一种风扇叶轮,包括: 圆柱形轮毂;和 整体地连接在所述轮毂上并从所述轮毂中延伸出来的叶片,所述叶片具有翼型形状的截面,其中所述叶片具有倒圆的前缘。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于电子冷却环境中的冷却风扇,更具体地涉及没有进气限制的高性能风扇。
技术介绍
风扇是由电动机带动的空气泵,其可产生一定压力下的空气的体积流动。称为叶轮的风扇的旋转部分包括具有辐射状叶片的轮毂,其可转换电动机的扭矩以提高轮毂上的静压力。增大的静压力提高了空气质点的动能,使得它们可运动。因此,风扇对空气运动和通风来说是有用的。风扇具有多种形式。轴流风扇包括可旋转以使大量空气在低压下运动的叶轮。空气沿平行于风扇叶片轴线的方向运动。轴流风扇可产生高速气流且生产成本较低,但只能用于低压环境下。另外,当外界条件不利时,例如在空气不足或气流被阻塞如处于管道系统中时,轴流风扇的噪音较大。也称为鼓风机的离心式风扇也包括带有径向延伸的叶片的旋转板,然而鼓风机采用离心力来使空气运动。来自鼓风机的气流一般垂直于叶片轴线,并处于比轴流风扇更低的流速下。离心式风扇的生产成本高于轴流风扇,并通常在轴流风扇压力的四倍左右的压力下工作。虽然风扇具有多种形式,然而高质量的风扇可更安静且更有效地工作。优良质量的风扇可包括用于使叶轮更平滑地运转的球轴承,并最好具有叶片和风扇外壳之间的滑动配合以保证在工作时不会发生泄漏。精心的制造,例如保证各叶片在大小、重量和结构方面均相匹配也可提高风扇的效率。由风扇传送的气流量与风扇的结构和设置有关。风扇叶片的数量和长度是很重要的,风扇距其它物体的距离和风扇电动机的速度也很重要。归根结底,风扇效率由风扇叶片的设计和排列决定。基于处理器的系统如台式计算机会产生大量的热量。这些系统通常包括用于电源、硬盘驱动器的风扇,以及一个或多个置于会发热的微处理器上的散热器。令人惊讶地是,很少有人关注用于散热的风扇叶片的设计。基于处理器的系统内的进气限制和对更有效的散热器的不断增长的需求使得这种系统内的风扇设计受到极大的关注。
技术实现思路
因此,需要一种风扇组件,其中可提高能够被吸入到风扇内的空气体积以及从风扇中排出的空气量。根据这里介绍的一些实施例,公开了一种可提高使用期间的吸气和排气的风扇叶轮。叶轮采用了翼型形状以对周围空气有效地施加动量。从采用了所公开的叶轮的风扇中排出的空气处于比相当尺寸的现有技术风扇所传送出的更高的压力下。风扇叶轮对风扇叶片采用了特殊的翼型形状,以使外界空气显著地运动。使用翼型形状和重叠的叶片提高了叶片的升力,并因此提高了质量流量和出口压力。从相对现有技术的风扇来说风扇叶轮具有更平滑的风扇曲线中可以清楚,叶片失速被消除。叶片扫描角被最优地设置成可控制外界空气的径向流动特性。在风扇组件中去除了外壳侧壁,以便消除寄生阻力并改善穿过风扇的空气运动。附图说明图1是根据本专利技术的一些实施例的风扇叶轮的顶视图;图2是图1所示风扇叶轮的立体图; 图3A和3B是根据现有技术的翼型的图;图4A-4C是根据现有技术的NACA翼型的图;图5是根据现有技术的风扇曲线的图;图6是图1所示风扇叶轮和现有技术风扇的风扇曲线的比较图;图7是重叠在根据现有技术的图4所示现有技术的风扇曲线上的RPM与CFM的比较图;图8是重叠在图1所示的风扇叶轮的风扇曲线上的RPM与CFM的比较图;和图9是包括有轴向和离心式气流线的图1所示风扇叶轮的立体图。具体实施例方式在下述详细的描述中将参考附图,附图通过图示显示了可实施本专利技术的一些具体的实施例。然而应当理解,本领域的技术人员在阅读了此公开后可以容易地构思出其它的实施例。因此,下述详细的描述并不起限制作用,本专利技术的范围由权利要求限定。在图1和2中分别显示了风扇叶轮100的顶视图和立体图。叶轮100包括多个设置在轮毂14周围的叶片10。为了更好地理解叶片的设置,在图1中叶片的应当为虚线的其它隐藏边显示为可见。叶轮100的轮毂14为圆柱体,叶片10连接在其上。叶片上最接近轮毂的部分称为叶根58,其在轮毂14的圆柱壁上延伸。叶片上最远离轮毂的部分称为叶尖68。如图2所示,叶根58重叠在轮毂14的底部上。轮毂14在一端被端盖30所封住,端盖30是平的圆形板,其与轮毂的顶部横向地相连。设于端盖30的中心处的叶片轴12可以是与端盖30垂直的刚性杆。在转动叶片轴12时风扇叶轮100旋转。叶片轴通常由电动机(未示出)带动。叶片10具有前缘22、后缘24、重叠部分18和叶片扫描角16。前缘22是叶片在前进气区域78中首先接触外界空气的部分。后缘24是叶片在后排气区域88中最后接触外界空气的部分。叶片几何形状风扇叶轮100设计成可比典型的风扇叶轮更有效地工作。叶片外形被优化以在预定的速度或每分钟转速(RPM)的范围下工作。叶片扫描角被优化地设置成可控制外界空气的径向流动特性。翼型设计和叶片10的角度或叶片角设计成可使风扇叶轮100在特定的工作条件下最佳地操作。变化的截面厚度与叶片全部处于均匀厚度的典型风扇叶轮相比,风扇叶轮100的叶片10具有变化的截面厚度。特别是,叶片10的截面表明,叶片10具有翼型形状。翼型是设计成可使在其周围流动的空气产生有效运动的表面。翼型通常用于描述机翼的截面,其一般设计成可产生升力。更广泛地说,翼型能有效地控制其周围的空气流动。翼型的形状会影响在翼型上方和下方流动的空气的速度。翼型形状的叶片可减少气流紊流,增大有效冲角,并且减少与声级有关的问题。翼型特性将在下文中更详细地讨论。光滑的前缘除了具有翼型形状之外,叶片10还具有倒圆的或光滑的前缘22。此光滑前缘可减小叶片阻力,这可提高叶轮100的效率。另外,与无此特征的叶片相比,带有光滑前缘的叶轮叶片可产生更小的噪音。下凹叶片在从前缘22处看去时,风扇叶轮100的叶片10是下凹的,以便将空气朝向风扇叶轮的内侧抽吸。叶片的杯形提供了可提高被径向和轴向地拉动的空气吸入量的收集效应。与典型的风扇叶轮相比,更大量的抽吸空气使得叶轮100所排出的量更大。来看图1,在空气从后方进入到风扇叶轮100中时,进气被描述为轴向的。在空气从侧面进入到风扇叶轮中时,进气被描述为径向的。风扇叶轮100在工作中同时利用了轴向和径向的进气。恒定的叶片角叶片10具有恒定的或几乎恒定的叶片角。叶片角通过连接叶片的前缘和后缘之间的连线(称为弦)来测量,在轮毂14水平地放置时此线与水平面相交。在图2中显示了叶片角36。在一些现有技术的风扇叶轮中,叶片角在从叶根到叶尖的径向上变化,这样可以简化制造和/或产生均匀的轴向流动。叶片可在从叶根到叶尖上扭曲,使得叶尖处的叶片角不同于叶根处的叶片角。相反,叶根58和叶尖68处的风扇叶轮100的叶片角基本上相似或基本上恒定。换句话说,风扇叶轮100的叶片10不会在从叶根58到叶尖68上扭曲。后缘比前缘长50%叶片角36在从叶根到叶尖上的恒定性使得后缘24比前缘22大致长50%。这显著地增大了叶片面积,使得风扇叶轮100可以更大的升力、更高的质量流量和更高的出口压力来工作。较低的叶片角此外,叶片角52相对于现有技术的风扇叶轮来说较低。叶片角52可在20到50度之间,最好是在30到40度之间。在一些实施例中,叶片角52为40度。在一些其它的实施例中,叶片角52为30度。重叠叶片在风扇叶轮100中,当从叶片轴12的方向来看风扇叶轮时,叶片表面是重叠的,如图1所示。现有技术的风扇叶轮通常设计成在从叶片轴12的方向来看时叶片不重本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:M·T·克罗克,
申请(专利权)人:英特尔公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。