CN103671250A - 风扇装置 - Google Patents

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Abstract

一种风扇装置包括扇框，电机以及由所述电机驱动的叶轮，所述电机包括定子和转子，所述定子固定于所述扇框内，所述转子可旋转地与所述定子连接，所述叶轮包括轮毂及自轮毂外围延伸的若干扇叶，所述轮毂包括端壁、位于端壁外围的侧壁以及自侧壁的内表面延伸的叶片，所述侧壁与电机外周之间间隔从而形成环形空间，所述叶片的顶端与所述端壁的内表面连接，所述端壁上设有若干进气孔以供所述叶片旋转产生的气流通过并进入环形空间，所述若干进气孔由一环形通槽经由所述若干叶片的顶端间隔而成。

Description

风扇装置
技术领域
本发明涉及一种冷却设备，尤其涉及一种用于冷却设备的风扇装置。
背景技术
风扇装置广泛地应用于冷却设备，如散热器中，用于为发热部件，比如汽车引擎散热。
欧洲专利申请公开第1050682A2号公开了一种传统风扇装置，其包括固定架、安装于固定架上的电机以及安装于电机上的叶轮。所述固定架包括基座、外框以及将基座与外框连接的肋条。所述电机包括定子和转子。所述定子包括电路板以及与电路板上的电子元件热性连接的散热片。所述叶轮包括轮毂、自轮毂延伸的扇叶和叶片。所述轮毂包括端板和自端板的外围延伸的侧壁。所述端板固定于电机的转子上。所述扇叶自侧壁的外表面向外延伸。所述侧壁与电机的外表面间隔形成收容空间。所述叶片自侧壁的内表面延伸而位于该收容空间内。
此类风扇装置工作时，其扇叶产生气流用于冷却散热器等发热部件。同时，其叶片也驱动气流从固定架的基座一侧进入，并穿过电机内部后，最终到达收容空间内，经叶片排出至轮毂外，从而为电机定子的散热片散热，并冷却电机内部。然而，此类风扇装置用于冷却电机的气流的路径较为迂回，影响散热效果，
发明内容
鉴于此，有必要提供一种可更好地冷却其电机的风扇装置。
本发明一方面提供的一种风扇装置包括扇框，电机以及由所述电机驱动的叶轮，所述电机包括定子和转子，所述定子固定于所述扇框内，所述转子可旋转地与所述定子连接，所述叶轮包括轮毂及自轮毂外围延伸的若干扇叶，所述轮毂包括端壁、位于端壁外围的侧壁以及自侧壁的内表面延伸的叶片，所述侧壁与电机外周之间间隔从而形成环形空间，所述叶片的顶端与所述端壁的内表面连接，所述端壁上设有若干进气孔以供所述叶片旋转产生的气流通过并进入环形空间，所述若干进气孔由一环形通槽被所述若干叶片的顶端间隔而成。
较佳的，每一叶片具有靠近轮毂的端壁的进风端，以及自进风端朝向远离端壁的方向延伸的出风端，所述进风端相对出风端在叶轮的旋转方向上向前倾斜。
本发明一方面提供的一种风扇装置包括扇框，电机以及由所述电机驱动的叶轮，所述电机包括定子和转子，所述定子固定于所述扇框内，所述转子可旋转地与所述定子连接，所述叶轮包括轮毂及自轮毂外围延伸的若干扇叶，所述轮毂包括端壁、从端壁外边缘延伸的侧壁以及自侧壁的内表面延伸的叶片，每一叶片具有靠近轮毂的端壁的进风端，以及自进风端朝向远离端壁的方向延伸的出风端，所述进风端相对出风端在叶轮的旋转方向上向前倾斜，从而驱动气流从进气孔进入轮毂，并大致沿叶轮的轴向排出轮毂。
较佳的，每一叶片的进风端与出风端的延长线之间存在一偏移量，且该偏移量在自出风端朝进风端延伸的方向上逐渐增大。
较佳的，所述叶片的进风端呈拱形，所述进风端具有朝向轮毂的端壁的一外凸的外表面，和背离轮毂的端壁的一内凹的内表面。
较佳的，沿叶轮的径向方向看，所述叶片的进风端的截面大致呈翼形。
较佳的，所述扇框包括固定所述电机定子的一固定座，所述固定座在朝向叶轮的侧壁的一侧具有一导流面，所述导流面至少部分相对转子的轴向倾斜。
较佳的，所述导流面的中部为内凹的曲面。
较佳的，所述导流面上设有若干大致沿径向延伸的导流片。
较佳的，所述扇框包括固定所述电机定子的一中空固定座，所述固定座在朝向叶轮的侧壁的一侧具有一开口，所述开口的外径大于或等于所述叶轮的侧壁的开口处的外径。
较佳的，所述叶片还具有一背离轮毂的侧壁的纵长边缘，所述纵长边缘呈外凸的拱形。
较佳的，所述电机还包括一控制电路及与所述控制电路热连接的散热器，所述控制电路包括若干电子元件，所述控制电路和散热器位于定子靠近所述扇框的一端，所述散热器位于所述气流的路径上。
较佳的，所述电机的转子包括一壳体及设于壳体内的磁体，所述壳体包括与定子的一轴向末端相对的端板，所述端板上设有通风孔。
较佳的，所述叶轮的轮毂的端壁中央设通孔，所述环形通槽位于所述通孔外围，所述电机的转子壳体安装于所述通孔内。
上述风扇装置中，由于叶轮轮毂的端壁上设有进气孔，且在轮毂内设置叶片，使得叶轮旋转时，叶片驱动气流直接从进气孔进入，大致沿叶轮轴向流动并直接吹向电机定子靠近扇框的一侧，从而更好地冷却电机。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1是本发明第一实施例的风扇装置的立体组装图。
图2是图1所示风扇装置另一视角图。
图3是图1和图2所示风扇装置的叶轮的局部视图。
图4是图3所示叶轮的另一视角图。
图5是图4所示叶轮的局部放大图。
图6是图1和图2所示风扇装置的固定架的局部放大图。
图7是图1所示风扇装置的剖视图，由于风扇装置的对称关系，图中仅表示风扇装置的一半。
图8为本发明第二实施例的风扇装置的剖面示意图，图中也仅表示风扇装置的一半。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。
本发明的风扇装置用于冷却设备，比如汽车用散热器中。
图1和图2所示为本发明第一实施例的风扇装置1。该风扇装置1包括一扇框2、固定于扇框2上的一电机6（见图7），以及由电机6驱动的叶轮12。
所述扇框2包括一中空外框3、位于外框3中央的一固定座5，以及将固定座5与外框3连接的若干肋条4。本实施例中，所述固定座5大致呈中空环形。
请同时参阅图7，本实施例中，该电机6为无刷直流电机。但在实际应用中，该电机也可以为有刷直流电机或其他类型的电机。
所述电机6包括定子7和转子8。定子7固定于所述扇框2的固定座5上。定子7包括第一轴向末端和第二轴向末端。定子7的第一轴向末端设有控制电路9用于控制所述电机6工作。控制电路9包括若干电子元件10。定子7的第一轴向末端还设有散热器11。散热器11与控制电路9的电子元件10热性连接，用于为电子元件10散热。当电机6组装于所述扇框2上时，所述散热器11位于扇框2的固定座5的中央开口内。
所述转子8可转动地安装于所述定子7外围。本实施例中，所述转子8为外转子。在其他实施例中，转子也可以为内转子。所述转子8包括壳体8a和设于壳体8a内表面的磁体8b。所述壳体8a包括一端板8c及自端板8c的外围延伸而成的筒状侧板8d。所述端板8c与所述定子7的第二轴向末端相对设置。所述磁体8b设于侧板8d的内表面。所述端板8c上设有若干通风孔8e，用于供气流进入至电机6内部。
请同时参阅图3和图4，所述叶轮12固定于所述电机的转子8上。所述叶轮12包括一轮毂13、自轮毂13的外围向外延伸的若干扇叶14，以及连接于扇叶14末端的一外环15。
所述轮毂13包括端壁13a、侧壁13b以及自侧壁13b向内延伸的若干叶片17。所述端壁13a呈中空环形，其中央设有一通孔用于固定电机转子8的壳体8a。所述侧壁13b大致呈圆筒状，其位于端壁13a的外围。侧壁13b环绕于电机6的外围，并与电机转子8的侧板8d相对。所述侧壁13b与电机6间隔形成一环形空间16。
所述若干叶片17沿轮毂13的周向均匀间隔排布。所述叶片17自侧壁13b延伸至环形空间16内并与电机6沿径向相间隔。每一叶片17具有一顶端与所述端壁13a连接。
所述端壁13a上设有若干进气孔13c。所述若干进气孔13c沿端壁13a的圆周方向均匀排布。每相邻的两进气孔13c之间由一对应的叶片17的顶端隔开。也即是说，所述若干进气孔13c可以看作是由一个环形通槽被所述若干叶片17的顶端均匀间隔而成。所述环形通槽位于所述通孔外围并与之间隔。由于叶轮12的轮毂13上设有进气孔13c，当叶轮12由电机6驱动而旋转时，轮毂13内的叶片17随之转动并驱动气流直接从进气孔13c进入到环形空间16内，气流经过叶片17后排出环形空间16，到达电机定子7的第一轴向末端，带走散热器11的热量。该风扇装置1产生的气流经过较短的路径便可到达散热器11。
另一方面，由于电机转子8壳体8a的端板8c上设有通风孔8e，电机6工作时，气流从通风孔8e进入到电机6内部，穿过电机定子7并直接为控制电路9的电子元件10散热。
请同时参阅图5，本实施例中，每一叶片17具有靠近轮毂13的端壁13a的进风端17a，及自进风端17a远离端板8c的一侧朝向远离端板8c的方向延伸的出风端17b。所述出风端17b沿叶轮12的轴向及沿径向向外延伸。所述进风端17a相对出风端17b在叶轮12的旋转方向R上向前倾斜，从而使得进风端17a与出风端17b的延长线之间存在一偏移量S，且该偏移量S在自出风端17b朝进风端17a延伸的方向上逐渐增大。如此，使得叶片17工作时驱动气流大致沿轴向流动，进而大致沿轴向排出轮毂13，以最短的路径到达散热片11。
较佳地，所述叶片17的进风端17a呈拱形，并具有朝向轮毂13的端壁13a的一外凸的外表面17c，和背离轮毂13的端壁13a的一内凹的内表面17d。
较佳地，沿叶轮12的径向方向看，所述叶片17的进风端17a的截面大致呈翼形，这种形状可以提升叶片17的性能。
所述叶片17还具有一背离轮毂侧壁13b的纵长边缘17e。从图7可以看出，所述纵长边缘17e呈外凸的拱形。较佳地，所述叶片17的纵长边缘17e从进风端17a至出风端17b逐渐向外延伸，从而使得叶片17的宽度逐渐缩小，侧面投影成倒三角形。
请同时参阅图6和图7，较佳地，所述扇框2的固定座5在朝向叶轮12的侧壁13b的一侧具有一导流面5a。所述导流面5a至少部分相对转子8的轴向倾斜，因而可以使一部分从环形空间16吹向导流面5a的气流转向而吹向所述散热器11。较佳的，所述导流面5a的中部为内凹的曲面。
较佳的，所述导流面5a上设有若干导流片18以增强导流效果。所述导流片18大致沿径向延伸，从而有效地将气流导向散热器11。
此外，所述固定座5在朝向叶轮12的侧壁13b的一侧具有一开口。所述开口的外径大于所述叶轮12的侧壁13b的开口处的外径。因此，由扇叶14驱动的一部分气流会直接吹向固定座5的导流面5a，并经由导流面5a引导而吹向散热器11。
在其他实施例中，如图8所示，固定座5的开口的外径也可以大体等于叶轮12的侧壁13b的开口处的外径。这种情况实际上是增大了叶轮12的侧壁13b的开口处的外径。如此，在需要的情况下，可以增大叶轮12侧壁13b与电机6之间的环形空间16的尺寸以及叶片17的尺寸。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种风扇装置，包括扇框，电机以及由所述电机驱动的叶轮，所述电机包括定子和转子，所述定子固定于所述扇框内，所述转子可旋转地与所述定子连接，所述叶轮包括轮毂及自轮毂外围延伸的若干扇叶，所述轮毂包括端壁、位于端壁外围的侧壁以及自侧壁的内表面延伸的叶片，所述侧壁与电机外周之间间隔从而形成环形空间，其特征在于：所述叶片的顶端与所述端壁的内表面连接，所述端壁上设有若干进气孔以供所述叶片旋转产生的气流通过并进入环形空间，所述若干进气孔由一环形通槽经由所述若干叶片的顶端间隔而成。
2.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于：每一叶片具有靠近轮毂端壁的进风端，以及自进风端朝向远离端壁的方向延伸的出风端，所述进风端相对出风端在叶轮的旋转方向上向前倾斜。
3.一种风扇装置，包括扇框，电机以及由所述电机驱动的叶轮，所述电机包括定子和转子，所述定子固定于所述扇框内，所述转子可旋转地与所述定子连接，所述叶轮包括轮毂及自轮毂外围延伸的若干扇叶，其特征在于：所述轮毂包括端壁、从端壁外边缘延伸的侧壁以及自侧壁的内表面延伸的叶片，每一叶片具有靠近轮毂的端壁的进风端，以及自进风端朝向远离端壁的方向延伸的出风端，所述进风端相对出风端在叶轮的旋转方向上向前倾斜，从而驱动气流从进气孔进入轮毂，并大致沿叶轮的轴向排出轮毂。
4.根据权利要求2或3所述的风扇装置，其特征在于：每一叶片的进风端与出风端的延长线之间存在一偏移量，且该偏移量在自出风端朝进风端延伸的方向上逐渐增大。
5.根据权利要求2或3所述的风扇装置，其特征在于：所述叶片的进风端呈拱形，所述进风端具有朝向轮毂的端壁的一外凸的外表面，和背离轮毂的端壁的一内凹的内表面。
6.根据权利要求2或3所述的风扇装置，其特征在于：沿叶轮的径向方向看，所述叶片的进风端的截面大致呈翼形。
7.根据权利要求1或3所述的风扇装置，其特征在于：所述扇框包括固定所述电机定子的一固定座，所述固定座在朝向叶轮的侧壁的一侧具有一导流面，所述导流面至少部分相对转子的轴向倾斜。
8.根据权利要求7所述的风扇装置，其特征在于：所述导流面的中部为内凹的曲面。
9.根据权利要求7所述的风扇装置，其特征在于：所述导流面上设有若干大致沿径向延伸的导流片。
10.根据权利要求1或3所述的风扇装置，其特征在于：所述扇框包括固定所述电机定子的一中空固定座，所述固定座在朝向叶轮的侧壁的一侧具有一开口，所述开口的外径大于或等于所述叶轮的侧壁的开口处的外径。
11.根据权利要求1或3所述的风扇装置，其特征在于：所述叶片还具有一背离轮毂侧壁的纵长边缘，所述纵长边缘呈外凸的拱形。
12.根据权利要求1至11任意一项所述的风扇装置，其特征在于：所述电机还包括一控制电路及与所述控制电路热连接的散热器，所述控制电路包括若干电子元件，所述控制电路和散热器位于定子靠近所述扇框的一端，所述散热器位于所述气流的路径上。
13.根据权利要求1至11任意一项所述的风扇装置，其特征在于：所述电机的转子包括一壳体及设于壳体内的磁体，所述壳体包括与定子的一轴向末端相对的端板，所述端板上设有通风孔。
14.根据权利要求13所述的风扇装置，其特征在于：所述叶轮的轮毂的端壁中央设通孔，所述环形通槽位于所述通孔外围，所述电机的转子壳体安装于所述通孔内。
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