渦輪風扇和具有該渦輪風扇的顯卡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種渦輪風扇和具有該渦輪風扇的顯卡。所述渦輪風扇包括：渦輪風扇組件，所述渦輪風扇組件在軸向上進氣且在徑向上出氣；進氣風扇組件，所述進氣風扇組件設置在所述渦輪風扇組件的進氣口處，且與所述渦輪風扇組件同軸地設置；以及驅動裝置，所述驅動裝置驅動所述渦輪風扇組件和所述進氣風扇組件旋轉。本發(fā)明提供的渦輪風扇通過在渦輪風扇組件的進氣口處設置的進氣風扇組件而將周圍的空氣收集到進氣口處，以改變進氣口處的負壓狀態(tài)，因此有效地提高渦輪風扇的制冷效率，并降低渦輪風扇的噪聲。
【專利說明】 渦輪風扇和具有該渦輪風扇的顯卡
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及散熱領域，具體涉及一種渦輪風扇和具有該渦輪風扇的顯卡。
【背景技術】
[0002]目前,大多數(shù)的高功率的顯卡(graphicscard)開始使用潤輪風扇對顯卡的圖形顯示器(GPU)進行冷卻。渦輪風扇的冷卻性能主要取決于經(jīng)過渦輪風扇的葉片的氣流量。經(jīng)過葉片的氣流量越大，冷卻效果越好。為了使盡量多的氣流流過葉片，通常會增大渦輪風扇的轉速，這樣勢必帶來令人厭煩的噪聲。
[0003]隨著GPU的處理能力和運算速度的提高，其產(chǎn)生的熱量也越來越大，因此，設計者必須在噪聲和GPU的高性能之間權衡。由于使用者對高性能的GPU的需求，設計者不得不向GPU的高性能妥協(xié)，將渦輪風扇的轉速設置得相對較高，以確保GPU的溫度在可容忍范圍內。
[0004]因此，需要一種渦輪風扇和具有該渦輪風扇的顯卡，已解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種渦輪風扇，所述渦輪風扇包括:渦輪風扇組件，所述渦輪風扇組件在軸向上進氣且在徑向上出氣；進氣風扇組件，所述進氣風扇組件設置在所述渦輪風扇組件的進氣口處，且與所述渦輪風扇組件同軸地設置；以及驅動裝置，所述驅動裝置驅動所述渦輪風扇組件和所述進氣風扇組件旋轉。
[0006]優(yōu)選地，所述渦輪風扇組件包括第一環(huán)形支架和設置在所述第一環(huán)形支架上的第一葉片，所述第一葉片沿著所述渦輪風扇的軸向延伸，所述第一環(huán)形支架在其內部形成空間。
[0007]優(yōu)選地，所述驅動裝置和所述進氣風扇組件均設置在所述空間內。
[0008]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件的葉片沿著所述渦輪風扇的徑向延伸。
[0009]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件設置在所述空間內，且位于所述第一環(huán)形支架的靠近所述進氣口的一側。
[0010]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件的直徑與所述第一環(huán)形支架的內徑相匹配。
[0011]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件包括第二環(huán)形支架和設置在所述第二環(huán)形支架上的第二葉片，所述第二環(huán)形支架與所述第一環(huán)形支架同軸地設置，且所述第二環(huán)形支架的至少一部分容納在所述空間內，所述第二葉片沿著所述渦輪風扇的軸向延伸。
[0012]優(yōu)選地，所述第二環(huán)形支架的遠離所述進氣口的一側連接至所述第一環(huán)形支架的遠離所述進氣口的一側。
[0013]優(yōu)選地，所述第二環(huán)形支架的軸向長度小于或等于所述第一環(huán)形支架的軸向長度。
[0014]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件的直徑為所述渦輪風扇組件的直徑的1/4到3/4。[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種顯卡，所述顯卡上設置有渦輪風扇，所述渦輪風扇包括:渦輪風扇組件，所述渦輪風扇組件在軸向上進氣且在徑向上出氣；進氣風扇組件，所述進氣風扇組件設置在所述渦輪風扇組件的進氣口處，且與所述渦輪風扇組件同軸地設置；以及驅動裝置，所述驅動裝置驅動所述渦輪風扇組件和所述進氣風扇組件旋轉。
[0016]優(yōu)選地，所述渦輪風扇組件包括第一環(huán)形支架和設置在所述第一環(huán)形支架上的第一葉片，所述第一葉片沿著所述渦輪風扇的軸向延伸，所述第一環(huán)形支架在其內部形成空間。
[0017]優(yōu)選地，所述驅動裝置和所述進氣風扇組件均設置在所述空間內。
[0018]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件的葉片沿著所述渦輪風扇的徑向延伸。
[0019]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件設置在所述空間內，且位于所述第一環(huán)形支架的靠近所述進氣口的一側。
[0020]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件的直徑與所述第一環(huán)形支架的內徑相匹配。
[0021]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件包括第二環(huán)形支架和設置在所述第二環(huán)形支架上的第二葉片，所述第二環(huán)形支架與所述第一環(huán)形支架同軸地設置，且所述第二環(huán)形支架的至少一部分容納在所述空間內，所述第二葉片沿著所述渦輪風扇的軸向延伸。
[0022]優(yōu)選地，所述第二環(huán)形支架的遠離所述進氣口的一側連接至所述第一環(huán)形支架的遠離所述進氣口的一側。
[0023]優(yōu)選地，所述第二環(huán)形支架的軸向長度小于或等于所述第一環(huán)形支架的軸向長度。
[0024]優(yōu)選地，所述進氣風扇組件的直徑為所述渦輪風扇組件的直徑的1/4到3/4。
[0025]本發(fā)明提供的渦輪風扇通過在渦輪風扇組件的進氣口處設置的進氣風扇組件而將周圍的空氣收集到進氣口處，以改變進氣口處的負壓狀態(tài)，因此有效地提高渦輪風扇的制冷效率，并降低渦輪風扇的噪聲。
[0026]在
【發(fā)明內容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施例部分中進一步詳細說明。本
【發(fā)明內容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
[0027]以下結合附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)點和特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0029]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的渦輪風扇的示意圖；
[0030]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的渦輪風扇組件的示意圖；以及
[0031]圖3為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的渦輪風扇的示意圖。
具體實施例
[0032]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種渦輪風扇，該渦輪風扇以較佳的冷卻性能工作的情況下，仍然具有較低的噪聲值。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的渦輪風扇。如圖1所示，渦輪風扇100包括渦輪風扇組件110、進氣風扇組件120和驅動裝置(未示出)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的渦輪風扇組件110。下面將結合圖1-2對該渦輪風扇進行詳細描述。
[0034]渦輪風扇組件110可以包括主體框架111和設置在主體框架111上的多個葉片112。主體框架111的橫截面可以為圓形或者圓環(huán)形。作為示例，主體框架111可以為具有預定厚度的圓盤形狀。主體框架111可以包括設置在其中心處的輪轂111c，輪轂Illc與驅動裝置(例如馬達)的旋轉軸連接，以由驅動裝置驅動其旋轉。輪轂Illc可以以傳統(tǒng)方式設置，這里不再詳述。但需要說明的是，在設計輪轂Illc的結構時可以考慮驅動裝置的位置、驅動方式以及渦輪風扇內的氣流等因素。多個葉片112等間隔地排列在主體框架111的外圓周處，并且每個葉片112應當與主體框架111的徑向不垂直地設置。葉片112設置為當接收來自驅動裝置的旋轉力時，葉片112隨著驅動裝置的旋轉軸(未示出)一起旋轉以產(chǎn)生離心力，這樣，可以在渦輪風扇組件110的軸向A-A上吸入空氣并在渦輪風扇組件110的徑向上排出空氣，以使渦輪風扇組件在軸向A-A上進氣且在徑向上出氣。葉片112與主體框架111的徑向所成的角度以及葉片112的形狀和數(shù)量可以根據(jù)該渦輪風扇100的應用場合和所需要的送風量來選擇。
[0035]進氣風扇組件120設置在渦輪風扇組件110的進氣口處，且與渦輪風扇組件110同軸地設置。由于渦輪風扇組件Iio與進氣風扇組件120同軸地設置，因此，前面提到的渦輪風扇組件110的軸向A-A也就是渦輪風扇100的軸向，后文描述時將不對兩者進行區(qū)分。渦輪風扇組件110在軸向上的進氣口處吸入空氣，導致進氣口處呈負壓狀態(tài)，并且隨著渦輪風扇組件110的轉速升高，進氣口處的負壓狀態(tài)越明顯，因此，渦輪風扇組件110所做的功中有一部分消耗在將周圍的空氣收集到進氣口處。在進氣口處設置的進氣風扇組件120主要起到將周圍的空氣收集到進氣口處，以改變進氣口處的負壓狀態(tài)，這樣在不改變冷卻性能的前提下，可以降低渦輪風扇組件110的風扇轉速。由于進氣風扇組件120設置在進氣口處，因此，其收集周圍空氣的效率相對較高，這樣僅需要較低的轉速就能夠使渦輪風扇100達到很好的制冷效果，進而降低噪聲。
[0036]此外，驅動裝置可以根據(jù)需要來驅動進氣風扇組件120和渦輪風扇組件110同步地旋轉，還可以分別驅動進氣風扇組件120和渦輪風扇組件110以不同的轉速旋轉，因此，該渦輪風扇100的驅動方式更加靈活。
[0037]根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例，主體框架111可以設置為環(huán)形支架，如圖2所示。環(huán)形支架可以包括位于渦輪風扇組件110的底部的第一環(huán)形部件111a、位于渦輪風扇組件110的頂部的第二環(huán)形部件Illb以及輪轂111c。前面已經(jīng)提到，輪轂Illc可以采用傳統(tǒng)的設置方式。多個葉片112設置在環(huán)形支架上，且沿著渦輪風扇組件110的軸向A-A延伸。也就是說，多個葉片112位于第一環(huán)形部件Illa和第二環(huán)形部件Illb之間，葉片112的底端連接至第一環(huán)形部件111a，頂端連接至第二環(huán)形部件111b。這樣，可以在主體框架111的內部形成空間。第一環(huán)形部件Illa所在的一端可以作為渦輪風扇100的安裝端與待安裝部件接觸，而第二環(huán)形部件Illb所在的一端為渦輪風扇組件110的進氣口端。雖然第一環(huán)形部件Illa位于安裝端，但是在安裝狀態(tài)下，如果待安裝部件與第一環(huán)形部件11 Ia之間具有間隙的話，也可以從該端吸入空氣，這樣會提高冷卻效率。進一步優(yōu)選地，當在渦輪風扇組件110內形成有空間時，還可以使驅動裝置和進氣風扇組件120均設置在該空間內，以使渦輪風扇100的結構緊湊。
[0038]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，進氣風扇組件120的葉片沿著渦輪風扇100的徑向延伸。葉片徑向地延伸使得進氣風扇組件120基本上呈軸向進氣且軸向出氣的狀態(tài)，而渦輪風扇組件110需要軸向進氣，因此，使進氣風扇組件120的葉片沿著徑向延伸不會對渦輪風扇組件110的氣體流動路徑產(chǎn)生影響，相反地，進氣風扇組件120會對渦輪風扇組件110的氣體流動產(chǎn)生加強作用。這樣，該渦輪風扇100具有較高的冷卻效率。
[0039]進氣風扇組件120可以通過其輪轂同軸地連接至渦輪風扇組件110，例如同軸地連接至渦輪風扇組件110的主體框架111。進氣風扇組件120可以固定地連接至渦輪風扇組件110，這樣，可以由驅動裝置驅動兩者同步旋轉。進氣風扇組件120還可以相對于渦輪風扇組件110可旋轉地連接至渦輪風扇組件110，以使渦輪風扇組件110和進氣風扇組件120具有不同的轉速。作為示例，渦輪風扇組件110與進氣風扇組件120可以通過變速器連接，這樣可以僅設置一個驅動裝置就能夠使兩者具有不同的轉速。當然，還可以由兩個驅動裝置分別控制渦輪風扇組件Iio和進氣風扇組件120以不同的速度旋轉。進氣風扇組件120的葉片不限于圖中所示出的形狀和數(shù)量，本發(fā)明不意欲對此進行限制。
[0040]優(yōu)選地，參見圖1-2所示，在渦輪風扇組件110包括環(huán)形支架111和在環(huán)形支架111上軸向延伸的葉片112的情況下，進氣風扇組件120可以設置在渦輪風扇組件110所形成的空間內，并且進氣風扇組件120位于環(huán)形支架111的靠近進氣口的一側，也就是說，可以將進氣風扇組件120設置在環(huán)形支架111的頂端，位于第二環(huán)形部分Illb內。這樣，一方面保持渦輪風扇100的結構緊湊；另一方面，不會由于進氣風扇組件120的介入而影響渦輪風扇組件110內的氣體流動的空間。為了提高進氣風扇組件120的效率，優(yōu)選地，進氣風扇組件120的直徑與渦輪風扇組件110的環(huán)形支架的內徑相匹配。也就是說，在容許進氣風扇組件120能夠在環(huán)形支架內旋轉的情況下，盡量延長進氣風扇組件120的葉片的長度，以提聞進氣效率。
[0041]根據(jù)本發(fā)明另一個實施例，如圖3所示，進氣風扇組件320具有與渦輪風扇組件110相類似的結構，即進氣風扇組件320包括環(huán)形支架321和設置在環(huán)形支架321上的葉片322，進氣風扇組件320的環(huán)形支架321與渦輪風扇組件110的環(huán)形支架同軸地設置，且環(huán)形支架321的至少一部分容納在渦輪風扇組件110所形成的空間內，進氣風扇組件320的葉片322也沿著渦輪風扇300的軸向延伸。進氣風扇組件320的葉片322和渦輪風扇組件110的葉片與渦輪風扇300的徑向可以具有相同的夾角，也可以具有不同的夾角。
[0042]在渦輪風扇組件110的進氣口處，越靠近渦輪風扇組件110的葉片的區(qū)域對空氣的吸入能力越強，通過在渦輪風扇組件110內增加進氣風扇組件320可以提高其中心區(qū)域對空氣的吸入能力，軸向地進入進氣風扇組件320的空氣沿著徑向流入進氣風扇組件320和渦輪風扇組件110之間的環(huán)形區(qū)域內，并且還會被進氣風扇組件320加速，可見，進氣風扇組件320不但能夠增加渦輪風扇300的進氣效率，還會對排出渦輪風扇300的氣流進行預加速，因此，該渦輪風扇300具有較高的冷卻效率。此外，由于進氣風扇組件320的加入改變了渦輪風扇300的進風和出風的風向和風速，增大了進風和出風的風壓，進而減小了進風和出風之間的摩擦噪聲。
[0043]作為示例，進氣風扇組件320可以固定地連接至渦輪風扇組件110，以使兩者由驅動裝置驅動同步旋轉。另外，進氣風扇組件320還可以相對于渦輪風扇組件110可旋轉地連接至渦輪風扇組件110，以使渦輪風扇組件110和進氣風扇組件320具有不同的轉速。作為示例，渦輪風扇組件110與進氣風扇組件320可以通過變速器連接，這樣可以僅設置一個驅動裝置就能夠使兩者具有不同的轉速。當然，還可以由兩個驅動裝置分別控制渦輪風扇組件110和進氣風扇組件320以不同的速度旋轉。
[0044]優(yōu)選地，進氣風扇組件320的環(huán)形支架321的遠離進氣口的一側連接至渦輪風扇組件Iio的環(huán)形支架的遠離進氣口的一側。進氣風扇組件320可以通過將環(huán)形支架321的底部的環(huán)形部分連接至渦輪風扇組件110的第一環(huán)形部分Illa (參見圖2)而連接至渦輪風扇組件110，以簡化渦輪風扇300的結構。優(yōu)選地，進氣風扇組件320的環(huán)形支架321的軸向長度小于或等于渦輪風扇組件110的環(huán)形支架的軸向長度，以保證進氣風扇組件320吸入的空氣能夠完全被渦輪風扇組件110利用。為了提高渦輪風扇300的進氣效率，優(yōu)選地，進氣風扇組件320的直徑可以為渦輪風扇組件110的直徑的1/4到3/4。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供一種顯卡，該顯卡包括如上所述的任意一種渦輪風扇。渦輪風扇可以設置在顯卡中的主要散熱部件(例如，GPU)的旁邊，只要能夠使得渦輪風扇排出的空氣流過主要散熱部件即可。對于渦輪風扇中包含的各個部件的結構可以參照上文相應部分的描述，這里不再詳述。
[0046]綜上所述，本發(fā)明提供的渦輪風扇通過在渦輪風扇組件的進氣口處設置的進氣風扇組件而將周圍的空氣收集到進氣口處，以改變進氣口處的負壓狀態(tài)，因此有效地提高渦輪風扇的制冷效率，并降低渦輪風扇的噪聲。
[0047]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。
【權利要求】
1.一種潤輪風扇，包括: 渦輪風扇組件，所述渦輪風扇組件在軸向上進氣且在徑向上出氣； 進氣風扇組件，所述進氣風扇組件設置在所述渦輪風扇組件的進氣口處，且與所述渦輪風扇組件同軸地設置；以及 驅動裝置，所述驅動裝置驅動所述渦輪風扇組件和所述進氣風扇組件旋轉。
2.如權利要求1所述的渦輪風扇，其特征在于，所述渦輪風扇組件包括第一環(huán)形支架和設置在所述第一環(huán)形支架上的第一葉片，所述第一葉片沿著所述渦輪風扇的軸向延伸，所述第一環(huán)形支架在其內部形成空間。
3.如權利要求2所述的渦輪風扇，其特征在于，所述驅動裝置和所述進氣風扇組件均設置在所述空間內。
4.如權利要求2所述的渦輪風扇，其特征在于，所述進氣風扇組件的葉片沿著所述渦輪風扇的徑向延伸。
5.如權利要求4所述的渦輪風扇，其特征在于，所述進氣風扇組件設置在所述空間內，且位于所述第一環(huán)形支架的靠近所述進氣口的一側。
6.如權利要求5所述的渦輪風扇，其特征在于，所述進氣風扇組件的直徑與所述第一環(huán)形支架的內徑相匹配。
7.如權利要求2所述的渦輪風扇，其特征在于，所述進氣風扇組件包括第二環(huán)形支架和設置在所述第二環(huán)形支架上的第二葉片，所述第二環(huán)形支架與所述第一環(huán)形支架同軸地設置，且所述第二環(huán)形支架的至少一部分容納在所述空間內，所述第二葉片沿著所述渦輪風扇的軸向延伸。
8.如權利要求7所述的渦輪風扇，其特征在于，所述第二環(huán)形支架的遠離所述進氣口的一側連接至所述第一環(huán)形支架的遠離所述進氣口的一側。
9.如權利要求8所述的渦輪風扇，其特征在于，所述第二環(huán)形支架的軸向長度小于或等于所述第一環(huán)形支架的軸向長度。
10.如權利要求7所述的渦輪風扇，其特征在于，所述進氣風扇組件的直徑為所述渦輪風扇組件的直徑的1/4到3/4。
11.一種顯卡，所述顯卡上設置有渦輪風扇，所述渦輪風扇包括: 渦輪風扇組件，所述渦輪風扇組件在軸向上進氣且在徑向上出氣； 進氣風扇組件，所述進氣風扇組件設置在所述渦輪風扇組件的進氣口處，且與所述渦輪風扇組件同軸地設置；以及 驅動裝置，所述驅動裝置驅動所述渦輪風扇組件和所述進氣風扇組件旋轉。
12.如權利要求11所述的顯卡，其特征在于，所述渦輪風扇組件包括第一環(huán)形支架和設置在所述第一環(huán)形支架上的第一葉片，所述第一葉片沿著所述渦輪風扇的軸向延伸，所述第一環(huán)形支架在其內部形成空間。
13.如權利要求12所述的顯卡，其特征在于，所述驅動裝置和所述進氣風扇組件均設置在所述空間內。
14.如權利要求12所述的顯卡，其特征在于，所述進氣風扇組件的葉片沿著所述渦輪風扇的徑向延伸。
15.如權利要求14所述的顯卡，其特征在于，所述進氣風扇組件設置在所述空間內，且位于所述第一環(huán)形支架的靠近所述進氣口的一側。
16.如權利要求15所述的顯卡，其特征在于，所述進氣風扇組件的直徑與所述第一環(huán)形支架的內徑相匹配。
17.如權利要求12所述的顯卡，其特征在于，所述進氣風扇組件包括第二環(huán)形支架和設置在所述第二環(huán)形支架上的第二葉片，所述第二環(huán)形支架與所述第一環(huán)形支架同軸地設置，且所述第二環(huán)形支架的至少一部分容納在所述空間內，所述第二葉片沿著所述渦輪風扇的軸向延伸。
18.如權利要求17所述的顯卡，其特征在于，所述第二環(huán)形支架的遠離所述進氣口的一側連接至所述第一環(huán)形支架的遠離所述進氣口的一側。
19.如權利要求18 所述的顯卡，其特征在于，所述第二環(huán)形支架的軸向長度小于或等于所述第一環(huán)形支架的軸向長度。
20.如權利要求17所述的顯卡，其特征在于，所述進氣風扇組件的直徑為所述渦輪風扇組件的直徑的1/4到3/4。
【文檔編號】F04D29/28GK103807189SQ201210447558
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權日:2012年11月9日
【發(fā)明者】徐鵬威, 袁園, 倪送良 申請人:輝達公司