CN1181495C - 用于冷却电子装置的温度控制冷却系统及其所用推动装置 - Google Patents

用于冷却电子装置的温度控制冷却系统及其所用推动装置 Download PDF

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Abstract

一用于温度控制的冷却系统，包括一风扇和一空气流导引系统，空气流导引系统包括一空气入口管道以导引该空气流至风扇，该空气入口管道包括一扰流减少栅，用以将空气管道分成若干个隔离流通路径；一空气出口管道以导引空气流出该风扇，该出口管道和风扇朝向与该空气入口管道垂直的方向以及风扇扇叶具弯曲扇叶表面的形状，构成相同方向的螺纹形状等均可以减少空气阻力的逆流而进一步减少空气流扰流，增加空气入口管道等空气流的流率而改善冷却效率。

Description

用以冷却电子装置之具降低扰流 及噪音并有较高效率之风扇及空气流
本发明涉及一种电子装置的冷却系统，尤指一种用于冷却电子装置的温度控制冷却系统，其具有一新结构排列的风扇以产生一冷空气流，且经过一具降低扰流，低噪音且高冷却效率的新颖流动区域。
改善现代电子装置的效能及结构设计之一主要限制为电子装置的热移除和温度控制的需求。根据温度控制的需要，一电子装置的热移除设计加重了空间限制和电源供应的需求。此外，若使用一风扇，也必须控制和减少操作该风扇所产生的噪音。
随着该电子装置的更缩小化以及电子电路制造成具较多的密度且需要高速操作和消耗较少电力的电路，改善热移除系统的需要也个跟着增加。当电子电路更积体化时，则需要较高的每单位体积热产生的移除速度。在另一方面，需要更严格的温度控制，因为具较高效能的电子电路倾向于对温度更为敏感。在此期间，此更严格的温度控制需求必须满足该冷却系统配置所获得的较小空间，因为现今的电子装置和空气移动装置已更为缩小化。
改善一空气移动装置的热移除效能之最直接考量为需考虑风扇和冷空气流通过电子电路以移除热的问题。图1A和B显示一种最常用以冷却电子装置的风扇1。空气流的出入口方向为平行的。该风扇1的扇叶2沿着垂直于扇叶2平面和平行于空气流方向的轴而旋转。此结构在空气流出入口之间会产生一直接压力差，因此提供大空气流以冷却和移除电子电路所产生的热。然而，此结构将导致一些困难度。第一个困难为排列该冷却系统的无变通性。因为需要安排空气流的出入口以引导空气流朝向该电子电路，使得最理想的空间安排变得困难些。其他的困难是由流动区域产生的扰流特性所造成。风扇扇叶的旋转不仅在扇叶附近的空气中产生一扰流，而且扰流特性被传送至从该冷却系统的入口至出口的整个空气流路径。在流动区域的扰流特性会影响空气流的稳定度和风扇操作的效率，以及增加噪音。
因此，使用一风扇和空气流管道的冷却系统之新系统结构和设计方法的需要仍然存在，以解决这些困难和限制。更特别的是，此新系统结构和设计方法必须能够减少在空气流路径之流动区域的扰流。减少流动区域之扰流，可产生较稳定和缓和空气流而得到较高风扇效率。再者，当流动区域的扰流减少时，风扇的噪音也可减少。
本发明的目的乃提供一种冷却系统，其包括一空气流导引系统和一风扇，以提供弹性的空间安装和减少流动区域的扰流而克服前述的现有装置所面临的困难。
尤其，本发明的目的乃提供一种冷却系统，其包括一空气流导引系统和一风扇，其中该空气流导引系统可允许空气流出入口的方向为不同的非平行方向，以允许弹性的空间安排。再者，该空气流导引系统具有扰流隔间，使得可减少流动区域的扰流。
本发明的另一目的乃提供一种冷却系统，其包括一空气流导引系统和一风扇，其中该空气流导引系统由管道所形成，所设计的结构是为减少空气流的反射，因此可减少流动区的扰流。
本发明的另一目的乃提供一种冷却系统，其包括一空气流导引系统和一风扇，其中该风扇具有一电动机，该电动机悬吊在该空气流导引系统之一管道壁上。因为不再需要用以支持风扇扇叶的翼肋，所以可减少噪音，而且也可消除来自该空气流和翼肋之间的干扰噪音。
本发明的另一目的乃提供一种冷却系统，其包括一空气流引系统和一风扇，其中该风扇的扇叶则作成在相邻扇叶间有螺纹状的形状以减少这些扇叶旋转所产生的扰流。
本发明的另一目的乃提供一种冷却系统，其包括一空气流导引系统和一风扇，其中该导引系统有凹口接近于该扇叶的前端。可将因对扇叶旋转的阻力而有空气流的逆流减至最少，使得可进一步减少空气流的扰流。
本发明的另一目的乃提供一种冷却系统，其包括一空气流导引系统和一风扇，其中该空气流导引系统具有其他空气入口，使流率增加。增加该冷却系统所产生的流率可达到较高的冷却速率。
为了实现上述目的，本发明揭露一用于温度控制的冷却系统，例如自电子电路移除热。该冷却系统包括一风扇和一空气流导引系统，其中该空气流导引系统包括一空气入口管道以导引该空气流至该风扇。该空气入口管道包括扰流减少栅，用以将该空气管道分成若干个隔离流通路径，因而减少空气扰流。
如以上所述的冷却系统，其中，该空气流导引系统还包括一出口管道以结合该风扇于其中，其中该出口部分和该风扇朝向与该导引该空气流至该风扇的空气入口管道不同的方向。
如以上所述的冷却系统，其中，该出口管道和风扇朝向与该空气入口管道垂直的方向，以导引该空气流流出该风扇。
又，如以上所述的冷却系统，其中，该空气入口管道借助由一具钝转角度的弯管道连接装置而与该出口管道连接，以缓和和减少空气流扰流流经其中。
如以上所述的冷却系统，其中，该风扇具有一转轴悬吊于该弯管道连接装置，在其中该风扇被结构性地支撑在该转轴之上，以减少空气流扰流。
如以上所述的冷却系统，其中，该风扇包括若干个扇叶，其中该扇叶被作成具有弯曲扇叶表面的形状，构成相同方向的螺纹形状以减少空气流扰流。
如以上所述的冷却系统，其中，该导引系统有凹口接近于该扇叶之一前端，以减少因空气阻力的逆流而进一步减少空气流扰流。
如以上所述的冷却系统，其中，该空气入口管道还包括其他开口以增加空气流的流率而改善冷却效率。
此外，应了解本案为下列所述，亦即，一推动装置包括一推动本体；一动叶轮，可旋转地设置于该推动本体之上且具有一可旋转扇叶，至于其轴向方向和放射方向已定义出；一第一流体导引装置，连接于该推动本体以导引一流体沿该放射方向供应给该动叶轮；以及一第二流体导引装置，连接于该推动本体以导引该流体沿该轴向方向离开该推动装置。
当然，如以上所述的推动装置，其中，该动叶轮可以是一风扇，该第一流体导引装置可以是一流体入口管道，以及该第二流体导引装置可以是一流体出口管道。
如以上所述的推动装置，其中，较佳地，该入口管道包括一扰流减少栅，用以将该入口管道分成若干个隔离流通路径，因而减少空气扰流。
如以上所述的推动装置，其中，较佳地，本发明还包括一第三流体导引装置，可旋转地设置于该推动本体之上，用以聚集该流体沿该轴向方向朝向一划定区域范围。
如以上所述的推动装置，其中，该第三流体导引装置可包括若干个平面定义之周边部分和若干个弓形周边部分，其中该平面和弓形周边部分可交互配置。
由于本用于温度控制的冷却系统(包括与冷却系统有相同原理的推动装置)，包括一风扇和一空气流导引系统，空气流导引系统包括一空气入口管道、一空气出口管道，该空气入口管道包括一扰流减少栅，用以将空气管道分成若干个隔离流通路径，该空气出口管道和风扇朝向与该空气入口管道垂直的方向，风扇扇叶具弯曲扇叶表面的形状并构成相同方向的螺纹形状以及导引系统还设有凹口，以减少空气阻力的逆流而可较大地减少空气流扰流及干扰噪音，增加空气入口管道等空气流的流率而提高冷却效率。
本发明的实施例请参阅所附附图的说明，俾得一更深入之了解。
图1A和B分别为用以移除最常使用的电子装置所产生的热之传统冷却系统风扇的侧面图和俯视图；
图2A至C分别为本发明的冷却系统之前端侧面图，后端侧面图和俯视图；以及
图3系为根据本发明的推动装置之一第三导引装置。
请参阅图2A至C，其分别为本发明的冷却系统或推动装置100之前端侧面图，后端侧面和俯视图。该冷却系统100包括一风扇110和一空气流导引系统，其中该空气流导引系统包括一空气入口管道120以导引该空气流至该风扇110。该空气入口管道120包括扰流减少栅125，用以将该空气管道分成若干个隔离流通路径130，因而减少空气扰流。该空气流导引系统还包括一出口管道140以结合该风扇110于其中，其中该出口管道140和该风扇110朝向与该导引该空气流至该风扇110的空气入口管道120不同的方向。如图2B所示，该出口管道140和该风扇110朝向与该空气入口管道120垂直的方向，以导引该空气流流出该风扇110。又，该空气入口管道120藉由一具钝转角度的弯管道连接装置145而与该出口管道140连接，以缓和和减少空气流扰流经其中。如图2B和C所示，该风扇110具有一转轴150悬吊于该变管道连接装置145，在其中该风扇被结构性地支撑在该转轴150之上，以减少空气流扰流。如图2B和C所示，该风扇110包括若干个扇叶160，其中该扇叶160被作成具有弯曲扇叶表面的形状，构成相同方向的螺纹形状以减少空气流扰流。又，该导引装置190具有凹口170接近于该扇叶160之一前端，以减少因空气阻力的逆流，进而更减少空气流扰流。再者，该空气入口管道120还包括其他开口，例如图2B所示的开口180，用以增加空气流的流率而改善冷却效率。
因此，本发明提供一种冷却系统，其包括一空气流导引系统和一风扇以提供弹性的空间安排和减少流动域之扰流以克服现有装置所面临的困难。尤其，本发明提供一种冷却系统，其中该空气流导引系统可允许空气流出入口的方向为不同的非平行方向，以允许弹性的空间安排。再者，该空气流导引系统具有扰流隔间，可减少流动区域的扰流。该空气流导引系统由管道所形成，所设计之形状是为减少空气流的反射，因此可减少流动区域的扰流。该风扇具有一电动机，该电动机悬吊在该空气流导引系统之一管道壁上。因为不再需要用以支持风扇扇叶的翼肋，所以可减少噪音，且也可消除来自该空气流和翼肋之间的干扰噪音。该风扇的扇叶作成在相邻扇叶间有螺纹状的形状以减少这些扇叶旋转时所产生的扰流。该导引装置具有凹口接近于该扇叶的前端。可将因对扇叶旋转的阻力而有空气流的逆流减至最少，使得可更减少空气流的扰流。在该空气流导引系统中提供其他空气入口以增加流率。增加该冷却系统所产生的流率可达到较高的冷却速率。
换个不同说法是，该推动装置100包括一推动本体135，具有一整流罩(cowling)；一动叶轮或风扇110，可旋转地设置于该推动本体135之上且具有一可旋转扇叶160，至于其轴向方向A和放置方向R已定义出；一第一流体导引装置120，连接于该推动本体135以导引一流体沿该放射方向R供应至该动叶轮110；以及一第二流体导引装置140，连接于该推动本体135以导引该流体沿该轴向方向A离开该推动装置100。较佳地，本发明的装置100还包括一第三流体导引装置190，如图3所示，可旋转地设置于该推动本体135之上，用以聚集该流体沿该轴向方向A朝向一划定区域范围。该第三流体导引装置190可包括二个平面定义的周边部分192和二个弓形周边部分191，其中该平面和弓形周边部分192和191可交互配置。

Claims (17)

1.一种用于温度控制的冷却系统，其特征在于，其包括：
一风扇，以及
一空气流导引系统，其包括一空气入口管道以导引该空气流至该风扇，其中该空气入口管道包括一扰流减少栅，用以将该空气管道分成若干个隔离流通路径，因而减少空气扰流，其中该风扇由一悬吊于该空气流导引系统的电动机所驱动，使该风扇被结构性地只支撑在该电动机之上以减少空气流扰流。
2.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，该空气流导引系统还包括一出口管道以结合该风扇于其中，其中该出口管道和该风扇朝向与该空气入口管道不同的方向。
3.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，该出口管道和该风扇朝向与该空气入口管道垂直的方向，且该空气入口管道藉由一具钝转角度的弯管道连接装置而与该出口管道连接，以缓和和减少空气流扰流流经其中。
4.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，该风扇包括若干个扇叶，其中该扇叶作成具有弯曲扇叶表面的形状，结构相同方向的螺纹形状以减少空气流扰流。
5.如权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，另包括一导引装置，其具有凹口接近于该扇叶之一前端以减少因空气阻力的逆流而进一步减少空气流扰流。
6.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，该空气入口管道更包括一个以上的开口，用以加空气流的流率而改善冷却效率。
7.一种用于温度控制的冷却系统，其特征在于，其包括：
一风扇以及一空气流导引系统，其中该导引系统包括一空气入口管道以导引该空气流至该风扇，而该风扇由一悬吊于该空气流导引系统的电动机所驱动，且该风扇被结构性地只支撑在该电动机之上以减少空气流扰流。
8.如权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，该空气流导引系统还包括一出口管道以结合该风扇于其中，其中该出口管道和该风扇朝向与该空气入口管道不同的方向。
9.如权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，该出口管道和该风扇朝向与该空气入口管道垂直的方向，且该空气入口管道藉由一具钝转角度的弯管道连接装置而与该出口管道连接，以缓和和减少空气流扰流流经其中。
10.如权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，该风扇包括若干个扇叶，其中该扇叶做成具有弯曲扇叶表面的形状，构成相同方向的螺纹形状以减少空气流扰流。
11.如权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，还包括一导引装置，其具有凹口接近于该扇叶之一前端，以减少因空气阻力的逆流而更减少空气流扰流。
12.如权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，该空气入口管道还包括一个以上的开口，用以增加空气流的流率而改善冷却效率。
13.如权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，
该空气流导引系统包括一第一流体导引装置及一第二流体导引装置，其中该第一流体导引装置为该空气入口管道，以导引该空气沿该风扇的放置方向供应至该风扇，该空气入口管道还包括一扰流减少栅其系固定设置在该空气入口管道内，用以将该空气入口管道分成若干个隔离流通路径，以减少空气扰流；以及
该第二流体导引装置，以导引该空气沿该风扇的轴向方向离开该风扇；以及
一第三流体导引装置，用以聚集该空气沿该风扇的轴向方向朝向一划定区域范围。
14.如权利要求13所述的冷却系统，其特征在于，该第二流体导引装置为一流体出口管道。
15.如权利要求13所述的冷却系统，其特征在于，该第三流体导引装置可包括若干个平面定义的周边部分和复数个弓形周边部分。
16.如权利要求15所述的冷却系统，其特征在于，该平面和弓形周边部分可交互配置。
17.如权利要求16所述的冷却系统，其特征在于，该第三导引装置具有凹口，接近于该扇叶之一前端，以减少因空气阻力的逆流进而减少空气流扰流。
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