具有并联吹风机的冷却模块的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种用于电子元件机箱的冷却系统，包括多个离心吹风机，这些离心吹风机布置成促使冷却空气通过该电子元件机箱。离心吹风机布置成一组或多组，各组有定向成使得相应进口成相互面对关系的多个吹风机。离心吹风机的定向、定位和对齐将方便多个吹风机的紧凑结构，该紧凑结构获得提高的气动效率，以便降低噪音输出和能量消耗。
【专利说明】具有并联吹风机的冷却模块
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及冷却系统，更特别是涉及冷却风扇组，该冷却风扇组特别布置成用于提高促使冷却流体通过电子元件机箱的性能。
【背景技术】
[0002]电子设备的设计者越来越要求在相对较小的包装中提供高功率装置。这些装置需要紧凑和高效的冷却系统。典型的冷却系统包括使得空气横过一个或多个印刷电路板运动。流动通路的布局、空气运动装置的类型以及它怎样很好地集成在系统中都是在有限噪音的情况下在较小包装尺寸中获得所需性能的关键因素。
[0003]一种这样的电子装置是远程通信路由器，该远程通信路由器通常包括一系列电子通信“卡”，这些电子通信“卡”与冷却风扇一起排列在机箱中。希望使得路由器功率更大和尺寸紧凑将只留下很少的空间来用于解决不断提高的热负载所需的冷却系统部件。普通的系统设计通常使用与系统的压力并不良好匹配的风扇，或者没有使空气在空间限制内高效地运动，并导致不可接受的噪音和相对较大的功率消耗。
[0004]迄今为止的设计工作通常使用布置在“盘”中的多个轴流风扇，如图1中表示。风扇推动冷却空气通过机箱，或者将热空气从机箱吸出。更高风扇速度已经用于解决增加流量需求，但是当系统压力增加时，设计人员通过增加串联布置的轴流风扇附加盘来响应。这样的一系列轴流风扇盘的示例在图2中表示。理论上，各轴流风扇盘处理一半系统压力。图2中所示的普通布置方式提出了在电子机箱中冷却的电子元件下游的两个风扇盘的方位，从而通过系统抽吸冷却空气。在其它普通结构中，风扇盘可以布置在要冷却的电子元件的上游，或者风扇盘在推动和抽吸通过系统中布置在电子元件的上游和下游。通过这种鼓风机(air mover)可以获得相对较高的气动效率，但不幸的是需要较高的转速，这通常导致不可接受的声音水平。
[0005]离心吹风机更适合在高冷却负载用途中遇到的较高压力。不过，由于它们的相对较大物理尺寸，离心吹风机通常并不考虑用于电子元件机箱冷却，特别是在紧凑结构中。因此，离心吹风机通常并不考虑装配至冷却系统包装空间中。例如，尺寸设置成与串联的两个轴流风扇的性能匹配的单进口离心吹风机可能需要两倍的容积空间，效率更差，并导致更不均匀的流场。
[0006]因此，本发明的目的是提供一种冷却系统，该冷却系统同时提高性能和降低普通鼓风机的噪音。
[0007]本发明的还一目的是提供一种冷却结构，该冷却结构特别适合冷却密集板上组装(populated)的电子部件，例如远程通信边缘路由器。
【发明内容】
[0008]通过本发明，可以提高对电子元件机箱的冷却，同时有更高的效率和降低的声音水平。本发明的冷却系统以大致均匀的流场横过用于冷却的电子部件来提供冷却流体，例如冷却空气。电子部件可以布置在机箱中，例如远程通信边缘路由器、服务器或供电单元。
[0009]在一个实施例中，本发明的冷却风扇组布置成用于促使冷却流体大致沿流动方向通过电子元件机箱的内部腔室。冷却风扇组包括框架，该框架有与内部腔室流体连通的冷却流体入口和冷却流体出口，其中，框架入口和出口中的至少一个引导空气流沿与流动方向平行的方向流过。框架还包括多个模块，这些模块可单独地从框架中拆卸和更换，而并不中断其它模块的工作。各模块包括离心吹风机，该离心吹风机有叶轮，该叶轮由马达驱动，并限定旋转轴线，其中，吹风机包括进口，该进口布置成沿横过流动方向的相应吸入方向来吸入冷却流体。吹风机在框架中布置成一组或多组，各组包括至少两个吹风机，该吹风机定向成使得相应进口为彼此面对关系，且相应旋转轴线彼此轴向对齐，面对的进口轴向间隔开一定间隔尺寸，该间隔尺寸小于在该组中的叶轮的直径尺寸的75%，从而吹风机并联地操作成促使冷却流体通过冷却流体进口。
[0010]在另一实施例中，本发明的电子元件机箱包括内部腔室，冷却流体将被促使大致沿流动方向通过该内部腔室，以便冷却电子部件。机箱还包括框架，该框架有:入口，冷却流体通过该入口而从内部腔室吸入；以及出口。多个模块可以布置在框架中，并可单独地从框架中拆卸和更换，而并不中断其它模块的工作。各模块包括离心吹风机，该离心吹风机有叶轮，该叶轮由马达驱动，并限定旋转轴线。离心吹风机包括两个相对进口，这两个相对进口布置成沿横过流动方向的相应吸入方向来吸入冷却流体。吹风机在框架中布置成一组或多组，各组包括至少两个吹风机，该吹风机定向成使得相应进口为彼此面对关系，且相应旋转轴线彼此轴向对齐，面对的进口轴向间隔开一定间隔尺寸，该间隔尺寸小于在该组中的叶轮的直径尺寸的75%，从而吹风机并联地操作成促使冷却流体通过框架进口。
[0011]在还一实施例中，电子元件机箱包括内部腔室，冷却流体将被促使大致沿流动方向通过该内部腔室，以便冷却布置在内部腔室中的电子部件。机箱还包括框架，该框架有:入口，冷却流体通过该入口而从内部腔室吸入；以及出口。在框架中的多个模块可单独地从框架中拆卸和更换，而并不中断其它模块的工作。各模块包括一组或多组的两个离心吹风机，该离心吹风机有向前弯曲的叶轮，该叶轮绕相应叶轮的旋转轴线沿彼此相反的环轴方向驱动。各离心吹风机有进口和出口，其中，该组的相应离心吹风机进口布置成沿各自基本相反的吸入方向来吸入冷却流体，该吸入方向都横过流动方向。该组吹风机布置在框架中，以便并联地操作，以促使冷却流体通过框架入口。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是现有技术的轴流风扇盘结构的视图；
[0013]图2是现有技术的轴流式风扇盘的串联布置方式的示意图；
[0014]图3是本发明的冷却风扇组的视图；
[0015]图4a是本发明的电子元件机箱的示意图，该电子元件机箱包括图3的冷却风扇组；
[0016]图4b是本发明的电子元件机箱的示意图，该电子元件机箱包括本发明的冷却风扇组；
[0017]图5a是本发明的电子元件机箱的示意图，该电子元件机箱包括本发明的冷却风扇组；[0018]图5b是本发明的冷却风扇组的示意图；
[0019]图5c是本发明的冷却风扇组的示意图；以及
[0020]图6是表示本发明的冷却风扇组的性能特征的曲线图。
【具体实施方式】
[0021]下面将根据参考附图详细介绍的实施例来阐述上述目的和优点以及本发明的其它目的、特征和优点，该附图将表示本发明的多个实施例。本发明的其它实施例和方面将认为是在本领域普通技术人员的掌握内。
[0022]下面参考附图，首先参考图3和4a，冷却风扇组10包括框架12，该框架12有冷却流体入口 14和冷却流体出口 16。框架12包括多个模块18a-18c，这些模块18a_18c各自可从框架12中拆卸和可更换，而不会操作中断其它模块18a-18c。这样的特征在本领域中称为“可热插拔”，其中，各模块18a-18c可以从框架12上拆卸以用于修理或更换，而并不中断或明显影响壳体12的其余模块18a-18c的操作。这样，维护可以在各模块18a_18c上进行，而并不需要关闭整个冷却风扇组10，关闭整个冷却风扇组10将需要关闭由冷却风扇组10冷却的电子兀件机箱。在一些情况下，从壳体12拆卸一个或多个模块18a-18c需要增大在其余模块中的吹风机速度，以便适应和保持流过电子元件机箱的所需冷却流体流速。用于电子控制空气冷却系统的可热插拔模块的吹风机的控制系统为本领域公知。
[0023]在框架12中的各模块18a_18c可以包括一个或多个双宽度双进口向前弯曲(DWD1-FC)离心吹风机20。在图3的示例结构中，框架12包括三个模块18a_18c，各模块包括三个DWD1-FC离心吹风机20。不过应当知道，本发明的框架12可以包括任意数目的多个模块18a-18c，其中，各模块例如有一个或多个DWD1-FC离心吹风机20。而且，框架12的模块18a-18c可以包括不同数目的DWD1-FC吹风机20。在典型实施例中，各DWD1-FC离心吹风机20a-20c由马达驱动，例如由DC无刷马达，该DC无刷马达可由控制系统独立控制，以便调节和保持通过框架12和相关电子元件机箱的所需冷却空气流动特征。
[0024]图4a表不了在一个实施例中固定于电子兀件机箱30上的框架12,在该实施例中，冷却风扇组10布置成大致沿流动方向34抽吸空气流通过排列在电子元件机箱30的内部腔室32中的一系列电子通信卡，以便冷却布置在电子元件机箱30的内部腔室32处的电子部件。冷却流体流(由箭头表示)从进口 36吸入通过电子元件机箱30，进入框架12的冷却流体入口 14，并最终在冷却流体出口 16处从冷却风扇组10排出。离心吹风机20平行地促使冷却流体沿流动方向34流动，并通过各吹风机促使冷却流体“并联”流动，各吹风机各自作用在流过电子元件机箱30的内部腔室32的冷却空气流上。另外，各模块18a-18c的吹风机20a-20c通过向它们的相应进口接收冷却流体而促使冷却流体“平行”地流动，该冷却流体直接来源于通过内部腔室32的冷却流体，而并不是从在相关框架12内的“上游”吹风机排出。可以考虑，多个框架12可以用于冷却风扇组10中，其中，各框架12可以串联地操作，以便促使冷却流体通过电子元件机箱30。在这种情况下，“下游”壳体12的吹风机20实际上将接收“上游”吹风机的排气。不过，在各框架12中的吹风机20并联地操作，以便基本只接收通过冷却流体入口 14而进入框架12的“新鲜”空气。
[0025]吹风机20 (例如吹风机20aa_20ac)各自包括两个相对的进口 22、24，这两个相对的进口 22、24布置成沿横过流动方向34的相应吸入方向26、28吸入冷却流体。这种结构最好在图4b中可见，图4b与图4中所示的系统类似，除了冷却流体出口的方向。图4a中所示的实施例的冷却流体出口 16横过流动方向34,而图4b中所示的实施例的冷却流体出口 16能够平行于流动方向34地流出。可以考虑，在一些实施例中，框架12可以提供有任意合适的冷却流体出口结构和方位，包括横过或平行于流动方向34的任意一个或两个冷却流体出口方向。
[0026]在一些实施例中，各吹风机20包括单涡卷吹风机壳体42，该单涡卷吹风机壳体42限定了两个相对的进口 22、24以及吹风机出口 44。离心吹风机20还可以包括向前弯曲的叶轮，该叶轮有直径尺寸“y”，并限定了穿过进口 22、24延伸的旋转轴线52，该旋转轴线基本横过流动方向34。吹风机20各自包括马达54，用于使得各叶轮绕它们的旋转轴线52旋转。在所示实施例中，在模块18中的相应吹风机20限定了轴向相邻的吹风机组41。例如，如图4b中所示,吹风机20aa_20ac表示一组41a吹风机,该组41a吹风机有沿旋转轴线52轴向对齐的相应叶轮。在该示例中，吹风机20aa是模块18a的部件，吹风机20ab是模块18b的部件，吹风机20ac是模块18c的部件。因此，该组41a吹风机20aa_20ac可以包括来自多个不同模块18a-18c的一个或多个吹风机。不过，在其它实施例中，吹风机组41a-41c可以限定为在单个模块18a-18c中的多个吹风机。优选是，吹风机组41a-41c包括多个离心吹风机20，这些离心吹风机20布置在框架12中，且它们的相应叶轮旋转轴线彼此轴向对齐，且轴向相邻吹风机20的轴向相邻进口成相互面对的关系。在示例实施例中，吹风机组41a的吹风机20a-20c是DWD1-FC离心吹风机，这些DWD1-FC离心吹风机具有沿轴线52对齐的相应叶轮旋转轴线。轴向相邻的叶轮进口 24a、22b和24b、22c成彼此面对的关系，从而沿相对方向和横过流动方向34地吸入进口空气，如图4b中的空气流动箭头所示。本 申请人:发现这种结构将提高促使空气流过电子元件机箱30的空气流动效率。
[0027]在一些实施例中，相邻吹风机进口 24a、22b和24b、22c不仅轴向对齐，而且间隔开特定间隔尺寸“X”。在一些实施例中，这些间隔尺寸“X”可以小于吹风机20的叶轮的直径尺寸“y”的大约0.75 (75%)，更优选是在吹风机20的叶轮的直径尺寸“y”的0.5和0.75(50%-75%)之间。在轴向相邻的一对吹风机的直径尺寸“y”不相等的情况下，间隔尺寸“X”可以确定为较大叶轮的直径尺寸“y”的0.5-0.75 (50%-75%)。类似地，在吹风机进口和轴向相邻壁之间(例如在吹风机进口 22a和框架12的侧壁9之间)的间隔尺寸“z”可以在相应吹风机叶轮的直径尺寸“y”的大约0.2-0.5 (20%-50%)之间，更优选是在相应吹风机叶轮的直径尺寸“y”的大约0.23-0.36 (23%-36%)之间。
[0028]已经发现，图4a和4b中所示的结构令人惊讶地提高了各吹风机20的气动效率，从而用于促使所需的冷却流体流动的总功率输入可以减小。另外，所提出结构的、令人惊讶的效率使得声音发射降低，这也是本发明的冷却风扇组的有利操作特征。这些效率和声音降低的改进可以在并不明显大于普通风扇盘占用的容积的容纳容积中实现。因此，可以认为，本发明的结构大大改进了冷却风扇组。
[0029] 申请人:特别惊讶地发现，在相邻吹风机进口之间以及在吹风机进口和轴向相邻壁之间的较小轴向间距不会降低离心吹风机工作的气动性能。图6是表示在用于间距“A”的多个相关尺寸处的气动性能曲线的曲线图，其中，间距“A”可以是在吹风机进口和轴向相邻壁之间(等于图4b中的间隔尺寸“z”)，或者是在轴向相邻进口之间的间隔尺寸的一半(等于间隔尺寸“X”/2)。如图6中所示，间距“A”为叶轮直径的36%的、轴向对齐离心吹风机的本发明结构表示有与具有“无约束”进口的离心吹风机等效的气动性能，该“无约束”进口定义为具有足够大的间距“A”，以避免干扰进口空气流。因此，实际上，图6中的“无约束进口”数据假定无限间距“A”。
[0030]图6中以曲线表示的数据揭示了本发明的、令人惊讶的结果，其中，间距“A”为吹风机的叶轮直径尺寸“y”的36%的离心吹风机结构(用于促使空气通过电子元件机箱30的内部腔室32)(如图6的“系统曲线”所示)表现有与具有无约束进口的离心吹风机基本相等的气动性能。这种发现与对离心吹风机气动性能的普通理解相反，在普通理解中，受约束的进口间距“A” 一直降低吹风机的气动性能。 申请人:惊讶地发现，即使在离心吹风机的进口“约束”为间距“A”是叶轮直径的36%的情况下，也能够获得与具有无约束进口的离心吹风机等效的气动性能，如在冷却系统应用中所测量的。图6还揭示了间距“A”为叶轮直径的23%的本发明轴向对齐离心吹风机结构在用于促使空气通过机箱30时与间距“A”为叶轮直径的50%的普通离心吹风机结构基本等效。
[0031] 申请人:推断，在相邻离心吹风机之间的较小间隔尺寸时的意外气动性能的发现可能至少部分是由于恰好在相应吹风机进口上游的一致涡流，其中，涡流的一致性由于较小轴向间隔尺寸而产生。一致涡流可以在产生进入相应吹风机进口的高效气动流动时起增效作用。这种发现与普通理解相反，普通理解预计在第一吹风机的流场中存在另一工作的吹风机的情况下气动性能降低。在图6中表示的结果清楚表明不是这样。
[0032]图4b中表示的结构包括框架12，该框架12包括限定了框架12的通风出口 64的分离板62，该分离板62主要使得吹风机20的进口 22、24与相应出口 44分离。因此，通风出口 64只通过吹风机20而与冷却流体入口 14流体连接，从而将促使冷却流体通过电子元件机箱30的内部腔室32进入冷却流体入口 14和进入吹风机20的相应进口 22、24，用于通过吹风机出口 44排出，并最终通过冷却流体出口 16排出。因此，通风出口 64与冷却流体出口 16流体连接。
[0033]分离板62产生框架12的负压侧13与正压侧11的分离。因此，分离板62不需要与模块18中的各吹风机20分离的管道，并在吹风机故障时降低了负压侧13的再循环。因此，对逆行气流阻尼器的需求明显降低或消除。如图3中所示，各模块18a-18c可以包括分离板62a-62c，用于分离各模块18的正压侧和负压侧11、13。通风出口 64还可以由分离器板63a、63b来分开，以便限定各模块的通风出口 64a_64c。分离器板63a、63b将通风出口64分割为从各模块18a-18c的吹风机流出的各出口区域。
[0034]吹风机20的出口 44可以以一定角度倾斜，例如45°，以便促使冷却流体更直接地沿出口轴线58 (该出口轴线58基本横过流动方向34)通过冷却流体出口 16排出。在其它实施例中，例如在图4b中所示的实施例中，吹风机出口 44可以轴向定向成与流动方向34平行，以便引导冷却流体从冷却流体出口 16轴向排出。
[0035]图4a和4b中所示的系统表示了使用多个DWD1-FC离心吹风机的“抽吸”系统，这些DWD1-FC离心吹风机布置成促使冷却流体平行地流动和具有平行的冷却流体排出口。而且，吹风机20的各进口 22、24布置成横过流动方向34。与分配用于普通轴流风扇盘的类似包装空间相比，这样的结构明显降低了噪音。
[0036]图5a中表示了还一实施例，其中，冷却风扇组110包括框架112，该框架112有冷却流体入口 114和冷却流体出口 116。框架112包括多个模块118a-118c，这些模块118a-118c可单独地从框架112中拆卸和更换，而并不中断其它模块118a_118c的操作。在该实施例中，在冷却风扇组110中的各模块118包括一组或多组“向前弯曲”的离心吹风机180。在图5a的示例结构中，各组向前弯曲的离心吹风机180包括背靠背布置的两个离心吹风机182a、182b，从而吹风机182a的进口 184a布置成与吹风机182b的进口 184b相反。由于这种相反方位，因此吹风机182a、182b的各叶轮可以设置成绕旋转轴线152沿彼此相反的环轴方向旋转。已经发现，相反的环轴旋转方向产生通过框架112和内部腔室132的所需冷却流体流动特征。吹风机组180可以包括两个或更多吹风机182a、182b，这些吹风机182a、182b可以布置成与模块118和/或组110的其它吹风机协调，以便促使冷却流体流过电子元件机箱130的内部腔室132。吹风机组180可以操作成促使冷却流体沿流动方向134流动以及促使冷却流体“平行”流动。
[0037]在示例实施例中，各模块118a_118c包括两组180向前弯曲的离心吹风机182a、182b。不过，本发明的框架112可以包括任意数目的多个模块118a-118c，且各模块有一组或多组180吹风机182。在一些实施例中，在多个模块118中的相应组180吹风机182a、182b可以布置成使得它们的相应旋转轴线(通过进口 184a、184b)都沿相应轴线152、154基本相互对齐。在典型实施例中，各吹风机182可以由马达驱动，例如DC无刷马达，该DC无刷马达可通过控制系统来独立地控制，以便调节和保持通过框架112和相关电子元件机箱132的所需冷却流体流动特征。
[0038]各吹风机182包括相应进口 184，该进口 184布置成沿相应吸入方向126、128吸入冷却流体，该吸入方向126、128横过流动方向134。在图5a所示的实施例中，冷却流体出口116允许沿出口方向135而从吹风机182流出，该出口方向135基本横过流动方向134。不过还考虑，框架112可以提供有任意合适的冷却流体出口结构和方位，包括横过或平行于流动方向134中的任意一个或两个冷却流体出口方向。
[0039]还考虑吹风机组180可以设置成以与上述吹风机20类似的方式提供所需的冷却流体流动。不过，吹风机组180例如利用布置成背靠背关系的单进口向前弯曲的离心吹风机，以便共同促使冷却流体流过电子元件机箱130。在一些实施例中，相应吹风机182a、182b可以成相互抵靠关系，或者可以间隔开所需的间隔尺寸。而且，轴向相邻的吹风机的相互面对进口的间隔尺寸“xl”优选是可以小于相应吹风机182a、182b的叶轮的直径尺寸“yl”的大约0.75 (75%)，更优选地，间隔尺寸“xI”在直径尺寸“yI”的0.5-0.75 (50%-75%)之间。吹风机182a、182b的相应进口 184a、184b导致叶轮优选是可以沿相应旋转轴线而轴向对齐。
[0040]另一实施例在图5b中表示，其中，冷却风扇组210包括框架212，该框架212有冷却流体入口 214和冷却流体出口 216。框架212包括多个模块218a_218c，这些模块218a-221c可单独地从框架212中拆卸和更换，而并不中断其它模块218a_218c的操作。在该实施例中，在冷却风扇组210中的各模块218包括一组或多组离心吹风机280，该离心吹风机280包括向前弯曲的叶轮。在示例实施例中，各组离心吹风机280包括成相互面对关系布置的两个离心吹风机282a、282b，从而吹风机282a的进口 284a布置成与吹风机282b的进口 284b成大致面对关系。吹风机282a、282b的相应叶轮可以设置成绕旋转轴线252沿彼此相反的环轴方向旋转。吹风机组280可以布置成与相应模块218和/或组210的其它吹风机协调，以便促使冷却流体流过相关的电子元件机箱230。吹风机组280可以操作成促使冷却流体沿流动方向234流动以及促使冷却流体“平行”流动。
[0041]在示例实施例中，各模块218包括一组280离心吹风机282a、282b。不过，本发明的框架212可以包括任意数目的多个模块218，且各模块218有一组或多组280吹风机282。在典型实施例中，各吹风机282可以由马达驱动，例如DC无刷马达，该DC无刷马达可通过控制系统来独立地控制，以便调节和保持通过框架212和相关电子元件机箱232的所需冷却流体流动特征。
[0042]各吹风机282包括相应进口 284，该进口 284布置成沿相应吸入方向226、228吸入冷却流体，该吸入方向226、228横过流动方向234。在图5b的示例实施例中，冷却流体出口 216允许沿出口方向235而从吹风机282流出，该出口方向235与流动方向234对齐/平行。不过还考虑，框架212可以提供有任意合适的冷却流体出口结构和方位，包括横过或平行于流动方向234中的任意一个或两个冷却流体出口方向。
[0043]还考虑吹风机组280可以设置成以与上述吹风机20、182类似的方式提供所需的冷却流体流动。不过，吹风机组280例如利用布置成基本面对面关系的单进口向前弯曲离心吹风机，以便共同促使冷却流体流过电子元件机箱230。相应吹风机282a、282b可以间隔开所需的间隔尺寸“x2”，该间隔尺寸“x2”小于吹风机282a、282b的叶轮的直径尺寸“y2”的大约0.75 (75%)，更优选是在直径尺寸“y2”的0.5-0.75 (50-75%)之间。吹风机282a、282b的相应进口 284a、284b导致叶轮优选是沿相应旋转轴线252、254而轴向对齐。
[0044]还一实施例在图5c中表示，其中，冷却风扇组310包括框架312，该框架312有冷却流体入口 314和冷却流体出口 316。框架312包括多个模块318a_318c，这些模块318a-318c可单独地从框架312中拆卸和更换，而并不中断其它模块318a_318c的操作。在该实施例中，在冷却风扇组310中的各模块318包括一组或多组离心吹风机380。在图5c的示例结构中，各组离心吹风机380包括面对面布置成大致相互面对关系的两个离心吹风机382a、382b，从而吹风机382a的进口 384a与吹风机382b的进口 384b成面对关系。吹风机382a、382b的相应叶轮可以设置成绕旋转轴线352沿彼此相反的环轴方向旋转。吹风机组380可以包括两个或更多吹风机382a、382b，这些吹风机382a、382b可以布置成与模块318和/或组310的其它吹风机协调，以便促使冷却流体流过电子元件机箱330的内部腔室312。吹风机组380可以操作成促使冷却流体沿流动方向334流动以及促使冷却流体“平行”流动。
[0045]在示例实施例中，各模块318包括一组380向前弯曲的离心吹风机382a、382b。不过，本发明的框架312可以包括任意数目的多个模块318，且各模块有一组或多组380吹风机382。在一些实施例中，在多个模块318中的相应组380吹风机382a、382b可以布置成使得它们的相应进口 384a、384b都沿相应旋转轴线352基本相互对齐。在典型实施例中，各吹风机382可以由马达驱动，例如DC无刷马达，该马达可通过控制系统来独立地控制，以便调节和保持通过框架312和相关电子元件机箱332的所需冷却流动特征。
[0046]各吹风机382包括相应进口 384，该进口 384布置成沿相应吸入方向326、328吸入冷却流体，该吸入方向326、328横过流动方向334。在图5c所示的实施例中，冷却流体出口316允许沿出口方向335而从吹风机382流出，该出口方向335基本横过流动方向334。
[0047]还考虑吹风机组380可以设置成以与上述吹风机20、182、282类似的方式提供所需的冷却流体流动。不过，吹风机组380例如利用布置成基本面对面关系的单进口向前弯曲离心吹风机，以便共同促使冷却流体流过电子元件机箱330。在一些实施例中，各个吹风机382a、382b优选是可以间隔开所需的间隔尺寸“x3”，该间隔尺寸“x3”小于吹风机382a、382b的叶轮的直径尺寸“y3”的大约0.75 (75%)，更优选是在直径尺寸“y3”的0.5-0.75(50-75%)之间。吹风机382a、382b的相应进口 384a、384b导致叶轮优选是沿相应旋转轴线352而轴向对齐。
[0048]表1表示在根据本发明的冷却风扇组的示例实施例上测量的实际性能，它与串联的轴流风扇(如图1和2的“现有技术”中所述)比较。
[0049]表1
[0050]
【权利要求】
1.一种冷却风扇组，所述冷却风扇组用于促使冷却流体大致沿流动方向通过电子元件机箱的内部腔室，所述冷却风扇组包括: 框架，所述框架具有:与内部腔室流体连通的冷却流体入口和冷却流体出口，其中，所述框架的冷却流体入口和冷却流体出口中的至少一个沿与所述流动方向平行的方向引导冷却流体流；以及多个模块，所述模块能单独地从所述框架中拆卸和更换，而并不在操作上中断其它所述模块，各所述模块包括离心吹风机，所述离心吹风机具有叶轮，所述叶轮由马达驱动，并限定旋转轴线，所述离心吹风机具有进口，所述进口布置成沿横过所述流动方向的相应吸入方向来吸入冷却流体，其中，所述离心吹风机在所述框架中布置成一组或多组，各组包括至少两个离心吹风机，所述至少两个离心吹风机定向成使得相应进口为彼此面对关系，且相应旋转轴线彼此轴向对齐，彼此面对的所述进口轴向间隔开一间隔尺寸，所述间隔尺寸小于在所述组中的所述叶轮的直径尺寸的75%，从而所述离心吹风机并联地操作，以促使冷却流体通过所述冷却流体入口。
2.根据权利要求1所述的冷却风扇组，其中:各所述离心吹风机包括:单涡卷吹风机框架，所述单涡卷吹风机框架限定了吹风机出口和两个相对的进口 ；以及向前弯曲的叶轮。
3.根据权利要求2所述的冷却风扇组，还包括:分离板，所述分离板限定了所述框架的通风出口，其中，所述通风出口只通过所述离心吹风机而与所述冷却流体进口流体连接。
4.根据权利要求3所述的冷却风扇组，其中:所述通风出口与所述冷却流体出口流体连接。
5.根据权利要求4所述的冷却风扇组，还包括:在所述通风出口中的分离器板，所述分离器板限定了用于各模块的单 个的通风出口区域，其中，通风出口区域在所述通风出口中相互流体断开。
6.根据权利要求2所述的冷却风扇组，其中:所述冷却流体出口基本横过所述流动方向地引导冷却流体。
7.根据权利要求1所述的冷却风扇组，其中:所述间隔尺寸是在所述组内的所述叶轮的所述直径尺寸中最大一个的50-75%。
8.根据权利要求1所述的冷却风扇组，其中:所述马达是DC无刷马达。
9.根据权利要求8所述的冷却风扇组，其中:各所述离心吹风机的所述马达能独立地控制。
10.一种电子兀件机箱，包括: 内部腔室，冷却流体被促使大致沿流动方向通过所述内部腔室，以便冷却电子部件； 框架，所述框架具有:入口，冷却流体通过所述入口而从所述内部腔室吸入；以及出Π ； 在所述框架中的多个模块，所述模块能单独地从所述框架中拆卸和更换，而并不在操作上中断其它所述模块，各所述模块包括离心吹风机，所述离心吹风机具有叶轮，所述叶轮由马达驱动，并限定旋转轴线，所述离心吹风机具有两个相对的进口，这两个相对的进口布置成沿横过所述流动方向的相应吸入方向来吸入冷却流体，其中，所述离心吹风机在所述框架中布置成一组或多组，各组包括至少两个离心吹风机，所述至少两个离心吹风机定向成使得相应进口为彼此面对关系，且相应旋转轴线彼此轴向对齐，彼此面对的所述进口轴向间隔开一间隔尺寸，所述间隔尺寸小于在所述组中的所述叶轮的直径尺寸的75%，从而所述离心吹风机并联地操作成促使冷却流体通过所述框架的入口。
11.一种电子元件机箱，包括: 内部腔室，冷却流体被促使大致沿流动方向通过所述内部腔室，以便冷却布置在内部腔室中的电子部件； 框架，所述框架具有:入口，冷却流体通过所述入口而从所述内部腔室吸入；以及出Π ； 在所述框架中的多个模块，所述模块能单独地从所述框架中拆卸和更换，而并不在操作上中断其它所述模块，各所述模块包括由两个离心吹风机构成的一个或多个组，所述离心吹风机具有向前弯曲的叶轮，所述叶轮绕相应的叶轮旋转轴线沿彼此相反的环轴方向被驱动，各所述离心吹风机具有进口和出口，其中，所述组的相应离心吹风机的进口布置成相互面对关系，以便沿各自基本相反的吸入方向来吸入冷却流体，所述基本相反的吸入方向都横过流动方向，所述组的所述离心吹风机布置在所述框架中，且相应旋转轴线彼此轴向对齐，以便并联地操作，以促使冷却流体通过框架的入口。
12.根据权利要求11所述的电子元件机箱，其中:各所述离心吹风机由相应马达来驱动。
13.根据权利要求11所述的电子元件机箱，其中:所述组的离心吹风机的彼此相互面对的所述进口轴向间隔 开一间隔尺寸，所述间隔尺寸小于所述组的离心吹风机的所述向前弯曲叶轮中的最大直径的直径尺寸的75%。
【文档编号】H05K7/20GK103907407SQ201280031782
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年6月27日 优先权日:2011年6月27日
【发明者】R·迪金森, J·欧康纳 申请人:贝格斯托灵顿公司