CN107023499A - 风扇及散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风扇及散热装置，风扇包括叶轮及扇框。扇框具有底部及两导流部，导流部分别位于底部的两相对侧，叶轮设置于扇框，并位于导流部之间。各导流部由底部往叶轮的轴向方向延伸，并有迎风侧及背风侧，迎风侧与背风侧分别具有曲面，迎风侧的曲面的曲率半径不同于背风侧的曲面的曲率半径。本发明亦公开具有风扇的散热装置。

Description

风扇及散热装置

技术领域

本发明涉及一种风扇及散热装置。

背景技术

随着电子装置的效能不断提升，散热装置已成为现有电子装置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的散逸，轻则造成电子装置的效能变差，重则导致电子装置的损毁。因此，高效能的散热装置一直是电子产业界所积极研发的对象。

在现今的散热装置中，最广泛被使用的组合为风扇加上散热鳍片组的组合。而风扇的型式中，一般可根据其入风口与出风的方向区分为轴流式风扇与离心式风扇。其中，轴流式风扇具有效率高、风量大与噪音较小等优点，一般安装于散热鳍片组之上，因此，较冷的气流可由风扇由入风口吹入散热鳍片组，经过散热鳍片后，热风经由出风口吹出。但是，这种设计方式将造成整体的厚度较大，不利于薄型化发展趋势及设计需求。

离心式风扇虽可达到改变出风方向的目的而可设置于散热鳍片组的内部，使散热装置具有较小的体积，但是，相对于轴流式风扇而言，却具有效率不高，风量较小与噪音较大等缺点。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种风扇及散热装置。本发明的风扇可达到改变出风方向的目的，同时具有轴流式风扇的高效率、风量大与低噪音的优点，还使搭配此风扇的散热装置具有薄型化及高效能的特点。

本发明提出一种风扇，包括一叶轮及一扇框。扇框具有一底部及两导流部，所述两导流部分别位于底部的两相对侧。另外，叶轮设置于扇框，并位于所述两导流部之间。其中，各导流部可由底部往叶轮的轴向方向延伸，并有一迎风侧及一背风侧。迎风侧与背风侧分别具有一曲面，且迎风侧的曲面的曲率半径不同于背风侧的曲面的曲率半径。

在一实施例中，迎风侧及背风侧依据叶轮的旋转方向分别定义，迎风侧的曲面的曲率半径小于背风侧的曲面的曲率半径，且迎风侧的曲面的导流路径小于背风侧的曲面的导流路径。

在一实施例中，所述两导流部分别位于底部的两相对的一第一侧与一第二侧，而底部还具有分别与第一侧及第二侧连接的两相对的一第三侧与一第四侧，且第三侧与第四侧分别对应于风扇的两个径向出风方向。

在一实施例中，扇框还具有一环状部，环状部设置于底部，并环设于叶轮的外周缘。另外，扇框还具有一中心部及两支撑部，中心部位于扇框的中间区域。其中，叶轮对应设置于中心部，且所述两支撑部的两端分别连接中心部与所述两导流部。另外，支撑部由中心部往导流部的延伸方向与风扇的一径向出风方向相互倾斜。

在一实施例中，风扇可为斜流式风扇。

本发明另提出一种搭配上述风扇的散热装置。散热装置包括一散热鳍片组及一风扇。散热鳍片组具有一容置空间，且风扇设置于容置空间。其中，风扇包括一叶轮及一扇框。扇框具有一底部及两导流部，所述两导流部分别位于底部的两相对侧。另外，叶轮设置于扇框，并位于所述两导流部之间。其中，各导流部可由底部往叶轮的轴向方向延伸，并有一迎风侧及一背风侧。迎风侧与背风侧分别具有一曲面，且迎风侧的曲面的曲率半径不同于背风侧的曲面的曲率半径。

在一实施例中，迎风侧及背风侧依据叶轮的旋转方向分别定义。

在一实施例中，散热鳍片组具有多个散热鳍片，所述多个散热鳍片沿一第一方向并排设置，且所述多个散热鳍片分别沿与第一方向垂直的一第二方向延伸。另外，散热鳍片沿第二方向上具有一第一高度及一第二高度，且第一高度小于第二高度的二分之一。因此，具有第一高度的所述散热鳍片可形成上述的容置空间。

在一实施例中，散热装置还可包括一壳体，壳体罩设于散热鳍片组及风扇。另外，相邻两散热鳍片之间形成一流道，流道沿第二方向延伸。另外，壳体具有两相对的出风口，所述两出风口与流道对应。此外，壳体还具有一开口，开口与风扇对应设置，使得风扇可通过开口而设置于容置空间。

在一实施例中，风扇具有两径向出风方向，且所述两径向出风方向分别与第二方向平行。

承上所述，在本发明的散热装置中，借由将风扇设置于散热鳍片组的容置空间内，并借由风扇的导流部的设计，除了可改变气流流向而达到导引出风方向的目的之外，同时可保有轴流式风扇的高效率、出风量大与低噪音的优点，更使得散热装置具有薄型化及高效能的特点而符合现今薄型化电子产品的要求。

附图说明

图1A及图1B分别为本发明较佳实施例的一种散热装置的组合示意图与分解示意图。

图2A至图2C分别为图1A的散热装置的风扇的分解示意图、组合示意图与风扇的扇框的示意图。

图3为图1A的散热装置的气流流向示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 散热装置

11 散热鳍片组

111 散热鳍片

112 底板

12 壳体

121 开口

2 风扇

21 叶轮

211 轮毂

212 扇叶

22 扇框

221 底部

222 导流部

223 环状部

224 中心部

225 支撑部

226 支撑部

23 马达

231 导磁壳

232 磁性元件

233 线圈

24 转轴

C1 曲面

C2 曲面

D1 第一方向

D2 第二方向

D3 第三方向

h1 第一高度

h2 第二高度

L 长度

O1 出风口

O2 出风口

S 容置空间

S1 第一侧

S2 第二侧

S3 第三侧

S4 第四侧

W 宽度

W1 迎风侧

W2 背风侧

θ 夹角

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的风扇及散热装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。本发明所有实施方式的附图只是示意，不代表真实尺寸与比例。此外，以下实施例的内容中所称的方位“上”及“下”只是用来表示相对的位置关系。再者，一个元件形成在另一个元件“上”、“之上”、“下”或“之下”可包括实施例中的一个元件与另一个元件直接接触，或也可包括一个元件与另一个元件之间还有其他额外元件使一个元件与另一个元件无直接接触。

请参照图1A及图1B所示，其分别为本发明较佳实施例的一种散热装置的组合示意图与分解示意图。

散热装置1可搭配会形成热源，例如中央处理器(CPU)、功率元件、显示卡、主机板、灯具、其他电子元件或电子产品使用，用以协助将热源所产生的热能导引出并散去，提高所搭配电子装置的效能。

散热装置1包括一散热鳍片组11、一风扇2以及一壳体12。

散热鳍片组11具有多个散热鳍片111及一底板112，多个散热鳍片111直立排列且连接于底板112。在本实施例中，如图1B所示，这些散热鳍片111为片状，并位于底板112的上侧，而底板112远离散热鳍片111的下侧可连接热源(图未显示)。其中，多个散热鳍片111沿一第一方向D1并排设置，且每一片散热鳍片111沿与第一方向D1垂直的一第二方向D2延伸(本实施例中散热鳍片111例如为长条板状)，使得散热鳍片组11的形状为多边形体(于此实施例大致为长方体)。另外，相邻两片散热鳍片111之间形成一流道(亦即，气流的通道)，且流道沿第二方向D2延伸，而壳体12可具有两相对的出风口O1、O2，且多个散热鳍片111所构成的多个流道分别对应于出风口O1、O2。详细地说，多个散热鳍片111两两相邻且沿第二方向D2延伸所构成的多个流道，其相对两端分别对应于出风口O1、O2，使流过多个散热鳍片111之间形成的多个流道的气流可分别由壳体12两侧的出风口O1、O2排出。

散热鳍片111与底板112可为一体成型，或由不同构件所组成。本实施例的多个散热鳍片111与底板112是以一体成型为例。其中，这些散热鳍片111可为铝挤型鳍片组合、或扣合鳍片(zipper fin)组合、或铝压铸型鳍片、或冷焊(cold-welding)或其他适合制程的组合。本实施例是以铝挤型鳍片组合为例。

散热鳍片组11具有一容置空间S，其大致为多个散热鳍片111所形成或定义，而风扇2可设置于容置空间S内，且壳体12罩设及部分包覆散热鳍片组11及风扇2。在本实施例中，风扇2具有两个径向出风方向位于其相对两侧，且这两个径向出风方向与第二方向D2平行，并分别对应两个出风口O1、O2。另外，每一片散热鳍片111沿第二方向D2上具有一第一高度h1及一第二高度h2，第一高度h1与第二高度h2不相同，而且第一高度h1较佳是小于第二高度h2的二分之一(亦即h1＜(1/2)×h2)。换言之，散热鳍片组11于中央区域挖空形成容置空间S，以设置风扇2，且风扇2埋入散热鳍片111的深度(即第二高度减去第一高度：h2-h1)宜小于这些散热鳍片111的最大厚度(即第二高度h2)的1/2。因此，具有第一高度h1的多个散热鳍片111形成容置空间S，而壳体12还具有一开口121，且开口121与风扇2对应开设，使得风扇2可通过开口121而设置于容置空间S内。此外，壳体12可连接于底板112及/或风扇2，例如以锁合或嵌合与底板112及/或风扇2连接，并不限制。

因此，热源可通过底板112导引至散热鳍片111，而且借由风扇2设置于这些散热鳍片111所形成容置空间S内，除了可将热源所产生的热能快速地导引并散逸外，同时可使散热装置1具有薄型化及高效能的特点而符合现今薄型化电子产品的要求。

以下，请分别参照图2A至图2C，以详细说明风扇的结构。其中，图2A至图2C分别为图1A的散热装置的风扇的分解示意图、组合示意图与风扇的扇框的示意图。于此，为使说明的元件能较清楚被呈现，图2A、图2B及图2C均为图1的风扇2的倒置示意图，先予说明。

风扇2包括一叶轮21以及一扇框22，叶轮21设置于扇框22。于此，扇框22具有一底部221，底部221具有一开口，且叶轮21对应于开口设置而连接于扇框22。

叶轮21具有一轮毂211及复数扇叶212，多个扇叶212设置于轮毂211的外周缘，而轮毂211内可设有马达23及转轴24。其中，马达23包含一导磁壳231、一磁性元件232(或称磁性环)及一线圈(图2A未显示)，磁性元件232设置于导磁壳231的内壁，并围设于线圈的外周缘，且转轴24连接导磁壳231，并穿设线圈及磁性元件232。于此实施例中，风扇2可为斜流式风扇，使得这些扇叶212为后倾式叶片。斜流式风扇为轴流式风扇的变形，其入风口导入气流后，气流将沿扇叶212中心斜向发散而导出。因此，相对于轴流式风扇而言，风扇2除了可达到改变出风方向(斜向出风)的目的外，同时具有轴流式风扇的高效率、风量大与低噪音的优点(以下将再详细说明)。

扇框22除了底部221之外，扇框22还具有两导流部222，两导流部222分别位于底部221的两相对侧，且叶轮21位于两导流部222之间。如图所示，两导流部222分别位于底部221的两相对的一第一侧S1与一第二侧S2，而底部221还具有分别与第一侧S1及第二侧S2连接的两相对的一第三侧S3与一第四侧S4(其中，第一侧S1与第二侧S2为相对侧，第三侧S3与第四侧S4为相对侧)，且第三侧S3与第四侧S4分别对应于风扇2的两个径向出风方向(即位于风扇2的两侧，本实施例中，径向出风方向即为第二方向D2及平行方向)。另外，如同前述，本实施例采用的是斜流扇，故除了径向出风方向(第二方向D2及/或平行方向)之外，本实施例的风扇2的出风方向还具有一轴向出风方向，例如，沿图2A或图2B所绘示的第三方向D3。顾名思义，轴向出风方向(第三方向D3)即是与风扇2的转轴平行的方向。值得说明的是，因图2A、图2B、图2C所绘示的风扇2均为倒置示意，故本实施例的风扇2由图2A、图2B、图2C观之即由其下侧入风，而由其左、右两侧的径向方向，及上侧的轴向方向出风。然而，实际应用到产品时则应为自风扇2的轮毂211上方入风，且于轮毂211下方有一轴向出风。

以图2A及图2B上侧绘示的导流部222为例，各导流部222是分别由扇框22的底部221往叶轮21的轴向方向(即第三方向D3)延伸而形成两个不同的导流面，并依据叶轮21的旋转方向将这两个导流面各自定义出一迎风侧W1及一背风侧W2。于此实施例中，图2B的叶轮21为逆时钟旋转，故由附图观的导流部222的右侧定义为迎风侧W1，其左侧则为背风侧W2。其中，迎风侧W1具有一曲面C1，而背风侧W2具有另一曲面C2，且迎风侧W1的曲面C1的曲率半径不同于背风侧W2的曲面C2的曲率半径。本实施例的导流部222的迎风侧W1的曲面C1的曲率半径，小于背风侧W2的曲面C2的曲率半径，使得迎风侧W1的曲面C1的导流路径小于背风侧W2的曲面C2的导流路径。借由迎风侧W1的曲面C1与背风侧W2的曲面C2可将气流往扇框22左、右两侧导引，而且由于扇框22于底部221的第三侧S3与第四侧S4大致上不具有气流阻挡结构，因此，往左、右两侧导引的气流可顺利地往扇框22的两侧流出。

扇框22的形状不限定为正方形或长方形，或其他形状，需配合散热鳍片组11的形状。于此，如图2C所示，本实施例的扇框22的长度L可大于宽度W而为长方形，以预留于设置导流部222及/或预留流场空间，以利出风。

本实施例的扇框22还具有一环状部223，环状部223设置于底部221，并环设于叶轮21的外周缘。于此，环状部223的高度为可调整的(但不可太高而完全阻碍气流往径向方向流出)。通过改变环状部223的高度可调整气流往风扇2的轴向方向与径向方向的流出风量比例。其中，环状部223的高度越高，则风扇2往轴向方向的风量比例则越大，往径向方向的风量比例则越小；反之，环状部223的高度越低，则风扇2往径向方向的风量比例则越大，往轴向方向的风量比例则越小。

另外，扇框22还具有一中心部224及两支撑部225，中心部224位于扇框22的中间区域，而叶轮21大致设置于中心部224。两支撑部225彼此呈相对配置。支撑部225的两端分别连接中心部224与对应的导流部222，且支撑部225亦可连接环状部223。另外，如图2C所示，支撑部225由中心部224往导流部222的延伸方向与风扇2的径向出风方向(即第二方向D2)相互倾斜而不垂直，借此，可使导流部222形成的迎风侧W1的曲面C1的曲率半径小于背风侧W2的曲面C2的曲率半径，更使得迎风侧W1的曲面C1的导流路径小于背风侧W2的曲面C2的导流路径而将气流导引，且由风扇2的扇框22左、右两侧离开。换言之，通过支撑部225与风扇2的径向出风方向(即第二方向D2及平行方向)之间的夹角θ呈非90度的倾斜角度的设计，可减少气流的流阻，并可将气流的流场分流至扇框22左右两侧，避免回流的气流产生阻力而降低风扇2风量与效能。另外，本实施例的扇框22还具有另两个支撑部226，支撑部226的两端分别连接于中心部224与环状部223。于外，本实施例的扇框22可为一体成型，但并不以此为限，在不同的实施例中，扇框22亦可由多个构件组成。

承上，在本实施例中，借由扇框22的导流部222的设计，使得扇框22的第一侧S1与第二侧S2分别具有气流流场空间，同时通过迎风侧W1的曲面C1与背风侧W2的曲面C2的结构设计，除了可导引气流的流向之外，还可降低气流往风扇2两侧的径向出风方向(第二方向D2及平行方向)的流阻。因此，风扇2除了可改变气流流向而达到导引出风方向的目的之外(同时具有径向与轴向的出风)，同时可保有轴流式风扇的高效率、出风量大与低噪音的优点。

请参照图3所示，其为图1A的散热装置1的气流流向示意图。

风扇2除了可提供由上往下并往轴向方向(第三方向D3)流动后，再往两侧径向方向(第二方向D2及平行方向)的气流之外，还可提供由上往下并沿两侧径向方向(第二方向D2及平行方向)流动的横向气流，且由扇框22左、右两侧的出风口吹出，再由经由流道自散热鳍片组11左、右两侧的出风口O1、O2流出。借此，可使气流均匀地分布于这些散热鳍片111中，以将热源产生的热量散逸出。因此，相较于现有技术而言，在本发明的散热装置1中，因将风扇2设置于散热鳍片组11形成的容置空间S内，并借由风扇2的导流部222的设计，除了可改变气流流向而达到导引出风方向的目的之外，又可具有轴流式风扇的高效率、出风量大与低噪音的优点，同时使得散热装置具有薄型化及高效能的特点而符合现今薄型化电子产品的要求。

综上所述，在本发明的散热装置中，借由将风扇设置于散热鳍片组形成的容置空间内，并借由风扇的导流部的设计，除了可改变气流流向而达到导引出风方向的目的之外，同时可保有轴流式风扇的高效率、出风量大与低噪音的优点，还使得散热装置具有薄型化及高效能的特点而符合现今薄型化电子产品的要求。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。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，均应包含于后附的权利要求书的范围中。

Claims (18)

1.一种风扇，包括：

一叶轮；以及

一扇框，具有一底部及两导流部，所述两导流部分别位于该底部的两相对侧，该叶轮设置于该扇框，并位于所述两导流部之间，各所述导流部由该底部往该叶轮的轴向方向延伸，并有一迎风侧及一背风侧，该迎风侧与该背风侧分别具有一曲面，且该迎风侧的曲面的曲率半径不同于该背风侧的曲面的曲率半径。

2.如权利要求1所述的风扇，其中该迎风侧及该背风侧依据该叶轮的旋转方向分别定义，且该迎风侧的曲面的曲率半径小于该背风侧的曲面的曲率半径。

3.如权利要求1所述的风扇，其中该迎风侧及该背风侧依据该叶轮的旋转方向分别定义，且该迎风侧的曲面的导流路径小于该背风侧的曲面的导流路径。

4.如权利要求1所述的风扇，其中所述两导流部分别位于该底部的两相对的一第一侧与一第二侧，该底部还具有分别与该第一侧及该第二侧连接的两相对的一第三侧与一第四侧，该第三侧与该第四侧分别对应于该风扇的两径向出风方向。

5.如权利要求1所述的风扇，其中该扇框还具有一环状部，设置于该底部，并环设于该叶轮的外周缘。

6.如权利要求1所述的风扇，其中该扇框还具有一中心部及两支撑部，该中心部位于该扇框的中间区域，该叶轮对应设置于该中心部，且所述两支撑部的两端分别连接该中心部与所述两导流部。

7.如权利要求6所述的风扇，其中该支撑部由该中心部往该导流部的延伸方向与该风扇的一径向出风方向相互倾斜。

8.如权利要求1所述的风扇，其为斜流式风扇。

9.一种散热装置，包括：

一散热鳍片组，具有一容置空间；以及

一风扇，设置于该容置空间，并包含一叶轮及一扇框，该扇框具有一底部及两导流部，所述两导流部分别位于该底部的两相对侧，该叶轮设置于该扇框，并位于所述两导流部之间，各所述导流部由该底部往该叶轮的轴向方向延伸，并有一迎风侧及一背风侧，该迎风侧与该背风侧分别具有一曲面，且该迎风侧的曲面的曲率半径不同于该背风侧的曲面的曲率半径。

10.如权利要求9所述的散热装置，其中该散热鳍片组具有多个散热鳍片，所述多个散热鳍片沿一第一方向并排设置，且所述多个散热鳍片分别沿与该第一方向垂直的一第二方向延伸。

11.如权利要求10所述的散热装置，其中所述多个散热鳍片沿该第二方向上分别具有一第一高度或一第二高度，且该第一高度小于该第二高度的二分之一。

12.如权利要求11所述的散热装置，其中具有该第一高度的所述散热鳍片形成该容置空间。

13.如权利要求10所述的散热装置，其中该风扇具有两径向出风方向，所述两径向出风方向分别与该第二方向平行。

14.如权利要求10所述的散热装置，其中相邻两该散热鳍片之间形成一流道，该流道沿该第二方向延伸。

15.如权利要求14所述的散热装置，还包括：

一壳体，罩设该散热鳍片组及该风扇。

16.如权利要求15所述的散热装置，其中该壳体具有两相对的出风口，所述两出风口与该流道对应。

17.如权利要求15所述的散热装置，其中该壳体还具有一开口，该开口与该风扇对应设置，使得该风扇可通过该开口而设置于该容置空间。

18.如权利要求9所述的散热装置，其中该迎风侧及该背风侧依据该叶轮的旋转方向分别定义。