CN112012948B - 对旋式风扇结构 - Google Patents

Abstract

一种对旋式风扇结构包含第一基座、第一风扇、第二基座以及第二风扇。第一风扇可转动地设置于第一基座上，并包含第一轮毂。第一轮毂具有第一最大宽度。第二风扇可转动地设置于第二基座上，并包含第二轮毂。第二轮毂具有第二最大宽度。第一基座与第二基座位于第一风扇与第二风扇之间。第二最大宽度大于第一最大宽度。

Description

对旋式风扇结构

技术领域

本发明是有关于一种风扇结构，特别是有关于一种对旋式风扇结构。

背景技术

随着电子产品朝向高性能、高频率、高速度与轻薄化的迅速发展，电子产品的发热温度越来越高，因而容易产生不稳定现象，影响产品可靠度。因此，散热已成为目前电子产品开发的重要课题之一。

现今，利用风扇作为电子产品中的散热装置乃为常见的设计，但对于产生大量热能的电子产品，单一风扇并不足以有效散逸热能，另外，为避免单一风扇因故障而造成散热装置运转的中断，因此一般是利用同时使用多个风扇，借以达到提升气流的风量的目的。其中，所述多个风扇是为轴流式风扇。

然而，当两风扇相互串联组立但结构配置设计不佳时，很有可能反而造成两风扇的出风效能相互影响而彼此干扰。也就是说，串联另一风扇不但没有加成的效果，反而可能导致负面效果产生。

因此，如何提出一种可解决上述问题的风扇结构，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种可有效解决前述问题的对旋式风扇结构。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种对旋式风扇结构包含第一基座、第一风扇、第二基座以及第二风扇。第一风扇可转动地设置于第一基座上，并包含第一轮毂。第一轮毂具有第一最大宽度。第二风扇可转动地设置于第二基座上，并包含第二轮毂。第二轮毂具有第二最大宽度。第一基座与第二基座位于第一风扇与第二风扇之间。第二最大宽度大于第一最大宽度。

于本发明的一或多个实施方式中，第一基座具有第三最大宽度，第二基座具有第四最大宽度，且第二最大宽度第三最大宽度与第四最大宽度均介于第一最大宽度与第二最大宽度之间。

于本发明的一或多个实施方式中，第三最大宽度等于第四最大宽度。

于本发明的一或多个实施方式中，第三最大宽度大于或等于第一最大宽度。第四最大宽度大于或等于第三最大宽度。第二最大宽度大于第四最大宽度。

于本发明的一或多个实施方式中，第三最大宽度大于第一最大宽度。第四最大宽度大于或等于第三最大宽度。第二最大宽度大于或等于第四最大宽度。

于本发明的一或多个实施方式中，第二风扇配置以基于轴线转动。在通过轴线的剖面上，第二轮毂具有外缘轮廓线。外缘轮廓线具有倾斜段相对轴线倾斜。

于本发明的一或多个实施方式中，外缘轮廓线还具有平行段。平行段与倾斜段相连，平行于轴线，并较倾斜段远离第二基座。

于本发明的一或多个实施方式中，第一风扇配置以基于轴线转动。在通过轴线的剖面上，第一轮毂具有外缘轮廓线。外缘轮廓线具有倾斜段相对轴线倾斜。

于本发明的一或多个实施方式中，外缘轮廓线还具有平行段。平行段与倾斜段相连，平行于轴线，并较倾斜段靠近第一基座。

于本发明的一或多个实施方式中，在平行于轴线的方向上，平行段的高度与外缘轮廓线的高度的比值实质上介于0.2至0.85。

于本发明的一或多个实施方式中，倾斜段为直线或曲线。

于本发明的一或多个实施方式中，对旋式风扇结构进一步包含多个第一静叶以及多个第二静叶。第一静叶连接于第一基座的外缘。第二静叶连接于第二基座的外缘。第一静叶与第二静叶彼此间具有相对应的位置关系。相连的第一静叶与第二静叶形成多个组合静叶。

于本发明的一或多个实施方式中，第一基座具有中心。第一静叶所连接的第一基座的外缘处各具有根部。第一静叶的根部至中心具有多个圆心角，且圆心角中的至少两个的角度是彼此相异。

综上所述，在本发明的对旋式风扇结构中，第一风扇与第二风扇是采用对旋的方式运转的(即旋转方向相反)，因此进入对旋式风扇结构内的空气会在第一风扇与第二风扇之间增压，进而提高出口风速，并有效增进散热能力。此外，通过使第一风扇的轮毂的形状相对于第二风扇的轮毂的形状在旋转轴线的方向上呈非对称设计(例如，使第二风扇的轮毂的最大宽度大于第一风扇的轮毂的最大宽度)，可以有效改良本发明的对旋式风扇结构在中高阻抗上的特性表现。另外，通过使第二风扇的轮毂的形状在旋转轴线的方向上呈非对称设计(例如，使第二风扇的轮毂的外缘轮廓线设计有倾斜段)，亦有助于增进本发明的对旋式风扇结构在中高阻抗上的特性表现。

以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为绘示根据本发明一实施方式的对旋式风扇结构的立体组合图；

图2为绘示图1中的对旋式风扇结构的立体爆炸图；

图3为绘示图1中的对旋式风扇结构沿着线段3-3的剖面示意图；

图4为绘示根据本发明一实施方式的对旋式风扇结构在不同设计参数下的特性曲线图；

图5为绘示图1中的第一壳体的底视图。

【符号说明】

100：对旋式风扇结构

110：第一壳体

111：第一外壁

112：第一基座

112a：穿孔

113：第一静叶

113a：根部

120：第一风扇

121：第一轮毂

121a、141a：外缘轮廓线

121a1、141a1：倾斜段

121a2、141a2：平行段

122：第一扇叶

130：第二壳体

131：第二外壁

132：第二基座

133：第二静叶

140：第二风扇

141：第二轮毂

142：第二扇叶

A：轴线

C：中心

FH、FSH、RH、RSH：高度

L1、L2、L3、L4：曲线

W1：第一最大宽度

W2：第二最大宽度

W3：第三最大宽度

W4：第四最大宽度

θ1、θ2、θ3：圆心角

具体实施方式

请参照图1至图3。图1为绘示根据本发明一实施方式的对旋式风扇结构100的立体组合图。图2为绘示图1中的对旋式风扇结构100的立体爆炸图。图3为绘示图1中的对旋式风扇结构100沿着线段3-3的剖面示意图。图1至图3所绘示的箭头方向是表示对旋式风扇的入出风方向。如图1与图2所示，于本实施方式中，对旋式风扇结构100包含第一壳体110、第一风扇120、第二壳体130以及第二风扇140。以下将详细说明对旋式风扇结构100所包含的各元件的结构、功能以及元件之间的连接关系。

如图2所示，于本实施方式中，第一壳体110包含第一外壁111、第一基座112以及多个第一静叶113。第一外壁111呈中空状，并具有相对的两开口。第一基座112位于第一外壁111的其中一开口处。第一静叶113实质上呈放射状地连接于第一外壁111的内缘与第一基座112的外缘之间。于图2所示的实施方式中，第一静叶113的数量为3个，但本发明并不以此为限，并可根据实际需求而弹性地修改。

如图2所示，于本实施方式中，第一风扇120容置于第一外壁111内(可一并参考图3)，并可转动地设置于第一基座112上。具体来说，第一风扇120包含第一轮毂121以及多个第一扇叶122。第一轮毂121是基于轴线A(见图3)可转动地连接第一基座112(例如，透过枢轴)。第一扇叶122连接至第一轮毂121的外缘，并配置以在第一风扇120相对于第一壳体110旋转时，将第一壳体110外的空气引入第一壳体110中，并使引入的空气经由第一静叶113导引至第二壳体130。于图2所示的实施方式中，第一扇叶122的数量为5个，但本发明并不以此为限，并可根据实际需求而弹性地修改。

如图2与图3所示，于本实施方式中，第二壳体130包含第二外壁131、第二基座132以及多个第二静叶133(图3的剖面示意图中仅出现1个)。第二外壁131呈中空状，并具有相对的两开口。第二基座132位于第二外壁131的其中一开口处，并与第一基座112相抵靠，因此第一基座112与第二基座132亦可视为一组合基座。第二静叶133实质上呈放射状地连接于第二外壁131的内缘与第二基座132的外缘之间。于本实施方式中，第二静叶133的数量与第一静叶113相同(亦即，同为3个)。于一些实施方式中，第一静叶113与第二静叶133彼此间具有相对应的位置关系，使得第一壳体110与第二壳体130连接时，第二静叶133亦分别与其相对应的第一静叶113连接，因此相连的第一静叶113与第二静叶133可以形成多个组合静叶。于一些实施方式中，第一静叶113与第二静叶133亦可替换成肋条。

于一些实施方式中，第一壳体110与第二壳体130可为相同材料所制成的单体结构(例如，透过塑料采用射出成形制程所制造)。

如图2与图3所示，于本实施方式中，第二风扇140容置于第二外壁131内，并可转动地设置于第二基座132上。具体来说，第二风扇140包含第二轮毂141以及多个第二扇叶142。第二轮毂141是基于轴线A可转动地连接第二基座132(例如，透过枢轴)。第一基座112与第二基座132位于第一风扇120与第二风扇140之间。第二扇叶142连接至第二轮毂141的外缘，并配置以在第二风扇140相对于第二壳体130旋转时，将流入第二壳体130的空气(亦即，由第一壳体110的第一静叶113所导引来的空气)先经由第二静叶133导引进入第二壳体130中，使引入的空气由第二外壁131远离第二基座132的开口而排出第二壳体130外。于图2所示的实施方式中，第二扇叶142的数量为4个，但本发明并不以此为限，并可根据实际需求而弹性地修改。

须说明的是，于本实施方式中，第一风扇120与第二风扇140是采用对旋的方式运转的(即旋转方向相反)，因此进入对旋式风扇结构100内的空气会在第一风扇120与第二风扇140之间增压，进而提高出口风速，并有效增进散热能力。

如图3所示，于本实施方式中，第一轮毂121具有第一最大宽度W1，第二轮毂141具有第二最大宽度W2，第一基座112具有第三最大宽度W3，及第二基座132具有第四最大宽度W4，且第二最大宽度W2大于第一最大宽度W1，同时第三最大宽度W3与第四最大宽度W4均介于第一最大宽度W1与第二最大宽度W2之间。由此可知，第一风扇120的第一轮毂121的形状相对于第二风扇140的第二轮毂141的形状在平行于轴线A的方向上呈非对称设计。通过此结构配置，可以有效改良本实施方式的对旋式风扇结构100在中高阻抗上的特性表现，具体原因可参照下文中有关图4的说明。

请参照图4，其为绘示根据本发明一实施方式的对旋式风扇结构100在不同设计参数下的特性曲线图。如图4所示，曲线L1、L3分别代表的是采用图1所示的对旋式风扇结构100的非对称设计(即第二最大宽度W2大于第一最大宽度W1)所测试出的流量-压力曲线与流量-功率曲线，其中第一风扇120与第二风扇140的转速分别为19,500RPM(每分钟转速，Revolutions Per Minute)与18,500RPM。曲线L2、L4分别代表的是采用将图1所示的对旋式风扇结构100修改为第一最大宽度W1、第二最大宽度W2、第三最大宽度W3与第四最大宽度W4均为相同宽度的对称设计所测试出的流量-压力曲线与流量-功率曲线，其中对称设计的第一风扇120与第二风扇140的转速分别为24,300RPM与27,200RPM。在中高阻抗(例如，流量介于约20CFM(每分钟流量，Cubic Feet Per Minute)与约40CFM之间)的应用上，以图4中三角形所指示的流量-压力条件为例，采用对称设计的对旋式风扇结构100的风扇转速需较高(即24,300RPM与27,200RPM)，且功率要高达约90瓦特(Watt)才有机会符合中高阻抗的应用。然而采用图1所示的非对称设计的对旋式风扇结构100时，第一风扇120与第二风扇140的转速仅分别需为19,500RPM(约降低20％)与18,500RPM(约降低32％)，同时功率仅需为约75瓦特(约节省17％)，即能够满足中高阻抗的应用。由此可知，本实施方式的对旋式风扇结构100在中高阻抗上具有较佳的特性表现。

再回到图3，于本实施方式中，第三最大宽度W3与第四最大宽度W4均介于第一最大宽度W1与第二最大宽度W2之间，且第三最大宽度W3是等于第四最大宽度W4。于一些实施方式中，第三最大宽度W3大于或等于第一最大宽度W1，第四最大宽度W4大于或等于第三最大宽度W3，且第二最大宽度W2大于第四最大宽度W4。于一些实施方式中，第三最大宽度W3大于第一最大宽度W1，第四最大宽度W4大于或等于第三最大宽度W3，且第二最大宽度W2大于或等于第四最大宽度W4。于一些实施方式中，第一最大宽度W1、第三最大宽度W3、第四最大宽度W4及第二最大宽度W2彼此间是依序递增。

于图3的剖面示意图中，第二轮毂141具有外缘轮廓线141a。外缘轮廓线141a具有倾斜段141a1以及平行段141a2。倾斜段141a1是相对轴线A倾斜。平行段141a2与倾斜段141a1相连，且平行于轴线A，并较倾斜段141a1远离第二基座132，同时第二扇叶142与第二轮毂141的外缘所连接的部分包含倾斜段141a1以及平行段141a2。由此可知，第二风扇140的第二轮毂141的形状在平行于轴线A的方向上呈非对称设计。通过此结构配置，亦有助于增进本实施方式的对旋式风扇结构100在中高阻抗上的特性表现。

于一些实施方式中，如图3所示，在平行于轴线A的方向上，平行段141a2的高度RSH与外缘轮廓线141a的高度RH的比值实质上介于0.2至0.85。若此比值大于0.85，则容易造成气流直接撞击第二轮毂141，进而减少导流。若此比值小于0.2，则外缘轮廓线141a近似于整段皆为倾斜段的设计，可能会使得气流加压效果不明显，或是有反效果。

同样示于图3，第一轮毂121具有外缘轮廓线121a。外缘轮廓线121a具有倾斜段121a1以及平行段121a2。倾斜段121a1是相对轴线A倾斜。平行段121a2与倾斜段121a1相连，且平行于轴线A，并较倾斜段121a1靠近第一基座112。同时第一扇叶122与第一轮毂121的外缘所连接的部分包含倾斜段121a1以及平行段121a2。由此可知，第一风扇120的第一轮毂121的形状在平行于轴线A的方向上呈非对称设计。

如图3所示，于本实施方式中，倾斜段141a1为直线，倾斜段121a1为曲线，但本发明并不以此为限。于实际应用中，倾斜段141a1亦可改为曲线，同时倾斜段121a1亦可改为直线。

于一些实施方式中，如图3所示，在平行于轴线A的方向上，平行段121a2的高度FSH与外缘轮廓线121a的高度FH的比值实质上介于0.2至0.85。若此比值大于0.85，则外缘轮廓线121a近似于整段皆为平行段的设计，结果将导致入风面积的减少，同时降地第一轮毂121导引气流的功效。若此比值小于0.2，则外缘轮廓线121a近似于整段皆为倾斜段的设计，结果将导致第一轮毂121无法与其内部的铁壳进行安装。

请参照图5，其为绘示图1中的第一壳体110的底视图。如图2与图5所示，第一基座112具有中心C以及穿孔112a。穿孔112a可供对旋式风扇结构100的内部线路进行走线布局。第一静叶113具有连接至第一基座112的根部113a。根部113a(例如根部113a的正中央)至第一基座112的中心C形成多个圆心角θ1、θ2、θ3，且圆心角θ1、θ2、θ3中的至少两个圆心角彼此间的角度是相异。举例来说，穿孔112a形成于第一基座112对应于圆心角θ1的部分，因此第一基座112的此部分的结构强度可能会受到影响。通过设计使圆心角θ1(例如，约100度)小于圆心角θ2、θ3(例如，各为约130度)，使得穿孔112a所对应的圆心角θ1具有最小的角度，即可有效地加强第一基座112对应于圆心角θ1的部分的结构强度。

由以上对于本发明的具体实施方式的详述，可以明显地看出，在本发明的对旋式风扇结构中，第一风扇与第二风扇是采用对旋的方式运转(即旋转方向相反)，因此进入对旋式风扇结构内的空气会在第一风扇与第二风扇之间增压，进而提高出口风速，并有效增进散热能力。此外，通过使第一风扇的轮毂的形状相对于第二风扇的轮毂的形状在旋转轴线的方向上呈非对称设计(例如，使第一风扇与第二风扇两者的轮毂的最大宽度呈递增设计)，可以有效改良本发明的对旋式风扇结构在中高阻抗上的特性表现。另外，通过使第二风扇的轮毂的形状在旋转轴线的方向上呈非对称设计(例如，使第二风扇的轮毂的外缘轮廓线设计有倾斜段)，亦有助于增进本发明的对旋式风扇结构在中高阻抗上的特性表现。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种对旋式风扇结构，其特征在于，包含：

一第一基座；

一第一风扇，可转动地设置于该第一基座上，并包含一第一轮毂，该第一轮毂具有一第一最大宽度；

一第二基座；以及

一第二风扇，可转动地设置于该第二基座上，并包含一第二轮毂，该第二轮毂具有一第二最大宽度，

该第二风扇配置以基于一轴线转动，在通过该轴线的一剖面上，该第二轮毂具有一外缘轮廓线，且该外缘轮廓线具有一倾斜段以及一平行段，该倾斜段相对该轴线倾斜，

其中该第一基座与该第二基座位于该第一风扇与该第二风扇之间，该第一基座具有一第三最大宽度，该第二基座具有一第四最大宽度，且该第二最大宽度大于该第一最大宽度，该第三最大宽度与该第四最大宽度均介于该第一最大宽度与该第二最大宽度之间。

2.根据权利要求1所述的对旋式风扇结构，其特征在于，其中该第三最大宽度等于该第四最大宽度。

3.根据权利要求1所述的对旋式风扇结构，其特征在于，其中该第三最大宽度大于或等于该第一最大宽度，该第四最大宽度大于或等于该第三最大宽度，且该第二最大宽度大于该第四最大宽度。

4.根据权利要求1所述的对旋式风扇结构，其特征在于，其中该第三最大宽度大于该第一最大宽度，该第四最大宽度大于或等于该第三最大宽度，且该第二最大宽度大于或等于该第四最大宽度。

5.根据权利要求1所述的对旋式风扇结构，其特征在于，该平行段与该倾斜段相连，平行于该轴线，并较该倾斜段远离该第二基座。

6.根据权利要求1所述的对旋式风扇结构，其特征在于，其中该第一风扇配置以基于一轴线转动，在通过该轴线的一剖面上，该第一轮毂具有一外缘轮廓线，且该外缘轮廓线具有一倾斜段相对该轴线倾斜。

7.根据权利要求6所述的对旋式风扇结构，其特征在于，其中该外缘轮廓线还具有一平行段，该平行段与该倾斜段相连，平行于该轴线，并较该倾斜段靠近该第一基座。

8.根据权利要求5或7所述的对旋式风扇结构，其特征在于，其中在平行于该轴线的一方向上，该平行段的高度与该外缘轮廓线的高度的一比值介于0.2至0.85。

9.根据权利要求1至7任一所述的对旋式风扇结构，其特征在于，其中该倾斜段为一直线或一曲线。

10.根据权利要求1所述的对旋式风扇结构，其特征在于，进一步包含多个第一静叶以及多个第二静叶，所述多个第一静叶连接于该第一基座的外缘，所述多个第二静叶连接于该第二基座的外缘，而所述多个第一静叶与所述多个第二静叶彼此间具有相对应的位置关系，且相连的所述多个第一静叶与所述多个第二静叶形成多个组合静叶。

11.根据权利要求10所述的对旋式风扇结构，其特征在于，其中该第一基座具有一中心，所述多个第一静叶所连接的该第一基座的外缘处各具有一根部，所述多个第一静叶的所述根部至该中心具有多个圆心角，且所述多个圆心角中的至少两个的角度是彼此相异。

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