專利名稱：風扇定子的制作方法
背景技術：
電子部件可以產生熱以耗散所接收的動力。該熱會損壞或消弱這些部件的功能。采用了各種冷卻系統(tǒng)以冷卻動力耗散部件，這些冷卻系統(tǒng)可以包括處理器，芯片組，電壓調節(jié)部件和其它部件。一些冷卻系統(tǒng)采用風扇以從包含有動力耗散部件的機殼中排出受熱的空氣。其它冷卻系統(tǒng)采用風扇產生氣流并將氣流朝著動力耗散部件引導以提供對其的冷卻。


圖1為根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)的代表性部分切去側視圖。
圖2為根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)的前(進口)透視分解圖。
圖3為根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)的前(進口)透視圖。
圖4為根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)的后(出口)透視圖。
圖5為示有根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)工況點的改進的曲線圖。
圖6為示有根據(jù)一些實施例的空氣速度矢量轉變的曲線圖。
圖7為根據(jù)一些實施例的熱模組的前(進口)透視圖。
圖8為根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)的透視圖。
具體實施例方式
圖1到4示出了冷卻系統(tǒng)各種視圖。特別地，圖1為代表性的部分切去側視圖，圖2為分解透視圖，圖3為前(進口)透視圖，以及圖4為根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)1的后(出口)透視圖。系統(tǒng)1可包括一種系統(tǒng)，以通過將空氣引導到其而冷卻裝置。系統(tǒng)1可與適宜的應用接合使用，這些適宜的應用包括單不限于封裝在機殼中的冷卻電子器件。
系統(tǒng)1包括外殼10和轂20。多個定子葉片30連接于外殼10和轂20。根據(jù)一些實施例，每個定子葉片30為包括前緣、后緣、第一端和第二端的翼型(airfoil)。該每一翼型的第一端固定地連接到轂20，而該第二端固定地連接到外殼10。
外殼10、轂20和葉片30可由任何適于其使用的材料形成，包括但不限于塑料，樹脂，聚合體和金屬。外殼10、轂20和葉片30的物理尺寸還可根據(jù)特定的應用和/或系統(tǒng)1試圖遵循的規(guī)定而改變。外殼10，根據(jù)一些實施例，轂20和葉片30包括單個的一體單元。這樣的單元可采用注射成型技術生產。
根據(jù)一些實施例，風扇40被接合到轂20。如所圖所示，馬達60可設置在風扇40內，并由轂20支承。馬達60驅動風扇40的葉片50以將空氣傳送到葉片30的前緣。如圖1所示，由于葉片50的旋轉，處于壓力P0的輸入空氣70被接納和加速。該被加速的空氣呈現(xiàn)出靜壓力P1包括至少依賴于風扇40的設計、轉速和被加速的空氣排出風扇葉片50的位置的切向速度矢量、軸向速度矢量和徑向速度矢量。
葉片30接納被加速空氣。根據(jù)一些實施例，對于從葉片30前緣到葉片30后緣的給定軸向速度，葉片30增大從P1到P2的空氣靜壓力。排出葉片30后緣的空氣在圖1中標示為空氣80。
對于特定風扇速度，空氣80的流動和/或壓力可大于在無葉片30時將由風扇40提供的情形。對于給定的機殼，圖5示出了僅包括風扇40的系統(tǒng)的工況點O1和系統(tǒng)1的工況點O2。如所示，工況點O2為關聯(lián)于比工況點O1大的較大流動和較大靜壓力。因此，系統(tǒng)1可以以比單獨的風扇40更高的效率來冷卻下游部件。
葉片30的前緣接納來自風扇40的被加速的空氣。在一些實施例中，至少一個葉片30的前緣界定了第一彎曲，而葉片的后緣界定了第二彎曲。該第一彎曲和第二彎曲的示例分別用圖2的虛線31和圖4的虛線32所包圍來表示。該彎曲可降低徑向速度矢量并增大進口到出口的所接納的空氣的靜壓力。根據(jù)一些實施例，該至少一個葉片30的第一彎曲設置成以給定半徑垂直于該至少一個給定半徑的風扇葉片50的后緣。該在后的布置可及時地降低任何給定點處輪葉和葉片之間相互作用的總面積，因此，相比可選擇的其它布置降低了噪音。
如上所述，葉片30可包括根據(jù)一些實施例的翼型。如果來自風扇40的被加速空氣以適宜的迎角與葉片30的前緣相遇，那么該翼型形狀可產生升力，以助于將至少一些所接納的空氣的切向速度轉變成壓力。在一些實施例中，葉片遵循國家航空咨詢委員會(NACA)四位數(shù)系列的翼型幾何構形93xx、94xx、83xx或84xx。這種幾何構形的示例包括翼型幾何構形9304，9404，8304或8404。根據(jù)這些實施例，葉片被界定成最大彎度(camber)為葉片長度的8％或以上。
圖6示出了至少部分地由于上述彎曲和葉片30的翼型形狀所致的所接納空氣速度矢量的變形。風扇40的葉片50在圖中示為截面。葉片50接納處于壓力P0的空氣70并轉動以產生處于較大壓力P1下的空氣。該所產生的空氣用矢量圖90來表示。如所示，空氣的速度矢量Vtotalo包括軸向分量Vaxialo、切向(或″旋轉方向″)分量Vtangentialo和垂直于頁面的徑向分量Vradialo。
接著，被加速的空氣與葉片30相遇，也以截面示出。從葉片30的后緣排出的空氣80呈現(xiàn)出從P1到P2的靜壓力增大的情形，而軸向速度分量Vaxial1保持為基本上等于軸向分量Vaxialo。然而，切向速度分量Vtangential1和徑向分量Vradialo二者的大小均小于由葉片30的前緣所接納的空氣的相應分量Vtangentialo和Vradial0。
被加速的空氣沖擊葉片30前緣的角度可隨著離開轂20的距離而減小。因此，一個或多個葉片30可被″扭曲″成使得該″葉片角″隨著半徑而改變。當采用該扭曲時，該一個或多個葉片30之一的第一端未與該該一個或多個葉片30的第二端共面。該葉片角通過在葉片的前緣和后緣之間連接一條線(稱為弦)而得以測量，當該轂15水平設置時其中該線與水平面交叉。
該葉片角可作為半徑的函數(shù)而增大。在一些實施例中，該至少一個葉片30的葉片角在轂20處為55度，而在外殼10處為75度。一些實施例可提供至少一個葉片30的葉片角在轂20處為43度，而在外殼10處為73度。
根據(jù)一些實施例，葉片50的數(shù)量為N，而葉片30的數(shù)量不是N的整數(shù)倍。相比于其它布置，這種布置可提供增大的聲學干涉并因此降低系統(tǒng)運行噪聲1。在一種特定示例中，葉片的數(shù)量等于N+1。相比于其它布置，對于給定量的氣流，一些實施例還可通過允許風扇40以較低的轉速運行而降低噪音。
圖7為根據(jù)一些實施例采用系統(tǒng)1的熱模組200的透視圖。熱模組200還包括外殼210，電子構件300和散熱器310。外殼210的相關部分被繪制成透明的，以允許對電子構件300和散熱器310進行觀察。根據(jù)一些實施例，熱模組200采用由系統(tǒng)1產生的空氣80以冷卻散熱器310。
電子構件300可包括任何散熱構件，這些散熱構件包括但不限于集成電路(如微處理器，芯片組)和動力開關元件。散熱器310可包括任何材料(如銅，鋁)且可包括任何當前或以后獲知的冷卻裝置。如所示，散熱器310包括熱傳導散熱片315以將來自電子構件300的熱散到周圍空氣中。
相比于其它系統(tǒng)，上述空氣80的軸向速度分量相對于其切向速度分量的增大可降低散熱片315邊緣處的轉動損耗。可導致對構件300的更有效的冷卻。此外，對于給定速度的風扇40，排出模組200的空氣靜壓力可大于先前可用的。
圖8為根據(jù)一些實施例的系統(tǒng)400的透視圖。系統(tǒng)400可包括桌上型電腦平臺。系統(tǒng)400采用了由熱模組200所產生的空氣80以冷卻多個系統(tǒng)部件。
系統(tǒng)400包括模組200，機殼410和母板420。將機殼410示為透明的以允許對系統(tǒng)400的部件進行觀察。除了在母板420下方系統(tǒng)1的豎直延伸，圖7的模組200可與圖6的模組200相同。該豎直延伸可允許空氣80的部分從葉片30行進到介于母板420和機殼410之間的體積。
可將各種部件安裝到母板420，這些部件包括儲存控制器集線器430，I/O控制器集線器440，插入式附加卡450，452，454，儲存卡460，和I/O接口470。系統(tǒng)400還包括可移除的媒體驅動器480，硬盤驅動器490和動力源500。任何其它系統(tǒng)部件和構造可與一些實施例結合使用。
來自熱模組的空氣80可用于冷卻系統(tǒng)400的一個或以上的部件。在一些實例中，空氣80可在安裝在圖面插入式附加卡450上的散熱部件上方流動，在集線器430，440的上方流動，且可通過機殼410的后面板(圖未示)排出。相對于切向流動，來自系統(tǒng)1的空氣80的增大的軸向流動可降低由散熱器310所致的損耗，因此使得更多的空氣壓力可用于冷卻其它部件。如果不需要額外的空氣壓力，系統(tǒng)1可以以較低的風扇速度和聲音級別來運行，以傳送與以較高的風扇速度和聲音級別來運行的常規(guī)系統(tǒng)相同量的氣流。
這里所描述的幾個實施例僅僅旨在示例。在此所描述的元件的實施例可包括任何當前或者此后獲知的形式。因此，本領域技術人員將從該描述認識到可以采用進行各種修改和變更的其它實施例。
權利要求
1.一種設備，包括外殼；轂；以及多個翼型，每個該多個翼型均具有前緣，后緣，第一端，以及第二端，其中每個該多個翼型的第一端固定地連接到該轂，并且其中每個該多個翼型的第二端固定地連接到該外殼。
2.按照權利要求1的設備，其中至少一個多個翼型的最大彎度為該至少一個多個翼型的長度的8％或以上。
3.按照權利要求2的設備，其中每個該多個翼型遵循NACA93xx，94xx，83xx，或84xx翼型幾何構形的至少一種。
4.按照權利要求1的設備，其中至少一個多個翼型的前緣界定了第一彎曲以降低切向速度矢量并增大在前緣處接收的空氣靜壓力矢量。
5.按照權利要求4的設備，還包括風扇，以將空氣傳送到該多個翼型的前緣，該風扇包括多個風扇葉片，其中該第一彎曲設置成以給定半徑垂直于至少一個該多個給定半徑的風扇葉片的后緣。
6.按照權利要求1的設備，其中至少一個該多個翼型的前緣界定了第一彎曲以降低徑向速度矢量并增大在前緣處接收的空氣靜壓力矢量。
7.按照權利要求6的設備，還包括風扇，以傳送空氣到多個翼型的前緣，該風扇包括多個風扇葉片，其中該第一彎曲設置成以給定半徑基本上垂直于至少一個該多個給定半徑的風扇葉片的后緣。
8.按照權利要求1的設備，其中該第一端未與該第二端共面。
9.按照權利要求8的設備，其中至少一個多個翼型的葉片角在該轂處為55度而在該外殼處為75度。
10.按照權利要求8的設備，其中至少一個多個翼型的葉片角在該轂處為43度而在該外殼處為73度。
11.按照權利要求8的設備，其中該葉片角隨著離開該轂的距離而增大。
12.按照權利要求8的設備，其中至少一個多個翼型的前緣界定了第一彎曲，以降低徑向速度矢量和切向速度矢量并且增大在前緣處接收的空氣靜壓力矢量。
13.按照權利要求1的設備，還包括風扇，以傳送空氣到多個翼型的前緣，該風扇包括N個風扇葉片，其中該設備僅包括M個翼型，并且其中M不是N的整數(shù)倍。
14.按照權利要求13的設備，還包括設置在該風扇內且接合到該轂的風扇馬達，其中該風扇接合到該風扇馬達。
15.按照權利要求13的設備，其中M等于N+1。
16.一種系統(tǒng)，包括外殼；轂；多個翼型，每個該多個翼型具有前緣，后緣，第一端，和第二端；微處理器；以及連接到微處理器的鋁銅復合散熱器，該散熱器用于容納來自該多個翼型后緣的空氣，其中每個該多個翼型的第一端固定地連接到該轂并且其中每個該多個翼型的第二端固定地連接到該外殼。
17.按照權利要求16的系統(tǒng)，其中至少一個多個翼型的最大彎度為至少一個該多個翼型的長度的8％或以上。
18.按照權利要求17的系統(tǒng)，其中每個該多個翼型遵循NACA93xx，94xx，83xx，或84xx翼型幾何構形的至少一種。
19.按照權利要求16的系統(tǒng)，其中至少一個多個翼型的前緣界定了第一彎曲以降低切向速度矢量并增大在前緣處接收的空氣靜壓力矢量。
20.按照權利要求19的系統(tǒng)，還包括風扇，以傳送空氣到多個翼型的前緣，該風扇包括多個風扇葉片，其中該第一彎曲設置成以給定半徑垂直于至少一個該多個給定半徑的風扇葉片的后緣。
21.按照權利要求16的系統(tǒng)，其中至少一個該多個翼型的前緣界定了第一彎曲，以降低徑向速度矢量并增大在前緣處接收的空氣靜壓力矢量。
22.按照權利要求21的系統(tǒng)，還包括風扇，以傳送空氣到多個翼型的前緣，該風扇包括多個風扇葉片，其中該第一彎曲設置成以給定半徑基本上垂直于至少一個該多個給定半徑的風扇葉片的后緣。
23.按照權利要求16的系統(tǒng)，其中該第一端未與該第二端共面。
24.按照權利要求23的系統(tǒng)，其中至少一個多個翼型的葉片角在該轂處為55度而在該外殼處為75度。
25.按照權利要求23的系統(tǒng)，其中至少一個多個翼型的葉片角在該轂處為43度而在該外殼處為73度。
26.按照權利要求23的系統(tǒng)，其中該葉片角隨著離開該轂的距離而增大。
27.按照權利要求23的系統(tǒng)，其中至少一個多個翼型的前緣界定了第一彎曲，以降低徑向速度矢量和切向速度矢量并增大在前緣處接收的空氣靜壓力矢量。
28.按照權利要求16的系統(tǒng)，還包括風扇，以傳送空氣到多個翼型的前緣，該風扇僅包括N個風扇葉片，其中該設備僅包括M個翼型，并且其中M不是N的整數(shù)倍。
29.按照權利要求28的系統(tǒng)，還包括設置在該風扇內且連接到該轂的風扇馬達，其中該風扇接合到該風扇馬達。
30.按照權利要求28的系統(tǒng)，其中M等于N+1。
全文摘要
根據(jù)一些實施例，一種設備，其包括外殼(10)，轂(20)和多個翼型(30)，每個該多個翼型具有前緣，后緣，第一端和第二端，其中該每個該多個翼型(30)的第一端固定地連接到該轂，并且其中每個該多個翼型的第二端固定地連接到該外殼(10)。
文檔編號F04D29/54GK101044324SQ200580036176
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月27日 優(yōu)先權日2004年10月29日
發(fā)明者G·斯坦利, K·沙, B·布羅伊利 申請人:英特爾公司