. ventilatör motoru hava akışı çıkışının doğruluğunu ve stabilitesini doğrudan etkileyen modern tıbbi solunum yardım cihazlarının temel bir bileşenidir. İnvaziv olmayan ventilatörlerin, invaziv ventilatörlerin ve yüksek akışlı oksijen terapi ekipmanlarının sürekli gelişimi ile motorun performansı ve uzun süreli stabilite gereksinimleri giderek daha katı hale geliyor. Motor, yüksek frekanslarda önemli ısı üretir. Kötü ısı dağılımı, verimliliğin azalmasına, kontrol sistemi arızasına ve hatta motor hasarına yol açabilir. Bu nedenle, güvenilir ventilatör motor çalışmasını sağlamak için etkili ve verimli ısı dağılımı çok önemlidir.
Ortak Ventilatör Motor Soğutma Yöntemleri
Doğal konveksiyon
Doğal konveksiyon, en yaygın ısı yayılma yöntemidir. Isıyı motor yüzeyi ile çevreleyen hava arasındaki sıcaklık farkı boyunca dağıtır. Bu yöntem düşük güçlü, küçük ventilatör motorları için uygundur, ilave ısı yayma bileşeni gerektirmez, basit bir yapı sunar ve bakım maliyetlerini azaltır. Muhafaza tipik olarak ısı yayma verimliliğini artırmak için alüminyum alaşım veya yüzgeçli metal bir gövdeden yapılmıştır. Yüksek konveksiyon gereksinimleri, cihaz içinde pürüzsüz hava sirkülasyonu gerektirir.
Zorunlu Hava Soğutma
Zorunlu hava soğutma, motor yüzeyinden ısıyı hızlandırarak yönlü bir hava akışı oluşturmak için harici veya dahili bir fan kullanır. Orta güç, yüksek hızlı ventilatör motorları için uygundur. Hava soğutma, ısı dağılma verimliliğini önemli ölçüde artırabilir ve motor sarma sıcaklıklarını güvenli sınırlarda tutabilir. Ventilatör tasarımları tipik olarak fan yan kanallarına veya motorun etrafına küçük eksenel veya santrifüj fanları içerir. Hava soğutma yapısı hava akış yollarını, gürültü kontrolünü ve mekansal düzeni dengelemelidir.
Sıvı soğutma
Sıvı soğutma, ısıyı gidermek için kapalı borulardan dolaşmak için bir soğutucu (saf su veya etilen glikol çözeltisi gibi) kullanır. Öncelikle yüksek güçlü, sürekli olarak işletilen endüstriyel veya kritik bakım solunum sistemlerinde kullanılır. Sıvı soğutma sistemi, soğutucu pompası, ısı eşanjörü ve soğutma plakaları gibi bileşenleri içerir. Sıvı soğutma, yüksek ısı dağılma verimliliği, stabilite ve minimum sıcaklık dalgalanmaları sunar, ancak karmaşık, pahalıdır ve yüksek bakım gerektirir. Genellikle ev veya mobil ventilatörlerde kullanılmaz.
Isı borusu soğutma
Isı boruları, ısıyı hızla yürütmek için faz değişimi ilkesini kullanan bir ısı dağılma teknolojisidir. Kompakt ancak ısı yoğun ventilatör motorları için uygundur. Isı borusu içinde az miktarda sıvı doldurulur, bu da ısıyı hızla ısı emilimi ve yoğuşma yoluyla aktarır. Isı boruları, genel ısı yayılma verimliliğini artırmak için hava soğutma veya doğal konveksiyon ile birleştirilebilir. Isı borusu soğutma katı motor düzen gereksinimleri gerektirir ve ilk tasarım aşamasında termal simülasyon modellemesi gereklidir. Bu yöntem, ısıya duyarlı motor parçalarının merkezi olarak soğutulmasını gerektiren uygulamalar için uygundur.
Motor muhafazasına veya kontrolör panosuna ısı lavaboları eklemek uygun maliyetli, güvenilir ve geleneksel bir yöntemdir. Bu yöntem, ısı dağılma alanını artırarak ısı değişimini hızlandırır. Isı lavaboları tipik olarak alüminyum veya bakırdan yapılmıştır ve genellikle iğne şeklindeki, yüzgeç şeklinde veya petek şeklindeki şekillere sahiptir. Doğal konveksiyon veya hava soğutma ile birleştiğinde, bu yöntem optimum soğutma performansı sunar. Bu yöntem, sınırlı alana sahip, ancak yüksek ısı dağılma gereksinimlerine sahip gömülü ventilatör sistemleri için uygundur.
Bir soğutma yöntemi seçmede anahtar faktörler
Bir ventilatör motoru için uygun soğutma yöntemini seçmek, çeşitli faktörlerin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir:
Motor Güç Derecesi
Ortam çalışma sıcaklığı ve nem
Ekipman çalışma yükü frekansı
Boyutlu ve kurulum alanı kısıtlamaları
Sistem gürültü gereksinimleri
Maliyet bütçesi
Güvenilirlik ve bakım döngüsü
Gerçek ürün geliştirmede, termal simülasyon analizi, motorun çalışma sıcaklığının yalıtım sınıfı standardının (örn. Sınıf F, Sınıf H) altında kalmasını sağlamak için farklı yükler altında farklı soğutma tasarımlarının sıcaklık artışını değerlendirmek için yapılır.
Isı dağılması için tıp endüstrisi standartları
Tıbbi cihazlar olarak, ventilatörler IEC 60601-1 ve ISO 80601-2-12 gibi çoklu elektrik güvenliği ve sıcaklık artış standartlarına uymalıdır. Bu standartlar, motorun ve kontrol bileşenlerinin ısı dağılma performansı ve motor yüzey sıcaklıkları üzerindeki üst sınırlar, aşırı ısınma koruma cihazları ve yalıtım yaşlanma ömrü dahil olmak üzere sıkı gereksinimler uygular. Tasarım, motorun en sert çalışma koşulları altında aşırı ısınmamasını sağlamalı, böylece hava akışı kontrol doğruluğunu ve cihazın uzun vadeli operasyonel stabilitesini korumalıdır. .
