[实用新型]一种散热风扇

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及电子器件及其装置散热用的风扇，特别是轴流式风扇。

背景技术

电子器件的散热问题，已经成了电子产品设计制造中不可回避的问题，特别是计算机中CPU和GPU芯片的散热，已成了计算机发展中的瓶颈，CPU散热器成了主板上尺寸最大的部件，是主板尺寸的减小和紧凑化的最大阻碍。

散热器一般由风扇和带有许多对流换热肋片的装置构成。风扇是散热器中非常重要的部件，风扇的风量不仅要高，风压也必须足够高，以克服对流换热肋片产生的空气流动阻力。

现电子散热风扇是从通风风扇基础上发展演变过来的，考虑更多的是整个制造成本和风量，面对CPU等电子芯片发热量大幅度提高，散热器上的对流散热肋片增加带来的空气流动阻力大幅度增加，现有电子散热风扇中的叶片的设计必须修改，但由于缺乏专业的空气动力学和叶片机设计原理方面的知识作指导，新推出的产品或设计只是通过增大风扇的尺寸(如外径)，提高扇叶转速来提高风量和风压，但噪音迅速加大，风量和风压并没有得到有效提高。

中国专利申请，申请号：03142983.1和申请号：200610163711.6，两项专利申请公开的电子散热风扇中，在扇叶后设置有整流器(也称静叶和固定叶片)，目的是想减小扇叶后的空气旋转速度(周向分速度)，提高风扇的风压。但是这两项专利申请提供的风扇，缺乏专业的空气动力学和叶片机设计原理方面的知识作为设计指导，甚至得出完全相反的错误结果，也就不可能设计出有效提高风量和风压的风扇。

发明内容

本实用新型提供了一种轴流式散热风扇，是以空气动力学和叶片机设计原理为基础，并结合电子散热风扇具体结构以及制造工艺，对风扇叶片(扇叶叶片以及整流叶片)的设计做出了更为具体的要求，并提出新的结构，使之更符合空气流动特性，减小空气在叶片中的流动损失(阻力)，有效提高风扇的风压和风量，并减小风扇尺寸，使之更紧凑。

本实用新型所采用的技术方案：风扇为轴流式，主要部件有：壳罩、扇叶、电机，本实用新型的特征在于：扇叶采用了多级叶片结构，

或整个扇叶叶片为一个整体部件，叶尖处叶片弯折角不大于18°，出口几何角不大于48°，叶片之间轴向方向投影间距的最小处不大于2.0毫米的单级叶片结构、

或叶片在轴向分切成两段，分别在两个或更多个一体注射成型的整体部件上的单级叶片结构、

或叶片分别在两个或更多个一体注射成型的整体部件上，一个整体部件上的叶片夹在另外的整体部件上的叶片中间的单级叶片结构；

单级叶片结构的扇叶叶片数量或多级叶片结构的扇叶最后级的叶片数量不少于8片。

旋转的扇叶叶片驱动空气流动，将电机输出的机械能传输给空气，空气的机械能(动能和势能)得到提高，即空气的速度和压力得到提高。电机的机械能通过扇叶叶片输送给空气的过程中有机械能损失，即存在有输送效率问题，机械能损失中包括有：空气表面摩擦损失和涡流流动损失。当在叶片表面气流出现分离漩涡时，涡流流动损失将迅速增加，叶片效率将急剧下降。因而要有效提高风扇的风量和风压，必须控制涡流流动损失，也就是风扇叶片的设计必须符合空气流动特性。

图1为平面叶栅示意图，也为环形叶栅在同心圆柱面上的截面的展开示意图，本实用新型中的扇叶以及整流器属于环形叶栅。叶栅的额线为图1中的11或22，叶距t为沿额线方向相邻两叶片对应点之间的距离，弦长b与叶距的比值b/t称为叶栅稠度；叶片之间轴向方向的投影的间距是指两相邻的叶片投影到额线上的之间的间距d；叶片进口几何角β_1A、出口几何角β_2A为叶片的片型中线在前缘、后缘的切线与额线之间的夹角；叶栅进、出口气流角β₁、β₂为进、出口气流相对速度W₁、W₂与额线之间的夹角；气流转折角Δβ＝β₂-β₁，为气流通过叶栅时转过的角度；进口冲角为来流方向与叶片的叶型中线在前缘点的切线之间的夹角；出口落后角δ为气流出口方向与叶片的叶型中线在后缘点的切线之间的夹角，δ＝β_2A-β₂。可以推导出气流转折角θ为叶片弯折角，θ＝β_2A-β_1A。