DE20200683U1 - Axialgebläse - Google Patents

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Axialgebläse und insbesondere ein Axialgebläse zum Kühlen eines Computers oder eines ähnlichen Gerätes. Ein herkömmliches Axialgebläse zum Kühlen eines zentralen Prozessors eines Computers, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, umfasst einen Rotor 10 und einen Stator 11, die axial zueinander ausgerichtet sind. Der Rotor 10 wird von einer Welle gedreht, um mit Hilfe von Schaufeln einen Luftstrom zu erzeugen. Der im Computer zur Verfügung stehende Raum für das Axialgebläse ist begrenzt, so dass das Axialgebläse häufig nicht groß genug gebaut werden kann, um eine ausreichende Wärmedissipation zu erzielen. Das ideale Verhältnis zwischen der Druckfläche Sl des Rotors 10 und der Druckfläche S2 sollte nur wenig weniger als Eins sein. Tatsächlich ist jedoch das Verhältnis bei herkömmlichen Axialgebläsen kleiner als Eins.

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Axialgebläse zu schaffen, das bei möglichst geringem Platzbedarf einen möglichst großen Strömungsdurchsatz bei möglichst hohem Förderdruck liefert. Insbesondere sollen die im Axialgebläse entstehenden Druckverluste minimiert werden.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Axialgebläse geschaffen, das Schaufeln eines größeren Strömungsbereiches hat, wobei die Schaufeln axial im Gebläse so angeordnet sind, dass ein hocheffizienter Luftstrom mit einem höheren Strömungsdruck erzeugt wird. Insbesondere sind bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Axialgebläse die Strömungsverluste (Druckverluste) deutlich verringert.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Axialgebläses; Fig. 2 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Axialgebläses;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Axialgebläse zum Veranschaulichen der Verbindung

ng des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor; . . . .·; &iacgr; ·····:!:!.! ·· ·

Fig. 4 eine Schnittansicht der Verbindung zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Schaufeln des ersten Stators, um zu veranschaulichen, dass die Schaufeln des ersten Stators groß genug sind, um die Schaufeln des zweiten Rotors hindurchlaufen zu lassen;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Verbindung zwischen dem ersten Stator und dem zweiten Stator;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht zum Veranschaulichen des Zusammenbaus von erstem Rotor und zweitem Rotor, der im ersten Stator angeordnet ist; Fig. 8 eine schematische Darstellung des Strömungsverlaufs in einem herkömmlichen Axialgebläse und in einem erfindungsgemäß ausgebildeten Axialgebläse;

Fig. 9 ein Diagramm, in dem der statische Druck über der Durchflussrate aufgetragen ist, zwecks Vergleich zwischen herkömmlichen Axialgebläsen und erfindungsgemäß ausgebildeten Axialgebläsen.

Das in den Figuren 2 und 3 dargestellte Axialgebläse gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen ersten Rotor 20 mit einem ersten Ring 23, von dem sich erste Schaufeln 21 radial nach außen erstrecken. Ein zweiter Rotor 30 hat einen zweiten Ring 33, von dem sich zweite Schaufeln 31 radial nach außen erstrecken. Der erste Ring 23 hat an seinem unteren Rand Nuten 22, und der zweite Ring 33 hat blockförmige Ansätze 32, die sich radial nach innen erstrecken. Wie in Fig. 4 dargestellt, hat der erste Ring 23 eine erste Schrägfläche an seinem Außenumfang, und der zweite Ring 33 hat an seinem Innenumfang eine zweite Schrägfläche. Der erste Ring 23 steht axial mit dem zweiten Ring 33 in Anlage, wobei die Ansätze 32 in den Nuten 22 sitzen. Die erste Schrägfläche wird durch Schweißen oder ähnliche Befestigungsmethoden mit der zweiten Schrägfläche fest verbunden. Die Anordnung aus erstem Rotor 20 und zweitem Rotor 30 wird von einer Motorwelle (nicht gezeigt) gedreht.

Wie in den Figuren 5 bis 7 zu sehen ist, hat ein erster Stator 40 einen dritten Ring, von dessen innerem Umfang sich dritte Schaufeln 41 radial nach innen erstrecken. Die Zwischenräume 43 zwischen den zweiten Schaufeln 41 sind so bemessen, dass die zweiten Schaufeln 31 hindurchtreten können, so dass der erste Rotor 20

weiten Schaufeln 31 hindurchtreten können, so dass, d

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und der zweite Rotor 30 von dem dritten Ring des ersten Stators 40 aufgenommen werden, während die dritten Schaufeln 41 zwischen den ersten Schaufeln 21 und den zweiten Schaufeln 31 angeordnet sind. Ein zweiter Stator 50 ist mit dem ersten Stator 40 verbunden und hat einen vierten Ring mit vierten Schaufeln 51, die sich vom inneren Umfang des vierten Rings radial nach innen erstrecken. Der zweite Stator 50 hat vier Eckenabschnitte, von denen jeder ein Loch 52 enthält. Der vierte Ring des zweiten Stators 50 hat Ausnehmungen 53 an seinem oberen Rand. Mehrere Vorsprünge 42 gehen vom äußeren Umfang des dritten Ringes des ersten Stators 40 ab und sitzen in den Löchern 52 des zweiten Stators 50. Mehrere Einsätze 44, die sich vom äußeren Umfang des dritten Rings des Stators 40 wegerstrecken, werden von den Ausnehmungen 53 des zweiten Stators 50 aufgenommen.

Es sei nun auf die Fig. 8 Bezug genommen. Der Tangentialluftstrom bzw. Normalluftstrom, der von den ersten Schaufeln 21 erzeugt wird, wird von den dritten Schaufeln 41 gefuhrt, und die von den dritten Schaufeln 41 herrührende Reaktionskraft erhöht den Druck des Luftstroms und lenkt den Luftstrom in die axiale Richtung. Der Druck des Luftstroms wird dann von den zweiten Schaufeln 31 erhöht, und der Luftstrom wird zu dem zweiten Stator 50 geführt. Somit wird der Druck des Luftstroms erhöht, und der Luftstrom wird so geführt, dass der Druckverlust des Luftstroms minimiert wird. Im Gegensatz hierzu ist bei dem eingangs beschriebenen herkömmlichen Axialgebläse nur eine Stufe vorgesehen, in der der Druckverlust relativ groß ist.

Es können Kühlrippen oder andere Kühlvorrichtungen im Computer auf der rechten Seite des Auslasses des Axialgebläses vorgesehen werden, so dass sich der statische Druck im Luftstrom erhöht. Wie in Fig. 9 zu sehen ist, stellt die Fläche zwischen der Kurve A und der Kurve C der statische Druck und die Durchflussrate dar, die für die meisten Kühlsysteme erforderlich sind. Modell 3 und Modell 2 stellen die Werte zweier herkömmlicher Axialgebläse dar. Modell 1 ist die Betriebskurve (statischer Druck über Durchflussrate) eines erfindungsgemäß ausgebildeten Axialgebläses, das deutlich verbesserte Werte im Vergleich zu den beiden herkömmlichen Axialgebläsen aufweist. Bei in der Praxis anzutreffenden Betriebsbedingungen, Kurve B, wird das Modell mit dem Modell 3 verglichen, und beim Mo-

dell 1 ergibt sich ein Anstieg der Durchflussrate von 45 %, was sehr viel mehr ist als die 20 %, die sich bei einem Vergleich von Modell 2 und Modell 3 ergeben.

Claims (4)

1. Axialgebläse mit:
einem ersten Rotor (20) mit einem ersten Ring (23), von dem erste Schaufeln (21) radial nach außen verlaufen,
einem zweiten Rotor (30) mit einem zweiten Ring (33), von dem sich zweite Schaufeln (31) radial nach außen erstrecken, wobei der erste Rotor (20) mit dem zweiten Rotor (30) axial verbunden ist,
einem ersten Stator (40) mit einem dritten Ring, von dessen innerem Umfang sich dritte Schaufeln (41) radial nach innen erstrecken, wobei der erste Rotor (20) und der zweite Rotor (30) in dem dritten Ring angeordnet sind und die dritten Schaufeln (41) zwischen den ersten Schaufeln (21) und den zweiten Schaufeln (31) angeordnet sind, und
einem zweiten Stator (50), der mit dem ersten Stator (40) verbunden ist und einen vierten Ring hat, von dessen innerem Umfang sich vierte Schaufeln (51) radial nach innen erstrecken.

2. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ring (23) an seinem unteren Rand Nuten (22) hat und dass der zweite Ring (33) radial nach innen ragende Ansätze (32) hat, wobei der erste Ring (23) mit dem zweiten Ring (33) und die Ansätze (32) mit den Nuten (22) in Eingriff stehen.

3. Axialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich vom äußeren Umfang des dritten Rings des ersten Stators (40) Vorsprünge (42) wegerstrecken, die von Löchern (52) des Stators (50) aufgenommen werden.

4. Axialgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am äußeren Umfang des dritten Rings des ersten Stators (40) Einsätze (44) vorgesehen sind, die von Ausnehmungen (53) des zweiten Stators (50) aufgenommen werden.