TW201239202A - impeller structure - Google Patents

Description

201239202 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明主要關於一種葉輪結構，尤指一種葉片上設有加 強肋之葉輪結構。 【先前技術】 [0002] 一般用於空調系統等大型風扇，由於其尺寸較大且轉速 較快，因此需考量葉輪之本身之強度。一種作法為，將 葉輪以金屬材質製作，然而製作金屬葉輪之模具其精度 要求十分高，需要投入大量的人力及成本開發，並且製 作出來成品的品質不穩定。此外由於使甩金屬材質，其 製作成本亦較高。 [0003] 另一種作法為，將葉輪以塑膠材質製作，然而因塑膠材 質本身之強度不強，尤其應用於高溫環境下，葉輪高速 旋轉容易產生扇葉變形的問題。請參閱第1圖，為了加強 葉輪100的結構，可將葉片110的外緣設置一固定環120 ，然而，氣流之流場因被固定環120完全分隔，容易產生 内外流場干擾的問題，並且習知之固定環120的設置會導 致整個葉輪100的重量增加。 【發明内容】 [0004] 為了解決上述習知技術之缺失，本發明之目的係提供一 種葉輪結構，其於葉片之側緣與連接緣之間設有加強肋 ，以加強葉片之強度與平衡度，並能減少流場干擾的問 題。 [0005] 為了達到上述之目的，本發明係提供一種葉輪結構，包 括一輪轂、複數個葉片與複數個加強肋。輪轂係沿一旋 100110236 表單編號 A0101 第 3 頁/共 18 頁 1002017247-0 201239202 轉轴旋轉，輪轂係具有一輪轂側面。葉片係由輪轂側面 延伸出，葉片分別具有一迎風面與一相對於迎風面之背 風面，葉片之周圍分別具有一侧緣、一相對於側緣之連 接緣、一尾緣以及一相對於尾緣之前緣，其中側緣係遠 離輪轂，連接緣係連接於輪轂。加強肋係環狀間隔地設 置於葉片之側緣與連接緣之間，每一加強肋之一端連接 於葉片之迎風面，並鄰近前緣以及遠離尾緣，另一端連 接於另一相鄰之葉片之背風面，並鄰近另一相鄰之葉片 之尾緣以及遠離其前緣。 [0006] 為了達到上述之目的，本發明另提供一種葉輪結構，包 括一輪轂、複數個次葉片、一分隔環、複數個葉片、與 複數個加強肋。輪轂係沿一旋轉軸旋轉，輪轂係具有一 輪轂側面。次葉片係分別由輪毅之輪轂側面放射狀延伸 出。分隔環係環繞地設置於次葉片之末端。葉片係由分 隔環之側面延伸出，葉片係分別具有一迎風面、一相對 於迎風面之背風面、一侧緣、一相對於侧緣之連接緣、 一尾緣以及一相對於尾緣之前緣，其中側緣係遠離輪轂 ，連接緣係連接於輪轂。加強肋係環狀間隔地設置於葉 片之側緣與連接緣之間，每一加強肋之一端連接於葉片 之迎風面，並鄰近前緣以及遠離尾緣，另一端連接於另 一相鄰之葉片之背風面，並鄰近尾緣以及遠離前緣。 [0007] 綜上所述，本發明藉由前述加強肋與葉片之結構，不但 可有效地加強葉輪之強度，並藉由減少加強肋之體積與 重量，以減少增加於葉片上的重量，藉此增加葉輪轉動 時的平衡度，另外本發明之加強肋並非完全地將葉片 100110236 表單編號A0101 第4頁/共18頁 1002017247-0 201239202 分隔為兩個部份，可滅少習知内外流場干擾的問題。 【實施方式】 [画]請參閱第2圖至第4圖，第2圖係為本發明之第—實施例之 葉輪結構的立體圖，第3圖為本發明之第一實施例之葉輪 結構的俯視圖，第4圖為本發明之第一實施例之葉輪結構 的側視圖。本實施例之葉輪結構2 0 0係搭g己一馬達（圖未 示）以構成一風扇，旅以馬達運轉而帶動葉輪結構200旋 轉以產生氣流。 [0009] 〇 葉輪結構200可由塑膠材質所製成’葉輪結構200包括一 輪轂210、複數個葉片220、與複數個加強肋23〇。輪轂 210係可為一圓盤塑中空結構，並可設置於馬達上，並經 由馬達之帶動沿一旋轉軸ΑΧ1旋奏’其中_轂21 〇係具有 一輪轂側面211 » [0010] 〇 葉片220係為一薄片狀結構’其材質可為塑膠。葉片220 可由輪轂側面211放射狀地延伸出’葉片2^〇分別具有一 迎風面221、一背風面222 sv迎,序爾3科輿背風面222係分 別位於葉片2 2 0之相對侧，：並佔了葉片2 2 0大部分的表面 積，其中迎風面221為氣流進入葉輪結構200所對應的面 ，背風面222為氣流流出葉輪結構200所對應的面。葉片 220之周圍係分別具有一侧緣223、一連接緣224、一尾 緣（trai 1 ing edge)225以及一前緣（leading edge)226 »侧緣223、連接緣224、尾緣225與前緣226 係圍繞迎風面221與背風面222。其中侧緣223與連接緣 224設置於葉片220之相對側侧緣223係遠離輪轂210，連 接緣224係連接於輪轂210。尾緣225為氣流進入葉輪結 100110236 表單編號 A0101 第 5 頁/共 18 頁 1002017247-0 201239202 構2 00所對應的邊緣，前緣226為氣流流出葉輪結構200 所對應的邊緣。尾緣225與前緣226設置於葉片220之相 對側，並分別連接側緣223與連接緣224，由圖中亦可看 出每一葉片220之前緣226係鄰近另一相鄰之葉片220a之 尾緣225a與遠離葉片220a之前緣226a。 [0011] 加強肋230係環狀間隔地設置於葉片220之側緣223與連 接緣224之間。每一加強肋230之一端連接於葉片220之 迎風面221。如第4圖所示，加強肋230之寬度W1小於葉 片220之翼尖弦長W2的二分之一，於本實施例中，可大約 為三分之一，並且加強肋230僅於迎風面221上連接鄰近 於前緣226部份’也就是說，加強肋230與迎風面221之 連接處遠離尾緣225。另外每一加強肋230之另一端連接 於另一相鄰之葉片220a之背風面222a，加強肋230僅於 背風面222a上連接鄰近於尾緣225a的部份，也就是說， 並且加強肋230與背風面222a之連接處遠離前緣226a。 [0012] 由第3圖可看出，加強肋230分別連接於葉片220由側緣 2 2 3至連接緣2 2 4之.長度L1的3·分之一至三分之二之間， 可有效的加強葉片220之結構》另外加強肋230並排列於 一以旋轉軸AX1為圓心之圓形軌跡上’並藉由此圓形排列 之方式，可使加強肋230對於氣流氣場的干擾減至最小。 [0013] 另由第4圖中亦可看出連接於葉片220之兩加強肋230與加 強肋230a，於延伸方向D1延長時彼此並不交錯與重疊。 因此葉片220與另一相鄰葉片22 0a之間隔空間S1，並未 被加強肋230完全分隔為一内部區域Z1與一外部區域Z2( 繪製於第3圖），因此不會造成習知因氣流流場被固定環 100110236 表單編號A0101 第6頁/共18頁 1002017247-0 201239202 [0014] Ο [0015]

[⑻ 16] 100110236 完全分隔’而產生内外流場（分別位於内部區域ζι與外 部區域Z2的流場）干擾的問題。 加強肋230係分別與葉片220表面相連，並由於葉片22〇 的連接處至與另-葉片220a的連接處沿一延伸方向陳 伸，其延伸方倾大略與氣流之進氣方㈣或是旋轉袖 AX1成45度傾斜，可有效減少因加強肋23〇而產生的阻力 。另請參考第.5圖，為加強肋230於垂直延伸方向〇1的剖 面圖，於本實施财加強肋230的截面係為一兩端為圓弧 之長方形。因此當葉輪結構2〇〇旋轉時，加強肋23〇的末 端可產生導流之功效，以使氣流能順利流動。但加強肋 230之截面升>狀並不加以限制’於另一實施例中，可為_ 長方形、一橢圓形、一梯形或是一翼形。 综上所述’本實施例藉由前述加強肋23〇與葉片220之結 構’可有效的加強葉輪結構200之強度，因此本實施例之 葉輪結構200可以成本較低以及製作容易與精確之塑膠製 成，由上述圖中亦可明顯看出加強肋230之體積遠較習知 之固定環為小，能相較於習知技術之固定環，減少增加 於葉片220上的重量，亦更能因此增加葉輪結構2〇〇轉動 時的平衡度，另外本實施例之加強肋230並非完全地將 葉片220分隔為兩個部份，可減少習知内外流場干擾的 問題。 請參閱第6圖與第7圖，第6圖係為本發明之第二實施例之 立體圖，第7圖係為本發明之第二實施例的俯視圖。與第 一實施例不同之處在於，葉輪結構200更包括了複數個次 葉片240與一分隔環250。次葉片240係分別由輪轂210 表單編號Α0101 第7頁/共18頁 1002017247-0 201239202 之輪轂側面211放射狀延伸出。分隔環250係環繞地設置 於次葉片240之末端，葉片220係由分隔環250之側面延 伸出，換句話說，次葉片2 4 0與葉片2 2 0分別連接於分隔 環250之相對側面，其中次葉片240之長度可短於葉片 220，次葉片240之數目可多於葉片22 0。 [0017] 於本實施例中可將輪轂210樞接於一基座（圖未示）上， 並以一導管（圖未示）連接於分隔環2 50，並輸送一氣流 至分隔環250内侧之次葉片240，即可經由次葉片240帶 動整個葉輪結構200轉動，進而使葉片220帶動外部之空 氣流動。 [0018] 本發明雖'以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考 而非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在 不脫離本發明之精神和範圍内，當可做些許的更動與潤 飾。因此上述實施例並非用以限定本發明之範圍，本發 明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 [0019] 第1圖為習知設有固定環之葉輪結構； [0020] 第2圖為本發明之第一實施例之葉輪結構的立體圖； [0021] 第3圖為本發明之第一實施例之葉輪結構的俯視圖； [0022] 第4圖為本發明之第一實施例之葉輪結構的侧視圖； [0023] 第5圖為加強肋於第4圖中AA剖面之剖面圖； [0024] 第6圖為本發明之第二實施例之葉輪結構的立體圖；以及 [0025] 第7圖為本發明之第二實施例之葉輪結構的的俯視圖。 100110236 表單編號A0101 第8頁/共18頁 1002017247-0 201239202 【主要元件符號說明】 [0026] [習知技術] [0027] 葉輪100 [0028] 葉片110 [0029] 固定環120 [0030] [本發明] [0031] 葉輪結構200 0 [0032] 輪轂210 [0033] 輪轂侧面211 [0034] 葉片220 [0035] 迎風面221 [0036] 背風面2 2 2 [0037] 側緣2 2 3 〇 [0038] 連接緣224 [0039] 尾緣225 [0040] 前緣226 [0041] 加強肋230 [0042] 次葉片240 [0043] 分隔環250 [0044] 旋轉軸AX1 100110236 表單編號A0101 第9頁/共18頁 1002017247-0 201239202 [0045] 延伸方向D1 [0046] 進氣方向D2 [0047] 長度L1 [0048] 加強肋之寬度W1 [0049] 葉片之翼尖弦長W2 [0050] 内部區域Z1 [0051] 外部區域Z 2 [0052] 間隔空間S1 1002017247-0 100110236 表單編號A0101 第10頁/共18頁

Claims (1)

1. 201239202 七、申請專利範圍： 1 . 一種葉輪結構，包括： - 一輪轂，沿一旋轉軸旋轉，並具有一輪轂側面； 複數個葉片，由該輪轂侧面延伸出，並分別具有一迎風面 與一相對於該迎風面之背風面，該些葉片之周圍分別具有 一側緣、一相對於該側緣之連接緣、一尾緣以及一相對於 該尾緣之前緣，其中該側緣係遠離該輪轂，該連接緣係連 接於該輪轂；以及 複數個加強肋，環狀間隔地設置於該些葉片之侧緣與該連 ^ 接緣之間，每一加強肋之一端連接於該葉片之迎風面，並 鄰近該葉片之該前緣以及遠離該尾缘，每一加強肋之另一 端則連接於另一相鄰之葉片之背風面，並鄰近該相鄰之葉 片之尾緣以及遠離其前緣。 2 .如申請專利範圍第1項所述之葉輪結構，其中該些加強肋 之寬度係小於該些葉片之翼尖弦長的二分之一。 3 . —種葉輪結構，包括： 一輪轂，沿一旋轉轴旋轉，並具有一輪較側面； 〇 複數個次葉片，分別由該輪轂之輪轂側面放射狀延伸出； 一分隔環，環繞地設置於該些次葉片之末端； 複數個葉片，由該分隔環之側面延伸出，並分別具有一迎 風面、一相對於該迎風面之背風面、一侧緣、一相對於該 側緣之連接緣、一尾緣以及一相對於該尾緣之前緣，其中 該侧緣係遠離該輪轂，該連接緣係連接於該輪轂；以及 複數個加強肋，環狀間隔地設置於該些葉片之側緣與該連 接緣之間，每一加強肋之一端連接於葉片之迎風面，並鄰 100110236 表單編號A0101 第11頁/共18頁 1002017247-0 201239202 近該葉片之該前緣以及遠離該尾緣，每一加強肋之另一端 則連接於另一相鄰之葉片之背風面，並鄰近該相鄰之葉片 之該尾緣以及遠離該前緣。 、 如:請專利範圍第3項所述之葉輪結構，其中該些加強肋 之寬度係小於該些葉片之翼尖弦長的二分之— 如申請專利範圍第1項或第3項所述之:結構。，其中料 加強肋分別連接料些葉片之長度的三分之_到三分之二 之間。 如申請專利範圍第1項或第3項所述之葉輪結構，其中該此 加強肋係分別垂直於該些葉片延伸。 如申請專郷_項峨销述之錄轉，印亥此 加強之截面係為-長方形、兩端為圓狐之長方U圓 形、一梯形或是一翼形。 =申請專利範圍第丨項或第3項所述之葉輪結構其中每一 另"'相鄰之葉片之尾緣與遠離前述 另—相鄰之葉片之前緣。 如申請專韻圍第3項所叙錄物，其巾料 之長度短於該些葉片，該些請片之數目多於料葉片。 100110236 表單編號A0101 第12頁/共18頁 1002017247-0