CN114688080A - 具有多重仰角的扇叶结构及散热装置 - Google Patents

具有多重仰角的扇叶结构及散热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了具有多重仰角的扇叶结构及散热装置，包括：扇叶结构主要由多个不同仰角的叶片组合而成，叶片的仰角角度沿扇叶结构的长度方向向外依次减小，多个叶片的顶部位于同一端面上，且为一体成型结构，不同仰角的叶片间的连接处具有平滑部；多个扇叶结构均匀地装设于轮毂上，并连接于外环框上；轮毂、扇叶结构为一体成型；或；轮毂、扇叶结构及外环框为一体成型。本发明结构简单、设计合理，扇叶结构在转动时可以多角度、多方向、多层次引导气体流动，减少气流从扇叶表面脱离现象，抑制扇叶表面形成与气流主流方向相反的回流，减少流场内涡流乱流的生成，增强风量，提高散热效率，降低涡流噪声和振动现象。

Description

具有多重仰角的扇叶结构及散热装置
技术领域
本发明涉及散热装置的扇叶结构，具体地说，尤其涉及一种具有多重仰角的扇叶结构及具有其的散热装置。
背景技术
随着诸如中央处理器的电子装置的处理速度及效能的提升，电子装置于运作时会产生更多的热量。所产生的热量使得电子装置的温度升高，且若热量无法有效地排出至外界，电子装置的可靠度及效能便会下降。为了避免电子装置过热，诸如风扇的散热装置便被用来有效地逸散电子装置所产生的热量，利用散热风扇所产生的气流吹拂发热体而发生热交换效果，从而将热能排出至外部，进而确保电子装置能正常运作。
常见的散热风扇主要由轮毂和设置在轮毂外周的若干扇叶组成，扇叶周向均匀地分布固定在风扇轮毂上。散热风扇工作时，风扇轮毂带动扇叶旋转，扇叶冲击切割周围的空气使其发生扰动而产生气流，理论上气流流向平行于风扇的旋转轴向；而在风扇实际运转的过程中，流经扇叶间的流道的部分气流会受到扇叶形状的引导而沿着非平行于轴向的方向流出流道，气体流动比较紊乱，气流易从扇叶表面脱离并产生大量的涡流乱流。涡流乱流的生成，会降低通过风扇的空气流量，导致风量降低、散热效能不佳，而且也会带来噪声和振动问题；随着散热风扇转速的增加，在越靠近扇叶外侧，气流越容易出现周期性涡流湍动，噪声和振动越明显；而且风扇的转速是有限的，如果转速过高则风扇的使用寿命会变短，得不偿失。
如何在有限的风扇转速范围内增强风量和降低涡流噪声是目前的技术瓶颈，因此亟需开发一种克服上述缺陷的可应用于散热风扇的扇叶结构。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，因而提出一种具有多重仰角的扇叶结构，其中，包括：
所述扇叶结构由多个不同仰角的叶片组合而成。
上述的扇叶结构，其中，所述叶片的所述仰角角度沿所述扇叶结构的长度方向向外依次减小。
上述的扇叶结构，其中，所述叶片的顶部位于同一端面上。
上述的扇叶结构，其中，多个所述叶片为一体成型。
上述的扇叶结构，其中，不同仰角的所述叶片间的连接处具有平滑部。
本发明还提供一种散热装置，其中，包括：
轮毂；
多个扇叶结构，多个所述扇叶结构均匀地装设于所述轮毂上，所述扇叶结构由多个不同仰角的叶片组合而成。
上述的散热装置，其中，所述叶片的所述仰角角度沿所述扇叶结构的长度方向向外依次减小。
上述的散热装置，其中，每一扇叶结构的多个所述叶片为一体成型。
上述的散热装置，其中，所述不同仰角的所述叶片间的连接处具有平滑部。
上述的散热装置，其中，还包括一个外环框，所述扇叶结构的最外侧的所述叶片连接在所述外环框上。
上述的散热装置，其中，所述轮毂与多个所述扇叶结构为一体成型；或；所述轮毂、多个所述扇叶结构及所述外环框为一体成型。
本发明相对于现有技术其功效在于：基于本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置，通过将扇叶结构设计成多个不同仰角的叶片组合，使扇叶结构在转动时可以多角度、多方向、多层次引导气体流动，减少气流从扇叶表面脱离现象，抑制扇叶表面形成与气流主流方向相反的回流，减少流场内涡流乱流的生成，增强风量，提高散热效率，降低涡流噪声和振动现象。
以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明是用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。
附图说明
图1为本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置的立体结构示意图。
图2为本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置的气流示意图。
图3为本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置的主视图。
图4为图3的A-A剖面示意图，即内侧叶片的剖面示意图。
图5为图3的B-B剖面示意图，即外侧叶片的剖面示意图。
图6为本发明的气流流向的仿真分析结果的模型示意图。
图7为本发明的气流流向的仿真分析结果的线框示意图。
其中，附图标记：
轮毂：10；
扇叶结构：20；
内侧叶片：210
外侧叶片：220
平滑部：230
叶片顶部端面：S1
内侧叶片仰角：A1
外侧叶片仰角：A2
外环框：30
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。
某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。
请参阅图1，图1为本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置的立体结构示意图。如图1所示，本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置包括：轮毂10、扇叶结构20、内侧叶片210、外侧叶片220、平滑部230、叶片顶部端面S1、外环框30；其中扇叶结构20主要由不同仰角的内侧叶片210和外侧叶片220组合而成；内侧叶片210和外侧叶片220的顶部位于同一端面S1上，内侧叶片210和外侧叶片220为一体成型，且二者之间的连接处具有平滑部230；多个扇叶结构20均匀地装设于轮毂10上，扇叶结构20的外侧叶片220连接于外环框30上；轮毂10与多个扇叶结构20为一体成型；或；轮毂10、多个扇叶结构20及外环框30为一体成型。多个叶片具有共同的顶部端面S1，使由多个不同仰角的叶片组合而成的扇叶结构的外观更加整齐美观，便于扇叶结构的整体加工制造，也有利于保护操作者在扇叶结构的生产、运输、组装等过程中的安全。平滑部230用于连接内侧叶片和外侧叶片，使不同仰角的内侧叶片和外侧叶片的转换过渡更为顺畅。
需要说明的是，在本实施例中扇叶结构包括了内侧叶片210及外侧叶片220，但本发明并不以此为限，在其他实施例中，每一扇叶结构还可包括三个或三个以上的不同仰角的叶片。
请参阅图3-5，图3为本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置的主视图，图4为图3的A-A剖面示意图，即内侧叶片210的剖面示意图，图5为图3的B-B剖面示意图，即外侧叶片220的剖面示意图。如图3-5所示，内侧叶片210的仰角角度以A1表示，外侧叶片220的仰角角度以A2表示，内侧叶片210的仰角角度A1大于外侧叶片220的仰角角度A2，即多个不同叶片的仰角角度沿扇叶结构的长度方向向外依次减小，图3中箭头所示方向即为扇叶结构的长度方向。
请参阅图2，图2为本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置的气流分割示意图。扇叶结构的工作原理是运用伯努利原理，利用扇叶结构本身的仰角，在扇叶转动时，扇叶上方形成局部的真空，因压力差的关系，将扇叶上方的空气源源不断地吸入到扇叶下方，产生空气流动的现象，形成强制气流，达到送风的效果。如图2、4、5所示，本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置，当扇叶结构20转动时，扇叶结构20上方的空气沿着多个不同仰角的叶片210、220被吸入到扇叶结构下方，因多个叶片面的仰角角度A1、A2不同，气流受其引导呈现多角度、多方向、多层次的流动。
请参阅图6-7，图6为本发明的气流流向的仿真分析结果的模型示意图，图7为本发明的气流流向的仿真分析结果的线框示意图。如图6-7所示，经仿真分析软件进行风扇流场的气体流动情况的模拟分析后，结果显示，内侧叶片的气流流向与外侧叶片的气流流向并不一致，呈现出明显的2个方向的气流流向。由此可知，风扇上的多种不同仰角的叶片可对气流进行多角度、多方向、多层次的整流；本发明的多个叶片210、220的仰角角度A1、A2沿扇叶结构20的长度方向由内向外依次减小，降低风扇工作时气流在扇叶叶片表面的脱落现象，抑制叶片表面与气流主流方向相反的回流，减少流场内涡流乱流的产生，从而增强风量、提高散热效率；叶片越靠近扇叶结构20外侧，叶片的仰角角度越小，使得扇叶结构20外侧的涡流和涡流脱离现象得以减少、扇叶结构20外侧的气体压力脉动得以减弱，降低了涡流噪声和振动现象。
综上所述，本发明的具有多重仰角的扇叶结构及散热装置，结构简单、设计合理，实用性强；通过将扇叶结构设计成多个不同仰角的叶片组合，使扇叶结构在转动时可以多角度、多方向、多层次引导气体流动，减少气流从扇叶表面脱离现象，抑制流场内涡流乱流的生成，增强风量，提高散热效率，降低涡流噪声和振动现象。
虽然本发明以前述的诸项实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉本领域的相关技术人员，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，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种具有多重仰角的扇叶结构，其特征在于，所述扇叶结构由多个不同仰角的叶片组合而成。
2.如权利要求1所述的扇叶结构，其特征在于，所述叶片的所述仰角角度沿所述扇叶结构的长度方向向外依次减小。
3.如权利要求1所述的扇叶结构，其特征在于，所述叶片的顶部位于同一端面上。
4.如权利要求3所述的扇叶结构，其特征在于，多个所述叶片为一体成型。
5.如权利要求4所述的扇叶结构，其特征在于，所述不同仰角的所述叶片间的连接处具有平滑部。
6.一种散热装置，其特征在于，包括：
轮毂；
多个扇叶结构，多个所述扇叶结构均匀地装设于所述轮毂上，所述扇叶结构由多个不同仰角的叶片组合而成。
7.如权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述叶片的所述仰角角度沿所述扇叶结构的长度方向向外依次减小。
8.如权利要求6所述的散热装置，其特征在于，每一扇叶结构的多个所述叶片的顶部位于同一端面上。
9.如权利要求8所述的散热装置，其特征在于，每一扇叶结构的多个所述叶片为一体成型。
10.如权利要求9所述的散热装置，其特征在于，所述不同仰角的所述叶片间的连接处具有平滑部。
11.如权利要求6所述的散热装置，其特征在于，还包含一个外环框，所述扇叶结构的最外侧的所述叶片连接于所述外环框上。
12.如权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述轮毂与多个所述扇叶结构为一体成型；或；所述轮毂、多个所述扇叶结构及所述外环框为一体成型。
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