CN107781215B - 叶片模块及应用其的风扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种叶片模块应用其的风扇。叶片模块包括转轴及多个叶片。各叶片连接于转轴且包括叶片本体及气流引导部。气流引导部连接于叶片本体且具有开口。本发明可增加风扇的出风量。

Description

叶片模块及应用其的风扇

技术领域

本发明涉及一种叶片模块及应用其的风扇，且特别涉及一种具有气流引导部的叶片模块及应用其的风扇。

背景技术

计算机包含了中央处理器，以处理大量的数据。在处理数据过程中，中央处理器同时会发出高热。为了散热，计算机几乎配备风扇。然而，风扇的出风量愈大表示散热性能愈好。因此，如何增加风扇的出风量是本技术领域业者努力的方向之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶片模块及应用其的风扇，可改善上述现有技术的问题，增加风扇的出风量。

为实现上述目的，根据本发明的一实施例，提出一种叶片模块。叶片模块包括一转轴及多个叶片。各叶片连接于转轴且包括一叶片本体及一第一气流引导部。叶片本体具有一第一边缘与一第二边缘，第一边缘与第二边缘沿转轴的轴向方向排列。第一气流引导部自第一边缘的局部连接于叶片本体。

其中，各该第一气流引导部具有一第一开口。

其中，各该叶片更包括：一第二气流引导部，连接于该第一开口的一开口边缘。

其中，各该第一气流引导部包括：一第一延伸部，自该第一边缘的局部连接于对应的该叶片本体，且往远离该叶片本体的方向延伸；以及一第二延伸部，连接于该第一延伸部，该第一延伸部与该第二延伸部在往该转轴的一转动方向前进的一侧形成一钝角。

其中，相邻二该叶片本体之间形成一气流推动区，各该第二气流引导部往对应的该气流推动区的方向延伸。

其中，各该第二气流引导部往该轮轴的一转动方向的反方向外翻。

其中，相连接的该第二气流引导部与该第一气流引导部之间的夹角介于0度与90度之间。

其中，各该第一气流引导部从对应的该叶片本体的该第一边缘的局部延伸远离该叶片本体。

其中，各该第一气流引导部往该轮轴的一转动方向的反方向内凹而呈弯曲状。

其中，各该叶片更包括：一第三气流引导部，连接于该叶片本体的该第二边缘且具有一第二开口。

其中，各该叶片为金属制叶片，且具有实质上等于或小于0.1毫米的厚度。

为实现上述目的，根据本发明的另一实施例，提出一种叶片模块。叶片模块由以下方法制成：采用模具冲压锻造及裁切工法，形成多个叶片，其中各叶片包括一叶片本体及一第一气流引导部，叶片本体具有一第一边缘与一第二边缘，而第一气流引导部自第一边缘的局部连接于叶片本体；以及，采用包覆成形技术，连接此些叶片与一转轴，其中，第一边缘与第二边缘沿转轴的轴向方向排列。

为实现上述目的，根据本发明的另一实施例，提出一种风扇。风扇包括一如前述的叶片模块及一外壳。外壳，围绕该叶片模块的一部分且与各该第一气流引导部间隔一距离。

本发明的叶片模块及应用其的风扇，可改善现有技术的问题，增加风扇的出风量。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A绘示依照本发明一实施例的风扇的示意图。

图1B绘示图1A的风扇的叶片模块的外观图。

图1Ba为图1B中a区域的局部放大图。

图1C绘示图1B的叶片模块的俯视图。

图1Cb为图1C中b区域的局部放大图。

图1D绘示图1B的叶片模块的侧视图。

图1Dc为图1D中c区域的局部放大图。

图2绘示图1A的风扇沿方向2-2’的剖视图。

图2d为图2中d区域的局部放大图。

图2e为图2中e区域的局部放大图。

图3绘示依照本发明另一实施例的叶片模块的示意图。

图4绘示依照本发明另一实施例的叶片模块的外观图。

图4f为图4中f区域的局部放大图。

图5绘示风扇的出风量与风压的关系图。

其中，附图标记：

100：风扇

110、210、310：叶片模块

111：转轴

111s：周面

112、212、312：叶片

1121：叶片本体

1121e1：第一边缘

1121e2：第二边缘

1122、3122：第一气流引导部

1122a：第一开口

1122a1：开口边缘

1122s、1123s：迎风面

1123：第二气流引导部

120：外壳

121：侧部

121a：出风口

122：第一壳

122a：入风口

123：第二壳

2122：第三气流引导部

2122a：第二开口

2123：第四气流引导部

3122a：第一延伸部

3122b：第二延伸部

A1：夹角

A2：钝角

G1：气流

S1：转动方向

SP1：气流推动区

具体实施方式

请参照图1A至图1Dc，图1A绘示依照本发明一实施例的风扇100的示意图，图1B绘示图1A的风扇100的叶片模块110的外观图，图1C绘示图1B的叶片模块110的俯视图，而图1D绘示图1B的叶片模块110的侧视图。

本实施例的风扇100为离心式风扇，可应用于计算机或其它需要散热的装置，其中计算机例如是笔记型计算机或桌上型计算机。

风扇100包括叶片模块110及外壳120。如图1A所示，外壳120围绕叶片模块110的一部分。外壳120包括侧部121、第一壳122及第二壳123，其中第一壳122位于叶片本体1121的上方，第二壳123位于叶片本体1121的下方，而侧部121连接第一壳122与第二壳123。侧部121具有一出风口121a，而第一壳122具有一入风口122a。当叶片模块110运转时，一气流G1由入风口122a进入外壳120内，并经过叶片模块110的推动而从出风口121a出风。

如图1B及图1Ba所示，叶片模块110包括转轴111及数个叶片112。转轴111具有周面111s，各叶片112连接于转轴111的周面111s并径向地往远离周面111s的方向延伸。叶片112具体而言可以是金属制叶片。更进一步说，金属制叶片112可以是经由模具冲压锻造并裁切制成的板金件，然后再以另一工艺，例如射出包覆成形，制成具有数个叶片112与转轴111的叶片模块110。转轴111的材质与叶片112的材质可相异，例如转轴111的材料包含塑料，或者转轴中也可能含有金属骨架及/或磁铁，而可以将转轴111作为轮瑴或是马达的一部分使用。由于本发明实施例的叶片112能独立制作，因此叶片112的厚度不受该另一工艺的影响，因而能设计得较薄。

相较于塑料叶片，金属叶片具有更薄的厚度，可增加二叶片112之间的气流推动区SP1的容积，以提高风扇100的出风量。在一实施例中，金属制的叶片112的厚度可小于或大致上等于0.2毫米，可明显增加气流推动区SP1的容积，以提高风扇100的出风量。在一实施例中，金属制的叶片112的厚度可小至0.1或0.05毫米，甚至更小，此乃塑料制叶片或现有叶片无法达到的尺寸。由于金属制的叶片112的厚度薄，可增加叶片112的数量，进而提高叶片推动气流的能力。在一实施例中，叶片112的数量可达59片或甚至更多。愈多的叶片数，风扇100的出风量愈高。相较于金属制的叶片112，塑料制的叶片受限于厚度较厚，叶片数量及其推动气流的能力有其限制。

此外，本文的气流推动区SP1指的是二叶片本体1121之间的空间。当气流推动区SP1的空间愈大，进入气流推动区SP1内的气流量愈多，表示被推动的出风量也愈大。此外，相较于金属制叶片112，塑料制的叶片受限于厚度较厚，因叶片数量较少，导致进入气流推动区内的气流量较少，被推动的出风量也愈低。

各叶片112包括叶片本体1121及第一气流引导部1122。第一气流引导部1122连接于叶片本体1121且具有第一开口1122a(第一开口1122a绘示于图1D及图1Dc)。当叶片模块110运转时，气流G1可通过第一开口1122a进入到二叶片本体1121之间的气流推动区SP1，以增加气流推动区SP1内的气流量，进而增加风扇100的出风量。

如图1B及图1Ba所示，各叶片本体1121具有沿转轴111的轴向方向排列的第一边缘1121e1与第二边缘1121e2，即，第一边缘1121e1及第二边缘1121e2分别是对应的叶片本体1121沿转轴111的轴向方向的相对二边缘。各第一气流引导部1122从对应的叶片本体1121的第一边缘1121e1的局部或一部分往远离叶片本体1121方向延伸，例如同时往转轴111的轴向及转轴111的转动方向S1延伸，如此将不会增加叶片112的径向长度。换言之，本发明实施例的风扇100可在不扩大叶片112径向尺寸的前提下增加叶片112的面积。

如图1B及图1Ba所示，各第一气流引导部1122呈弯曲状。例如，各第一气流引导部1122往转轴111的转动方向S1的反方向内凹而形成一迎风面1122s。如此，当叶片模块110运转时，气流G1可通过第一气流引导部1122的迎风面1122s的引导而顺势通过第一开口1122a进入到二叶片本体1121之间的气流推动区SP1，以增加风量风扇100的出风量。在一实施例中，各第一气流引导部1122的迎风面1122s为一圆弧面，然亦可为斜平面。本发明实施例并不限定迎风面1122s的曲率半径值，迎风面1122s的任意数点的曲率半径可以相同或相异。

如图1B及图1Ba所示，各叶片本体1121往转轴111的转动方向S1的反方向内凹，此种设计称为前掠设计。在另一实施例中，叶片本体1121可往转轴111的转动方向S1内凹，此种设计称为后掠设计。无论是前掠设计或后掠设计，第一气流引导部1122皆往转轴111的转动方向S1的反方向内凹，以引导气流G1通过第一开口1122a而进入二叶片本体1121之间的气流推动区SP1，以增加风扇100的出风量。

如图1B及图1Ba所示，各叶片112更包括第二气流引导部1123。各第二气流引导部1123连接于对应的第一开口1122a的开口边缘1122a1，例如是上边缘。如此，当叶片模块110运转时，气流G1可通过第二气流引导部1123的引导而顺势通过第一开口1122a进入到二叶片本体1121之间的气流推动区SP1，以增加风扇100的出风量。此外第二气流引导部1123也具有阻挡气流G1逃逸的效果。例如，由于第二气流引导部1123连接于对应的第一开口1122a的上边缘，因此可阻挡气流G1往上逃逸，进而减少二叶片本体1121之间的气流推动区SP1的进风量损失。

第二气流引导部1123具有一迎风面1123s。在一实施例中，各第二气流引导部1123的迎风面1123s为一圆弧面，然亦可为斜平面。本发明实施例并不限定第二气流引导部1123的迎风面1123s的曲率半径值，第二气流引导部1123的迎风面1123s的任意数点的曲率半径可以相同或相异。

此外，各第二气流引导部1123从开口边缘1122a1往气流推动区SP1的方向延伸。如此，当叶片模块110运转时，气流G1通过第二气流引导部1123的迎风面1123s的引导而顺势地往气流推动区SP1集中，进而增加气流推动区SP1的进风量。

此外，各第二气流引导部1123往转轴111的转动方向S1的反方向外翻。如此，当叶片112绕转动方向S1转动时，气流G1会往转动方向S1的反方向通过第一开口1122a，并受到第二气流引导部1123的迎风面1123s的引导而顺势进入到二叶片本体1121之间的气流推动区SP1。

如图1B及图1Ba所示，相连接的第二气流引导部1123与第一气流引导部1121之间的夹角A1可介于0度与90度之间，以增加气流推动区SP1的进风量。

图2至图2e绘示图1A的风扇100沿方向2-2’的剖视图。各第一气流引导部1122能完全从入风口122a露出，且第一气流引导部1122不向上突出于第一壳122的上表面之外。如此，当叶片模块110运转时，可避免第一壳122或其它邻近装置与第一气流引导部1122干涉。在另一实施例中，在预先设计好外型以及邻近装置的空间配置的情形下，各第一气流引导部1122也可能突出超过第一壳122的上表面，即第一气流引导部1122可穿过入风口122a。在其它实施例中，第一壳122可覆盖各第一气流引导部1122的至少一部分；在此设计下，第一壳122与各第一气流引导部1122可间隔一距离，使当叶片模块110运转时，避免第一壳122与各第一气流引导部1122干涉。此外，第二壳123与各叶片本体1121间隔一距离，当叶片模块110运转时，可避免第二壳123与各叶片本体1121干涉。

图3绘示依照本发明另一实施例的叶片模块210的示意图。叶片模块210包括转轴111(未绘示)及数个叶片212。各叶片212包括叶片本体1121、第一气流引导部1122、第二气流引导部1123、第三气流引导部2122及第四气流引导部2123。各叶片212的叶片本体1121具有相对的第一边缘1121e1与第二边缘1121e2，各第一气流引导部连接于对应的叶片本体1121的第一边缘1121e1，而第三气流引导部2122连接于对应的叶片本体1121的第二边缘1121e2。第三气流引导部2122具有第二开口2122a，以产生类似前述第一开口1122a的技术功效。此外，第四气流引导部2123与第三气流引导部2122的连接关系类似第二气流引导部1123与第一气流引导部1122的连接关系，于此不再赘述。

请参照图4及图4f，其绘示依照本发明另一实施例的叶片模块310的外观图。叶片模块310包括转轴111及数个叶片312。转轴111具有周面111s，各叶片312连接于转轴111的周面111s并径向地往远离周面111s的方向延伸。

各叶片312包括叶片本体1121及第一气流引导部3122，其中第一气流引导部3122连接于叶片本体1121。各第一气流引导部3122包括相连接的第一延伸部3122a与第二延伸部3122b，其中第一延伸部3122a连接于对应的叶片本体1121的第一边缘1121e1的局部，且自第一边缘1121e1沿转轴111的轴向方向往远离第一边缘1121e1的方向延伸。各第二延伸部3122b自第一延伸部3122a远离叶片本体1121的一侧往远离叶片本体1121的方向进一步延伸，且第二延伸部3122b同时往轮轴111的转动方向S1延伸，使第一延伸部3122a与第二延伸部3122b在往转动方向S1前进的一侧形成一个小于180度的钝角A2。当叶片312绕转动方向S1转动时，气流G1受到第一气流引导部3122的推动，气流G1被第二延伸部3122b及第一延伸部3122a推进气流推动区SP1，使气流能流畅地从外部环境进入气流推动区SP1，而增加风扇100的出风量。

在本发明另一可能的实施例中，上述第一气流引导部也可能平滑地延伸连接成曲面状，而不具有第一延伸部与第二延伸部之间的明显交界或转折线。

此外，叶片312的材料及/或尺寸可以是类似前述叶片112的材料及/或尺寸，于此不再赘述。本实施例的叶片312与转轴111的制作方式也可类似前述叶片112与转轴111的制作方式，于此不再赘述。在另一实施例中，第一气流引导部3122可自第二边缘1121e2往下延伸，或者，二第一气流引导部3122可分别自第一边缘1121e1及第二边缘1121e2延伸。

请参照图5，本案发明人进一步测试并记录后绘示风扇的出风量与风压的关系图。如图所示，横轴表示风扇的出风量(air flow)，而综轴表示风扇的风压(air pressure)。在结构几何尺寸及其它条件相同的前提下，曲线C1所代表的风扇采用不具有前述各实施例的气流引导部的叶片模块，而曲线C2所代表的风扇装配有如图4所示的叶片模块310。由图可知，当出风量为0时(例如把出风口121a堵住)，风压最大。当出风量不等于0时，相较于曲线C1，装配有图4的叶片模块310的风扇出风量(曲线C2)明显提升，此表示散热性能提升。在相同风压下，当风扇出风量愈大，表示出风在电子装置内部的流动性愈好，散热性能愈佳。以风压为0.3举例来说，相较于曲线C1，装配有图4的叶片模块310的风扇出风量提升至少30％(如从点a提升至点b)。

综上，本发明一实施例的叶片模块包括数个叶片，其中各叶片包括叶片本体及第一气流引导部，其中第一气流引导部连接于叶片本体的第一边缘。各第一气流引导部具有第一开口，气流可通过第一开口进入二叶片本体之间的区域，以增加风扇的出风量。在一实施例中，各叶片更包括第二气流引导部，其连接于第一开口的开口边缘，以增强气流的引导效果，让更多的气流进入二叶片本体之间的区域。在另一实施例中，各叶片可更包括第三气流引导部及第四气流引导部，其中第三气流引导部连接于叶片本体的第二边缘，以让更多的气流进入二叶片本体之间的区域，而增强风扇的出风量。在另一实施例中，第一气流引导部包括相连接的第一延伸部与第二延伸部。第一延伸部实质上垂直于对应的叶片本体的第一边缘，而第二延伸部往轮轴的转动方向延伸。如此，当叶片绕转动方向转动时，气流受到第一气流引导部的推动，而增加风扇的出风量。在其它实施例中，第一延伸部与第二延伸部之间夹一钝角，如此，当叶片绕转动方向转动时，气流被第二延伸部及第一延伸部推进气流推动区，进而增加风扇的出风量。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种叶片模块，其特征在于，包括：

一转轴；以及

多个叶片，各该叶片包括相对的一连接端与一自由端，各该叶片的各该连接端连接于该转轴且包括：

一叶片本体，具有一第一边缘与一第二边缘，该第一边缘与该第二边缘沿该转轴的轴向方向排列；

一第一气流引导部，自该第一边缘的局部连接于该叶片本体，该第一气流引导部具有一第一开口；及

一第二气流引导部，连接于该第一开口的一开口边缘。

2.根据权利要求1所述的叶片模块，其特征在于，各该第一气流引导部包括：

一第一延伸部，自该第一边缘的局部连接于对应的该叶片本体，且往远离该叶片本体的方向延伸；以及

一第二延伸部，连接于该第一延伸部，该第一延伸部与该第二延伸部在往该转轴的一转动方向前进的一侧形成一钝角。

3.根据权利要求1所述的叶片模块，其特征在于，相邻二该叶片本体之间形成一气流推动区，各该第二气流引导部往对应的该气流推动区的方向延伸。

4.根据权利要求1所述的叶片模块，其特征在于，各该第二气流引导部往该转轴的一转动方向的反方向外翻。

5.根据权利要求1所述的叶片模块，其特征在于，相连接的该第二气流引导部与该第一气流引导部之间的夹角介于0度与90度之间。

6.根据权利要求1所述的叶片模块，其特征在于，各该第一气流引导部从对应的该叶片本体的该第一边缘的局部延伸远离该叶片本体。

7.根据权利要求1所述的叶片模块，其特征在于，各该第一气流引导部往该转轴的一转动方向的反方向内凹而呈弯曲状。

8.根据权利要求1所述的叶片模块，其特征在于，各该叶片更包括：

一第三气流引导部，连接于该叶片本体的该第二边缘且具有一第二开口。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的叶片模块，其特征在于，各该叶片为金属制叶片，且具有等于或小于0.1毫米的厚度。

10.一种叶片模块，其特征在于，由以下方法制成：

采用模具冲压锻造及裁切工法，形成多个叶片，其中各该叶片包括一叶片本体、一第一气流引导部及一第二气流引导部，该叶片本体具有一第一边缘与一第二边缘，而该第一气流引导部自该第一边缘的局部连接于该叶片本体，该第一气流引导部具有一第一开口，该第二气流引导部连接于该第一开口的一开口边缘；以及

采用包覆成形技术，连接该叶片与一转轴，其中该第一边缘与该第二边缘沿该转轴的轴向方向排列；其中，各该叶片包括相对的一连接端与一自由端，各该连接端连接于该转轴。

11.一种风扇，其特征在于，包括：

一权利要求1至10的任一项所述的叶片模块；以及

一外壳，围绕该叶片模块的一部分且与各该第一气流引导部间隔一距离。