[发明专利]通风装置及其应用

说明书

本发明涉及一种通风装置，其具有用于驱动至少一个叶轮(34,36)的、在相对叶轮沿轴向布置的流体通道(18)中构成的电机装置(24,26)，具有构成用于电机装置的整流器和/或镇流器电子元件的、与电机装置串联并且在电路载体上实现的电子组件(38,40)，和具有设计用于沿轴向将电机装置固持在流体通道上或流体通道内的支架单元(14)，其中至少部分地构成流体通道的内部圆周的支架单元由导热材料构成，其中，支架单元在与流体通道径向对置的外侧部段(16)上具有装配和冷却面，该装配和冷却面用于与电路载体和/或设置其上的电力电子构件导热地配合作用。

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的通风装置。此外本发明还涉及这种通风装置在电力电子学领域的应用，例如在通信技术、数据服务器和传输技术的领域中，其中对这种通风装置的通风功率具有较高的功率要求。

由现有技术普遍已知此类型的通风装置，典型地是电动机装置(作为具有被驱动的叶轮的单独通风机电机，更常见的是作为由两个或多个具有各自配属的叶轮的电机组成的装置)在支架单元上被保持在流体通道中；壳体或框架结构然后沿轴向(也就是沿通一个/多个风电机的旋转轴线)包围支架单元并且因此形成一个模块化的通风器，其可以被安装在(通常预设的)通风横截面中。

这种普遍已知和前述类型的通风装置尤其常常与所谓的高性能系统、也即高功率通风器所需的通风要求相结合。常见的是，这种通风模块在流体通道的横截面直径(相应地所配属的通风器壳体的边长)通常在9至15厘米之间、电功率为200瓦和更多的情况中应用，其中，在电动机装置借助多个电动机的技术方案中叶轮既可以实现同向、也可以实现反向的旋转原理。

这种电功率级常常与在安装标准方面(并且由此既在待实现的流体通道的最大直径也在装置的最大轴向延伸范围方面)有限的空间规定相结合，其要求既在流体技术方面、而且也在通常为各个单独的通风电机所分别配属的电力电子元件方面进行优化：为了最佳的流体(空气)导通，流体通道中的有效的流体横截面应该尽可能不被支杆、载体、其他结构或类似零件影响，其中中央布置的电机装置同样应该占用最小化的横截面。同时在所述电功率范围中为了控制或通信所用的功率半导体会引起在各自所述的电路载体上的不利的生热，这又产生优化的问题，即在热力学方面有利的、更大的电路载体自身对流体通道中有效的流体横截面产生不利的作用，与此相反地这种电路载体的紧凑的构造由于可实现的最大温度常常限制了可达到的电功率。此外不利的是，由现有技术已知的电路载体在轴向上接近分别配属的通风电机地布置并且被保持在支架单元上，通过这种布局不仅使得流体通道中的流体介质较差地通风(例如由于周围空气速度较小)，而且占用了轴向结构空间，其在与允许的轴向延伸的交互作用中附加地限制了有效构件的可能的结构长度。所述方面在高功率通风装置中是很关键的，因为相应的高功率的镇流电子元件除了合适的冷却还需要具有高轴向结构空间需求的电子结构元件、例如具有直至mF范围的电容的电解液电容器。

由现有技术潜在的容易想到的优化方案在于，在相同机械尺寸的情况下通过使用借助所谓稀土磁性材料形成的永磁体实现通风功率；这种材料实现了很高的磁场强度和有效构件的可能的更小的体积，但是也导致了明显升高的材料和制造成本，因此基于对这种类型的通风装置的成本低廉的大规模或批量制造方面的考虑而期望变形方案。

由DE10204830B4已知一种在通风框架内的此种类型的支架单元，其中支架单元这样散热地构成，使得尤其在轮毂区域(也就是在流体通道的中央)中产生的或吸收的热量通过支杆向侧面边缘区域排出，所述支杆横向于流体通道的横截面。当这种技术原理上也可能将电力电子元件-电路载体的产热导入到轮毂区域中时，同样存在这样的问题，即相应的支杆或肋片既要在材料方面具有优良的导热，而且为了尽可能有效的散热需要具有尽可能大的导热横截面。但是这又会损害流体通道中有效的流体空间，因此这种解决方案对于在此类型的通风装置的轮毂区域中散热来说被视为是不利的并且需要改良。

本发明所要解决的技术问题因此在于，既在其流动技术的通风属性方面也在其电功率消耗和功率输出属性方面优化前述通风装置。