JP2013155728A - 遠心送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心送風機を提供する。
【解決手段】第１の筺体と、第２の筺体と、駆動装置と、遠心ブレードと、環型導流板と、を備える遠心送風機である。遠心ブレードは、ハブと、ハブに環設される羽根と、を含む。駆動装置は、ハブと接続するように第２の筺体に固定される。第１の筺体は、チャンバー及び吹出し口を第２の筺体と形成し、中心に吸込み口があり、前記吸込み口の周囲に位置する内表面に、第１の弧状構造を有する。環型導流板は、前記羽根の最外縁に近接した内表面に、第１の弧状構造と隙間を有して対向する第２の弧状構造を有し、前記羽根の外縁に設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠心送風機に関し、特に、導流板を有する遠心送風機に関する。

現代人にとって、コンピュータは、不可欠の電子情報製品であり、現在、殆どだれもが1台手にする時代に入っている。コンピュータの動作は、中央処理装置による実行に依存し、動作を実行すれば必ず高温を発生する。高温を発生した場合、放熱しなければ、コンピュータの動作が不安定になることがあるため、発生した高温を放熱させるために、通常，中央処理装置に放熱送風機を設けることが一般的である。送風機の運転中、中央処理装置で発生した高温について、如何に最良の放熱効果を達成するかは、コンピュータの使用及び操作時のかなり重要な問題であると言える。特に、ノートパソコン（Ｎｏｔｅ Ｂｏｏｋ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）に適用した場合、最大の性能を発揮できるように、効果的な放熱を行うための放熱モジュールが必要である。しかしながら、ノートパソコンでは、携帯化による市場の微細化の要求に応えるため、ケーシングの内部に自由対流のための十分な空間を用意できなくなっている。従って、ノートパソコンの放熱モジュールについては、遠心送風機によって強制対流を発生して放熱を行う傾向になりつつある。

時代の進歩に伴い、ノートパソコンは、軽く薄いサイズになりつつあり、内部の容量もそれにつれて減少しているため、送風機の適用においても、小型化した設計となっている。しかしながら、解決しなければならない熱は増える一方であるため、小型化した送風機であっても、現在のノートパソコンの適用には不十分である。現在、遠心技術の開発は、効果的な空間利用、羽根の厚さの増加、更に通風量の増加を可能にするという解決すべき課題に直面している。

本発明は、従来の技術の課題に鑑み、それを克服するための遠心送風機を提供する。

本発明の一技術態様は、遠心送風機である。

本発明の一実施形態によると、遠心送風機は、第１の筺体と、第２の筺体と、駆動装置と、遠心ブレードと、環型導流板と、を備える。遠心ブレードは、ハブと、ハブに環設される羽根と、を含む。第２の筺体は、中心に吸込み口があり、吸込み口の周囲に位置する内表面に、厚さが吸込み口から径方向に沿って外方向へ逓減する第１の弧状構造を有し、チャンバー及び吹出し口を第１の筺体と共同で形成し、舌部に近接した部分及び舌部から離れた部分のそれぞれで、固定板と接続するように、第２の筺体自体から垂直にかつ外側へ支持体を延ばす。環型導流板は、羽根の最外縁に近接した内表面に、厚さが羽根の最外縁から径方向に沿って内側へ逓減し、第１の弧状構造と隙間を有して対向する第２の弧状構造を有し、羽根の外縁に設けられる。駆動装置は、ハブと接続するように固定板に固定されることで、遠心ブレードを駆動して回転させる。

本発明の一実施形態において、第２の筺体の外表面と環型導流板の外表面は、ほぼ同一平面にある。

本発明の一実施形態において、固定板と第１の筺体の間の垂直距離は、遠心ブレードと第１の筺体の間の垂直距離より大きい。

本発明の一実施形態において、固定板と第２の筺体の外表面は、同一平面になく、固定板と羽根の間に、隙間がある。

本発明の一実施形態において、隙間の幅は、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍである。

本発明の一実施形態において、環型導流板は、厚さ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの平面構造を更に含む。

本発明の一実施形態において、第１の弧状構造の最大厚さは、平面構造の厚さの１．５〜２．５倍である。

本発明の一実施形態において、第２の筺体は、厚さが第２の筺体の弧状構造の最大厚さの０．３〜０．４倍である平面構造を更に含む。

本発明の別の実施形態によると、遠心送風機は、第１の筺体と、第２の筺体と、駆動装置と、遠心ブレードと、環型導流板と、を備える。遠心ブレードは、ハブと、ハブに環設される羽根と、を含む。第１の筺体は、中心に吸込み口があり、前記吸込み口の周囲に位置する内表面に、厚さが吸込み口から径方向に沿って外方向へ逓減する第１の弧状構造を有し、チャンバー及び吹出し口を第２の筺体と形成する。環型導流板は、羽根の最外縁に近接した内表面に、厚さが羽根の最外縁から径方向に沿って内側へ逓減し、第１の弧状構造と隙間を有して対向する第２の弧状構造を有し、前記羽根の外縁に設けられる。駆動装置は、ハブと接続するように第２の筺体に固定されることで、遠心ブレードを駆動して回転させる。

本発明の別の実施形態において、第１の筺体の外表面と環型導流板の外表面は、ほぼ同一平面にある。

本発明の別の実施形態において、隙間の幅は、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍである。

本発明の別の実施形態において、環型導流板は、厚さ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの平面構造を更に含む。

本発明の別の実施形態において、第１の弧状構造の最大厚さは、平面構造の厚さの１．５〜２．５倍である。

本発明の別の実施形態において、第１の筺体は、厚さが第１の弧状構造の最大厚さの０．３〜０．４倍である平面構造を更に含む。

本発明の第１の筺体、第２の筺体及び環型導流板による導流効果により、羽根の長さを減少させ、遠心送風機内部の気体流通空間を提供する必要がなくなる。従って、送風機の流量を増加するために、大型の羽根を設けることができる。本発明は、ノートパソコンの内部空間の必要に応じて、気体流通空間を保持し、更に、良い導流効果を提供するために、固定板が加えられた第２の筺体を、環型導流板と共に底面に設けることができる。本発明の互いに対向する第２の弧状構造と第１の弧状構造の間の隙間において、弧状構造の設計上のサイズのパラメーターを適用することで、隙間における噴流現象の発生による空気漏れを防止することができ、全体の風流量を向上させることができる。また、環型導流板の外側のみに環型導流板の弧状構造を設けているため、送風機の流量を増加させるための大型の羽根を収納するのに十分な空間を設けることができる。

下記図面の簡単な説明は、本発明の前記または他の目的、特徴、メリット、実施例をより分かりやすくするためのものである。

本発明の一実施形態による遠心送風機の外観を示す模式図である。 図１に示した遠心送風機を示す分解図である。 図１に示した遠心送風機の側面を示す断面図である。 本発明の別の実施形態による遠心送風機の外観を示す模式図である。 図４に示した遠心送風機を示す分解図である。 図４に示した遠心送風機の側面を示す断面図である。 遠心送風機の固定板のサイズ設計を示す模式図である。 遠心送風機の第２の筺体の弧状構造及び環型導流板の弧状構造のサイズ設計を示す模式図である。

図１及び図２を共に参照する。図１は、本発明の一実施形態による遠心送風機１００の外観を示す模式図である。図２は、図１に示した遠心送風機１００を示す分解図である。図１及び図２に示すように、第１の筺体１２０と第２の筺体１３０は、組み合わせてチャンバー１１０を形成し、チャンバー１１０は、開口として、吹出し口１０１を有する空間である。遠心ブレード１４０は、チャンバー１１０内に設けられ、ハブ１４１と、ハブ１４１に環設される羽根１４２と、を有する。ハブ１４１は、駆動装置１６０に接続され、駆動装置１６０により動力が提供され、遠心ブレード１４０に連動して回転し、風流を発生させ、吹出し口１０１から吹き出させる。環型導流板１５０を、羽根１４２の最外縁に近接させる理由は、その環型の構造設計が、羽根１４２が回転する時に発生した風流逆圧を減少させて風速及び通風量を増加させることができるからである。第２の筺体１３０は、吸込み口１３３を有する環型構造であり、通風量を増加させるために、空気を吸込み口１３３からチャンバー１１０内に導流することができる。第２の筺体１３０の舌部１０２に近接した部分及び前記舌部１０２から離れた部分はそれぞれ、固定板１３２と接続するように、第２の筺体自体から垂直にかつ外側へ支持体１３１を延ばし、固定板１３２と第１の筺体１２０の間の垂直距離は、前記遠心ブレード１４０と第１の筺体１２０の間の垂直距離より大きい。第１の筺体１２０は、中心に吸込み口１０３を有する導流板であり、空気をチャンバー１１０に導流したり、他の素子と接続したりすることに用いることができる。しかしながら、他の実施例において、第１の筺体１２０の形状は、環型の穴を開けた導流板に限定されない。

図１に示した遠心送風機１００の側面を示す断面図である図３を参照する。図３に示すように、内部空間の制限により、第１の筺体１２０をマザーボード１７０に接続する必要がある場合に、本発明は、駆動装置１６０を支持するために支持体１３１を固定板１３２に接続し、遠心送風機１００のチャンバー１１０内の気体流通空間を増加させる。第２の筺体１３０は、吸込み口１３３（図２参照）の周囲に位置する内表面１３０ａに、厚さが吸込み口１３３（図２参照）から径方向に沿って外方向へ逓減する第１の弧状構造１３０ｂを有する。環型導流板１５０は、羽根１４２の最外縁に近接した内表面１５０ａに、厚さが羽根１４２の最外縁から径方向に沿って内側へ逓減する第２の弧状構造１５０ｂを有する。第２の弧状構造１５０ｂは、第１の弧状構造１３０ｂと隙間１１０ａを有して対向する。環型導流板１５０に第２の弧状構造１５０ｂを加えて、第２の筺体１３０に第１の弧状構造１３０ｂを加えた設計によれば、環型導流板１５０と第２の筺体１３０の間の隙間１１０ａにおける噴流現象の発生による空気漏れを防止することができる。また、環型導流板１５０は、外側の内表面１５０ａのみにおいて、第２の弧状構造１５０ｂを有するため、羽根１４２の長さの設置に影響を与えることは殆どなく、羽根１４２の幅が広い遠心ブレード１４０を設けることができる。従って、遠心送風機１００が回転する場合、空気の流量を効率的に向上させることができる。本実施例において、第２の筺体１３０の外表面１３０ｃと環型導流板１５０の外表面１５０ｃとは、ほぼ同一平面にある。固定板１３２と第１の筺体１２０との垂直距離は、前記遠心ブレード１４０と第１の筺体１２０との垂直距離より大きく、固定板１３２と第２の筺体１３０の外表面１３０ｃは、同一平面になく、固定板１３２と羽根１４２の間に、隙間１０４がある。

図４及び図５を共に参照する。図４は、本発明の別の実施形態による遠心送風機１００’の外観を示す模式図である。図５は、図４に示した遠心送風機１００’を示す分解図である。図４及び図５に示すように、第１の筺体１２０’と第２の筺体１３０は、組み合わせてチャンバー１１０を形成し、チャンバー１１０は、開口として、吹出し口１０１を有する空間である。遠心ブレード１４０は、チャンバー１１０内に設けられ、ハブ１４１と、ハブ１４１に環設される羽根１４２と、を有する。ハブ１４１が駆動装置１６０に接続されることで動力が提供され、ハブ１４１は駆動装置１６０に連動して回転する。羽根１４２は、ハブ１４１に環設される。駆動装置１６０により動力が提供され、遠心ブレード１４０は駆動装置１６０に連動して回転し、風流を発生して吹出し口１０１から吹き出させる。環型導流板１５０’を、第１の筺体１２０’に近接するように、羽根１４２の外縁に設ける理由は、その環型の構造設計が、羽根１４２が回転する時に発生した風流逆圧を減少させて風速及び通風量を増加させることができるからである。第１の筺体１２０’は、中心に吸込み口１０３を有する環型構造であり、通風量を増加させるように、空気を吸込み口１０３からチャンバー１１０内に導流することができる。本実施例において、第２の筺体１３０は、環型の吸込み口１３３を有する導流板であり、空気をチャンバー１１０に導流することに用いられることができ、第２の筺体１３０の中心に、駆動装置１６０を固定するための底板１３４がある。

図４に示した遠心送風機１００’の側面を示す断面図である図６を参照する。図６に示すように、第１の筺体１２０’は、吸込み口１０３（図５参照）の周囲に位置する内表面１２０ａ’に、厚さが前記吸込み口１０３（図５参照）から径方向に沿って外方向へ逓減する第１の弧状構造１２０ｂ’を有する。環型導流板１５０’は、羽根１４２の最外縁に近接した内表面１５０ａ’に、厚さが羽根１４２の最外縁から径方向に沿って内側へ逓減する第２の弧状構造１５０ｂ’を有する。第２の弧状構造１５０ｂ’は、第１の弧状１２０ｂ’構造と隙間１１０ａを有して対向する。環型導流板１５０’に第２の弧状構造１５０ｂ’を加えて、第１の筺体１２０’に第１の弧状構造１２０ｂ’を加えた設計では、環型導流板１５０’と第１の筺体１２０’の間の隙間１１０ａにおける噴流現象の発生による空気漏れとならないようにすることができる。また、環型導流板１５０’は、外側の内表面１５０ａ’のみで、第２の弧状構造１５０ｂ’を有するため、羽根１４２の長さ方向での設置に影響を与えることは殆どなく、羽根１４２の幅が広い遠心ブレード１４０を設けることができる。従って、遠心送風機１００’が回転する場合、空気の流量を効率的に向上させることができる。本実施例において、第１の筺体１２０’の外表面１２０ｃ’と環型導流板１５０’の外表面１５０ｃ’は、ほぼ同一平面にある。

図７を参照する。図７は、本発明による遠心送風機１００の固定板１３２のサイズ設計を示す模式図である。ただし、α角は、舌部１０２に近接した固定板１３２の縁と第２の軸方向１９０との夾角である。β角は、舌部１０２から離れた固定板１３２の縁と第１の軸方向１８０との夾角である。本発明では、計算流体力学（Ｃａｌｃｕｌａｔｅ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ；ＣＦＤ）の数値シミュレーションの結果、α角の角度範囲０°〜４５°、β角の角度範囲０°〜９０°が得られた。上記角度パラメーターによって設計された固定板１３２を用いて、第２の筺体１３０は、空気を遠心送風機１００内に導流するのに十分な空間を有することが可能となる。

本発明による遠心送風機１００の第１の弧状構造１３０ｂ及び第２の弧状構造１５０ｂのサイズ設計を示す模式図である図８を参照する。図８に示すように、本発明は、計算流体力学（Ｃａｌｃｕｌａｔｅ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ；ＣＦＤ）の数値シミュレーションの結果、本発明の第１の弧状構造１３０ｂと第２の弧状構造１５０ｂの間の隙間１１０ａの幅ｇが、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍであり、環型導流板１５０の第２の弧状構造１５０ｂの弧面１５０ｄから前記環型導流板１５０の外表面１５０ｃまでの垂直距離の最も遠い位置と、水平面２００との夾角の角度γが、３°〜８°であり、第２の筺体１３０の第１の弧状構造１３０ｂの最大厚さＲが、環型導流板１５０の平面構造の厚さｒの１．５〜２．５倍であり、第２の筺体１３０の平面構造の厚さＤが、第２の筺体１３０の第１の弧状構造１３０ｂの最大厚さＲの０．３〜０．４倍であることが好ましいというデータが得られた。本発明の遠心送風機１００は、上記データにより、隙間１１０ａへの空気の流れ込みによる噴流現象による空気漏れを防止することができ、また、環型導流板１５０の第２の弧状構造１５０ｂは、環型導流板１５０の外側のみに設けられているため、通風量を増加させるための大型の羽根１４２を収納するのに十分な空間を設けることができる。他の実施例において、第１の弧状構造が第１の筺体に設けられている場合、使用するパラメーターの設計も上記の通りである。

上記本発明の実施形態によれば、本発明は下記の利点を有することが判明した。

（１）ノートパソコンの内部空間が狭い場合であっても、本発明の第１の筺体、第２の筺体及び環型導流板による導流効果により、羽根のサイズを減少させて遠心送風機内部の空気流通空間を増加させる必要はない。従って、送風機の流量を増進するために、大型の羽根を設けることができる。

（２）本発明の遠心送風機では、ノートパソコンの内部空間の必要に応じて、固定板が加えられた第２の筺体を、環型導流板と共に底面に設け、駆動装置を支持するための固定板を加えることができる。遠心送風機は、転置するように動作して気体導流の効果を達成し、更に、遠心送風機に必要な空間を減少することができるため、ノートパソコン内部における他の素子を、より柔軟に設置できる。

（３）本発明の第２の筺体（別の実施例における第１の筺体）と環型導流板の間の隙間において、第２の筺体（別の実施例における第１の筺体）及び環型導流板の何れもが弧状構造を有するように設計し、弧状構造の設計上のサイズのパラメーターを適用することで、隙間における噴流現象の発生による空気漏れを防止できるため、全体の風流量を向上させることができる。また、環型導流板の外側のみに、環型導流板の弧状構造を設けているため、本発明の遠心送風機の内部には、送風機の流量を増加させるための大型の羽根を収納するのに十分な空間がある。

本発明では実施形態を前述の通り開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変動や修正を加えることができる。従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１００、１００’ 遠心送風機、１０１ 吹出し口、１０２ 舌部、１０３、１３３ 吸込み口、１１０ チャンバー、１１０ａ、１０４ 隙間、１２０、１２０’ 第１の筺体、１２０ａ’、１３０ａ、１５０ａ、１５０ａ’ 内表面、１２０ｂ’、１３０ｂ 第１の弧状構造、１２０ｃ’、１３０ｃ、１５０ｃ、１５０ｃ’ 外表面、１３０ 第２の筺体、１３１ 支持体、１３２ 固定板、１３４ 底板、１４０ 遠心ブレード、１４１ ハブ、１４２ 羽根、１５０、１５０’ 環型導流板、１５０ｂ、１５０ｂ’ 第２の弧状構造、１５０ｄ 弧面、１６０ 駆動装置、１７０ マザーボード、１８０ 第１の軸方向、１９０ 第２の軸方向、２００ 水平面、ｇ 幅、γ 角度、Ｒ、ｒ、Ｄ 厚さ

Claims (14)

1. ハブと、前記ハブに環設される複数の羽根と、を含む遠心ブレードと、
   第１の筺体と、
   チャンバー及び吹出し口を第１の筺体と共同で形成し、中心に吸込み口があり、前記吸込み口の周囲に位置する内表面に、厚さが前記吸込み口から径方向に沿って外方向へ逓減する第１の弧状構造を有し、舌部に近接した部分及び前記舌部から離れた部分のそれぞれで、固定板と接続するように、第２の筺体自体から垂直にかつ外側へ支持体を延ばす第２の筺体と、
   前記羽根の最外縁に近接した内表面に、厚さが前記羽根の最外縁から径方向に沿って内側へ逓減し、前記第１の弧状構造と隙間を有して対向する第２の弧状構造を有し、前記羽根の外縁に設けられる環型導流板と、
   前記ハブと接続するように前記固定板に固定されることで、前記遠心ブレードを駆動して回転させる駆動装置と、
   を備える遠心送風機。
2. 前記第２の筺体の外表面と前記環型導流板の外表面はほぼ同一平面にある請求項１に記載の遠心送風機。
3. 前記固定板と前記第１の筺体の間の垂直距離は前記遠心ブレードと前記第１の筺体の間の垂直距離より大きい請求項１または２に記載の遠心送風機。
4. 前記固定板と前記第２の筺体の外表面は同一平面になく、前記固定板と前記羽根の間に隙間がある請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心送風機。
5. 前記隙間の幅は、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の遠心送風機。
6. 前記環型導流板は、厚さ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの平面構造を更に含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心送風機。
7. 前記第１の弧状構造の最大厚さは、前記平面構造の厚さの１．５〜２．５倍である請求項６に記載の遠心送風機。
8. 前記第２の筺体は、厚さが前記第１の弧状構造の最大厚さの０．３〜０．４倍である平面構造を更に含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の遠心送風機。
9. ハブと、前記ハブに環設される複数の羽根と、を含む遠心ブレードと、
   中心に吸込み口があり、前記吸込み口の周囲に位置する内表面に、厚さが前記吸込み口から径方向に沿って外方向へ逓減する第１の弧状構造を有する第１の筺体と、
   チャンバー及び吹出し口を前記第１の筺体と共同で形成する第２の筺体と、
   前記羽根の最外縁に近接した内表面に、厚さが前記羽根の最外縁から径方向に沿って内側へ逓減し、前記第１の弧状構造と隙間を有して対向する第２の弧状構造を有し、前記羽根の外縁に設けられる環型導流板と、
   前記ハブと接続するように前記第２の筺体に固定されることで、前記遠心ブレードを駆動して回転させる駆動装置と、
   を備える遠心送風機。
10. 前記第１の筺体の外表面と前記環型導流板の外表面は、ほぼ同一平面にある請求項９に記載の遠心送風機。
11. 前記隙間の幅は、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍである請求項９または１０に記載の遠心送風機。
12. 前記環型導流板は、厚さ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの平面構造を更に含む請求項９〜１１のいずれか１項に記載の遠心送風機。
13. 前記第１の弧状構造の最大厚さは、前記平面構造の厚さの１．５〜２．５倍である請求項１２に記載の遠心送風機。
14. 前記第１の筺体は、厚さが前記第１の弧状構造の最大厚さの０．３〜０．４倍である平面構造を更に含む請求項９〜１３のいずれか１項に記載の遠心送風機。

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