CN102979761B - 风扇叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风扇叶轮，包括一轮毂、多个第一扇叶以及多个第二扇叶，并且第一扇叶的旋转半径大于第二扇叶的旋转半径，使轮毂旋转时经由多个第一扇叶及多个第二扇叶所带动产生的风量，可以在轮毂周围产生均匀的流场，从而防止气流在轮毂周围产生压力差以及紊流的发生，使风扇叶轮旋转时所产生的气流具有相当均匀的流场以及顺畅的气流排放量。

Description

风扇叶轮

【技术领域】

本发明关于一种风扇叶轮，特别是有关一种散热风扇的叶轮。

【背景技术】

随着电子产业的快速发展，使大部分的电子产品纷纷朝向轻薄、多功能以及高运算速度的趋势发展。然而，随着运算速度的增加，往往造成电子产品中用以执行数据运算的中央处理器(central processing unit，CPU)或图形处理器(graphic processing unit，GPU)等电子组件产生大量的废热。此时，若无法即时的将这些废热从电子产品中排放，将容易因废热的大量累积，导致电子组件的运作温度过高，而造成电子组件的运算速度大幅降低，进而严重影响电子产品的运作效能及稳定度。或者是，造成电子组件无法承受高温而烧毁的情形发生。

为了解决此一问题，在电子产品中利用风扇对电子组件进行散热，为目前常见的散热方式之一。其主要是利用风扇所产生的空气气流吹拂于电子组件上，以通过空气气流在电子组件表面进行热交换作用。

习知的风扇通常包括一扇框以及容置于扇框内部的叶轮及马达等，其中叶轮是由一轮毂以及多个环设于轮毂周围的扇叶所构成，并且多个扇叶的长度相同，意即多个扇叶在风扇上具有相同的旋转半径。马达则容置于轮毂内部，用以驱动叶轮相对扇框转动，以通过扇叶拍打空气而产生气流。

然而，在习知风扇中，由于多个扇叶是以轮毂为轴心，而沿着轮毂的径向方向向外延伸，因此当轮毂带动多个扇叶转动时，每一扇叶邻近轮毂一端的轴向速度势必小于远离轮毂一端的轴向速度，如此将造成空气进入风扇的轴向速度分布不平均，导致扇叶邻近轮毂一端所产生的风量小于扇叶远离轮毂一端所产生的风量。此风量上的差异，对于扇叶上不同位置所产生的气流之间，将形成压力差，因此使部分气流朝向轮毂的方向流动，并容易在靠近轮毂的位置处形成旋转流动的紊流。

因此，当风扇产生气流吹拂于电子组件时，靠近轮毂位置所产生的紊流会严重干扰整体气流的排放，而大幅降低风扇的散热效能。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种风扇叶轮，从而解决习用风扇所产生的气流容易在靠近轮毂的位置处形成紊流，而严重干扰风扇气流的排放，所导致风扇的散热效能低落的问题。

本发明所揭露的风扇叶轮，其包括一轮毂、多个第一扇叶以及多个第二扇叶。多个第一扇叶环绕设置于轮毂周围，并且以轮毂为轴心而具有一第一旋转半径，多个第二扇叶亦环绕设置于轮毂周围，多个第二扇叶及多个第一扇叶相互交错，并且等间隔的设置于轮毂周围。多个第二扇叶以轮毂为轴心而具有一第二旋转半径，并且第二旋转半径小于第一旋转半径。

本发明所揭露的风扇叶轮，其中各个第二扇叶的宽度大于或等于各个第一扇叶的宽度。

本发明所揭露的风扇叶轮，其中各个第二扇叶远离轮毂的一端具有一弯折段，弯折段沿同一方向朝向各个第一扇叶弯曲。

本发明所揭露的风扇叶轮，其中各个第一扇叶的宽度是从其连接轮毂的一端渐增至远离轮毂的一端。

本发明所揭露的风扇叶轮，其中各个第二扇叶的宽度是从其连接轮毂的一端渐增至远离轮毂的一端。

本发明所揭露的风扇叶轮，其中各个第一扇叶沿轮毂的径向方向突出于轮毂表面的长度，为各个第二扇叶沿轮毂的径向方向突出于轮毂表面的长度的倍数。

本发明所揭露的风扇叶轮，通过在轮毂上间隔设置有较长旋转半径的第一扇叶以及较短旋转半径的第二扇叶的技术手段，使轮毂带动第一扇叶以及第二扇叶旋转而产生气流时，第二扇叶所产生的风量可以和第一扇叶靠近轮毂位置所产生的风量形成互补作用，并趋近于第一扇叶远离轮毂一端所产生的风量，从而避免气流在靠近轮毂以及远离轮毂的位置处产生压力差。因此，可确保气流沿平行于轮毂轴心方向吹送，并且防止紊流的发生，而具有相当均匀的流场以及顺畅的气流排放量。

有关本发明的特征、实作与功效，兹配合图式作最佳实施例详细说明如下。

【附图说明】

图1为本发明第一实施例的正视示意图。

图2为本发明第一实施例的局部剖面示意图。

图3为本发明第二实施例的正视示意图。

图4为本发明第二实施例的局部剖面示意图。

图5为本发明第三实施例的正视示意图。

图6为本发明第三实施例的局部剖面示意图。

主要组件符号说明：

100 风扇叶轮 d1 第一扇叶远离轮毂一端的宽度

110 轮毂 d2 第二扇叶远离轮毂一端的宽度

120 第一扇叶 r1 第一旋转半径

130 第二扇叶 r2 第二旋转半径

131 弯折段

【具体实施方式】

请参照图1和图2，本发明第一实施例所揭露的风扇叶轮100包括有一轮毂110、多个第一扇叶120以及多个第二扇叶130。轮毂110可以是但并不局限于圆形壳体，多个第一扇叶120以及多个第二扇叶130分别环绕于轮毂110周围，并且以相互交错的方式间隔排列于轮毂110表面，其中多个第一扇叶120以及多个第二扇叶130可以是等间隔排列于轮毂110表面；或是其它足以使多个第一扇叶120的重量以及多个第二扇叶130的重量相互对称(或平均分布)的设置方式排列于轮毂110表面，并不以本发明所揭露的实施态样为限。

此外，每一第一扇叶120的长度大于每一第二扇叶130的长度，使第一扇叶120沿轮毂110的径向方向突出于轮毂110表面的长度大于第二扇叶130沿轮毂110的径向方向突出于轮毂110表面的长度，并且两者之间呈倍数关系，例如，当第二扇叶130沿轮毂110的径向方向突出于轮毂110表面的长度为5公分，则第一扇叶120沿轮毂110的径向方向突出于轮毂110表面的长度可以是10公分、15公分或者是20公分等。

因此，当轮毂110转动而带动第一扇叶120以及第二扇叶130进行圆周运动时，第一扇叶120以轮毂110为轴心而具有一第一旋转半径r1，以及第二扇叶130以轮毂110为轴心而具有一第二旋转半径r2，并且第一旋转半径r1大于第二旋转半径r2。

同时，第一扇叶120的宽度可以是但并不局限于从第一扇叶120连接轮毂110的一端渐增至第一扇叶120远离轮毂110的一端；同样地，每一第二扇叶130的宽度亦可以是从第二扇叶130连接轮毂110的一端渐增至第二扇叶130远离轮毂110的一端，但并不以此为限。

在本实施例中，是以第一扇叶120远离轮毂110的一端的宽度d1实质上等于第二扇叶130远离轮毂110的一端的宽度d2做为举例说明，但并非用以限定本发明。此外，若第一扇叶120以及第二扇叶130的形态为弯折形成于轮毂110表面时，则所谓的宽度即分别为第一扇叶120以及第二扇叶130连接或远离轮毂110一端的曲线长度。

基于上述的风扇叶轮100，通过轮毂110与一马达相互连接，并且通过马达驱动而带动多个第一扇叶120以及多个第二扇叶130旋转，此为一般风扇中风扇叶轮的组装与驱动方式，亦非本案所欲强调的特征，在此不再加以赘述。

因此在应用上，当马达驱动多个第一扇叶120以及多个第二扇叶130旋转时，多个第一扇叶120以及多个第二扇叶130分别沿平行于轮毂110轴心的方向排出一气流。此时，由于第一扇叶120远离轮毂110的一端的宽度实质上等于第二扇叶130远离轮毂110的一端的宽度，因此使第一扇叶120以及第二扇叶130远离轮毂110的一端在单位时间内的运动作用面积实质上相同，也就是使第一扇叶120以及第二扇叶130接触和扰动的气流量一致。

同时，由于第二扇叶130远离轮毂110的一端相对靠近第一扇叶120连接轮毂110的一端，因此当轮毂110转动而产生气流时，经由第二扇叶130所产生的气流量可以在第一扇叶120接近轮毂110的一侧，与第一扇叶120远离轮毂110的一侧所产生的气流量相互抗衡，进而使第一扇叶120以及第二扇叶130所产生的气流在轮毂110周围形成的风压达到平衡，使气流在轮毂110周围形成均匀且稳定的流场，除了可避免气流在靠近轮毂110处形成紊流外，并且有助于提升气流沿平行于轮毂110轴心的方向吹送时的顺畅度。

如图3和图4所示，为本发明第二实施例所揭露的风扇叶轮。本发明所揭露的第二实施例与第一实施例在结构上大致相同，两者间的差异在于，本发明第二实施例所揭露的风扇叶轮100中，第二扇叶130连接轮毂110的一端及/或远离轮毂110的一端的宽度至少等于第一扇叶120远离轮毂110的一端的宽度，例如第二扇叶130远离轮毂110的一端的宽度d2大于第一扇叶120远离轮毂110的一端的宽度d1；或者是，第二扇叶130的平均面积大于第一扇叶120的平均面积，藉以增加第二扇叶130所产生的气流量，并且让第二扇叶130所产生的气流量大于第一扇叶120所产生的气流量。

因此，当第一扇叶120以及第二扇叶130通过轮毂110带动而产生气流时，由于第二扇叶130在靠近轮毂110处所产生的气流量大于第一扇叶120远离轮毂110处所产生的气流量，进而形成压力差，使气流的流动方向从靠近轮毂110的一侧朝向远离轮毂110的一侧吹送。如此，通过不同旋转半径的第一扇叶120和第二扇叶130所产生由内(靠近轮毂110的一侧)向外(远离轮毂110的一侧)流动的气流流向，可进一步增进气流流动时的顺畅度，并且避免气流在靠近轮毂110处形成紊流的情形发生。

此外，除了如上述实施例藉由增加第二扇叶的平均面积来改变气流流向，以避免产生紊流的实施方式外，请参照图5和图6，在本发明第三实施例所揭露的风扇叶轮100中，另可于第二扇叶130远离轮毂110的一端设置一弯折段131。弯折段131可以是但并不局限于直接从第二扇叶130上延伸形成，并且每一第二扇叶130的弯折段131是沿着同一方向朝向相邻的第一扇叶120弯曲，例如以轮毂110为轴心而沿顺时针方向或逆时针方向弯曲，使弯折段131在第二扇叶130上形成特定弯曲形式的曲面。

因此，当第一扇叶120及第二扇叶130随着轮毂110旋转而产生气流时，可通过第二扇叶130的弯折段131将部分气流朝向对应于轮毂110的中心位置吹送，从而破坏与轮毂110中心位置相对应的静压区200，以避免气流在此静压区200内形成紊流。

同时，搭配第一扇叶120所产生沿平行轮毂110轴心流动的气流以及朝远离轮毂110的一侧流动的气流，使第一扇叶120以及第二扇叶130所产生的气流可以覆盖与风扇叶轮100相对应的区域面积，并且涵盖风扇叶轮100的周围区域，除了可避免气流在轮毂110处形成紊流外，同时可提升气流流动时的顺畅度。

本发明的风扇叶轮，并不以此实施例所揭露的型态为限，熟悉此项技术者，可根据实际设计需求或是使用需求而对应改变本发明的扇叶形态。

上述本发明所揭露的风扇叶轮，通过不同旋转半径的第一扇叶以及第二扇叶的设置方式，让第一扇叶以及第二扇叶旋转时所产生的气流在靠近轮毂的位置以及远离轮毂的位置之间达到平衡状态，因此可避免气流在这两个位置之间产生压力差，可有效防止紊流的形成，从而增加风扇叶轮排放气流时的顺畅度。

此外，通过增加第二扇叶的平均面积或者是在第二扇叶上设置不同弯曲曲面的弯折段等技术手段，让第二扇叶所产生的气流可以朝向特定方向吹送，可进一步防止紊流发生，并增进气流流动时的顺畅度。

虽然本发明的实施例揭露如上所述，然并非用以限定本发明，任何熟习相关技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，举凡依本发明申请范围所述的形状、构造、特征及数量当可做些许的变更，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (5)

1.一种电子产品的散热风扇的风扇叶轮，其特征在于，所述风扇叶轮包括：

一轮毂；

多个第一扇叶，环绕设置于所述轮毂周围，并且以所述轮毂为轴心而具有一第一旋转半径；以及

多个第二扇叶，环绕设置于所述轮毂周围，所述多个第二扇叶及所述多个第一扇叶相互交错，并且等间隔的设置于所述轮毂周围，所述多个第二扇叶以所述轮毂为轴心而具有一第二旋转半径，并且所述第二旋转半径小于所述第一旋转半径，各个所述第二扇叶远离所述轮毂的一端的宽度大于或等于各个所述第一扇叶远离所述轮毂的一端的宽度，第二扇叶在靠近轮毂处所产生的气流量大于第一扇叶远离轮毂处所产生的气流量，以使气流的流动方向从靠近轮毂的一侧朝向远离轮毂的一侧吹送。

2.根据权利要求1所述的风扇叶轮，其特征在于：各个所述第二扇叶远离所述轮毂的一端具有一弯折段，所述弯折段沿同一方向朝向各个所述第一扇叶弯曲。

3.根据权利要求1所述的风扇叶轮，其特征在于：各个所述第一扇叶的宽度是从其连接所述轮毂的一端渐增至远离所述轮毂的一端。

4.根据权利要求1所述的风扇叶轮，其特征在于：各个所述第二扇叶的宽度是从其连接所述轮毂的一端渐增至远离所述轮毂的一端。

5.根据权利要求1所述的风扇叶轮，其特征在于：各个所述第一扇叶沿所述轮毂的径向方向突出于所述轮毂表面的长度，为各个所述第二扇叶沿所述轮毂的径向方向突出于所述轮毂表面的长度的倍数。