CN113757165B - 离心式风扇 - Google Patents

Abstract

一种离心式风扇，此离心式风扇包括一转轴以及多个叶片。这些叶片环设于转轴，这些叶片外侧端的连线定义出一外圆。此外圆邻近圆周处具有一外围区域，位于外围区域的叶片具有一第一线型与一第二线型，相邻两个叶片间具有一叶间通道。此叶间通道是依据一间距渐扩率，朝向叶片外侧端的方向扩张。

Description

离心式风扇

技术领域

本发明涉及一种风扇，尤其涉及一种用于电子装置的离心式风扇。

背景技术

离心式风扇是由多个叶片环型排列而成。风扇运转时，气流会经由叶片间的通道朝向离心方向流动，再流到风扇的扇框通道内。

一般而言，通过改变叶片曲线的设计与叶片数量，可以调整风扇的性能。但是，公知技术在设计风扇叶片曲线时，无法顾及叶片间的气流现象，而容易产生涡流，进而造成风扇的效能下降并产生大量的气流噪音。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心式风扇，以解决上述至少一个问题。

本发明提供一种离心式风扇。此离心式风扇包括一转轴以及多个叶片。这些叶片环设于转轴，这些叶片外侧端的连线定义出一外圆。此外圆邻近圆周处具有一外围区域，位于外围区域的叶片具有一第一线型与一第二线型，相邻两个叶片间具有一叶间通道，且此叶间通道是依据一间距渐扩率，朝向叶片外侧端的方向扩张。

通过本发明所提供的离心式风扇，其叶间通道可依据一间距渐扩率朝向远离转轴的方向逐渐扩张，可以有效改善叶片通道的气流现象，以提升风扇效能，同时降低气流噪音。

附图说明

图1是本发明离心式风扇一实施例的俯视示意图；

图2是用以说明间距渐扩率的定义；

图3A至图3D显示本发明依据给定的第一线型与固定的间距渐扩率进行叶片设计的流程；以及

图4是本发明的离心式风扇另一实施例的俯视示意图；

图5是本发明离心式风扇另一实施例的俯视示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1是本发明离心式风扇一实施例的俯视示意图。此离心式风扇10可用于电子装置，如笔记本电脑、桌上型电脑、主机板等，以提升其散热效率。如图中所示，此离心式风扇10包括一转轴12以及多个叶片14。此转轴12可连接至一驱动马达。这些叶片14是环设于转轴12，且这些叶片14间的叶间通道16是依据一间距渐扩率，朝向远离转轴12的方向扩张。

如图中所示，在一实施例中，叶片14是由一第一线型14a与一第二线型14b定义而成。第一线型14a是位于叶片14的受压面，第二线型14b是位于叶片14的背压面，第一线型14a与第二线型14b均为直线线型。不过，本发明也不限于此，在一实施例中，依据实际需求，第一线型14a与第二线型14b也可为曲线线型。其次，在一实施例中，叶片14的数量可大于30，以产生足够的气流，提供足够的散热效率。在一实施例中，为了避免叶间通道变化剧烈而影响气流流动，叶间通道16的间距渐扩率小于25％。

考虑到叶片厚度与叶片通道的宽度限制，叶片厚度过小会影响叶片强度，叶片通道宽度过窄会影响气体流动。在一实施例中，叶片14的厚度的变化范围可限定于离心式风扇10的外围区域10a。以叶片14的外侧端定义一外圆C1，此外围区域10a是位于此外圆C1中的直径相对于圆心距离70％以上的部分。另外，为了可以有效改善气流流动，在一实施例中，在此外围区域10a内，叶片14的最大厚度与最小厚度的差异比例大于30％。

请一并参照图2，图2是用以说明间距渐扩率的定义。为了方便说明，以下将本发明离心式风扇10的两个相邻叶片以第一叶片142与第二叶片144表示。

于一实施例中，第一叶片142与第二叶片144的叶片外型实质上相同。第一叶片142是由一第一线型142a与一第二线型142b所定义。第一线型142a是位于第一叶片142的受压面，第二线型142b是位于第一叶片142的背压面。第二叶片144是由一第三线型144a与一第四线型144b所定义。第一叶片142的第一线型142a与第二叶片144的第四线型144b间形成一叶间通道16，并定义出叶片间距。

以第一叶片142的第一线型142a设定为基础曲线，并在第一叶片142的第一线型142a上由转轴12朝向远离转轴12的方向设定多个节点P1,P2…Pn-1,Pn。

接下来，利用节点P1在第二叶片144的第四线型144b上找到最近点Q1。此节点P1与其最近点Q1的距离设定为第一参考间距D1。

类似于前述方式，利用节点P2在第二叶片144的第四线型144b上找到最近点Q2，此节点P2与其最近点Q2的距离设定为第二参考间距D2。

依此可以计算出节点P1至节点P2之间距渐扩率DR1＝(D2-D1)/L1 x100％；其中，L1是节点P1与节点P2的距离。

依此类推，采用同样的计算方式可以计算出对应于节点P2至节点P3的间距渐扩率DR2＝(D3-D2)/L2 x 100％；其中，L2是节点P2与节点P3的距离，节点P3与其最近点Q3的距离设定为第三参考间距D3。

上述关于间距渐扩率的定义可有效描述叶间通道16的变化。反过来说，利用前述方式，亦可通过给定的间距渐扩率，由第一叶片142的第一线型142a反向推算出第二叶片144的第四线型144b的位置与形状，进而产生完整的第二叶片144。以此第二叶片144在转轴12上配置，即可具有给定的间距渐扩率。以下就此进行更详细的说明。

请一并参照图3A至图3D。图3A至图3D是用以说明利用给定的第一线型与固定的间距渐扩率进行叶片设计的流程。本实施例使用直线线型的第一线型142a与固定的间距渐扩率进行叶片设计。

首先，如图3A所示，提供一第一线型142a。此第一线型142a为进行叶片设计的基础线型。随后，将第一线型142a平移一预设距离以产生一第五线型142c。如此，即产生具有一均等厚度t的暂定第一叶片142’。此平移距离会影响最后产生的新设计叶片的厚度。

接下来，如图3B所示，依据预计的叶片数量A计算出相邻叶片间的夹角B，B＝360/A。然后，将前述暂定第一叶片142’的第一线型142a与第五线型142c旋转夹角B，复制出一第三线型144a与一第六线型144c。第三线型144a与第六线型144c产生一均等厚度的暂定第二叶片144’。

随后，如图3C所示，在第一线型142a上，由转轴12朝向远离转轴12的方向依序定义出n个节点P1,P2,P3,P4…Pn-2,Pn-1,Pn。这些节点P1,P2,P3,P4…Pn-2,Pn-1,Pn与其在第六线型144c上的最近点的连线分别形成参考线R1,R2,R3,R4…Rn-2,Rn-1,Rn。这些参考线R1,R2,R3,R4…Rn-2,Rn-1,Rn是做为估算出第四线型144b的基础。

接下来，如图3D所示，依据间距渐扩率DR在这些参考线R1,R2,R3,R4…Rn-2,Rn-1,Rn上定义出节点P1’,P2’,P3’,P4’…Pn-2’,Pn-1’,Pn’。这些节点P1’,P2’,P3’,P4’…Pn-2’,Pn-1’,Pn’即可定义出第四线型144b。第四线型144b与第三线型144a可定义出第二叶片144的外型。

具体来说，假设间距渐扩率DR为固定值，第一线型142a的节点P1至第六线型144c的预期间距值为S1，节点P1至节点P2的距离为L1，如此，即可推算出对应于第一线型142a的节点P2处的预期间距值S2，S2＝S1+(DR x L1)。也就是说，对应于相邻两个节点(即节点P1,P2)的叶间通道的扩张值(即S2-S1)是正比于间距渐扩率DR与相邻两个节点(即节点P1至P2)距离L1的乘积。

利用预期间距值S2即可在参考线R2上确认第四线型144b上的节点P2’的位置。第一线型142a的节点P1在第六线型144c上的最近点可视为坐落于第四线型144b上的节点P1’。在一实施例中，为了避免叶间通道变化过于剧烈而影响气流流动，间距渐扩率DR小于25％。

依此类推，即可利用第一线型142a的n个节点P1,P2,P3,P4…Pn-2,Pn-1,Pn与预期间距值S1,S2,S3,S4…Sn-2,Sn-1确认第四线型144b上的节点P1’,P2’,P3’,P4’…Pn-2’,Pn-1’的位置。最外侧的节点Pn’则可利用节点Pn-2’与Pn-1’定义出的延伸方向，在外圆C1上定义出来。利用这些节点P1’,P2’,P3’,P4’…Pn-2’,Pn-1’,Pn’即可建构出第四线型144b。此第四线型144b与第三线型144a可定义出第二叶片144。此第二叶片144即为新设计的叶片，其叶片厚度是采非均等的设计，也就是说，第二叶片144具有厚度变化。

图4是本发明的离心式风扇另一实施例的俯视示意图。本实施例的离心式风扇20是采用类似于前述图3A至图3D的流程进行叶片设计。不过，不同于本发明图1的实施例，本实施例是利用曲线线型的第一线型24a搭配固定的间距渐扩率定义出曲线线型的第二线型24b，进而产生新的叶片24以完成此离心式风扇20。

图5是本发明的离心式风扇又一实施例的俯视示意图。本实施例的离心式风扇30与图4的实施例的离心式风扇20的主要差异在于两者的叶片24,34厚度不同。本实施例在叶片设计过程中，增加第一线型34a的平移距离(对应至图3A的步骤)以定义出第二线型34b，进而设计出厚度较厚的叶片34。

前述实施例是使用固定的间距渐扩率进行叶片设计。不过亦不限于此。在一实施例中，间距渐扩率亦可以是一变动值。进一步来说，使用者可依据其设计期望，建构出特定的间距渐扩率变化原则进行叶片设计。在一实施例中，此间距渐扩率可为线性变化。在一实施例中，间距渐扩率可为非线性变化。

举例来说，可将间距渐扩率设定为由内而外逐渐降低，以提升叶片的外缘的强度；或是将间距渐扩率设定为由内而外先增加再降低，以确保叶片与转轴结合处的结构强度。以上所述仅为间距渐扩率沿着叶片延伸方向的部分可能分布方式，本发明不限于此。使用者可通过叶片结构分析确认其适合的间距渐扩率。

通过本发明所提供的离心式风扇，其叶间通道可依据一间距渐扩率朝向远离转轴的方向逐渐扩张，可以有效改善叶间通道的气流现象，以提升风扇效能，同时降低气流噪音。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种离心式风扇，其特征是，包括：

转轴；以及

多个叶片，环设于所述转轴，所述多个叶片外侧端的连线定义出外圆，所述外圆邻近圆周处具有外围区域，位于所述外围区域的所述多个叶片具有第一线型与第二线型，相邻两个所述叶片间具有叶间通道，且所述叶间通道是依据间距渐扩率，朝向所述多个叶片外侧端的方向扩张，所述叶片其中之一的所述第二线型是依据其相邻叶片的所述第一线型与所述间距渐扩率定义出来，

其中所述间距渐扩率的定义为：在所述多个叶片之一的所述第一线型上设置多个节点，在其相邻叶片的所述第二线型上找到这些节点各自的最近点，所述间距渐扩率满足公式DR1＝(D2-D1)/L1 x 100％，其中DR1表示所述间距渐扩率，D1、D2分别表示相邻两节点与上述相邻叶片的所述第二线型上的最近点的距离，L1表示所述相邻两节点之间的距离。

2.根据权利要求1所述的离心式风扇，其特征是所述间距渐扩率小于25％。

3.根据权利要求1所述的离心式风扇，其特征是，位于所述外围区域的所述多个叶片的最大厚度与最小厚度的差异比例大于30％。

4.根据权利要求1所述的离心式风扇，其特征是，所述叶片具有厚度变化。

5.根据权利要求1所述的离心式风扇，其特征是，所述多个叶片的数量大于30。

6.根据权利要求1所述的离心式风扇，其特征是，所述第一线型与所述第二线型分别位于所述叶片的受压面与背压面。

7.根据权利要求1所述的离心式风扇，其特征是，所述间距渐扩率是固定值。

8.根据权利要求1所述的离心式风扇，其特征是，所述第一线型具有多个节点，对应于相邻两个所述节点的所述叶间通道的扩张值是正比于所述间距渐扩率与相邻两个所述节点的距离的乘积。