CN1643261A - 双向吸入型离心式风扇和用于计算机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种能双向吸入流体的双吸离心式风扇及使用该双吸离心式风扇的用于计算机的冷却装置。在该离心式风扇和冷却装置中，圆盘被设置在叶片和毂之间从而流体被吸入到圆盘的两个表面，然后向着叶片排出。就是说，吸入的流体之间的干扰被最小化以抑制湍流的产生，从而减少了噪声并提高了效率。同样离心式风扇的叶片的内端部被排列在圆盘的内侧部分以相对缩短叶片的弦长，由此减少因BPF产生的音调噪声和叶片的热变形。而且，由于圆盘的大小被调整，所以叶片的数量不受限制并且本发明的离心式风扇和在其中安装离心式风扇的冷却装置可通过重新构造冷却装置的框架和盖子而被应用到计算机。

Description

双向吸入型离心式风扇和用于计算机的冷却装置

技术领域

本发明涉及一种用于计算机的冷却装置，并且尤其涉及一种能双向吸入流体的双吸离心式风扇和使用该双吸离心式风扇的用于计算机的冷却装置。

背景技术

传统的冷却装置一般使用轴流风机。然而，笔记本电脑更适宜使用具有比轴流风机静压高的离心式风机，因为离心式风机具有非常高的集成度和大的流体气阻。

离心式风扇根据吸入类型通常被分类成在一个方向吸入流体的单吸风扇和在两个方向吸入流体的双吸风扇。传统的单吸离心式风扇将参照图1进行描述。

如图1所示，离心式风扇10具有圆形支承板11，在支承板11中心部分上的毂13和在支承板11的周边从毂13放射状排列的多个叶片15。轮辋型肋17与叶片15的顶部结合以增强叶片15的强度。毂13与外部电机的轴19结合从而离心式风扇10通过轴19的旋转被转动。

由于具有上述结构的传统的离心式风扇10仅在一个方向吸入流体，当被应用到用于计算机的冷却装置中时，由于空间限制的原因与双吸离心式风扇相比它的冷却效率被不利地降低了。

此外，用于旋转离心式风扇10的电机被另外安装在离心式风扇10的外部因而占用大的空间。结果，其缺陷在于传统的单吸离心式风扇很少应用在具有元件集成度高的物品譬如笔记本电脑上。

图2A表示被提议的解决上述缺点的一种双吸离心式风扇。

如图2B所示，离心式风扇20包括一个毂21，电机30(图2B)在内部被安装在毂21上，和多个呈放射状排列在毂21的外缘的叶片23。

离心式风扇20被安装在一个顶端和侧面具有开口的框架40内。多个散热片43被安装在临近框架40的侧面开口处，并且一个盖子47被放置在框架40的上部开口之上。框架40具有入口40a并且盖子47具有入口47a，从而入口40a和47a向外暴露叶片23的内端部和中心部分，而框架40和盖子47则封装叶片23的外端部。

结果，当离心式风扇20通过电机的驱动力被旋转时，流体被吸入到框架40的入口40a和盖子47的入口47a内并向着散热片43排出以冷却散热片43。

然而，如上所述的传统的离心式风扇20具有的缺陷在于通过叶片23的内端部吸入的流体与通过叶片23的中心部分吸入的流体发生干涉而产生入口湍流从而产生严重的噪音并降低了效率。

此外，由于该叶片具有长的弦长，所以由于叶片通过频率(Blade-Passing Frequency)(BPF)，即发生在具有叶片的旋转结构中噪音的独特频率而导致的音调噪声不利地升高。

依照长的弦长造成的应用条件很容易发生热变形。

而且，虽然具有上述结构的离心式风扇在具有少量的叶片时可以使用，但是当离心式风扇具有很多叶片时，在结构上很难使用上述离心式风扇。

发明内容

本发明用以解决前述问题，因此本发明的一个目的是提供一种能将由于在两个方向上吸入的流体之间的干扰引起的湍流最小化从而减少噪声和提高效率的双吸离心式风扇，和使用该双吸离心式风扇用于计算机的冷却装置。

本发明的另一个目的是提供一种能减少叶片弦长从而进一步减少噪声和防止叶片变形的双吸离心式风扇，和使用该双吸离心式风扇用于计算机的冷却装置。

本发明的再一个目的是提供一种能在没有叶片数量限制的情况下使用的双吸离心式风扇和使用该双吸离心式风扇用于计算机的冷却装置。

根据用于实现上述目的的本发明的一个方面，双吸离心式风扇包括：一个在一面具有开口的圆柱形毂(hub)；一个放置在毂的外部边缘处的轮辋型圆盘(rim-shaped disk)；和多个规则地排列在圆盘内的叶片。

根据用于实现上述目的的本发明的另一个方面，用于计算机的冷却装置包括：一个安装在计算机主框架(main frame)内并在顶部和侧面部分具有开口和在下面内具有轮辋型框架入口的框架；一个与该框架的上部开口结合的盖子，该盖子具有盖子入口，该盖子入口与框架入口同轴并具有与框架入口的直径近似的直径；多个分布在框架侧部开口内的散热片；一个离心式风扇，其包括一个在一面具有开口的圆柱形毂，一个布置在毂的外缘的轮辋型圆盘和多个规则地排列在圆盘内并用于将流体吸入框架入口和盖子入口内并向着散热片排出流体的叶片；及一个安装在离心式风扇内用于旋转离心式风扇的电机。

附图说明

图1是传统的单吸离心式风扇的立体图；

图2A是传统的双吸离心式风扇的立体图；

图2B是表示图2A中的离心式风扇的应用的剖视图；

图3A是根据本发明第一个实施例的离心式风扇和冷却装置的分解立体图；

图3B是表示图3A的离心式风扇的应用的组合剖视图；

图4是表示图3A中的离心式风扇与传统的离心式风扇相比较的OSPL图表；

图5A是表示依据按照本发明第一个实施例的离心式风扇的频率的声压级与传统的离心式风扇的频率的声压级相比较的图表；

图5B是表示为了容易对比而将图5A的图表在一个图中表示的图表；

图6是表示根据本发明第一个实施例的离心式风扇的总P-Q性能曲线与现有技术的离心式风扇的总P-Q性能曲线相比较的图表；

图7A是根据本发明第二个实施例的离心式风扇的分解立体图；

图7B是表示图7A中的离心式风扇的应用的组合剖视图；

图8A到图8C是表示根据本发明的第三到第五实施例的离心式风扇的立体图；及

图9A到图9C是表示根据本发明第六到第八个实施例的离心式风扇的立体图。

具体实施方式

下面将参照附图对根据本发明的离心式风扇和用于计算机的冷却装置的优选实施例进行详细描述。

第一实施例

图3A是表示根据本发明第一个实施例的离心式风扇和冷却装置的分解立体图，下面将对其进行描述。

如图3A所示，离心式风扇100包括毂110，圆盘120和多个叶片130。毂110被制作成一个在一端具有一个开口并且其中具有一个电机240的中空圆柱形(图3B)。圆盘120被制作成一个具有内边缘与毂110外边缘结合的轮辋的形状。叶片130在毂110的中心周围被放射状地排列在圆盘120的外缘，并且与从圆盘120的半径处延伸的直线L成一定的角度。

详细描述这一点，叶片130的排列是从圆盘120的内部朝向外部，并有一个端部或内端部(inner ends)被整体地排列在圆盘120的内部和外部边缘之间，并且另一个端部或向外的端部伸出圆盘120。叶片130具有分别从圆盘120向上和向下伸出的区域131和133，其中向上伸出的区域131与向下突出的区域133的形状基本相同。就是说，叶片130被部分地插入圆盘120中从而从圆盘120向上突出的叶片130的区域131与从圆盘120向下突出的叶片130的区域133的形状相同。

叶片130的内端部被整体地形成在如上的圆盘120的内缘和外缘之间以加强圆盘120和叶片130之间的结合部分的强度。叶片130的数量优选是12到24(其原因将在随后的说明书中进行描述)。

下面参照图3A和3B对上述结构的离心式风扇100在笔记本电脑中的应用进行描述。

图3B是表示图3A的离心式风扇的应用的组合剖视图。

如图3B所示，一个框架210被安装在一个计算机主框架(未示出)内的一个中央处理器(未示出)上。框架210在它的一个顶端和一个侧面部分具有开口并在它的一个下面213具有一个入口217。就是说，下面213包括一个中心部分214和一个外部215，外部215的内缘与中心部分214的外缘隔开一定间隔以限定入口217。该中心部分214和外部215通过连接部件216相互连接(图3A)。

盖子220与框架210的上端开口结合，并且多个散热片230被安装在侧面开口处。盖子220具有与框架210的入口217同轴的入口221。盖子220的入口221还具有与框架210的入口217的直径D1相等的直径d。

离心式风扇100被安装在框架210内。详细地描述这一点，具有构造在其内用于旋转该离心式风扇100的电机240的毂110被支承在框架210的下面214的中心部分214上。圆盘120既与框架210的入口217相对又与盖子220的入口221相对。圆盘120的外缘位于超出框架210的入口217的框架210的外部215之上，并且最好位于连接到框架210的入口217的外侧的框架210的外部215之上。然后，叶片130的内端部和中心部分通过框架210的入口217和盖子220的入口221向外暴露，同时，叶片130的外端部被框架210和盖子220掩盖。

在根据本发明第一个实施例的离心式风扇100中，叶片的数量如上面所提出的是12到24个。具有12到24个叶片的风扇通常被称为涡轮风扇，并且由于双吸涡轮风扇具有较长的作为赋予流体能量的旋转体的叶片弦长，所以叶片的外端部被框架210和盖子220掩盖。

结果，流体通过离心式风扇100经由框架210和盖子220的入口217和221被吸入，然后在圆盘120的两个表面的导引下向着叶片130流动，从而解决了流体之间的干扰。这有效地限制了湍流的产生。

同样，叶片130的内端部被设置成与圆盘120的表面构成整体从而叶片的弦长与传统的叶片相比被减小了。其结果是，由于BPF的缘故产生的音调噪声被降低并且热变形也很少发生了。

根据本发明第一个实施例的噪声减少和性能改进的效果参照图4到图6将更加清楚。

图4是表示图3A中的离心式风扇与传统的离心式风扇相比较的总声压级(OSPL)的图表。

参照图4，根据本发明第一个实施例的离心式风扇具有比传统的离心式风扇减少大约3dB的OSPL的效果。

图5A是表示根据本发明第一个实施例按照离心式风扇的频率与传统的离心式风扇频率相比较的声压级图表，而图5B表示本发明的离心式风扇的图表与传统的离心式风扇的图表在一个图中交叠。

特别地，图5A和5B表示在图4的OSPL图表中根据在4500RPM点(即，在本发明中OSPL是37dB和在现有技术中OSPL是40dB的点)上的频率的声压级。

参照图5A和5B，由于本发明的离心式风扇的声压级被表示成比传统的离心式风扇的声压级平滑的曲线，所以因BPF产生的音调噪声被显著地减少并且湍流噪声也被大量减少了。就是说，本发明的离心式风扇的内端部形成在圆盘的内部以缩短叶片的弦长从而减少由于BPF产生的音调噪声。

图6是表示根据本发明的第一个实施例的离心式风扇的总的P-Q性能曲线与现有技术的离心式风扇的总P-Q性能曲线相比较的图表。

参照图6，曲线图的倾度基本上是一致的，并且从图表中可以获悉本发明的离心式风扇与传统的离心式风扇相比具有相似或更好的P-Q性能。

第二实施例

图7A是根据本发明第二个实施例的离心式风扇的分解立体图，而图7B是表示图7A中的离心式风扇的应用的组合剖视图。

本实施例将将根据其与第一个实施例相比较的区别进行描述，其中离心式风扇300的叶片330的数目至少是25并与圆盘320一起被放置在框架260和盖子270的入口267和271的内缘和外缘之间。多叶风扇一般意味着其中叶片具有大约90度或更大的出射角并且叶片的数目是36到64的风扇。由于双吸多叶风扇具有较短的叶片弦长其起到作为旋转体以赋予流体能量的作用，所以叶片330的外端部可以选择性地被框架260和盖子270覆盖。

图7B表示圆盘320和叶片330通过框架260和盖子270的入口267和271向外暴露。

第三到第五实施例

图8A到8C是根据本发明第三到第五实施例的离心式风扇的立体图。

根据本发明第三到第五实施例的离心式风扇将参照图8A到图8C及其与第一和第二实施例相比较的区别进行描述。

图8A是根据本发明的第三实施例的离心式风扇的立体图。在图8A中，与第一个实施例相比较，离心式风扇400的叶片430通过内端部在外部与毂410的表面接触并被设计为外端部超出圆盘420的形式。

此外，与第二个实施例相比较，离心式风扇400的叶片430相对于从圆盘420的半径延长的直线以一定的角度倾斜。

图8B是根据本发明第四个实施例的离心式风扇的立体图。在图8B中，与第一个实施例相比较，离心式风扇500的叶片530通过内端部与毂510的表面以及通过外端部在外部与圆盘520的外缘接触。

此外，与第二个实施例相比较，离心式风扇500的叶片530相对于从圆盘520的半径延伸的直线以一定的角度倾斜。

图8C是根据本发明第五个实施例的离心式风扇的立体图。在图8C中，与第一个实施例相比较，离心式风扇600的叶片630通过内端部被排列在圆盘620的外缘和内缘之间并且通过外端部在外部与圆盘620的外缘接触。

此外，与第二个实施例相比较，离心式风扇600的叶片630相对于从圆盘620的半径延伸的直线以一定的角度倾斜。

第六到第八实施例

图9A到9C是根据本发明的第六到第八个实施例的离心式风扇的立体图。

根据本发明第六到第八实施例的离心式风扇将参照图9A到图9C及其与第一和第二实施例相比较的区别进行描述。

与第一到第五实施例不同，根据本发明的第六到第八实施例的离心式风扇具有从圆盘处分别向上和向下突出的叶片。尽管叶片的向上突出部分和向下突出部分彼此形状相同，但是它们不是对称地排列。就是说，离心式风扇的叶片按照一定的间隔被交替排列在圆盘的上表面和下表面。

图9A是根据本发明第六实施例的离心式风扇的立体图。在图9A中，离心式风扇700的叶片730包括上部叶片731和下部叶片733，并按照相同的间隔被交替排列在圆盘720的上表面和下表面上。就是说，上部叶片731被排列在圆盘720的上表面并从圆盘720的上表面向上突出，而且以一定的角度倾斜。而下部叶片733则被排列在圆盘720的下表面上并从圆盘720的下表面向下突出，而且以一定的角度倾斜。叶片730同样通过内端部在外部与毂710接触并被设计为外端部超出圆盘720的形式。

图9B是根据本发明第七实施例的离心式风扇的立体图。在图9B中，离心式风扇800的叶片830包括上部叶片和下部叶片，并且以相同的间隔交替排列在圆盘820的上表面和下表面。就是说，上部叶片被排列在圆盘820的上表面并且从圆盘820的上表面向上以一定的角度倾斜。而下部叶片则被排列在圆盘820的下部表面上并且从圆盘820的下部表面向下以一定的角度倾斜。叶片830同样通过内端部与毂810以及通过外端部在外部与圆盘820的外缘接触。

图9C是根据本发明第八实施例的离心式风扇的立体图。在图9C中，离心式风扇900的叶片930包括上部叶片和下部叶片，并且按照相同的间隔被交替排列在圆盘920的上表面和下表面上。就是说，上部叶片被排列在圆盘920的上表面上并且从圆盘920的上表面处以一定的角度向上倾斜。而下部叶片则被排列在圆盘920的下表面上并且从圆盘920的下表面以一定角度向下倾斜。

此外，叶片930通过内端部被排列在圆盘920的外缘和内缘之间并且通过外端部在外部与圆盘920的外缘接触。

在根据本发明第一到第八个实施例中任一个的离心式风扇中，毂，圆盘和叶片可以被整体提供。可选择的，毂，圆盘和叶片也可以被单独提供然后被整体结合到一起。

工业实用性

根据如上所提出的本发明的离心式风扇和使用该离心式风扇的冷却装置，圆盘位于叶片和毂之间从而流体被吸入到圆盘的两个面然后向叶片排出。就是说，吸入的流体之间的干扰被最小化以抑制湍流的产生，从而减少了噪声并提高了效率。

同样，离心式风扇的叶片的内端部被排列在圆盘的内部以相对地缩短叶片的弦长，由此减少因BPF产生的音调噪声和叶片的热变形。

而且，由于圆盘的大小被调整，所以叶片的数量没有被限制，并且本发明的离心式风扇和在其内安装离心式风扇的冷却装置可通过重新构造框架和冷却装置的盖子而被应用到计算机上。

虽然本发明的优选实施例用于解释的目的已经被公开了，但是对于那些本领域的技术人员将会理解在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的范畴和宗旨的情况下可以对本发明做出各种修改，增加和替换。

Claims (18)

1、一种双吸离心式风扇，包括：

一个在一面具有开口的圆柱形毂；

一个设置在毂的外缘内的轮辋型圆盘；及

多个规则地排列在圆盘内的叶片。

2、如权利要求1所述的双吸离心式风扇，其中叶片从毂的中心被放射状排列以从圆盘的内部朝向外部，并且叶片具有被放置在圆盘的内缘和外缘之间的内端部及超出圆盘放置的外缘。

3、如权利要求1所述的双吸离心式风扇，其中叶片的内端部在外部与毂的外缘接触。

4、如权利要求1所述的双吸离心式风扇，其中叶片的外端部在内部与圆盘的外缘接触。

5、如权利要求1所述的双吸离心式风扇，其中叶片的内端部在外部与毂的外缘接触并且叶片的外端部在内部与圆盘的外缘接触。

6、如权利要求2到5中任一个所述的双吸离心式风扇，其中该离心式风扇的叶片包括：

被排列在圆盘的上表面并且从圆盘的上表面向上突出，同时以一定的角度倾斜的上部叶片；及

被排列在圆盘的下表面并从圆盘的下表面向下突出，同时以一定的角度倾斜的下部叶片；并且

其中上部叶片和下部叶片以相同间隔或预定的间隔排列。

7、如权利要求2到6中任一个所述的用于计算机的冷却装置，其中圆盘的外缘被安排在框架入口外侧，并且叶片为12到24个。

8、如权利要求1所述的双吸离心式风扇，其中毂，圆盘和叶片被整体地注模。

9、如权利要求1所述的双吸离心式风扇，其中毂，圆盘和叶片被分别浇铸并整合在一起。

10、一种用于计算机的冷却装置，包括：

一个被安装在计算机主框架内并且在顶端和侧部具有开口同时在下部具有轮辋型框架入口的框架；

一个结合到该框架上部开口并具有与框架入口同轴且具有与框架入口的直径近似的直径的盖子入口的盖子；

多个设置在框架侧部开口处的散热片；

一个离心式风扇，其包括一个具有在一面开口的圆柱形毂，一个设置在毂的外缘的轮辋型圆盘和多个规则排列在圆盘内并用于将流体吸入框架入口和盖子入口并将流体向着散热片排出的叶片；及

一个安装在离心式风扇内用于旋转离心式风扇的电机。

11、如权利要求10所述的用于计算机的冷却装置，其中叶片从毂的中心被放射状排列以从圆盘的内侧朝向外侧，并具有被放置在圆盘的内缘和外缘之间的内端部及超出圆盘放置的外缘。

12、如权利要求10所述的用于计算机的冷却装置，其中叶片的内端部在外部与毂的外缘接触。

13、如权利要求10所述的用于计算机的冷却装置，其中叶片的外端部在内部与圆盘的外缘接触。

14、如权利要求10所述的用于计算机的冷却装置，其中叶片的内端部在外部与毂的外缘接触并且叶片的外端部在内部与圆盘的外缘接触。

15、如权利要求11到14中任一所述的用于计算机的冷却装置，其中该离心式风扇的叶片包括：

被排列在圆盘的上表面并从圆盘的上表面向上突出，并以一定的角度倾斜的上部叶片；及

被排列在圆盘的下表面并从圆盘的下表面向下突出，并以一定的角度倾斜的下部叶片；并且

其中该上部叶片和该下部叶片以相同间隔或预定的间隔被排列。

16、如权利要求11到15中任一所述的用于计算机的冷却装置，其中该圆盘和该叶片被设置在框架入口的内缘和外缘之间，并且叶片的数量是36到64。

17、如权利要求10所述的用于计算机的冷却装置，其中毂，圆盘和叶片被整体地注模。

18、如权利要求10所述的用于计算机的冷却装置，其中毂，圆盘和叶片被分别浇铸并整合到一起。

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