[发明专利]一种用于电子元器件散热的轴流风扇

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴流风扇，具体涉及一种应用于电子元器件散热的轴流风扇技术领域。

技术背景

轴流风扇具有稳定可靠的性能及其价格优势，长期以来一直在电子设备的冷却系统中占有广泛的应用，如：中央处理器(CPU)的冷却系统，一般由轴流风扇和铝制翅片式散热器充当CPU的扩展表面构成的热沉单元。在热源(CPU)的上表面安装一个翅片式热沉结构。与CPU相连接的基板(CPU大约占据整个基板面积的13％)通常采用具有较高换热系数的材料，如铝、铜等。在空气侧，轴流风扇驱动冷却工质(空气)进入翅片式散热器的狭窄通道，翅片的板平面对进入的轴流体起到导流作用；轴流体与翅片式散热器的基板发生撞击导致其改变流动方向，以滞流区为中心向平行基板的两个相反方向流动，从而带走翅片表面和基板散发的热量。在固体侧，由CPU热源发出的热量通过基板传递到翅片表面，翅片表面充当热源的扩展表面以达到增强换热的效果；另外，对流换热发生在基板的裸露面而不是翅片表面的根部。

目前广泛应用于电子器件冷却系统的轴流风扇由叶片、轴流电机和外壳组成，其心部的轴流电机由3或4个方杆(位于叶片的上游或下游)支撑以保持其空间位置。主叶片由中心轮毂(包裹着轴流电机)向外延展，由于上述几何关系，位于风扇中心处的电机占据整个流通面积的25％，致使风扇气流直接冲击点远离挡板中心部位，从而严重影响了基板中心处(即CPU所在位置)的冲击冷却效果。换言之，轴流风扇直接冷却的区域并非翅片式散热器基板的中心部位，也即与热源CPU中心紧贴的“高温危险区”。因此，传统轴流风扇在冷却性能上存在着很大的局限，具有很大的可开发潜力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种能够增强轴流风扇正对直流电机出口流场的扰动，从而加强其冷却性能的电子元器件散热用轴流风扇。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括位于风扇主体中心的轮毂以及固定在轮毂外侧的主叶片，在轮毂上还设置有方形的附贴叶片，该附贴叶片的一端与轮毂固定连接，另一端与主叶片的后缘固定连接。本发明的附贴叶片长16mm、宽6mm、厚1.6mm，总长为16mm的附贴叶片附贴在中心轮毂上的长度为10mm，附贴在主叶片后缘的长度为6mm。由于本发明通过在风扇中心轮毂上附加小扇叶来改善轴流电机下游区域的换热情况，从而大大提高了散热器的效率。与传统风扇相比，风扇中心轮毂设置有附贴叶片，在相同输入功率下，本发明冲击基板的整体冷却性能比传统轴流风扇提高了10％左右。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明与传统轴流风扇分别在相同冲击间距为0.4D时，均匀加热的冲击挡板上的局部热阻Rθ沿径向的分布情况。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明包括位于风扇主体中心的轮毂1以及固定在轮毂1外侧的主叶片2，在轮毂1上还设置有方形的附贴叶片3，附贴叶片3长16mm、宽6mm、厚1.6mm。除了附着在轮毂1和主叶片2后缘两侧的边缘，附贴叶片3的其他边都被修整尽其圆滑。总长为16mm的附贴叶片3在中心轮毂1上的长度为10mm，在主叶片3后缘的长度为6mm。由于在中心轮毂1上设置有附贴叶片3，致使本发明的重量增加了15％。由于驱动轴流风扇的直流电压不变(12DCV)，风扇的转速相应地降低了9％，从2577rpm降到2347rpm。

轴流风扇冲击平板的冷却性能测试：

为了评价本发明相对于传统轴流风扇的冲击冷却性能，发明人比较了两者间的局部热阻Rθ，其定义如下：

Rθ=Ts(y/D)-TiQ]]>

式中Q和D分别为通过平板的净热流量和轴流风扇的直径；函数Ts(y/D)为冲击平板上的局部温度函数，在评估测试中通过薄膜热电偶测得；y为径向坐标；Ti为轴流风扇的进气口温度。