專利名稱：混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇的制作方法
混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇
背景技術(shù)：
一些電子裝置在機(jī)殼或外殼內(nèi)達(dá)到高的背壓水平。例如，在具有多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器外殼中，可達(dá)到這些高的背壓水平。風(fēng)扇通常用于移動(dòng)電子裝置內(nèi)的空氣。然而，現(xiàn)有風(fēng)扇設(shè)計(jì)在具有高的背壓水平的電子裝置中通常不夠或效率低。


為了詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，現(xiàn)在將參考附圖，在附圖中
圖I示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇的截面；
圖2A-2B示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)；圖3A-3B示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的另一個(gè)服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)；
圖4A-4B示出了與圖3A-3B和圖4A-4B的服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)相容的導(dǎo)管式風(fēng)扇單元；
圖5示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇的對(duì)比流動(dòng)性能 圖6示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇的對(duì)比壓力性能 圖7示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇的對(duì)比功率消耗圖；和 圖8示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的另一個(gè)對(duì)比功率消耗圖。
具體實(shí)施例方式某些措辭在以下描述和權(quán)利要求中用于指代具體系統(tǒng)部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，計(jì)算機(jī)部件可以指代不同名稱的部件。該文件不旨在區(qū)分名稱不同而不是功能不同的部件。在以下討論和權(quán)利要求中，措辭“包括”和“包含”以開(kāi)放的方式使用，因而應(yīng)當(dāng)理解為表示“包括但不限于…”。同樣，措辭“聯(lián)接”旨在表示間接、直接、光學(xué)或無(wú)線電連接。因而，如果第一裝置聯(lián)接到第二裝置，那么該連接可以通過(guò)直接電連接、通過(guò)經(jīng)由其它裝置和連接件的間接電連接、通過(guò)光學(xué)電連接或者通過(guò)無(wú)線電連接。以下討論涉及本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。雖然這些實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)可以是優(yōu)選的，但是所公開(kāi)的實(shí)施例不應(yīng)理解或以其它方式使用為限制本公開(kāi)的范圍(包括權(quán)利要求)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，以下描述具有廣泛應(yīng)用，且任何實(shí)施例的討論僅僅表示例示該實(shí)施例，而不旨在暗示本公開(kāi)的范圍(包括權(quán)利要求)限于該實(shí)施例。根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇包括導(dǎo)管，所述導(dǎo)管具有進(jìn)氣直徑、鐘形口直徑和排氣直徑，其中，鐘形口直徑小于進(jìn)氣直徑和排氣直徑。葉輪插入到鐘形口直徑和排氣直徑之間的導(dǎo)管內(nèi)?；旌狭鲗?dǎo)管式風(fēng)扇可理解為導(dǎo)管“混合流”葉片軸流式風(fēng)扇，其中，“混合流”指的是徑向空氣流和軸向空氣流?；旌狭鲗?dǎo)管式風(fēng)扇可以與多節(jié)點(diǎn)服務(wù)器外殼或者內(nèi)部達(dá)到高背壓水平的其它電子裝置一起實(shí)施。在一些實(shí)施例中，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇實(shí)施為與多節(jié)點(diǎn)服務(wù)器外殼或其它電子裝置的風(fēng)扇位(fan bay,或風(fēng)扇架)相容的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元。圖I示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的截面。如圖I所示，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100包括環(huán)狀導(dǎo)管103 (圖示為部分102A-102F)，其具有導(dǎo)管入口，導(dǎo)管入口具有大于鐘形口直徑的進(jìn)氣直徑。環(huán)狀導(dǎo)管102還包括導(dǎo)管出口，導(dǎo)管出口具有大于鐘形口直徑的排氣直徑。環(huán)狀導(dǎo)管102的各個(gè)部段顯示為部段102A-102F。導(dǎo)管部段102A和102E是唇緣部段或鐘形曲線部段，其將導(dǎo)管直徑從進(jìn)氣直徑減少為鐘形口直徑。導(dǎo)管部段102B和102E分別從導(dǎo)管部段102A和102D延伸，以將導(dǎo)管直徑從鐘形口直徑增加至排氣直徑。根據(jù)至少一些實(shí)施例，在鐘形口直徑和排氣直徑之間的增加導(dǎo)管直徑是線性的(即，在與導(dǎo)管部段102B和102E相對(duì)應(yīng)的部段中環(huán)狀導(dǎo)管102的形狀是截頭錐形)。因而，導(dǎo)管部段102B從導(dǎo)管部段102A到導(dǎo)管部段102C相對(duì)于中心軸線以線性方式徑向地增加。類似地，導(dǎo)管部段102E從導(dǎo)管部段102D到導(dǎo)管部段102F相對(duì)于中心軸線以線性方式徑向地增加。根據(jù)至少一些實(shí)施例，導(dǎo)管部段102B和102E之間的角度是大約10°。導(dǎo)管部段102C和102F分別從導(dǎo)管部段102B和102E延伸，直到終止于導(dǎo)管出口。根據(jù)至少一些實(shí)施例，導(dǎo)管部段102C和102F保持排氣直徑，同時(shí)相對(duì)于中心軸線軸向延伸(即，在與導(dǎo)管部段102C和102F相對(duì)應(yīng)的部段中環(huán)狀導(dǎo)管102的形狀是圓柱形)。如圖I所示，導(dǎo)管式風(fēng)扇100包括葉輪103，葉輪103具有轂104和從轂104徑向延伸的葉片106。轂104聯(lián)接到定子108，定子108支撐在環(huán)狀導(dǎo)管102內(nèi)。在至少一些實(shí)施例中，轂104的直徑隨著環(huán)狀導(dǎo)管102直徑從鐘形口直徑線性地增加至排氣直徑而線性地增加(即，轂104的形狀是截頭錐形或部分截頭錐形)。相對(duì)于中心軸線朝向?qū)Ч芘艢饪趶较蜓由斓妮?04的相對(duì)側(cè)之間的角度可以是例如40°至50°之間。因而，在一些實(shí)施例中，轂104的線性增加直徑部分比環(huán)狀導(dǎo)管102的在鐘形口直徑和排氣直徑之間的線性增加直徑部分的角度更大(例如，40°至50。對(duì)比10° )。根據(jù)至少一些實(shí)施例，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的某些尺寸可以相對(duì)于期望風(fēng)扇尺寸確定。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，風(fēng)扇尺寸可以對(duì)應(yīng)于排氣直徑(X)。在這種實(shí)施例中，鐘形口直徑為大約0. 89*X，葉片插入(S卩，距葉片106的前緣開(kāi)始從轂104延伸所在的導(dǎo)管入口的最小距離)為大約0. 20*X，葉片偏移(即，在從轂104延伸的葉片106之間的最小徑向距離)為大約0. 36*X，且每個(gè)鐘形口部段(即，與導(dǎo)管部段102A和102D相對(duì)應(yīng)的曲線弧形部段)具有大約0. 14*X的半徑。根據(jù)至少一些實(shí)施例，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100是混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元的一部分。例如，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元可以與服務(wù)器機(jī)架風(fēng)扇位相容。圖2A-2B示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)200。更具體地，圖2A示出了服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)200的前側(cè)圖，圖2B示出了服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)200的后側(cè)圖。如圖2A所示，服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)200包括具有多個(gè)資源單元位203的機(jī)殼202。在圖2A中，8個(gè)資源單元位203中的7個(gè)由資源單元204 (例如，葉片)占據(jù)。服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)200還包括控制/信息接口 205。在圖2B中，機(jī)殼202顯示為包括多個(gè)電源位210和多個(gè)風(fēng)扇單元位207。更具體地，6個(gè)風(fēng)扇單元位207中的5個(gè)由風(fēng)扇單元208占據(jù)，且6個(gè)電源位210中的5個(gè)由電源206占據(jù)。根據(jù)至少一些實(shí)施例，每個(gè)風(fēng)扇單元208包括混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100。在圖2A-2B中，所安裝的資源單元204、電源單元206和風(fēng)扇單元208的數(shù)量可以變化。圖3A-3B示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的另一個(gè)服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)300。更具體地，圖3A示出了服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)300的前側(cè)圖，圖3B示出了服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)300的后側(cè)圖。如圖3A所示，服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)300包括具有多個(gè)資源單元位304和多個(gè)電源位308的機(jī)殼302。、在圖3A中，16個(gè)資源單元位304中的2個(gè)由資源單元307 (例如，葉片)占據(jù)，且6個(gè)電源位308中的5個(gè)由電源306占據(jù)。服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)300還包括控制/信息接口 305。在圖3B中，機(jī)殼302顯示為包括多個(gè)互連位311和多個(gè)風(fēng)扇單元位312。更具體地，在圖3B中，8個(gè)互連位311中的7個(gè)由互連單元310占據(jù)，且10個(gè)風(fēng)扇單元位312中的9個(gè)由風(fēng)扇單元308占據(jù)。根據(jù)至少一些實(shí)施例，每個(gè)風(fēng)扇單元308包括混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100。在圖3A-3B中，所安裝的資源單元307、電源單元306和風(fēng)扇單元308的數(shù)量可以變化。圖4A-4B示出了與圖3A-3B和圖4A-4B的服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)相容的導(dǎo)管式風(fēng)扇單元400。如圖4A所示，導(dǎo)管式風(fēng)扇單元400包括與服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)200或300中的任一個(gè)的風(fēng)扇位(即，風(fēng)扇位207或312)相容的外殼402。混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100裝配在外殼402內(nèi)。導(dǎo)管式風(fēng)扇單元400還可以包括狀態(tài)指示器406 (例如，發(fā)光二極管(LED))，狀態(tài)指示器406指示導(dǎo)管式風(fēng)扇單元400是工作還是發(fā)生故障，或者與導(dǎo)管式風(fēng)扇單元400有關(guān)的信息是否由顯示屏(例如，控制/信息接口 205或305)顯示。導(dǎo)管式風(fēng)扇單元400還可以包括手柄404，手柄404允許將導(dǎo)管式風(fēng)扇單元400鎖定在其安裝位置和解鎖導(dǎo)管式風(fēng)扇單元 400。
圖4B示出了服務(wù)器機(jī)架420，其中，導(dǎo)管式風(fēng)扇單元400安裝在機(jī)殼422中。導(dǎo)管式風(fēng)扇單元400中的每個(gè)都可以根據(jù)需要選擇性地移除或更換。例如，在圖4B中，中間導(dǎo)管式風(fēng)扇單元顯示為從機(jī)殼422移除。圖5示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的對(duì)比流動(dòng)性能圖500。在圖500中，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的流動(dòng)性能根據(jù)體積(單位立方英尺每分鐘(cfm))和靜壓力(英寸水標(biāo))確定。如圖所示，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的流動(dòng)性能與2級(jí)軸流式風(fēng)扇大約相同。此外，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的流動(dòng)性能大于I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇、管狀軸流風(fēng)扇和標(biāo)準(zhǔn)葉輪風(fēng)扇的流動(dòng)性能。雖然混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的流動(dòng)性能顯示為大約等于2級(jí)軸流式風(fēng)扇的流動(dòng)性能，但是與2級(jí)軸流式風(fēng)扇相比，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100提供諸如更大效率和較少噪音的益處。圖6示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的對(duì)比壓力性能圖600。在圖600中，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的壓力性能根據(jù)體積(單位立方英尺每分鐘(cfm))和差壓(dP)確定。在圖6中，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的壓力性能與I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇進(jìn)行比較。在低速時(shí)，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100表現(xiàn)大約等于I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇，直到大約0. 25dP。在低速時(shí)，高于0.25 dP，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100比I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇表現(xiàn)更好。如圖所示，在低速時(shí)，與I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇的失速點(diǎn)相比，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的失速點(diǎn)被調(diào)節(jié)以避免表示受益于混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的系統(tǒng)環(huán)境(例如，結(jié)構(gòu)200和300)的高阻力曲線。在高速時(shí)，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100比I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇表現(xiàn)稍差，直到大約I. 5dP。在高速時(shí)，高于I. 5 dP，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100比I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇表現(xiàn)更好。如圖所示，在高速時(shí)，與I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇的失速點(diǎn)相比，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的失速點(diǎn)被調(diào)節(jié)以避免表示受益于混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇100的系統(tǒng)環(huán)境(例如，結(jié)構(gòu)200和300)的高阻力曲線。圖7示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的對(duì)比功率消耗圖700。在圖700中，功率消耗性能通過(guò)不同風(fēng)扇機(jī)組和風(fēng)扇速度消耗的瓦特?cái)?shù)示出。在圖7中，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇機(jī)組與I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇機(jī)組進(jìn)行比較。如圖所示，與I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇機(jī)組相比，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇機(jī)組(5個(gè)或6個(gè)風(fēng)扇)在各個(gè)速度下減少功率消耗(在18%至35%之間)。例如，圖700與圖2A-2B的服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)200的功率消耗分析相對(duì)應(yīng)，其中，采用高達(dá)6個(gè)風(fēng)扇單元。圖8示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的另一個(gè)對(duì)比功率消耗圖800。在圖800中，功率消耗性能通過(guò)不同風(fēng)扇機(jī)組和風(fēng)扇速度消耗的瓦特?cái)?shù)示出。在圖8中，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇機(jī)組與I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇機(jī)組進(jìn)行比較。如圖所示，與I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇機(jī)組相比，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇機(jī)組(7個(gè)至10個(gè)風(fēng)扇)在各個(gè)速度下減少功率消耗(在5%至22%之間)。例如，圖800與圖3A-3B的服務(wù)器機(jī)架結(jié)構(gòu)300的功率消耗分析相對(duì)應(yīng)，其中，采用高達(dá)10個(gè)風(fēng)扇單元。上述討論意在說(shuō)明本發(fā)明的原理和各個(gè)實(shí)施例。一旦完全理解上述公開(kāi)內(nèi)容，本 領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚許多變化和變型。所附權(quán)利要求旨在理解為包含所有這種變化和變型。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括 外殼(202)，所述外殼(202)配置成保持至少一個(gè)資源單元(204);和 選擇性地附連到所述外殼(202)的多個(gè)混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元(400)，其中，每個(gè)混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元(400)都包括導(dǎo)管(102)，所述導(dǎo)管(102)具有進(jìn)氣直徑、鐘形口直徑和排氣直徑， 其中，鐘形口直徑小于進(jìn)氣直徑和排氣直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中，所述外殼(202)是服務(wù)器機(jī)架機(jī)殼，所述服務(wù)器機(jī)架機(jī)殼具有多個(gè)資源單元位(203)和與所述多個(gè)混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元(400)相容的多個(gè)風(fēng)扇位(207)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)風(fēng)扇位(207)位于服務(wù)器機(jī)架機(jī)殼的后側(cè)上，且其中，混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元(208)安裝到所述多個(gè)風(fēng)扇位(207)中是可定制的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(200)，其中，每個(gè)導(dǎo)管(102)都具有在鐘形口直徑和排氣直徑之間的線性增加直徑部分(102B，102E)，且其中，排氣直徑大約等于進(jìn)氣直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(200)，其中，每個(gè)混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元(400)都包括葉輪(103)，所述葉輪(103)在鐘形口直徑和排氣直徑之間插入到導(dǎo)管中，其中，所述葉輪(103)包括具有線性增加直徑部分的轂(104)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中，轂(104)的線性增加直徑部分比導(dǎo)管(102)在鐘形口直徑和排氣直徑之間的線性增加直徑部分的角度更大。
7.—種混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100),包括 導(dǎo)管(102)，所述導(dǎo)管(102)具有進(jìn)氣直徑、鐘形口直徑和排氣直徑，其中，鐘形口直徑小于進(jìn)氣直徑和排氣直徑；和 葉輪(103)，所述葉輪(103)在鐘形口直徑和排氣直徑之間插入到導(dǎo)管(102)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)，其中，所述導(dǎo)管(102)具有在鐘形口直徑和排氣直徑之間的線性增加直徑部分(102B，102E)，且其中，排氣直徑大約等于進(jìn)氣直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)，其中，所述導(dǎo)管(102)的線性增加直徑部分(102B，102E)具有大約10度的角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)，其中，所述葉輪(103)包括具有線性增加直徑部分的轂(104)，轂(104)的線性增加直徑部分比導(dǎo)管(102)在鐘形口直徑和排氣直徑之間的線性增加直徑部分(102B，102E)的角度更大。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)，其中，轂(104)的與轂(104)的線性增加直徑部分相對(duì)應(yīng)的相對(duì)側(cè)形成大約40-50度的角度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)，其中，如果排氣直徑為X，那么鐘形口直徑為大約0. 89*X。
13.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)，其中，如果排氣直徑為X，那么距導(dǎo)管(102)進(jìn)口的最小葉輪插入距離為大約0. 2*X。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)，其中，所述混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)是與服務(wù)器機(jī)架風(fēng)扇位(207)相容的風(fēng)扇單元(400)的一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)，其中，與I級(jí)葉片軸流式風(fēng)扇的失速區(qū)域相比，所述混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇(100)的失速區(qū)域在較高壓力下發(fā)生。
全文摘要
根據(jù)至少一些實(shí)施例，一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括外殼(202)，所述外殼(202)配置成保持至少一個(gè)資源單元(204)。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括選擇性地附連到所述外殼(202)的多個(gè)混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元(400)。每個(gè)混合流導(dǎo)管式風(fēng)扇單元(400)都包括導(dǎo)管(102)，所述導(dǎo)管(102)具有進(jìn)氣直徑、鐘形口直徑和排氣直徑。鐘形口直徑小于進(jìn)氣直徑和排氣直徑。
文檔編號(hào)G06F1/20GK102763054SQ201080064656
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者J.P.弗蘭斯, W.D.文森, Y.賈拉 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)