JP2004360676A

JP2004360676A - 散熱装置とその枠

Info

Publication number: JP2004360676A
Application number: JP2004025500A
Authority: JP
Inventors: Junsei Cho; 楯成張; Kokusei Rin; 國正林; Wen-Hsi Huang; 文喜黄
Original assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Current assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2004-12-24
Also published as: US7052236B2; DE10358917A1; DE10358917B4; US20040251000A1; TW200427394A; TWI281846B

Abstract

【課題】散熱ファンとその枠を提供し、静翼が本発明の枠に提供され、枠の面積を変えることで、軸方向速度と径方向速度が減少され、ファンの静圧を大幅に増加させる。
【解決手段】散熱装置は、ハブと前記ハブの周囲に設置された複数の動翼を含むインペラー、および前記インペラーを支える枠を含み、前記枠は、外枠、前記外枠の少なくとも１つ側に形成される導流部、および前記導流部に対応し、前記外枠の中に設置され、前記静翼は、前記回転翼によって気流を導き、前記散熱装置から排出される前記気流の静圧を増加させる複数の静翼を含む。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、散熱装置に関し、特に、軸流ファンおよびその枠に関するものである。

例えばコンピューターなどの一般の電子製品は、その電子装置の運転中、かなりの熱を生み出す。仮に電子装置が高温で連続的に作動された場合、それらは容易にダメージを受ける。そのため、ダメージを防ぐために、散熱ファンが通常、電子製品の中に設置され、その中の熱を外界に分散させる。

コンピューターの従来の散熱ファンは、主に枠１１、複数の回転翼を備えたインペラー１２を含む。図１Ａと図１Ｂに示されるように、枠１１は、複数の棒状リブ１３を含み、そのベースを支えている。ファンが作動する時、回転翼を通過した気流によって生成された風圧は、吸気側ＡのＰ０から排気側ＢのＰ１に変わる。つまり、風圧の変化量は、ΔＰ（Ｐ１−Ｐ０）である。風圧の変化量が増加すると、空気抵抗も増加し、散熱を減少させる。リブの形状とファンの風圧間の関係を分析後、発明者はリブが空気抵抗を引き起こしていることを発見した。特に、ファンが回転すると、空気が旋転し、気流が生じる。しかし、リブを流通した後、気流は乱流になり、渦を形成する。そのため、風圧が減少され、散熱もまた減少される。

したがって、リブによって生じる空気抵抗を減少することが重要である。更に、気流の切線速度を利用することで風圧を増加させることが望ましい。

これに鑑みて、本発明は、散熱ファンとその枠を提供する。静翼が本発明の枠に提供され、枠の面積を変えることで、軸方向速度と径方向速度が減少される。その結果、ファンの静圧を大幅に増加させることができる。

本発明のもう１つの目的は、低騒音、高風量、および高風圧を備えた散熱装置とその枠を提供し、優れた散熱効果を達成することにある。

よって、本発明は散熱装置を提供する。散熱装置は、インペラーと枠を含む。ハブと前記ハブの周囲に設置された複数の動翼を含むインペラー、および
前記インペラーを支える枠を含む散熱装置であって、前記枠は、外枠、前記外枠の少なくとも１つ側に形成される導流部、および前記導流部に対応し、前記外枠の中に設置され、前記静翼は、前記回転翼によって気流を導き、前記散熱装置から排出される前記気流の静圧を増加させる複数の静翼を含む。

好ましい実施例では、ハブの半径は一端からもう一端に徐々に減少される。

もう一つの好ましい実施例では、枠が吸気側と排気側を含み、導流部が吸気側または排気側に設置されている。

もう一つの好ましい実施例では、導流部の深さが静翼の高さの半分以上であるかまたは、静翼の高さが外枠の厚さの５分の１である。

もう一つの好ましい実施例では、静翼が外枠の導通部に配置されており、その外枠は正方形、長方形、或いは円形であり、金属或いはプラスチックからなることができる。

もう一つの好ましい実施例では、散熱装置は更に、静翼またはリブによって外枠に接続されたベースを含む。各静翼の一端はベースに接続され、各静翼のもう一端は導流部の方へ延長される。或いは、各静翼の一端が導流部に接続され、各静翼のもう一端は導流部の方へ延長される。或いは、静翼は、径方向に配列され、ベースと外枠の内表面との間に接続される。また、外枠、ベース、導流部、および静翼は、射出成形によって一体に形成される。

もう一つの好ましい実施例では、外枠は吸気側と排気側を含み、導流部は吸気側、または排気側にそれぞれ形成される。吸気側に配置されている導流部と、排気側に配置されている導流部は、鏡像対称に配置されている。

本発明の散熱装置およびその枠によれば、静翼が本発明の枠に提供され、枠の面積を変えることで、軸方向速度と径方向速度が減少され、ファンの静圧が大幅に増加する。その結果、散熱装置は低騒音、高風量、および高風圧を提供することができ、より良い散熱が達成できる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図２Ａと図２Ｂを参照すると、本発明の第１の好適な実施例で開示された散熱ファンが示されている。散熱ファンは、インペラーと枠を含む。インペラーは、ハブ２５と複数の動翼２６を含み、ハブ２５の周囲に設置されている。図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、枠はインペラーを支え、外枠２１、ベース２２、動流部（またはリード角度）２３１、および複数の静翼２４を含む。静翼２４は、ベース２２と外枠２１の導流部２３との間に接続されている。つまり、静翼２４は、径方向に配列され、ベース２２と外枠２１の内表面との間に接続されている。静翼２４は、回転翼によって気流を導くことができ、散熱ファンから排出された気流の静圧を増加する。

更に、各静翼２４の一端をベース２２に接続することができ、各静翼２４のもう一端を導流部２３の方へ延長することができる。或いは、各静翼２４の一端を導流部２３に接続することができ、各静翼２４のもう一端をベース２２の方へ延長することができ、逆も可能である。当然のことながら、ベース２２を従来のリブによって外枠２１に接続することができる。

図２Ｂに示すように、枠は、吸気側の導流部２３１および排気側の導流部２３２をそれぞれ含んでいる。或いは、外枠２１は、吸気側の導流部２３１および排気側の導流部２３２を含み、導流部２３１、２３２は、鏡像対称に配置されている。また、ハブ２５の半径は、矢印Ｄで示された方向に、一端からもう一端へと徐々に減少されることで斜面２５１を形成し、気流をスムーズに導くことができるようになる。

図４を参照し、本発明のデザインの原理を説明する。Ｖａは、軸方向の速度を示しており、Ｖｔは、切線方向の速度を示しており、Ｐ０は、インペラーの動翼２６を通過する前の気流の圧力を示しており、Ｐ１は、インペラーの動翼２６を通過した後の気流の圧力を示しており、Ｐ２は、静翼２４を通過した後の気流の圧力を示している。Ｂｅｒｎｕｌｉの方程式によると、[P2+0.5xρxVa²=P1+0.5xρ(Va²+Vt²)]で、圧力の変化量はΔP=P2−P1=0.5xρxVt²である。

静翼のデザインにより、Ｖｔは実質上ゼロに等しくなる。また、図２Ｂに示されたように、静圧は、下記の方程式に基づいた図に示された面積Ａ１とＡ２間の関係を用いて増加させることができる。

ΔP=0.5xρx[(Q/A₁)²−(Q/A₂)²]
ρは空気の密度を意味し、Ｑは気流量を意味している。

前述のように、静翼２４が本発明の枠に提供され、枠の面積が変化されることで同時に軸方向と径方向の速度が減少される。よってファンの静圧は、大幅に増加する。当然、前述の目的を達成するために、静圧２４の高さと導流部２３１の深さは、いくつかの制限がある可能性がある。好ましくは、導流部２３１の深さｈ１が少なくとも静圧２４の高さｈ２の半分以上か、或いは、図２Ｂに示されたように、静圧２４の高さが少なくとも外枠２１の厚さＨの五分の一以上である。また、面積Ａ０と面積Ａ１間の変化関係により、乱流を防ぐことができる。

外枠２１、ベース２２、導流部２３１、および静翼２４は、射出成形によって一体に形成されることができる。外枠２１は正方形、長方形、或いはその他の形からなることができる。例えば、図５に示されたような円形の外枠２１からなることができる。導流部２３１は、径方向の外側に向けて伸ばすことができる。外枠２１は、プラスチック、または金属（例えばアルミニウムなど）、または熱伝導率の良いその他の材料からなることができる。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来の散熱ファンの底面図である。図１Ａの散熱ファンの断面図である。本発明の好適な実施例で示した散熱ファンの立体図である。図２Ａの散熱ファンの断面図である。図２Ａの枠の立体図である。図３Ａの枠の上面図である。図３Ａの枠の底面図である。散熱ファンの動翼と静翼の配列を示す概略図である。枠のもう一つの実施例の立体図である。

符号の説明

２１外枠
２２ベース
２４静翼
２５ハブ
２６動翼
２３１導流部
２３２もう一つの導流部
２５１斜面

Claims

外枠、
前記外枠の少なくとも１つ側に形成される導流部、および
前記導流部に対応し、前記外枠の中に設置され、気流を導く複数の静翼を含む枠を有する散熱装置。
ハブと前記ハブの周囲に設置された複数の動翼を含むインペラー、および
前記インペラーを支える枠を含む散熱装置であって、
前記枠は、
外枠、
前記外枠の少なくとも１つ側に形成される導流部、および
前記導流部に対応し、前記外枠の中に設置され、前記回転翼によって気流を導き、前記散熱装置から排出される前記気流の静圧を増加させる複数の静翼を含む散熱装置。
前記ハブの半径は一端からもう一端へと徐々に減少される請求項２に記載の散熱装置。
前記導流部は前記枠の吸気側、または排気側に形成される請求項２に記載の散熱装置。
前記導流部の深さは、前記静翼の高さの半分以上である請求項２に記載の散熱装置。
前記静翼の高さは前記外枠の厚さの五分の一以上である請求項２に記載の散熱装置。
前記静翼は前記外枠内の導流部の上に配置される請求項２に記載の散熱装置。
前記外枠は、正方形、長方形、または円形からなるか、或いは金属またはプラスチックからなる請求項２に記載の散熱装置。
前記静翼またはリブによって前記枠に接続されるベースを含む請求項２に記載の散熱装置。
前記複数の静翼の一端は、ベースまたは前記導流部に接続され、もう一端は、前記導流部または前記ベースに向けて延長される請求項９に記載の散熱装置。
前記複数の静翼は、径方向に配列され、前記ベースと前記外枠の内表面の間に接続される請求項９に記載の散熱装置。
前記外枠、前記ベース、前記導流部および前記複数の静翼は一体射出成形によりなる請求項９に記載の散熱装置。
前記導流部は、それぞれ吸気側と排気側に形成される請求項２に記載の散熱装置。
前記外枠の吸気側と前記導流部の排気側は鏡像対称に配置されている請求項１３に記載の散熱装置。