CN1779276A - 风扇及其扇框 - Google Patents

Abstract

一种风扇，包括风扇扇框与一叶轮。风扇扇框包括一壳体与一马达底座。壳体具有一贯通孔，且贯通孔于壳体两端各形成一出风口与一入风口。马达底座位于壳体内，而叶轮则位于马达底座上。其中当马达底座位于出风口或入风口时，马达底座的底面是与出风口之端或入风口之端位于不同平面。本发明的风扇及其扇框，其马达底座上提至壳体中，可增加气流流出或流入的面积，并解决现有风扇运作时，叶轮旋转所产生的震动经由马达底座传入系统端引发噪音的问题。

Description

风扇及其扇框

技术领域

本发明涉及一种风扇及其扇框，特别是涉及一种可减低与系统端间的噪音的风扇及其扇框。

背景技术

随着电子装置效能的不断提高，散热装置或散热系统已成为现行电子装置中不可或缺的配备之一，因为电子装置所产生的热能若不加以适当地散逸，轻则造成效能变差，重则会导致电子装置的烧毁。散热装置对于微电子元件(例如集成电路，integrated circuits)而言更是重要，因为随着积集度的增加以及封装技术的进步，使得集成电路的面积不断地缩小，同时每单位面积所累积的热能也相对地会更高，故高散热效能的散热装置一直是电子产业界所积极研发的对象。

在现今的发热系统中，最广泛使用的散热装置为风扇。请同时参照图1A与图1B，图1A绘示的是现有风扇的剖面示意图，而图1B绘示的是应用图1A的风扇在一系统端的示意图。现有风扇10的结构最主要是由扇框(fanframe)11、叶轮(impeller)14及马达(未显示于图上)所组成。叶轮14包括毂部(hub)15与扇叶(blade)16，多个扇叶16以放射状相连于毂部15外缘，毂部15内为马达。

叶轮14及马达都容置于扇框11中，通过马达驱动，使叶轮14得以旋转。扇框11与马达底座12通过多个肋条(rib)13相连接，且肋条13用以支撑马达底座12。

然而，当将风扇10应用于一发热的系统端1时，由图1B中可见，由于马达底座12与扇框11底部为同一平面，限制了气流出风的空间，不仅影响风量，且无法减低噪音。另外，风扇10是经由扇框11上的固定孔(未显示)与外部部件2(例如为一发热元件)结合，当风扇10运作时，马达本身以及叶轮14旋转所产生的震动，将经由马达底座12以及肋条13等，传入外部部件2或系统端1，引发噪音，更甚者，此震动可能会对元件造成损坏。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明提出一种风扇及其扇框，将其马达底座上提至壳体中，可增加气流流出或流入的面积，提供一稳流的功用，并解决现有风扇运作时，叶轮旋转所产生的震动经由马达底座传入系统端引发噪音的问题。

根据本发明的目的，提出一种风扇扇框包括壳体与马达底座。壳体具有一贯通孔，且贯通孔于壳体两端各形成一出风口与一入风口。马达底座位于壳体内，当马达底座位于出风口或入风口时，马达底座的底面与出风口之端或入风口之端位于不同平面。风扇扇框还包括多个肋条，设置于壳体与马达底座之间，用以支撑马达底座。每一肋条自马达底座至壳体，其截面、宽度或其厚度为不等。壳体具有一外扩部，位于入风口或出风口，可增加气流流出或流入的面积。马达底座的侧边呈径向可具一坡度，以调控气流流出或流入的面积。另外，马达底座为一包括风扇组装的系统框架所构成，其系统为一电源供应器、服务器或计算机。或者，马达底座为一系统壳体的侧壁，例如为一风扇罩盖(Fan Guard)。

根据本发明的再一目的，另提出一种风扇，例如是一轴流式风扇，包括风扇扇框与叶轮。风扇扇框包括壳体与马达底座。壳体具有一贯通孔，且贯通孔于壳体两端各形成出风口与入风口。马达底座位于壳体内，而叶轮则位于马达底座上。其中当马达底座位于出风口或入风口时，马达底座的底面与出风口之端或入风口之端位于不同平面。风扇扇框还包括多个肋条，设置于壳体与马达底座之间，用以支撑马达底座。每一肋条自马达底座至壳体，其截面、宽度或其厚度为不等。壳体具有一外扩部，位于入风口或出风口，可增加气流流出或流入的面积。外扩部具有一导角、斜角、导斜角或大R角。马达底座的侧边呈径向可具一坡度，以调控气流流出或流入的面积。

另外，风扇可应用于一发热的光源，贯通孔的周缘具有一曲面，当由光源发射出的光线射进贯通孔时，曲面可阻挡光线射出贯通孔。叶轮的外侧叶缘与贯通孔周缘的曲面平行。曲面包括一个或多个渐缩与渐扩曲面。叶轮的每一扇叶与相邻的另一扇叶，在贯通孔的轴线方向有部分重叠。壳体呈大致方形、圆形、椭圆形或菱形。马达底座为一包括风扇组装号系统框架所构成，其系统为一电源供应器、服务器或计算机。或者，马达底座为一系统壳体的侧壁，例如为一风扇罩盖。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A为现有风扇的剖面示意图；

图1B为应用图1A的风扇于一系统端的示意图；

图2A～图2C为本发明较佳实施例的第一种风扇的示意图；

图3A为本发明较佳实施例的第二种风扇的示意图；

图3B为图3A的风扇于一系统端的示意图；

图4A～图4D为本发明较佳实施例的第三种风扇的示意图；

图5A～图5D为本发明较佳实施例的第四种风扇的示意图；

图6A为本发明较佳实施例的第五种风扇的示意图；

图6B为本发明较佳实施例的一种叶轮的上视图。

具体实施方式

图2A～图2C绘示的是依照本发明较佳实施例的第一种风扇的示意图。请参照图2A，本发明的风扇20，较佳地为一轴流式风扇，包括风扇扇框21与叶轮24。扇框21为具有一贯通孔27的壳体21，呈大致方形、圆形、椭圆形或菱形，壳体21包括一马达底座22与多个肋条23。叶轮24包括毂部(hub)25与扇叶(blade)26，多个扇叶26分别相连于毂部25外缘，毂部25内为马达(未显示)。叶轮24、马达底座22及马达都是容置于壳体21内，而叶轮24则位于马达底座22上，通过马达驱动，使叶轮24得以旋转。肋条23设置于贯通孔27的周缘271与马达底座22之间，用以支撑马达底座22。贯通孔27于壳体21两端各形成出风口211与入风口212，出风口211之端与入风口212之端各具有一第一假想面221与一第二假想面222。

本发明针对现有的马达底座22的底面与扇框同平面的缺点，特别将马达底座22上提至壳体21中，以形成一弹空的深度，提供风扇一稳流的功用，如图2A所示，马达底座22较佳地位于出风口211，且马达底座22的底面是与出风口211之端(即第一假想面221)位于不同平面。另外，也可将马达底座22设置于入风口212，则使马达底座22的底面与入风口212之端(即第二假想面222)位于不同平面。

将马达底座22上提至壳体21中之后，原本放置在马达底座22上的毂部25的顶面则会突出于第二假想面222，如图2B所示，然此举并不会影响风扇10的运作及功效。或者，当考虑到要将风扇20应用于一系统端，其风扇20的体积需与系统端中各构件相互配合的条件之下，可将毂部25的体积大小相对应地做调整，以使毂部25的顶面恰与第二假想面222对齐(如图2A)或略低于第二假想面222(如图2C)，使得突出的毂部25顶面不致于影响其余构件。

再者，请参照图3A，其绘示的是依照本发明较佳实施例的第二种风扇的示意图。本发明除了将马达底座32上提至壳体31中，以形成一弹空的深度之外，较佳地可同时在壳体31接近出风口311或入风口312处设置外扩部39，以增加气流流入或流出的面积，进一步提高风扇30的风压与风量，且当外扩部39设置于出风口311处，更可达到减速及整流的效果。外扩部39可为一导角、斜角、导斜角或大R角等，而肋条33可直接连接外扩部39与马达底座32，用以支撑马达底座32，或者，可将肋条33连接于除外扩部39外的壳体31的其它部位上。

请同时参照图3A与图3B，图3B绘示的是应用图3A的风扇于一系统端的示意图。如图3B所示，当将风扇30应用于一发热的系统端3时，由于马达底座32的底面与壳体31底面具有一弹空的深度，不仅增加了气流出风的空间，达成提高风扇风量的目的，加上外扩部39的设置，进一步达到减速及整流的效果，可改善现有因流场紊乱所引起的噪音。另外，由于马达底座32底面高于壳体31底面，可减低马达本身以及叶轮34转动所引起的震动经由马达底座32以及肋条33等，传入外部部件4或系统端3中，进而降低风扇30装入系统端3所引起的噪音问题，并可避免元件可能受此震动而损坏的问题。

马达底座32可视为一包含风扇组装的系统框架所构成，而系统端3为一电源供应器、服务器或计算机。或者，马达底座32为一系统壳体的侧壁，例如为一风扇罩盖(fan guard)。

然而，本发明并不限制于此，例如，除了马达底座32与外扩部39的设计外，可以加上变化其厚度、宽度或截面的肋条设计彼此配合使用。请参照图4A～图4D，其绘示乃依照本发明较佳实施例的第三种风扇的示意图。在图4A中，风扇40的壳体41包括有一外扩部49，且多个肋条43连接于外扩部49与马达底座42的排列形式例如是辐射型、轴流式扇叶型等，而肋条43的形式例如是柱型、圆弧型、流线型等。

再此，需特别注意，若肋条43以非直线方式连接马达底座42与扇框41时，实际上的剖面会有不连续的断面产生，为便于说明，本发明所有实施例的肋条的侧面均完整显示在图面上，且扇叶也以较清楚但非实际单一剖面可见的方式来显示。

每一肋条43的厚度自马达底座42至壳体41为不等厚度，以图4A而言，每一肋条43连接于马达底座42处的厚度，小于肋条43连接于壳体41的厚度。更进一步，从马达底座42处延伸至壳体41处，每一肋条43的厚度成一渐增的变化，而此厚度变化，可以是直线斜率渐减变化，或是曲线斜率渐减变化。

或者，每一肋条43连接于马达底座42处的厚度，大于肋条43连接于壳体41的厚度。更进一步，从马达底座42处延伸至壳体41处，每一肋条43的厚度成一渐减的变化(如图4B所示)，而此厚度变化，可以是直线斜率渐减变化(如图4B所示)，或是曲线斜率渐减变化(如图4C所示)。再或者，肋条43的厚度于接近马达底座42与壳体41的二端者为最大，肋条43的中间部分则较薄(如图4D所示)。又或者，肋条43的厚度于接近马达底座42与壳体41的二端为最小。

当扇叶46转动时，越接近扇叶46外缘则其流体的流速会越大，即，流体在接近壳体41处的流速相比较于流体接近马达底座42处的流速会较大。不等厚度肋条的设计，使肋条43与扇叶46下缘之间距不相同，由流体流动的方向来看，扇叶46与肋条43之间的间距并不相同，因此能够降低扇叶46在转动时与肋条43之间的彼此影响，使风阻减少，达成降低噪音的目的。

而每一肋条43的宽度自马达底座42至壳体41也可设计为不等宽度。例如是，每一肋条43连接于马达底座42处的宽度，小于肋条43连接于壳体41的宽度。更进一步，从马达底座42处延伸至壳体41处，每一肋条43的宽度成一渐增的变化，而此宽度变化，可以是直线斜率渐减变化，或是曲线斜率渐减变化。或者，每一肋条43连接于马达底座42处的宽度，大于肋条43连接于壳体41的宽度。更进一步，从马达底座42处延伸至壳体41处，每一肋条43的宽度成一渐减的变化。而此宽度变化，可以是直线斜率渐减变化，或是曲线斜率渐减变化。再或者，肋条43的宽度于接近马达底座42与壳体41的二端者为最大，肋条43的中间部分则较窄。又或者，肋条43的宽度于接近马达底座42与壳体41的二端为最小。

当扇叶46转动时，越接近扇叶46外缘则其流体的流速会越大，即，流体于接近壳体41处的流速相比较于流体接近马达底座42处的流速会较大。由于每一肋条43的宽度自马达底座42至壳体41为不等宽度。由扇叶46转动的方向来看，肋条43的宽度并不相同，此一设计能够减低肋条43对接近壳体41处的较快流速流体的影响，使风阻减少，可减低噪音。

肋条43的宽度与厚度变化可相互配合，例如，在扇叶46转动的方向，对于不同宽度肋条43的设计，可在肋条宽度较小之处，适当加厚其厚度，以避免肋条43过细而影响壳体41的结构强度。例如，每一肋条43连接于马达底座42的宽度，小于每一肋条43连接于壳体41的宽度，且每一肋条43连接于马达底座42的厚度，大于每一肋条43连接于壳体41的厚度。或者，每一肋条43连接于马达底座42的宽度，大于每一肋条43连接于壳体41的宽度，且每一肋条43连接于马达底座42的厚度，小于每一肋条43连接于壳体41的厚度。肋条43的宽度与厚度变化，同时可为直线变化，也可为曲线变化。如此一来，使得每一肋条43的截面自马达底座42至壳体41为不等截面，可避免现有在距离较接近的扇叶下缘与肋条间，因其风阻的影响产生较大的音量。

另外，请参照图5A～图5D，其绘示的是依照本发明较佳实施例的第四种风扇的示意图。图5A～图5D中的风扇，除了具有上提的马达底座52以及外扩部59的设计外，再配合马达底座52的侧边呈径向具一坡度，可调控气流流出或流入的面积，用以使风扇内部流场最佳化，达到降低噪音与提高风扇性能的目的。马达底座52自底面起外扩，且此坡度例如是平面(如图5A)或曲面(如图5B)。或者，马达底座52自底面起内缩，且此坡度例如是平面(如图5C)或曲面(如图5D)。

另外，当将风扇应用于一发热的光源L时，请参照图6A，其绘示的是依照本发明较佳实施例的第五种风扇的示意图。图6A中的风扇，除了具有上提的马达底座62以及外扩部69的设计外，再配合壳体61以圆弧曲面渐缩，即，在壳体61中，贯通孔67的周缘671具有一曲面，当由光源L发射出的光线射进贯通孔671时，曲面可阻挡光线射出贯通孔67。曲面可包括一个或多个渐缩与渐扩曲面。将圆弧型内缩扇框内周缘与圆弧型扇叶设计相互配合，即，叶轮64的外侧叶缘与贯通孔周缘671的曲面平行，可有效遮蔽扇叶66与壳体61之间的间隙，使风扇具有遮光的功用。又，将扇叶66外缘做圆弧设计，可增加扇叶66面积，提高风扇的整体特性，且配合贯通孔周缘671曲面的变化，来设定马达底座62与壳体61底部的弹空深度大小，可调整叶轮64与壳体61间流场，有效降低流场紊乱所引起的噪音。

另外，请参照图6B，其绘示乃依照本发明较佳实施例的一种叶轮的上视图。为了有效遮蔽扇叶与壳体之间的间隙，可另外将叶轮64的每一扇叶66a与相邻的另一扇叶66b，在贯通孔的轴线方向上做部分重叠的设计。

综上所述，本发明针对现有的马达底座的底面与扇框同平面的缺点，特别将马达底座上提至壳体中，以形成一弹空的深度，提供风扇一稳流的功用。再加上外扩部的设置，以增加气流流入或流出的面积，且达到减速及整流的效果，进一步提高风扇的风压与风量。以及，可配合变化厚度、宽度或截面的肋条设计，可加强风扇结构强度，同时使扇叶下缘与肋条间距不相等，减低肋条与转动中扇叶的相互影响，达到减低噪音的目的。以及，可配合马达底座侧边呈径向具一坡度，且为斜面或曲面设计，达到降低噪音与提高风扇性能的目的。以及，可配合壳体以圆弧曲面渐缩与曲面扇叶外缘设计，可遮蔽壳体与扇叶间隙，改善当应用于发光物体散热时，现有轴流扇产生的漏光问题。

虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种风扇扇框，包括：

一壳体，具有一贯通孔，且该贯通孔于该壳体两端各形成一出风口与一入风口；以及

一马达底座，位于该壳体内；

其中当该马达底座位于该出风口或该入风口时，该马达底座的底面与该出风口之端或该入风口之端位于不同平面。

2.如权利要求1所述的风扇扇框，还包括多个肋条，设置于该壳体与该马达底座之间，用以支撑该马达底座，该每个肋条的截面自该马达底座至该壳体为不等截面。

3.如权利要求2所述的风扇扇框，其中该每个肋条的宽度自该马达底座至该壳体为不等宽度、渐增宽度，或渐减宽度。

4.如权利要求3所述的风扇扇框，其中该每个肋条的宽度于接近该马达底座与该壳体二端为最大或最小。

5.如权利要求2所述的风扇扇框，其中该每个肋条的厚度自该马达底座至该壳体为不等厚度、渐增厚度，或渐减厚度。

6.如权利要求5所述的风扇扇框，其中该每个肋条的厚度于接近该马达底座与该壳体二端为最大或最小。

7.如权利要求2所述的风扇扇框，其中在该入风口或该出风口，该壳体具有一外扩部，以增加气流流出或流入的面积。

8.如权利要求7所述的风扇扇框，其中该每个肋条连接于该外扩部，且该外扩部具有一导角、斜角、导斜角或大R角。

9.如权利要求2所述的风扇扇框，其中该马达底座的侧边呈径向具一坡度，可调控气流流出或流入的面积，该坡度为一平面或一曲面。

10.一种风扇，包括：

一风扇扇框，包括：

一壳体，具有一贯通孔，且该贯通孔于该壳体两端各形成一出风口与一入风口；以及

一马达底座，位于该壳体内；以及

一叶轮，位于该马达底座上；

其中当该马达底座位于该出风口或该入风口时，该马达底座的底面与该出风口之端或该入风口之端位于不同平面。

11.如权利要求10所述的风扇，可应用于一发热的光源，该贯通孔的周缘具有一曲面，当由该光源发射出的光线射进该贯通孔时，该曲面可阻挡该光线射出该贯通孔。

12.如权利要求11所述的风扇，其中该贯通孔的周缘为一凹向该贯通孔轴心的曲面，且该叶轮的外侧叶缘超过该曲面的二端点的联机，或者，该贯通孔的周缘为一凸向该贯通孔轴心的曲面，且该叶轮的外侧叶缘成一相对于该曲面的凹面，该贯通孔周缘的曲面是超过该凹面的二端点的联机。

13.如权利要求11所述的风扇，其中该叶轮的外侧叶缘与该贯通孔周缘的该曲面平行。

14.如权利要求11所述的风扇，其中该曲面包括一渐缩与一渐扩曲面。

15.如权利要求11所述的风扇，其中该曲面包括多个呈径向渐缩与渐扩曲面，每二相连的该各曲面具不同曲度。

16.如权利要求11所述的风扇，其中该叶轮的外侧叶缘的最大外径，大于该贯通孔周缘的最小内径。

17.如权利要求11所述的风扇，其中该叶轮的外侧叶缘为一平面、锥面或阶梯状。

18.如权利要求11所述的风扇，其中该叶轮的每一扇叶与相邻的另一扇叶，在该贯通孔的轴线方向有部分重叠。

19.如权利要求10所述的风扇，其中该马达底座为一包括风扇组装的系统框架所构成。

20.如权利要求10所述的风扇，其中该马达底座为一系统壳体的一侧壁。

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