CN2406088Y - 具有多个串联的动叶部的轴流式风扇 - Google Patents

具有多个串联的动叶部的轴流式风扇 Download PDF

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黄文喜
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Abstract

一种具有多个串联的动叶部的轴流式风扇,包括单一框架及多数个动叶部,每个动叶部具有至少一叶片,每个动叶部连接有驱动马达,该多数个动叶部依轴向串联于单一框架中。本实用新型可减少各动叶部气流的干扰,以达到增加风压的效果,并且其轴向所占的空间较小。

Description

具有多个串联的动叶部的轴流式风扇
本实用新型有关于一种轴流式风扇，特别是一种具有多个串联的动叶部的轴流式风扇。
轴流式风扇是一种常见的送风装置，由于其具有结构简单、成本低廉与风量较大的特性，所以被广泛地用来作为各种空调或散热的装置，例如电脑系统中的散热风扇等。
一般而言，由于轴流式风扇的全压较低，造成在系统阻抗较大的情况下，轴流式风扇会难以发挥其风量大的特性。因此，在需要较大风压的场合，通常会串联两个以上的轴流式风扇，以达成设计的需求。
此外，一般为避免因风扇的故障而造成其运转的中断，也会在原本的风扇系统上串联一套备用的风扇系统，以避免因风扇运转中断而造成系统或装置的损坏。
然而，两个风扇串联之后，其风压并不会有相加的效果。即使一个风扇转动，另一风扇静止以作为备用风扇，该备用的风扇也会降低转动中风扇的风扇全压。此是由于两风扇串联时，会互相增大彼此的阻抗，而降低彼此的运转效率。因此，在某些场合，例如空调系统的风管中，会将两串联的轴流式风扇距离拉远，以减少彼此的干扰。但在安装空间有限的情况下，此方法明显地并不可行。
所以，如何设计一种所占空间小，又可将干扰效应降到最低的轴流式动叶串联风扇，便成为一重要的课题。
为解决上述问题，本实用新型的目的为提供一种具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，可减少各动叶部气流的干扰，以达到增加风压的效果，并且其轴向所占的空间较小。
本实用新型提供一种具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，包括单一框架；其特征在于：还包括多数个动叶部，每个动叶部具有至少一叶片，每个动叶部连接有驱动马达，该多数个动叶部依轴向串联于单一框架中。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的转速相同或不同。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的旋转方向相同或不同。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的数目相同或不同。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的倾斜角度相同或不同。
本实用新型还提供一种具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：其包含多数个动叶部，各该动叶部分别具有一进风侧、一出风侧以及至少一叶片、至少一承置部，各承置部承接至少一相对应的该动叶部，使各动叶部均有相对应的承置部，且该动叶部于所对应的该承置部上转动；以及一框架，用以连接各该承置部；
该多数个动叶部是依轴向串联，且各动叶部的设计，是使空气相对该第i个动叶部沿该叶片于该出风侧送出的速度向量，加上该第i个动叶部的该叶片相对于该第i+1动叶部的该叶片的相对速度向量之后，所得到的空气相对于该第i+1个动叶部的该叶片的进入向量，平行于第i+1个动叶部的该叶片于该进风侧的延伸方向，其中i为小于该多数个动叶部总数的自然数。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：更包含：依该多数个动叶部的数目所设置的多数个驱动马达，其分别装设于各该动叶部所对应的该承置部上。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：更包含：至少一具有相对应驱动马达的动叶部，其所对应的该驱动马达设置于该动叶部所对应的该承置部上，以驱动该动叶部旋转；以及至少一不具有相对应驱动马达的动叶部，其是依所对应的该承置部自由旋转。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的转速相同或转速不同。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的旋转方向相同或不同。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的数目相同或不同。
所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的该叶片的倾斜角度相同或不同。
本实用新型的效果是，由于各动叶部的设计时，就考虑到气流干扰的问题，因此可以针对上述原理设计各动叶部的叶片的形状，进而改进多数个动叶串联后风压增加的效果。
本实用新型由于将多数个动叶部设置于单一框架中，且各动叶部的间距可缩到最短，故可大幅缩小风扇在轴向上的体积。
本实用新型由于是直接利用各动叶部之间的关系导流，而不需增设多余的元件，所以可以降低其制造及安装时所需的成本。
本实用新型由于在单一框架中具有多数个动叶部，因此可将部份动叶部设定为备用动叶，而不会影响到正常运转用动叶的风压。
附图的图面说明如下：
图1为本实用新型一较佳实施例的立体示意图。
图2为显示本实用新型较佳实施例的动叶串联风扇中，两动叶部的叶片间的相对旋转关系的示意图。
以下将参照相关图式，说明根据本实用新型较佳实施例的具有多个串联的动叶部的风扇。其中相同的元件以相同的符号表示。
参照图1，根据本实用新型较佳实施例的动叶串联风扇10包含一框架11、一第一动叶部12以及一第二动叶部13。其中第一动叶部12装设于整个动叶串联风扇10的进风侧，且具有三个第一叶片123；第二动叶部13则装设于整个动叶串联风扇10的出风侧，且具有三个第二叶片133。框架11内侧设置有多数个肋条14，其自框架11的内周边向内部延伸，而交会于框架11中心的承置部17。第一驱动马达15及第二驱动马达16分别设置于承置部17的进风侧与出风侧，并分别与第一动叶部12以及第二动叶部13配合，以驱动第一动叶部12以及第二动叶部13转动。
图2为一示意图，显示第一动叶部12与第二动叶部13相对旋转时，第一叶片123与第二叶片133的相对关系，其中符号121表示第一叶片123的进风侧，符号122表示第一叶片123出风侧，符号131则表示第二叶片133的进风侧，参照图2，若将第二动叶部13设为备用动叶部，则当风扇10在正常运转时，仅有第一动叶部12在转动，第二动叶部13为停止不动。此时，若第一叶片123依箭头50所示的方向转动，则空气经第一叶片123的进风侧121切割后，会沿第一叶片123的形状，自第一叶片123的出风侧123的出风侧122流出。图2中，向量201表示气流相对于第一叶片123自出风侧122流出的方向与速度大小。然而，由于第一叶片123本身在旋转，所以自第一叶片123的出风侧122所流出的气流相对于第二叶片133的方向与大小，必须加上第一叶片123的出风侧122本身运动速度的向量202。所以，将向量201与202相加之后所得到的向量203，即代表气流相对于第二叶片133流入时的速度方向及大小。
向量204为第二叶片133的进风侧131的延伸方向。明显地，若从第一叶片123流出的气流方向向量203平行于向量204，则气流所受到的阻力会最小，动叶之间的干扰程度也会最低。事实上，在这种情况下，备用的第二叶片133功能与习知的导流叶片功能相似，不但不会干扰气流，还可以修正气流流出的方向，以增大风量及风压。
第一动叶部12与第二动叶部13也可同时旋转。此时，可根据所需的转速及风速设计第一叶片123及第二叶片133的形状，使得气流自第一叶片123流出后，能够如前所述，依第二叶片133的进风侧131的延伸方向平行时气。一般而言，以图2中第一叶片123与第二叶片133的相对方向，最好是让第一动叶片12与第二动叶部13以相反的方向旋转，如此，当第一动叶部12与第二动叶部13一起转动时，才能达到互相导流的功能，而不会因为互相干扰，而降低了风扇串联运转增大风压的效果。
事实上，有可能由于风扇运转时环境状态改变，或其它因素如设计或制造的误差等，使得虽然在设计风扇的形状时，第一叶片123的出风方向会平行于第二叶片133的进风侧131的延伸方向，但在实际运转时却不会产生设计的效果。然而，只要第一叶片123的出风方向与第二叶片133的进风侧131的延伸方向不要相差太多，基本上就可根据本实用新型的精神，达到互相导流的功能。随着两方向差别越大，该串联动叶的设计就越背离本实用新型的精神，气流互相干扰的情形也会越严重。
此外，在本实施例中，承置部17上也可不设置第二驱动马达16，而仅以一轴心与第二动叶部13套接，使第二动叶部13可以相对于承置部17作自由旋转。如此，第二动叶部13就不会因被驱动而转动，而仅具有出风导叶的功能。相似地，经由叶片形状的设计。也可以不设置第一驱动马达15，而使第一动叶部12仅具有进气导叶的功能。
由于两动叶部是装设单一框架中，不须装设额外的导流元件，且两动叶部的距离可缩到的最短，所以根据本实用新型的动叶串联风扇，在轴向上所占的空间可达到最小。此种特征在例如系统的伺服或笔记型电脑等，需要大风量或风压的风扇来散热，但风扇装设空间却有限的情况下十分重要。
两动叶部的叶片数，叶片形状、转动方向及转速都可不同。因此，可藉由设计两动叶部不同的转动状态，来达成风扇的转动平衡，减少转动时的振动与噪音。此外，经由设计两动叶部间片的设置方式，也可考虑让两动叶部共用一驱动马达，以节省制造及组装时所需的成本。
除前述实施之外，本实用新型尚可以其它方式实施，例如经过设计，可串联三个以上的动叶部，以更增大风扇的风压或风量而不违反本实用新型的精神。动叶部的位置也不限位于承置部的相异两侧，而可视情况设置于同侧，或于风扇的进风侧与出风侧均设置肋条，而将动叶部保护于风扇框架之中。肋条的形状亦不限于长条形，而可改成任何可减少气流压降的形状，以更增进风扇效率。

Claims (20)

1、一种具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，包括单一框架；其特征在于：还包括多数个动叶部，每个动叶部具有至少一叶片，每个动叶部连接有驱动马达，该多数个动叶部依轴向串联于单一框架中。
2、如权利要求1所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的转速相同。
3、如权利要求1所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的转速不同。
4、如权利要求1所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的旋转方向相同。
5、如权利要求1所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的旋转方向不同。
6、如权利要求1所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的数目相同。
7、如权利要求1所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的数目不同。
8、如权利要求1所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的倾斜角度相同。
9、如权利要求1所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的倾斜角度不同。
10、一种具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：其包含多数个动叶部，各该动叶部分别具有一进风侧、一出风侧以及至少一叶片、至少一承置部，各承置部承接至少一相对应的该动叶部，使各动叶部均有相对应的承置部，且该动叶部于所对应的该承置部上转动；以及一框架，用以连接各该承置部；
该多数个动叶部是依轴向串联，且各动叶部的设计，是使空气相对该第i个动叶部沿该叶片于该出风侧送出的速度向量，加上该第i个动叶部的该叶片相对于该第i+1动叶部的该叶片的相对速度向量之后，所得到的空气相对于该第i+1个动叶部的该叶片的进入向量，平行于第i+1个动叶部的该叶片于该进风侧的延伸方向，其中i为小于该多数个动叶部总数的自然数。
11、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：更包含：依该多数个动叶部的数目所设置的多数个驱动马达，其分别装设于各该动叶部所对应的该承置部上。
12、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：更包含：至少一具有相对应驱动马达的动叶部，其所对应的该驱动马达设置于该动叶部所对应的该承置部上，以驱动该动叶部旋转；以及至少一不具有相对应驱动马达的动叶部，其是依所对应的该承置部自由旋转。
13、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的转速相同。
14、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的转速不同。
15、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的旋转方向相同。
16、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的旋转方向不同。
17、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的数目相同。
18、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的数目不同。
19、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的该叶片的倾斜角度相同。
20、如权利要求10所述的具有多个串联的动叶部的轴流式风扇，其特征在于：各该动叶部的叶片的倾斜角度不同。
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