CN103334945A - 串联式风扇及其扇框结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种串联式风扇，包括有一第一风扇、一第二风扇与多个导流件，第一风扇具有一第一框体与一第一叶轮，而第二风扇具有一第二框体与一第二叶轮，每导流件包括有一倾斜部与一轴向延伸部，每倾斜部与其对应轴向延伸部共形成一弓角，导流件设置在第一风扇与第二风扇之间，用以导引一气流从第一风扇流入第二风扇。

Description

串联式风扇及其扇框结构

本申请是申请人为台达电子工业股份有限公司、申请日为2007年08月08日的发明申请200710141104.4的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种串联式风扇及其扇框结构，特别是涉及一种具有增加出口气流静压，降低噪音产生，并且改善流场不稳定的串联式风扇及其扇框结构。

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，integrated circuits)而言更是重要，因为随着集成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。

然而，请参阅图1，图1为现有组合式风扇的剖视示意图。由于电子产品的单位面积发热量日益增加的结果，单一风扇无法有效带走所产生的热量，因此则产生了以结合多个风扇，来解决单一风扇的散热能力不足问题。然而，由于组合式风扇1的入口风扇11a的肋条12主要是用来提供入口风扇11a的框体111与马达底座17的连结，并无导正气流的效果，因此由入口风扇11a导出的气流再进入出口风扇11b时，会形成多向流动的气流，而形成不稳定的流场，造成出口风扇11b无法发挥应有的效能，进而造成出口风压减弱，无法得到预期的加乘效果。另外，组合式风扇1形成的不稳定的流场，导致出口风扇11b的出风无法集中于特定发热源散热出风，徒浪费了不少的虚功，并且容易产生噪音与震动，对电子产品的使用带来负面的影响。

有鉴于此，如何提供一种具有整流效果，避免涡漩的发生，进而提高出风口气流静压而达到散热效率提升的风扇及其扇框结构，实为重要课题之一。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提出串联式风扇及其扇框结构，可以提升进入串联式风扇流场不稳定的问题，并提升整体的风量与风压，减少涡漩的产生，进而达到提高散热效率及减少噪音的功效。

为达到上述的目的，提出一种扇框结构，包括至少一第一框体、一第二框体与多个导流件，导流件设置在第一框体与第二框体之间，每一导流件各具有一倾斜部与一轴向延伸部，而每倾斜部与其所对应的轴向延伸部共同形成一弓角。

为达到上述的目的，提出一种串联式风扇，至少包括一第一风扇、一第二风扇与多个导流件，第一风扇具有一第一框体与一第一叶轮，而第二风扇具有一第二框体与一第二叶轮，导流件设置在第一风扇与第二风扇之间，每一导流件各具有一倾斜部与一轴向延伸部，且每倾斜部与其所对应的轴向延伸部共同形成一弓角，导流件用以导引一气流从第一风扇流入第二风扇。

如上述的串联式风扇及其扇框结构，弓角的角度介于20至50度之间，而每倾斜部与其所对应的轴向延伸部的高度比介于0.2至5之间，每倾斜部与其对应轴向延伸部的高度总合大于或等于15毫米，每轴向延伸部与扇框结构的轴心方向平行，或者形成一夹角，且夹角小于20度，每倾斜部与其所对应的轴向延伸部为一体成型的结构，且导流件与第一框体连结。每倾斜部与其所对应的轴向延伸部互为对组的构件，倾斜部与第一框体连结，轴向延伸部与第二框体连结，且轴向延伸部各为一独立的构件。第一风扇通过导流件与第二风扇连结，第一框体、第二框体与导流件为一体成型的构造。第二框体具有一扩张部，第二框体更具有多个静叶，气流经由静叶导出扩张部，其中静叶与倾斜部具有相同的结构。

如上述的串联式风扇，第一风扇与该第二风扇互为背向设置，且第二风扇的马达底座通过垂直延伸部与第二框体连结。第一叶轮与第二叶轮可互为相异的转向。而第二风扇与第一风扇具有相同的结构。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为现有组合式风扇的剖视示意图；

图2A、图2B为依照本发明较佳实施例的一种串联式风扇正、反面示意图；

图2C为图2A风扇的剖视示意图；

图2D为图2B的导流件剖视与气流流向示意图；

图3为图2C的另一种状态；

图4A与图4B为采用独立构件的导流件的串联式风扇的另二实施例；

图5为一体成型的串联式风扇的剖视示意图；

图6为无搭配出风口静叶的串联式风扇的一实施例；

图7A至图7D为采用背向对组的串联式风扇的实施例。

主要元件符号说明

1：组合式风扇     11a入口风扇

111：框体         11b：出口风扇

12：肋条          17：马达底座

2：串联式风扇     21a第一风扇

21b：第二风扇     211a：第一框体

211b：第二框体    22：导流件

22a：静叶         221：倾斜部

222：轴向延伸部   23a：第一叶轮

23b：第二叶轮     24：入风口

25：出风口        26：扩张部

a：弓角           f、f’、f₁、：气流

H1：倾斜部高度    H2：轴向延伸部高度

x：轴心方向

具体实施方式

请同时参阅图2A、图2B与图2C，图2A、图2B为依照本发明较佳实施例的串联式风扇正、反示意图，图2C为图2A风扇的剖视示意图。本发明的串联式风扇2，至少包括有一第一风扇21a、一第二风扇21b与多个导流件22，第一风扇21a具有一第一框体211a与一第一叶轮23a，而第二风扇21a具有一第二框体211b与一第二叶轮23b，而第一风扇21a与第二风扇21b可具有相同的结构。导流件22设置在第一风扇21a与第二风扇21b之间，导流件22用以导引气流从第一风扇21a流入第二风扇21b，最后由第二风扇21b流出串联式风扇2。

请同时参阅图2C与图2D，图2D为图2B的导流件剖视与气流流向示意图。每一导流件22各具有一倾斜部221与一轴向延伸部222，而倾斜部221与其所对应的轴向延伸部222共同形成一弓角a，弓角a大小介于20至50度之间。若以3.8厘米(cm)风扇为例，每一倾斜部221高度H1与其对应的轴向延伸部的高度H2的总合大于或等于15毫米(mm)，并且轴向延伸部222与串联式风扇2的轴心方向x平行，如图2D所示。然而本发明并不限定于此，轴向延伸部222除了与轴心方向x平行之外，轴向延伸部222也可与轴心方向x之间形成一夹角(图未示)，而当此夹角小于或等于20度时仍具有最佳导流表现。

当串联式风扇2实际运作时，首先气流f以约略垂直于入风口24的角度，自入风口24流入第一风扇21a，并经由第一风扇21a的第一叶轮23a的旋转带动而稍微偏斜形成侧向气流f’，其中侧向气流f’可分为一切线速度分量a与一垂直速度分量b。

由于串联式风扇2在二风扇之间增加了导流件22的设计，故侧向气流f’并非直接进入第二风扇21b。侧向气流f’会先流经导流件22。首先，当侧向气流f’先流经导流件22的倾斜部221时，由于倾斜部221的倾斜角度与侧向的气流f相近，再加上倾斜部221与轴向延伸部222共同形成的翼形流线造型，侧向气流f’可以很顺利的被导引至倾斜部221与轴向延伸部222的交界处，此时已有部分的切线速度分量a在倾斜部221的导引下转换成垂直速度分量b，之后再经由轴向延伸部222的导引，而再次将气流导正，因此在出风时，流出第一风扇21a的气流f1会以近似于几乎垂直第二风扇21b的入风口处的角度而进入第二风扇21b。因此第一风扇21a与第二风扇21b的作动方式、功率消耗都会有相近的结果。最终经由第二风扇21b的第二叶轮23b带动后，最后气流由第二风扇21b的出风口25排出，用以对发热源进行散热。

然而，除了上述的实施方式之外，在实际使用上，本发明的导流件22还可有其它不同形式的变化。请参阅图3，图3为图2C的另一种样态。在方便生产与组装的考量下，本发明的导流件22的倾斜部221与轴向延伸部222可以设计成一体成型的结构且一独立的组件，如图3所示。如此一来，无论第一叶轮23a与该第二叶轮23b为相同或相异转向都可以使用，即使导流件22有损坏发生，可以轻松的拆卸替换，而延长串联式风扇2的使用寿命。

而导流件22还可有其它不同的变化方式。在降低组装难度的考量下，更可以将导流件22与第一框体211a或第二框体211b作成一体的结构，如图2C所示。如此一来，串联式风扇2在组装上的时间得以节省下来，提高生产的竞争力。

再者，导流件22的倾斜部221与轴向延伸部222更可以是互为对组的构件。请同时参阅图4A与图4B，图4A与图4B为采用独立构件的导流件的串联式风扇的另二实施例。如图4A所示，串联式风扇2可以将倾斜部221与第一框体211a作成为一体成型，而轴向延伸部222形成另一独立构件的方式，来与第二框体211b组立形成串联式风扇2，或者是如图4B所示，倾斜部221与轴向延伸部222各自与第一框体211a与第二框体211b以一体成型的方式，之后再两两互相组立而形成串联式风扇2。而无论设计方式为何，以上的组合方式皆可以发挥本发明的导流件22优良的效果。

另外，请参阅图5，图5为一体成型的串联式风扇的剖视示意图。使用者如果有简化构件的考量下，本发明串联式风扇2更可以将第一框体21a、第二框体21b与导流件22作成一体成型的构造，如此一来，也同样可以达到导流的效果。

承上，串联式风扇2如果有出风方向的需求，在更可以第二风扇21b的出风口25处设计多个静叶22a，且将静叶22a具有与倾斜部221相同的导流结构，故气流f可随着静叶22a导引至热量最集中的区域，达到散热的目的。或者，如果有大面积散热的考量下，必要时更可在出风口处安装一扩张部26，让经由静叶22a导流的气流f，可以借着扩张部26而导出，来进行大面积的散热，如图5所示。

相对的，请参阅图6，图6为无搭配出风口静叶的串联式风扇的一实施例。使用者如考虑到未来的扩充性，更可以在第二风扇21b的出口不安装任何的静叶22a及扩张部26。如此，在未来在串联式风扇2的组装上，除了运用的弹性空间变大之外，更具有减少噪音及增加风量的优点。

本发明的应用并不限于此，请参阅图7A至图7D，图7A至图7D为采用背向对组的串联式风扇的实施例。更可以将第一风扇21a与第二风扇21b作背向的配置设计，而第二风扇21b的马达底座更可以利用导流件22的垂直延伸部与第二框体211b连结，其它第一框体211a、第二框体211b与导流件22的变化与先前各段所述相同，则不多赘述。如此更能够充分扩大导流件22的应用范围。

如有需要多个风扇串联使用的场合，则依照实际需要增加第一风扇21a的数量，每一第一风扇21a之间都通过导流件22作连结，最后再与第二风扇21b组立。如此设计，即可达到强化串联式风扇2散热效能及实用上的变化性。

综上所述，采用导流件22的串联式风扇2，不仅在改善了现有组合式风扇1出风口25因产生涡流而导致的流场不稳定的问题，明显提高风压与风速。另外导流件22的使用，使得第一风扇21a与第二风扇21b具有相似的特性，都有利于产品的设计与开发，而导流件22组合的多样性设计，更带来了生产与组合上的弹性。

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，均应包含在所附的权利要求中。

Claims (17)

1.一种串联式风扇，至少包括：

第一风扇与第二风扇，该第一风扇具有第一框体与第一叶轮，且该第二风扇具有第二框体与第二叶轮；以及

多个导流件，设置在该第一风扇与该第二风扇之间，且每该导流件各具有倾斜部与轴向延伸部，而每该倾斜部与其所对应的该轴向延伸部共形成弓角，其中该弓角的角度介于20至50度之间，该些导流件用以导引气流从该第一风扇流入该第二风扇。

2.如权利要求1所述的串联式风扇，其中每该倾斜部与其所对应的该轴向延伸部的高度比介于0.2至5之间。

3.一种串联式风扇，至少包括：

第一风扇与第二风扇，该第一风扇具有第一框体与第一叶轮，且该第二风扇具有第二框体与第二叶轮；以及

多个导流件，设置在该第一风扇与该第二风扇之间，且每该导流件各具有倾斜部与轴向延伸部，而每该倾斜部与其所对应的该轴向延伸部共形成弓角，其中每该倾斜部与其所对应的该轴向延伸部的高度比介于0.2至5之间，该些导流件用以导引气流从该第一风扇流入该第二风扇。

4.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中每该轴向延伸部与该串联式风扇的轴心方向平行或共同形成夹角，且该夹角小于或等于20度。

5.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该第一风扇与该第二风扇互为背向设置。

6.如权利要求5所述的串联式风扇，其中该第二风扇的马达底座通过该些垂直延伸部与该第二框体连结。

7.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该第一叶轮与该第二叶轮互为相异的转向。

8.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该第二风扇与该第一风扇具有相同的结构。

9.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该导流件的该倾斜部与该轴向延伸部成一体成型的结构且为一独立的组件，再與该第一框体或该第二框体组接。

10.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该导流件与该第一框体或该第二框体成一体的结构。

11.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该倾斜部与该第一框体为一体成型，而该轴向延伸部与该第二框体为一体成型。

12.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该倾斜部与该第一框体为一体成型，而该轴向延伸部为一独立的组件。

13.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该倾斜部、该轴向延伸部、该第一框体与该第二框体为一体成型。

14.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该第二风扇的出风口处具有多个静叶和一扩张部，让经由该静叶导流的气流借着该扩张部而导出。

15.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中当该第一框体与该第二框体的高度为约略3.8厘米大小时，每该倾斜部与其所对应的该轴向延伸部的高度总合大于或等于15毫米。

16.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该倾斜部与该轴向延伸部共同形成翼形流线造型。

17.如权利要求1或3所述的串联式风扇，其中该第二风扇的出风口还具有一扩张部或静叶。

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