CN104110401A - 离心式风扇 - Google Patents

Abstract

一种离心式风扇，包含壳体、叶轮、舌部以及丘形部。壳体包含顶板、底板，以及连接顶板与底板的侧壁，其中顶板、底板与侧壁共同定义出风口。叶轮设置于壳体中。舌部设置于壳体且相邻于出风口。丘形部设置于壳体的内壁且实体连接顶板与底板。

Description

离心式风扇

技术领域

本发明是有关于一种风扇，特别是有关于一种离心式风扇。

背景技术

一般而言，可携式电子设备为了能发挥最大的效能，需要有散热模块以进行有效散热。然而，可携式电子设备为了因应行动化的大众市场的微型化的需求，机壳内部已无法预留出足够的自然对流空间。因此应用于可携式电子设备的散热模块逐渐朝向以离心式风扇产生强制对流以进行散热。

在离心式风扇的设计上，利用风扇蜗形外壳产生的高静压高转速的特性，来克服可携式电子设备系统内空间狭窄空气对流不易的问题。然而，风扇叶片产生的尾流(Wake Flow)撞击作为压缩段的舌部的表面时，便为产生窄频噪音(Narrow Band Noise)的发音源，依照波的叠加原理，将会产生具有大振幅且固定频率的扇叶频率(Blade Frequency)噪音。

一旦需提升散热效能，势必要增加风量。然而，流场增加将使风扇所产生的尾流扰动更剧烈，因而造成噪音与散热难以取舍的瓶颈。

发明内容

本发明提供了一种具有丘形部的离心式风扇，用以减少因扇叶频率所导致的噪音。

本发明的一实施例提出了一种离心式风扇，包含壳体、叶轮、舌部以及丘形部。壳体包含顶板、底板，以及连接顶板与底板的侧壁，其中顶板、底板与侧壁共同定义出风口。叶轮设置于壳体中。舌部设置于壳体且相邻于出风口。丘形部设置于壳体的内壁且实体连接顶板与底板。

于本发明的一或多个实施例中，叶轮具有中心点C，舌部具有中心点T，丘形部设置于自C-T连线起向内15度至195度的范围内。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部较佳为设置于自C-T连线起向内45度至150度的范围内。

于本发明的一或多个实施例中，舌部与叶轮的间具有最小距离P，壳体具有宽度W，叶轮具有直径D，丘形部与叶轮的间具有间隙A，其中0.5×P≦A≦0.7×(W-D)。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部包含顶点与两端点，两端点与顶点的连线间的夹角不大于160度，其中顶点为丘形部最接近叶轮的一点，两端点分别为丘形部最远离叶轮的两端。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部的顶点与端点的间可以通过平面连接。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部的顶点与端点的间可以通过外凸的平滑曲面连接。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部的顶点与端点的间可以通过内凹的平滑曲面连接。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部的侧面可以垂直于顶板与底板。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部连接顶板与底板的侧面可以为斜面或曲面。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部具有顶点，丘形部于顶点两侧的形状可以不对称。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部具有顶点，丘形部于顶点两侧的形状可以对称。

于本发明的一或多个实施例中，离心式风扇还包括多个入风口，设置于顶板及/或底板。

于本发明的一或多个实施例中，离心式风扇还包括设置于底板的定子，以及位于定子中且与叶轮连接的转子。

于本发明的一或多个实施例中，丘形部与壳体可以为一体成形。

于本发明的一或多个实施例中，离心式风扇还包括固定元件，以将丘形部固定于壳体。

本发明经由在离心式风扇的内壁加装不同于舌部的丘形部，可以有效降低因扇叶频率所产生的噪音，并对风扇的风量无明显影响，进而在散热与噪音问题的间取得平衡。

附图说明

图1A与图1B分别绘示本发明的离心式风扇一实施例的分解图与立体视图。

图2至图7分别绘示本发明的离心式风扇不同实施例的俯视图。

图8A至图11B分别绘示本发明的离心式风扇不同实施例的俯视图及其沿线段A-A的剖面图。

图12为传统不具有丘形部的离心式风扇的噪音测试图。

图13与图14为本发明的具有丘形部的离心式风扇不同实施例的噪音测试图。

图15为本发明的离心式风扇一实施例与传统的离心式风扇的风量-风压测试图。

其中，附图标记说明如下：

100：离心式风扇

110：壳体

112：顶板

114：底板

115：入风口

116：侧壁

118：出风口

120：叶轮

122：轮毂

124：扇叶

130：马达

132：定子

134：转子

140：舌部

150：丘形部

152：侧面

160：固定元件

C、T：中心点

V：顶点

E、E’：端点

A：间隙

P：最小距离

P1、P2：点

W：宽度

D：直径

具体实施方式

以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

参照图1A与图1B，其分别绘示本发明的离心式风扇一实施例的分解图与立体视图。离心式风扇100包含有壳体110、叶轮120，以及马达130。其中壳体110包含顶板112、底板114，以及连接顶板112与底板114的侧壁116。叶轮120包含有轮毂122以及连接于轮毂122的扇叶124。马达130包含有设置于底板114上的定子132，以及套设于定子132上的转子134。轮毂122与转子134连接，并套设于定子132上。

壳体110具有一出风口118，出风口118是由顶板112、底板114以及侧壁116所共同定义而成。壳体110中还包括有位于顶板112及/或底板114的入风口115。其中入风口115的进气方向垂直于出风口的排气方向。空气自入风口115进入壳体110之后，沿着预定的风道流向在流道内前进，而后从出风口118排出。

离心式风扇100的壳体110具有蜗流外形，在壳体110上构成舌部140。舌部140为一内凹的区段，其可用以压缩气流，使气流沿着预定风道流向移动。舌部140为设置于邻近出风口118处。

离心式风扇100还包括有至少一丘形部150。丘形部150设置于壳体110的内壁，且连接顶板112与底板114。丘形部150的位置不与舌部140重叠，丘形部150的位置设置于舌部140的一侧，压缩气流于流道内移动时，先经过舌部140再流经丘形部150后自出风口118排出。

经由在离心式风扇100的壳体110内加设丘形部150，可以调整流场内的气流方向以及压力分布，藉以改善因扇叶频率造成的噪音。

丘形部150的材料可以为金属或是塑胶。于本实施例中，丘形部150为独立于壳体110的组件，并通过如粘着剂等固定元件160与壳体110接合。于其他实施例中，丘形部150可以与壳体110一体成形地制成，或者，独立组件的丘形部150亦可以通过铆接的方式与壳体110接合。

参照图2，其绘示本发明的离心式风扇一实施例的俯视图。为了清楚表示本发明的特征，在俯视图中均未绘示顶板，合先叙明。

离心式风扇100中，叶轮120具有中心点C，舌部140具有中心点T。丘形部150的设置位置需与舌部140保持一定的距离。丘形部150所设置的位置较佳为从C-T连线起向内15度至195度的范围内。丘形部150的设置位置更佳地为从C-T连线起向内45度至150度的范围内，将丘形部150设置于此范围内可以提升风扇特性表现。丘形部150的分布数量可以为一或多个。

丘形部150具有一顶点V以及两端点E、E’，其中顶点V为丘形部150最为接近叶轮120的点。端点E、E’则为丘形部150的相对两个末端，亦即丘形部150最远离叶轮120的两点。丘形部150的尺寸大致上由这三个点所决定，其中顶点V与两端点E、E’的连线间的夹角不大于160度。端点E为丘形部150迎风面的端点，端点E’则为丘形部150顺风面的端点。换言之，端点E为丘形部150较为靠近舌部140的端点，而端点E’为较为远离舌部140的端点。

丘形部150与叶轮120之间具有一间隙A，其中间隙A是指丘形部150的顶点V与叶轮120之间的最短距离。舌部140与叶轮120之间具有最小距离P，此最小距离P为舌部140的凸点与叶轮120外缘之间的最短距离。壳体110具有一宽度W，宽度W的定义为一条通过叶轮120的中心点C且平行于出风口118的线段，此线段与壳体110内壁具有两交点P1、P2，两交点P1、P2之间的距离即为壳体110的宽度W。叶轮120具有一直径D，直径D为叶轮120的外径。为了使得丘形部150发挥降低噪音的功效，丘形部150与叶轮120之间的间隙A较佳地为控制在一定的范围内，如0.5×P≦A≦0.7×(W-D)，其中P为舌部140与叶轮120之间的最小距离，W为壳体110的宽度，D为叶轮120的直径。

于本实施例中，丘形部150的顶点V与端点E之间通过平面连接，使得离心式风扇100的丘形部150的形状近似于三角形或是扇形。丘形部150于顶点V两侧的形状可以为对称或是不对称，顶点V至两端点E、E’的距离可以为相等或是不相等。

参照图3至图7，其分别绘示本发明的离心式风扇100不同实施例的俯视图。丘形部150与其他元件之间的比例关系及设置位置已经说明如上，在以下实施例中，将仅针对丘形部150的变化进行说明。

如图3所示，丘形部150设置于壳体110的内壁，相较于图2，本实施例中的丘形部150较为接近舌部140。丘形部150的顶点V的两侧为不对称的形状。具体而言，丘形部150的顶点V与较为接近舌部140的端点E通过内凹的平滑曲面连接，而顶点V与较为远离舌部140的端点E’则是通过平面连接，且顶点V至较为接近舌部140的端点E的距离大于顶点V至较为远离舌部140的端点E’的距离。

丘形部150的顶点V与两端点E、E’之间可以均为通过内凹的平滑曲面连接，且顶点V至较为接近舌部140的端点E的距离大于顶点V至较为远离舌部140的端点E’的距离，如图4所示。丘形部150的顶点V与两端点E、E’之间亦可以通过多个平面连接，且顶点V至较为接近舌部140的端点E的距离大于顶点V至较为远离舌部140的端点E’的距离，如图5所示。丘形部150较为远离舌部140的端点E’、丘形部150的顶点V以及叶轮120的中心点C位于同一直线上，且顶点V与较为远离舌部140的端点E’之间以平面连接，顶点V与较为接近舌部140的端点E之间可以通过平面或是曲面连接，如图6所示。或者，每一个离心式风扇100可以设置有多个丘形部150，多个丘形部150可以具有相同或是不同的外形，如图7所示。

参照图8A至图11B，其分别绘示本发明的离心式风扇不同实施例的俯视图及其沿线段A-A的剖面图。如图8A以及图8B所示，丘形部150的侧面152可以垂直于顶板112以及底板114，即丘形部150与顶板112连接的一面的形状与面积与丘形部150与底板114连接的一面的形状与面积均相同。

或者，如图9A与图9B所示，丘形部150连接顶板112以及底板114的侧面152可以为内凹的曲面。丘形部150与顶板112连接的一面的面积可以小于或大于丘形部150与底板114连接的一面的面积。丘形部150与与顶板112连接的一面的形状可以相同或是不同于丘形部150与底板114连接的一面的形状。

或者，如图10A与图10B所示，丘形部150连接顶板112以及底板114的侧面152可以为外凸的曲面。丘形部150与顶板112连接的一面的面积可以小于或大于丘形部150与底板114连接的一面的面积。丘形部150与与顶板112连接的一面的形状可以相同或是不同于丘形部150与底板114连接的一面的形状。

或者，如第11A图与图11B所示，丘形部150连接顶板112以及底板114的侧面152可以为斜面。丘形部150与顶板112连接的一面的面积可以小于或大于丘形部150与底板114连接的一面的面积。丘形部150与与顶板112连接的一面的形状可以相同或是不同于丘形部150与底板114连接的一面的形状。其中斜面的倾斜角度较佳为不大于25度。

离心式风扇100经由增加丘形部150后，可以有效地降低因扇叶频率所导致的噪音问题，如图12所示，其为传统不具有丘形部的离心式风扇的噪音测试图，图13与图14则为本发明的具有丘形部的离心式风扇不同实施例的噪音测试图。图中的横轴表示扇叶频率，纵轴表示噪音值。图13与图14中的丘形部的数量为一个，其设置位置与图2相同，图13的丘形部与叶轮之间的间隙为2毫米(mm)，图14中的丘形部与叶轮之间的间隙为0.8毫米(mm)。从图中可以得知，具有丘形部的离心式风扇相较于传统的离心式风扇确实可以有效降低噪音，且其噪音降低量与丘形部和叶轮之间的间隙有关。

参照图15，其为本发明的离心式风扇一实施例与传统的离心式风扇的风量-风压测试图。其中横轴为风量，纵轴为风压。具有丘形部的离心式风扇中，丘形部的设置数量为一，其设置位置与图4相同。从图中可以得知，具有丘形部的离心式风扇与传统不具有丘形部的离心式风扇相比，虽然在风压的部分略有损耗，但是风量的部分并无明显的影响。

本发明经由在离心式风扇的内壁加装不同于舌部的丘形部，可以有效降低因扇叶频率所产生的噪音，并对风扇的风量无明显影响，进而在散热与噪音问题之间取得平衡。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (17)

1.一种离心式风扇，包含：

一壳体，包含：

一顶板；

一底板；以及

连接该顶板与该底板的一侧壁，其中该顶板、该底板与该侧壁共同定义一出风口；

一叶轮，设置于该壳体中；

一舌部，设置于该壳体且相邻于该出风口；以及

至少一丘形部，设置于该壳体的内壁且连接该顶板与该底板。

2.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该叶轮具有一中心点C，该舌部具有一中心点T，该丘形部设置于自C-T连线起向内15度至195度的范围内。

3.如权利要求2所述的离心式风扇，其中该丘形部设置于自C-T连线起向内45度至150度的范围内。

4.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该舌部与该叶轮之间具有一最小距离P，该壳体具有一宽度W，该叶轮具有一直径D，该丘形部与该叶轮之间具有一间隙A，其中0.5×P≦A≦0.7×(W-D)。

5.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该丘形部包含一顶点与两端点，其中该顶点为该丘形部最接近该叶轮的一点，该两端点分别为该丘形部最远离该叶轮的两端，该两端点与该顶点的连线间的夹角小于等于160度。

6.如权利要求5所述的离心式风扇，其中该顶点与该端点其中之一通过一平面连接。

7.如权利要求5所述的离心式风扇，其中该顶点与该端点其中之一通过外凸的一平滑曲面连接。

8.如权利要求5所述的离心式风扇，其中该顶点与该端点其中之一通过内凹的一平滑曲面连接。

9.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该丘形部的侧面垂直于该顶板与该底板。

10.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该丘形部连接该顶板与该底板的一侧面为斜面或曲面。

11.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该丘形部具有一顶点，该丘形部于该顶点两侧的形状不对称。

12.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该丘形部具有一顶点，该丘形部于该顶点两侧的形状对称。

13.如权利要求1所述的离心式风扇，还包括多个入风口，设置于该顶板。

14.如权利要求1所述的离心式风扇，还包括多个入风口，设置于该底板。

15.如权利要求1所述的离心式风扇，还包括设置于该底板的一定子，以及套设于该定子上且与该叶轮连接的一转子。

16.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该丘形部与该壳体一体成形。

17.如权利要求1所述的离心式风扇，还包括一固定元件，以将该丘形部固定于该壳体。