CN104847692A - 具有降低的盖重叠的带护罩的风扇叶轮 - Google Patents

Abstract

所描述的实施例涉及改进低轮廓冷却扇的效率。在一个实施例中，冷却扇的叶轮包括护罩，其覆盖叶轮的中心部分，由此允许叶片的中心入口部分与由在风扇叶片和风扇壳体的部分之间的最小部件公差约束的冷却扇相比具有增大的风扇叶片高度。在一些实施例中，叶轮包括能够改进低轮廓冷却扇的性能的分流叶片。

Description

具有降低的盖重叠的带护罩的风扇叶轮

技术领域

所描述的实施例总体上涉及允许在风扇组件的高度方面的总体降低的风扇设计。更具体地，本实施例涉及通过将护罩应用到风扇组件的底部部分的盖部分来保持风扇组件的有效叶片高度。

背景技术

随着计算机***的厚度降低，内部的模块和部件的厚度也必须对应地降低。虽然这些模块和部件必须变得更薄，降低的性能通常是不可接受的结果，并且因此新的方法力求改善这些模块的性能。一种继续需要相对大量的竖直高度的特定部件模块是风扇组件。不幸的是，风扇组件的高度降低通常对应于风扇组件的降低的有效叶片高度，由此降低风扇组件的有效流率。

因此，期望的是如下的配置：其允许减低风扇组件高度，而不会使降低了高度的风扇组件的有效流率降低。

发明内容

本文描述了涉及高效低轮廓风扇组件的设计的各种实施例。

根据一个实施例，描述了包围在盖内的叶轮。叶轮包括中心毂和从中心毂径向延伸的多个叶片。叶轮还包括附接到叶片的、通过径向间隙与盖隔开的环形护罩，该径向间隙允许环形护罩与多个叶片一起旋转，而不接触盖。护罩朝向每个叶片的顶端延伸，从而允许增加叶片的有效高度。

根据另一实施例，公开了风扇组件。风扇组件包括至少以下各项：壳体；盖，其与壳体配合以限定风扇组件的内部部分，盖限定在风扇组件外部的、适合于根据压力差接收气流的风扇入口区；以及叶轮，其被布置成以造成驱动气流的压力差的方式旋转，并且被设置在风扇组件的内部部分内，叶轮包括与护罩一体形成的多个风扇叶片，护罩朝向风扇叶片的前缘延伸以允许增加风扇叶片的有效高度。护罩和盖由径向间隙隔开。该间隙被设计为尽可能地小，以最大化通过径向间隙从邻近叶片的相对高的压力区到邻近风扇入口的相对低的压力区的空气流的阻抗。

根据又一实施例，描述了用于电子设备的风扇。风扇包括盖。风扇还包括被布置成独立于盖而围绕旋转中心旋转的叶轮。叶轮包括环形护罩，护罩与盖配合，以限定风扇的内部部分。环形护罩包括围绕旋转中心径向定位的叶片和分流叶片(splitter blade)，每个分流叶片的长度小于每个叶片的长度。在每两个叶片之间径向定位有至少一个分流叶片。

根据结合附图得到的以下详细描述，本发明的其它方面和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式图示了所描述的实施例的原理。

附图说明

通过结合附图的以下详细描述，将容易理解本公开内容，其中相同的附图标记指定相同的结构元件，并且其中：

图1示出传统计算机风扇的透视图；

图2示出图1的传统计算机风扇的局部剖视图；

图3示出增加风扇叶片的高度而不增加风扇的总体高度的方式；

图4示出定义离心式叶轮风扇叶片的“压力”和“吸力”侧的图；

图5示出风扇的剖视图以及与该风扇关联的流迹线；

图6示出其中实现一定叶片-盖重叠的另一风扇的局部剖视图；

图7示出图6的叶轮的等距视图；

图8A至图8E示出替代实施例，其中护罩环具有引导气流远离通过护罩/盖径向间隙再循环的弯曲护罩表面；

图9示出描绘在有和没有带护罩叶轮情况下的两种空气流动性能特性的曲线图；

图10和图11示出具有包括分流叶片的护罩的叶轮的前视图；

图12和图13示出图10和图11的叶轮的部分的等距视图；以及

图14A至图14D图示在叶片和分流叶片之间的发散角如何可以影响气流。

具体实施方式

在本章节中描述了根据本申请的方法和装置的代表性应用。提供这些示例只是为了添加上下文和帮助理解所描述的实施例。因此对于本领域技术人员来说将是显而易见的是，可以在不具备一些或者所有这些具体细节的情况下实践所描述的实施例。在其它实例中，为了避免不必要地使所描述的实施例模糊不清，没有详细描述众所周知的过程步骤。其它应用是可能的，因此以下示例不应被视为限制性的。

在以下详细描述中，参照附图，附图形成描述的一部分，并且在附图中通过图示的方式示出了根据所述实施例的具体实施方案。虽然足够详细地描述了这些实施例以使得本领域技术人员能够实践所描述的实施例，要理解的是，这些实施例不是限制性的；因此可以使用其它实施例，并且可以做出改变而不脱离所描述的实施例的精神和范围。

随着计算机***的厚度降低，在计算机***内部的模块和部件的厚度也必须对应地降低。虽然这些模块和部件必须变得更薄，降低的性能通常是不可接受的结果，并且因此新的方法力求改善这些模块的性能。尤其是，风扇模块和组件可能难以在不急剧损失空气吞吐量和冷却性能的情况下变得更薄。

本文中描述的风扇和风扇***的特征在于，可以在提供高冷却效率的同时提供薄的风扇轮廓。在一些实施例中，风扇包括具有护罩的叶轮，护罩独立于风扇的静止盖而旋转。护罩与静止盖配合以限定风扇的内部部分。护罩可以包括叶片，叶片固定地联接到护罩或者与护罩一体形成。在一些实施例中，护罩包括分流叶片，分流叶片通常比风扇的常规叶片短并且可以增加风扇的效率。

下面参照图1至图14讨论这些和其它实施例。然而，本领域技术人员将容易理解的是，本文中关于这些图给出的详细描述仅用于解释的目的，并且不应当被解释为限制性的。

图1示出针对这样的方法将是有用的风扇100。风扇100可具有许多用途。例如，风扇100可以用在便携式计算设备中，诸如膝上型计算机或者由于外部尺寸约束而具有有限的内部体积的其它便携式计算设备。应当注意的是，虽然出于示例性目的利用离心式风扇，应该理解的是，所描述的实施例可以适用于轴流式和混流式风扇两者。风扇100可以包括用于将废气流103排出到外部环境的排气开口102以及用于接收入口气流105的入口开口104。应当注意的是，在一般情况下，入口气流105和出口气流103通常是几乎相同的。还描绘了盖106和叶轮108。叶轮108可以旋转地联接到在盖106内的轴承(未示出)，轴承可以将旋转力赋予叶轮108，从而使得叶片110以遵循将入口气流105转换成废气流103这样的方式旋转。

图2示出安装在包围件201内的风扇100的局部剖视图(如由图1的剖面线A-A指示的)。更具体地，叶轮108被描绘为通过开口104带来冷却空气202的气流。风扇叶片204用虚线描绘为只有风扇叶片204的从叶轮108延伸的部分206被包含在所描绘的剖面内。如在图1中描绘的，每个风扇叶片204可具有弯曲的几何形状。入口气流105受到包围件201的约束，这导致通过风扇100的空气流率的损失。试图增加通过风扇100的空气流率的一种方法是，增加风扇100内风扇叶片204的高度H而不增加风扇100的厚度l。以这种方式增加叶片高度H的结果是如图2中示出的叶片/盖空隙208的减小。不幸的是，这种空隙减小增加了风扇叶片204干扰和/或造成在风扇叶片204和盖106之间的摩擦噪音的风险。

还可能期望改善风扇100的多个其它性能参数，尤其是在诸如风扇噪音和热性能的因素重要时。两个这样的性能参数包括通过风扇100的空气的体积流率以及风扇100在操作条件下的声输出(另外被称为风扇噪音)。在其中预期风扇100用在膝上型计算机环境中的上述应用中，可能特别重要的是，风扇100在尽可能少的风扇噪音的情况下移除尽可能多的热量，从而符合所期望的计算机用户体验。例如，如果风扇100周围的计算机***的厚度T和风扇100的厚度l以如下方式降低：风扇厚度与计算机***厚度的比值(l/T)保持不变，可以使用已知的缩放方程计算风扇100的气流性能的改变，诸如在Chadha，Raman(2005)，Design of High Efficiency Blowers for Future AerosolApplications，M.S.Thesis，Texas A&M University，College Station，TX，USA中找到的缩放方程，通过引用方式将其整体并入于此。具体而言，通过使用Chadha，Raman(2005)的缩放方程36，具有6.0mm的厚度l的风扇将期望递送具有8.0mm的厚度l的风扇的体积流率的71.1％。也就是说，通过这样的厚度改变，体积流率大幅降低。静压对厚度改变较不敏感。具体地，具有6.0mm的厚度l的风扇被计算为产生相比于具有8.0mm的厚度l的风扇的静压的99.0％。

本文中描述的风扇和风扇组件是薄的，使得它们可以被定位在诸如笔记本电脑和其它便携式计算设备的包围件之类的小空间内，仍然可以递送现代高性能计算机***所需要的特殊冷却。风扇包括与护罩合并或者附接到护罩的风扇叶片。护罩可以作为风扇的盖的一部分起作用，由此提供如下配置：相比于传统风扇，允许增加风扇叶片区域。为了图示，图3示出根据一些实施例的风扇300的剖视图。风扇被定位在包围件301内，包围件301可以对应于用于计算机***的包围件或者进一步包装在计算机***的一个或多个包围件内的子***的包围件。以这种方式，风扇300和包围件301形成风扇组件。风扇叶片304用虚线表示，因为图3的剖视图示出叶轮308的不包括风扇叶片304的部分。风扇叶片304是未描绘在图3中的多个风扇叶片之一。风扇叶片304与护罩302联接，使得护罩302可以与风扇叶片304一起并且独立于盖306而旋转。护罩302可以被定位成与盖306邻近并且通过护罩/盖径向间隙303与盖306隔开。迹线310指示在包围件301和风扇300之间的、并且朝向风扇300的内部部分316的气流。护罩302可以作为盖306的一部分起作用，因为护罩可以物理上阻止气流进入风扇300的内部，除了如由迹线310描绘的。

应当注意的是，风扇300示出了与图2的风扇100相比用于增加叶片的高度H而不减小叶片/盖间隙的特定技术。即，为叶片304结合护罩302允许叶片304比如果使用静止盖将可能的叶片高度(如图2的风扇100)高。这增大了叶片304的有效高度，这对应于在移动空气方面有效的叶片304的高度。此外，这种构造省去了对于风扇叶片304和盖的构成护罩302的部分之间的间隙的需求。由护罩302所负担的额外的叶片高度H(对应于增大的叶片区域)允许对进来的空气赋予更多的动量，这可以导致更高的静压和更大流率的发展。护罩302内侧的叶片高度也可以增加，从而导致额外的有用叶片表面。

在一些实施方案中可能是有益的是避免使护罩302一直延伸至叶片顶端，如图3中所示。这是因为这个配置可能会导致护罩/盖径向间隙303被定位在如下区域，在该区域中所述风扇的内部和外部之间的压力差将在其最高点。在一些配置中，护罩/盖径向间隙303可以是约0.3mm至0.5mm宽之间的量级。可替代地，为确保带护罩叶轮正常工作，护罩/入口径向间隙(g)与叶轮的叶片顶端直径(D)的比例应小于0.01。也就是说，g/D＜0.01。这是因为，归因于风扇叶片304通过空气旋转的响应，压力可随距叶轮的旋转轴线的距离显著提高。这在图4中示出，其示出叶轮400的等距视图。叶轮包括中心部分或中心毂412，以及从中心毂412沿径向延伸的风扇叶片。V表示风扇叶片402所经历的空气速度，r表示从叶轮400的旋转轴线404到风扇叶片402的顶端410的距离，以及ω表示叶轮400的旋转速度。归因于风扇叶片402通过空气旋转的响应，压力随着距离旋转轴线的距离r显著增大。叶轮的旋转导致与风扇叶片402的“吸力侧”408相比在“压力侧”406发展更高的静压。这导致了风扇内产生不同的压力梯度。

图5示出定位在包围件501内的风扇500的局部剖视图，示出了不同的压力差可形成的方式。风扇500包括叶轮502和盖504。叶轮502包括叶片506和护罩508。护罩508延伸到叶片506的顶端510。进入风扇500的空气流由迹线512示出。风扇入口区518对应于风扇500外部的区域，在该处空气进入风扇500。随着空气从盖504的外缘514流向内缘516，空气压力逐渐减小。然后，随着空气从风扇入口区518流向叶片506的顶端510，空气压力逐渐增大。叶片506的紧邻护罩/盖径向间隙505的区域经历最高静压。尤其是，叶片506的紧邻护罩/盖径向间隙505的区域经历比风扇入口区518高得多的静压。静压的该显著的差异仅由护罩/盖径向间隙505分隔开。

在风扇叶片506和盖504之间提供一定量的径向重叠可以减少该压力差。该减小的压力差导致空气从风扇叶片506退回而再循环进入风扇入口区518的可能性更小。由该方案所需的折衷是需要保持护罩508的外侧的叶片-盖轴向间隙，这会导致与具有延伸到叶片506的顶端510的护罩508的叶轮相比较少的可用于移动空气的叶片面积。在一些实施例中，护罩508可在更传统的配置中跨越盖504的底表面延伸。

叶轮被罩住但是保持一定的叶片-盖重叠的示例示于图6，其示出了包围件603内的风扇600的局部剖视图。风扇600包括叶轮608和盖601。护罩/盖径向间隙612分隔开盖601和护罩610。迹线614表示包围件603和风扇600之间的空气流并且朝向风扇600的内部部分616。图7示出叶轮608的等距视图。如图6和7的实施方式所示，护罩610可以相对于风扇叶片606被定位成使得风扇叶片606的部分与盖601(通过重叠602表示)重叠，这减少了空气从风扇叶片606再循环进入风扇入口区605的可能性。图7示出了护罩610可具有环或圆盘形状的结构，其特征为具有第一侧702和相反的第二侧704。风扇叶片606均具有前缘706和后缘708。风扇叶片606可相对于护罩610圆形地布置，使得前缘706限定前缘直径并且后缘708限定后缘直径。风扇叶片可定位在第一侧702的位置，而第二侧704可以对应于护罩610的与盖601配合以防止进入所述风扇的内部的表面。

在一些实施例中，护罩610被定位在风扇叶片606的中央部分处，该中央部分对应于风扇叶片606的在前缘702和后缘704之间的部分。例如，护罩610可特征化为具有外缘710和内缘712。外缘710可限定护罩610的外径，并且内缘712可限定护罩610的内径。风扇叶片606可以相对于护罩布置成使得后缘直径(对应于后缘708)比护罩610的外径(对应于外缘710)大。在一些实施例中，前缘直径(对应于前缘706)比护罩610的内径(对应于内缘712)小。

图8A至图8E示出其中护罩和/或盖被设计为防止在护罩/盖径向间隙内的空气流动、由此提高风扇的效率的备选实施例。图8A示出了风扇800定位在包围件801内的剖视图。风扇800包括盖802和叶轮804。叶轮804包括叶片806和护罩808。迹线805表示包围件801和风扇800之间的空气流动，并朝向风扇800的内部部分807。护罩808与盖802分隔开护罩/盖径向间隙812。护罩808包括出口表面810，其是锥形的以引导气流(由迹线805所示)离开护罩/盖径向间隙812，防止空气通过护罩/盖径向间隙812再循环。也就是说，护罩出口表面810成角度，以赋予护罩/盖径向间隙812附近的空气流竖直分量，由此使空气流偏离罩/盖径向间隙812。例如，护罩出口表面810可以被布置为将空气流导向上方并且远离护罩/盖径向间隙812。在一些实施方案中，这可以通过增大护罩808的在从护罩808的内缘814行进到外缘816时的厚度来实现。具体地，护罩808的厚度从在内缘814处的第一厚度818增大到在外缘816处的第二厚度819。在一些实施例中，护罩出口表面810具有一个直的或直线的形状，而在其他实施方式中护罩出口表面810是弯曲的。在一些实施例中，护罩出口表面810包括一个或多个台阶，该台阶提供所需量的锥度。在一些实施例中，护罩出口表面810具有直线段、弯曲段和/或台阶段的组合。

图8B示出了根据所述实施例具有另一替代配置的风扇820。风扇820包括盖822和叶轮824。叶轮824包括叶片826和护罩828。迹线825表示包围件821和风扇820之间的空气流动，并且朝向风扇820的内部部分827。护罩828与盖822分隔开护罩/盖径向间隙832。护罩828(除了具有锥形的护罩出口表面830之外)还包括重叠特征838，其靠近护罩/盖径向间隙832与盖822重叠。重叠特征838可以强制通过护罩/盖径向间隙832的空气到相反的方向并且退回护罩/盖径向间隙832，并且远离风扇820的内部部分827。这可以防止空气在内部部分827内不期望的再循环。重叠特征838可对应位于护罩828的内缘836处的凸楞(ledge)或唇。

图8C示出了根据所述实施例具有另一个配置的风扇840。风扇840包括盖842和叶轮844。叶轮844包括叶片846和护罩848。迹线845表示包围件841和风扇840之间的空气流动，并朝向风扇840的内部部分847。风扇840被配置为使得限定护罩/盖径向间隙852的表面以防止空气流进入护罩/盖径向间隙852的方式倾斜。具体来说，护罩848的外缘850和盖842的表面851限定具有对角线几何结构的护罩/盖径向间隙852，该对角线几何结构在与进入风扇的空气流(由迹线845表示)不同的方向上倾斜。这种对角线配置迫使进入风扇840的任何空气反向以便进入护罩/盖径向间隙852，如图8B的风扇820那样，减小了通过护罩/盖径向间隙852建立寄生流路的可能性。

图8D示出了根据所述实施例具有另一个配置的风扇860。风扇860包括盖862和叶轮864。叶轮864包括叶片866和护罩868。迹线865表示包围件861和风扇860之间的空气流动，并朝向风扇860的内部部分867。风扇860示出了如下配置，其中护罩868的外缘876延伸经过风扇叶片866的后缘869。这种配置防止流出风扇叶片866并且进入内部部分867的高压空气通过护罩/盖径向间隙872再循环。在某些情况下，这种配置与图8A至图8C所示的护罩相比更多地增加了护罩868的长度。

图8E示出了根据所述实施例的具有另一替代配置的风扇880。风扇880包括盖882和叶轮884。叶轮884包括叶片886和护罩888。迹线885表示包围件881和风扇880之间的空气流动，并朝着风扇880的内部部分887。风扇880示出如下配置，其中护罩888具有锥形护罩出口表面890和锥形护罩入口表面891。锥形护罩出口表面890和锥形护罩入口表面891中的一个或两者可具有直线形状、弯曲的形状、阶梯形状或直线段、弯曲段和/或阶梯段的组合。锥形护罩入口表面891在护罩888的一侧上引导空气远离护罩/盖径向间隙892，并且弯曲护罩出口表面890在护罩888的另一侧上引导在内部部分887内有再循环趋势的空气远离护罩/盖径向间隙892。

注意，可以使用上面参照图8A至图8E所述的护罩和盖构造的任何合适的组合。例如，护罩可具有上述不同的厚度、锥形护罩出口表面、锥形护罩入口面、倾斜的外缘、重叠的特征和延伸越过叶片后缘的外缘的任何适当组合。

图9示出描绘了使用如图7所示的那样的带护罩叶轮的风扇的空气流动性能和如现有技术图1的风扇中所使用的那样的不带护罩或传统的叶轮的空气流动性能的图。实线示出了具有类似的整体几何结构和风扇速度、但是具有护罩的带护罩叶轮的风扇曲线。对于风扇操作范围的大部分观察到所传递的空气流的大幅增大。点线示出传统叶轮的示例。如所示出的，带护罩的叶轮可在风扇性能方面具有各种效果，并且对于某些空气流率和静压可具有好处。

在一些实施例中，风扇包括可联接到护罩或叶轮的其他部分的分流叶片，以便增大风扇的效率。图10示出叶轮1000的前视图，其包括绕叶轮1000的旋转轴线径向定位的多个叶片1002。当叶轮1000被组装在风扇内时，中央部分1004覆盖叶轮马达和轴承。叶片1002可具有任何适当形状，包括可弯曲进旋转方向的弯曲几何结构。叶片1002中的每个包括比后缘或顶端1002b更靠近旋转中心定位的前缘1002a。在一些实施例中，叶轮1000包括叶片支撑盘1012，其联接至叶片1002的前缘1002a并且支撑叶片1002的前缘1002a。叶片支撑盘1012的中心可对应于叶轮1000的旋转中心。

叶轮1000包括护罩环1006，如上所述，其可构成盖的部分并且减小风扇的总体高度。护罩环1006可刚性地与叶片1002联接并且支撑叶片1002，或者与叶片1002一体成型。这样，护罩环1006可在风扇操作期间与叶片1002一起旋转。除了叶片1002之外，护罩1000还包括分流叶片1008/1010，其也围绕旋转轴线径向地定位。在一些实施例中，分流叶片1008/1010与护罩环1006联接。像叶片1002那样，分流叶片1008/1010可以在叶轮1000旋转时引导空气流。然而，分流叶片通常在长度方面比叶片1002短，并且因此可被称为局部叶片(partial blade)。分流叶片1008/1010的较短的长度允许用于优化在相邻叶片1002之间形成的通道中的气流引导。

为了图示，图11示出叶轮1000的视图，虚线表示叶片1002和分流叶片1008/1010的从前视图中不可见的部分。叶片1002和分流叶片1008/1010均具有由风扇叶片直径1108限定的后缘。然而，分流叶片1008/1010具有与叶片1002不同的长度。特别地，分流叶片1010的前缘由第一直径1102限定，分流叶片1008的前缘由第二直径1104限定，并且叶片1002的前缘由第三直径1106限定。分流叶片1008/1010的较短长度防止它们阻碍从内部区域1110进入的空气流。同时，与叶片1002单独使用相比，分流叶片1008/1010的沿着对应于直径1108的风扇叶片外周定位的附加的后缘或顶端允许改进空气进入风扇的引导。这可能是重要的，因为由叶片1002和分流叶片1008/1010的顶端提供的引导在确定由叶轮1000产生的空气压力量方面是关键的。在一些实施例中，分流叶片1008和分流叶片1010中的一个或两者的前缘不与叶片支撑盘1012重叠。也就是，直径1102和1104中的一个或两者可以比由叶片支撑盘1012的外缘1107限定的直径大。

图12和图13示出叶轮1000的示出叶片1002和分流叶片1008/1010的附加细节的部分的等距截面图。如所示出的，叶片1002和分流叶片1008/1010与护罩环1006联接在一起。护罩环1006的顶面可对应于盖的将叶轮1000组装在内的部分。叶片支撑盘1012被定位在护罩环1006的下方并且与叶片1002的前缘联接在一起，这为较长长度的叶片1002提供额外的结构支撑。在一些实施例中，支撑盘1012具有锥形形状使得支撑盘1012的表面1302大体平行于护罩环1006的表面1304或者与护罩环1006的表面1304发散。分流叶片1008/1010比叶片1002短并且周向地定位在叶片1002之间。分流叶片1008/1010的较短长度提供在叶轮1000的内部区域1110内的改进的气流引导，由此提供通过叶轮1000的更有效的空气流。

注意，由于护罩环1006支撑分流叶片1008/1010，分流叶片1008/1010不需要从更靠近旋转中心的位置处延伸，由此允许分流叶片1008/1010较短并且由此减小了空气进入到在连续叶片1002之间的通道内的阻抗。在不包括护罩环1006的实施例中，分流叶片1008/1010可与支撑盘1012联接在一起。在这些实施例中，支撑盘1012可在分流叶片1008/1010之间包括间隙，以允许在内部区域1110内的低阻抗空气流动。然而，如上面参照图3所述，去除护罩环1006可意味着失去由增加护罩环1006所负担的一定的额外叶片高度。此外，可能在支撑盘1012附近也损失一定的叶片区域。

图10至图13所示的叶轮1000被配置成使得两个较短的分流叶片1010和一个较长的分流叶片1008定位在叶片1002之间(即，短-长-短)。应当注意，该配置是示例性的并且可使用其他配置。例如，在一些实施例中，叶轮可包括每个具有一个长度的分流叶片，或者叶轮可包括具有超过两个不同长度的分流叶片。在一些实施例中，分流叶片以其他顺序被布置，例如长-短-长、短-短-长、长-长-短、长-中-短等。在一些实施例中，在各叶片1002之间具有一个分流叶片，而在其他实施例中，在各叶片1002之间具有两个、三个、四个或更多个分流叶片。也就是，分流叶片的顺序和数目可以根据设计选择改变。通常，风扇叶片直径1108越大，可以在叶轮内布置越多的叶片1002和分流叶片1008/1010，以优化空气流。对于给定的叶轮，通过考虑诸如风扇叶片直径和连续叶片之间的发散角之类的参数，可以计算出叶片和分流叶片的最佳数目、顺序和形状。

图14A至图14D示出叶片1402和1404之间的发散角如何可影响空气流。图14A示出基准圆1408，其位于距叶轮的旋转中心的第一径向距离。图14B示出基准线1412和1414，其与基准圆1408相切。角1416对应于基准线1412和1414之间的角度，也称为发散角。如果发散角1416过大，则叶片1402和1404之间的空气流变得效率低。这在图14C示出，示出通过叶片1402和1404之间的空气流迹线1418和1420。迹线1418示出一些空气经过并且沿着叶片1404的表面。然而，迹线1420示出一些空气不沿着叶片1404的表面，但是取代是反向，也已知为流分离。如果叶片1402和1404之间的发散角1416过大，则会出现这种流分离(flow separation)，这降低风扇的空气流的效率。

图14D示出***分流叶片1422。基准圆1423位于距旋转中心的第二径向距离，其大于基准圆1408的第一径向距离。与圆1408相切的基准线1412和1414定义发散角1424。如示出的，叶片1404和分流叶片1422之间的发散角1424比没有分流叶片1404情况下的发散角1416小。减小的发散角1424减小或消除任何流分离并且提高风扇的空气流效率。一般而言，叶片1402和1404之间的发散角1416越大，应当使用越多的分流叶片1422。换言之，在每个径向位置，可计算出最佳叶片数目。当该最佳数目达到整数时，可增加另一分流叶片。

前述说明中，出于解释的目的，所使用的特定术语是为了更彻底地理解所描述的实施例。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，特定细节对于实践所述实施例而言不是必需的。因此，具体实施例的前述描述是为了说明和描述的目的而给出。它们不旨在穷举或限制本描述的实施例所公开的精确形式。显而易见的是，本技术领域的普通技术人员鉴于上述教导可以进行许多修改和变化。

Claims (20)

1.一种叶轮，其被包围在盖内，所述叶轮包括：

中心毂；

多个叶片，其从所述中心毂径向地延伸；以及

环状护罩，其以与所述盖隔开径向间隙的方式被附接至所述多个叶片，所述径向间隙允许所述环状护罩与所述多个叶片一起旋转而不接触所述盖。

2.根据权利要求1所述的叶轮，其中所述环状护罩具有第一侧和相对的第二侧，其中所述多个叶片被定位在所述环状护罩的所述第一侧上。

3.根据权利要求2所述的叶轮，其中所述多个叶片中的每个叶片具有前缘和后缘，其中所述环状护罩被定位在所述多个叶片中的每个叶片的所述前缘和所述后缘之间的中心部分处。

4.根据权利要求2所述的叶轮，其中所述环状护罩具有限定外径的外缘和限定内径的内缘，其中所述多个叶片被圆形地布置成使得所述前缘限定前缘直径并且所述后缘限定后缘直径，其中所述多个叶片相对于所述环状护罩被布置成使得所述后缘直径比所述环状护罩的外径大。

5.根据权利要求4所述的叶轮，其中所述多个叶片的所述前缘直径比所述环状护罩的内径小。

6.根据权利要求1所述的叶轮，其中所述环状护罩具有外缘和内缘，其中所述环状护罩在所述内缘处具有第一厚度并且在所述外缘处具有第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度。

7.根据权利要求1所述的叶轮，其中所述叶轮包括多个分流叶片，所述多个分流叶片中的每个分流叶片被定位在所述多个叶片的成对叶片之间，其中所述多个分流叶片中的每个分流叶片的长度小于所述多个叶片中的每个叶片的长度。

8.根据权利要求7所述的叶轮，其中所述多个分流叶片的特征在于具有至少两个不同的长度。

9.一种风扇组件，包括：

壳体；

盖，其与所述壳体配合以限定风扇组件的内部部分，所述盖限定在所述风扇组件外部、适于根据压力差而接收空气流的风扇入口区；以及

叶轮，其布置成以产生用以驱动所述空气流的压力差的方式旋转并且被布置在所述风扇组件的所述内部部分内，所述叶轮包括多个风扇叶片，所述风扇叶片与朝向所述多个风扇叶片的前缘延伸的护罩一体成型，所述护罩和所述盖限定径向间隙。

10.根据权利要求9所述的风扇组件，其中所述护罩的表面被配置成使得空气流偏离在所述护罩和所述盖之间的所述径向间隙。

11.根据权利要求9所述的风扇组件，其中所述护罩的外径延伸到所述多个风扇叶片的每个风扇叶片的外顶端。

12.根据权利要求9所述的风扇组件，其中所述多个风扇叶片和所述护罩配合以减小邻近所述径向间隙的压力梯度的幅度并且增大空气流通过所述径向间隙从所述内部部分泄露到所述风扇入口区的阻抗。

13.根据权利要求9所述的风扇组件，其中所述护罩的外径的一部分包括径向地延伸经过在所述护罩和所述盖之间的所述径向间隙的突起。

14.根据权利要求13所述的风扇组件，其中所述护罩的外径的一部分包括径向地延伸经过在所述护罩和所述盖之间的所述径向间隙的突起，以隐蔽所述径向间隙并且阻碍空气经过所述径向间隙。

15.一种用于电子设备的风扇，所述风扇包括：

盖；

叶轮，其布置成独立于所述盖而绕旋转中心旋转，所述叶轮包括环状护罩，所述环状护罩与所述盖配合以限定所述风扇的内部部分，其中所述环状护罩包括绕所述旋转中心径向地定位的叶片和分流叶片，所述分流叶片中的每个分流叶片具有比所述叶片中的每个叶片的长度小的长度。

16.根据权利要求15所述的风扇，其中所述环状护罩和所述盖限定在所述环状护罩和所述盖之间的径向间隙，其中所述叶片和所述环状护罩配合以减小邻近所述径向间隙的压力梯度的幅度。

17.根据权利要求15所述的风扇，其中所述分流叶片的特征在于具有至少两个不同长度。

18.根据权利要求15所述的风扇，其中所述叶轮还包括支撑盘，其直径小于所述环状护罩的直径，其中所述支撑盘与所述叶片的前缘联接在一起。

19.根据权利要求15所述的风扇，其中所述叶轮包括叶片支撑盘，其具有与所述叶轮的旋转中心对应的中心并且与所述叶片的前缘联接在一起。

20.根据权利要求19所述的风扇，其中所述分流叶片具有前缘，其相对于所述叶轮的旋转中心限定直径，其中所述分流叶片的所述前缘的所述直径比由所述叶片支撑盘的外缘限定的直径大。