CN109578331B - 散热扇叶与散热风扇 - Google Patents

散热扇叶与散热风扇 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种散热风扇与散热扇叶。其中散热风扇包括轮毂以及多个散热扇叶。这些散热扇叶环绕排列于轮毂的周围。各个散热扇叶包括曲面本体以及导流部。曲面本体具有承压面与相对于承压面的负压面。导流部连接曲面本体。导流部具有凹面与相对于凹面的凸面，其中凹面内凹于承压面，且凸面外凸于负压面。

Description

散热扇叶与散热风扇
技术领域
本发明是有关于一种扇叶与风扇，且特别是有关于一种散热扇叶与散热风扇。
背景技术
常见的电子装置，例如伺服器、个人桌上型电脑的主机、一体式电脑(AIO)、笔记型电脑或显示器等大多内置有散热风扇，通过散热风扇所产生的气流，使电子装置运转时所产生的热散逸至外界。
以离心式风扇为例，离心式风扇的制作方式通常是经由塑胶射出的方式而形成一体成型的轮毂与扇叶。受到材料与处理等限制，塑胶扇叶的厚度较难薄化，不易提高排列于轮毂的周缘上的塑胶扇叶的数量。若提高塑胶扇叶的数量，则会造成离心式风扇的整体重量大幅增加。在负载过大的情况下，若提高离心式风扇的转速，则会产生高频率噪音。
发明内容
本发明提供一种散热扇叶与散热风扇，有助于提高散热效率。
本发明的散热扇叶，适于固定于轮毂。散热扇叶包括曲面本体以及导流部。曲面本体具有承压面与相对于承压面的负压面。导流部连接曲面本体，其中导流部具有凹面与相对于凹面的凸面，凹面内凹于承压面，且凸面外凸于负压面。
本发明的散热风扇包括轮毂以及多个散热扇叶。这些散热扇叶环绕排列于轮毂的周围。各个散热扇叶包括曲面本体以及导流部。曲面本体具有承压面与相对于承压面的负压面。导流部连接曲面本体，其中导流部具有凹面与相对于凹面的凸面，凹面内凹于承压面，且凸面外凸于负压面。
基于上述，本发明的散热风扇所采用的散热扇叶具有较大的导流面积，其运转时能提高散热气流的流量而获致较佳的散热效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是本发明第一实施例的散热风扇的示意图；
图1B是本发明第一实施例的散热扇叶的示意图；
图1C是图1B的散热扇叶沿剖线A-A的剖面示意图；
图2A是本发明第二实施例的散热扇叶的示意图；
图2B是图2A的散热扇叶沿剖线B-B的剖面示意图；
图3A是本发明第三实施例的散热扇叶的示意图；
图3B是图3A的散热扇叶沿剖线C-C的剖面示意图；
图4A是本发明第四实施例的散热扇叶的示意图；
图4B是图4A的散热扇叶沿剖线D-D的剖面示意图；
图5是本发明另一实施例的散热风扇的示意图。
附图标号说明：
100、100A：散热风扇
110：轮毂
120、220、320、420：散热扇叶
120a～120c：第一扇叶～第三扇叶
121：曲面本体
121a：承压面
121b：负压面
121c、221c、321c：结合端
121d、221d、321d：导流端
122、1221～1223：导流部
122a、222a、322a、422a：凹面
122b：凸面
321e：开口
D1～D3：深度
DR：方向
I1～I3：入口角
O1～O3：出口角
R：旋转方向
具体实施方式
图1A是本发明第一实施例的散热风扇的示意图。图1B是本发明第一实施例的散热扇叶的示意图。图1C是图1B的散热扇叶沿剖线A-A的剖面示意图。请参考图1A至图1C，在本实施例中，散热风扇100可为离心式风扇，其包括轮毂110以及多个散热扇叶120，且这些散热扇叶120环绕排列于轮毂110的周围。举例来说，彼此固定的轮毂110与这些散热扇叶120可采嵌入成型(insert molding)技术制作而得。就处理上而言，这些散热扇叶120的其中一端会先置入形成轮毂110所用的模穴内，再以射出成型技术于模穴内形成轮毂110，藉以在制作得到轮毂110的同时固定这些散热扇叶120于其上。轮毂110可为塑胶件，而这些散热扇叶120可为金属件，本发明对于轮毂与散热扇叶的材质不作限制。
以其中一个散热扇叶120为例，散热扇叶120包括曲面本体121以及导流部122，本实施例是以曲面本体121相连有一个导流部122作说明。举例来说，散热风扇100配置用以沿旋转方向R(例如是逆时针方向)旋转，其中曲面本体121具有承压面121a与相对于承压面121a的负压面121b，且承压面121a用以在散热风扇100运转时承接进入散热风扇100的气流。另一方面，曲面本体121还具有结合端121c与相对于结合端121c的导流端121d，其中结合端121c固定于轮毂110，且导流部122设置靠近导流端121d的末缘。也就是说，导流部122与轮毂110之间的距离大于导流部122与导流端121d的末缘之间的距离。
曲面本体121与导流部122可为一体成型的板金件，且导流部122经由冲压形成于曲面本体121。进一步而言，导流部122具有凹面122a与相对于凹面122a的凸面122b，其中凹面122a内凹于承压面121a，且凸面122b外凸于负压面121b。彼此平滑地相连的曲面本体121的承压面121a与导流部122的凹面122a界定出用以在散热风扇100运转时承接进入散热风扇100的气流的导流面，相较于常见的平板散热扇叶或单一曲面散热扇叶而言，本实施例的散热扇叶120的导流面的面积较大。因此，在散热风扇100运转时，环绕排列于轮毂110的周围的这些散热扇叶120能提高散热气流的流量而获致较佳的散热效率。
在本实施例中，曲面本体121的承压面121a与导流部122的凹面122a分别为凹曲面，且两者的曲率半径不同。相对地，曲面本体121的负压面121b与导流部122的凸面122b分别为凸曲面，且两者的曲率半径不同。在其他实施例中，导流部的凹面也可为斜面、阶梯面或其他不规则面，或者是曲面、斜面以及阶梯面中至少两者的组合。
常见的散热风扇(配置有平板散热扇叶或单一曲面散热扇叶)虽能通过提高转速或增加散热扇叶的数量等方式提高散热气流的流量，却会造成马达负载过大或产生高频率噪音。相较于此，在不提高转速或增加散热扇叶的数量等情况下，本实施例的散热风扇100依旧能提高散热气流的流量，故能减轻马达负载，并且避免产生高频率噪音。
进一步而言，在转速相同与散热扇叶的数量相同等条件下，本实施例的散热风扇100在每单位时间内所产生的散热气流的流量大于常见的散热风扇(配置有平板散热扇叶或单一曲面散热扇叶)在每单位时间内所产生的散热气流的流量。换个角度来说，在散热扇叶的数量相同的条件下，即便本实施例的散热风扇100调降转速，也能产生与常见的散热风扇(配置有平板散热扇叶或单一曲面散热扇叶)相等流量的散热气流。又或者是，在转速相同的条件下，即便本实施例的散热风扇100减少散热扇叶的数量，也能产生与常见的散热风扇(配置有平板散热扇叶或单一曲面散热扇叶)相等流量的散热气流。
以下列举其他实施例的散热扇叶220～420作为说明，该等实施例的散热扇叶220～420可应用于本发明的散热风扇，其中该等实施例的散热扇叶220～420采用与第一实施例的散热扇叶120相同或相似的设计原则，且结构大致相似，故该等实施例省略了与第一实施例相同的技术内容与功效的说明。
图2A是本发明第二实施例的散热扇叶的示意图。图2B是图2A的散热扇叶沿剖线B-B的剖面示意图。请参考图2A与图2B，本实施例的散热扇叶220与第一实施例的散热扇叶120大致相似，两者差异在于：导流部的凹面的几何形状不同。在第一实施例中，导流部122的凹面122a的几何形状近似圆形或椭圆，如图1A所示。在本实施例中，导流部222的凹面222a的几何形状自结合端221c往导流端221d的末缘(即沿方向DR)由窄变宽。
图3A是本发明第三实施例的散热扇叶的示意图。图3B是图3A的散热扇叶沿剖线C-C的剖面示意图。请参考图3A与图3B，本实施例的散热扇叶320与第二实施例的散热扇叶220大致相似，两者差异在于：导流部的凹面的几何形状不同。在第二实施例中，导流部222的凹面222a的几何形状自结合端221c往导流端221d的末缘(即沿方向DR)由窄变宽，如图2A所示。在本实施例中，导流部322的凹面322a的几何形状自结合端321c往导流端321d的末缘(即沿方向DR)由窄变宽，且导流部322在导流端321d的末缘形成有一开口321e。在方向DR上，第二实施例的导流部222的凹面222a的宽度变化大于本实施例的导流部322的凹面322a的宽度变化。
图4A是本发明第四实施例的散热扇叶的示意图。图4B是图4A的散热扇叶沿剖线D-D的剖面示意图。请参考图4A与图4B，本实施例的散热扇叶420与第一实施例的散热扇叶120大致相似，两者差异在于：导流部的大小与数量。在本实施例中，导流部422的数量为多个，其中这些导流部422排列成一矩阵，且任一个导流部422的凹面422a的面积小于第一实施例的导流部122的凹面122a的面积。
以下列举其他实施例的散热风扇100A作为说明，该实施例的散热风扇100A所采用的散热扇叶与第一实施例的散热扇叶120大致相似，故该实施例省略了与第一实施例相同的技术内容与功效的说明。
图5是本发明另一实施例的散热风扇的示意图。请参考图5，本实施例的散热风扇100A所采用的散热扇叶(包括多个第一扇叶120a、多个第二扇叶120b以及多个第三扇叶120c)的几何形状与第一实施例的散热风扇100所采用的散热扇叶120的几何形状大致相似，两者差异在于：本实施例依第一扇叶120a、第二扇叶120b以及第三扇叶120c的排序(即任两相邻的第一扇叶120a与第三扇叶120c之间设有一个第二扇叶120b的配置顺序)沿旋转方向R使这些散热扇叶规律排列于轮毂110的周围，其中第一扇叶120a的导流部1221的深度D1小于第二扇叶120b的导流部1222的深度D2，且第二扇叶120b的导流部1222的深度D2小于第三扇叶120c的导流部1223的深度D3。
也就是说，第一扇叶120a用以承接气流的导流面的面积小于第二扇叶120b用以承接气流的导流面的面积，且第二扇叶120b用以承接气流的导流面的面积小于第三扇叶120c用以承接气流的导流面的面积。在其他实施例中，可使环绕排列于轮毂的周围的这些散热扇叶沿散热风扇的旋转方向依承接气流的导流面的面积由小到大或由大到小规律排列。相较于此，第一实施例的散热风扇100所采用的这些散热扇叶120的导流部122的深度以及这些散热扇叶120用以承接气流的导流面的面积是固定不变的。
另一方面，第一扇叶120a的入口角I1与出口角O1、第二扇叶120b的入口角I2与出口角O2以及第三扇叶120c的入口角I3与出口角O3各不相同。进一步而言，轮毂110具有一外周圆(图式中通过这些散热扇叶与轮毂110相接处的一点链线)，在这些散热扇叶与轮毂110相接处，通过这些散热扇叶的曲面本体的切线与通过轮毂110的外周圆的切线之间的夹角即为入口角。这些散热扇叶的末缘界定出一外周圆(附图中通过这些散热扇叶的末缘的一点链线)，在这些散热扇叶的末缘，通过这些散热扇叶的曲面本体的切线与通过这些散热扇叶的末缘所界定出的外周圆的切线之间的夹角即为出口角。
在本实施例中，第一扇叶120a、第二扇叶120b以及第三扇叶120c分别用以承接气流的导流面的面积各不相同，因此于散热风扇100A运转时，作用于第一扇叶120a、第二扇叶120b以及第三扇叶120c的导流面的压力也各不相同，故能获致能量分散的效果，并且避免产生高频率噪音。另一方面，第一扇叶120a、第二扇叶120b以及第三扇叶120c的入口角分别设置为不同角度，且第一扇叶120a、第二扇叶120b以及第三扇叶120c的出口角分别设置为不同角度，同样能获致能量分散的效果，并且避免产生高频率噪音。
虽然本实施例是以第一扇叶120a、第二扇叶120b以及第三扇叶120c的入口角分别设置为不同角度，且第一扇叶120a、第二扇叶120b以及第三扇叶120c的出口角分别设置为不同角度作说明，但本发明不限于此。在其他实施例中，这些散热扇叶的入口角的角度可设置为相同，且这些散热扇叶的出口角的角度可设置为相同，或者是这些散热扇叶的入口角的角度可设置为相同，但这些散热扇叶的出口角的角度可设置为不同，又或者是这些散热扇叶的入口角的角度可设置为不同，但这些散热扇叶的出口角的角度可设置为相同。
综上所述，本发明的散热风扇所采用的散热扇叶具有较大的导流面积，其运转时能提高散热气流的流量而获致较佳的散热效率。常见的散热风扇虽能通过提高转速或增加散热扇叶的数量等方式提高散热气流的流量，却会造成马达负载过大或产生高频率噪音。相较于此，在不提高转速或增加散热扇叶的数量等情况下，本发明的散热风扇依旧能提高散热气流的流量，故能减轻马达负载，并且避免产生高频率噪音。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种散热风扇，其特征在于，包括：
轮毂；以及
多个散热扇叶，环绕排列于所述轮毂的周围，所述多个散热扇叶的每一个包括：
曲面本体，具有承压面与相对于所述承压面的负压面；以及
导流部，连接所述曲面本体，其中所述导流部具有凹面与相对于所述凹面的凸面，所述凹面内凹于所述承压面，且所述凸面外凸于所述负压面，所述多个散热扇叶包括多个第一扇叶、多个第二扇叶以及多个第三扇叶，且采相邻的任一个所述第一扇叶与任一个所述第三扇叶之间设有一个所述第二扇叶的配置顺序，所述多个第一扇叶的每一个的所述导流部的所述凹面的深度小于所述第二扇叶的每一个的所述导流部的所述凹面的深度，且所述第二扇叶的每一个的所述导流部的所述凹面的深度小于所述第三扇叶的每一个的所述导流部的所述凹面的深度，所述多个第一扇叶的每一个用以承接气流的导流面的面积小于所述第二扇叶的每一个用以承接气流的导流面的面积，且所述第二扇叶的每一个用以承接气流的导流面的面积小于所述第三扇叶的每一个的用以承接气流的导流面的面积。
2.根据权利要求1所述的散热风扇，其特征在于，所述多个曲面本体的每一个还具有结合端与相对于所述结合端的导流端，所述多个结合端的每一个固定于所述轮毂，且所述多个导流部的每一个设置靠近对应的所述导流端的末缘。
3.根据权利要求1所述的散热风扇，其特征在于，所述多个曲面本体的每一个与对应的所述导流部为一体成型的板金件，且所述多个导流部的每一个经由冲压形成于对应的所述曲面本体。
4.根据权利要求1所述的散热风扇，其特征在于，所述多个凹面的每一个包括凹曲面。
5.根据权利要求4所述的散热风扇，其特征在于，所述多个承压面的每一个包括凹曲面，且所述多个承压面的每一个的曲率半径不同于对应的所述凹面的曲率半径。
6.根据权利要求1所述的散热风扇，其特征在于，所述轮毂具有一外周圆，在所述多个散热扇叶与所述轮毂相接处，通过所述多个散热扇叶的所述曲面本体的切线与通过所述轮毂的所述外周圆的切线之间的夹角界定为入口角，所述多个散热扇叶的末缘界定出一外周圆，在所述多个散热扇叶的末缘，通过所述多个散热扇叶的所述曲面本体的切线与通过所述多个散热扇叶的末缘的所述外周圆的切线之间的夹角界定为出口角，所述第一扇叶的入口角与出口角、所述第二扇叶的入口角与出口角以及所述第三扇叶的入口角与出口角各不相同。
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