CN111765119B - 扇叶结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种扇叶结构,包括一轮毂及一叶片组,该轮毂具有一顶壁及一自该顶壁周缘延伸的侧壁,该叶片组具有复数上叶片与复数下叶片,该复数上叶片、该复数下叶片呈上、下交错设在该侧壁,每一该上叶片设有一第一前缘与一第一后缘自该第一前缘沿该上叶片长度方向向下斜伸且共同界定一第一迎风面,每一该下叶片设有一第二前缘与一第二后缘自该第二前缘沿该下叶片长度方向向上斜伸且共同界定一第二迎风面,其中该第一迎风面是面朝下方该下叶片的第二后缘方向设置,该第二迎风面是面朝上方该上叶片的第一后缘方向设置,通过本发明此设计,可令流体得持续不断的加压,进而降低震动及噪音以及减少马达耗电的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种扇叶结构,尤指一种可达到对气流不断增压及降低噪音的扇叶结构。
背景技术
近年来随着电子产业的发展,电子装置的性能不断提升,其内部晶片组的数量和运算速度不断提升,使得电子装置所散发的热量也相应增加,因此散热风扇在电子元件结构内部运用越来越广泛。
参阅图1A、图1B,现有一般离心风扇1包括一上板11、一底板12、一入风口13、一出风口14及一扇叶结构15,该底板12的外周缘向上围绕有一侧板121,该上板11盖合在该底板12上,该上板11与底板12及侧板21共同界定一容设空间16是用以容设该扇叶结构15,且该扇叶结构15通过一轴心(图中未示)与该底板12具有的一轴筒122相枢设,该入风口13与出风口14分别开设于该上板11及该侧板121一侧。该扇叶结构15包括一轮毂151与复数径向叶片152,该复数径向叶片152系环设在该轮毂151的外周侧上,每一该径向叶片152设有一自由端1521、一朝该轮毂151的中心的固定端1522、一迎风面1523与一对应该迎风面1523的背风面1524,该复数径向叶片152的固定端1522固定连接在该轮毂151的外周侧上,其自由端1521与该侧板121内表面之间界定有一气流通道157,该复数径向叶片152的迎风面1523呈相同朝向且彼此相平行,并两两径向叶片152之间形成有一呈径向的流道156。所以当该离心风扇1运转时,该扇叶结构15沿逆时针旋转,该复数径向叶片152会将外面气流17轴向导引到该上板11的入风口13内,使气流17从该复数径向叶片152的固定端1522进入到各自流道156内加压且以径向方向从该自由端1521流出(甩出)至该气流通道157内,并沿着该侧板121内表面从径向的该出风口14流出。
但现有离心风扇1却延伸另一问题,就是现有的轴向气流17进入到每一径向叶片152的流道156内时,因每一径向叶片152对气流17的加压距离只是短短的径向叶片152弦长,以致于气流17于流道156内还来不及被径向叶片152加压就甩出去了,且这些还来不及被加压大部分的气流17会直接由各径向叶片152的自由端1521甩出而不断撞击到该侧板121内表面后,才会于该气流通道157内并朝该出风口14方向向外流出,由于前述原因以致于造成噪音大、震动大及产生无法提升风扇风压及风量的问题,且还会造成离心风扇马达耗电耗能等诸多问题。另外,现有的该复数径向叶片152是采用很密集排列形成在该轮毂151外周侧上,以导致于实际制造上的模具是不好开模,相对的成本也提高。
发明内容
本发明的一目的在提供一种可达到对流体(如气流)不断增压及降低噪音的扇叶结构。
本发明的另一目的在提供一种通过复数上、下叶片交错设在该轮毂外周侧壁的设计,使得能减少叶片设置的数量,且还有利于制造上模具好开模及降低成本的扇叶结构。
本发明的另一目的在提供一种一具有复数上、下叶片呈上、下交错设置的扇叶结构应用于一离心风扇上可达到提升风压及风量的效果,进而还可降低震动及减少风扇马达耗电的效果的扇叶结构。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种扇叶结构,其特征在于,包括:
一轮毂,具有一顶壁及一自该顶壁周缘延伸的侧壁;
一叶片组,具有复数上叶片与复数下叶片,该复数上叶片、该复数下叶片呈上、下交错设在该侧壁,每一该上叶片设有一第一前缘与一第一后缘,该第一前缘与第一后缘自该第一前缘沿该上叶片长度方向向下斜伸且共同界定一第一迎风面,每一该下叶片设有一第二前缘与一第二后缘,该第二前缘与第二后缘自该第二前缘沿该下叶片长度方向向上斜伸且共同界定一第二迎风面;及
其中该第一迎风面是面朝下方该下叶片的第二后缘方向设置,该第二迎风面是面朝上方该上叶片的第一后缘方向设置。
所述的扇叶结构,其中:该侧壁设有一上半部及一下半部,该复数上叶片与该复数下叶片交错设在该上半部与该下半部。
所述的扇叶结构,其中:该第一后缘自该第一前缘沿该上叶片长度方向向下斜伸,且该第一后缘与该第一前缘共同界定一第一背风面,该第一背风面对应于该第一迎风面,该第二后缘自该第二前缘沿该下叶片长度方向向上斜伸,且该第二后缘与该第二前缘共同界定一第二背风面,该第二背风面对应于该第二迎风面,该第一背风面与该第二背风面呈不相同朝向,该第一迎风面与该第二迎风面呈不相同朝向,且该第二迎风面与第一迎风面不相面对。
所述的扇叶结构,其中:该复数上叶片其中任一上叶片的该第一前缘与面对前下方的该下叶片的该第二后缘不在同一轴线上或在同一轴线上,该其中任一上叶片的该第一后缘与对应后下方的该下叶片的该第二前缘不在同一轴线上或在同一轴线上。
所述的扇叶结构,其中:该复数上叶片、该复数下叶片呈拱形状或弧状。
所述的扇叶结构,其中:该复数上叶片、该复数下叶片与该轮毂为一体成型或非一体成型。
所述的扇叶结构,其中:应用于一离心风扇,该离心风扇包含一底座与一具有一入风口的上板,该上板盖合在该底座上且共同界定一容设空间,该容设空间容设该扇叶结构,一轴心的一端固定在该轮毂,该轴心的另一端与该底座凸伸的一轴筒相枢设,该底座的侧边上设有一出风口,该出风口连通该容设空间。
通过本发明此扇叶结构的设计,使得可达到让流体(如气流)得持续不断增压(加压)及降低噪音,且还有效降低成本、降低震动及减少风扇马达耗电(耗能)的效果。
附图说明
图1A为现有的离心风扇的立体分解示意图。
图1B为现有的离心风扇的气流流动态样示意图。
图2A为本发明的第一实施例的扇叶结构立体示意图。
图2B为本发明图2A的侧视示意图。
图2C为本发明的第一实施例的气流于该复数上叶片、该复数下叶片之间流动态样示意图。
图3为本发明的第二实施例的离心风扇的立体分解示意图。
图4A为本发明的第二实施例的离心风扇的立体组合示意图。
图4B为本发明的第二实施例的离心风扇的气流于该复数上叶片、该复数下叶片之间流动态样示意图。
图5为本发明风扇的扇叶结构与现有离心风扇的扇叶结构实测曲线比较示意图。
附图标记说明:扇叶结构2;轮毂21;顶壁211;侧壁212;上、下半部2121、2122;叶片组22;上、下叶片221、222;第一、二前缘2211、2221;第一、二后缘2212、2222;第一、二迎风面2213、2223;第一、二背风面2214、2224;外侧端2215、2225;内侧端2216、2226;风扇3;上板31;底座32;侧板321;轴筒322;入风口33;出风口34;容设空间35;轴心36;定子37;气流通道38;气流4;中心线O。
具体实施方式
本发明的上述目的及其结构与功能上的特性,将依据所附图式的较佳实施例予以说明。
本发明系提供一种扇叶结构,请参阅图2A为本发明的第一实施例的扇叶结构立体示意图;图2B为本发明图2A的侧视示意图;图2C为本发明的第一实施例的气流于该复数上叶片、该复数下叶片之间流动态样示意图。如图所示,该扇叶结构2包括一轮毂21及一叶片组22,该轮毂21具有一顶壁211及一自该顶壁211周缘延伸的侧壁212,该侧壁212设有一上半部2121及一下半部2122,在本实施例中相邻该轮毂21外周缘的侧壁212的顶端至自底端两者之间的中心点为上半部2121与下半部2122的分界点,也就是该侧壁212的顶端至前述中心点为上半部2121,该中心点至该侧壁212的底端为下半部2122,但并不局限于此。该叶片组22具有复数上叶片221与复数下叶片222,该复数上叶片、该复数下叶片221、222呈上、下交错设在该侧壁212,在本实施例中该复数上叶片221与该复数下叶片222交错设在该上半部2121与该下半部2122,且该复数上叶片、该复数下叶片221、222与该轮毂21的中心线O呈一倾斜角度设置,例如每一该上叶片221呈30度~70度倾斜角度的设在该上半部2121,该角度较佳为35度~50度,每一该下叶片222呈110度~155度倾斜角度设在该下半部2122,该角度较佳为120度~140度。
其中该复数上叶片、该复数下叶片221、222与该轮毂21为一体成型例如塑胶射出或3D列印达成。当然,在其他一实施例,该复数上叶片、该复数下叶片221、222与该轮毂21可为部分一体成型搭配部分非一体成型例如该复数上叶片221(或下叶片222)如塑胶射出成型在该轮毂21的侧壁212的上半部2121(或下半部2122),该复数下叶片222(或上叶片221)采用例如胶接、嵌接或焊接等方式结合在该轮毂21的侧壁212的下半部2122(或上半部2121),或是该复数下叶片222(或上叶片221)面对该轮毂21的一内侧端2226(或2216)环接一中空的套接环以套设在该轮毂21的侧壁212的下半部2122(或上半部2121)结合为一体。在其他另一实施例,该复数上叶片、该复数下叶片221、222与该轮毂21可都为非一体成型例如该复数上叶片、该复数下叶片221、222采用例如胶接、嵌接或焊接等方式结合在该轮毂21的侧壁212的上半部2121与下半部2122。
每一该上叶片221设有一相邻该顶壁211的第一前缘2211与一第一后缘2212,该第一后缘2212自该第一前缘2211沿该上叶片221长度方向向下斜伸且共同界定一第一迎风面2213与一对应该第一迎风面2213的第一背风面2214,该第一迎风面2213与第一背风面2214分别设置在该上叶片221的两侧,在该扇叶结构2运转过程中(如逆时针旋转),该扇叶结构2朝向旋转方向的一侧面(前侧面)为该第一迎风面2213,另一侧面(后侧面)为该第一背风面2214,且该第一迎风面2213位于该第一背风面2214的前方,并在本实施例中该第一迎风面2213与第一背风面2214分别呈如凹曲面与凸曲面,以使该上叶片221整体的形状呈一拱形状,且每一该上叶片221的厚度系随如拱形沿伸方向由厚变薄,但并不引以为限。
每一该下叶片222设有一相邻该侧壁212底端的第二前缘2221与一第二后缘2222,该第二后缘2222自该第二前缘2221沿该下叶片222长度方向向上斜伸且共同界定一第二迎风面2223与一对应该第二迎风面2223的第二背风面2224,该第二迎风面2223与第二背风面2224分别设置在该下叶片222的两侧,在本实施例中的复数下叶片222的结构及形状(如呈拱状)与前述上叶片221的结构及形状(如呈拱状)相同,在此不重新赘述,该上、下叶片221、222差异在于每一该上叶片221的第一迎风面2213是面朝下方对应该下叶片222的第二后缘2222方向设置,每一该下叶片222的第二迎风面2223是面朝上方对应该上叶片221的第一后缘2212方向设置,也就是如图2A、图2B中该复数上叶片221其中一上叶片221的第一迎风面2213是面朝前斜下方的下叶片222的第二后缘2222方向设置在该上半部2121,前下方的下叶片222的第二迎风面2223是面朝前斜上方的上叶片221的第一后缘2212方向设置在该下半部2122,且该复数上叶片、该复数下叶片221、222的第一迎风面2213与第二迎风面2223是不相面对且呈不相同朝向,该第一背风面2214与该第二背风面2224也呈不相同朝向。在一可行实施例中,该上叶片221的形状与该下叶片222的形状可为相同或不相同,例如该上叶片221的形状也可呈弧状(或拱状),且该上叶片221的第一迎风面2213与第一背风面2214分别呈如凹弧面与凸弧面,该下叶片222的形状也可呈拱状(或弧状),且该下叶片222的第二迎风面2223与第二背风面2224分别呈如凹曲面与凸曲面,或是该上、下叶片221、222的形状为相同都呈弧状(或拱状)。
在本实施例中每一该上叶片221的第一前缘2211的厚度大于该第一后缘2212的厚度,及每一该下叶片222的第二前缘2221的厚度大于该二后缘的厚度,且每一该上叶片221的该第一前缘2211与面对前下方的该下叶片222的第二后缘2222是不在同一轴线上,每一该上叶片221的第一后缘2212与对应后下方的下叶片222的第二前缘2221也不在同一轴线上,在图2B中可看出每一该上叶片221的第一前缘2211与第一后缘2222分别与前下方的下叶片222的第二后缘2222及后下方的下叶片222的第二前缘2221没有相重迭一起。在其他实施例,每一该上叶片221的第一前缘2211与面对前下方的该下叶片222的该第二后缘2222可在同一轴线上,每一该上叶片221的该第一后缘2212与对应后下方的该下叶片222的该第二前缘2221可在同一轴线上。
所以一轴向的流体(气流4)被该扇叶结构2的复数上叶片221的第一前缘2211导引进入后,该复数上叶片221会对气流4进行加压且沿各自第一迎风面2213朝该第一后缘2212方向在一定速度下向下甩出(流出)后,使后面下方的下叶片222的第二前缘2221会接住前面上叶片221甩出经加压后的气流4,接着该后面下方的下叶片222会对气流4再一次加压且沿各自第二迎风面2223朝第二后缘2222方向在一定速度下向上甩出(流出)后,再由后面上方的上叶片221的第一前缘2211接着前面下叶片222甩出经加压后的气流4并对气流4又一次加压,使气流4不断在该复数上叶片、该复数下叶片221、222之间以上、下、上、下方式不断接力持续加压(如图2C),因此使得可有效对气流4(流体)在该复数上叶片、该复数下叶片221、222之间的范围内不断持续增压(加压)及提升流量的效果。
所以通过本发明此扇叶结构2的设计,不仅可有效减少叶片的数量,且在制造上模具也容易开模及扇叶结构2容易制造,相对地能有效降低成本。
请参阅图3为本发明的第二实施例的离心风扇的立体分解示意图;图4A为本发明的第二实施例的离心风扇的立体组合示意图;图4B为本发明的第二实施例的离心风扇的气流于该复数上叶片、该复数下叶片之间流动态样示意图;图5为本发明风扇的扇叶结构与现有离心风扇的扇叶结构实测曲线比较示意图,并辅以参阅图2A、图2C,本实施例主要是将前述第一实施例的扇叶结构2应用于一风扇3(如离心风扇或鼓风机),在本实施例中该扇叶结构2是装设于该风扇3(如离心风扇)内用以驱动气流4。该风扇3包含一底座32与一上板31,该上板31具有一入风口33系用以供外面气流4(流体)流入该风扇3内,该上板31盖合在该底座32上构成一扇框,且该上板31与底座32共同界定一容设空间35,该容设空间35容设该扇叶结构2,一轴心36的一端固定在该轮毂21,该轴心36的另一端与该底座32凸伸的一轴筒322相枢设,并该底座32上设有一出风口34与一沿该底座32外周缘围绕向上延伸的侧板321,该出风口34设于该底座32的侧边且连通该容设空间35,且于该容设空间35的该复数上叶片、该复数下叶片221、222的一外侧端2215、2225与该侧板321内表面之间界定一气流通道38连通该出风口34。于本发明实际实施时,该扇叶结构2的该轮毂21内侧设有一磁性件(图中未示)与对应该轴筒322外周侧上套设的一定子37相感应激磁。
参阅图2A、图4B、图5,当该风扇3的该扇叶结构2沿逆时针旋转时,该上板31的入风口33会将外面的气流4导引入该容设空间35内,使气流4会被该复数上叶片221的第一前缘2211导引进入后,该复数上叶片221会对气流4加压而由该第一后缘2212流出(甩出),使后面下方的下叶片222的第二前缘2221会接住前面上叶片221甩出经加压的气流4,让大部分的气流4不断在所述的这些上、下叶片221、222之间以上、下、上、下方式不断接力持续加压(如图4B),然后该复数上叶片、该复数下叶片221、222的外侧端2215、2225外围的气流脱离了加压范围而被推出,并沿该侧板321内表面朝径向的该出风口34外流出(朝低压流出),同时位于该气流通道38内的少许气流4也一并沿该侧板321内表面朝出风口34外流出。在图5中,是本发明风扇的扇叶结构2与现有离心风扇的扇叶结构15实测曲线比较示意图,图中横向座标(CFM)代表的是风量与纵向座标(mmAq)代表的是风压(静压),且本发明为实线表示,现有为虚线表示,所以根据实验结果显示,在尺寸比例相同且使用相同的扇框的前提下,本发明风扇3与现有离心风扇在相同风量下,本发明具有较高的风压,在相同风压下,本发明具有较大的风量。由此可知,本发明风扇3确实能够有效提升风扇3性能及降低噪音。
因此凭借本发明该风扇3的设计,让气流4(流体)于该复数上叶片、该复数下叶片221、222之间范围内不断持续加压,以有效提升风扇3的风压及风量,又由于只有少许气流4会流出撞击到该侧板321内表面而于该气流通道38内,相对地使该风扇3运转时整体能达到降低噪音、降低震动及减少风扇马达耗电的效果,且还能有效达到降低成本及利于制造上模具好开模。此外,本发明该扇叶结构2的该复数上叶片、该复数下叶片221、222的第一、二迎风面2213、2223推动气流方向以与入风口33轴向进入气流方向是呈倾斜角度(呈非垂直角度),使得非垂直的流场可达到不易发散。
Claims (7)
1.一种扇叶结构,其特征在于,包括:
一轮毂,具有一顶壁及一自该顶壁周缘延伸的侧壁;
一叶片组,具有复数上叶片与复数下叶片,该复数上叶片、该复数下叶片呈上、下交错设在该侧壁,每一该上叶片设有一第一前缘与一第一后缘,该第一前缘与第一后缘自该第一前缘沿该上叶片长度方向向下斜伸且共同界定一第一迎风面,每一该下叶片设有一第二前缘与一第二后缘,该第二前缘与第二后缘自该第二前缘沿该下叶片长度方向向上斜伸且共同界定一第二迎风面;及
其中该第一迎风面是面朝下方该下叶片的第二后缘方向设置,该第二迎风面是面朝上方该上叶片的第一后缘方向设置。
2.如权利要求1所述的扇叶结构,其特征在于:该侧壁设有一上半部及一下半部,该复数上叶片与该复数下叶片交错设在该上半部与该下半部。
3.如权利要求1所述的扇叶结构,其特征在于:该第一后缘自该第一前缘沿该上叶片长度方向向下斜伸,且该第一后缘与该第一前缘共同界定一第一背风面,该第一背风面对应于该第一迎风面,该第二后缘自该第二前缘沿该下叶片长度方向向上斜伸,且该第二后缘与该第二前缘共同界定一第二背风面,该第二背风面对应于该第二迎风面,该第一背风面与该第二背风面呈不相同朝向,该第一迎风面与该第二迎风面呈不相同朝向,且该第二迎风面与第一迎风面不相面对。
4.如权利要求1所述的扇叶结构,其特征在于:该复数上叶片其中任一上叶片的该第一前缘与面对前下方的该下叶片的该第二后缘不在同一轴线上或在同一轴线上,该其中任一上叶片的该第一后缘与对应后下方的该下叶片的该第二前缘不在同一轴线上或在同一轴线上。
5.如权利要求1所述的扇叶结构,其特征在于:该复数上叶片、该复数下叶片呈拱形状或弧状。
6.如权利要求1所述的扇叶结构,其特征在于:该复数上叶片、该复数下叶片与该轮毂为一体成型或非一体成型。
7.如权利要求1所述的扇叶结构,其特征在于:应用于一离心风扇,该离心风扇包含一底座与一具有一入风口的上板,该上板盖合在该底座上且共同界定一容设空间,该容设空间容设该扇叶结构,一轴心的一端固定在该轮毂,该轴心的另一端与该底座凸伸的一轴筒相枢设,该底座的侧边上设有一出风口,该出风口连通该容设空间。
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