具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片的風扇葉輪的製作方法

2023-05-23 01:50:41

具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片的風扇葉輪的製作方法
【專利摘要】一種風扇葉輪，具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片。風扇葉輪包括輪轂、第一多個主葉片和第二多個副葉片。第一副葉片的前緣被設置為緊鄰第一主葉片的後緣。第一副葉片的前緣部分還被設置在第一主葉片和第二主葉片之間的葉片間空間中。第一副葉片的後緣部分被設置在葉片間空間的外部並且朝向輪轂的底部。還提供了一種包括所述風扇葉輪的冷卻風扇，以及一種包括有包括所述風扇葉輪的所述冷卻風扇的電氣設備。
【專利說明】具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片的風扇葉輪
【技術領域】
[0001]本技術的示例大體涉及電子設備的冷卻技術，並且更具體地涉及用於冷卻電子設備的冷卻風扇的風扇葉輪。
【背景技術】
[0002]隨著電子產品變得越來越複雜，電子設備的冷卻技術已經受到越來越多的關注。例如，將高性能微處理器整合到電子設備中已經變得幾乎無所不在。這種高性能微處理器由於它們具有不斷增大數量的邏輯門以及不斷增大的速度的複雜設計而散發出大量的熱。但是，微處理器和處理器的性能對於這些裝置產生的熱的排除是非常敏感的。因此，冷卻技術必須特別地與微處理器和處理器設計的日益增加的複雜性保持同步，並且更一般地，與電子設備的日益增加的複雜性保持同步。
[0003]正在研究和開發的一個解決電子設備的排熱問題的領域是冷卻風扇技術。為提高冷卻效率，通常使用多個冷卻風扇來排除由電子設備產生的熱。但是，由於要提供兩個或更多個冷卻風扇以及伴隨它們操作的附帶支持電路，這種多風扇方案是昂貴的。因此，從事電子設備冷卻技術開發的科學工作者和工程人員關注於開發出新的方法來以解決排熱的問題，該新的方法高效、節省成本並且可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]包含在本說明書中並且形成其一部分的附圖例示本技術的示例，並且與說明書一起用於解釋本技術的示例。
[0005]圖1A是根據本技術示例的具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片的風扇葉輪的側視透視圖。
[0006]圖1B是根據本技術示例的圖1A中的風扇葉輪的側視透視圖，例示風扇葉輪的與提供聞的空氣功率效率有關的各種尺寸。
[0007]圖2是根據本技術示例的具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片的風扇葉輪的可替代示例的側視透視圖。
[0008]圖3是風扇葉輪空氣流和空氣功率效率的曲線圖，示出根據本技術示例的具有副葉片的風扇葉輪與不具有副葉片的風扇葉輪相比較的效果。
[0009]圖4是根據本技術示例的包括圖1中風扇葉輪的冷卻風扇的俯視圖。
[0010]圖5是示出根據本技術示例的電氣設備的示意圖，該電氣設備包括圖4的包括圖1中的風扇葉輪的冷卻風扇。
[0011]說明書中提及的附圖不應被理解為按比例繪製，除非具體指出。
【具體實施方式】
[0012]現在將詳細參照本技術的可替代示例。雖然將結合可替代示例來描述本技術，但將理解它們並不旨在將本技術限制於這些示例。相反，本技術旨在涵蓋可包括在由所附權利要求書限定的本技術的精神和範圍內的替代、更改及等同物。
[0013]此外，在本技術示例的以下描述中，陳述了許多細節以提供對本技術的全面理解。但是，應當注意，本技術的示例可以在沒有這些具體細節的情況下被實施。在其它情況下，為不會不必要地模糊本技術示例，眾所周知的方法、步驟和部件未進行詳細描述。在所有附圖中，相同的部件由相同的附圖標記表示，並且如果並非必要，則省略重複描述以便清楚說明。如在此使用的，冠詞「一(a)」和「一(an)」也將理解為包括複數個對象。另外，如在此使用的，冠詞「該」和「所述」也將理解為包括複數個對象。
[0014]本技術示例包括具有多個葉片的風扇葉輪，該多個葉片被成形和設置為提供高的空氣功率效率。風扇葉輪包括輪轂、第一多個主葉片和第二多個副葉片。第一多個主葉片中的第一主葉片具有第一形狀，並且包括前緣和後緣。類似地，第二多個副葉片中的第一副葉片具有第二形狀，並且包括前緣和後緣。第一主葉片被設置為比第一副葉片更靠近輪轂的頂部。第一副葉片的前緣被設置為緊鄰第一主葉片的後緣。第一副葉片的前緣部分還被設置在第一主葉片和第二主葉片之間的葉片間空間中。第一副葉片的後緣部分被設置在葉片間空間外部並且朝向輪轂底部。本技術的示例還包括:包括風扇葉輪的冷卻風扇，以及包括有包括風扇葉輪的冷卻風扇的電氣設備。
[0015]本技術示例解決了以下問題:形成能夠獲得高水平的空氣功率效率同時具有大空氣流和高氣壓的單個葉片形狀是令人生畏的任務，因為針對各性能目標、即大空氣流和高氣壓的葉片參數導致有分歧的設計。本技術示例使用兩種不同的葉片形狀，以使各葉片形狀被設計成滿足不同的性能目標，但當該兩種不同的葉片形狀組合時，產生了意料不到的協同作用而實現了獨特的性能結果。
[0016]本技術示例解決以下問題:傳統實踐中使用僅一種葉片形狀導致以一些負面副作用成本改變性能的調整。例如，為增加流動，能夠增大葉片弧高或者衝角；但是，增大葉片弧高或者衝角導致效率損失並且增大失速的傾向(dip in the stall)。替代地，如果設計人員希望更大的壓力和效率，則是以空氣流體積為代價的。
[0017]本技術示例利用了附接到相同的輪轂的兩個獨特葉片形狀。根據本技術示例，主葉片具有軸向偏向冷卻風扇進口的「較長」形狀；而副葉片具有偏向風扇葉輪的靠近主葉片後緣的後部的「較短」形狀。主葉片和副葉片之間的間隔取決於許多因素；但在本技術的一個示例中，主葉片和副葉片之間的間隔沿著輪轂的圓周是均勻恆定的，這對於在用於製造風扇葉輪的注射模製過程中獲得高的物料通過體積是有用的。根據本技術示例，主葉片形狀較大，具有較長的弦長和小的衝角。主葉片產生壓力性能並且是高空氣流效率的。副葉片形狀較小，並且具有較小的弧高和較大的衝角。副葉片提供流動體積能力，但不太高效。如果副葉片是具有僅一種葉片形狀的典型冷卻風扇的一部分，則副葉片的高衝角將增大失速可能性。但是，根據本技術示例，由於上遊主葉片的後緣已經改變了空氣流圖案，所以流分離減少。根據本技術示例，結果形成了能夠產生高壓的冷卻風扇，其是包含具有小衝角的葉片的冷卻風扇的特徵，但具有更大的總體空氣流體積，其是包含具有大衝角的葉片的冷卻風扇的特徵，而無空氣功率效率的損失。
[0018]因此，本技術示例是有用的，因為與包含具有僅一種形狀的葉片的風扇葉輪的冷卻風扇相比，包含具有兩種不同形狀的主葉片和副葉片的風扇葉輪的冷卻風扇能夠提供更高的流量，而不會增加冷卻風扇尺寸或者速度。此外，本技術示例的實用性還在於風扇葉輪的硬模(hard tool)製造過程的能力，諸如注射模製，因為副葉片是短的，對於製造注射模製模具帶來更少的複雜性，並且在可用於製造風扇葉輪的注射模製過程中不易「鎖」在模具中。另外，與可能導致較低空氣功率效率的實現等效冷卻風扇性能的常規方法相比，本技術示例提供包括能夠保持空氣功率效率的風扇葉輪的冷卻風扇。此外，與包含具有單一形狀的葉片的風扇葉輪的冷卻風扇相比，在相等性能下，本技術示例提供消耗更少風扇功率的冷卻風扇。
[0019]現在參照圖1A，根據本技術示例，示出了具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片的風扇葉輪101的側視透視圖100A。風扇葉輪101包括輪轂110、第一多個主葉片120，例如，主葉片120-1和120-2，以及第二多個副葉片130，例如副葉片130-1和130-2。如圖1A所示，例如，風扇葉輪101具有大約八個主葉片和大約八個副葉片，而不局限於此，因為本技術示例包括具有比所示更少或更多的主葉片和副葉片的風扇葉輪。第一多個主葉片120中的第一主葉片120-1包括前緣120-la和後緣120_lb，其它主葉片也是如此；例如，第二主葉片120-2也包括前緣120-2a和後緣120_2b。第一多個主葉片120中的第一主葉片120-1還包括設置在第一主葉片120-1的底側處的高壓表面120-lc以及設置在第一主葉片120-1的頂側處的低壓表面(圖1A中不可見)，其它主葉片也是如此；例如，第二主葉片120-2也包括設置在第二主葉片120-2的底側處的高壓表面(在圖1A中不可見)以及設置在第二主葉片120-2的頂側處的低壓表面120-2。第一主葉片120-1被設置為比第一副葉片130-1更靠近輪轂110的頂部110-1，這隨後被更詳細地描述。
[0020]進一步參照圖1A，根據本技術示例，第二多個副葉片130中的第一副葉片130-1包括前緣130-la和後緣130-lb，其它副葉片也是如此；例如，第二主葉片130-2也包括前緣(未標記)和後緣(未標記)。如在此描述的，並非風扇葉輪101的各個組成部分的所有空氣動力面均被標註，以便不會不必要地使附圖雜亂。第二多個副葉片130中的第一副葉片130-1也包括設置在第一副葉片130-1的底側處的高壓表面130-lc，以及設置在第一副葉片130-1的頂側處的低壓表面130-ld，其它副葉片也是如此；例如，第二副葉片130-2也包括設置在第二副葉片130-2的底側處的高壓表面(未標記)，以及設置在第二副葉片130-2的頂側處的低壓表面(未標記)。第一副葉片130-1包括前緣部分130-le和後緣部分130-lf,其布置隨後被描述。
[0021]進一步參照圖1A，根據本技術示例，第一副葉片的前緣130-la被設置為緊鄰第一主葉片120-1的後緣120-lb。第一副葉片130-1的前緣部分130_le還被設置在第一主葉片120-1和第二主葉片120-2之間的葉片間空間140-1中。第一副葉片130-1的後緣部分130-lf被設置在葉片間空間140-1的外部並且朝向輪轂110的底部110-2。如圖1A所示，例如但不局限於此，第一副葉片130-1的前緣部分130-le被設置在葉片間空間140-1中並在第一主葉片120-1和第二主葉片120-2的中間。包括輪轂110、第一多個主葉片120和第二多個副葉片130的葉輪101可以是一個單一整體。根據本技術示例，該單一整體不具有能拆的子部件，並且沒有用於聯接子部件的聯接機構。這種聯接機構包括從包含緊固件、互鎖結構和粘合劑的組中選取的那些。緊固件的示例包括螺釘、銷和鉚釘，但不局限於此。互鎖結構的示例包括鍵、鍵槽、花鍵和燕尾接頭，但不局限於此。粘合劑的示例包括膠水、黏合齊U、膠帶、易熔性塑料珠以及用於將單獨的塑料部件熔接在一起的溶劑，但不局限於此。因此，在本技術的一個示例中，風扇葉輪101適於以注射模製過程低成本製造。
[0022]現在參照圖1B，根據本技術示例，示出了圖1A的風扇葉輪的側視透視圖100B。圖1B例示了風扇葉輪101的與提供高的空氣功率效率有關的各種尺寸。第一多個主葉片120中的第一主葉片120-1被成形為第一翼型(airfoil);以及第二多個副葉片130中的第一副葉片130-1被成形為第二翼型。因此,第一主葉片120-1具有弦長120-lg、上弧高120-l1、衝角120-1 j和葉片長度(未標記)，例如，類似於第三主葉片120-3的葉片長度120-3k，其與圖1B中的第一主葉片120-1的葉片長度相比是更可辯別的。類似地，第一副葉片130-1具有弦長130-lg、上弧高130-l1、衝角130-1 j和葉片長度(未標記)，例如，類似於第二副葉片130-2的葉片長度130-2k，其與圖1B中的第一副葉片130-1的葉片長度相比是更可辯別的。根據本技術示例，第一副葉片130-1的弦長130-lg比第一主葉片120-1的弦長120-lg小。在本技術的一個示例中，第一副葉片130-1的弦長130-lg是第一主葉片120-1的弦長120-lg的大約三分之一。此外，在本技術的一個示例中，第一副葉片130-1的葉片長度(未標記)比第一主葉片120-1的葉片長度(未標記)小。由於圖1B的視角，第一副葉片130-1和第一主葉片120-1的相對大小可通過比較第二副葉片130-2的葉片長度130-2k與第三主葉片120-3的葉片長度120-3k而更好地理解，第二副葉片130-2的葉片長度130-2k與第三主葉片120-3的葉片長度120-3k分別與第一副葉片130-1和第一主葉片120-1的葉片長度大約相同。由此,根據本技術示例,第一多個主葉片120中的第一主葉片120-1具有第一形狀。類似地，根據本技術示例，第二多個副葉片130中的第一副葉片130-1具有第二形狀，該第二形狀可以不同於第一多個主葉片120中的第一主葉片120-1的第一形狀。
[0023]進一步參照圖1B，根據本技術示例，第一主葉片120-1的衝角120_lj由第一主葉片120-1的弦長120-lg和輪轂110旋轉時第一主葉片120-1的運動方向120_lh之間的角度限定。類似地，第一副葉片130-1的衝角130-lj由第一副葉片130-1的弦長130-lg和輪轂110旋轉時第一副葉片130-1的運動方向130-lh之間的角度限定。根據本技術示例，第一主葉片120-1的衝角120-lj小於第一副葉片130-1的衝角130_lj。此外，在本技術的一個示例中，由於第一主葉片120-1的弦長120-lg和葉片長度分別大於第一副葉片130-1的弦長130-lg和葉片長度，所以第一主葉片120-1的葉片面積可以大於第一副葉片130-1的葉片面積。
[0024]進一步參照圖1B，根據本技術示例，輪轂110可具有錐形形狀。因此，如圖1B所示，在輪轂Iio的頂部110-1處的輪轂110的頂部直徑IlO-1a小於在輪轂110的底部110-2處的輪轂110的底部直徑110-2a。在本技術的一個示例中，輪轂110的頂部直徑I IO-1a可以是大約8毫米(mm);並且輪轂110的底部直徑110_2a可以是大約25mm。另外，輪轂110的高度110-3可以是大約28mm。因此，在本技術的一個示例中，輪轂110的錐形形狀可以允許在冷卻風扇出口處產生增大的氣壓。
[0025]另外，雖然已經從具體的個別主葉片和副葉片的方面描述了風扇葉輪101，但是這是舉例說明，並不局限於此，因為主葉片可具有彼此類似的形狀和尺寸；並且類似地，副葉片可具有彼此類似的形狀和尺寸。此外，對風扇葉輪101的葉片的總體形狀和設置的先前討論是舉例說明，而不局限於此，因為風扇葉輪101的葉片相對於彼此的其它形狀和設置也在本技術示例的精神和範圍內，並且可以不同於在圖1A和IB中所示的那些，其示例隨後被描述。
[0026]現在參照圖2，根據本技術示例，示出具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片的風扇葉輪101的替代示例的側視透視圖200。與圖1A和IB類似，風扇葉輪101包括輪轂110、第一多個主葉片120，例如主葉片120-1和120-2，以及第二多個副葉片130，例如副葉片130-1和130-2。但是，如圖2所示，例如，風扇葉輪101具有大約六個主葉片和大約六個副葉片，而不局限於此。第一多個主葉片120中的第一主葉片120-1包括前緣120-la和後緣120-lb，其它主葉片也是如此；例如，第二主葉片120-2也包括前緣120-2a和後緣120-2b。第一多個主葉片120的第一主葉片120-1還包括設置在第一主葉片120-1的底側處的高壓表面120-lc，以及設置在第一主葉片120-1的頂側處的低壓表面(在圖2中不可見)，其它主葉片也是如此；例如，第二主葉片120-2也包括設置在第二主葉片120-2的底側處的高壓表面(在圖2中不可見)，以及設置在第二主葉片120-2的頂側處的低壓表面120-2d。第一主葉片120-1被設置為比第一副葉片130-1更靠近輪轂110的頂部110-1。本技術示例還包括在其精神和範圍內的風扇葉輪101，其中第一主葉片120-1和第一副葉片130-1的相對位置從圖1A-2所示的那些沿著輪轂110的豎向軸線上下移動，和/或圍繞輪轂的豎向軸線周向移動。例如，第一主葉片120-1可被定位成比圖1A-2中所示的更靠近輪轂110的頂部110-1 ;第一副葉片130-1可被定位成比圖1A-2中所示的更靠近輪轂110的底部110-2 ;並且，第一主葉片120-1和第一副葉片130-1之間的相對間距比圖1A-2中所示的分開得更近，或者可替代地更遠。
[0027]進一步參照圖2，根據本技術示例，第二多個副葉片130中的第一副葉片130-1包括前緣130-la和後緣130-lb，其它副葉片也是如此；例如，第二主葉片130-2也包括前緣(未標記)和後緣(未標記)。第二多個副葉片130中的第一副葉片130-1還包括設置在第一副葉片130-1的底側處的高壓表面130-lc，以及設置在第一副葉片130-1的頂側處的低壓表面130-ld，其它副葉片也是如此；例如，第二副葉片130-2也包括設置在第二副葉片130-2的底側處的高壓表面(未標記)，以及設置在第二副葉片130-2的頂側處的低壓表面(未標記)。第一副葉片130-1包括前緣部分130-le和後緣部分130-lf,其布置隨後被描述。
[0028]進一步參照圖2，根據本技術示例，第一副葉片的前緣130-la被設置為緊鄰第一主葉片120-1的後緣120-lb。第一副葉片130-1的前緣部分130-le還被設置在第一主葉片120-1和第二主葉片120-2之間的葉片間空間140-1中。第一副葉片130-1的後緣部分130-lf被設置在葉片間空間140-1的外部並且朝向輪轂110的底部110-2。然而，如圖2所示，與圖1A和IB相比，第一副葉片130-1的前緣部分130-le被設置在葉片間空間140-1中距第一主葉片120-1的高壓表面120-lc比距第二主葉片120-2的低壓表面120_2d更近。另外，第一主葉片120-1和第一副葉片130-1的總體形狀不同於圖1A和IB中所示的相應形狀。特別地，圖2所示的第一主葉片120-1的衝角大於圖1A和IB中所示的第一主葉片120-1的衝角。而且，圖2所示的第一副葉片130-1的弦長大於圖1A和IB所示的第一副葉片130-1的弦長。因此，舉例來說而不局限於此，圖2示出了在本技術示例的精神和範圍內的設計變型的一些範圍。
[0029]現在參照圖3，示出了風扇葉輪的空氣流曲線340、345以及空氣功率效率曲線350,355的曲線圖300。圖3示出了根據本技術示例的包括第二多個副葉片130，例如副葉片130-1和130-2的風扇葉輪101的效果，與不具有第二多個副葉片130的風扇葉輪相比。圖3中所示的數據是針對具有三個主葉片和以大約22X 103轉/分(krpm)轉動的輪轂的冷卻風扇。雖然圖3所示的數據是針對具有組合的三個主葉片和三個副葉片設計的冷卻風扇和具有無副葉片的三個主葉片設計的冷卻風扇，但是該數據是表示與無副葉片的風扇葉輪相比較的分別類似於圖1A-2中所示設計的風扇葉輪101的性能。實線曲線340和350對應於具有主葉片但無副葉片的冷卻風扇。虛線曲線345和355對應於具有主葉片和副葉片二者的冷卻風扇。圖3中的橫座標310是空氣流，單位是立方英尺/分(cfm)。圖3中的左手側縱坐標320是在相應的冷卻風扇的出口處產生的壓力，單位是英寸水柱。相應的冷卻風扇的空氣流曲線340和345、或者「風扇曲線」指圖3中的左手側縱坐標320，如指向左的箭頭所示。圖3中的右手側縱坐標330是相應的冷卻風扇的空氣功率效率，單位是百分t匕。相應的冷卻風扇的空氣功率效率曲線350和355指圖3中的右手側縱坐標330，如指向右的箭頭所示。空氣功率效率、也稱為「空氣動力效率」從相應的風扇曲線計算，由如下公式給出:空氣功率效率=(空氣流功率/馬達效率)/風扇輸入功率，其中馬達效率由如下公式給出:馬達效率=(馬達轉矩X馬達旋轉速度)/馬達輸入功率。空氣流功率從風扇曲線計算，由沿著風扇曲線的點的橫座標和縱坐標的乘積獲得；因此，空氣流功率由以下公式給出:空氣流功率(瓦)=(空氣流X壓力)/8.515。換算因數8.515考慮了空氣密度以及空氣功率效率公式中各參數單位的換算。
[0030]進一步參照圖3，對於組合的三個主葉片和三個副葉片設計的空氣流曲線345以及無副葉片的三個主葉片設計的空氣流曲線340的檢查顯示了與相應的風扇葉輪的失速點關聯的空氣流曲線中的「拐點」。對於本技術示例，第一副葉片130-1被設置用於將風扇葉輪101的失速點365提高至與無第二多個副葉片130的風扇葉輪的失速點360相比具有更高的空氣流的點，其中第一副葉片130-1和第二副葉片130-2是第二多個副葉片130的示例。而且，如圖3所示，根據本技術示例，風扇葉輪101的空氣功率效率355大約等於或者大於無第二多個130副葉片的風扇葉輪的空氣功率效率350，第一副葉片130-1和第二副葉片130-2是第二多個副葉片130的示例。
[0031]現在參照圖4並且進一步參照圖1A-2，根據本技術示例，示出包括圖1的風扇葉輪101的冷卻風扇401的俯視圖400。圖4中所示的俯視圖400正交於圖1A-2中所示的透視圖100AU00B和200。冷卻風扇401包括具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片的風扇葉輪101。根據本技術示例，冷卻風扇401包括定子410、能旋轉地安裝在定子410中的轉子420以及聯接到轉子420的風扇葉輪101。圖4示出從冷卻風扇401的轉子420的軸線向下觀看的冷卻風扇401和風扇葉輪101的外觀。在關於圖1A-2的討論中針對風扇葉輪101的先前描述整合入冷卻風扇401的環境中，其中一些隨後被描述。
[0032]因此，進一步參照圖4，根據本技術示例，風扇葉輪101包括輪轂110、第一多個主葉片120，例如第一主葉片120-1和第二主葉片120-2，以及第二多個副葉片130，例如第一副葉片130-1和第二副葉片130-2。第一多個主葉片120中的第一主葉片120-1具有第一形狀，並且包括前緣120-la、後緣120-lb、高壓表面120-lc (圖4中未示出，但參見圖1A-2)以及低壓表面120-ld。同樣在圖4中示出的，第一多個主葉片120中的第二主葉片120-2也具有與第一主葉片120-1相同的第一形狀，這是多個主葉片120中的主葉片的特徵，並且包括前緣120-2a、後緣120-2b、高壓表面120-lc (圖4中未示出，但參見圖1A-2)以及低壓表面120-ld。類似地，第二多個副葉片130中的第一副葉片130-1具有第二形狀，並且包括前緣130-la、後緣130-lb、高壓表面130-lc (圖4中未示出，但參見圖1A-2)以及低壓表面130-ld。如圖4所示，第二多個副葉片130中的第二副葉片130-2也具有與第二副葉片130-1大致相同的形狀，這是多個副葉片130中的副葉片的特徵。第一主葉片120-1被設置為比第一副葉片130-1更靠近輪轂110的頂部110-1。雖然由於視角失去使得沿著冷卻風扇401的沿轉子420軸線延伸的垂直於圖4的平面的軸線方向從圖4中不明顯可見，但是第一副葉片的前緣130-la被設置為緊鄰第一主葉片120-1的後緣120-lb。第一副葉片130-1的前緣部分130-le還被設置在第一主葉片120-1和第二主葉片120-2之間的葉片間空間140-1中。第一副葉片130-1的後緣部分130-lf被設置在葉片間空間140-1的外部並且朝向輪轂110的底部110-2。
[0033]現在參照圖5並且進一步參照圖1A-2和圖4，根據本技術的其它示例，示出電氣設備501的示意圖500，該電氣設備501包括圖4中的包括圖1的風扇葉輪101的冷卻風扇401。電氣設備501具有用於冷卻的冷卻風扇401，該冷卻風扇401包含具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片的風扇葉輪101。根據本技術示例，電氣設備包括機殼510、設置在機殼510中的多個520電氣部件520-1、520-2、520-3、520-4，以及安裝在機殼510中以冷卻多個520電氣部件520-1、520-2、520-3、520-4的冷卻風扇401。舉例來說，電氣部件可以選自由印刷電路板PCB520-1、微處理器520-1、視頻處理器520-3和存儲器模塊520-4組成的組，而不局限於此。
[0034]進一步參照圖5和圖1A-2以及圖4，先前在針對圖4的冷卻風扇401討論中描述的本技術示例被包括在電氣設備501的環境中。冷卻風扇401包括定子410、能旋轉地安裝在定子410中的轉子420和聯接到轉子420的風扇葉輪101。先前在針對圖1A-2的風扇葉輪101的討論中描述的本技術不例也被包括在電氣設備501的環境中,其中一些隨後被描述。風扇葉輪101包括輪轂110、第一多個主葉片120，例如第一主葉片120-1和第二主葉片120-2，以及第二多個副葉片130，例如第一副葉片130-1和第二副葉片130-2。第一多個主葉片120中的第一主葉片120-1具有第一形狀，並且包括前緣120-la和後緣120-lb。類似地，第二多個副葉片130中的第一副葉片130-1具有第二形狀，並且包括前緣130-la和後緣130-lb。第一主葉片120-1被設置為比第一副葉片130-1更靠近輪轂110的頂部110-1。第一副葉片的前緣130-la被設置為緊鄰第一主葉片120-1的後緣120-lb。第一副葉片130-1的前緣部分130-le還被設置在第一主葉片120-1和第二主葉片120-2之間的葉片間空間140-1中。第一副葉片130-1的後緣部分130-lf被設置在葉片間空間140-1的外部並且朝向輪轂110的底部110-2。
[0035]進一步參照圖5，根據本技術的其它示例，舉例來說，電氣設備501可以選自由計算機、磁碟驅動器陣列以及網絡交換設備組成的組，但不局限於此。網絡交換設備也可以選自包含交換機和路由器組成的組。另外，在本技術的另一不例中，電氣設備501可以進一步包括刀片伺服器。
[0036]本技術的特定示例的前述描述已被給出用於例示和描述的目的。它們並不旨在窮盡或者將本技術限制於公開的確切形式，並且根據以上教導，許多更改和變化是可能的。在此描述的示例被選擇和描述以最佳地解釋本技術的原理以及其實際應用，由此允許其他本領域技術人員最佳地利用本技術以及具有適於預期具體用途的各種更改的不同示例。其旨在，本技術的範圍由所附權利要求書及其等同物來限定。
【權利要求】
1.一種風扇葉輪，具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片，所述風扇葉輪包括: 輪轂； 聯接到所述輪轂的第一多個主葉片； 聯接到所述輪轂的第二多個副葉片；並且 其中第一主葉片被設置為比第一副葉片更靠近所述輪轂的頂部，所述第一副葉片的前緣被設置為緊鄰所述第一主葉片的後緣，所述第一副葉片的前緣部分被設置在所述第一主葉片和第二主葉片之間的葉片間空間中，並且所述第一副葉片的後緣部分被設置在所述葉片間空間的外部並且朝向所述輪轂的底部。
2.根據權利要求1所述的風扇葉輪，其中所述第一副葉片的所述前緣部分設置在所述葉片間空間中並在所述第一主葉片和第二主葉片的中間。
3.根據權利要求1所述的風扇葉輪，其中所述第一副葉片的所述前緣部分被設置在所述葉片間空間中距所述第一主葉片的高壓表面比距所述第二主葉片的低壓表面更近。
4.根據權利要求1所述的風扇葉輪，其中所述第一副葉片被設置成將所述風扇葉輪的失速點增大到與不具有所述第二多個副葉片的風扇葉輪的失速點相比具有更高空氣流的點。
5.根據權利要求1所述的風扇葉輪，其中所述葉輪的所述空氣功率效率大約等於或者大於無所述第二多個 副葉片的葉輪的空氣功率效率。
6.根據權利要求1所述的風扇葉輪，其中所述第一主葉片和所述第一副葉片被成形為翼型。
7.根據權利要求1所述的風扇葉輪，其中所述第一副葉片的弦長小於所述第一主葉片的弦長。
8.根據權利要求7所述的風扇葉輪，其中所述第一副葉片的所述弦長是所述第一主葉片的所述弦長的大約三分之一。
9.根據權利要求1所述的風扇葉輪，其中所述輪轂具有錐形形狀，並且所述輪轂的頂部直徑小於所述輪轂的底部直徑。
10.根據權利要求1所述的風扇葉輪，其中包括所述輪轂、所述第一多個主葉片和所述第二多個副葉片的所述葉輪進一步構成一個單一整體。
11.根據權利要求10所述的風扇葉輪，其中所述單一整體不具有能拆的子部件，並且不具有用於聯接子部件的聯接機構，所述聯接機構選自由緊固件、互鎖結構和粘合劑組成的組。
12.—種冷卻風扇，具有風扇葉輪，所述風扇葉輪具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片，所述冷卻風扇包括: 定子; 能旋轉地安裝在所述定子中的轉子；和 聯接到所述轉子的風扇葉輪，所述風扇葉輪包括: 輪轂； 聯接到所述輪轂的第一多個主葉片； 聯接到所述輪轂的第二多個副葉片；並且其中第一主葉片被設置為比第一副葉片更靠近所述輪轂的頂部，所述第一副葉片的前緣被設置為緊鄰所述第一主葉片的後緣，所述第一副葉片的前緣部分被設置在所述第一主葉片和第二主葉片之間的葉片間空間中，並且所述第一副葉片的後緣部分被設置在所述葉片間空間的外部並且朝向所述輪轂的底部。
13.一種電氣設備，具有用於冷卻並具有風扇葉輪的冷卻風扇，所述風扇葉輪具有被成形和設置為提供高的空氣功率效率的多個葉片，所述電氣設備包括: 機殼; 設置在所述機殼中的多個電氣部件；和 安裝在所述機殼中以冷卻所述多個電氣部件的冷卻風扇，所述冷卻風扇包括: 定子; 能旋轉地安裝在所述定子中的轉子；和 聯接到所述轉子的風扇葉輪，所述風扇葉輪包括: 輪轂； 聯接到所述輪轂的第一多個主葉片； 聯接到所述輪轂的第二多個副葉片；並且 其中第一主葉片被設置為比第一副葉片更靠近所述輪轂的頂部，所述第一副葉片的前緣被設置為緊鄰所述第一主葉片的後緣，所述第一副葉片的前緣部分被設置在所述第一主葉片和第二主葉片之間的葉片間空間中，並且所述第一副葉片的後緣部分被設置在所述葉片間空間的外部並且朝向所述輪轂的底部。
14.根據權利要求13所述的電氣設備，其中所述電氣設備選自由計算機、磁碟驅動器陣列和網絡交換設備組成的組。
15.根據權利要求13所述的電氣設備，其中所述電氣設備進一步包括刀片伺服器。
【文檔編號】H05K7/20GK104024974SQ201180074480
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2011年10月28日 優先權日:2011年10月28日
【發明者】約翰·P·弗蘭茲 申請人:惠普發展公司，有限責任合夥企業