DE20200683U1

DE20200683U1 - axial fan

Info

Publication number: DE20200683U1
Application number: DE20200683U
Authority: DE
Original assignee: YEUAN JIAN JONG
Current assignee: Liao Shueh Chih Tw; Yeuan Jian Jong Tw
Priority date: 2001-01-20
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2012-01-18

Description

BeschreibungDescription

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.The present invention relates to an axial fan, and more particularly to an axial fan for cooling a computer or similar device. A conventional axial fan for cooling a central processor of a computer, as shown in Fig. 1, comprises a rotor 10 and a stator 11 which are axially aligned with each other. The rotor 10 is rotated by a shaft to generate an air flow by means of blades. The space available in the computer for the axial fan is limited, so that the axial fan often cannot be made large enough to achieve sufficient heat dissipation. The ideal ratio between the pressure area Sl of the rotor 10 and the pressure area S2 should be only slightly less than one. In fact, however, the ratio is less than one in conventional axial fans.

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.The main aim of the present invention is to create an axial fan that provides the greatest possible flow rate at the highest possible discharge pressure while requiring as little space as possible. In particular, the pressure losses occurring in the axial fan should be minimized.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.The invention and advantageous embodiments of the invention are defined in the claims.

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.The present invention provides an axial fan that has blades with a larger flow area, the blades being arranged axially in the fan so that a highly efficient air flow with a higher flow pressure is generated. In particular, the flow losses (pressure losses) are significantly reduced in the axial fan designed according to the invention.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Axialgebläses; Fig. 2 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Axialgebläses;Fig. 1 is a cross-sectional view of a conventional axial fan; Fig. 2 is an exploded view of an axial fan designed according to the invention;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Axialgebläse zum Veranschaulichen der VerbindungFig. 3 is a plan view of the axial fan to illustrate the connection

ng des ersten Rotors mit dem zweiten Rotor; . . . .·; &iacgr; ·····:!:!.! ·· · ng of the first rotor with the second rotor; . . . .·; &iacgr; ·····:!:!.! ·· ·

Fig. 4 eine Schnittansicht der Verbindung zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor;Fig. 4 is a sectional view of the connection between the first rotor and the second 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. 5 is a plan view of the blades of the first stator to illustrate that the blades of the first stator are large enough to allow the blades of the second rotor to pass through;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Verbindung zwischen dem ersten Stator und dem zweiten Stator;Fig. 6 is a side view of the connection between the first stator and the second 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. 7 is a cross-sectional view illustrating the assembly of the first rotor and the second rotor arranged in the first stator; Fig. 8 is a schematic representation of the flow pattern in a conventional axial fan and in an axial fan designed according to the invention;

Fig. 9 ein Diagramm, in dem der statische Druck über der Durchflussrate aufgetragen ist, zwecks Vergleich zwischen herkömmlichen Axialgebläsen und erfindungsgemäß ausgebildeten Axialgebläsen.Fig. 9 is a graph of static pressure versus flow rate for comparison between conventional axial fans and axial fans constructed in accordance with the invention.

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.The axial fan according to the present invention shown in Figures 2 and 3 has a first rotor 20 with a first ring 23 from which first blades 21 extend radially outward. A second rotor 30 has a second ring 33 from which second blades 31 extend radially outward. The first ring 23 has grooves 22 on its lower edge and the second ring 33 has block-shaped lugs 32 which extend radially inward. As shown in Figure 4, the first ring 23 has a first inclined surface on its outer circumference and the second ring 33 has a second inclined surface on its inner circumference. The first ring 23 is axially in contact with the second ring 33 with the lugs 32 sitting in the grooves 22. The first inclined surface is firmly connected to the second inclined surface by welding or similar fastening methods. The assembly of the first rotor 20 and the second rotor 30 is rotated by a motor shaft (not shown).

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 20As can be seen in Figures 5 to 7, a first stator 40 has a third ring, from the inner circumference of which third blades 41 extend radially inward. The gaps 43 between the second blades 41 are dimensioned such that the second blades 31 can pass through, so that the first rotor 20

weiten Schaufeln 31 hindurchtreten können, so dass, dwide blades 31 can pass through, so that, 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.and the second rotor 30 are received by the third ring of the first stator 40, while the third blades 41 are disposed between the first blades 21 and the second blades 31. A second stator 50 is connected to the first stator 40 and has a fourth ring with fourth blades 51 extending radially inward from the inner periphery of the fourth ring. The second stator 50 has four corner portions, each of which contains a hole 52. The fourth ring of the second stator 50 has recesses 53 on its upper edge. A plurality of projections 42 extend from the outer periphery of the third ring of the first stator 40 and are seated in the holes 52 of the second stator 50. A plurality of inserts 44 extending from the outer periphery of the third ring of the stator 40 are received in the recesses 53 of the second stator 50.

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.Referring now to Fig. 8, the tangential air flow or normal air flow generated by the first blades 21 is guided by the third blades 41, and the reaction force from the third blades 41 increases the pressure of the air flow and directs the air flow in the axial direction. The pressure of the air flow is then increased by the second blades 31, and the air flow is guided to the second stator 50. Thus, the pressure of the air flow is increased, and the air flow is guided so that the pressure loss of the air flow is minimized. In contrast, in the conventional axial fan described at the beginning, only one stage is provided in which the pressure loss is relatively large.

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-Cooling fins or other cooling devices can be provided in the computer on the right side of the axial fan outlet so that the static pressure in the air stream is increased. As can be seen in Fig. 9, the area between curve A and curve C represents the static pressure and flow rate required for most cooling systems. Model 3 and Model 2 represent the values of two conventional axial fans. Model 1 is the operating curve (static pressure versus flow rate) of an axial fan designed in accordance with the invention which has significantly improved values compared to the two conventional axial fans. At practical operating conditions, curve B, the model is compared to Model 3, and at the 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.dell 1 results in a flow rate increase of 45%, which is much more than the 20% obtained when comparing Model 2 and Model 3.

Claims

1. Axial fan with:
a first rotor ( 20 ) with a first ring ( 23 ) from which first blades ( 21 ) extend radially outward,
a second rotor ( 30 ) with a second ring ( 33 ) from which second blades ( 31 ) extend radially outward, the first rotor ( 20 ) being axially connected to the second rotor ( 30 ),
a first stator ( 40 ) with a third ring, from the inner circumference of which third blades ( 41 ) extend radially inward, wherein the first rotor ( 20 ) and the second rotor ( 30 ) are arranged in the third ring and the third blades ( 41 ) are arranged between the first blades ( 21 ) and the second blades ( 31 ), and
a second stator ( 50 ) connected to the first stator ( 40 ) and having a fourth ring from whose inner circumference fourth blades ( 51 ) extend radially inward.

2. Axial fan according to claim 1, characterized in that the first ring ( 23 ) has grooves ( 22 ) on its lower edge and that the second ring ( 33 ) has radially inwardly projecting lugs ( 32 ), the first ring ( 23 ) engaging with the second ring ( 33 ) and the lugs ( 32 ) engaging with the grooves ( 22 ).

3. Axial fan according to claim 1 or 2, characterized in that projections ( 42 ) extend from the outer circumference of the third ring of the first stator ( 40 ) and are received by holes ( 52 ) of the stator ( 50 ).

4. Axial fan according to one of the preceding claims, characterized in that inserts ( 44 ) are provided on the outer circumference of the third ring of the first stator ( 40 ), which inserts are received in recesses ( 53 ) of the second stator ( 50 ).