要部分上方或更佳地甚至在該馬達之整個縱向範圍上方延伸。

該風扇特別適合用於需要該氣態介質之一高壓或大負壓及/或一高輸送量的應用。此等應用係關於(例如)具有所謂取放型裝置之定位系統。在此等電器之情況下使用該風扇以便藉助於一真空之產生而夾緊及移動產品。然而，該風扇亦可用於(例如)處置紙張或紡織物。對於該風扇亦有可能的是用於生物反應器或小型污水工廠之通風裝備中。另一可能用途為用於真空清潔器及空氣葉片中，諸如常常(例如)用於烘手機中。風扇在柴油引擎之情況下出於最佳化柴油燃燒(後燃)的目的或在燃料電池中的使用亦為可想到的。

該冷卻本體較佳地形成為一個完整片件，且由具有良好熱導率之一材料詳言之由金屬形成。

該冷卻本體之該內壁有利地具有一中空圓柱形內表面，且該馬達有利地具有一圓柱形外表面。情況亦較佳地為該外壁具有一中空圓柱形內表面。

該等空氣導引元件較佳地在每一情況下在該軸向方向上在該定子(詳言之該定子繞組)之縱向範圍的一主要部分上方延伸。電流流過之該繞組可因此詳言之為該定子繞組。甚至更佳地為如下情況：該等空氣導引元件在每一情況下在該軸向方向上在該定子詳言之該定子繞組之整個縱向範圍上方延伸。對於該等空氣導引元件最佳的是，在每一情況下在該軸向方向上甚至在該馬達之縱向範圍的一主要部分上方詳言之在該馬達之整個縱向範圍上方延伸。該等空氣導引元件可在每一情況下在該軸向方向上甚至超出該馬達之總體縱向範圍延伸至一個或兩個側。該熱能藉此可以最佳方式自該馬達耗散。

該冷卻本體之該內壁有利地沿著其整個縱向範圍包圍該定子。該馬達因此較佳地整個容納於該冷卻本體之該內部空間中，且特定言之在該圓周方向及該軸向方向上亦即在該馬達之整個縱向範圍上方完全由該冷卻本體之該內壁包圍。

該風扇葉輪有利地經設計以在一徑向向外方向上輸送該所吸入氣態介質。該風扇葉輪可接著稱作一徑向壓縮機。在該風扇葉輪之下游較佳地藉助於該氣流的由該外殼做出之一橫向界定而實現使該氣流轉向至該軸向方向上。

為了使由該風扇葉輪輸送之該氣態介質朝向該冷卻本體轉向至該軸向方向上，此外較佳地為如下情況：沿著該軸向方向在該風扇葉輪與該冷卻本體之間設置一擴散器。該擴散器有利地具有導引葉片，該等導引葉片使由該風扇葉輪輸送之該氣態介質轉向，使得該氣態介質僅僅在該軸向方向上流動且因此不再在其他方向上詳言之在該圓周方向上具有流動組件。

該擴散器之該等導引葉片有利地在每一情況下具有面向該風扇葉輪的一末端，該末端具有逐漸變細至一點的一邊緣。以此方式，可大體上防止該氣態介質在該擴散器之區域中的紊流。

對於該冷卻本體的該等空氣導引元件中之每一者，較佳的是在每一情況下設置有該擴散器之一個導引葉片。為了實現最佳空氣動力學，此處有利地為如下情況：該等空氣導引元件在每一情況下在一軸向方向上鄰接該等導引葉片，且以一埋入方式結合至該等導引葉片中。

該電驅動馬達較佳為一無電刷直流馬達。在一尤其較佳實施方式中，該風扇具有一電馬達，諸如EP 2 180 581中所揭示之電馬達，該申請案之揭示內容特此以引用之方式完全整合至本說明書中。

為了安裝該轉子，情況大體上為設置緊固於一軸承配置元件中之至少一個軸承。該軸承詳言之可為一滾珠軸承，較佳地一預裝載滾珠軸承。為了准許在該軸承之方向上的壓力等化，該軸承配置元件有利地具有至少一個壓力等化孔。該壓力等化孔有利地用作在一方面該冷卻本體之該內部空間與另一方面該冷卻本體與該外殼之間的該空腔之區域之間產生一連接。該壓力等化孔可基本上亦設置於該風扇之除該軸承配置元件以外的任何所要元件中，只要該壓力等化孔可在該內部空間與該冷卻本體外部之該空腔之間產生該壓力等化連接。

該冷卻本體之該內壁有利地具有一外表面，該外表面之直徑在距該風扇葉輪之距離增大情況下在該軸向方向上連續減小。用於該氣態介質之該流動腔室大小藉此隨著距該風扇葉輪之距離增大而增大，亦即，自該風扇之在該風扇葉輪之區域中的高壓區域朝向該風扇之出口區域中的低壓區域增大。此處，情況有利地為該內壁之該外表面的直徑甚至大體上沿著該內壁之整個縱向範圍在距該風扇葉輪之距離增大的情況下在該軸向方向上連續減小。藉由該內壁之此設計，有可能實現最佳空氣動力學值。

該外殼之該外壁較佳地具有一圓柱形內表面。該外殼之該外壁的該外表面同樣較佳地具有圓柱形形式，但橫截面亦可為矩形，且詳言之為正方形。

為了防止該氣態介質之紊流，該外殼有利地具有一進氣口，該進氣口至少在某區域上方在該軸向方向上朝向該風扇葉輪連續擴寬；及/或具有一出氣口，該出氣口至少在某區域上方以持續方式在該軸向方向(AR)上遠離該風扇葉輪(14)變窄。然而，在對外部直接開放的一區域中，該進氣口及/或該出氣口較佳地以持續方式朝向外部擴寬。

該外殼、該風扇葉輪、該擴散器與該冷卻本體通常一起定界一流動腔室，在該風扇之操作期間，該氣態介質沿著一主流動方向流過該流動腔室。為了實現最佳空氣動力學，情況有利地為，在距該擴散器之距離增大的情況下，該流動腔室在該風扇葉輪之區域中沿著該主流動方向朝向該擴散器變窄，且在該冷卻本體之區域中擴寬。有利地各自以連續形式實現該風扇葉輪之區域中的變窄及該冷卻本體之區域中的擴寬。

10‧‧‧外殼

11‧‧‧冷卻本體

12‧‧‧馬達

13‧‧‧傳動軸

14‧‧‧風扇葉輪

15‧‧‧風扇葉輪螺帽

16‧‧‧擴散器

17‧‧‧第一軸承護罩

18‧‧‧第二軸承護罩

19‧‧‧第一滾珠軸承

20‧‧‧第二滾珠軸承

21‧‧‧密封環

101‧‧‧中空圓柱形外壁

102‧‧‧空腔

103‧‧‧進口蓋板

104‧‧‧出口蓋板

111‧‧‧內壁

112‧‧‧內部空間

113‧‧‧空氣導引元件

114‧‧‧空氣導引導管

115‧‧‧壓力等化切口

121‧‧‧轉子

122‧‧‧定子

123‧‧‧連接纜線

141‧‧‧主體

142‧‧‧風扇葉片

143‧‧‧通孔開口

161‧‧‧導引葉片

162‧‧‧徑向孔

163‧‧‧軸向孔

171‧‧‧壓力等化孔

172‧‧‧軸向孔

181‧‧‧腎狀引線開口

191‧‧‧O型環

201‧‧‧O型環

1011‧‧‧徑向孔

1022‧‧‧進口開口

1031‧‧‧連接件

1032‧‧‧外部凹槽

1033‧‧‧進口開口

1034‧‧‧凹槽

1035‧‧‧徑向孔

1036‧‧‧內螺紋

1041‧‧‧連接件

1042‧‧‧外部凹槽

1043‧‧‧出口開口

1044‧‧‧凹槽

1045‧‧‧內螺紋

1111‧‧‧第一軸向孔

1112‧‧‧第二軸向孔

1221‧‧‧定子繞組

AR‧‧‧軸向方向

DA‧‧‧旋轉軸線

RR‧‧‧徑向方向

在下文將基於圖式而描述本發明之較佳實施方式，諸圖式僅起說明之作用，且不應被解釋為限定性的。在圖式中：圖1展示根據一第一實施方式的風扇之立體圖，該第一實施方式係根據本發明；圖2展示圖1之風扇沿著中心平面切開的立體圖；圖3展示自圖1之風扇的進氣區域前部觀察的正面視圖；圖4展示圖1之風扇的側視圖；圖5展示自垂直於圖4中之視角的視角觀察的圖1之風扇的側視圖；圖6展示圖1之風扇的在圖4中所指示之平面A-A中的中心截面視圖；圖7展示圖1之風扇的在圖5中所指示之平面H-H中的中心截面視圖；圖8展示圖1之風扇的在圖4中所指示之平面B-B中的橫截面視圖；圖9展示圖1之風扇的在圖4中所指示之平面C-C中的橫截面視圖；圖10展示圖1之風扇的在圖4中所指示之平面D-D中的橫截面視圖；圖11展示圖1之風扇的在圖4中所指示之平面E-E中的橫截面視圖；圖12展示圖1之風扇的在圖4中所指示之平面F-F中的橫截面視圖；圖13展示圖1之風扇的在圖4中所指示之平面G-G中的橫截面視圖；圖14展示圖1之風扇的無外殼情況下之立體圖；圖15展示圖1之風扇的無外殼情況下之側視圖；圖16展示圖1之風扇的無外殼情況下沿著中心平面切開的立體圖；圖17展示圖1之風扇的無外殼、風扇葉輪或風扇葉輪螺帽情況下之立體圖；圖18展示圖1之風扇的無外殼、風扇葉輪及風扇葉輪螺帽情況下之側視圖；圖19展示無外殼、風扇葉輪或風扇葉輪螺帽情況下自圖1之風扇的出氣區域後部觀察的正面視圖，圖20展示圖1之風扇的在無外殼情況下在圖21中所指示之平面XX-XX中的中心截面視圖；圖21展示無外殼情況自圖1之風扇的進氣區域前部觀察的正面視圖；圖22展示無外殼、風扇葉輪或風扇葉輪螺帽情況下自圖1之風扇的進氣區域前部觀察的正面視圖；圖23展示圖1之風扇的無外殼、風扇葉輪或風扇葉輪螺帽情況下在圖22中所指示之平面XXIII-XXIII中的中心截面視圖；圖24展示根據一第二實施方式的風扇之立體圖，該第二實施方式係根據本發明；圖25展示圖24之風扇的側視圖；圖26展示自圖24之風扇的進氣區域前部觀察的正面視圖；圖27展示自圖24之風扇的出氣區域後部觀察的正面視圖；且圖28展示圖24之風扇的中心截面視圖。

圖1至圖23以不同圖解說明展示根據本發明之風扇的一第一實施方式。

如在圖1中可清楚地看出，風扇具有全然極其緊湊的形式。風扇具有外殼10，該外殼10包含中空圓柱形外壁101以及進口蓋板103及出口蓋板104(圖2)。進口蓋板103及出口蓋板104在兩側上使由外壁101形成之圓柱與外部隔絕。

進口蓋板103具有定界進口開口1033之連接件1031，且出口蓋板104具有定界出口開口1043的出口連接器1041。外壁101、進口蓋板103與出口蓋板104一起定界風扇之空腔102。儘管進口開口1033起到允許空氣自外部流動至空腔102中之作用，但出口開口1043起到允許空氣再次流出空腔102而至外部的作用。

除進口開口1033及出口開口1043之外，空腔102由外殼10相對於外部完全隔絕。外壁101以及連接件1031及1041在每一情況下相對於風扇之旋轉軸線DA同心地配置。風扇之軸向方向AR及徑向方向RR在旋轉軸線DA之基礎上界定。

外殼10之外壁101具有數個徑向孔1011，該等徑向孔1011起到用螺紋固定配置於空腔102中之風扇組件的作用。

兩個連接件1031及1041在每一情況下在其徑向外側上具有外部凹槽1032及1042，可將密封環21分別插入至外部凹槽1032及1042中。取決於應用，連接件1031及1041可因此起到氣密地連接諸如空氣軟管之另外裝置或具有任何其他設計之其他連接裝置的作用。

進口蓋板103及出口蓋板104之面朝向空腔102的內表面在軸向方向AR上在每一情況下以埋入方式結合至外壁101之內表面中。在進口蓋板103及出口蓋板104之區域中，空腔102在每一情況下在軸向方向AR上分別就各別連接件1031及1041而言以連續方式朝向進口開口1033且朝向出口開口1043變窄，各別連接件1031及1041在每一情況下分別在進口開口1033及出口開口1043之區域中具有圓柱形內表面。連接件1031及1041之內表面在每一情況下在對外部開放的末端處在朝外方向上擴寬。由於外殼10之內表面的此等完全連續輪廓，有可能實現最佳空氣動力值。

如(例如)在圖6中可看出，環繞凹槽1034及1044設置於進口蓋板103及出口蓋板104之外側上，在每一情況下可在該等凹槽中插入一個O型環。可藉此相對於進口蓋板103及出口蓋板104密封外壁101。

在進口蓋板103中設置有徑向孔1035(圖8)，徑向孔1035與外壁101之對應徑向孔1011一起起到螺紋連接進口蓋板103與外壁101之作用。對應徑向孔亦設置於出口蓋板104上，但此等徑向孔並不在諸圖中可見。

如在圖2中可看出，冷卻本體11、馬達12、傳動軸13、風扇葉輪14及擴散器16在每一情況下相對於旋轉軸線DA同心地配置於空腔102中。

詳言之在圖14至圖19中可清楚地看出冷卻本體11之設計。冷卻本體11具有內壁111，該內壁111具有在徑向方向RR上定界冷卻本體11之內部空間112的中空圓柱形內表面。內部空間112在軸向方向AR上由傳動軸13延伸穿過，且起到容納馬達12之作用。

如(例如)在圖7中可清楚地看出，內壁111之壁厚在軸向方向AR上在自進口開口1033朝向出口開口1043的方向上連續減小。由於內壁111之內表面具有中空圓柱形形式，因此情況為內壁111之外表面的直徑在距進口開口1033之距離增大情況下在軸向方向AR上連續減小，具體言之在數學意義上連續減小。提供於內壁111之外表面與外壁101之內表面之間的空腔102之自由空間大小因此在軸向方向AR上朝向出口開口1043增大，該自由空間形成用於流過穿過風扇之空氣的流動腔室。

大量肋狀空氣導引元件133於內壁111之外表面上按規則間隔沿著圓周方向形成，該等空氣導引元件在冷卻本體11之完整縱向範圍上方在每一情況下直線地且平行於旋轉軸線DA延伸。在空氣導引元件113之間設置有空氣導引導管114，空氣導引導管114在每一情況下在圓周方向上由空氣導引元件113中之一者定界至兩側。由於內壁111之外表面的直徑在出口開口1043之方向上減小的事實，空氣導引導管114在同一方向中各自具有增大之深度。

詳言之，空氣導引元件113亦充當冷卻肋狀物從而將熱能自冷卻本體11之內部空間112轉移至在軸向方向AR上流過空氣導引導管114之空氣。在內部空間112中所產生之熱能可因此耗散至外部。

空氣導引導管114在徑向方向RR上在每一情況下由冷卻本體11之內壁111及外殼10之外壁101定界，且在圓周方向上在每一情況下由兩個空氣導引元件113定界。由於空氣導引導管114因此沿著整個縱向範圍僅由連續平滑表面定界之事實，對於層流且因此空氣動力學最佳且無阻氣流，可能在風扇操作期間形成於空氣導引導管中。

為了確保最佳熱耗散，空氣導引元件113有利地與內壁111形成為一整體件且由與該內壁111相同的材料形成，其顯現出良好熱導率。已發現，若冷卻本體11具有10個與26個之間、詳言之14個與22個之間且最佳地如此處之情況準確地18個空氣導引元件113，(空氣導引元件113沿著圓周方向按規則間隔)，則達成最佳空氣動力值同時具有令人滿意地有效率之熱耗散。

在徑向方向RR上，空氣導引元件113較佳地沿著其整個縱向範圍抵靠著外壁101之內表面，使得不僅可將熱能傳輸至流過空氣導引導管114之空氣，而且將熱能傳輸至外殼10(圖12及圖13)。

如(例如)自圖7可看出，冷卻本體11在內壁111之面向進口開口1033之彼面表面中具有第一軸向孔1111用於緊固擴散器16。此外，第二軸向孔1112同樣設置於內壁111之面向進口開口1033的彼面表面中。第二軸向孔1112起到經由相對應地設置於其中之軸向孔172緊固第一軸承護罩17之作用。

第一軸承護罩17與配置於冷卻本體11之面向出口開口1043之彼側上的第二軸承護罩18一起起到安裝傳動軸13之作用。第一軸承護罩17及第二軸承護罩18因此為靜態的，如外殼10、冷卻本體11及擴散器16一般。為了安裝傳動軸13，第一滾珠軸承19安裝於第一軸承護罩17中且第二滾珠軸承20安裝於第二軸承護罩18中。預裝載兩個滾珠軸承19及20。分別在第一軸承護罩17與第二軸承護罩18之間且在滾珠軸承19與20之各別徑向外側之間，在每一情況下分別設置有一個O型環191及201，藉此實現最佳振動衰減。

為了防止軸承潤滑脂在按極高旋轉速度下的風扇操作期間被擠出至滾珠軸承19及20之外，將壓力等化孔171設置於第一軸承護罩17中。壓力等化孔171對應於壓力等化切口115，該等壓力等化切口115設置於冷卻本體之面向進口開口1033之內壁111的彼面表面區域中(圖22及圖23)。壓力等化孔171與壓力等化切口115一起形成在冷卻本體11之內部空間112與外殼10之包圍冷卻本體11的空腔102之部分之間的連接。該連接確保，在每一情況下大體上相同或至少類似之壓力在滾珠軸承19及20之兩側上在軸向方向AR上盛行。

第二軸承護罩18具有腎狀引線開口181，可經由該腎狀引線開口181引導馬達12之連接纜線123(圖7及圖19)。

馬達12之轉子121以旋轉方式聯合安裝於傳動軸13上。同心地在轉子121外部，設置有具有定子繞組1221之定子122。定子繞組1221構成電流在操作期間流過之繞組。在風扇操作期間，必須被耗散之熱能的主要部分產生於定子繞組1221中及鄰近定子區域中。馬達12為完全容納於冷卻本體11之內部空間112中的無電刷直流馬達。馬達12及詳言之定子122藉助於其外表面抵靠著冷卻本體之內壁111的內表面。以此方式實現熱自馬達12至冷卻本體11的最佳轉移。由於冷卻本體11之空氣導引元件113在軸向方向AR上在馬達12且詳言之定子122之整個縱向範圍上方且甚至超出整個縱向範圍延伸，可以最佳方式耗散產生於馬達12中之熱能。

在本實施方式中所使用之馬達為如EP 2 180 581中呈現且描述之馬達。對應於EP 2 180 581之揭示內容，定子繞組1221詳言之具有多個個別菱形線圈，該等線圈由扁平電線產生且以屋瓦之方式與彼此重疊，如亦可自圖13可看出。

在軸向方向AR上大約在進口蓋板103之位準處，風扇葉輪14以旋轉方式聯合地安裝於傳動軸13上。風扇葉輪14具有與渦輪增壓器之壓縮機輪類似的設計，且具有具中心通孔開口143之以旋轉方式對稱的主體。風扇葉輪14可因此亦被稱作壓縮機輪。主體之界定通孔開口143的內徑僅略微大於傳動軸13之外徑，傳動軸13突出穿過通孔開口143。在面向進口開口1033之末端處，主體141具有僅略微大於其內徑的外徑。然而，在軸向方向AR上朝向冷卻本體11，主體141之外徑以連續方式且藉由類似於指數函數的增大而增大。

在面向進口蓋板103之側上在主體141上沿著圓周方向以規則間隔安裝多個風扇葉片142。風扇葉片142起到藉助於風扇葉輪14輸送空氣的作用，該風扇葉輪14由馬達12旋轉，且以此方式空氣通過進口開口1033吸入至空腔102中且再次通過出口開口1043經由空氣導引導管114排出至外部。

較佳地設置6個至10個，或如此處之情況準確地8個風扇葉片，該等風扇葉片有利地與主體141形成為一整體件。於在圖21中自前部觀察的風扇之進氣區域的正視圖中，風扇葉片142在每一情況下呈S狀形式，且在相對於徑向方向RR輕微傾斜之情況下自主體141之彼區域朝外延伸，該區域就主體141之周邊區域而言鄰近於傳動軸13。

風扇葉輪14藉助於風扇葉輪螺帽15以旋轉方式聯合地緊固至傳動軸13，且因此緊固至轉子121，風扇葉輪螺帽15旋擰至傳動軸13之配置在進口開口1022之區域中的末端上。風扇葉輪螺帽15經設計使得其外表面在軸向方向AR上以埋入方式結合至風扇葉輪14之主體141的外表面中。在進口開口1033之方向上朝向外部，風扇葉輪螺帽15具有逐漸變細至一點的末端。

在風扇葉輪14之旋轉期間，空氣通過進口開口1033在軸向方向AR上被吸入，且由風扇葉片142最初在軸向方向AR上朝向冷卻本體11且接著在徑向方向RR上朝向外部輸送。

由於進口蓋板103之內表面的形狀且接著由於外壁101之界定其他流動方向的內表面，實現將由風扇葉輪14朝向外部徑向地輸送之空氣轉向至軸向方向AR上。

擴散器16在軸向方向AR上配置於風扇葉輪14與冷卻本體11之間。擴散器16起到將由風扇葉輪14輸送之空氣轉向至冷卻本體11之空氣導引導管114中的作用。擴散器16因此詳言之起到如下作用：將就在風扇葉輪14之下游仍具有指向圓周方向之方向分量的氣流轉化成具有排外地指向軸向方向AR之方向分量的氣流。為此目的，擴散器16具有導引葉片161，該等導引葉片161出於防止空氣紊流之目的在軸向方向AR上朝向風扇葉輪14具有一末端，該末端在每一情況下逐漸變細至一點。朝向該等末端，導引葉片161在每一情況下相反於風扇葉輪14之所欲旋轉方向略微地彎曲至圓周方向上。朝向冷卻本體11，導引葉片161在每一情況下運轉以便愈來愈平行於旋轉軸線DA。

為了實現儘可能低之空氣阻力，冷卻本體11之空氣導引元件113中之每一者在每一情況下設置有擴散器16之一個導引葉片161，該導引葉片在軸向方向AR上抵靠著對應空氣導引元件113，且以埋入方式在所有側上結合至該空氣導引元件中。

擴散器16具有數個徑向孔162，該等徑向孔162起到經由設置於外壁101中之對應徑向孔1011將擴散器16螺紋連接至外壁101的作用(圖11及圖15)。此外，多個軸向孔163設置於擴散器16中用於經由軸向孔1111將擴散器16螺紋連接至冷卻本體11(圖7及圖11)。

在風扇之操作期間，因此情況為風扇葉輪14設定為處於由馬達12引起之圍繞旋轉軸線DA的旋轉運動。以此方式，空氣由風扇葉片142穿過進口開口1033吸取，且在軸向方向AR上且接著在徑向方向RR上輸送至外部。由於進口蓋板103之內表面在直接鄰近於風扇葉輪14之周邊區域的區域中之彎曲形式，所吸入空氣再次轉向至軸向方向AR上。在將空氣自徑向方向轉向至軸向方向的區域中配置擴散器16。配置於風扇之高壓區域中的該擴散器將就在風扇葉輪14之下游仍具有指向圓周方向之方向分量的氣流轉向至純粹在軸向方向AR上流動之氣流。將空氣自擴散器16傳導至冷卻本體11之空氣導引導管114中，其中可形成由大體上平滑之表面定界的大體上層流氣流。由於沿著內壁111及沿著空氣導引元件113之流動，將熱能自冷卻本體11轉移至流過空氣導引導管114之空氣且因此被耗散，藉此同時在最佳空氣動力學情況下實現極其有效率之馬達冷卻。由於內壁111之減小之外徑，空氣導引導管114深度在軸向方向AR上朝向出口蓋板104增大，此舉同樣對空氣動力學具有正面影響。空氣在出口蓋板104之區域中自空氣導引導管114出現。該區域可被稱作風扇之低壓區域。最後，空氣再次穿過出口開口1043傳遞至外部。

圖1至圖23中所示之實施方式可經設計用於高達150,000rpm之旋轉速度。此處，可達成500毫巴或500毫巴以上之差壓，其中按此值所量測之雜訊及所產生之振動最小。然而，風扇亦可經設計而在2000毫巴之差壓的情況下用於高達400,000rpm之旋轉速度。關於外壁101，可指定風扇之結構大小以便具有55mm之外徑及130mm之長度。

為了甚至在相對低旋轉速度下實現高氣壓或大的負氣壓，有可能前後串聯地配置根據本發明之多個風扇。為了高空氣輸送量，有可能以彼此平行之方式配置根據本發明之多個風扇。

在圖24至圖28中展示根據本發明之風扇的第二實施方式。風扇之具有與圖1至圖23中所示之實施方式中之元件相同之功能或類似之功能的元件在每一情況下由與圖1至圖23中相同之參考名稱予以指明。

相比於圖1至圖23中所示之實施方式，風扇在此情況下具有具外壁101之外殼10，外壁101之朝外的外表面具有正方形橫截面。由於在本實施方式中情況亦為無連接件設置於進氣口區域及出氣口區域中，因此風扇完全具有立方形設計。風扇因此具有極其緊湊之形式且最佳地適合於模組化安裝。舉例而言，為了將空氣軟管連接至風扇之進口區域及/或出口區域，(例如)在每一情況下有可能將一或多個內螺紋1036、1045分別設置於進口開口1033之區域及出口開口1043之區域中。藉助於分別置放於相對應地設置之外部凹槽1032及1042中的O形環來實現風扇與空氣軟管或一些其他連接元件之間的密封。

風扇葉輪14、擴散器16、冷卻本體11及馬達12有利地在每一情況下大體上相同於圖1至圖23中所示之實施方式中的彼等元件。外殼10之外壁101恰當地具有具正方形橫截面之外表面。然而，外壁101之內表面有利地具有中空圓柱形形式，亦即，具有環形橫截面。流動腔室在進口開口1033及出口開口1043之區域中的變窄藉助於進口蓋板103及出口蓋板104之對應設計而實現。此處，進口蓋板103及出口蓋板104兩者各自具有具正方形橫截面之外表面及圓形內表面。進口蓋板103及出口蓋板104在每一情況下經由設置於外壁101中之孔1011附接至外殼10。