TW202146775A

TW202146775A - 扇葉結構

Info

Publication number: TW202146775A
Application number: TW109119013A
Authority: TW
Inventors: 孫頌偉; 李名哲
Original assignee: 奇鋐科技股份有限公司
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2021-12-16
Also published as: TWI742712B

Abstract

本發明係一種扇葉結構，包括一輪轂及一葉片組，該輪轂具有一頂壁及一自該頂壁周緣延伸的側壁，該葉片組具有複數上葉片與複數下葉片，該複數上、下葉片係呈上、下交錯設在該側壁，每一該上葉片設有一第一前緣與一第一後緣係自該第一前緣沿該上葉片長度方向向下斜伸且共同界定一第一迎風面，該每一該下葉片設有一第二前緣與一第二後緣係自該第二前緣沿該下葉片長度方向向上斜伸且共同界定一第二迎風面，其中該第一迎風面是面朝下方該下葉片的第二後緣方向設置，該第二迎風面是面朝上方該上葉片的第一後緣方向設置，透過本發明此設計，可令流體得持續不斷的加壓，進而降低震動及噪音以及減少馬達耗電的效果。

Description

扇葉結構

本發明有關於一種扇葉結構，尤指一種可達到對氣流不斷增壓及降低噪音的扇葉結構。

近年來隨著電子產業的發展，電子裝置的性能不斷提升，其內部晶片組的數量和運算速度不斷提升，使得電子裝置所散發的熱量也相應增加，因此散熱風扇在電子元件結構內部運用越來越廣泛。參閱第1A、1B圖，習知一般離心風扇1包括一上板11、一底板12、一入風口13、一出風口14及一扇葉結構15，該底板12的外周緣向上圍繞有一側板121，該上板11蓋合在該底板12上，該上板11與底板12及側板21共同界定一容設空間16是用以容設該扇葉結構15，且該扇葉結構15透過一軸心(圖中未示)與該底板12具有的一軸筒122相樞設，該入風口13與出風口14分別開設於該上板11及該側板121一側。該扇葉結構15包括一輪轂151與複數徑向葉片152，該複數徑向葉片152係環設在該輪轂151的外周側上，每一該徑向葉片152設有一自由端1521、一朝該輪轂151之中心的固定端1522、一迎風面1523與一對應該迎風面1523的背風面1524，該複數徑向葉片152的固定端1522固定連接在該輪轂151的外周側上，其自由端1521與該側板121內表面之間界定有一氣流通道157，該複數徑向葉片152的迎風面1523為呈相同朝向且彼此相平行，並兩兩徑向葉片152之間形成有一呈徑向的流道156。所以當該離心風扇1運轉時，該扇葉結構15沿逆時針旋轉，該複數徑向葉片152會將外面氣流17軸向導引到該上板11的入風口13內，使氣流17從該複數徑向葉片152的固定端1522進入到各自流道156內加壓且以徑向方向從該自由端1521流出(甩出)至該氣流通道157內，並沿著該側板121內表面從徑向的該出風口14流出。但習知離心風扇1卻延伸另一問題，就是習知的軸向氣流17進入到每一徑向葉片152的流道156內時，因每一徑向葉片152對氣流17的加壓距離只是短短的徑向葉片152弦長，以致於氣流17於流道156內還來不及被徑向葉片152加壓就甩出去了，且這些還來不及被加壓大部分的氣流17會直接由各徑向葉片152的自由端1521甩出而不斷撞擊到該側板121內表面後，才會於該氣流通道157內並朝該出風口14方向向外流出，由於前述原因以致於造成噪音大、震動大及產生無法提升風扇風壓及風量的問題，且還會造成離心風扇馬達耗電耗能等諸多問題。另外，習知的該複數徑向葉片152是採用很密集排列形成在該輪轂151外周側上，以導致於實際製造上的模具是不好開模，相對的成本也提高。

本發明之一目的在提供一種可達到對流體(如氣流)不斷增壓及降低噪音的扇葉結構。本發明之另一目的在提供一種透過複數上、下葉片交錯設在該輪轂外周側壁的設計，使得能減少葉片設置的數量，且還有利於製造上模具好開模及降低成本的扇葉結構。本發明之另一目的在提供一種一具有複數上、下葉片呈上、下交錯設置的扇葉結構應用於一離心風扇上可達到提升風壓及風量的效果，進而還可降低震動及減少風扇馬達耗電的效果的扇葉結構。本發明係提供一種扇葉結構，包括一輪轂及一葉片組，該輪轂具有一頂壁及一自該頂壁周緣延伸的側壁，該葉片組具有複數上葉片與複數下葉片，該複數上、下葉片係呈上、下交錯設在該側壁，每一該上葉片設有一第一前緣與一第一後緣係自該第一前緣沿該上葉片長度方向向下斜伸且共同界定一第一迎風面，該每一該下葉片設有一第二前緣與一第二後緣係自該第二前緣沿該下葉片長度方向向上斜伸且共同界定一第二迎風面，其中該第一迎風面是面朝對應該下葉片的第二後緣方向設置，該第二迎風面是面朝對應該上葉片的第一後緣方向設置，透過本發明此扇葉結構的設計，使得可達到讓流體(如氣流)得持續不斷增壓(加壓)及降低噪音，且還有效降低成本、降低震動及減少風扇馬達耗電(耗能)的效果。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。本發明係提供一種扇葉結構，請參閱第2A圖為本發明之第一實施例之扇葉結構立體示意圖；第2B圖為本發明圖2A的側視示意圖；第2C圖為本發明之第一實施例之氣流於該複數上、下葉片之間流動態樣示意圖。如圖所示，該扇葉結構2包括一輪轂21及一葉片組22，該輪轂21具有一頂壁211及一自該頂壁211周緣延伸的側壁212，該側壁212設有一上半部2121及一下半部2122，在本實施例中相鄰該輪轂21外周緣的側壁212之頂端至自底端兩者之間的中心點為上半部2121與下半部2122的分界點，也就是該側壁212之頂端至前述中心點為上半部2121，該中心點至該側壁212之底端為下半部2122，但並不侷限於此。該葉片組22具有複數上葉片221與複數下葉片222，該複數上、下葉片221、222係呈上、下交錯設在該側壁212，在本實施例中該複數上葉片221與該複數下葉片222係交錯設在該上半部2121與該下半部2122，且該複數上、下葉片221、222與該輪轂21的中心線O呈一傾斜角度設置，例如每一該上葉片221係呈30度~70度傾斜角度的設在該上半部2121，該角度較佳為35度~50度，每一該下葉片222呈110度~155度傾斜角度設在該下半部2122，該角度較佳為120度~140度。其中該複數上、下葉片221、222與該輪轂21為一體成型例如塑膠射出或3D列印達成。當然，在其他一實施例，該複數上、下葉片221、222與該輪轂21可為部分一體成型搭配部分非一體成型例如該複數上葉片221(或下葉片222)如塑膠射出成型在該輪轂21的側壁212之上半部2121(或下半部2122)，該複數下葉片222(或上葉片221)採用例如膠接、嵌接或焊接等方式結合在該輪轂21的側壁212之下半部2122(或上半部2121)，或是該複數下葉片222(或上葉片221)面對該輪轂21的一內側端2226(或2216)環接一中空的套接環以套設在該輪轂21的側壁212之下半部2122(或上半部2121)結合為一體。在其他另一實施例，該複數上、下葉片221、222與該輪轂21可皆為非一體成型例如該複數上、下葉片221、222採用例如膠接、嵌接或焊接等方式結合在該輪轂21的側壁212之上半部2121與下半部2122。每一該上葉片221設有一相鄰該頂壁211的第一前緣2211與一第一後緣2212，該第一後緣2212係自該第一前緣2211沿該上葉片221長度方向向下斜伸且共同界定一第一迎風面2213與一對應該第一迎風面2213的第一背風面2214，該第一迎風面2213與第一背風面2214分別設置在該上葉片221的兩側，在該扇葉結構2運轉過程中(如逆時針旋轉)，該扇葉結構2朝向旋轉方向的一側面(前側面)為該第一迎風面2213，另一側面(後側面)為該第一背風面2214，且該第一迎風面2213位於該第一背風面2214的前方，並在本實施例中該第一迎風面2213與第一背風面2214分別呈如凹曲面與凸曲面，以使該上葉片221整體的形狀呈一拱形狀，且每一該上葉片221的厚度係隨如拱形沿伸方向由厚變薄，但並不引以為限。每一該下葉片222設有一相鄰該側壁212底端的第二前緣2221與一第二後緣2222，該第二後緣2222係自該第二前緣2221沿該下葉片222長度方向向上斜伸且共同界定一第二迎風面2223與一對應該第二迎風面2223的第二背風面2224，該第二迎風面2223與第二背風面2224分別設置在該下葉片222的兩側，在本實施例中的複數下葉片222的結構及形狀(如呈拱狀)與前述上葉片221的結構及形狀(如呈拱狀)相同，在此不重新贅述，該上、下葉片221、222差異在於每一該上葉片221的第一迎風面2213是面朝下方對應該下葉片222的第二後緣2222方向設置，每一該下葉片222的第二迎風面2223是面朝上方對應該上葉片221的第一後緣2212方向設置，也就是如第2A、2B圖中該複數上葉片221其中一上葉片221的第一迎風面2213是面朝前斜下方的下葉片222的第二後緣2222方向設置在該上半部2121，前下方的下葉片222的第二迎風面2223是面朝前斜上方的上葉片221的第一後緣2212方向設置在該下半部2122，且該複數上、下葉片221、222的第一迎風面2213與第二迎風面2223是不相面對且呈不相同朝向，該第一背風面2214與該第二背風面2224也為呈不相同朝向。在一可行實施例中，該上葉片221的形狀與該下葉片222的形狀可為相同或不相同，例如該上葉片221的形狀也可為呈弧狀(或拱狀)，且該上葉片221的第一迎風面2213與第一背風面2214分別呈如凹弧面與凸弧面，該下葉片222的形狀也可為呈拱狀(或弧狀)，且該下葉片222的第二迎風面2223與第二背風面2224分別呈如凹曲面與凸曲面，或是該上、下葉片221、222的形狀為相同皆呈弧狀(或拱狀)。在本實施例中每一該上葉片221的第一前緣2211的厚度大於該第一後緣2212的厚度，及每一該下葉片222的第二前緣2221的厚度大於該二後緣的厚度，且每一該上葉片221的該第一前緣2211與面對前下方的該下葉片222的第二後緣2222是不在同一軸線上，每一該上葉片221的第一後緣2212與對應後下方的下葉片222的第二前緣2221也不在同一軸線上，在第2B圖中可看出每一該上葉片221的第一前緣2211與第一後緣2222分別與前下方的下葉片222的第二後緣2222及後下方的下葉片222的第二前緣2221沒有相重疊一起。在其他實施例，每一該上葉片221的第一前緣2211與面對前下方的該下葉片222的該第二後緣2222可在同一軸線上，每一該上葉片221的該第一後緣2212與對應後下方的該下葉片222的該第二前緣2221可在同一軸線上。所以一軸向的流體(氣流4)被該扇葉結構2的複數上葉片221的第一前緣2211導引進入後，該複數上葉片221會對氣流4進行加壓且沿各自第一迎風面2213朝該第一後緣2212方向在一定速度下向下甩出(流出)後，使後面下方的下葉片222的第二前緣2221會接住前面上葉片221甩出經加壓後的氣流4，接著該後面下方的下葉片222會對氣流4再一次加壓且沿各自第二迎風面2223朝第二後緣2222方向在一定速度下向上甩出(流出)後，再由後面上方的上葉片221的第一前緣2211接著前面下葉片222甩出經加壓後的氣流4並對氣流4又一次加壓，使氣流4不斷在該複數上、下葉片221、222之間以上、下、上、下方式不斷接力持續加壓(如第2C圖)，因此使得可有效對氣流4(流體) 在該複數上、下葉片221、222之間的範圍內不斷持續增壓(加壓)及提升流量的效果。所以透過本發明此扇葉結構2的設計，不僅可有效減少葉片的數量，且在製造上模具也容易開模及扇葉結構2容易製造，相對地能有效降低成本。請參閱第3圖為本發明之第二實施例之離心風扇的立體分解示意圖；第4A圖為本發明之第二實施例之離心風扇的立體組合示意圖；第4B圖為本發明之第二實施例之離心風扇之氣流於該複數上、下葉片之間流動態樣示意圖；第5圖為本發明風扇的扇葉結構與習知離心風扇的扇葉結構實測曲線比較示意圖，並輔以參閱第2A、2C圖，本實施例主要是將前述第一實施例的扇葉結構2應用於一風扇3(如離心風扇或鼓風機)，在本實施例中該扇葉結構2是裝設於該風扇3（如離心風扇）內用以驅動氣流4。該風扇3包含一底座32與一上板31，該上板31具有一入風口33係用以供外面氣流4(流體)流入該風扇3內，該上板31係蓋合在該底座32上構成一扇框，且該上板31與底座32共同界定一容設空間35，該容設空間35係容設該扇葉結構2，一軸心36的一端固定在該輪轂21，該軸心36的另一端與該底座32凸伸的一軸筒322相樞設，並該底座32上設有一出風口34與一沿該底座32外周緣圍繞向上延伸的側板321，該出風口34係設於該底座32的側邊且連通該容設空間35，且於該容設空間35的該複數上、下葉片221、222的一外側端2215、2225與該側板321內表面之間界定一氣流通道38係連通該出風口34。於本發明實際實施時，該扇葉結構2的該輪轂21內側設有一磁性件(圖中未示)係與對應該軸筒322外周側上套設的一定子37相感應激磁。參閱第2A、4B、5圖，當該風扇3的該扇葉結構2沿逆時針旋轉時，該上板31的入風口33會將外面的氣流4導引入該容設空間35內，使氣流4會被該複數上葉片221的第一前緣2211導引進入後，該複數上葉片221會對氣流4加壓而由該第一後緣2212流出(甩出)，使後面下方的下葉片222的第二前緣2221會接住前面上葉片221甩出經加壓的氣流4，讓大部分的氣流4不斷在該等上、下葉片221、222之間以上、下、上、下方式不斷接力持續加壓(如第4B圖)，然後該複數上、下葉片221、222的外側端2215、2225外圍的氣流脫離了加壓範圍而被推出，並沿該側板321內表面朝徑向的該出風口34外流出(朝低壓流出)，同時位於該氣流通道38內的少許氣流4也一併沿該側板321內表面朝出風口34外流出。在第5圖中，係為本發明風扇的扇葉結構2與習知離心風扇的扇葉結構15實測曲線比較示意圖，圖中橫向座標(CFM)代表的是風量與縱向座標(mmAq)代表的是風壓(靜壓)，且本發明為實線表示，習知為虛線表示，所以根據實驗結果顯示，在尺寸比例相同且使用相同的扇框的前提下，本發明風扇3與習知離心風扇在相同風量下，本發明具有較高的風壓，在相同風壓下，本發明具有較大的風量。由此可知，本發明風扇3確實能夠有效提升風扇3性能及降低噪音。因此藉由本發明該風扇3的設計，讓氣流4(流體)於該複數上、下葉片221、222之間範圍內不斷持續加壓，以有效提升風扇3的風壓及風量，又由於只有少許氣流4會流出撞擊到該側板321內表面而於該氣流通道38內，相對地使該風扇3運轉時整體能達到降低噪音、降低震動及減少風扇馬達耗電的效果，且還能有效達到降低成本及利於製造上模具好開模。此外，本發明該扇葉結構2的該複數上、下葉片221、222的第一、二迎風面2213、2223推動氣流方向以與入風口33軸向進入氣流方向是呈傾斜角度(呈非垂直角度)，使得非垂直的流場可達到不易發散。

2:扇葉結構 21:輪轂 211:頂壁 212:側壁 2121、2122:上、下半部 22:葉片組 221、222:上、下葉片 2211、2221:第一、二前緣 2212、2222:第一、二後緣 2213、2223:第一、二迎風面 2214、2224:第一、二背風面 2215、2225:外側端 2216、2226:內側端 3:風扇 31:上板 32:底座 321:側板 322:軸筒 33:入風口 34:出風口 35:容設空間 36:軸心 37:定子 38:氣流通道 4:氣流 O:中心線

第1A圖為習知之離心風扇之立體分解示意圖。第1B圖為習知之離心風扇之氣流流動態樣示意圖。第2A圖為本發明之第一實施例之扇葉結構立體示意圖。第2B圖為本發明圖2A的側視示意圖。第2C圖為本發明之第一實施例之氣流於該複數上、下葉片之間流動態樣示意圖。第3圖為本發明之第二實施例之離心風扇的立體分解示意圖。第4A圖為本發明之第二實施例之離心風扇的立體組合示意圖。第4B圖為本發明之第二實施例之離心風扇之氣流於該複數上、下葉片之間流動態樣示意圖。第5圖為本發明風扇的扇葉結構與習知離心風扇的扇葉結構實測曲線比較示意圖。

2:扇葉結構

21:輪轂

211:頂壁

212:側壁

2121、2122:上、下半部

22:葉片組

221、222:上、下葉片

2211、2221:第一、二前緣

2212、2222:第一、二後緣

2213、2223:第一、二迎風面

2214、2224:第一、二背風面

2215、2225:外側端

2216、2226:內側端

Claims

一種扇葉結構，包括：一輪轂，具有一頂壁及一自該頂壁周緣延伸的側壁；一葉片組，具有複數上葉片與複數下葉片，該複數上、下葉片係呈上、下交錯設在該側壁，每一該上葉片設有一第一前緣與一第一後緣係自該第一前緣沿該上葉片長度方向向下斜伸且共同界定一第一迎風面，該每一該下葉片設有一第二前緣與一第二後緣係自該第二前緣沿該下葉片長度方向向上斜伸且共同界定一第二迎風面；及其中該第一迎風面是面朝下方該下葉片的第二後緣方向設置，該第二迎風面是面朝上方該上葉片的第一後緣方向設置。
如請求項1所述之扇葉結構，其中該側壁設有一上半部及一下半部，該複數上葉片與該複數下葉片係交錯設在該上半部與該下半部。
如請求項1所述之扇葉結構，其中該第一後緣係自該第一前緣沿該上葉片長度方向向下斜伸且共同界定一第一背風面係對應該第一迎風面，該第二後緣係自該第二前緣沿該下葉片長度方向向上斜伸且共同界定一第二背風面係對應該第二迎風面，該第一背風面與該第二背風面為呈不相同朝向，該第一迎風面與該第二迎風面為呈不相同朝向，且該第二迎風面係與第一迎風面不相面對。
如請求項1所述之扇葉結構，其中該複數上葉片其中任一上葉片的該第一前緣與面對前下方的該下葉片的該第二後緣不在同一軸線上或在同一軸線上，該其中任一上葉片的該第一後緣與對應後下方的該下葉片的該第二前緣不在同一軸線上或在同一軸線上。
如請求項1所述之扇葉結構，其中該複數上、下葉片呈拱形狀或弧狀。
如請求項1所述之扇葉結構，其中該複數上、下葉片與該輪轂為一體成型或非一體成型。
如請求項1所述之扇葉結構，係應用一離心風扇，該離心風扇包含一底座與一具有一入風口的上板，該上板係蓋合在該底座上且共同界定一容設空間係容設該扇葉結構，一軸心的一端固定在該輪轂，該軸心的另一端與該底座凸伸的一軸筒相樞設，並該底座的側邊上設有一出風口係連通該容設空間。