CN112594216A - 一种风扇装置及具有该风扇装置的服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风扇装置及具有该风扇装置的服务器，风扇装置包括：转轴，用于带动叶片组件绕转轴的轴线转动；叶片组件，可转动的连接于转轴；离心件和用于带动离心件靠近转轴的弹性件，当转轴转动时，离心件以转轴为中心做离心运动；离心件沿转轴的径向移动，带动叶片组件相对于转轴转动，以调整叶片组件的叶片倾角。本发明提供了一种根据转速自动改变叶片倾角的风扇装置，能够利用调整转速适应的改变叶片的倾斜角度，可以根据不同使用情况，预先设定二者的匹配关系，以设定风速与叶片倾斜的关系，改善风扇装置的调控策略，提升风扇装置的工作效率。

Description

一种风扇装置及具有该风扇装置的服务器

技术领域

本发明涉及服务器散热技术领域，更具体地说，涉及一种风扇装置。此外，本发明还涉及一种包括上述风扇装置的服务器。

背景技术

随着服务器产业的迅猛发展，CPU的性能要求也越来越高，高性能伴随的高功耗对整体的散热设计尤其散热风扇的效率、性能提出了越来越高的要求。

现阶段的散热结构中，以普通设计的风冷服务器为例，普通设计的散热风扇叶片的叶片角度以及倾角均是固定的，由风扇结构所产生的散热效果是固定的，所以在使用过程中，改变风量、风压只能通过转速来调整，调控手段单一。

使用过程中的不同转速下，风扇叶片的叶片角度和倾角是固定不能改变会导致风扇的效率无法调试达到最优状态，使得风扇的使用往往不能够实现设计中的最优使用效果。

综上所述，如何避免风扇整体效率偏低的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种风扇装置，该风扇装置能够根据风速实现排风效果的调整，能够显著提高工作效率。

本发明的另一目的是提供一种包括上述风扇装置的服务器，该服务器能够针对不同情况实现不同类型的散热方式，具有较好的散热效果。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种风扇装置，包括：

转轴，用于带动叶片组件绕所述转轴的轴线转动；

叶片组件，可转动的连接于所述转轴；

离心件和用于带动所述离心件靠近所述转轴的弹性件，当所述转轴转动时，所述离心件以所述转轴为中心做离心运动；所述离心件沿所述转轴的径向移动，带动所述叶片组件相对于所述转轴转动，以调整所述叶片组件的叶片倾角。

优选的，所述叶片组件包括叶片连接轴和与所述叶片连接轴连接的叶片，所述叶片连接轴的一端可转动的连接于所述转轴；所述离心件可移动的设置于所述叶片连接轴。

优选的，所述离心件包括质量块和与所述质量块连接的转换件，所述转换件设有限位部，所述叶片连接轴设有与所述限位部实现限位滑动的卡接部。

优选的，所述质量块和/或所述转换件设有限位结构，用于限制所述质量块和/或所述转换件以所述径向为轴的转动。

优选的，所述限位部包括滑槽，所述卡接部包括插入于所述滑槽的凸起，所述滑槽为直线滑槽，且与所述径向方向具有夹角。

优选的，所述限位部包括滑槽，所述卡接部包括插入于所述滑槽的凸起，所述滑槽为曲线滑槽，且沿所述曲线滑槽的长度方向，所述曲线滑槽与所述径向方向的夹角具有变化。

优选的，所述转换件为连接于所述质量块的管件，所述管件套接于所述叶片连接轴。

优选的，当所述质量块靠近所述转轴时，所述叶片的叶片倾角减小；当所述质量块远离所述转轴时，所述叶片的叶片倾角增大；

或，当所述质量块靠近所述转轴时，所述叶片的叶片倾角增大；当所述质量块远离所述转轴时，所述叶片的叶片倾角减小。

优选的，所述转轴的个数至少为一个，同一个所述转轴上的一组所述叶片组件的叶片倾角相同。

一种服务器，包括壳体和设置于所述壳体的风扇装置，所述风扇装置为上述任一项所述的风扇装置。

本申请提供了一种根据转速自动改变叶片倾角的风扇装置，能够利用调整转速适应的改变叶片的倾斜角度，可以根据不同使用情况，预先设定二者的匹配关系，以设定风速与叶片倾斜的关系，改善风扇装置的调控策略，提升风扇装置的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的风扇装置的示意图；

图2为本发明所提供的风扇装置的内部结构示意图；

图3为本发明所提供的风扇装置的主要结构示意图；

图4为本发明所提供的离心件和弹性件的一种实施方式的示意图；

图5为本发明所提供的离心件和弹性件的另一种实施方式的示意图；

图6为本发明所提供的叶片连接轴与叶片的示意图；

图7为本发明所提供的具体实施例一的结构示意图；

图8为本发明所提供的具体实施例一的倾角与转速对应关系图；

图9为本发明所提供的具体实施例二的结构示意图；

图10为本发明所提供的具体实施例二的倾角与转速对应关系图；

图11为本发明所提供的具体实施例三的结构示意图；

图12为本发明所提供的具体实施例四的结构示意图。

图1-图12中，附图标记包括：

10为转轴、1为叶片连接轴、2为叶片；11为转换件、12为质量块、13为弹性件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种风扇装置，该风扇装置能够根据风速实现排风效果的调整，能够显著提高工作效率。

本发明的另一核心是提供一种包括上述风扇装置的服务器，该服务器能够针对不同情况实现不同类型的散热方式，具有较好的散热效果。

请参考图1至图12，本申请提供了一种风扇装置，结构上主要包括：转轴10、叶片组件、离心件和用于带动离心件靠近转轴10的弹性件13。

具体地，转轴10设置在风扇装置的壳体上，并与驱动装置连接，用于向叶片组件进行动力输入，以使转轴10的转动带动叶片组件绕转轴10的轴线转动。叶片组件连接于转轴10，具体沿转轴10的径向或与径向具有夹角的方向插入于转轴，且能够以转轴10的径向或与径向具有夹角的方向为轴进行转动。

离心件通过弹性件13连接于转轴10或叶片组件，当转轴10转动时，离心件以转轴10为中心做离心运动，以远离转轴10；当转轴10停止或降速时，离心件受到弹性件13的作用，以靠近转轴10；在此过程中，离心件具有沿转轴10的径向的移动，离心件10沿径向的移动，可带动叶片组件进行相对于转轴10的转动，具体为以径向为轴的转动、或以与径向具有一定夹角的方向的转动，该转动可以调整叶片组件的叶片倾角。

本实施例中当转轴10的转速不同时，离心件的离心力也不同，因而会时离心件相对于转轴10移动，以呈现与转轴10的不同距离，当离心件移动至不同位置时，会带动叶片组件进行转动移动，叶片组件的转动可改变叶片组件的叶片倾角，使风扇装置的叶片倾角随着转速的不同自动的调整。在不同的风扇转速下，风扇的叶片也对应不同的叶片角度或倾角，从而实现风扇整体的效率达到最高。

本申请提供了一种根据转速自动改变叶片倾角的风扇装置，能够利用调整转速适应的改变叶片的倾斜角度，可以根据不同使用情况，预先设定二者的匹配关系，以设定风速与叶片倾斜的关系，改善风扇装置的调控策略，提升风扇装置的工作效率。

需要说明的是，本申请中的轴向指的是转轴10的轴向，本申请中的径向指的是转轴10的径向。

在上述实施例的基础之上，叶片组件包括叶片连接轴1和与叶片连接轴1连接的叶片2，叶片连接轴1的一端可转动的连接于转轴10；离心件可移动的设置于叶片连接轴1。

请参考图3至图6，叶片连接轴1插入于转轴10中，并与叶片2固定连接，叶片连接轴1插入转轴10中后可以转动，以带动叶片2改变叶片倾角。

离心件设置在叶片连接轴1上，能够相对于叶片连接轴1进行移动，以靠近或远离转轴10。

叶片连接轴1用于将叶片2可转动的连接至转轴10，并用于设置离心件，可选的，叶片连接轴1可以为圆杆或其他形状的结构。

本实施例中采用叶片连接轴1设置离心件，具体地，离心件可以套接在叶片连接轴1上，以便使离心件的移动方向更稳定。

在上述实施例的基础之上，离心件具体包括质量块12和转换件11，转换件11与质量块12连接，转换件11设有限位部，叶片连接轴1设有与限位部实现限位滑动的卡接部。

需要说明的是，转换件11与质量块12为固定连接，质量块12能够带动质量块12沿叶片连接轴1移动。或者转换件11与质量块12为可转动连接，即质量块12套接于叶片连接轴1，并可相对于叶片连接轴1转动，质量块12的移动可以带动转换件11移动，但质量块12的转动并不影响转换件11。

风扇装置转动时，在质量块12沿叶片连接轴1长度方向运动时，可以使叶片连接轴1产生偏转，进而带动叶片2调整其倾角，质量块由于离心力的作用会产生远离风扇中心轴的运动，风扇转速越高则离心力越大、质量块越向离轴方向运动。

转换件11设置的限位部与叶片连接轴1设置的卡接部可以配合在限制范围内相对移动，因此转换件11的移动能够带动叶片连接轴1进行转动，同时转换件11也限制叶片连接轴1的转动范围。

常见的转换件11与叶片连接轴1的设置方式包括在二者之一上设置轨道，并在另一者上设置与轨道配合的结构，以转换件11的径向移动，带动叶片连接轴1以径向方向为轴的转动。

可选的，二者之间也可以通过弹性件或柔性件连接，但在一定程度上会造成对于叶片转动效率的滞后，可以通过调整弹性件的弹性系数或柔性件的长度降低滞后的影响。

由于离心件需要通过径向移动带动叶片组件的转动，因此，离心件不能以径向为轴进行转动，否则叶片组件将不会被带动进行转动。因此，质量块12和/或转换件11设有限位结构，用于限制质量块12和/或转换件11以径向为轴的转动。

可选的，还可以在叶片连接轴1上设置止转部，以限制或与上述限位结构配合限制离心件的转动。

本实施例中，通过设置限位结构或止转部等，避免离心件转动，从而确保离心件的径向移动能够完全用于带动叶片组件的转动。

由于叶片2数量、风扇结构以及箱体内流场等具体情况的不同，风扇转速与其叶片角度/倾角的最佳配合关系也是不同的，具体的调整策略可以有多种样式，可以通过不同运动转换结构来实现。在上述实施例的基础之上，请参考图4、图7和图9，限位部包括滑槽，卡接部包括插入于滑槽的凸起，滑槽为直线滑槽，且与径向方向具有夹角。其中，图7和图9分别是具体实施例一和具体实施例二的示意图，是两种不同的直线滑槽，在转速增大的过程中，二者叶片倾角的变化不同，假设图7所示的是在转速增大过程中，离心件向图7中的右侧移动，使得凸起将向下方转动，会带动叶片的倾角增大；则图9中，在转速增大过程中，离心件向图9中的右侧移动，使得凸起将向上方转动，会带动叶片的倾角减小。上述情况也可以兑换。虽然均为直线滑槽，但二者的设置角度不同，在转速增大时，将出现相反的效果。

上述滑槽具体可以为滑轨，或者其他用于凸起滑动设置的结构。滑槽具体为直线结构，对应的倾角和转速的关系，可以参考图8。在直线结构的滑槽的设置下，倾角与转速为线性关系，且变化率不变。

可选的，限位部包括滑槽，卡接部包括插入于滑槽的凸起，滑槽为曲线滑槽，且沿曲线滑槽的长度方向，曲线滑槽与径向方向的夹角具有变化。请参考图5、图11和图12，曲线滑槽的作用是使由风扇转速改变导致的叶片倾角的改变的效率为可变状态，从而能够适应种类更多、更复杂的使用场景。需要说明的是，图11和图12中的叶片倾角的变化率是具有改变的。另外，当滑槽对应的圆心角大于90度时，可能会出现叶片倾角先增大、后减小或者先减小后增大的情况。

在上述任意一个实施例的基础之上，转换件11为连接于质量块12的管件，管件套接于叶片连接轴1。质量块12和转换件11均可以套接于叶片连接轴1，转换件11设置有上述滑槽，滑槽与叶片连接轴1的凸起滑动连接，以使转换件11的径向移动带动叶片连接轴1绕径向进行转动，或绕具有径向方向延伸的轴进行转动。

请参考图7、图8、图9和图10，图7和图9分别是具体实施例一和具体实施例二的示意图，图8为图7的倾角与转速的关系图，图10为图9的倾角与转速的关系图。

风扇转轴10的转速叶片倾角的关系可以根据实际情况进行调整。当质量块12靠近转轴10时，叶片2的叶片倾角减小；当质量块12远离转轴10时，叶片2的叶片倾角增大。

或者，当质量块12靠近转轴10时，叶片2的叶片倾角增大；当质量块12远离转轴10时，叶片2的叶片倾角减小。

可选的，转轴10的个数至少为一个，同一个转轴10上的一组叶片组件的叶片倾角相同。具体地，在一个转轴10上的同一个轴向位置上，设置有一圈叶片组件，叶片组件的叶片连接轴1分别连接在同一个轴向位置的一周，以形成周向上的若干个叶片组。

在一个转轴10的不同周向位置上，分别设置叶片组，不同位置的叶片组的叶片倾角可以相同或者存在差异，可以根据实际需要进行调整。

除了上述各个实施例中所提供的风扇装置的主要结构，本发明还提供一种包括上述实施例公开的风扇装置的服务器，该风扇装置设置在服务器的壳体上，便于进行壳体内部的散热工作。该服务器的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的风扇装置和服务器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风扇装置，其特征在于，包括：

转轴(10)，用于带动叶片组件绕所述转轴(10)的轴线转动；

叶片组件，可转动的连接于所述转轴(10)；

离心件和用于带动所述离心件靠近所述转轴(10)的弹性件(13)，当所述转轴(10)转动时，所述离心件以所述转轴(10)为中心做离心运动；所述离心件沿所述转轴(10)的径向移动，带动所述叶片组件相对于所述转轴(10)转动，以调整所述叶片组件的叶片倾角。

2.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于，所述叶片组件包括叶片连接轴(1)和与所述叶片连接轴(1)连接的叶片(2)，所述叶片连接轴(1)的一端可转动的连接于所述转轴(10)；所述离心件可移动的设置于所述叶片连接轴(1)。

3.根据权利要求2所述的风扇装置，其特征在于，所述离心件包括质量块(12)和与所述质量块(12)连接的转换件(11)，所述转换件(11)设有限位部，所述叶片连接轴(1)设有与所述限位部实现限位滑动的卡接部。

4.根据权利要求3所述的风扇装置，其特征在于，所述质量块(12)和/或所述转换件(11)设有限位结构，用于限制所述质量块(12)和/或所述转换件(11)以所述径向为轴的转动。

5.根据权利要求3所述的风扇装置，其特征在于，所述限位部包括滑槽，所述卡接部包括插入于所述滑槽的凸起，所述滑槽为直线滑槽，且与所述径向方向具有夹角。

6.根据权利要求3所述的风扇装置，其特征在于，所述限位部包括滑槽，所述卡接部包括插入于所述滑槽的凸起，所述滑槽为曲线滑槽，且沿所述曲线滑槽的长度方向，所述曲线滑槽与所述径向方向的夹角具有变化。

7.根据权利要求3所述的风扇装置，其特征在于，所述转换件(11)为连接于所述质量块(12)的管件，所述管件套接于所述叶片连接轴(1)。

8.根据权利要求3至7任一项所述的风扇装置，其特征在于，当所述质量块(12)靠近所述转轴(10)时，所述叶片(2)的叶片倾角减小；当所述质量块(12)远离所述转轴(10)时，所述叶片(2)的叶片倾角增大；

或，当所述质量块(12)靠近所述转轴(10)时，所述叶片(2)的叶片倾角增大；当所述质量块(12)远离所述转轴(10)时，所述叶片(2)的叶片倾角减小。

9.根据权利要求1至7任一项所述的风扇装置，其特征在于，所述转轴(10)的个数至少为一个，同一个所述转轴(10)上的一组所述叶片组件的叶片倾角相同。

10.一种服务器，包括壳体和设置于所述壳体的风扇装置，其特征在于，所述风扇装置为权利要求1至9任一项所述的风扇装置。

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