浅谈风扇类型

作者:Digi-Key工程师 Rick Wiens

这是风扇选型及应用指南的附属帖文,阐述了用于描述Digi-Key交流直流风扇的风扇类型属性的不同值。

轴流式/管轴式风扇


大多数人心里对“风扇”一词的印象可能还停留在轴流式风扇;这种器件的叶片与旋转轴径向连接,通过类似旋拧的动作,使空气沿着所述轴的轴线流动。通常所见的吊扇便是轴流式风扇。

管轴式风扇本质上还是轴流式风扇。在管子中…通过与轴流式风扇叶尖紧密贴合的护罩,将产生的气流集中起来,提高效率,适用于要求控制更强的局部气流应用,而非简单地在松散环境(如某个客厅)中搅动气团。

管轴式风扇非常适用于要求将大量气流输送至相对较低静压中的应用场景,相当于低压大电流电源的空气处理。

管轴式(双机)


管轴式风扇的“双机”型特质表示管轴式风扇包含轮毂和叶片组件,通常为串联配置。这种装置可用于实现相对较高的最大静压(在离心式风扇中更为常见),同时还能保持管轴式风扇的直线流通特性。这类器件的一大共同特征是噪声水平相对较高。

管轴式机箱风扇


“机箱风扇”特质指台式计算机中常见的带有连接器的风扇。

离心式风扇/鼓风机

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离心式风扇,也叫鼓风机,或者就其运动部件的形状而言,也可称为鼠笼式风扇,在相对旋转轴的径向移动空气,器件的空气进风口则为轴向。通过将移动元件封闭在紧密贴合的涡旋形护罩中,气流的径向运动被转换为线性空气运动,根据需要确定方向。根据叶片的形状和方向,可实现不同的特性曲线,能够高度适用不同的应用场景。一般而言,离心式风扇/鼓风机比轴流式风扇更能有效地将气流输送至较高的静压中,因此通常用于构建空气处理系统。

横流


横流鼓风机,也称为切向鼓风机,是离心式鼓风机的变体,其特点是进气和排气均与旋转元件的方向近似切线。这种元件的轴向尺寸通常比其他离心式鼓风机常见的直径大很多,导致这类器件可以沿着较宽的线性尺寸形成稀薄气流区域,静态压力通常比其他类型的鼓风机更低。

电动叶轮

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电动叶轮本质上是离心式风扇的一种形式,将护罩结构问题交由最终用户抉择。此类器件由电机和叶轮组成,相对其他类型,其排气的气流方向(无疑)更为灵活。在进气口处于轴向时,可将护罩设计成沿器件一周或部分径向排气流动,通过轴向到达进气口,但方向相反,或根据需要采用其他配置。这类器件往往非常节省空间,因此常常用于空间受限的应用场景。

合成射流器

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合成射流器是通过孔口交替吸入和排出周围空气从而产生射流(大量流体穿过静止的流体)的器件。从概念上讲,不考虑烟的部分,将合成射流器看作是高频烟圈生成器也不为过。当然,除非情况变得非常非常糟糕…

这种器件的作用机理实际上与吐烟圈的过程十分相似;电磁驱动式隔膜形成小腔室膜壁,通过小孔将空气吸入和排出腔室。环境空气在工作循环的进气阶段被吸入腔室,在排气阶段被高速排出。排出的流体体积相对较小,但能形成快速运动的湍流,穿过周围的流体。

这种运动的湍流特性使得所产生的流动能够非常有效地将热量从固体表面传递至周围的空气,无需使用通常会限制其他空气增流器使用寿命的旋转轴承系统。然而,由于合成射流器无法产生连续流动,因此不能有效地产生静压,驱动气流长距离地通过外壳。换句话说,合成射流器能够非常有效地擦洗表面热量,但在冲洗方面却略显不足。

过去几年,Nuventix开发了一系列用于LED照明应用的合成射流器件。该实体随后被Aavid Thermalloy收购,后者又被Boyd Corp收购,在撰写本文件时,Nuventix设计的产品已经停产。