DE60309973T2

DE60309973T2 - Kreisellüfter mit Kühlschaufel

Info

Publication number: DE60309973T2
Application number: DE60309973T
Authority: DE
Inventors: Michio Isesaki-shi Kitazume; Yutaka Isesaki-shi Ohtsuki
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2023-06-10
Also published as: EP1375925A3; JP2004019635A; EP1375925B1; DE60309973D1; EP1375925A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kreisellüfter, welcher eine Kühlrippe zum Kühlen einer Steuervorrichtung in einem Spiralgehäuse aufweist.
Beschreibung verwandter Techniken
6 zeigt einen bekannten Kreisellüfter eines solchen Typs. Der Kreisellüfter weist ein mehrschaufliges Flügelrad 2 in einem gekrümmten Spiralgehäuse 1 auf. Sobald das Flügelrad 2 durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird, wird Luft in das Flügelrad 2 angesaugt, strömt entlang dem Spiralgehäuse 1, und wird durch einen Ausblasanschluß 3 ausgeblasen. Viele Kühlrippen 4 sind in hervorstehender Weise nahe dem Aufblasanschluß 3 in dem Spiralgehäuse 1 entlang einer Stromrichtung der geblasenen Luft angeordnet. Ein nicht dargestellter Transistor zum Steuern des Motors wird dabei vermittels der Kühlrippen 4 gekühlt.
Bei diesem Kreisellüfter wird jedoch die geblasene Luft durch die Kühlrippen 4 wie in 7 dargestellt geschnitten (die Pfeile stellen den Luftstrom dar), so daß ein einen Karman-Wirbel einschließender, turbulenter Strom auf der Seite stromabwärts von den Kühlrippen 4 auftritt. Dadurch werden Probleme dahingehend verursacht, daß in dem Spiralgehäuse 1 Geräusche erzeugt werden, und daß die geblasene Luft, die bereits die Kühlrippen 4 passiert hat, zurückfließt und wieder in das Flügelrad 2 hineingesaugt wird.
Um die vorgenannten Probleme zu lösen, wird in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-145700 ein Kreisellüfter vorgeschlagen. Bei dem Kreisellüfter besitzen äußere Kühlrippen, die unter der Menge von Kühlrippen seitlich positioniert sind, Abschnitte, die sich von den Enden der äußeren Kühlrippen stromabwärts in Richtung zu dem Ausblasanschluß hin erstrecken.
Bei diesem Kreisellüfter strömt die Luft zwischen den Kühlrippen, so daß ein turbulenter Strom auf der Seite stromabwärts von den Kühlrippen entsteht. Jedoch wird die Stromrichtung der geblasenen Luft durch jene Abschnitte so gesteuert, daß dem Rückfluß der Luft in Richtung auf das Flügelrad vorgebeugt wird. Folglich werden niederfrequente Geräusche (um 100 Hz) nicht verstärkt, die durch den Rückfluß der geblasenen Luft hervorgerufen werden.
Der in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-145790 beschriebene Kreisellüfter schwächt die niederfrequenten Geräusche wie oben beschrieben effizient ab. Es werden dagegen aber nur wenig hochfrequente Geräusche abgeschwächt. Folglich werden Geräusche durch den Lüfter nur unzureichend abgeschwächt.
Angesichts der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Kreisellüfter bereitzustellen, der auf verläßliche Weise hochfrequente Anteile in den Geräuschen des Lüfters abschwächen kann.
Der Erfindung zufolge wird ein Kreisellüfter vorgeschlagen, der aufweist: ein Spiralgehäuse, welches ein Flügelrad aufnimmt; und eine Vielzahl von Kühlrippen zum Kühlen einer Steuervorrichtung, welche sich nahe eines Ausblaßanschlusses in dem Spiralgehäuse und entlang einer Luftstromrichtung erstrecken, und welche in Abständen voneinander Seite an Seite in einer Richtung senkrecht zur Luftstromrichtung angeordnet sind, wobei der Kreisellüfter ferner umfaßt: erste strombegradigende Rippen, welche äußeren Kühlrippen zugeordnet sind, die sich unter der Vielzahl von Kühlrippen an deren beiden Enden befinden, und welche sich von dem stromabwärts gerichteten Ende der äußeren Kühlrippen ausgehend in Richtung auf den Ausblasanschluß erstrecken; und eine zweite strombegradigende Rippe, welche wenigstens einer der inneren Kühlrippen zugeordnet ist, die sich zwischen den äußeren Kühlrippen befinden, und welche sich ausgehend von der inneren Kühlrippe in Richtung auf den Ausblasanschluß erstreckt.
Der Erfindung zufolge wird, sobald das Flügelrad gedreht wird, geblasene Luft durch die Kühlrippen aufgetrennt, wobei die geblasene Luft zwischen den Kühlrippen strömt. Nachfolgend strömt die geblasene Luft zwischen den ersten strombegradigenden Rippen und der zweiten strombegradigenden Rippe, und wird dann durch den Ausblasanschluß ausgeblasen.
Zwischen den ersten strombegradigenden Rippen werden wenigstens zwei Durchtrittswege gebildet, welche voneinander durch die zweite strombegradigende Rippe getrennt sind. Die geblasene Luft strömt durch die jeweiligen Durchtrittswege. Im Gegensatz dazu besitzt der in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-145700 beschriebene Kreisellüfter zwischen den betreffenden Abschnitten lediglich einen einzigen Durchtrittsweg.
Aufgrund dieses Unterschieds erzielt die Erfindung einen Effekt der verbesserten Strombegradigung (einen Effekt, wonach der Bildung eines turbulenten Stroms vorgebeugt wird) auf der Seite stromabwärts von den Kühlrippen. Folglich wird der Verstärkung von hochfrequenten Geräuschen, die aus dem turbulenten Strom auf der Seite stromabwärts von den Kühlrippen resultiert, vorgebeugt, wenn dies mit dem in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-145700 beschriebenen Lüfter verglichen wird.
Auch wenn ein turbulenter Strom einschließlich eines Karman-Wirbels in einer der Durchtrittswege zwischen den strombegradigenden Rippen auftreten sollte, übt dieser turbulente Strom keinen Einfluß auf die geblasene Luft aus, die durch den anderen, sich anschließenden Durchtrittsweg hindurchtritt. In dieser Hinsicht erreicht die Erfindung ebenfalls eine verläßliche Abschwächung von Geräuschen.
Die vorbeschriebenen wie auch anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der sich anschließenden Beschreibung und den beigefügten Figuren besser verständlich.
1 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Kreisellüfters entsprechend der Erfindung;
2 ist eine Querschnittsansicht, gesehen in Pfeilrichtung entlang der Linie A-A aus 1;
3 ist eine Querschnittsansicht, gesehen in Pfeilrichtung entlang einer Linie B-B aus 1;
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Wirkung der strombegradigenden Rippen;
5 ist ein Diagramm mit den Zuständen der Geräuschentwicklung entsprechend dem Vorliegen und Fehlen von strombegradigenden Rippen;
6 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines konventionellen Kreisellüfters; und
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Zustands turbulenten Stroms bei dem konventionellen Kreisellüfter, welcher keine strombegradigenden Rippen aufweist.
Die 1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Kreisellüfters entsprechend der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein mehrschaufliger Lüfter (im folgenden als "Lüfter" bezeichnet) mit vielen nach vorn gekrümmten Schaufeln als Beispiel eines Kreisellüfters beschrieben. Teile mit ähnlichem Aufbau wie bei dem konventionellen Lüfter gemäß den 6 und 7 werden mit gleichen Bezugszeichen beschrieben.
Zunächst wird die Gesamtstruktur eines Lüfters 10 mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. Der Lüfter 10 besitzt ein Spiralgehäuse 1. Er besitzt ferner ein Flügelrad 2 mit vielen vorwärts gekrümmten Schaufeln 2a. Ein Sauganschluß 5 ist auf einer Seitenplatte 1a des Spiralgehäuses 1 gebildet. Luft wird durch den Sauganschluß 5 in das Flügelrad 2 eingesogen. Ein Ausblasanschluß 3 ist auf einer Ausblasseite des Spiralgehäuses 1 gebildet. Die in das Flügelrad 2 angesogene Luft wird entlang einer inneren peripheren Oberfläche des Spiralgehäuses 1 entlang geführt und aus dem Ausblasanschluß 3 ausgeblasen. Ein elektrischer Motor 6 ist als Drehantriebsquelle des Flü gelrads 2 wie in den 2 und 3 dargestellt vorgesehen. Eine Steuervorrichtung 7 (wie etwa ein Transistor) des elektrischen Motors 6 ist nahe dem Ausblasanschluß 3 in dem Spiralgehäuse 1 vorgesehen. Sieben Kühlrippen 4 des Transistors 7 stehen nach innen gerichtet von dem Spiralgehäuse 1 hervor. Jede Kühlrippe 4 ist aus einem Aluminiummaterial hergestellt. Sie erstrecken sich entlang einer Flußrichtung der geblasenen Luft, die in dem Spiralgehäuse 1 strömt. Die Kühlrippen 4 sind in Abständen voneinander Seite an Seite in einer Richtung senkrecht zur Luftstromrichtung der ausgeblasenen Luft angeordnet, so daß es der geblasenen Luft möglich ist, zwischen den Kühlrippen 4 aneinander angrenzend zu strömen.
Der oben beschriebene Aufbau des Lüfters 10 ist ähnlich dem des konventionellen Lüfters, wobei ein Merkmal des Lüfters 10 entsprechend der Erfindung darin liegt, daß erste strombegradigende Rippen 8a und zweite strombegradigende Rippen 8b zwischen den Kühlrippen 4 und dem Ausblasanschluß 3 vorgesehen sind.
Die ersten strombegradigenden Rippen 8a entsprechen den äußeren Kühlrippen 4a, die sich an den beiden Enden der Anordnung von Kühlrippen 4 befinden. Sie erstrecken sich von den Enden der Kühlrippen 4a stromabwärts in Richtung auf den Ausblasanschluß 3. Die zweiten strombegradigenden Rippen 8b entsprechen den inneren Kühlrippen 4b, die sich zwischen den äußeren Kühlrippen 4a befinden. Sie erstrecken sich von den Enden der inneren Kühlrippen 4b stromabwärts in Richtung auf den Ausblasanschluß 3. Die strombegradigenden Rippen 8a, 8b sind aus einem Harz hergestellt und integral mit dem Spiralgehäuse 1 ausgebildet. Die strombegradigenden Rippen 8a, 8b besitzen die gleiche Höhe und Breite wie die Kühlrippen 4, und erstrecken sich in der gleichen Richtung wie die Kühlrippen 4, wie in 5 und 6 dargestellt ist.
Eine zweite strombegradigende Rippe 8b ist an jeder zweiten der inneren Kühlrippen 4b unter der Anordnung von fünf inneren Kühlrippen 4b eingerichtet. Dies erlaubt es der geblasenen Luft, die zwischen den Kühlrippen 4 hindurch getreten ist, in drei Anteile durch die strombegradigenden Rippen 8a, 8b unterteilt und zum Ausblasanschluß 3 geblasen zu werden.
Während der elektrische Motor 6 des Lüfters 10 entsprechend dem Ausführungsbeispiel angetrieben wird, dreht sich das Flügelrad 2 und Luft wird durch den Ansauganschluß 5 in das Flügelrad 2 angesogen. Anschließend wird die angesogene Luft entlang dem Spiralgehäuse 1 zum Ausblasanschluß 3 geblasen. Ein Teil der zum Ausblasanschluß 3 geblasenen Luft tritt zwischen den Kühlrippen 4 hindurch. Die durch die Kühlrippen 4 hindurchgetretene, geblasene Luft passiert ferner die in drei Anteile unterteilten Durchtrittswege und wird zum Ausblasanschluß 3 geführt.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel wird die geblasene Luft, die durch die Kühlrippen 4 hindurch getreten ist, durch die strombegradigenden Rippen 8a, 8b aufgeteilt. Folglich übt auch dann, wenn ein turbulenter Strom einschließlich eines Karman-Wirbels in einem der Durchtrittswege auftritt, dieser turbulente Strom keinen Einfluß auf diejenige Luft aus, die durch den anderen, sich anschließenden Durchtrittsweg hindurchtritt. Aufgrund dessen wird die Verstärkung von Geräuschen aufgrund des turbulenten Stroms vermieden.
Die strombegradigenden Rippen 8a, 8b besitzen die gleiche Höhe und Breite wie die Kühlrippen 4, und erstrecken sich in die gleiche Richtung wie die Kühlrippen 4, so daß es zu keinem Stoßen oder Zurückwerfen der Luft zwischen den Kühlrippen 4 und den strombegradigenden Rippen 8a, 8b kommt. Daher strömt die geblasene Luft, die durch die Kühlrippen 4 hindurch getreten ist, sanft zwischen den strombegradigenden Rippen 8a, 8b.
Nun wird die Wirkung der Geräuschdämpfung des Lüfters 10 mit Bezug auf 5 näher erläutert. Dabei wird der konventionelle Lüfter ohne strombegradigende Rippen 8a, 8b (der Lüfter in den 6 und 7) mit dem Lüfter 10 entsprechend der Erfindung mit den strombegradigenden Rippen 8a, 8b verglichen. In 5 zeigt die Ordinatenachse den Schalldruckpegel, und die Abszissenachse zeigt die Frequenz. Die gepunkteten Anteile in 5 stellen ein Maß für die Geräuschdämpfung des Lüfters 10 entsprechend dem Ausführungsbeispiel dar.
Insbesondere wird bei dem Vergleich des konventionellen Lüfters mit dem Lüfter 10 entsprechend dem Ausführungsbeispiel deutlich, daß Geräusche in den meisten der Bänder von 500 Hz bis 5 kHz bei dem Lüfter 10 gedämpft werden. Besonders hervorzuheben ist, daß das Maß der Dämpfung von Hochfrequenzgeräuschen von 2 kHz und größer außerordentlich groß ist.
Die strombegradigenden Rippen 8a, 8b sind aus Harz hergestellt und integral mit dem Spiralgehäuse 1 ausgebildet. Folglich ist bei der Herstellung des Lüfters 10 die Anzahl der Bauteile reduziert.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die strombegradigende Rippe 8 an jeder der zweiten der Kühlrippen 4 vorgesehen. Wenn je doch die strombegradigenden Rippen 8a, 8b in entsprechender Weise an allen der Kühlrippen 4 vorgesehen sind, wird die strombegradigende Wirkung der geblasenen Luft weiter vergrößert, und die Geräusche werden weiter abgeschwächt.

Claims

Ein Kreisellüfter, umfassend: ein Spiralgehäuse (1), welches ein Flügelrad (2) aufnimmt; und eine Vielzahl von Kühlrippen (4) zum Kühlen einer Steuervorrichtung, welche sich nahe eines Ausblasanschlusses (3) in dem Spiralgehäuse (1) und entlang einer Luftstromrichtung erstrecken, und welche in Abständen voneinander Seite an Seite in einer Richtung senkrecht zur Luftstromrichtung angeordnet sind; wobei der Kreisellüfter ferner umfasst: erste strombegradigende Rippen (8a), welche äußeren Kühlrippen (4a) zugeordnet sind, die sich unter den Kühlrippen (4) an deren beiden Enden befinden, und welche sich von dem stromabwärts gerichteten Ende der äußeren Kühlrippen ausgehend in Richtung auf den Ausblasanschluss erstrecken und wobei der Kreisellüfter dadurch gekennzeichnet ist, dass er weiter umfasst: eine zweite strombegradigende Rippe (8b), welche wenigstens einer der inneren Kühlrippen (4b) zugeordnet ist, die sich zwischen den äußeren Kühlrippen (4a) befinden, und welche sich ausgehend von der inneren Kühlrippe in Richtung auf den Ausblasanschluss (3) erstreckt.
Der Kreisellüfter gemäß Anspruch 1, bei dem die zweite strombegradigende Rippe (8b) an jeder zweiten inneren Kühlrippe (4b) unter der Vielzahl von inneren Kühlrippen (4b) vorgesehen ist.
Der Kreisellüfter nach Anspruch 1, bei dem die zweite strombegradigende Rippe (8b) bei jeder der Vielzahl von inneren Kühlrippen (4b) vorgesehen ist.
Der Kreisellüfter nach Anspruch 2, bei dem die ersten strombegradigenden Rippen (8a) sowie die zweite strombegradigende Rippe (8b) die gleiche Höhe und Breite wie die Kühlrippen (4) aufweisen und sich in der gleichen Richtung erstrecken wie die Kühlrippen (4).
Der Kreisellüfter nach Anspruch 3, bei dem die ersten strombegradigenden Rippen (8a) sowie die zweite strombegradigende Rippe (8b) die gleiche Höhe und Breite wie die Kühlrippen (4) aufweisen und sich in der gleichen Richtung erstrecken wie die Kühlrippen (4).
Der Kreisellüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die ersten strombegradigenden Rippen (8a) sowie die zweite strombegradigende Rippe (8b) integral mit Spiralgehäuse (1) ausgebildet sind.