專利名稱：一種用于電子元器件散熱的軸流風扇的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種軸流風扇，具體涉及一種應用于電子元器件散熱的軸 流風扇技術領域。 技術背景軸流風扇具有穩(wěn)定可靠的性能及其價格優(yōu)勢，長期以來一直在電子設 備的冷卻系統(tǒng)中占有廣泛的應用，如中央處理器(CPU)的冷卻系統(tǒng)， 一般由軸流風扇和鋁制翅片式散熱器充當CPU的擴展表面構成的熱沉單元。在熱源(CPU)的上表面安裝一個翅片式熱沉結構。與CPU相連接的 基板(CPU大約占據(jù)整個基板面積的13%)通常采用具有較高換熱系數(shù)的 材料，如鋁、銅等。在空氣側，軸流風扇驅動冷卻工質(zhì)(空氣)進入翅片 式散熱器的狹窄通道，翅片的板平面對進入的軸流體起到導流作用；軸流 體與翅片式散熱器的基板發(fā)生撞擊導致其改變流動方向，以滯流區(qū)為中心 向平行基板的兩個相反方向流動，從而帶走翅片表面和基板散發(fā)的熱量。 在固體側，由CPU熱源發(fā)出的熱量通過基板傳遞到翅片表面，翅片表面充 當熱源的擴展表面以達到增強換熱的效果；另外，對流換熱發(fā)生在基板的 裸露面而不是翅片表面的根部。目前廣泛應用于電子器件冷卻系統(tǒng)的軸流風扇由葉片、軸流電機和外 殼組成，其心部的軸流電機由3或4個方桿(位于葉片的上游或下游)支 撐以保持其空間位置。主葉片由中心輪穀(包裹著軸流電^L)向外延展， 由于上述幾何關系，位于風扇中心處的電機占據(jù)整個流通面積的25%，致使風扇氣流直接沖擊點遠離擋板中心部位，從而嚴重影響了基板中心處(即CPU所在位置)的沖擊冷卻效果。換言之，軸流風扇直接冷卻的區(qū)域 并非翅片式散熱器基板的中心部位，也即與熱源CPU中心緊貼的"高溫危險區(qū)"。因此，傳統(tǒng)軸流風扇在冷卻性能上存在著很大的局限，具有很大 的可開發(fā)潛力。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種能夠增強軸 流風扇正對直流電機出口流場的擾動，從而加強其冷卻性能的電子元器件 散熱用軸流風扇。為達至l讓述目的，本發(fā)明采用的技術方案是包括位于風扇主體中心 的輪轂以及固定在輪轂外側的主葉片，在輪轂上還設置有方形的附貼葉 片，該附貼葉片的一端與輪轂固定連接，另一端與主葉片的后緣固定連接。本發(fā)明的附貼葉片長16 ram、寬6 mm、厚1.6 mm，總長為16 ram的附貼葉 片附貼在中心輪轂上的長度為lOmm，附貼在主葉片后緣的長度為6mm。 由于本發(fā)明通過在風扇中心輪轂上附加小扇葉來改善軸流電機下游區(qū)域 的換熱情況，從而大大提高了散熱器的效率。與傳統(tǒng)風扇相比，風扇中心 輪轂設置有附貼葉片，在相同輸入功率下，本發(fā)明沖擊基板的整體冷卻性 能比傳統(tǒng)軸流風扇提高了 10%左右。


圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；圖2是本發(fā)明與傳統(tǒng)軸流風扇分別在相同沖擊間距為0. 4D時，均勻加熱的沖擊擋板上的局部熱阻Re沿徑向的分布情況。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。參見圖1，本發(fā)明包括位于風扇主體中心的輪轂1以及固定在輪轂1外側的主葉片2，在輪轂1上還設置有方形的附貼葉片3,附貼葉片3長 16mm、寬6mm、厚1. 6腿。除了附著在輪轂1和主葉片2后緣兩側的邊緣， 附貼葉片3的其他邊都被修整盡其圓滑。總長為16mm的附貼葉片3在中 心輪轂1上的長度為lOmm，在主葉片3后緣的長度為6mm。由于在中心輪 轂1上設置有附貼葉片3，致使本發(fā)明的重量增加了 15%。由于驅動軸流 風扇的直流電壓不變(12DCV),風扇的轉速相應地降低了9%,從2577rpm 降到2347 rpm。軸流風扇沖擊平板的冷卻性能測試為了評價本發(fā)明相對于傳統(tǒng)軸流風扇的沖擊冷卻性能，發(fā)明人比較了兩者間的局部熱阻R9，其定義如下及二C)-7;式中Q和D分別為通過平板的凈熱流量和軸流風扇的直徑；函數(shù) Ts (y/D)為沖擊平板上的局部溫度函數(shù)，在評估測試中通過薄膜熱電偶測 得；y為徑向坐標；Ti為軸流風扇的進氣口溫度。圖2給出了在傳統(tǒng)軸流風扇與本發(fā)明分別沖擊平板時，均勻加熱平板 的局部熱阻R0沿徑向的分布情況。由于對稱性，發(fā)明人在此只顯示了沿 坐標軸正向分布一側的實驗結果，其中橫坐標為距離沖擊平板中心的相對位置，縱坐標為沖擊平板上的局部熱阻Re。沿徑向從沖擊平板中心向外側分析傳統(tǒng)軸流風扇局部熱阻分布，發(fā)現(xiàn) 平板中心附近0 〈 y/D 〈 0.55的局部熱阻單調(diào)遞減，越過位于y/D 0. 55處的谷值，平板上的局部熱阻逐漸增加。徑向比較其分布于峰值前后的熱 阻值，發(fā)現(xiàn)在平板中心處的熱阻值高于外流區(qū)的熱阻值。由于附貼在中心輪轂的小葉片對軸流風扇下游的擾動，致使沖擊平板 上的熱阻谷值向沖擊平板中心靠近。相比于傳統(tǒng)軸流風扇，本發(fā)明沖擊平 板的局部熱阻沿徑向分布的整體趨勢維持不變，但數(shù)值有明顯降低在0 <y/D 〈 0.5的范圍內(nèi)，熱阻有大約10%的降低，這是由于附加小扇葉促使 了回流的相互作用，從而加強了換熱效果；在y/D >0.5之外的范圍，熱 阻基本無變化，這是由于只有沖擊平板的中心部位受到附加小葉片的擾動 影響。根據(jù)以上分析可知，本發(fā)明的軸流風扇具有在中心輪轂上附貼小扇葉 的結構特征，其目的是克服傳統(tǒng)軸流風扇用于電子元器件散熱管理的不足 之處。通過在中心輪轂上引進小扇葉可以增強對軸流風扇出口流場的擾 動，從而加強其冷卻性能。與傳統(tǒng)風扇相比，在控制驅動軸流風扇的直流 額定電壓不變的條件下，新型風扇的轉速降低了 9%左右。在相同輸入功率 下，新型軸流風扇沖擊基板的整體冷卻性能比傳統(tǒng)軸流風扇提高了 10%左 右。
權利要求
1、一種用于電子元器件散熱的軸流風扇，包括位于風扇主體中心的輪轂(1)以及固定在輪轂(1)外側的主葉片(2)，其特征在于在輪轂(1)上還設置有方形的附貼葉片(3)，該附貼葉片(3)的一端與輪轂(1)固定連接，另一端與主葉片(2)的后緣固定連接。
2、 根據(jù)權利要求1所述的用于電子元器件散熱的軸流風扇，其特征 在于所說的附貼葉片(3)的長16腿、寬6 mm、厚1. 6 mm，總長為16 mm的附著葉片(3)附貼在中心輪轂(1)上的長度為lOmm，附貼在主葉 片(2)后緣的長度為6rran。
全文摘要
一種用于電子元器件散熱的軸流風扇，包括位于風扇主體中心的輪轂以及固定在輪轂外側的主葉片，在輪轂上還設置有附貼葉片，該附貼葉片的一端與輪轂固定連接，另一端與主葉片的后緣固定連接。由于本發(fā)明通過在風扇中心輪轂上附加小扇葉來改善軸流電機下游區(qū)域的換熱情況，從而大大提高了散熱器的效率。與傳統(tǒng)風扇相比，風扇中心輪轂設置有附貼葉片，在相同輸入功率下，本發(fā)明沖擊基板的整體冷卻性能比傳統(tǒng)軸流風扇提高了10％左右。
文檔編號F04D29/38GK101220816SQ20071030770
公開日2008年7月16日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權日2007年12月26日
發(fā)明者盧天健, 金東范 申請人:西安交通大學