CN1900537A - 用于计算机的风扇 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于计算机的风扇，包括一带风扇叶片(2)的转子(1)，一个用来驱动转子(1)的电机(3)以及一个用来将风扇固定在要通过风扇进行冷却的物体上的刚性壳体件(4)，其中电机(3)和刚性壳体件(4)通过弹性减震元件(5，6)相互连接，以避免在运行时将电机(3)的振动传到刚性壳体(4)上。

Description

用于计算机的风扇

技术领域

本发明涉及一种按独立权利要求前序部分的用于计算机的风扇及冷却装置、电源装置和一带有所述风扇的计算机机壳。

背景技术

这种类型的风扇在计算机中用于冷却。在轴流式风扇上主要产生沿风扇旋转轴线方向的气流。轴流式风扇不同于对角式和径流式风扇，在对角式和径流式风扇上空气虽然沿轴向吸入，但是然后部分径向和部分轴向(对角式风扇)地或主要沿径向(径流式风扇)，一部分充分利用离心力加速，而轴流式风扇根据结构的不同直接吹出或转向。对于计算机中的风扇有不同的安装位置。为了冷却单个部件，风扇例如直接安装在相应部件上。通常通过一冷却体进行部件的冷却。冷却体固定在部件上。风扇以其气流通过冷却体间接地促使部件冷却。在计算机中通常CPU和/或GPU亦即中央处理器和/或图像处理器，用这种方法冷却。另一个典型的安装位置是计算机的机壳壁。风扇在这里大多这样使用，使它从计算机内部抽吸热空气并向外排放。这时较冷的外界空气通过缝裂和开口补充流入壳体内部。但是也可以这样使用风扇，使它抽吸外界空气并吹入壳体内部，在大多数情况下，风扇这样地安装和运行，使它穿过电源装置将热空气从计算机内部抽出并向外排放。设计在计算机中使用的风扇的一个重要特征是，外形和安装尺寸与相应壳体、电源装置、板件和/或处理器的标准和规格相匹配。

目前已知的用于计算机的风扇通常在转速超过2000转/分时引起一定的噪声，特别是与旋转频率有关的嗡嗡叫，它们可能是有害的。为了降低这种噪声由现有技术已知不同的措施。

这些措施之一是根据温度调节风扇转速。但是只有在设备温度实际上容许风扇功率降低时，这个措施才能够实现，并且由于需要调节装置，这个措施比没有调节的风扇贵。另一个已知措施是安装多个风扇。它们可以在相同的总的通风效果的情况下分别以比单独一个风扇低的转速运行。这造成总体上较小的噪声排放。但是由于额外需要的构件，这个措施比较贵，此外需要对于计算机来说比较紧张的结构空间。此外由德国实用新型DE 20307981已知，在轴流式风扇上固定电机单元的横杆沿轴向离风扇叶片至少7.5mm的距离设置，由此可以显著减小这种风扇的运转噪声。

尽管这些目前已知的和部分有效的措施，仍然存在对额外地降低计算机噪声发射的其他措施的不断需求。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种用于计算机的风扇、冷却装置、电源装置和机壳，使用它们可以进一步降低计算机的噪声发射。

这个目的由按独立权利要求的风扇、冷却装置、电源装置和机壳实现。

在本发明的第一个方面，用来冷却计算机的风扇包括带有风扇叶片的转子和用来驱动转子的电机。转子支承在电机轴上。此外风扇包括用来将风扇固定在一物体例如计算机机壳壁或计算机CPU的冷却体上的刚性壳体件。其中电机和刚性的壳体件通过弹性减震元件这样地相互连接，使得电机连同转子相对于刚性壳体件可靠地固定在希望的位置上，并使在电机运转时可能产生的振动不能或者无论如何大大减弱地从电机传到刚性壳体件上，并从刚性壳体件传到计算机的支承风扇的构件上。

事实证明，由此可以大大降低特别是在转子转速超过2000转/分时的噪声发射。

在风扇的一种优选实施形式中，弹性减震元件包括多个弹性的、在拉应力作用下相对于电机旋转轴线径向向外延伸的支承辐条，或者仅仅由这种支承辐条构成。由此得到这样的优点，即电机和刚性壳体件之间可以特别软地连接，此外得到这样的可能性，即弹性减震元件设置在风扇的吸气区或排气区内，这是优选的并特别是在轴流式风扇时是有利的。

其中弹性支承辐条最好设计成具有优选基本上是圆形横截面的橡胶带。这种支承辐条具有良好的并且在较大的温度范围内基本上保持不变的阻尼特性，此外制造成本低。

在风扇的另一种优选实施形式中，弹性减震元件包括一薄膜状的减震元件或仅仅由它构成，这种减震元件最好基本上垂直于电机的旋转轴线延伸，并有利地设计成圆环形膜片部分。由此可以使电机和刚性壳体件之间特别方便和可靠地连接。

此外如果设计成圆环形膜片部分的薄膜状的减震元件做成卷边形或圆锥形(它同样是优先的)，那么可以实现特殊的减震特性。

在风扇的另一种优选实施形式中，弹性减震元件相对于电机旋转轴线径向看完全设置在转子径向长度之外，或者在这个方向与转子的长度完全或部分重叠。根据风扇结构类型和应用的不同，这一种或那一种方案是有利的。

在风扇的另一种优选的实施形式中，刚性壳体件和弹性减震元件共同做成一体的构件，优选是做成通过多次压铸制成的构件。由此可以得到具有最少构件数的高精度轻型结构。

在风扇的另一种优选实施形式中，转子被具有圆柱形内表面的环形构件包围，此内表面特别是具有离风扇叶片1至2mm的径向距离。由此特别在轴流式风扇时可以达到良好地流动导向。

风扇设计成轴流式风扇、对角式风扇或径流式风扇是有利的，其中根据应用场合的不同，这一种或那一种方案是有利的。

风扇的优选实施形式具有小于45mm尤其是小于35mm的结构高度。沿轴向观察，有利的是，它们基本上是边长为70mm至120mm的正方形。转子直径最好在63至113mm之间。这种风扇特别适合于装在计算机内。

优选风扇设计为最大转速在1000至4000转/分的范围内，因为在这种风扇上特别明显地显示出新颖的优点。

本发明的第二个方面涉及一种用于集成电路尤其是用于CPU的冷却装置，包括一冷却体和一安装在冷却体上面的、按本发明第一个方面的风扇。

本发明第三个方面涉及一种用于计算机的、带有按本发明第一个方面的风扇的电源装置。

本发明第四个方面涉及一种用于计算机的、带按本发明第一个方面的风扇的机壳，风扇最好用刚性壳体件固定在机壳内壁上。

这些冷却装置、电源装置和机壳是优选的带本发明风扇的商业产品。

附图说明

其他优点和优选结构由从属权利要求和由在此借助于附图的以下说明得到。附图表示：

图1以局部纵剖视图示出按本发明的轴流式风扇的第一优选实施形式的示意图；

图2以局部纵剖视图示出按本发明的轴流式风扇的第二优选实施形式的示意图；

图3以局部纵剖视图示出按本发明的轴流式风扇的第三优选实施形式的示意图；

图4以局部纵剖视图示出按本发明的轴流式风扇的第四优选实施形式的示意图；

图5以局部纵剖视图示出按本发明的轴流式风扇的第五优选实施形式的示意图；

图6以局部纵剖视图示出按本发明的对角式风扇的示意图。

具体实施方式

图1以纵向局部剖视图大大简化地示出本发明轴流式风扇的第一优选实施形式。如图可见，风扇具有一个带多个风扇叶片2的转子1，它可通过电机3绕旋转轴线R驱动，以产生平行于旋转轴线R的冷却气流。转子1具有约80mm的直径，并最好均匀分布地配备五至十个风扇叶片2。电机3通过由四个圆形橡胶带构成的、处于拉应力作用下的径向支承辐条5减震地支承在一刚性的风扇壳体4内。所述支承辐条5在风扇的排气侧设置在排气气流中，并在其两端的每一端形锁合地固定。风扇壳体4包括一带固定孔9的环形固定法兰10和一环形壳体件7，它用一圆柱形内表面间隔几毫米的径向距离地包围转子1。

图2示出本发明轴流式风扇的第二实施形式，它和图1中所示的实施形式的区别仅在于，在这里出刚性的筋11从电机3径向向外延伸，它们在其壳体一侧的末端区域内设计成弹性的、处于拉应力作用下的支承筋5。在所述情况下电机壳体，刚性筋11和弹性支承筋5由一单件式的构件组成，它通过两次压铸产生。

图3示出本发明轴流式风扇的第三实施形式，它与图1中所示的实施形式的区别仅仅在于，代替环形壳体件对于每个弹性支承筋5存在一单独的支座8，它形锁合地固定相应的支承筋5，并与刚性壳体件4的固定法兰10做成一体。

图4示出本发明轴流式风扇的第四实施形式，它采用和前面所示的实施形式相同的转子1，但是其中电机3通过刚性筋11与环形的壳体件7连接，所述壳体件用圆柱形内表面间隔几毫米距离地包围转子1。环形壳体件7又通过六个处于拉应力作用下的弹性径向支承筋5减震地与刚性的壳体件4连接，它形成一具有固定孔9的固定法兰10。其中弹性支承筋5通过形锁合沿拉力方向固定在两个壳体件4、7中。作为变型也可以考虑，在这种实施形式中放弃环形壳体件7，取而代之刚性筋11各自导引至这个区域内并与弹性支承筋5连接。

图5示也出本发明轴流式风扇的第五实施形式，它与图4中所示的实施形式的区别主要在于，设计成固定法兰10的刚性壳体件4和环形壳体件7不是通过多个弹性的橡胶支承筋5相互连接，而是通过具有圆锥形结构的圆环形聚氨酯膜片部分6连接。其中环形壳体件7、膜片部分6和带固定法兰10的刚性壳体件4通过一经多次压铸产生的构件形成一体。

图6以沿纵向局部剖开的大大简化的视图示出本发明对角式风扇的一种优选实施形式。如图可见，风扇具有一带多个风扇叶片2的转子1，转子可通过一电机3绕旋转轴线R驱动，以产生冷却气流，它相对于旋转轴线R成约45°角朝驱动端径向向外流出。通常转子1具有五至十五个风扇叶片2，并在所述情况下具有约60mm的直径。这里电机3位于转子轮毂下面，并与一支承板12刚性连接，支承板通过一圆环形聚氨酯弹性膜片6由一设计成固定法兰10的带固定孔9的刚性壳体件4减震地支承。其中这里支承板12、膜片6和带固定法兰10的刚性壳体件4也通过一个经多次压铸产生的构件形成一体。

Claims (18)

1.一种用于计算机的风扇，包括一个带有风扇叶片(2)的转子(1)、一个用来驱动转子(1)的电机(3)以及一个用来将风扇固定在要通过所述风扇进行冷却的物体上的刚性壳体件(4)，其特征为：电机(3)和刚性壳体件(4)通过弹性减震元件(5，6)相互连接，以避免在运行时将电机(3)的振动传到刚性壳体件(4)上。

2.按权利要求1的风扇，其特征为：弹性减震元件(5，6)包括在拉应力作用下相对于电机(3)的旋转轴线(R)径向向外延伸的多个弹性支承辐条(5)。

3.按权利要求2的风扇，其特征为：弹性支承辐条(5)在运行时完全或部分设置在由风扇产生的气流中，特别是吸气气流和/或排气气流中。

4.按权利要求2至3之一的风扇，其特征为：弹性支承辐条(5)设计成特别是具有基本上圆形的横截面的橡胶带(5)。

5.按上述权利要求之任一项的风扇，其特征为：弹性减震元件(5，6)包括薄膜状减震元件(6)，该减震元件特别是基本上垂直于电机(3)的旋转轴线(R)延伸。

6.按权利要求5的风扇，其特征为：薄膜状减震元件(6)设计成圆环形的膜片部分(6)。

7.按权利要求6的风扇，其特征为：圆环形的膜片部分设计成卷边形或圆锥形。

8.按上述权利要求之任一项的风扇，其特征为：弹性减震元件(5，6)相对于电机(3)的旋转轴线(R)完全在转子(1)径向长度之外径向延伸，或者减震元件的径向长度完全或部分与转子(1)的径向长度重叠。

9.按上述权利要求之任一项的风扇，其特征为：刚性壳体件(4)和弹性减震元件(5，6)相互做成一体，特别是做成通过多次压铸制成的整体构件。

10.按上述权利要求之任一项的风扇，其特征为：转子(1)被一具有圆柱形内表面的环形构件(7)包围，所述内表面特别是具有离风扇叶片(2)1至2mm的径向距离。

11.按上述权利要求之任一项的风扇，其特征为：风扇是轴流式风扇、对角式风扇或径流式风扇。

12.按上述权利要求之任一项的风扇，其特征为：所述风扇具有小于45mm特别是小于35mm的结构高度。

13.按上述权利要求之任一项的风扇，其特征为：所述风扇沿轴向看基本上是正方形的，并具有在70mm至120mm范围内的边长。

14.按权利要求之任一项的风扇，其特征为：带有风扇叶片(2)的转子(1)具有在63至113mm范围内的直径。

15.按上述权利要求之任一项的风扇，其特征为：所述风扇设计成最大转速在1000至4000转/分范围内。

16.一种用于集成电路特别是CPU的冷却装置，其特征为：该冷却装置具有一可安装在集成电路上的冷却体，该冷却体具有固定在它上面的、按上述权利要求之任一项所述的风扇。

17.一种用于计算机的电源装置，其特征为：该电源装置具有一按权利要求1至15之任一项所述的风扇。

18.一种用于计算机的机壳，其特征为：该机壳具有一按权利要求1至15之任一项所述的风扇，该风扇特别是安装在机壳内壁上。

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