JP4216792B2 - 散熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、散熱装置に関するものであって、特に、加速流道を有する高圧遠心ファンに関するものである。

公知の送風機は、図１〜図３で示されるように、ファンフレーム１０、モーター１１、ファンブレード構造１２、及び、上蓋１３、からなり、ファンフレーム１０は、送風機の風出口となる開口１０１を備え、モーター１１は、ファンフレーム１０のベース１０２に嵌接され、ファンブレード構造１２を転動する。上蓋１３は、送風機の風入口となる円形開口１３１を有する。ファンブレード構造１２は、更に、ハブ１２１、環形板１２２、及び、その上下に環設された複数個のブレード１２３、からなる。しかし、公知の送風機の設計において、空気が流道に進入した後、更に、ブレードを通過する方向が、９０度（図３の点線の矢印で示される）でなければならず、流道中の加速方向は、ブレードに進入する方向と異なり、且つ、ファンフレーム内の下に行くほど、加速距離が長くなり、速度が遅くなるので、出口の流場速度が不均一になり、散熱効果を低下させる。この他、空気は直接ブレードに進入し、流速が突然増加するので、ブレードの負荷が非常に高く、回転速度を増加させることが出来ない。

本発明は、加速流道を有する散熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、加速流道を有する遠心ファンを提供し、流道内の流体速度を均一にし、その風圧を増加させ、流体性能及び散熱効率を向上させることをもう一つの目的とする。

本発明の散熱装置は、少なくとも一つの風入口と風出口とを有するファンフレームと、
前記フレーム内に設置され、ハブと複数のブレードからなるブレードユニットとを備えるローターブレードと、からなり、
前記ファンフレームは、内側に延伸した壁面を有し、前記壁面、前記ハブ、前記ブレードユニットの間に、加速流道を形成し、
前記ファンフレームは、更に、
前記ローターブレードを承接する底座を有する第一フレームと、
前記第一フレームに結合されている第二フレームと、からなり、
前記風入口は、前記第二フレーム上に形成され、前記壁面は、前記風入口周縁から、前記第一フレームに向かって延伸し、前記ファンフレームの空間を分割し、集気流道を形成し、
前記壁面の一端は凸縁を有し、前記集気流道の入口を形成し、前記ブレードユニットの一端は、前記集気流道の入口付近で、径方向に延伸する。加速流道は、垂直、或いは、外側に湾曲した流道で、その流道方向は、ブレードの頂端面にほぼ垂直である。

この他、ローターブレードは、更に、底板を備え、ブレードユニットがこの底板上に形成され、ブレードの頂端面は、ハブの頂面より低く、ハブ、底板、ブレードユニットは、一体射出成形で形成される。

好ましくは、ファンフレームは、更に、第一フレームと第二フレームとからなり、第一フレームはローターブレードを承接する底座を有し、第二フレームは、第一フレームに結合されている。風入口は、第二フレーム上に形成されている。壁面は、風入口周縁から、第一フレームに向かって延伸し、ファンフレームの空間を分割し、集気流道を形成する。壁面の一端に、凸縁を有し、集気流道の入口を形成する。ブレードユニットの一端は、集気流道の入口付近に向かって、径方向に延伸する。集気流道の高度とローターブレードを流経する流動高度は、一部、或いは、完全に重畳する。集気流道の断面積は、実質上、風出口の断面積と等しい。

この他、散熱装置は、更に、駆動装置を備え、底座のスリーブベース上に嵌接され、且つ、ローターブレード内に結合され、ローターブレードを駆動する。

更に、第二フレームは、第一フレームに向かって延伸した延伸部を有し、この延伸程度の変化は、風出口から、風出口端を離れるにつれて増加し、ファンフレーム内に、片側の軸圧縮風道を形成する。或いは、第一フレームは第二フレームに向かって延伸し、且つ、延伸部に対応するもう一つの延伸部を有し、ファンフレーム内に、両側の軸圧縮風道を形成する。この他、ファンフレームは、更に、径圧縮風道を有する。

好ましくは、ブレードユニットの複数のブレードは、曲弧状構造で、散熱装置は、単一方向入風型送風機、逆フック式遠心ファン、双方向入風型送風機、或いは、軸流式ファンである。

本発明は、加速流道を有する遠心ファンを提供し、流道内の流体速度を均一にし、その風圧を増加して、流体性能及び散熱効果を向上させることが出来る。

図４及び図５は、本発明の散熱装置の好ましい実施例を示す。本実施例中、遠心ファンを例とし、遠心ファンは、単方向入風型の送風機で、主に、第一フレーム２１、第二フレーム２２、駆動装置２３、鉄ハウジング２４、ローターブレード２５、からなる。第一フレーム２１は、スリーブベース２１１を有し、駆動装置２３（モーター）がその上に承置されている。ベアリング２３１、２３２をスリーブベース２１１内に置設し、ローターブレード２５の回転軸２７を支承する。第二フレーム２２は、風入口２２１、及び、風入口内縁から下に延伸する壁面２２２を備え、第二フレーム２２と第一フレーム２１が組み合わされた後、壁面２２２により、第二フレーム２２と第一フレーム２１の組み合わせ後に形成される空間を分割して、集気流道２６とローターブレード２５を容置する空間を形成する。同時に、風出口２１２を形成する。壁面底端は、径方向に外に向かって延伸する凸縁２２３を有し、集気流道の入口２６１を形成する。

ローターブレード２５は、駆動装置２３により駆動され、ハブ２５１、底板２５２、ブレードユニット２５３、からなる。底板２５２は、ハブ２５１の底部から径方向に延伸する。ブレードユニット２５３は、複数の曲弧状のブレードからなり、底板２５２表面に設置されると共に、集気流道の入口に延伸し、これらのブレードの頂端面は、ハブの頂面より低い。勿論、ブレードユニットの尺寸、形状、配置方式は、図４で示される設計に限定されない。ハブ、底板、ブレードユニットは、一体射出成形される。

図５で示されるように、本発明のハブ２５１、第二フレーム２２の壁面２２２、ブレードユニット２５３、及び、風入口２２１間に、加速流道３０を形成し、加速流道３０の流道方向は、ブレードの頂端面とほぼ垂直である。つまり、ブレードの頂端面は、壁面２２２にほぼ垂直である。これにより、ローターブレードが運転する時、空気は、この加速流道から垂直にブレードの長端面に進入する。気流の加速方向とブレードに進入する角度は相同である故、その風圧を増加させることが出来、散熱効果を向上する。加速流道は、垂直である以外に、一部分が外側に湾曲してもよい。

遠心ファンは運転する時、気流は、風入口２２１から吸入された後、ローターブレードのブレードユニット２５３を経て、集気流道２６に位置する入口２６１を経て、集気流道２６に導入して、加圧と気体保留を実施して、風圧の急速な変化を防止し、更に、風出口２１２から、高圧の気流を排出する。

本実施例において、遠心ファンの風入口辺縁で下向きに延伸した壁面が、小さい風出口だけを残して、集気流道２６とローターブレード２５を隔て、ローターブレードを流経する空気流の加圧過程を長くして、圧力の急速な変化を防止する。ローターブレードの軸向き上で、集気流道の高度とローターブレード及び導流を流経する流動高度は、一部、或いは、完全に重畳し、遠心ファンの薄型化の目的を達成する。集気流道２６の断面積は、実質上、風出口２１２の断面積と等しい。これにより、気流が、面積の変化により、作業効率が低下するのを回避することができる。

この他、本発明中、遠心ファンは、図４で示されるように、軸向き圧縮式風道２９設計を採用し、単方向軸圧縮風道設計である。第二フレーム２２の内表面は、第一フレーム延伸した延伸部２９を有し、その延伸の軸向き深度の変化は、風出口から風出口を離れるにつれて増加する。第二フレーム２２と第一フレーム２１が組み合わされた後、ファンフレーム内に軸圧縮風道を形成し、気流が更に円滑になる。公知の送風機の径圧縮風道設計以外に、第一フレームは、第二フレーム方向に延伸し、延伸部２９に対応するもう一つの延伸部を形成し、両側軸圧縮風道を形成してもよい。

最後に、図６は、本発明の遠心ファンの好ましい実施例（即ち、図４と図５）と公知の送風機（図１〜図３）の風量と風圧特性の比較を示す図である。図から分かるように、本発明の遠心ファンは、加速流道の設計により、ファンの風圧と風量を大幅に向上することが出来る。

本発明は、加速流道を有する遠心ファンを提供し、流道内の流体速度を均一にし、その風圧を増加して、流体性能及び散熱効果を向上させることが出来る。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

公知の送風機の立体分解図である。 図１の送風機の組み合わせ後の平面図である。 図１の送風機の断面図である。 本発明の散熱装置の好ましい実施例の立体分解図である。 図４の散熱装置の断面図である。 本発明の遠心ファンの好ましい実施例と公知の送風機の風量と風圧特性の比較を示す図である。

符号の説明

１０ ファンフレーム
１１ モーター
１２ ファンブレード構造
１３ 上蓋
１０１ 開口
１０２ ベース
１３１ 円形開口
１２１ ハブ
１２２ 環形板
１２３ ブレード
２１ 第一フレーム
２２ 第二フレーム
２３ 駆動装置
２４ 鉄ハウジング
２５ ローターブレード
２１１ スリーブベース
２３１、２３２ ベアリング
２７ 回転軸
２２１ 風入口
２２２ 壁面
２６ 集気流道
２１２ 風出口
２２３ 凸縁
２６１ 入口
２５１ ハブ
２５２ 底板
２５３ ブレードユニット
２９ 延伸部

Claims (8)

1. 散熱装置であって、
   少なくとも一つの風入口と風出口とを有するファンフレームと、
   前記フレーム内に設置され、ハブと複数のブレードからなるブレードユニットとを備えるローターブレードと、からなり、
   前記ファンフレームは、内側に延伸した壁面を有し、前記壁面、前記ハブ、前記ブレードユニットの間に、加速流道を形成し、
   前記ファンフレームは、更に、
   前記ローターブレードを承接する底座を有する第一フレームと、
   前記第一フレームに結合されている第二フレームと、からなり、
   前記風入口は、前記第二フレーム上に形成され、前記壁面は、前記風入口周縁から、前記第一フレームに向かって延伸し、前記ファンフレームの空間を分割し、集気流道を形成し、
   前記壁面の一端は凸縁を有し、前記集気流道の入口を形成し、前記ブレードユニットの一端は、前記集気流道の入口付近で、径方向に延伸することを特徴とする散熱装置。
2. 前記加速流道は、垂直か、外側に湾曲した流道であることを特徴とする請求項１に記載の散熱装置。
3. 前記加速流道の流道方向は、前記ブレードの頂端面にほぼ垂直であることを特徴とする請求項１に記載の散熱装置。
4. 前記ローターブレードは、更に、底板を有し、前記ブレードユニットが前記底板上に形成され、前記ブレードの頂端面は、前記ハブの頂面より低いことを特徴とする請求項１に記載の散熱装置。
5. 前記ハブ、前記底板、前記ブレードユニットは、一体射出成形で形成されることを特徴とする請求項４に記載の散熱装置。
6. 更に、駆動装置を備え、前記底座のスリーブベース上に嵌接され、且つ、前記ローターブレード内に結合され、前記ローターブレードを駆動することを特徴とする請求項１に記載の散熱装置。
7. 前記第二フレームは、前記第一フレームに向かって延伸した延伸部を有し、この延伸程度の変化は、前記風出口から、風出口端を離れるにつれて増加し、前記ファンフレーム内に、片側の軸圧縮風道を形成するか、或いは、前記第一フレームは前記第二フレームに向かって延伸し、且つ、前記延伸部に対応するもう一つの延伸部を有し、前記ファンフレーム内に、両側の軸圧縮風道を形成することを特徴とする請求項１に記載の散熱装置。
8. 前記ブレードユニットは、曲弧状であることを特徴とする請求項１に記載の散熱装置。

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