CN101498317B - 散热风扇及其叶轮 - Google Patents

Abstract

一种叶轮，包括轮毂和呈放射状分布于轮毂周围的多个叶片，所述叶片具有一迎风面以及一与所述迎风面相对的背风面，所述背风面上开设有多个轴向凹槽，该多个轴向凹槽沿径向间隔排列，相邻的两个轴向凹槽之间形成一凸起。与现有技术相比，本发明叶轮的叶片的背风面上开设有轴向凹槽，该轴向凹槽使得叶片的背风面不连续，从而减少了噪声叠加，降低了散热风扇的噪声。本发明还公开了一种散热风扇。

Description

散热风扇及其叶轮

技术领域

本发明涉及一种散热风扇，尤指一种散热风扇的叶轮。

背景技术

随着电脑产业的迅速发展，CPU追求高速度化，高功能化及小型化所衍生的散热问题越来越严重，这在笔记本电脑等内部空间狭小的电子装置中更为突出。如果无法将笔记本电脑内的CPU等电子元件所产生的热量及时有效地散发出去，将极大地影响电子元件的工作性能，同时还会缩减电子元件的使用寿命，因此必须对电子元件进行散热。

目前在电脑内，常采用由导热体、热管、散热片及散热风扇组成的散热模组对电子元件散热。导热体贴设于电子元件上，导热体与散热片通过热管连接，散热风扇产生的气流吹拂散热片并与散热片发生热交换以最终将热量散发出去。因此，散热风扇在散热模组中起着极为重要的作用。散热风扇的转速越高、流速越快、风量越大，则与散热片交换的热量也就更多，从而有效地将电子元件的热量散发。然而这会导致散热风扇的噪声增加。利用CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体力学)软件对现有散热风扇进行不断试验及流场模拟发现，在散热风扇的相邻叶片之间区域内，伴随有诸多高次谐波的叠加，从而使得散热风扇噪音较大。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种具较小噪音的散热风扇及其叶轮。

一种叶轮，包括轮毂和呈放射状分布于轮毂周围的多个叶片，所述叶片具有一迎风面以及一与所述迎风面相对的背风面，所述背风面上开设有多个轴向凹槽，该多个轴向凹槽沿径向间隔排列，相邻的两个轴向凹槽之间形成一凸起。

一种散热风扇，包括一底板、一盖板及连接于该盖板与底板之间的一侧壁，该盖板、底板与侧壁共同形成容置一叶轮的容置空间，叶轮包括轮毂和呈放射状分布于轮毂周围的多个叶片，所述叶片具有一迎风面以及一与所述迎风面相对的背风面，所述背风面上开设有多个轴向凹槽，该多个轴向凹槽沿径向间隔排列，相邻的两个轴向凹槽之间形成一凸起。

与现有技术相比，本发明的叶片的背风面上开设有轴向凹槽，该轴向凹槽使得叶片的背风面凹凸不平，从而减少了噪声叠加，降低了散热风扇的噪声。

附图说明

图1是本发明散热风扇一较佳实施例的立体分解示意图。

图2是图1中叶轮的立体图。

图3是图1中叶轮的俯视图。

图4是图3中叶轮局部放大图。

图5是本发明散热风扇和现有散热风扇的频谱对比图。

图6是本发明的叶轮的又一较佳实施例的立体图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

如图1所示，所述散热风扇10包括一扇框11、收容于扇框11内的定子(图中未示出)与叶轮16。

该扇框11包括一底板12、一与底板12平行的盖板14及连接于该盖板14及底板12之间的侧壁13。该盖板14、底板12与侧壁13共同形成一容置定子和叶轮16的容置空间。该盖板14的中央位置，形成第一入风口141，该侧壁13的一侧形成一出风口131。

如图2所示，叶轮16包括一轮毂162以及呈放射状分布于轮毂162周围的多个叶片164。本实施例中，该叶轮16沿逆时针方向旋转。

请一并参阅图2、3、4，所述叶片164是一后倾式叶片，即叶片164的尾端轻度弯折并沿与旋转方向相反的方向倾斜，使叶片164的尾端延伸方向与旋转切线方向之间的夹角是钝角，该叶片164包括一迎风面164a以及一与迎风面164a相对的背风面164b。沿叶片164的延伸方向，迎风面164a的末端和背风面164b的末端通过一圆弧连接，从而在背风面164b的末端上形成一圆弧状的分流倒角168。相对现有散热风扇而言，本实施例散热风扇10的迎风面164a的扫风面积不变，保持了原有风压和风量，分流倒角168则降低了背风面164b对气流的阻挡，使得气流更顺畅地进入流道。可以理解地，分流倒角168也可以是一斜面，即迎风面164a的末端和背风面164b的末端通过该斜面连接，该斜面与叶片164的迎风面164a之间的夹角是锐角。

该叶片164的背风面164b形成为凹凸不平的结构，在背风面164b上开设有三个形状相同、沿径向间隔排列的第一轴向凹槽171、第二轴向凹槽172和第三轴向凹槽173，第一、第二、第三轴向凹槽171、172、173的开槽方向是轴线方向，第一轴向凹槽171位于背风面164b上临近轮毂162一侧，第三轴向凹槽173位于背风面164b上远离轮毂162一侧，第二轴向凹槽172位于第一轴向凹槽171和第三轴向凹槽173之间，且第一轴向凹槽171和第二轴向凹槽172的间隔距离等于第三轴向凹槽173和第二轴向凹槽172的间隔距离，相邻的两个轴向凹槽之间形成一凸起174。第一、第二、第三轴向凹槽171、172、173分别是矩形槽，其高度与叶片164的高度相等，在轴向上贯通叶片164的上、下表面，其边缘处设有圆角。第一、第二、第三轴向凹槽171、172、173的深度小于叶片的厚度，不贯通背风面164b和迎风面164a。

散热风扇10运转时，在相邻叶片164之间持续加压形成涡流，并形成噪音叠加。由于第一、第二、第三轴向凹槽171、172、173使得背风面164b凹凸不平，破坏了噪音叠加，使得噪音降低。与此同时，第一、第二、第三轴向凹槽171、172、173还破坏了气流边界层，减少了分离涡流的产生。本发明不限定于轴向凹槽的数量、形状、宽度、深度和位置，也不限定于轴向凹槽的形状完全相同，只要是在背风面164b上开设有多个轴向凹槽，即可实现本发明的技术效果。例如，上述轴向凹槽171、172、173也可以是梯形槽，即轴向凹槽的宽度随着轴向凹槽的深度增加而逐渐变窄；上述轴向凹槽171、172、173也可以是圆弧槽，即轴向凹槽的底面是一圆弧面。

图5是本实施例散热风扇和现有散热风扇的频谱对比图，比较两者在相同转速情况下噪音-频率关系曲线，其中第一曲线是本实施例风扇3000转/分钟(rpm)时的频谱曲线，第二曲线是本实施例风扇4000转/分钟(rpm)时的频谱曲线，第三曲线是现有风扇3000转/分钟(rpm)时的频谱曲线，第四曲线是现有散热风扇4000转/分钟(rpm)时的频谱曲线。从整体上看，在500HZ到10000HZ范围内，第一、二曲线比第三、四曲线相对平滑，且分别低于第三、四曲线，这表明在相同转速情况下，本发明散热风扇的涡流减少，而且噪音比现有风扇低。

表1是在相同转速下本发明散热风扇和现有散热风扇的技术参数对比表。从表1中我们可以发现，在相同转速下，相对现有风扇而言，本发明风扇的风压和风量不变，而噪音下降了1dB。

	转速(rpm)	噪音(dB)	风压(毫米水柱)	风量(cfm)
					现有风扇	3000	29.9	3.98	4.83
4000	39.1	7.08	6.44
				本发明风扇		3000	28.9	4	4.79
4000	38.2	7.11	6.39

表1

图6示出本发明的又一较佳实施例，与上述实施例不同之处在于，叶片264是一直叶式叶片，即叶片264延伸在一条直线上，叶片264的尾端延伸方向与旋转切线方向的夹角是直角。

本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化。例如，本发明的叶片164还可以是一前倾式叶片，即叶片164的尾端朝旋转方向前倾，使叶片164的尾端延伸方向与旋转切线方向的夹角是锐角。底板12的中央位置还可以设置一第二入风口。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种叶轮，包括轮毂和呈放射状分布于轮毂周围的多个叶片，所述叶片具有一迎风面以及一与所述迎风面相对的背风面，其特征在于，所述背风面上开设有多个轴向凹槽，该多个轴向凹槽沿轮毂的轴向延伸并沿轮毂的径向间隔排列，相邻的两个轴向凹槽之间形成一凸起，所述轴向凹槽的高度与所述叶片的高度相等，在轴向上贯通所述叶片。

2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述多个轴向凹槽等间距地分布在所述背风面上。

3.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述轴向凹槽是梯形槽、矩形槽或者圆弧槽中一种。

4.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述背风面的末端形成一分流倒角。

5.根据权利要求4所述的叶轮，其特征在于，所述分流倒角呈圆弧状或斜面状。

6.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述叶轮为离心式风扇的叶轮。

7.一种散热风扇，包括一底板、一盖板及连接于该盖板与底板之间的一侧壁，该盖板、底板与侧壁共同形成容置一叶轮的容置空间，其特征在于，所述叶轮是权利要求1至6中任一项所述的叶轮。

8.根据权利要求7所述的散热风扇，其特征在于，该盖板的中央位置形成一入风口，该侧壁的一侧形成一出风口。

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