CN110873073B - 散热风扇 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热风扇，包括轮毂及多个扇叶组。多个扇叶组环绕配置于该轮毂，且各扇叶组包括至少两扇叶，扇叶之间构成流道，流道的宽度沿轮毂的转轴而渐缩。

Description

散热风扇

技术领域

本发明涉及一种散热风扇。

背景技术

现有的轴流式风扇广泛应用于电脑主机上以进行散热，但近来的个人电脑及伺服器的主机效能发展快速，高效能的电脑主机也相对产生大量废热，为避免废热的堆积造成主机的运作不佳，如何制作出高流量的风扇以达成良好的散热功效，是当前的重要目标。

此外，现有的轴流式风扇于旋转时，气流将沿着扇叶的表面流动，由于黏滞力的作用，使得扇叶表面上的气流流速逐渐变慢，最终气流从扇叶表面分离，并形成涡流。涡流的生成会降低通过风扇的空气流量而导致散热效能不佳，且涡流现象也带来噪音问题。

发明内容

本发明提供一种有效提升流量且能避免产生涡流的散热风扇。

本发明的散热风扇，包括轮毂及多个扇叶组。多个扇叶组环绕配置于该轮毂，且各扇叶组包括至少两片扇叶，其中扇叶之间构成流道，流道的宽度沿轮毂的转轴而渐缩。

基于上述，本发明之散热风扇具有多个环设于轮毂的扇叶组，且各扇叶组包括至少两片扇叶，同时利用扇叶之间的流道是沿轮毂的转轴构成渐缩，因此，当散热风扇旋转时，空气导入扇叶之间的流道后，将能通过渐缩流道而减少涡流的生成、获得更大的空气流量，并进而提高增加散热风扇的散热效能。此外，通过减少涡流的生成，也可降低空气产生共振的可能性而达到低噪音的目的。

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1是依据本发明一实施例的一种散热风扇的立体示意图。

图2示出图1的散热风扇的俯视图。

图3A至图3D分别示出散热风扇于不同处的局部剖视图。

图4A是图1的散热风扇的侧视图。

图4B是图4A的局部放大图。

附图标记说明

100：散热风扇

110：轮毂

111：侧面

120：扇叶组

121：第一扇叶

122：第二扇叶

123：流道

200：空气

210：外部流

220：内部流

A1、A2、A3、A4：截面

D1：转动方向

D2：扭转方向

S1：第一上表面

S2：第一下表面

S3：第二上表面

S4：第二下表面

E1：入口

E2：出口

θ31、θ32、θ33、θ34、θ35：夹角

θ41、θ42、θ43、θ44、θ45：夹角

LA：低压区

RD：径向

AX：转轴

具体实施方式

图1是依据本发明一实施例的一种散热风扇的立体示意图，在此以仰视视角观之。图2示出图1的散热风扇的俯视图。图3A至图3D分别示出散热风扇于不同处的局部剖视图，在此是以图2所示不同剖线A1～A4对应图3A～图3D。

请先参考图1及图2，在本实施例中，散热风扇100适于配置于电脑主机(例如笔电、个人电脑或大型伺服器)内，对于电脑主机内的电子元件进行散热，避免废热的堆积导致电脑主机过热。在此，散热风扇100例如是轴流风扇，其包括轮毂110及多个扇叶组120。多个扇叶组120环绕配置于轮毂110，轮毂110受控于马达(未示出)而带动各个扇叶组120沿转轴AX旋转，以导引空气200流入各个扇叶组120。

在本实施例中，轮毂110具有正交于其径向RD的侧面111。多个扇叶组120相间隔地设置在轮毂110的侧面111上，且扇叶组120为等距离设置。各扇叶组120至少包括两片扇叶，且扇叶之间构成流道，在此以相对应的第一扇叶121与第二扇叶122之间构成流道123而作为例示。值得注意的是，流道123的宽度是沿着径向RD且随着第一扇叶121与第二扇叶122背离轮毂110的延伸方向而渐缩，且同时沿转轴AX渐缩。

图3A至图3D分别示出散热风扇于不同处的局部剖视图。图4A是图1的散热风扇的侧视图。请参考图3A至图3D、图4A，并对照图2，进一步而言，第一扇叶121与第二扇叶122朝散热风扇100的转动方向D1弯曲成形，也就是第一扇叶121与第二扇叶122的弯曲状态是对应转动方向D1，而有利于空气由上而下地进入散热风扇100的流道123中，且第一扇叶121与第二扇叶122具有不同叶形轮廓，即第一扇叶121的弯曲程度不同于第二扇叶122的弯曲程度。

详细而言，如图2所示的不同剖线A1～A4，其是沿径向RD且逐渐远离轮毂110而剖切示出成图3A至图3D，也因此从图3A至图3D可清楚得知，在各扇叶组120中，彼此相应的第一扇叶121与第二扇叶122各沿轮毂110的径向RD而产生扭转，更进一步地说，在径向RD上，第一扇叶121随其远离轮毂110而以扭转方向D2产生扭转并相对于转轴AX形成不同的夹角θ31～θ34。类似地，第二扇叶122随其远离轮毂110而以扭转方向D2产生扭转并相对于转轴AX形成不同的夹角θ41～θ44，且更重要的是，第一扇叶121相对于转轴AX的夹角渐增幅度不同于第二扇叶122相对于转轴AX的夹角渐增幅度。

也就是说，在本实施例的同一扇叶组120中，第一扇叶121与第二扇叶122的结构分布是以径向RD为轴而辅以扭转方向D2而成，且参考图3A至图3D以及图4A至图4B也能清楚得知，在以转轴AX为基准的状态下，第一扇叶121的夹角增幅实质上大于第二扇叶122的夹角增幅，即是夹角θ41至夹角θ45的渐增幅度会大于夹角θ31至夹角θ35的渐增幅度，如此便造成流道123实质上是沿着转轴AX由上而下地渐缩，且也沿着轮毂110的径向RD渐缩，同时也可视为是沿着转动方向D1的逆向而渐缩。

图4B是图4A的局部放大图。请同时参考图4A与图4B，基于上述，在本实施例中，流道123靠近轮毂110的侧面111的一侧为入口E1，流道123背离近轮毂110的侧面111的另一侧为出口E2，且流道123的宽度自入口E1朝向出口E2渐缩。当轮毂110受控于马达而带动各个扇叶组120朝转动方向D1旋转时，外部的空气200沿转轴AX1朝轮毂110流动。

详细而言，部分的空气200分别沿着第一扇叶121的第一上表面S1以及第二扇叶122的第二下表面S4流动以形成两外部流210。两外部流210分别通过第一上表面S1及第二下表面S4时，将受到黏滞力的作用进而造成流速的降低，最后两外部流210因流速降低而无法持续沿着第一上表面S1及第二下表面S4流动，进而使两外部流210产生边界层分离现象而分别脱离第一扇叶121及第二扇叶122。

但同时，另一部分的空气200通过轮毂110的导引从流道123的入口E1流入以形成内部流220。内部流220沿着第一扇叶121的第一下表面S2及第二扇叶122的第二上表面S3流动，并从流道123的出口E2流出。空气200的内部流220于流动过程中，随着流道123宽度的渐缩而被加压，使空气200的内部流220被加压而喷射出流道123的出口E2以形成一低压区LA，且低压区LA用以导引并汇流周边空气200。具体而言，由于低压区LA的压力较周边区域的压力小，故可导引原会脱离于第一扇叶121及第二扇叶122的两外部流210，使内部流220与外部流210相互结合形成更大的气流，如此可避免在各个扇叶组120之间产生分离流或涡流的现象。

在本实施例中，轮毂110的材质为塑胶或金属且各个第一扇叶121与各个第二扇叶122的材质为金属。因此，轮毂110能经由射出成型(当轮毂110为塑胶)或压铸(当轮毂110为金属)而接合多个扇叶组120的第一扇叶121与第二扇叶122，且各个第一扇叶121与各个第二扇叶122的厚度例如是小于0.5mm。但，本实施例并未限制轮毂与扇叶组的结合方式。在另一未示出的实施例中，轮毂与扇叶组分别设置有能彼此对应的卡合结构，以通过彼此扣合的方式而组装、固定在一起。

进一步而言，本实施例的多个扇叶组120采用金属材质而具备较佳的延展性，使得扇叶组120的厚度能进一步地降低(如前述低于0.5mm)，因此散热风扇100能在轮毂110上配置第一扇叶121与第二扇叶122的数量例如是大于或等于50，此明显优于现有技术以塑胶射出的风扇结构。

进一步而言，当扇叶为塑胶材质时，受限于射出制程以及材料特性限制，扇叶的厚度跟扇叶形状设计的限制较大，难以达到有特殊形状需求的扇叶设计。由于本实施例的第一扇叶121与第二扇叶122采用金属材质，因此第一扇叶121与第二扇叶122可依据需求采用变化较大的叶形轮廓且能制作出较小的厚度。一般而言，增加扇叶组120的数量可增加散热风扇100的静压，但扇叶组120数量的增加将导致流道123宽度的缩减，使散热风扇100旋转运作时的空气流量降低而影响其散热效能。因此，本实施例的第一扇叶121与第二扇叶122采用金属材质，可在增加扇叶121、122数目的前提下，利用扇叶121、122厚度变薄的特性来弥补流道123宽度的缩减，并通过最佳化方法运算出适当的扇叶数量(大于或等于50)以及扇叶厚度(低于0.5mm)，达到同时增加静压与空气流量的目的。

基于上述，本发明的散热风扇的各个扇叶组包括第一扇叶及第二扇叶，利用相间隔的第一扇叶及第二扇叶构成朝外渐缩的流道，当散热风扇旋转时，将空气流体导入各个第一扇叶与各个第二扇叶之间，并通过空气通过渐缩流道所产生的低压区，吸引整流周围的空气以避免产生涡流或分离流等损失动能的现象，如此在散热风扇运作时可获得更大的空气流量，进而提高增加散热风扇的散热效能。此外，减少涡流或分离流的生成率，也可降低空气产生共振的可能性以达到低噪音的目的。

进一步而言，经由第一扇叶与第二扇叶的数量、厚度以及叶形轮廓的最佳化配置，可同时增加散热风扇的静压与空气流量。

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所界定者为准。

Claims (10)

1.一种散热风扇，包括：

轮毂；以及

多个扇叶组，环绕配置于所述轮毂，且各所述扇叶组包括至少两片扇叶，其中所述至少两片扇叶之间构成流道，所述流道的宽度沿所述轮毂的转轴而渐缩，所述至少两片扇叶的相邻两侧缘形成所述流道的入口，所述至少两片扇叶的另外相邻两侧缘形成所述流道的出口，以使所述流道是单一流道结构，空气从所述入口流入并从所述出口流出，且所述流道由所述入口至所述出口持续渐缩，以使空气随着流道渐缩而被加压。

2.根据权利要求1所述的散热风扇，其中所述多个扇叶组相对于所述轮毂呈放射状，各所述扇叶组包括第一扇叶与第二扇叶，所述第一扇叶与所述第二扇叶彼此相应且间隔以所述流道，且相应的所述第一扇叶与所述第二扇叶各沿所述轮毂的径向产生扭转。

3.根据权利要求2所述的散热风扇，其中在所述径向上，所述第一扇叶随其远离所述轮毂而以扭转方向产生扭转并相对于所述转轴形成不同夹角，所述第二扇叶随其远离所述轮毂而以所述扭转方向产生扭转并相对于所述转轴形成不同夹角，且所述第一扇叶相对于所述转轴的夹角渐增幅度不同于所述第二扇叶相对于所述转轴的夹角渐增幅度。

4.根据权利要求2所述的散热风扇，其中所述第一扇叶与所述第二扇叶具有不同的叶形轮廓，且所述第一扇叶与所述第二扇叶具有不同的扭转状态。

5.根据权利要求2所述的散热风扇，其中所述第一扇叶与所述第二扇叶的材质为金属。

6.根据权利要求1所述的散热风扇，其中散热风扇是轴流风扇。

7.根据权利要求6所述的散热风扇，其中空气被加压而喷射出所述出口以形成低压区，所述低压区导引并汇流周边空气。

8.根据权利要求1所述的散热风扇，其中所述轮毂的材质为塑胶或金属。

9.根据权利要求8所述的散热风扇，其中所述轮毂经由射出成型或压铸而接合所述至少两片扇叶。

10.根据权利要求2所述的散热风扇，其中所述第一扇叶与所述第二扇叶的厚度皆小于0.5mm。

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