专利名称：改进的风扇和冷却装置的制作方法
改进的风扇和冷却装置
背景技术：
电子部件在操作中产生热，这些热必须被消散以确保电子部件的连续操作并防止 在该装置或电子部件所在的机柜内积聚热。对于使用在台式计算机或服务器中(其中增大 的部件密度使得增加了冷却需求)的计算机部件而言，尤其如此。增加的冷却需求可通过经由部件所在装置或系统供应较高的气流来满足。由于各 种装置(包括台式计算机和服务器)中的空间限制，并不适合安装较大的或并联的风扇。对 于使用并联风扇的一个可替换方案是使用串联堆叠的风扇来提供较高的气流速率。不幸的 是，堆叠的串联风扇的性能由于进入下游风扇的空气来流不理想(即不均勻)而降低。人们进行了各种尝试以便改善进入下游风扇的空气流。这些尝试包括使用附接到 下游风扇的出口导片，以试图将均勻的气流提供给下游风扇。另外，在上游和下游风扇之间 提供气隙，以试图提供均勻的气流。如果需要为更密集的电子部件提供更大量的冷却，那么可在减小的噪声水平下产 生更大量冷却空气的装置将成为本领域中的重要改进。
图1为示出第一和第二风扇以及流动调节器的冷却装置的剖视图。图2为流动调节器的侧视图。图3为流动调节器的透视图。图3A为流动调节器板的透视图。图4为曲线图，示出了对于给定静态压力的空气流增大情况。图5为流动调节器板的前视图。图5A为图5所示的流动调节器板的透视图。图6为曲线图，示出了利用如图5所示流动调节器板在给定静态压力下的增大的
空气流。图7为表格，示出了利用流动调节器时噪声水平的减小情况。图8为曲线图，示出了利用流动调节器时噪声水平在各种频率下的减小情况。图9为风扇组件的侧视图。图10为表格，为风扇组件的一个实施例示出了在给定的静态压力下流动速率的 增大情况。图11为风扇入口管道的一个实施例的透视图。图11A为透视图，示出了图11所示风扇入口管道的风扇连接板。图12为风扇出口管道的一个实施例的透视图。图12A为透视图，示出了图12所示风扇出口管道的风扇连接板。
具体实施例方式该设备涉及与电子部件(未示出)(特别是台式计算机、刀片机箱(或称刀片封装物)和服务器内的计算机部件)一同使用的冷却装置10。如图1所示，冷却装置10包括 第一风扇12、第一风扇12上游的第二风扇14以及包括壳体18的流动调节器元件16，壳体 18具有包括流动调节器板22的第一侧20、与第一侧20相对且限定了开口 26的第二侧24 以及在第一侧20与第二侧24之间的管道28，其中流动调节器板22附接到第一风扇12的 接近第二风扇14的一侧，壳体18的第二侧24附接到第二风扇14的接近第一风扇12的一 侧。在一实施例中，第一风扇12和第二风扇14为轴流式风扇。在一实施例中，流动调节器板22具有约为4mm的厚度“t”，如图2所示。该流动调 节器板22可为穿孔板，如图3A所示。这种板限定多个开口 30，在特定实施例中，每个开口 均可为圆形，具有约5mm的直径。在一实施例中，流动调节器板22可具有被分为多个部分 的圆形格栅，如图5和5A所示。在又一实施例中，第一风扇12的接近第二风扇14的一侧的长度和宽度等于流动 调节器板22的长度和宽度。流动调节器板22与第二侧24之间的壳体18限定了管道28， 其可为伸长(或称细长)管道28，且具有至少13mm的长度“L”，如图2所示。管道28为流 动调节器板22与第二风扇14之间存在的气隙作好了准备，如图1、2和3所示。流动调节器元件16可由塑料或任何类似材料制造。操作时，流动调节器16被轴向对准(或称排列)在第一风扇12与第二风扇14之 间且处于第二风扇14的下游，如图1所示。空气流“A”离开第二风扇14并前进通过壳体 18的与第一风扇12相邻的第一端20上的第二端22中的开口 26。空气“A”然后被吸入通 过流动调节器板22至第一风扇12中。在一实施例中，冷却装置10用于冷却可能位于台式计算机或服务器中的计算机 部件(未示出)。流动调节器16通过产生更均勻的空气流来改善进入下游或第一风扇12 的空气流。由图4可知，利用流动调节器使得由在给定静态压力下风扇生成了更高的每分 钟立方英尺(“CFM”)的流动速率。这导致通过电子部件的气流增加，从而造成更大的冷 却，同时风扇12、14的间隔减小了与通过风扇12、14的气流相关联的噪声。该空气流的增 加允许在给定隔间中增大部件密度，这是因为与没有使用流动调节器16相比在给定静态 压力下获得更大的冷却。类似地，流动调节器16使得节省了更多能量和减小了更多噪声， 这是因为与没有流动调节器16的、利用串联布置的冷却风扇的冷却系统相比，其允许利用 较低的CFM以及较低的风扇RPM来获得特定的静态压力。图5和5A示出了与冷却装置10 —同使用的流动调节器板22的另一实施例。图6 为曲线图，示出了因使用流动调节器16与图5所示的流动调节器板22引起的对于给定静 态压力的空气流增大情况。如图7和8所示，在低操作频率下，两个风扇12、14之间的气隙越大，噪声水平越 低。在较高频率下，至少13mm的气隙产生更为有效的噪声减小。本申请还公开了一种冷却封装物内的电子部件的方法，该方法包括1)由第二风 扇14产生空气流；2)从第二风扇14吸入空气流，使其通过位于第二风扇14下游的壳体18 中的开口 26 ；3)将空气流抽吸(pull)通过壳体18的远离第二风扇14的一侧上的流动调 节器板22至附接到流动调节器板22上的第一风扇12 ；以及4)从第一风扇12的下游生成
空气流。
在一实施例中，流动调节器板为穿孔板。本申请还公开了用于冷却电子部件的风扇组件32。在一实施例中，如图9所示， 风扇组件32包括风扇34 ；入口管道36，其具有在风扇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(如图11和11A所示)限定了具有第一直径屯的第一开 口 40，所述第二端42附接到风扇34的第一侧44并限定了具有比第一直径小的第二直径d2 的第二开口 46。出口管道48 (如图12和12A所示)具有附接到风扇34的与第一侧42相 对的第二侧52上的第一端50，出口管道48的所述第一端50限定具有第一直径d3的开口 54 ；和在第一端50下游的第二端56，所述第二端56限定具有比第一直径d3大的第二直径 d4的第二开口 58。用在组件32中的入口管道36 (如图11所示)形成一种喷嘴效果，其允许空气更 为平稳地流入风扇34。出口管道48(如图12所示)用作将空气流扩张(或扩展)出风扇 34的扩散器。如图10所示，入口管道36和出口管道48的使用允许在给定静态压力下更大 的空气流，如图10所示，由此提高了风扇34的冷却效果。在一实施例中，入口管道36的第一端38的直径屯等于出口管道48的第二端56 的直径d4，入口管道36的第二端42的直径d2等于出口管道48的第一端50的直径d3。在又一实施例中，出口管道的第二端56附接到流动调节器元件16。使用的术语“一 (a) ”和“一个(an) ”和“该(the) ” (或可数名词前无具体数量限 制时)以及在描述要求保护的设备、装置、系统或方法的上下文(特别是所附权利要求的上 下文中)中的类似引用被理解为覆盖单数和复数，除非在本文中另外指明或者由上下文明 确否定。本文中所述的数值范围仅仅是为了作为逐个地提及落入该范围内的每个分立值的 一种简略的表达方法，除非本文另外指明，否则每个分立的值均被并入本说明书中，如同在 本文中逐个地记载了这些分立的值。本文描述的所有方法可按任何适当的顺序执行，除非 另外指明或者由上下文明确否定。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“例 如”)的使用仅仅是为了更好地例示出要求保护的设备、装置、系统或方法，并不进行范围限 制，除非另外声明。本说明书中的语言不应该被理解为表明任何未在权利要求中要求的元 件对实施要求保护的设备、装置、系统或方法而言是必不可少的。在此描述了要求保护的设备、装置、系统或方法的优选实施例，其包括对于本申请 发明人而言已知的实施要求保护的设备、装置、系统或方法的最佳方式。应该理解的是，例 示的实施例仅为示例性的，不应用来限制要求保护的设备、装置、系统或方法的范围。
权利要求
一种冷却装置，包括第一风扇；在所述第一风扇上游的第二风扇；以及位于所述第一风扇与所述第二风扇之间的流动调节器元件，所述流动调节器元件包括壳体，其具有包括流动调节板的第一侧；与所述第一侧相对的且限定了开口的第二侧；以及在所述第一侧与所述第二侧之间的管道，其中所述流动调节板附接到所述第一风扇的接近所述第二风扇的那一侧，所述壳体的所述第二侧附接到所述第二风扇的接近所述第一风扇的那一侧。
2.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述第一和第二风扇为轴流式风扇。
3.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述流动调节板具有约4mm的厚度。
4.如权利要求3所述的冷却装置，其中所述流动调节板为穿孔板。
5.如权利要求4所述的冷却装置，其中所述穿孔板具有多个圆形开口，每个圆形开口 具有约5mm的直径。
6.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述第一风扇的接近所述第二风扇的所述那一侧具有长度和宽度；并且 所述流动调节板具有与所述第一风扇的所述那一侧的长度相等的长度以及与所述一 侧的宽度相等的宽度。
7.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述流动调节板与所述第二侧之间的所述管道 为具有至少13mm长度的伸长管道。
8.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述流动调节器由刚性塑料或类似材料制造。
9.权利要求1所述的冷却装置，其中气隙存在于所述流动调节板与所述第二风扇之间。
10.一种冷却封装物内的电子部件的方法，该方法包括从第二风扇产生空气流；来自所述第二风扇的所述空气流吸入通过位于所述第二风扇下游的壳体中的开口； 将所述空气流抽吸通过所述壳体的远离所述第二风扇的那一侧上的流动调节器板，进 入附接到所述流动调节器板上的第一风扇；以及 从所述第一风扇的下游产生所述空气流。
11.如权利要求10所述的方法，包括提供具有多个开孔的所述流动调节器板。
12.如权利要求10所述的方法，包括将所述流动调节器板与所述第一风扇相邻定位。
13.如权利要求10所述的方法，包括提供具有约4mm厚度的所述流动调节器板。
14.一种用于冷却电子部件的风扇组件，该风扇组件包括 风扇；入口管道，其具有在所述风扇上游的第一端，所述第一端限定了具有第一直径的第一开口 ；和 在所述第一端下游的第二端，所述第二端附接到所述风扇的第一侧并限定了具有比所 述第一直径小的第二直径的第二开口；出口管道，其具有附接到所述风扇的与所述第一侧相对的第二侧上的第一端，所述出口管道的所述第一 端限定了具有第一直径的开口 ；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径大的第二直径的 第二开口。
15.如权利要求14所述的风扇组件，其中所述入口管道的所述第一端的直径等于所述出口管道的所述第二端的直径；并且 所述入口管道的所述第二端的直径等于所述出口管道的所述第一端的直径。
16.如权利要求14所述的风扇组件，其中所述出口管道的所述第二端附接到流动调节 器元件上，该流动调节器元件包括壳体，其具有包括流动调节板的第一侧； 与所述第一侧相对且限定了开口的第二侧；以及在所述第一侧与所述第二侧之间的管道，其中所述流动调节板附接到所述第一风扇的 接近所述第二风扇的那一侧，所述壳体的所述第二侧附接到所述第二风扇的接近所述第一 风扇的那一侧。
17.如权利要求14所述的风扇组件，其中所述风扇为轴流式风扇。
全文摘要
一种冷却装置，其具有第一风扇、在该第一风扇上游的第二风扇以及包括壳体的流动调节器元件，所述壳体具有包括流动调节器板的第一侧、与所述第一侧相对且限定开口的第二侧以及在所述第一侧与所述第二侧之间的管道，其中所述流动调节器板附接到所述第一风扇的接近所述第二风扇的那一侧，所述壳体的所述第二侧附接到所述第二风扇的接近所述第一风扇的那一侧。本发明还公开了一种用于冷却电子组件的方法和风扇组件。
文档编号G06F1/20GK101960407SQ200880127555
公开日2011年1月26日 申请日期2008年2月26日 优先权日2008年2月26日
发明者P·唐, S·N·乔施 申请人:惠普开发有限公司