TW202138687A - 離心式散熱風扇 - Google Patents

Abstract

一種離心式散熱風扇，包括殼體以及葉輪。殼體具有至少一入風口。葉輪沿一軸向可旋轉地組裝於殼體內，葉輪具有輪轂與環繞輪轂配置的多個扇葉，入風口位於軸向上且正對於輪轂。各扇葉具有相鄰於入風口的折翼，折翼從扇葉的葉面朝向相鄰的另一扇葉延伸，且折翼具有斜面，斜面沿葉輪的徑向而面對入風口的周緣。

Description

離心式散熱風扇

本發明是有關於一種散熱風扇，且特別是有關於一種離心式散熱風扇。

一般而言，為了提升筆記型電腦內的散熱效果，不外乎採用降低系統熱阻或是提升其內散熱風扇的效能。然因筆記型電腦的外觀朝向輕薄化且不喜太多的散熱孔，因此導致系統熱阻較大，進而使散熱風扇的吸風量減少，而讓外部環境的空氣不易進入系統以產生散熱所需的熱對流。

同時，現有離心式風扇的葉片之間氣隙較大，也因此不易控制氣流而容易造成回流，以致風壓不足，從而影響散熱效率。再者，一旦增大入風口而提高入風量的同時，若扇葉並未提供對應的結構，則也容易造成漏風等情形。

據此，在現有系統熱阻已存在的情形下，勢必針對散熱風扇的風壓與風量提供有效地提升手段，方能有效解決上述問題。

本發明提供一種離心式散熱風扇，其藉由扇葉的葉型與殼體的入風口產生對應，以兼具高入風量與高風壓而能提高其散熱效能。

本發明的離心式散熱風扇，包括殼體以及葉輪。殼體具有至少一入風口。葉輪沿一軸向可旋轉地組裝於殼體內，葉輪具有輪轂與環繞輪轂配置的多個扇葉，入風口位於軸向上且正對於輪轂。各扇葉具有相鄰於入風口的折翼，折翼從扇葉的葉面朝向相鄰的另一扇葉延伸，且折翼具有斜面，斜面沿葉輪的徑向而面對入風口的周緣。

基於上述，離心式散熱風扇藉由在扇葉鄰近入風口處形成折翼，且使折翼具有面對入風口周緣的斜面，如此一來，折翼的斜面還能與入風口搭配而形成將殼體外部的氣流引至殼體之內的導引結構，故而折翼的存在及其與入風口的適配性質能有效地提高離心式散熱風扇的入風量。同時，由於折翼的彎折方向是朝相鄰的另一扇葉延伸，因此對於葉輪整體而言，這些折翼將會對殼體的內部提供遮蔽效果，也就是讓已被吸入殼體內部的氣流能持續地被保留在殼體之內進行加壓，直至從出風口傳出。

換句話說，現有將入風口予以擴大而欲導致的提高風量效果若搭配現有葉輪，則面臨到的即是上述漏風的情形會隨之產生，同時對殼體內的氣流加壓效果也有線。但，若改以搭配本發明的離心式散熱風扇的葉輪，則因應上述扇葉的折翼葉型特徵，便能提供將外部氣流導入殼體內的效果，也能有效地對殼體內的氣流進行加壓，以有效改善上述漏風的情形發生，並進而提高離心式散熱風扇的運作效率。

圖1是依據本發明一實施例的離心式散熱風扇的爆炸圖。圖2A是圖1的離心式散熱風扇的扇葉的立體視圖。圖2B是圖1的離心式散熱風扇的局部側視圖。在此同時提供直角座標X-Y-Z以利於構件描述。請同時參考圖1與圖2A、圖2B，在本實施例中，離心式散熱風扇100包括殼體120以及葉輪110。殼體120由基座122與頂板121構成，且殼體120具有入風口122a、121a。在此，殼體120的入風口121a、122a分屬於頂板121與基座122，而其中與葉輪110存在搭配關係者僅入風口121a，故後續將以入風口121a作為描述對象，但本發明並未以此為限。於另一未繪示的實施例中，葉輪也可使其扇葉的葉型與入風口122a進行搭配，而達到與本實施例相同之效果。換句話說，對於離心式散熱風扇100而言，其是以軸向L1入風而以徑向D1出風作為其運作模式，也就是在葉輪110運轉的狀態下，殼體120外部的氣流會經由入風口121a、122a進入殼體120，並經由出風口122b（頂板121與基座122相互結合而構成）被傳出殼體120，因而在此模式之下，使葉輪的扇葉搭配至少任一入風口，皆能產生與本實施例相同的效果。

在本實施例中，葉輪110沿軸向L1可旋轉地組裝於殼體120內，所述軸向L1平行Z軸，葉輪110具有輪轂111與環繞輪轂111配置的多個扇葉112，入風口121a位於軸向L1上且正對於輪轂111。各扇葉112具有相鄰於入風口121a的折翼112a，折翼112a從扇葉112的葉面（main surface）朝向相鄰的另一扇葉112延伸，且折翼112a具有斜面V1，斜面V1沿葉輪110的徑向D1而面對入風口121a的周緣輪廓。

圖3是圖1的離心式散熱風扇的扇葉的俯視圖。請同時參考圖2A、圖2B與圖3，在本實施例中，扇葉112沿徑向D1區分為第一區A1、第二區A2與第三區A3，第一區A1連接輪轂111，第二區A2連接在第一區A1與第三區A3之間，折翼112a從第二區A2延伸出，並相對於扇葉112的葉面呈現彎折，且較佳呈現的彎折角為90度。在此，第二區A2沿軸向L1的尺寸大於第一區A1沿軸向L1的尺寸，且第二區A2沿軸向L1的尺寸大於第三區A3沿軸向L1的尺寸。換句話說，僅以單一扇葉112而言，折翼112a所在的第二區A2，其具有較扇葉112的第一區A1、第三區A3為高的狀態，亦即代表扇葉112在第二區A2處具有較大的葉面尺寸。此舉也相當於，相較於現有近乎等尺寸葉面的扇葉，本實施例的扇葉112的折翼112a實質上應建立在具有較大葉面的局部以利於靠近入風口121a，也就是讓扇葉112的局部葉面沿軸向L1擴增之後，再於其上形成折翼112a。圖2B保壓，風不易出。

進一步地說，將本實施例的葉輪110整體觀之，其多個扇葉112實質上座落在同一個平面BS，且本實施例的平面BS平行於X-Y平面，並使前述軸向L1成為平面BS的法線。這些扇葉112在此情形下，其第二區A2的頂部相對於平面BS的高度h1、h2大於第一區A1的頂部相對於平面BS的高度h3，且第二區A2的頂部相對於平面BS的高度h1、h2也會大於第三區A3的頂部相對於平面BS的高度h4，如圖2B所示，也就是說，具有折翼112a的第二區A2，其相較於第一區A1與第三區A3要更為接近入風口121a的周緣，進而在葉輪110運轉時能造成殼體120外部的氣流F1因入風口121a與折翼112a的斜面V1所形成的通道結構而被順利地導引至殼體120內。

再者，於本實施例中，折翼112a相對於平面BS的高度是沿徑向D1而逐漸降低。請同時參考圖2B與圖3，折翼112a相對於輪轂111的旋轉中心（也就是前述軸向L1）而在徑向D1上存在外徑R2與內徑R1（在此以軸向L1為基準，繪示折翼112a在徑向D1上的兩端處的半徑作為例示），且外徑R2大於內徑R1，對應至圖2即能清楚得知，外徑R2對應的高度h2小於內徑R1對應的高度h1，且是從內徑R1處逐漸往外徑R2處減少，其中內徑R1小於入風口121a的半徑R3，且入風口121a的半徑R3小於折翼112a的外徑R2，也就是折翼112a的局部被頂板121所遮蔽，以此尺寸搭配而形成斜面V1，且使斜面V1能與入風口121a形成導入氣流F1的通道結構。同時，也因折翼112a與入風口121a具備上述對應關係，因而對離心式散熱風扇100而言，其能使殼體120內的氣流不易外漏，而具備風壓維持效果。

圖4A與圖4B分別是本發明不同實施例的離心式散熱風扇的局部側視圖。請先參考圖4A，與前述實施例不同的是，折翼112a的外徑R2小於入風口121a的半徑R4，亦即折翼112a完全從入風口121a暴露出，然入風口121a仍與折翼112a的斜面V1形成由殼體120外部朝向殼體120內部的漸縮輪廓，因此在殼體120的出風口122b（繪示於圖1）或其鄰近處，仍能因殼體120的內部氣流被排出而順利地將外部的氣流F1經由入風口121a導入殼體120，藉以增加離心式散熱風扇100的入風量。

請參考圖4B，其與前述實施例不同的是，折翼112a相對於平面BS的高度大於入風口121a相對於平面BS的高度，如圖所示折翼112a相對於頂板121存在突出間距G1，而此舉能進一步地增大入風量與風壓。換句話說，本實施例的扇葉412是讓其第二區A21進一步沿軸向L1擴展葉面，而使折翼112a得以突出於入風口121a，然與前述實施例不變的是，折翼112a的斜面V1仍能與入風口121a的周緣相互對應以形成漸縮輪廓，而同樣有利於將殼體120的外部氣流F1導引入殼體120。

基於上述實施例，總的來說，本發明的葉輪110在其扇葉112或412的第二區A2或A21沿軸向L1擴展，以讓其上的折翼112a得以鄰近入風口121a，並進而使折翼112a的斜面V1得以與入風口121a的周緣接近而形成漸縮輪廓，藉以提昇離心式散熱風扇100的入風量與風壓。同時，折翼112a沿徑向D1所具有的外徑R2及內徑R1，而讓設計者能據以調整至所需的入風量與風壓。在此，離心式散熱風扇100的入風量正比於內徑R1，離心式散熱風扇100的風壓反比於內徑R1。簡單的說，請參考圖3，當折翼112a的內徑R1越小時，代表折翼112a的徑向尺寸越大，如圖所示內徑R5，其相當於新增了如斜線所繪示的區域，對於殼體120的內部空間而言，上述形成的折翼112b相當於增加了遮蔽內部空間的面積，也提高對內部空間的氣流的保持率，如此便能提高離心式散熱風扇100的風壓。

在本實施例的離心式散熱風扇100中，其入風口121a的直徑小於輪葉110的直徑，且以入風口121a的直徑是以葉輪110的直徑的80%為例，在此基礎上，若搭配以現有技術的葉輪，則當欲進一步增大入風量而加大入風口時，便會面臨到葉輪的扇葉無法配合而導致漏風情形產生。反之，若搭配本發明上述實施例的葉輪110，即其扇葉112或412是具有折翼112a者，則可望進一步縮減葉輪110與殼體120在入風口121a處的間距。換句話說，本發明的葉輪110藉由扇葉112或412上的折翼112a，而使原本的固定式遮蔽結構（即頂板121在入風口121a周緣的局部實體）改為活動式的遮蔽結構（即折翼112a），以在擴大入風口而提高入風量的同時也能兼具所需的風壓。類似地，即使毋須擴大入風口，具有折翼112a的扇葉112也能達到加大入風量與風壓的效果。

圖5A是本發明另一實施例的離心式散熱風扇的示意圖。圖5B以另一視角繪示圖5A的離心式散熱風扇的局部。請同時參考圖5A與圖5B，在本實施例的葉輪210中，各扇葉212的折翼212a從扇葉212的葉面朝向相鄰的另一扇葉212延伸並連接至所述另一扇葉212的另一折翼212a，以使葉輪210的這些折翼212a彼此連接而呈環形，而呈環形的折翼212a也同樣具有斜面V2以對應朝向殼體120的入風口121a（繪示於圖1），因而在能達到前述實施例相同的效果的同時，葉輪210也因此能有效提高其結構強度。在此並未限制折翼212a的連接形式，其可藉由金屬扇葉於沖壓過程中形成的扣件而逐一扣接，也可藉由模內射出而以塑膠材料銜接起這些扇葉212所形成。當然，扇葉212即其折翼212a也可皆由塑膠材料以一次性射出成型而完成。

圖6是本發明另一實施例的離心式散熱風扇的示意圖。請參考圖6，本實施例的葉輪310中，配置於輪轂111的扇葉312已具備前述實施例的相關特徵，例如彼此相鄰的折翼312a相互鄰接而呈環狀，且其同樣具有對應入風口121a的斜面V3，而不同的是，本實施例的扇葉312還具有破折葉緣312c與另一折翼312b，其中破折葉緣312c實質上位於扇葉312的第三區A3（如圖2A、圖2B所示），折翼312b與破折葉緣312c分別處於第三區A3的不同邊緣（破折葉緣312c鄰接在一對折翼312b之間），其中折翼312b相對於葉輪310的旋轉方向（如圖所示逆時針箭號）而呈後掠設計。在此，扇葉312與破折葉緣312c、折翼312b是由金屬板件沖壓、彎折而成。據此，本實施例的扇葉312除保有前述實施例的特徵與效果外，所述折翼312b與破折葉緣312c還能進一步地將扇葉312末端形成的渦流予以分散且弱化，以降低扇葉312旋轉對周遭空氣造成的擾動，進而達到提高運作效率及降噪的效果。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，離心式散熱風扇藉由在扇葉鄰近入風口處形成折翼，且使折翼具有面對入風口周緣的斜面，如此一來，折翼的斜面還能與入風口搭配而形成將殼體外部的氣流引至殼體之內的導引結構，故而折翼的存在及其與入風口的適配性質能有效地提高離心式散熱風扇的入風量。同時，由於折翼的彎折方向是朝相鄰的另一扇葉延伸，因此對於葉輪整體而言，這些折翼將會對殼體的內部提供遮蔽效果，也就是讓已被吸入殼體內部的氣流能持續地被保留在殼體之內進行加壓，直至從出風口傳出。此外，設計者可針對所需入風量與風壓的不同需求而對應調整折翼的內徑尺寸、外徑尺寸，以及折翼相對於扇葉所在平面的高度。

換句話說，現有將入風口予以擴大而欲導致的提高風量效果若搭配現有葉輪，則面臨到的即是上述漏風的情形會隨之產生，同時對殼體內的氣流加壓效果也有線。但，若改以搭配本發明的離心式散熱風扇的葉輪，則因應上述扇葉的折翼葉型特徵，便能提供將外部氣流導入殼體內的效果，也能有效地對殼體內的氣流進行加壓，以有效改善上述漏風的情形發生，並進而提高離心式散熱風扇的運作效率。

100:離心式散熱風扇 110、210、310:葉輪 111:輪轂 112、212、312、412:扇葉 112a、112b、212a、312a:折翼 120:殼體 121:頂板 121a、122a:入風口 122b:出風口 122:基座 312b:折翼 312c:破折葉緣 A1:第一區 A2、A21:第二區 A3:第三區 BS:平面 D1:徑向 F1:氣流 G1:突出間距 h1、h2、h3、h4:高度 L1:軸向 R1、R5:內徑 R2:外徑 R3、R4:半徑 V1、V2、V3:斜面 X-Y-Z:直角座標

圖1是依據本發明一實施例的離心式散熱風扇的爆炸圖。 圖2A是圖1的離心式散熱風扇的扇葉的立體視圖。 圖2B是圖1的離心式散熱風扇的局部側視圖。 圖3是圖1的離心式散熱風扇的扇葉的俯視圖。 圖4A與圖4B分別是本發明不同實施例的離心式散熱風扇的局部側視圖。 圖5A是本發明另一實施例的離心式散熱風扇的示意圖。 圖5B以另一視角繪示圖5A的離心式散熱風扇的局部。 圖6是本發明另一實施例的離心式散熱風扇的示意圖。

100:離心式散熱風扇

110:葉輪

111:輪轂

112:扇葉

112a:折翼

120:殼體

121:頂板

121a、122a:入風口

122b:出風口

122:基座

D1:徑向

V1:斜面

X-Y-Z:直角座標

Claims (13)

1. 一種離心式散熱風扇，包括： 一殼體，具有至少一入風口；以及 一葉輪，沿一軸向可旋轉地組裝於該殼體內，該葉輪具有一輪轂與環繞該輪轂配置的多個扇葉，該入風口位於該軸向上且正對於該輪轂，各該扇葉具有相鄰於該入風口的一折翼，該折翼從該扇葉的葉面朝向相鄰的另一扇葉延伸，且該折翼具有一斜面，該斜面沿該葉輪的一徑向而面對該入風口的周緣。
2. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該入風口的直徑小於該葉輪的直徑。
3. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該扇葉沿該徑向區分為一第一區、一第二區與一第三區，該第一區連接該輪轂，該第二區連接在該第一區與該第三區之間，該折翼從該第二區延伸出。
4. 如請求項3所述的離心式散熱風扇，其中該第二區沿該軸向的尺寸大於該第一區沿該軸向的尺寸，且該第二區沿該軸向的尺寸大於該第三區沿該軸向的尺寸。
5. 如請求項3所述的離心式散熱風扇，其中該些扇葉座落於同一平面，該第二區的頂部相對於該平面的高度大於該第一區的頂部相對於該平面的高度，且該第二區的頂部相對於該平面的高度大於該第三區的頂部相對於該平面的高度。
6. 如請求項5所述的離心式散熱風扇，其中該折翼相對於該平面的高度沿該徑向而降低。
7. 如請求項5所述的離心式散熱風扇，其中該折翼相對於該平面的高度大於該入風口相對於該平面的高度。
8. 如請求項3所述的離心式散熱風扇，其中該第三區遠離該輪轂的一端還具有一破折葉緣。
9. 如請求項8所述的離心式散熱風扇，其中該第三區還具有至少一另一折翼，所述另一折翼與該破折葉緣分別處於該第三區的不同邊緣，所述另一折翼相對於該葉輪的旋轉方向而呈後掠設計。
10. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該折翼沿該徑向具有一外徑與一內徑，該外徑大於該內徑，該內徑小於該入風口的半徑，且該入風口的半徑小於該外徑。
11. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該折翼沿該徑向具有一外徑與一內徑，該外徑大於該內徑，且該外徑小於該入風口的半徑。
12. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該折翼沿該徑向具有一外徑與一內徑，該外徑大於該內徑，該離心式散熱風扇的入風量正比於該內徑，該離心式散熱風扇的風壓反比於該內徑。
13. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該折翼從該扇葉的葉面朝向相鄰的另一扇葉延伸並連接至所述另一扇葉的另一折翼，以使該葉輪的該些折翼彼此連接而呈環形。

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