CN113757149A - 一种微型两级管道轴流风扇 - Google Patents

一种微型两级管道轴流风扇 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微型两级管道轴流风扇，包括轴流风扇本体；所述轴流风扇本体包括装设在外部用于支撑的外壳；所述外壳内部装设有微型直流无刷电机；所述外壳与微型直流无刷电机之间装设有若干个电机支架，所述电机支架一端连接外壳；另一端连接微型直流无刷电机；并用于支撑微型直流无刷电机；所述微型直流无刷电机端部装设有双出轴芯；所述微型电机驱动双出轴芯旋转；所述双出轴芯一侧固定装设有第一轴流叶轮；所述双出轴芯另一侧固定装设有第二轴流叶轮；本发明提供一种微型两级管道轴流风扇；提升了风扇内部容纳驱动电机的空间，并且提高了风扇的效率和功率范围，同时扩大了风扇的应用范围。

Description

一种微型两级管道轴流风扇
技术领域
本发明涉及风扇技术领域，特别涉及一种微型两级管道轴流风扇。
背景技术
如今电子产品的体积越来越小，致使单位体积内的芯片发热量越来越大，风扇作为主要的散热元件，其性能的提升显得更为重要，业界对于微型风扇的需求越来越多，然而常规的微型风扇一般有两种：微型轴流风扇、微型离心风扇。
常规的微型轴流风扇和微型离心风扇，其主要特征是轴向长度远小于长度和宽度，以及采用外转子电机；由于这类风扇给电机留出的空间异常狭小，这导致了电机设计非常复杂以及电机的效率和功率都难以做到比较高。
因此，现有的微型风扇越来越无法满足业界对于风冷散热系统及微型风扇的尺寸、效率和功率的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种微型两级管道轴流风扇；提升了风扇内部容纳驱动电机的空间，并且提高了风扇的效率和功率范围，同时扩大了风扇的应用范围。
为实现上述目的，本发明提供了一种微型两级管道轴流风扇，包括轴流风扇本体；所述轴流风扇本体包括装设在外部用于支撑的外壳；所述外壳内部装设有微型直流无刷电机；所述外壳与微型直流无刷电机之间装设有若干个电机支架，所述电机支架一端连接外壳；另一端连接微型直流无刷电机；并用于支撑微型直流无刷电机；所述微型直流无刷电机端部装设有双出轴芯；所述微型电机驱动双出轴芯旋转；所述双出轴芯一侧固定装设有第一轴流叶轮；所述双出轴芯另一侧固定装设有第二轴流叶轮。
作为优选的，所述微型直流无刷电机上还连接有用于为微型直流无刷电机提供电源的导线；所述导线穿过外壳与外部的供电电源连接。
作为优选的，所述电机支架为静导叶型电机支架；所述静导叶型电机支架的横截面为翼型截面。
作为优选的，所述微型直流无刷电机的直径不超过5.0mm。
作为优选的，所述轴流风扇本体的直径不超过8.5mm，长度不超过25mm。
作为优选的，所述第一轴流叶轮中截面的弦线与列线的夹角为第一安装角α；所述第二轴流叶轮中截面的弦线与列线的夹角为第二安装角β；所述第一安装角α大于第二安装角β；所述第一安装角α与第二安装角β的角度差在5～25度之间。
作为优选的，所述轴流风扇本体一端装设有进气管，另一端装设有出气管；所述进气管为气流的进气口，所述出气管为气流的出气口；所述气流经由进气口进入进气管内部，并通过轴流风扇本体将气流从进气管内部流经轴流风扇本体和出气管排出到外部空间。
作为优选的，所述进气管端部设有第一台阶；所述出气管端部设有第二台阶；所述外壳通过粘胶或者焊接装设在第一台阶和第二台阶之间，并固定连接在一起。
作为优选的，所述进气管和出气管都为一体成型；所述出气管为铜合金材料构件或者铝合金材料构件。
作为优选的，所述出气管的底部为平面或者曲面，并且紧贴发热源，作为吸热平面或者曲面。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述轴流风扇本体采用微型直流无刷电机作为驱动部件，由于微型直流无刷电机没有铁芯，减轻了旋转运动过程中的负载，所以微型直流无刷电机的效率可以做到85％以上，因此所述轴流风扇本体的效率也很高；同时微型直流无刷电机体积小，可以充分利用外壳内部的空间，并且提高了风扇的效率，扩展了风扇的功率范围。
2、本发明所述外壳与微型直流无刷电机之间装设有若干个电机支架，采用电机支架用来支撑微型直流无刷电机，提升了风扇内部容纳驱动电机的空间，并且所述微型直流无刷电机端部装设有双出轴芯；所述微型电机驱动双出轴芯旋转；所述双出轴芯一侧固定装设有第一轴流叶轮；所述双出轴芯另一侧固定装设有第二轴流叶轮，简化了组装工艺；同时由于在微型直流无刷电机两侧分别装设有第一轴流叶轮和第二轴流叶轮，提升了风扇的流量和压力；特别是，所述第一轴流叶轮和第二轴流叶轮均由微型直流无刷电机驱动旋转，可以充分发挥微型直流无刷电机的驱动性能。
3、本发明所述轴流风扇本体采用了两级轴流叶轮，具体的，由微型直流无刷电机分别驱动第一轴流叶轮和第二轴流叶轮旋转；并且所述电机支架为静导叶型电机支架；风扇的第一驱动级由第一轴流叶轮和静导叶型电机支架组成；风扇的第二驱动级由第二轴流叶轮组成；第一轴流叶轮和第二轴流叶轮可以在提供较大流量的同时，也能克服更大的系统阻抗，适合于较高系统阻抗下的应用。
4、本发明所述轴流风扇本体的直径不超过8.5mm，长度不超过25mm，可以适用于微型空间的应用，可以应用在空间限制或者较为狭窄的工业品中，例如：手机；扩大了风扇的应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种微型两级管道轴流风扇的剖视图；
图2是图1中的侧面剖视图；
图3是本发明提供的一种微型两级管道轴流风扇装设有进气管和出气管的剖视图；
图4是图3中Ⅰ的放大示意图；
图5是图3中Ⅱ的放大示意图；
图6是本发明提供的一种微型两级管道轴流风扇的叶栅及流场特性说明示意图。
在图中包括有：
4-轴流风扇本体、41-外壳、42-微型直流无刷电机、43-电机支架、44-双出轴芯、451-第一轴流叶轮、452-第二轴流叶轮、46-导线、1-进气管、2-出气管、11-第一台阶、21-第二台阶、3-发热源。
具体实施方式
下面将结合本发明本实施方式中的附图，对本发明本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本实施方式是本发明的一种实施方式，而不是全部的本实施方式。基于本发明中的本实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他本实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参考图1至图6，本发明提供了一种微型两级管道轴流风扇。
如图1所示，所述微型两级管道轴流风扇包括轴流风扇本体4；所述轴流风扇本体4包括装设在外部用于支撑的外壳41；在本实施例中，所述外壳41为圆柱形；所述轴流风扇本体4为圆管型轴流风扇；在其他实施例中，所述外壳41还可以为长方形或者椭圆形；可以根据实际情况进行改进，在本发明中并不限制所述外壳41的形状。
如图1所示，所述外壳41的作用是支撑整个轴流风扇本体4和与其他部件进行连接，为了方便连接可以改装成任意形状。
如图1所示，所述外壳41内部装设有微型直流无刷电机42；所述微型直流无刷电机42作为驱动部件，由于微型直流无刷电机42没有铁芯，所以微型直流无刷电机42体积小，并且减轻了旋转运动过程中的负载，可以充分利用外壳41围成的内部空间，提高了风扇的效率，扩展了风扇的功率范围；同时微型直流无刷电机42的效率可以做到85％以上，因此所述轴流风扇本体4的效率也很高；提高了轴流风扇本体4的工作效率。
如图1所示，所述外壳41与微型直流无刷电机42之间装设有若干个电机支架43，所述电机支架43一端连接外壳41；另一端连接微型直流无刷电机42；并用于支撑微型直流无刷电机42；如图1所示，在本实施例中，所述电机支架43为静导叶型电机支架；如图6所示，所述静导叶型电机支架的横截面为翼型截面。
如图1所示，所述微型直流无刷电机42端部装设有双出轴芯44；所述微型电机42驱动双出轴芯44旋转；所述双出轴芯44一侧固定装设有第一轴流叶轮451；所述双出轴芯44另一侧固定装设有第二轴流叶轮452；从而所述微型直流无刷电机42驱动第一轴流叶轮451和第二轴流叶轮452也做旋转运动；驱动外壳1内部的空气向外流动。
进一步的，所述轴流风扇本体4的第一驱动级由第一轴流叶轮451和静导叶型电机支架组成；第二驱动级由第二轴流叶轮452组成；第一轴流叶轮451和第二轴流叶轮452可以在提供较大流量的同时，也能克服更大的系统阻抗，适合于较高系统阻抗下的应用。
更进一步的，在本实施例中，所述外壳41与微型直流无刷电机42之间装设有若干个静导叶型电机支架，采用静导叶型电机支架用来支撑微型直流无刷电机42，提升了风扇内部容纳驱动电机的空间，并且所述微型直流无刷电机42端部装设有双出轴芯44；所述微型电机42驱动双出轴芯44旋转；所述双出轴芯44一侧固定装设有第一轴流叶轮451；所述双出轴芯44另一侧固定装设有第二轴流叶轮452；简化了组装工艺；同时由于在微型直流无刷电机42两侧装设有两级轴流叶轮，提升了风扇的流量和压力；特别是，所述两级轴流叶轮均由微型直流无刷电机42驱动旋转，可以充分发挥微型直流无刷电机42的驱动性能。
如图1所示，所述微型直流无刷电机42上还连接有用于为微型直流无刷电机42提供电源的导线46；所述导线46穿过外壳41与外部的供电电源连接。
进一步的，所述微型直流无刷电机42的直径不超过5.0mm；所述轴流风扇本体4的直径不超过8.5mm，长度不超过25mm，可以适用于微型空间的应用，可以应用在空间限制或者较为狭窄的工业品中，例如：手机；扩大了风扇的应用范围。
如图6所示；所述第一轴流叶轮451中截面的弦线与列线的夹角为第一安装角α；所述第二轴流叶轮452中截面的弦线与列线的夹角为第二安装角β；所述第一安装角α大于第二安装角β；所述第一安装角α与第二安装角β的角度差在5～25度之间。
进一步的，如图6所示；首先，所述进气气流从第一轴流叶轮451一侧垂直进气；其次，所述微型直流无刷电机42驱动第一轴流叶轮451旋转，使得经过第一轴流叶轮451的气流获得能量，同时气流的方向被改变，使得气流产生了切向速度；所述第一轴流叶轮451中截面的弦线与列线的夹角为第一安装角α；由于角度较大，所以气流产生的切向速度也较大；产生了较大的切向速度；再次，气流继续经过静导叶型电机支架，由于所述静导叶型电机支架的横截面为翼型截面；具有一定弧度，可以将气流中产生的切向速度在一定程度上得到导正，将切向速度转化为垂直风速；使得能量进行回收，风扇静压得以提高；最后，气流继续经过第二轴流叶轮452，由于所述第二轴流叶轮452被微型直流无刷电机42驱动，对气流施加一定作用力，使得气流可以再次获得能量；所述第二轴流叶轮452中截面的弦线与列线的夹角为第二安装角β；并且与气流的速度不一致，但是由于角度较小，具体的，所述第一安装角α大于第二安装角β；所述第一安装角α与第二安装角β的角度差在5～25度之间；所以气流产生的切向速度也较小；产生了较小的切向速度；获得更多的垂直风速，使得静压进一步提高。
如图3所示，所述轴流风扇本体4一端装设有进气管1，另一端装设有出气管2；所述进气管1为气流的进气口，所述出气管2为气流的出气口；所述气流经由进气口进入进气管1内部，并通过轴流风扇本体4将气流从进气管1内部流经轴流风扇本体4和出气管2排出到外部空间；所述轴流风扇本体4装设在进气管1和出气管2之间，并且所述轴流风扇本体4处于全封闭状态，可以提升所述轴流风扇本体4的防尘和防水性能。
如图3至5所示，所述进气管1端部设有第一台阶11；所述出气管2端部设有第二台阶21；所述外壳41通过粘胶或者焊接装设在第一台阶11和第二台阶21之间，并固定连接在一起；进一步的，所述进气管1、外壳41和出气管2之间相互拼接成型，通过粘胶或者焊接连接在一起。
如图3所示，所述进气管1和出气管2都为一体成型；所述出气管2采用的是导热性能好的金属材料构件；具体的，所述出气管2为铜合金材料构件或者铝合金材料构件。
如图3所示，所述出气管2的底部为平面或者曲面，并且紧贴发热源3，作为吸热平面或者曲面；采用导热性能好的金属材料构件可以更快从发热源3上吸收热量；并将吸收的热量传递到出气管2的内部；更加快速进行散热，提高散热效率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，包括轴流风扇本体(4)；所述轴流风扇本体(4)包括装设在外部用于支撑的外壳(41)；所述外壳(41)内部装设有微型直流无刷电机(42)；所述外壳(41)与微型直流无刷电机(42)之间装设有若干个电机支架(43)，所述电机支架(43)一端连接外壳(41)；另一端连接微型直流无刷电机(42)；并用于支撑微型直流无刷电机(42)；所述微型直流无刷电机(42)端部装设有双出轴芯(44)；所述微型电机(42)驱动双出轴芯(44)旋转；所述双出轴芯(44)一侧固定装设有第一轴流叶轮(451)；所述双出轴芯(44)另一侧固定装设有第二轴流叶轮(452)。
2.根据权利要求1所述的一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，所述微型直流无刷电机(42)上还连接有用于为微型直流无刷电机(42)提供电源的导线(46)；所述导线(46)穿过外壳(41)与外部的供电电源连接。
3.根据权利要求1所述的一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，所述电机支架(43)为静导叶型电机支架；所述静导叶型电机支架的横截面为翼型截面。
4.根据权利要求1所述的一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，所述微型直流无刷电机(42)的直径不超过5.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，所述轴流风扇本体(4)的直径不超过8.5mm，长度不超过25mm。
6.根据权利要求1所述的一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，所述第一轴流叶轮(451)中截面的弦线与列线的夹角为第一安装角α；所述第二轴流叶轮(452)中截面的弦线与列线的夹角为第二安装角β；所述第一安装角α大于第二安装角β；所述第一安装角α与第二安装角β的角度差在5～25度之间。
7.根据权利要求1所述的一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，所述轴流风扇本体(4)一端装设有进气管(1)，另一端装设有出气管(2)；所述进气管(1)为气流的进气口，所述出气管(2)为气流的出气口；所述气流经由进气口进入进气管(1)内部，并通过轴流风扇本体(4)将气流从进气管(1)内部流经轴流风扇本体(4)和出气管(2)排出到外部空间。
8.根据权利要求7所述的一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，所述进气管(1)端部设有第一台阶(11)；所述出气管(2)端部设有第二台阶(21)；所述外壳(41)通过粘胶或者焊接装设在第一台阶(11)和第二台阶(21)之间，并固定连接在一起。
9.根据权利要求7所述的一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，所述进气管(1)和出气管(2)都为一体成型；所述出气管(2)为铜合金材料构件或者铝合金材料构件。
10.根据权利要求7所述的一种微型两级管道轴流风扇，其特征在于，所述出气管(2)的底部为平面或者曲面，并且紧贴发热源(3)，作为吸热平面或者曲面。
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