CN101187379A - 离心风扇、具有该离心风扇的散热装置及使用该散热装置的电子装置 - Google Patents

离心风扇、具有该离心风扇的散热装置及使用该散热装置的电子装置 Download PDF

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Abstract

一种离心风扇，包括一顶板、一底板、一转子及设于顶板与底板之间的一侧壁，该侧壁上设有至少一出风口，该顶板上设有一第一进风口，该底板上设有一第二进风口，该顶板、底板及侧壁合围形成一容置空间，该转子设于该容置空间内，其中该底板在对应转子的范围内朝向转子所在方向形成一凹陷。当该离心风扇组装到电子装置的机壳中时，使得底板的凹陷区域与机壳之间的距离增加，有利于更多空气通过第二进风口进入离心风扇内，在不增加成本的情况下有效增加离心风扇的总流量。本发明还提供一种具有该离心风扇的散热装置及一种使用该散热装置的电子装置。

Description

离心风扇、具有该离心风扇的散热装置及使用该散热装置的电子装置
技术领域
本发明涉及一种离心风扇，特别是涉及一种对发热电子元件散热的离心风扇，本发明还涉及一种具有该离心风扇的散热装置及使用该散热装置的电子装置。
背景技术
随着中央处理器(CPU)等电子元件功率的不断提高，散热问题越来越受到人们的重视，在笔记本电脑中更是如此。为了在有限的空间内高效地带走***所产生的热量，目前业界主要采用由散热鳍片组、热管及离心风扇组合的方式进行散热。该方式的热传导路径为：CPU产生的热量经热管传至散热鳍片组，再由离心风扇产生的气流将传至散热鳍片组的热量带走，所以离心风扇对***的散热性能有非常大的影响。
为了在有限的空间内更好地提高散热装置的散热性能，目前主要针对散热装置的离心风扇的叶片参数、壳体曲线形状、马达设计参数等进行优化设计，以期达到合理的组合，因此离心风扇各变量如何设计也就显得尤为重要。
在离心风扇设计中，风扇的风量是一个很重要的参数，然而现实中风量风压与噪音又是一对矛盾关系，因此，对风扇进行优化设计的难度较高。目前对风扇的众多参数比如叶片参数、马达设计参数等进行的优化设计方式均需要较大幅度地提升制造成本，导致优化设计的经济效益低下。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种在不增加成本的基础上即可增大空气流量的离心风扇，同时亦有必要提供一种提升散热性能的散热装置及使用该散热装置的电子装置。
一种离心风扇，包括一顶板、一底板、一转子及设于顶板与底板之间的一侧壁，该侧壁上设有至少一出风口，该顶板上设有一第一进风口，该底板上设有一第二进风口，该顶板、底板及侧壁合围形成一容置空间，该转子设于该容置空间内，其中该底板在对应转子的范围内朝向转子所在方向形成一凹陷。
一种散热装置，包括一离心风扇及设于该离心风扇的出风口的至少一鳍片组，其中该离心风扇包括一顶板、一底板、一转子及设于顶板与底板之间的一侧壁，该侧壁上设有至少一出风口，该顶板上设有一第一进风口，该底板上设有一第二进风口，该顶板、底板及侧壁合围形成一容置空间，该转子设于该容置空间内，该底板在对应转子的范围内朝向转子所在方向形成一凹陷。
一种电子装置，包括一机壳及设于该机壳内的一散热装置，该机壳包括一上盖及与该上盖相对的一下盖，该散热装置包括一离心风扇及设于该离心风扇的出风口处的至少一鳍片组，该离心风扇具有一顶板、与该顶板相对的一底板及设于顶板与底板之间的一转子，该离心风扇的顶板上设有第一进风口，该离心风扇的底板上设有第二进风口，其中该离心风扇的顶板距该机壳的上盖的距离大于该离心风扇的底板距该机壳的下盖的距离，该离心风扇的底板在对应转子的范围内朝向转子所在方向形成一凹陷。
与现有技术相比，上述离心风扇的底板在对应转子的范围内朝向转子所在方向形成一凹陷，当该离心风扇组装到电子装置的机壳中时，使得底板的凹陷区域与机壳的下盖之间的距离增加，有利于更多空气通过第二进风口进入离心风扇内，使离心风扇的总流量增加，从而提升散热性能。
附图说明
下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明散热装置其中一较佳实施例的立体分解图。
图2是图1所示散热装置的立体组装图。
图3是图1所示散热装置另一角度的立体组装图。
图4是图1所示散热装置设于一机壳内的剖视图。
图5是基于改进的一散热装置置于一机壳内的剖视图。
具体实施方式
为适应便携式电子装置如笔记本电脑等朝向轻薄、短小发展的需求，以及为了实现快速散热的目的，目前对其内部发热电子元件所使用的散热装置大多数采用配置离心风扇的主动式散热设计。
图5所示为一种便携式电子装置5如笔记本电脑等，该电子装置5包括一机壳60及设于该机壳60内一散热装置50，该散热装置50用于对电子装置5内部的发热电子元件(图未示)如笔记本电脑的中央处理器等进行散热。该机壳60包括一上盖61及一下盖62。该散热装置50设于该上盖61与下盖62之间，其包括一离心风扇51及一鳍片组52。该鳍片组52设于离心风扇51的出风口511处并与发热电子元件热连接以吸收发热电子元件所产生的热量。该离心风扇51包括一底座512、设于该底座512上的一盖板513及一转子514，该转子514设于该底座512内，其运转时产生的气流吹向鳍片组52以将其吸收的热量散发。该盖板513与底座512上分别设有相对的一上进风口515及一下进风口516以供外界气流进入离心风扇51内。该上、下进风口515、516均为圆弧形且该上、下进风口515、516的半径相等。
当散热装置50组装到电子装置5的机壳60内时，由于机壳60的厚度有限，这样就使得离心风扇51的上进风口515与机壳60的上盖61之间的间距h1及离心风扇51的下进风口516与机壳60的下盖62之间的间距h2均较小，并且通常间距h1会大于间距h2。发明人利用CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体力学)软件对上述散热装置50置于电子装置5中的工作情形进行不断试验及流场模拟分析发现，从上进风口515进入离心风扇51的风量要远大于从下进风口516进入离心风扇51的风量。如在间距h1为3.6mm，间距h2为2.5mm时，计算得出上进风口的流量为2.59cfm，下进风口的流量为1.32cfm，离心风扇的总流量为3.91cfm。发明人研究发现离心风扇51的进风口设计及进风口距电子装置5的机壳60的距离对离心风扇51的进风流量有很大的关系。因此，发明人积极对此问题进行研究分析，以试图对离心风扇进行优化设计及对离心风扇在机壳内合理布局来达到良好的散热效果，乃有本发明的诞生。
图1所示为本发明散热装置10其中一较佳实施例的立体分解图，该散热装置10包括一离心风扇12、一第一鳍片组14a及一第二鳍片组14b。该散热装置10适合于对笔记本电脑等便携式电子装置中的发热元件进行散热。
该离心风扇12包括一顶板121、与顶板121相对的一底板122、一转子124及设于该顶板121与底板122之间的一涡形的侧壁123。其中该侧壁123与底板122通过压铸或注塑的方式一体制成。可以理解地，该侧壁123也可与顶板121通过压铸或注塑的方式一体制成。该离心风扇12的顶板121、底板122及侧壁123合围形成一容置空间，该转子124设于该容置空间内。该转子124包括一轮毂125及自轮毂125***向外呈辐射状延伸的若干叶片126。该顶板121对应转子124设有一圆形的第一进风口127，以便外界空气进入离心风扇12的容置空间内。该侧壁123与底板122相互垂直，该侧壁123上开设有第一出风口132a及第二出风口132b，该第一、第二出风口132a、132b均呈直线形且两者相互垂直，这样设置可使离心风扇12所产生的气流从两垂直的方向流出。该第一、第二出风口132a、132b处对应设有第一、第二鳍片组14a、14b，该第一、第二鳍片组14a、14b由若干散热片堆叠而成，并且该第一、第二鳍片组14a、14b的整体外形与第一、第二出风132a、132b的形状相一致。可以理解地，根据散热需求不同，该离心风扇12的出风口也可仅设一个或两个以上，出风口的形状可以为直线形、弧形或两者的组合，所需鳍片组的数量及鳍片组的整体外形可根据出风口的数量及形状做相应的调整，以便与离心风扇12的出风口相匹配。
请同时参照图2至图4，该离心风扇12的底板122具有背向转子124的一底面及面向转子124的一顶面，其中该底板122的顶面相对靠近离心风扇12的顶板121，而底板122的底面相对远离离心风扇的顶板121。如图2所示，该底板122的底面在对应转子124的范围内有一下沉尺寸，从而在底板122的底面上形成一凹陷129a，且该凹陷129a区域一直延伸至与离心风扇12的侧壁123相接。在靠近离心风扇12的侧壁123处，该凹陷129a区域背向转子124方向突设有一凸块129c，该凸块129c的高度与底板122的底面平齐，该凸块129c的设置可便于离心风扇12的定位及安装。在底板122的顶面上对应底面的凹陷129a区域形成一凸起129b，如图1所示。该底板122对应顶板121的第一进风口127设有一圆形的第二进风口128，以便更多的外界空气进入离心风扇12内。有本实施例中，该第二进风口128的半径大于第一进风口127的半径，以增加从第二进风口128进入的风量。另外，该第二进风口128的半径也可为与第一进风口127的半径相等。该第二进风口128的中部设有一圆柱形的支撑部130，该离心风扇12的转子124设于该支撑部130上，由于离心风扇12的底板122的顶面在转子124的范围内形成有一凸起129b，因此离心风扇12的转子124与支撑部130均相应上移一定距离，使得转子124距离心风扇12的顶板121间的距离有所减小。该支撑部130通过若干肋板131与底板122相连接，且这些肋板131将第二进风口128分成若干部分。如图4所示，这些肋板131呈倾斜设置，使支撑部130相对于底板122的凹陷129a更朝向转子124方向突出，从而该支撑部130的底面在垂直方向上高于底板122的凹陷129a部分，有利于外界空气从第二进风口128进入离心风扇12内。
图4为图1所示散热装置10置于一电子装置1的机壳20内的剖视图。该机壳20可为笔记本电脑等便携式电子装置的外壳，其包括一上盖21及与该上盖21相对的一下盖22。该散热装置10设于该上盖21与下盖22之间，其中该离心风扇12的顶板121位于该机壳20的上盖21与该离心风扇12的底板122之间，且该离心风扇12的底板122位于该机壳20的下盖22与离心风扇12的顶板121之间。该离心风扇12的顶板121与机壳20的上盖21之间形成有一上间距(top gap)，该离心风扇12的底板122与机壳20的下盖22之间形成有一下间距(bottomgap)，其中该上间距的高度为H1，该下间距的高度为H2。该上、下间距可分别作为外界空气进入离心风扇14的第一、第二进风口127、128的空气流道。在本实施例中，离心风扇12的顶板121与机壳20的上盖21之间的上间距的高度为3.6mm，离心风扇12的底板122的凹陷129a区域与机壳20的下盖22之间的下间距为3.4mm，而位于第一、第二出风口132a、132b附近该底板122无凹陷129a的区域与机壳20的下盖22之间的间距仍为2.5mm，即通过该凹陷129a的设置，使得该底板122与机壳20的下盖22之间的距离得以增加。通过CFD数值模拟仿真实验，计算得出该离心风扇12的总流量为4.74cfm，与图5中所示的离心风扇51的总流量3.91cfm相比，在离心风扇12的顶板121与机壳20的上盖21之间的间距及离心风扇12的底板122与机壳20的下盖22之间的间距均保持不变的情况下，通过在离心风扇12的底板122上设置该凹陷129a，增大了该凹陷区域与机壳20之间的距离，使得离心风扇12的总流量增长了21.2％，可见，离心风扇12的性能得到了有效的提升。每一叶片126包括与轮毂125连接的第一部分126a及远离轮毂125的第二部分126b，该第一部分126a在从轮毂125往第二部分126b的方向上高度逐渐增加，这样可使高度较大的第二部分126b吸入更多的气流。
本实施例中，由于离心风扇12的底板122的底面对应离心风扇12的转子124范围内形成一凹陷129a区域。当该离心风扇12组装到电子装置1的机壳20内时，使得离心风扇12的底板122对应转子124的区域与机壳20的下盖22之间的间距增加，有利于更多空气通过第二进风口128进入离心风扇12内，使离心风扇12的总流量增加，从而达到提升离心风扇12的散热性能的目的。该底板122在第一、第二出风口132a、132b附近区域未设凹陷129a，不至于减小第一、第二出风口132a、132b的大小及减少第一、第二鳍片组14a、14b设置的面积，这样可使气流流经第一、第二出风口132a、132b时保持较高的流速，有利于快速的将第一、第二鳍片组14a、14b所吸收的热量散发。另外，该底板122上的凹陷129a部分可在加工底板122时利用模具一次成型，无需增加制造成本。

Claims (12)

1.一种离心风扇，包括一顶板、一底板、一转子及设于该顶板与底板之间的一侧壁，该侧壁上设有至少一出风口，该顶板上设有一第一进风口，该底板上设有一第二进风口，该顶板、底板及侧壁合围形成一容置空间，该转子设于该容置空间内，其特征在于：该底板在对应转子的范围内朝向转子所在方向形成一凹陷。
2.如权利要求1所述的离心风扇，其特征在于：该底板具有远离顶板的一底面及靠近顶板的一顶面，该凹陷由底板自底板的底面往底板的顶面下沉一尺寸所形成，该底板的顶面对应该凹陷形成一凸起。
3.如权利要求1所述的离心风扇，其特征在于：该凹陷延伸至与离心风扇的侧壁相接，且该凹陷在靠近离心风扇的侧壁处背向转子方向突设有一凸块，该凸块的高度与底板的底面平齐。
4.如权利要求1所述的离心风扇，其特征在于：该第一、第二进风口的外轮廓为圆形，该第二进风口的半径大于第一进风口的半径。
5.如权利要求1所述的离心风扇，其特征在于：该转子包括一轮毂及从该轮毂延伸的若干叶片，每一叶片包括与轮毂连接的第一部分及远离轮毂的第二部分，该第一部分在从轮毂往第二部分高度逐渐增加。
6.如权利要求1所述的离心风扇，其特征在于：该第二进风口的中央设有一支撑部，所述支撑部相对于底板的凹陷更朝向转子方向突出。
7.一种散热装置，包括一离心风扇及设于该离心风扇的出风口的至少一鳍片组，其特征在于：该离心风扇为权利要求1至6项中任一项所述的离心风扇。
8.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于：该离心风扇的出风口包括一直线形的第一出风口及一直线形的第二出风口，该第一、第二出风口相互垂直，该鳍片组包括分别设于第一、第二出风口的第一、第二鳍片组。
9.一种电子装置，包括一机壳及设于该机壳内的一散热装置，该机壳包括一上盖及与该上盖相对的一下盖，该散热装置包括一离心风扇及设于该离心风扇的出风口处的至少一鳍片组，该离心风扇具有一顶板、与该顶板相对的一底板及设于顶板与底板之间的一转子，该离心风扇的顶板上设有第一进风口，该离心风扇的底板上设有第二进风口，其特征在于：该离心风扇的顶板距该机壳的上盖的距离大于该离心风扇的底板距该机壳的下盖的距离，该离心风扇的底板在对应转子的范围内朝向转子所在方向形成一凹陷。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于：该散热装置设于该机壳的顶板与底板之间，该离心风扇的顶板位于该机壳的上盖与该离心风扇的底板之间，该离心风扇的底板位于该机壳的下盖与该离心风扇的顶板之间。
11.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于：该底板具有远离顶板的一底面，该凹陷位于该底面上，该凹陷延伸至与离心风扇的侧壁相接，且该凹陷在靠近离心风扇的侧壁处背向转子方向突设有一凸块，该凸块的高度与底板的底面平齐。
12.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于：该第二进风口的中央设有一支撑部，该支撑部通过若干肋条与离心风扇的底板相连接，所述支撑部相对于底板的凹陷更朝向转子方向突出。
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