CN101832276B - 风扇及其导流结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风扇及其导流结构，该风扇包括一导流结构、一叶轮和一马达。导流结构的外径自导流结构的顶部渐扩至导流结构的底部，当叶轮转动时气流由一入风口流入，再顺着导流结构的外环面流动而由一出风口流出，且气流由出风口流出时的方向不同于气流由入风口流入时的方向。此外，导流结构由多个散热鳍片构成。

Description

风扇及其导流结构

技术领域

本发明涉及一种风扇，特别是涉及一种可改变气流流向及可提升散热效果的风扇及其导流结构。

背景技术

随着电子装置效能的不断提升，散热装置或散热系统已成为现行电子装置中不可或缺的配备之一，因为电子装置所产生的热能若不加以适当地散逸，轻则造成效能变差，重则会导致电子装置的烧毁。散热装置对于微电子元件(例如集成电路，IC)而言更是重要，因为随着积集度的增加以及封装技术的进步，使得集成电路的面积不断地缩小，同时每单位面积所累积的热能也相对地会更高，故高散热效能的散热装置一直是电子产业界所积极研发的对象。

在现今的散热装置中，最广泛被使用者为风扇。而根据风扇的入风与出风的方向关系，一般可将风扇区分为轴流式风扇与离心式风扇，现有的轴流式风扇的气流由入风口流入，再由出风口流出，气流由入风口流入时的方向与气流由出风口流出时的方向大致相同。而相比对于现有的离心式风扇，其气流由入风口流入时的方向与气流由出风口流出时的方向大致互相垂直。

相比较于轴流式风扇，离心式风扇虽可达到改变出风方向的目的，却具有效率不高、出风量较低、和噪音较大等缺点；再者，若在风扇缩小化、简单化与多功能性的设计前提下，如何在风扇框体具有的原本功能下再提供更多的功能，也为本发明人致力研究本发明专利的所在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风扇及其导流结构，通过导流结构的形状设计，即可改变轴流式风扇气流的流向并达到改变出风方向的目的，也可同时保有传统轴流式风扇的高效率、出风量大、与低噪音等优点。

本发明的另一目的在于提供一种风扇及其导流结构，主要利用多散热鳍片构成导流结构，使除了通过风扇本身产生的风量散热外，并可利用导流结构将热源上的热量迅速导离，以提升风扇整体的散热效果。

为达上述目的，本发明提出一种风扇，其包括一叶轮、一马达、一导流结构和一第一电路装置。该叶轮具有一轮毂与多个扇叶，该些扇叶设置于该轮毂的外环面；马达与叶轮连结，用以驱动叶轮转动；导流结构设置于马达下方，导流结构的外径自导流结构的顶部渐扩至该导流结构的底部，当该叶轮转动时气流由一入风口流入，再顺着该导流结构的外环面流动而由一出风口流出，而气流由出风口流出时的方向不同于气流由入风口流入时的方向。此外，导流结构由多散热鳍片构成。

为达上述目的，本发明更提出一种风扇的导流结构，其设置于一轴流式风扇的出风口下方，该轴流式风扇的入风口位于轴流式风扇的出风口上方，该导流结构的外径自导流结构的顶部渐扩至导流结构的底部，以改变由轴流式风扇的出风口送出的气流的流向；另，该导流结构由多散热鳍片构成。

承上所述，本发明的风扇及其导流结构，由于其中的导流结构的外径自导流结构的顶部渐扩至导流结构的底部，使得气流顺着导流结构的外环面流动而被送出时改变了其流向，且导流结构由多散热鳍片构成。与现有技术相较，本发明不仅能够达到改变出风方向，及同时兼具高效率、出风量大和噪音量小的目的，且具有提升风扇整体散热效果的优点。

附图说明

图1为本发明第一实施例的风扇的立体图；

图2为图1的风扇的上视图；

图3为图1的风扇的侧视图；

图4为沿图1中A-A′剖面线的剖视图；

图5A-图5C为分别为依据本发明不同实施例的导流结构的剖视图；

图6为将图1的风扇应用于一热源的剖视图；

图7为将图1的风扇应用于二热源的剖视图；

图8为本发明第二实施例的风扇应用于热源的剖视图；以及

图9为本发明第三实施例的风扇应用于热源的剖视图。

主要元件符号说明

1    风扇

11    叶轮          111    轮毂

112   扇叶          113    平衡孔

114   入风槽        115    底面

116   肋条          117    入风孔

12    马达          121    轴管部

122   第二空间      123    卡勾部

13    导流结构      131    顶面

132   顶部          133    底部

134   外环面        135    第一空间

136   内侧壁        137    锁固元件

130   散热鳍片      14     导引环

15    第一电路装置  16     第二电路装置

161   穿孔          2      热源

3     块体          18     入风口

19    出风口

具体实施方式

请同时参照图1至图4，本发明风扇1可以为轴流式的风扇，包括一叶轮11、一马达12、一导流结构13及一导引环14。

叶轮11具有一轮毂111与多个扇叶112，该些扇叶112设置于该轮毂11的外环面，而马达12与叶轮11连结，用以驱动叶轮11转动。再者，轮毂111的上表面具有多个平衡孔113，俾当风扇1的叶轮11发生不平衡运转时，可依据叶轮11晃动的状态于上述平衡孔113内填入适当的平衡材料，以使风扇1的叶轮11能平衡的转动而不晃动。

又，风扇1的轮毂111中央具有一入风槽114，该入风槽114的内壁面为挖空，且与轮毂111内的马达12及第二电路装置15所在的空间相通，而入风槽114的底面115与轮毂111的间以适当间距方式环设有多个肋条116做为连结，且通过肋条116加强入风槽114的底面115与轮毂111之间的结合强度外，并通过肋条116的间隔，使入风槽114的内壁面上形成多个入风孔117，此时，风量除了可以通过风扇1的入风口18外，尚可以通过入风槽114内的内壁面的入风孔117，通过进入该入风孔117的风量而达到马达12及第二电路装置15散热的效果。

导流结构13由足够数量的多个金属材质(例如铜或铝)制成的散热鳍片130所组成，该导流结构13的多个散热鳍片130排列为放射状型式，亦即每一散热鳍片130之间的间隙呈内向外延展，且每一散热鳍片130可采曲面或平片的设计，如图5A及图5B所示。而该散热鳍片130外侧的一端也可为爪式设计，如图5C所示。该导流结构13其上承载马达12，而导流结构13的一顶面131与马达12的一轴管部121约呈垂直连结，且导流结构13的外径自导流结构13的顶部132渐扩至该导流结构13的底部133，而使得导流结构13的外环面134形成至少一曲面(或一斜面)。

导引环14的内侧环面连结于扇叶112的外端缘，导引环14的顶缘形成风扇1的入风口18，导引环14的底缘与导流结构13的外环面134之间形成风扇1的出风口19，且导引环14的直径自导引环14的顶缘渐缩至导引环14与扇叶112的连结处的顶缘，以导引更多气流由入风口18流入，其中气流由入风口18流入时的方向与气流由出风口19流出时的方向大致互相垂直。

当叶轮11被马达12驱动而转动时，导引环14与叶轮12一起转动，且气流由入风口18流入，再顺着该导流结构13的外环面134流动而由出风口19流出，使得气流由出风口19流出时的方向(径向)不同于气流由入风口18流入时的方向(轴向)，亦即气流由入风口18流入时的方向与气流由出风口19流出时的方向大致互相垂直，而达到如同传统离心式风扇的功能；故通过导流结构13的形状设计，即可达到改变轴流式风扇气流的出风方向及气流在改变流向的过程中的压损减至最低的效果。

请参阅图6及图7所示，分别为本发明的风扇应用于一个热源及二个热源的实施例。其中于一般热源2(例如应用于电脑主机内的微处理器(CPU)或其他会产生热量的晶片等)的上方可以安置本发明的风扇1，其中将导流结构13的底面紧贴于热源2上，然后通过导流结构13本身金属材质及散热鳍片的设计，使热源2产生的废热可经由散热鳍片130的底部导离热源，且通过叶轮11转动产生的气流由出风口19通过散热鳍片130后而达到将散热鳍片130上的废热顺利移除的目的，使本发明的导流结构13除了具有支撑马达12及导引气流而改变出风的方向外，并可以具备散热器的功能。

请参阅图8，其为本发明风扇第二实施例的剖视图，其中配合于导流结构13的底面的中央处为中空，因此，于导流结构13内的中心位置可以利用热塞制作工艺的方式结合一金属块体3，其材质为铜或铝，其中热塞制作工艺主要是将金属材质的散热鳍片130加热至摄氏300度左右，让散热鳍片130热胀后将块体3放入散热鳍片130中，然后再迅速冷却，通过热胀冷缩的原理，从而达到散热鳍片130和块体3的紧密结合，且在块体3组立于导流结构13内后，该块体3的底面与导流结构13的底面可以切齐为同一平面，而块体3的底面可以紧贴于热源2上。

请参阅图9，为本发明风扇第三实施例的剖视图，本实施例的导流结构13内且接近于底部处设有一第一空间135，以供原本需设置于该风扇1外部的第一电路装置15(例如：转换器(Inverter)、控制器(Controller)或马达驱动电路)可通过至少一锁固元件137(例如：螺丝、铆钉或其他具有固定功能的元件)而安装固定于第一空间135内的内侧壁136上，而达到节省空间及通过导流结构13本身的结构强度来达到保护第一电路装置15等效果。

请参阅图4、图6、图7及图8，其分别为本发明第一实施例、第二实施例及第三实施例的风扇1皆可以更包括一第二电路装置16，该第二电路装置16可以包括一电路板，该电路板上则设有风扇1的驱动电路。第二电路装置16设置于马达12与导流结构13的顶面131距离一预定高度而形成的第二空间122内，且电路板上具有至少一穿孔161，用以与该马达12的定子下方的卡勾部123连接。另在其他实施例中，第二电路装置16亦可以通过至少一锁固元件固定于马达12上。

综上所述，本发明通过导流结构的形状设计，亦即使导流结构的外径自导流结构的顶部渐扩至导流结构的底部，即可使轴流式的风扇改变其出风方向，达到离心式风扇的功能，并可保有轴流式风扇高效率、出风量大、和低噪音的优点。再者，本发明的导流结构由多个金属材质的散热鳍片所构成，因此，该导流结构并具备有散热器的功能。又本发明于导流结构内且接近于底部处设有一第一空间，使原本需设置于该风扇本体外部的电路可安装于第一空间内，可以达到节省空间及通过导流结构本身来保护电路等效果。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求中。

Claims (17)

1.一种风扇，具有入风口及出风口，该风扇包括：

叶轮，具有轮毂与多个扇叶，该些扇叶设置于该轮毂的外环面；

马达，与该叶轮连结，用以驱动该叶轮转动；

导引环，该导引环连结于该些扇叶，该导引环的顶部形成该入风口；以及

导流结构，由具有导热功效的多个散热鳍片构成，该导流结构为金属材质，该导流结构其上承载马达，该导流结构的外径自该导流结构的顶部渐扩至该导流结构的底部，当该叶轮转动时气流由该入风口流入，再顺着该导流结构的外环面流动而由该出风口流出，其中气流由该入风口流入时的方向与气流由该出风口流出时的方向大致互相垂直，

其中，该导引环的底缘与该导流结构的该外环面之间形成该出风口。

2.如权利要求1所述的风扇，其中该多个散热鳍片为呈放射状型式的结构。

3.如权利要求1所述的风扇，其中该多个散热鳍片为曲面或爪式设计。

4.如权利要求1所述的风扇，其还包括一金属材质的块体，设置于该导流结构内的中心位置，该块体是通过一热塞制作工艺而组立于该导流结构内，且该块体组立于该导流结构内后，该块体的底面与导流结构的底面切齐为同一平面。

5.如权利要求1、2或4所述的风扇，其中该金属材质为铜或铝。

6.如权利要求1所述的风扇，其中该马达具有一轴管部，其与该导流结构的一接合部约呈垂直连结。

7.如权利要求1或4所述的风扇，其还包括第一电路装置，固设于该导流结构的一第一空间内。

8.如权利要求7所述的风扇，其中该第一电路装置固设于该导流结构的内侧壁上。

9.如权利要求1所述的风扇，其中该马达与该导流结构的顶面距离一预定高度以形成一第二空间，该第二空间内设置有第二电路装置，该第二电路装置且与该马达连接。

10.如权利要求9所述的风扇，其中该第二电路装置包括一电路板，该电路板上设有该风扇的驱动电路，且该电路板上具有至少一穿孔，用以与该马达的定子下方的卡勾部连接。

11.如权利要求1所述的风扇，其中该外环面形成至少一曲面或一斜面。

12.如权利要求1所述的风扇，其中该导引环的内侧环面连结于该些扇叶的外端缘，且该导引环的直径自该导引环的顶缘渐缩至该导引环与该些扇叶的连结处的顶缘。

13.如权利要求1所述的风扇，其中该轮毂的上表面具有多个平衡孔，以供填入适当的平衡材料。

14.如权利要求1或13所述的风扇，其中该轮毂中央具有入风槽，该入风槽的内壁面为挖空，且与该轮毂内的该马达所在的空间相通，而该入风槽的底面与该轮毂之间以适当间距环设有多个肋条做为连结，并通过该肋条的间隔，使该入风槽的该内壁面上形成多个入风孔以供该气流通过。

15.一种风扇的导流结构，设置于风扇的出风口下方，该风扇的入风口位于该风扇的该出风口上方，该导流结构的外径自该导流结构的顶部渐扩至该导流结构的底部，以改变由该风扇的该出风口送出的气流的流向，其中气流由该入风口流入时的方向与气流由该出风口流出时的方向大致互相垂直，该导流结构由具有导热功效的多个散热鳍片构成，并且该导流结构为金属材质。

16.如权利要求15所述的导流结构，其中该导流结构内具有第一空间，以提供一装置装设于该第一空间内。

17.如权利要求15项所述的导流结构，其中该导流结构的外环面形成至少一曲面或一斜面。

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