專利名稱：改進(jìn)的風(fēng)扇和冷卻裝置的制作方法
改進(jìn)的風(fēng)扇和冷卻裝置
背景技術(shù)：
電子部件在操作中產(chǎn)生熱，這些熱必須被消散以確保電子部件的連續(xù)操作并防止 在該裝置或電子部件所在的機(jī)柜內(nèi)積聚熱。對(duì)于使用在臺(tái)式計(jì)算機(jī)或服務(wù)器中(其中增大 的部件密度使得增加了冷卻需求)的計(jì)算機(jī)部件而言，尤其如此。增加的冷卻需求可通過(guò)經(jīng)由部件所在裝置或系統(tǒng)供應(yīng)較高的氣流來(lái)滿足。由于各 種裝置(包括臺(tái)式計(jì)算機(jī)和服務(wù)器)中的空間限制，并不適合安裝較大的或并聯(lián)的風(fēng)扇。對(duì) 于使用并聯(lián)風(fēng)扇的一個(gè)可替換方案是使用串聯(lián)堆疊的風(fēng)扇來(lái)提供較高的氣流速率。不幸的 是，堆疊的串聯(lián)風(fēng)扇的性能由于進(jìn)入下游風(fēng)扇的空氣來(lái)流不理想(即不均勻)而降低。人們進(jìn)行了各種嘗試以便改善進(jìn)入下游風(fēng)扇的空氣流。這些嘗試包括使用附接到 下游風(fēng)扇的出口導(dǎo)片，以試圖將均勻的氣流提供給下游風(fēng)扇。另外，在上游和下游風(fēng)扇之間 提供氣隙，以試圖提供均勻的氣流。如果需要為更密集的電子部件提供更大量的冷卻，那么可在減小的噪聲水平下產(chǎn) 生更大量冷卻空氣的裝置將成為本領(lǐng)域中的重要改進(jìn)。


圖1為示出第一和第二風(fēng)扇以及流動(dòng)調(diào)節(jié)器的冷卻裝置的剖視圖。圖2為流動(dòng)調(diào)節(jié)器的側(cè)視圖。圖3為流動(dòng)調(diào)節(jié)器的透視圖。圖3A為流動(dòng)調(diào)節(jié)器板的透視圖。圖4為曲線圖，示出了對(duì)于給定靜態(tài)壓力的空氣流增大情況。圖5為流動(dòng)調(diào)節(jié)器板的前視圖。圖5A為圖5所示的流動(dòng)調(diào)節(jié)器板的透視圖。圖6為曲線圖，示出了利用如圖5所示流動(dòng)調(diào)節(jié)器板在給定靜態(tài)壓力下的增大的
空氣流。圖7為表格，示出了利用流動(dòng)調(diào)節(jié)器時(shí)噪聲水平的減小情況。圖8為曲線圖，示出了利用流動(dòng)調(diào)節(jié)器時(shí)噪聲水平在各種頻率下的減小情況。圖9為風(fēng)扇組件的側(cè)視圖。圖10為表格，為風(fēng)扇組件的一個(gè)實(shí)施例示出了在給定的靜態(tài)壓力下流動(dòng)速率的 增大情況。圖11為風(fēng)扇入口管道的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖11A為透視圖，示出了圖11所示風(fēng)扇入口管道的風(fēng)扇連接板。圖12為風(fēng)扇出口管道的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖12A為透視圖，示出了圖12所示風(fēng)扇出口管道的風(fēng)扇連接板。
具體實(shí)施例方式該設(shè)備涉及與電子部件(未示出)(特別是臺(tái)式計(jì)算機(jī)、刀片機(jī)箱(或稱刀片封裝物)和服務(wù)器內(nèi)的計(jì)算機(jī)部件)一同使用的冷卻裝置10。如圖1所示，冷卻裝置10包括 第一風(fēng)扇12、第一風(fēng)扇12上游的第二風(fēng)扇14以及包括殼體18的流動(dòng)調(diào)節(jié)器元件16，殼體 18具有包括流動(dòng)調(diào)節(jié)器板22的第一側(cè)20、與第一側(cè)20相對(duì)且限定了開口 26的第二側(cè)24 以及在第一側(cè)20與第二側(cè)24之間的管道28，其中流動(dòng)調(diào)節(jié)器板22附接到第一風(fēng)扇12的 接近第二風(fēng)扇14的一側(cè)，殼體18的第二側(cè)24附接到第二風(fēng)扇14的接近第一風(fēng)扇12的一 側(cè)。在一實(shí)施例中，第一風(fēng)扇12和第二風(fēng)扇14為軸流式風(fēng)扇。在一實(shí)施例中，流動(dòng)調(diào)節(jié)器板22具有約為4mm的厚度“t”，如圖2所示。該流動(dòng)調(diào) 節(jié)器板22可為穿孔板，如圖3A所示。這種板限定多個(gè)開口 30，在特定實(shí)施例中，每個(gè)開口 均可為圓形，具有約5mm的直徑。在一實(shí)施例中，流動(dòng)調(diào)節(jié)器板22可具有被分為多個(gè)部分 的圓形格柵，如圖5和5A所示。在又一實(shí)施例中，第一風(fēng)扇12的接近第二風(fēng)扇14的一側(cè)的長(zhǎng)度和寬度等于流動(dòng) 調(diào)節(jié)器板22的長(zhǎng)度和寬度。流動(dòng)調(diào)節(jié)器板22與第二側(cè)24之間的殼體18限定了管道28， 其可為伸長(zhǎng)(或稱細(xì)長(zhǎng))管道28，且具有至少13mm的長(zhǎng)度“L”，如圖2所示。管道28為流 動(dòng)調(diào)節(jié)器板22與第二風(fēng)扇14之間存在的氣隙作好了準(zhǔn)備，如圖1、2和3所示。流動(dòng)調(diào)節(jié)器元件16可由塑料或任何類似材料制造。操作時(shí)，流動(dòng)調(diào)節(jié)器16被軸向?qū)?zhǔn)(或稱排列)在第一風(fēng)扇12與第二風(fēng)扇14之 間且處于第二風(fēng)扇14的下游，如圖1所示。空氣流“A”離開第二風(fēng)扇14并前進(jìn)通過(guò)殼體 18的與第一風(fēng)扇12相鄰的第一端20上的第二端22中的開口 26。空氣“A”然后被吸入通 過(guò)流動(dòng)調(diào)節(jié)器板22至第一風(fēng)扇12中。在一實(shí)施例中，冷卻裝置10用于冷卻可能位于臺(tái)式計(jì)算機(jī)或服務(wù)器中的計(jì)算機(jī) 部件(未示出)。流動(dòng)調(diào)節(jié)器16通過(guò)產(chǎn)生更均勻的空氣流來(lái)改善進(jìn)入下游或第一風(fēng)扇12 的空氣流。由圖4可知，利用流動(dòng)調(diào)節(jié)器使得由在給定靜態(tài)壓力下風(fēng)扇生成了更高的每分 鐘立方英尺(“CFM”)的流動(dòng)速率。這導(dǎo)致通過(guò)電子部件的氣流增加，從而造成更大的冷 卻，同時(shí)風(fēng)扇12、14的間隔減小了與通過(guò)風(fēng)扇12、14的氣流相關(guān)聯(lián)的噪聲。該空氣流的增 加允許在給定隔間中增大部件密度，這是因?yàn)榕c沒(méi)有使用流動(dòng)調(diào)節(jié)器16相比在給定靜態(tài) 壓力下獲得更大的冷卻。類似地，流動(dòng)調(diào)節(jié)器16使得節(jié)省了更多能量和減小了更多噪聲， 這是因?yàn)榕c沒(méi)有流動(dòng)調(diào)節(jié)器16的、利用串聯(lián)布置的冷卻風(fēng)扇的冷卻系統(tǒng)相比，其允許利用 較低的CFM以及較低的風(fēng)扇RPM來(lái)獲得特定的靜態(tài)壓力。圖5和5A示出了與冷卻裝置10 —同使用的流動(dòng)調(diào)節(jié)器板22的另一實(shí)施例。圖6 為曲線圖，示出了因使用流動(dòng)調(diào)節(jié)器16與圖5所示的流動(dòng)調(diào)節(jié)器板22引起的對(duì)于給定靜 態(tài)壓力的空氣流增大情況。如圖7和8所示，在低操作頻率下，兩個(gè)風(fēng)扇12、14之間的氣隙越大，噪聲水平越 低。在較高頻率下，至少13mm的氣隙產(chǎn)生更為有效的噪聲減小。本申請(qǐng)還公開了一種冷卻封裝物內(nèi)的電子部件的方法，該方法包括1)由第二風(fēng) 扇14產(chǎn)生空氣流；2)從第二風(fēng)扇14吸入空氣流，使其通過(guò)位于第二風(fēng)扇14下游的殼體18 中的開口 26 ；3)將空氣流抽吸(pull)通過(guò)殼體18的遠(yuǎn)離第二風(fēng)扇14的一側(cè)上的流動(dòng)調(diào) 節(jié)器板22至附接到流動(dòng)調(diào)節(jié)器板22上的第一風(fēng)扇12 ；以及4)從第一風(fēng)扇12的下游生成
空氣流。
在一實(shí)施例中，流動(dòng)調(diào)節(jié)器板為穿孔板。本申請(qǐng)還公開了用于冷卻電子部件的風(fēng)扇組件32。在一實(shí)施例中，如圖9所示， 風(fēng)扇組件32包括風(fēng)扇34 ；入口管道36，其具有在風(fēng)扇34上游的第一端38和在第一端38 下游的第二端42，所述第一端38(如圖11和11A所示)限定了具有第一直徑屯的第一開 口 40，所述第二端42附接到風(fēng)扇34的第一側(cè)44并限定了具有比第一直徑小的第二直徑d2 的第二開口 46。出口管道48 (如圖12和12A所示)具有附接到風(fēng)扇34的與第一側(cè)42相 對(duì)的第二側(cè)52上的第一端50，出口管道48的所述第一端50限定具有第一直徑d3的開口 54 ；和在第一端50下游的第二端56，所述第二端56限定具有比第一直徑d3大的第二直徑 d4的第二開口 58。用在組件32中的入口管道36 (如圖11所示)形成一種噴嘴效果，其允許空氣更 為平穩(wěn)地流入風(fēng)扇34。出口管道48(如圖12所示)用作將空氣流擴(kuò)張(或擴(kuò)展)出風(fēng)扇 34的擴(kuò)散器。如圖10所示，入口管道36和出口管道48的使用允許在給定靜態(tài)壓力下更大 的空氣流，如圖10所示，由此提高了風(fēng)扇34的冷卻效果。在一實(shí)施例中，入口管道36的第一端38的直徑屯等于出口管道48的第二端56 的直徑d4，入口管道36的第二端42的直徑d2等于出口管道48的第一端50的直徑d3。在又一實(shí)施例中，出口管道的第二端56附接到流動(dòng)調(diào)節(jié)器元件16。使用的術(shù)語(yǔ)“一 (a) ”和“一個(gè)(an) ”和“該(the) ” (或可數(shù)名詞前無(wú)具體數(shù)量限 制時(shí))以及在描述要求保護(hù)的設(shè)備、裝置、系統(tǒng)或方法的上下文(特別是所附權(quán)利要求的上 下文中)中的類似引用被理解為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非在本文中另外指明或者由上下文明 確否定。本文中所述的數(shù)值范圍僅僅是為了作為逐個(gè)地提及落入該范圍內(nèi)的每個(gè)分立值的 一種簡(jiǎn)略的表達(dá)方法，除非本文另外指明，否則每個(gè)分立的值均被并入本說(shuō)明書中，如同在 本文中逐個(gè)地記載了這些分立的值。本文描述的所有方法可按任何適當(dāng)?shù)捻樞驁?zhí)行，除非 另外指明或者由上下文明確否定。本文提供的任何和所有示例或示例性語(yǔ)言(例如，“例 如”)的使用僅僅是為了更好地例示出要求保護(hù)的設(shè)備、裝置、系統(tǒng)或方法，并不進(jìn)行范圍限 制，除非另外聲明。本說(shuō)明書中的語(yǔ)言不應(yīng)該被理解為表明任何未在權(quán)利要求中要求的元 件對(duì)實(shí)施要求保護(hù)的設(shè)備、裝置、系統(tǒng)或方法而言是必不可少的。在此描述了要求保護(hù)的設(shè)備、裝置、系統(tǒng)或方法的優(yōu)選實(shí)施例，其包括對(duì)于本申請(qǐng) 發(fā)明人而言已知的實(shí)施要求保護(hù)的設(shè)備、裝置、系統(tǒng)或方法的最佳方式。應(yīng)該理解的是，例 示的實(shí)施例僅為示例性的，不應(yīng)用來(lái)限制要求保護(hù)的設(shè)備、裝置、系統(tǒng)或方法的范圍。
權(quán)利要求
一種冷卻裝置，包括第一風(fēng)扇；在所述第一風(fēng)扇上游的第二風(fēng)扇；以及位于所述第一風(fēng)扇與所述第二風(fēng)扇之間的流動(dòng)調(diào)節(jié)器元件，所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器元件包括殼體，其具有包括流動(dòng)調(diào)節(jié)板的第一側(cè)；與所述第一側(cè)相對(duì)的且限定了開口的第二側(cè)；以及在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間的管道，其中所述流動(dòng)調(diào)節(jié)板附接到所述第一風(fēng)扇的接近所述第二風(fēng)扇的那一側(cè)，所述殼體的所述第二側(cè)附接到所述第二風(fēng)扇的接近所述第一風(fēng)扇的那一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述第一和第二風(fēng)扇為軸流式風(fēng)扇。
3.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述流動(dòng)調(diào)節(jié)板具有約4mm的厚度。
4.如權(quán)利要求3所述的冷卻裝置，其中所述流動(dòng)調(diào)節(jié)板為穿孔板。
5.如權(quán)利要求4所述的冷卻裝置，其中所述穿孔板具有多個(gè)圓形開口，每個(gè)圓形開口 具有約5mm的直徑。
6.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述第一風(fēng)扇的接近所述第二風(fēng)扇的所述那一側(cè)具有長(zhǎng)度和寬度；并且 所述流動(dòng)調(diào)節(jié)板具有與所述第一風(fēng)扇的所述那一側(cè)的長(zhǎng)度相等的長(zhǎng)度以及與所述一 側(cè)的寬度相等的寬度。
7.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述流動(dòng)調(diào)節(jié)板與所述第二側(cè)之間的所述管道 為具有至少13mm長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)管道。
8.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器由剛性塑料或類似材料制造。
9.權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中氣隙存在于所述流動(dòng)調(diào)節(jié)板與所述第二風(fēng)扇之間。
10.一種冷卻封裝物內(nèi)的電子部件的方法，該方法包括從第二風(fēng)扇產(chǎn)生空氣流；來(lái)自所述第二風(fēng)扇的所述空氣流吸入通過(guò)位于所述第二風(fēng)扇下游的殼體中的開口； 將所述空氣流抽吸通過(guò)所述殼體的遠(yuǎn)離所述第二風(fēng)扇的那一側(cè)上的流動(dòng)調(diào)節(jié)器板，進(jìn) 入附接到所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器板上的第一風(fēng)扇；以及 從所述第一風(fēng)扇的下游產(chǎn)生所述空氣流。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，包括提供具有多個(gè)開孔的所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器板。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，包括將所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器板與所述第一風(fēng)扇相鄰定位。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，包括提供具有約4mm厚度的所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器板。
14.一種用于冷卻電子部件的風(fēng)扇組件，該風(fēng)扇組件包括 風(fēng)扇；入口管道，其具有在所述風(fēng)扇上游的第一端，所述第一端限定了具有第一直徑的第一開口 ；和 在所述第一端下游的第二端，所述第二端附接到所述風(fēng)扇的第一側(cè)并限定了具有比所 述第一直徑小的第二直徑的第二開口；出口管道，其具有附接到所述風(fēng)扇的與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)上的第一端，所述出口管道的所述第一 端限定了具有第一直徑的開口 ；和在所述第一端下游的第二端，所述第二端限定了具有比所述第一直徑大的第二直徑的 第二開口。
15.如權(quán)利要求14所述的風(fēng)扇組件，其中所述入口管道的所述第一端的直徑等于所述出口管道的所述第二端的直徑；并且 所述入口管道的所述第二端的直徑等于所述出口管道的所述第一端的直徑。
16.如權(quán)利要求14所述的風(fēng)扇組件，其中所述出口管道的所述第二端附接到流動(dòng)調(diào)節(jié) 器元件上，該流動(dòng)調(diào)節(jié)器元件包括殼體，其具有包括流動(dòng)調(diào)節(jié)板的第一側(cè)； 與所述第一側(cè)相對(duì)且限定了開口的第二側(cè)；以及在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間的管道，其中所述流動(dòng)調(diào)節(jié)板附接到所述第一風(fēng)扇的 接近所述第二風(fēng)扇的那一側(cè)，所述殼體的所述第二側(cè)附接到所述第二風(fēng)扇的接近所述第一 風(fēng)扇的那一側(cè)。
17.如權(quán)利要求14所述的風(fēng)扇組件，其中所述風(fēng)扇為軸流式風(fēng)扇。
全文摘要
一種冷卻裝置，其具有第一風(fēng)扇、在該第一風(fēng)扇上游的第二風(fēng)扇以及包括殼體的流動(dòng)調(diào)節(jié)器元件，所述殼體具有包括流動(dòng)調(diào)節(jié)器板的第一側(cè)、與所述第一側(cè)相對(duì)且限定開口的第二側(cè)以及在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間的管道，其中所述流動(dòng)調(diào)節(jié)器板附接到所述第一風(fēng)扇的接近所述第二風(fēng)扇的那一側(cè)，所述殼體的所述第二側(cè)附接到所述第二風(fēng)扇的接近所述第一風(fēng)扇的那一側(cè)。本發(fā)明還公開了一種用于冷卻電子組件的方法和風(fēng)扇組件。
文檔編號(hào)G06F1/20GK101960407SQ200880127555
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
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