CN101994707A - 气流产生装置 - Google Patents

Abstract

一种气流产生装置，包括一壳体、一叶轮、及一定置导流板。壳体具有一入风口及一出风口。叶轮设置于壳体中，叶轮厚度小于叶轮的直径，且入风口及出风口对应于叶轮的径向。叶轮包括一毂部、一连接部、及多个叶片。毂部用以被驱转，带动叶轮朝一旋转方向转动，以带动气流由入风口进入壳体，而由出风口离开壳体。连接部由毂部的外周面向外延伸，连接毂部及各叶片。定置导流板设置壳体中，且位于叶片、连接部与毂部环构而成的一环状凹槽中。定置导流板沿一弧线延伸，且定置导流板的曲率中心主要地落在毂部。定置导流板提升气流回流至入风口的阻力，从而提升了出风口的出风量。

Description

气流产生装置

技术领域

本发明与横流式风扇组有关，特别是关于一种径向入风及出风的气流产生装置。

背景技术

离心式风扇组件由轴向进风，径向出风。离心式风扇的优点在于离心式风扇可呈现扁平的构造，适合用于内部空间不足的电子产品，例如笔记本计算机。随着电子产品的厚度缩小，离心式风扇组件的厚度也随的缩小。

如前所述，离心式风扇组件由轴向进风，侧向出风。因此电子产品内部必须有足够空间供气流由轴向转向为径向。若电子产品内部厚度过小，将导致离心式风扇组件的出风量锐减。因此目前的离心式风扇组件有电子产品内部最小厚度的限制。此外，由于离心式风扇组件为轴向进风，因此电子产品内部必须在离心式风扇组件的轴向进风口外部预留离心式风扇组件的进风间隙，进而增加了电子产品的厚度。

风扇的另一种形式为横流式风扇组1(Cross-Fan)，如图1、图2及图3所示，横流式风扇包括壳体2及叶轮3。叶轮3设置于壳体2中，且壳体2具有对应于叶轮3径向的入风口4及出风口5。壳体2中进一步设置一阻滞部6阻挡随着叶轮3转动而回流的气流朝向入风口4流动。然而，低厚度的横流式风扇组1实际上的出风表现并不佳，必须增加横流式风扇组1的轴向的厚度，才能达到较理想的出风量。因此横流式风扇组1只能用于空调设备上，而无法用于内部空间狭小的电子产品。

发明内容

为了解决现有技术中，风扇组厚度无法进一步缩小的问题，本发明提出一种气流产生装置，可缩小其厚度。

本发明提出的气流产生装置包括一壳体、一叶轮、及一定置导流板。壳体具有一入风口及一出风口。叶轮设置于壳体中，叶轮的厚度小于叶轮的直径，且入风口及出风口对应于叶轮的径向。叶轮包括一毂部、一连接部、及多个叶片。毂部用以被驱转，带动叶轮朝一旋转方向转动，使叶轮带动气流由入风口进入壳体，而由出风口离开壳体。连接部沿着叶轮的径向由毂部的外周面向外延伸，连接毂部及各叶片，且连接部的厚度小于各叶片厚度。定置导流板设置于壳体，且位于叶片、连接部与毂部环构而成的一环状凹槽中。定置导流板沿一弧线延伸，且定置导流板的曲率中心主要地(substantially)落在毂部。定置导流板提升气流回流至入风口的阻力，从而提升了出风口的出风量。

定置导流板的设置，增加气体流向入风口的阻力，进而提升出风口的整体出风量，解决横流式风扇组件效率不足的问题。同时，入风口及出风口皆对应于叶轮的径向，因此于安装气流产生装置时，不需要于气流产生装置的顶面或底面预留进风间隙。因此，具备本发明气流产生装置的电子装置，其厚度进一步缩小。

附图说明

图1为现有技术中的横流式风扇组立体图。

图2为现有技术中的横流式风扇组俯视图。

图3为图2中，沿3-3’线的剖视图。

图4为本发明第一实施例的立体图。

图5为本发明第一实施例的俯视图。

图6为图4中，沿6-6’的剖视图。

图7为本发明第二实施例的俯视图。

图8为本发明第三实施例的俯视图。

图9为本发明第四实施例的俯视图。

图10为本发明第五实施例的立体图。

图11为本发明第五实施例的俯视图。

图12为第11图中，沿12-12’的剖视图。

图13为本发明第六实施例的剖视图。

图14为本发明第七实施例的俯视图。

图15为本发明第八实施例中，叶轮的立体图。

图16为本发明第八实施例中，局部壳体的立体图。

图17为本发明第八实施例中，局部壳体的立体图。

图18为本发明第八实施例中，壳体的剖视图。

图19为本发明第八实施例中，各组件的剖视图。

具体实施方式

请参阅图4、图5及图6所示，为本发明第一实施例所揭示的一种气流产生装置100，包括一壳体110、一叶轮120、一定置导流板130、及一马达140。

参阅图4、图5、及图6所示，壳体110具有一入风口112、及一出风口113。

于本发明第一实施例中，壳体110的实体结构包括一第一盖板115、一第二盖板114及二侧墙。第二盖板114及第一盖板115互相平行设置。二侧墙分别为第一侧墙116及第二侧墙117，连接第二盖板114及第一盖板115。第一侧墙116及第二侧墙117之间未相连接。叶轮120设置于第二盖板114及第一盖板115之间。壳体110未被第一侧墙116及第二侧墙117封闭的部分形成入风口112及出风口113。需说明的是，虽然图中第一盖板115及第二盖板114被安排为第一盖板115在上而第二盖板114在下，但实际上第一盖板115及第二盖板114的相对位置随气流产生装置100摆设方向而改变，可为第一盖板115在下而第二盖板114在上；或纵向摆设气流产生装置100，使第一盖板115及第二盖板114呈现左右配置。

参阅图4所示，叶轮120设置于壳体110中，叶轮120厚度小于叶轮120的直径。入风口112及出风口113对应于叶轮120的径向。叶轮120包括一毂部121、一连接部122、及多个叶片123，且连接部122厚度小于叶片123厚度。此外，马达140设置于毂部121中，并连接毂部121及壳体110的第二盖板114。马达140设置于毂部121与第二盖板114间，毂部121被马达140驱转带动叶轮120朝一旋转方向相对于第二盖板114转动，其中叶轮120的旋转方向如图5中的逆时针方向。叶轮120带动气流由入风口112进入壳体110，而由出风口113离开壳体110。马达140用以驱动叶轮120转动，马达140包括转子、线圈、磁铁、轴承及电路板等(图中未示)，或为可提供相同功能，驱动叶轮120转动的组件。

参阅图4所示，连接部122可为一圆盘，沿着叶轮120径向由毂部121的外周面向外延伸，并且连接各叶片123及毂部120，而且连接部122厚度小于叶片123厚度与毂部121厚度。各叶片123沿着平行于旋转轴的方向设置于连接部122的边缘，使叶片123与毂部121之间保持一间隔距离。叶片123并列地设置于一圆周，并随毂部121的转动而移动于圆周。参阅图6所示，借由叶片123与毂部121的间隔，使得叶轮120上形成一个由叶片123、连接部122与毂部121环构而成的环状凹槽。

连接部122用以连接毂部121及叶片123，所以连接部122并不限定于一圆盘，连接部122亦可为多个片体或杆体，放射状地延伸于毂部121，且各片体或板体分别连接一叶片123及毂部121。

毂部121至第二侧墙117之间的流道平均截面积，小于毂部121至第一侧墙116之间的流道平均截面积。因此，气流通过毂部121及第二侧墙117之间且由出风口113朝向入风口112所承受的流场阻力，大于气流通过毂部121及第一侧墙116之间且由入风口112朝向出风口113流动的阻力。

参阅图5及图6所示，定置导流板130设置于壳体110中，位于毂部121及叶片123之间。精确地说，定置导流板130位于由叶片123、连接部122与毂部121环构而成的环状凹槽中。定置导流板130与叶轮120保持一间隔距离，使定置导流板130不干涉叶轮120转动。定置导流板130沿一弧线延伸，且定置导流板130曲率中心主要地(substantially)落在毂部121。定置导流板130可一体地成形地设置于第一盖板115，或为一独立组件，以粘贴等方式设置于第一盖板115，且连接部122至第一盖板115的距离，大于连接部122至第二盖板114的距离。

当叶轮120旋转时，通过毂部121及第一侧墙116之间的叶片123由入风口112朝向出风口113移动。通过毂部121及第二侧墙117之间的叶片123由出风口113朝向入风口112移动。定置导流板130沿着叶轮120的旋转方向，由出风口113朝向入风口112延伸。

定置导流板130用以于流场中进一步产生流阻，避免气流沿叶片123与毂部121之间的间隔空隙而自出风口113回流至入风口112。定义定置导流板130的二端为一弧线起点131及一弧线终点132，定置导流板130沿着叶轮120的旋转方向由弧线起点131至弧线终点132。

定义一第一延长线L1，由叶轮120的旋转轴线延伸通过定置导流板130的弧线起点131。第一延长线L1可沿着叶轮120的旋转方向被转向一夹角A后平行于出风口113出风方向Fe，夹角A的角度以约等于90度或小于90度为最佳。当气流被叶片123带动至弧线起点131时，其切线速度方向恰与出风方向Fe平行。此时，若夹角A的角度为90度，气流将被定置导流板130阻挡及导引，以此一切线速度及方向朝向出风口113行进，得到最大出风速度。若角度大于90度，则气流在转向至出风方向Fe前便会提早被阻挡，而导致入风不顺。因此，夹角A的角度以90度或小于90度为最佳。

定义一第二延长线L2，由叶轮120的旋转轴线延伸通过定置导流板130的弧线终点132。第二延长线L2可沿着叶轮120的旋转方向被转向一夹角B而平行于入风口112入风方向Fi，夹角B的角度以约等于90度或小于90度为最佳。若夹角B的角度大于90度，则定置导流板130的延伸长度不足，无法有效地挡住回流的气流。若夹角B为小于0度的负值(第二延长线L2落在图5的6-6’线的上方)，则定置导流板130反而影响入风。

定置导流板130减少沿叶片123与毂部121之间的间隔空隙，而提升气流自出风口113回流至入风口112的阻力，进而提升出风口113的整体出风量。而入风口112及出风口113皆对应于叶轮120的径向，因此不需要于第一盖板115或第二盖板114之外的叶轮120轴向上预留进风间隙。因此应用本发明气流产生装置100的电子产品的厚度，可以进一步被缩小。

参阅图7所示，为本发明第二实施例所揭露的气流产生装置200。第二实施例中的定置导流板230沿一弧线延伸，且定置导流板230曲率中心主要地落在毂部221。沿着旋转方向，定义定置导流板230的二端为一弧线起点231及一弧线终点232。

定义一第一延长线L1，通过毂部221的旋转轴线至弧线起点231。第一延长线L1沿着叶轮220旋转方向被转向至出风方向Fe的夹角小于90度。第一延长线L1约略平行于出风口212。定义一第二延长线L2，第二延长线L2区域大致与第一实施例相同。第二实施例旨在说明定置导流板230的弧线长度可进一步缩短。

参阅图8所示，为本发明第三实施例所揭露的一种气流产生装置300。于第三实施例中的气流产生装置300包括一壳体310、一叶轮320、一定置导流板330、及一马达(图未示)。

壳体310的实体结构包括一第一盖板(图未示)、一第二盖板314、一侧墙316。侧墙316连接第一盖板及第二盖板314，且侧墙316呈L型，局部地包围叶轮320。侧墙316未包围的部分设置一隔板318，以区隔入风口312及出风口313。因此，于第三实施例中，入风口312的入风方向Fi及出风口313的出风方向Fe为交错，且大致呈90度夹角。

定置导流板330沿一弧线延伸，且定置导流板330曲率中心主要地落在毂部321。于第三实施例中，第一延长线L1可沿着旋转方向被转向一夹角A至出风方向Fe，且夹角A的角度约为90度，以得到最大出风速度。为减少入风阻力，第二延长线L2沿着叶轮120的旋转方向转向一夹角B至入风方向Fi，所述夹角B的角度以90度或小于90度为最佳，以避免定置导流板330长度过长而阻挡入风。定置导流板330有效地阻挡气流沿叶片323与毂部321之间的间隔空隙而自出风口313回流至入风口312。

参阅图9所示，为本发明第四实施例所揭露的一种气流产生装置400，于第四实施例中的气流产生装置400包括一壳体410、一叶轮420、一定置导流板430、及一马达(图未示)。

第四实施例大致与第三实施例相同，其差异在于，第四实施例包括一辅助入风口416a，设置于侧墙416。辅助入风口416a增加入风量，进而提升出风量。辅助入风口416a的入风方向Fai大致平行于出风口413出风方向Fe，且垂直于入风口412的入风方向Fi。通过辅助入风口416a的气流沿着切线方向通过叶轮420与侧墙416之间的区域，以减少气流转向所损耗的动能。

参阅图10、图11、及图12所示，为本发明第五实施例所揭露的一种气流产生装置500，包括一壳体510、一叶轮520、一定置导流板530、及一马达540。第五实施例中的气流产生装置500适用于厚度相对较大，而可在叶轮520轴向预留进风间隙的电子产品，或是适用于可直接由产品外部进风的产品。第五实施例中的壳体510及叶轮520大致与前述实施例相同。壳体510具有一入风口512、及一出风口513；壳体510的实体结构包括一第二盖板514、一第一盖板515、一第一侧墙516、及一第二侧墙517。叶轮520包括一毂部521、一连接部522、及多个叶片523。

参阅图10、图11、及图12所示，定置导流板530设置于壳体510中，且沿一弧线延伸于毂部521及叶片523之间。

参阅图10、图11、及图12所示，定置导流板530为设置于第一盖板515的结构。同时，气流产生装置500包括辅助入风口515a，设置于第一盖板515。定置导流板530为一中空结构，连接辅助入风口515a，且定置导流板530至少局部设置一开孔531。当气流由出风口513离开壳体510时，于定置导流板530的外侧面产生一低压区，此一低压区可吸引壳体510外部的空气经由辅助进风口515a进入定置导流板530内部，再通过开孔531进入壳体510中。前述的气流被叶轮520带动而通过出风口513并再度离开壳体510，从而提升了气流产生装置500的整体出风量。

参阅图13所示，为本发明第六实施例所揭露的气流产生装置600，为第五实施例中的一变化例。第六实施例中的气流产生装置600更包括另一辅助入风口614a，设置于第二盖板614’，且对应于定置导流板630。定置导流板630的外侧面产生的低压区可吸引壳体630外部的空气经由辅助入风口614a进入壳体610中，并由出风口613离开壳体610，从而提升了整体出风量。

参阅图14及所示，为本发明第七实施例所揭露的一种气流产生装置700，为本发明第三实施例中的变化。于第七实施例中，定置导流板730为实心结构，而辅助入风口714a设置于第一盖板715，且对应于定置导流板730的外侧面设置。辅助入风口714a用以供外部气流通过，进入壳体710中以增加入风量。

于本发明中，定置导流板并不限定设置于第一盖板，亦可设置于第二盖板。气流产生装置更可包括二定置导流板，同时设置于第一盖板及第二盖板，但于第一盖板及第二盖板同时设置定置导流板时，必须对叶轮的型态进行修改。在单一定置导流板的场合之下，定置导流板可以设置于第一盖板或设置于第二盖板。

参阅图15、图16、图17、图18、及图19所示，为本发明第八实施例所揭露的一种气流产生装置800，包括一壳体810、一叶轮820、二定置导流板830a，830b、及一马达840。

参阅图15及图19所示，其中图19用以说明二定置导流板830a，830b与其它组件的相对位置关系，因此并非依据图15至图18的各组件尺寸比例绘制。叶轮820设置于壳体810中，且叶轮820包括一毂部821、一连接部822、及多个叶片823。马达840设置于毂部821中，并连接毂部821及壳体810的第二盖板814。连接部822包括沿毂部821的径向延伸的长片体及连接于长片体末端的环状片体。连接部822连接毂部821及各叶片823，各叶片823沿着平行于旋转轴的方向设置于连接部822的环状片体边缘。叶片823的二端分向相反方向延伸，使叶片823的厚度大于连接部822的厚度。定义连接部822所在平面为一设置平面，各叶片823同时朝向设置平面的上下两侧延伸，且设置平面所在位置介于毂部821两端之间。

参阅图16、图17、及图18所示，二定置导流板830a，830b分设于第二盖板814及第一盖板815。同时，二定置导流板830a，830b可分别为中空结构，且分别具备一开孔831a，831b。如图16所示，开孔831b可局部地开设于定置导流板830b的侧面。如图17所示，开孔831a与开孔831b可为不同尺寸大小的开孔，且分别具备不同的开孔型态。

此外，第二盖板814及第一盖板815分别具备一辅助入风口814a，815a，分别对应于二定置导流板830a，830b的开孔831a，831b，以提供外部气流通过，而进入壳体810中。

参阅图19所示，二定置导流板830a，830b设置于壳体810中，位于由叶片823、连接部822与毂部821环构而成的环状凹槽内。二定置导流板830a，830b且与叶轮820保持一间隔距离，使二定置导流板830a，830b不干涉叶轮820的运动。二定置导流板830a，830b的延伸方式可如同前述实施例中的变化，以达到最佳的导流效果，减少回流的风量。

Claims (12)

1.一种气流产生装置，包括：

一壳体，具有一入风口及一出风口；

一叶轮，设置于该壳体中，该叶轮厚度小于该叶轮的直径，且该入风口及该出风口对应于该叶轮的径向；该叶轮包括一毂部、一连接部、及多个叶片，该毂部用以被一马达驱转，带动该叶轮朝一旋转方向转动，带动气流由该入风口进入该壳体，而由该出风口离开该壳体；该连接部沿着该叶轮的径向由该毂部的外周面向外延伸，连接该毂部及各该叶片，且该连接部厚度小于该叶片厚度；及

一定置导流板，设置该壳体，且位于该些叶片、该连接部与该毂部环构而成的一环状凹槽中；其中该定置导流板沿一弧线延伸，且该定置导流板的曲率中心主要地落在该毂部。

2.根据权利要求1所述的气流产生装置，其特征在于，该定置导流板沿着该叶轮的旋转方向由该出风口朝向该入风口延伸。

3.根据权利要求2所述的气流产生装置，其特征在于，定义该定置导流板的二端为一弧线起点及一弧线终点，并定义一第一延长线由该叶轮的旋转轴线延伸通过该弧线起点，该定置导流板由沿着该旋转方向由该弧线起点延伸至该弧线终点；该第一延长线可沿着该旋转方向被转向一夹角后平行于该出风口的出风方向，且该夹角约等于或小于90度。

4.根据权利要求3所述的气流产生装置，其特征在于，定义一第二延长线，通过该叶轮的旋转轴线延伸通过该弧线终点；该第二延长线可沿着该叶轮的旋转方向被转向一夹角后平行于该入风口的入风方向，该夹角的角度夹角约等于或小于90度。

5.根据权利要求1所述的气流产生装置，其特征在于，该壳体包括：

一第一盖板及一第二盖板，该叶轮设置于该第一盖板及该第二盖板之间，且该第一盖板及该第二盖板被至少被一侧墙所连接。

6.根据权利要求5所述的气流产生装置，其特征在于，该定置导流板设置于该第一盖板，且该连接部至该第一盖板的距离，大于该连接部至该第二盖板的距离。

7.根据权利要求6所述的气流产生装置，其特征在于，包括一辅助入风口，设置于该第一盖板。

8.根据权利要求7所述的气流产生装置，其特征在于，该定置导流板为一中空结构，连接该辅助入风口，且该定置导流板至少局部设置一开孔。

9.根据权利要求7所述的气流产生装置，其特征在于，包括一辅助入风口，设置于该第二盖板。

10.根据权利要求5所述的气流产生装置，其特征在于，该气流产生装置包括二定置导流板，分设于该第一盖板及该第二盖板；定义该连接部位于一设置平面，各该叶片同时朝向该设置平面的两侧延伸，且该设置平面位置介于该毂部的两端之间。

11.根据权利要求5所述的气流产生装置，其特征在于，该第一盖板及该第二盖板至少其中之一设置一辅助入风口。

12.根据权利要求11所述的气流产生装置，其特征在于，该二定置导流板其中之一为中空结构且对应该辅助入风口设置，且该定置导流板具备一开孔。

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