TWI395539B - 風扇及其扇框 - Google Patents

Description

風扇及其扇框

本發明係指一種風扇及其扇框，尤其是指一種具有可導正出風氣流，避免渦漩產生之風扇及其扇框。

隨著電子裝置效能的不斷提昇，散熱裝置或散熱系統已成為現行電子裝置中不可或缺的配備之一，電子裝置所產生之熱能若不加以適當地散逸，輕則造成效能變差，重則會導致電子裝置的燒毀。散熱裝置對於微電子元件(例如積體電路，integrated circuits)而言更是重要，因為隨著積集度的增加以及封裝技術的進步，使得積體電路的面積不斷地縮小，同時每單位面積所累積的熱能亦相對地會更高，故能提供高散熱效能的風扇，一直是電子產業界所積極研發的對象。

然而，請同時參閱第1A圖與第1B圖，第1A圖為習知軸流式風扇之剖面示意圖，第1B圖為第1A圖之氣流方向示意圖。現今所使用的軸流式風扇1，多以肋條13來連接風扇扇框11與馬達底座14，而當氣流f由入風口16垂直進入軸流式風扇1時(如第1B圖中箭號X1所示)，軸流式風扇1內葉輪12轉動而改變了原先氣流f的流向(如第1B圖中箭號X2所示)，而後此氣流f在流經肋條13時，其氣流f的流向如第1B圖中箭號X3所示。然而，由於肋條13導流的效果有限，無法完全導正氣流的流向，因此當氣流f最後在離開軸流式風扇1之出風口17時，其流向便如第1B圖中箭號X4所示。由於氣流並非以垂直出風口方向出風，故在氣 流f在其切線分量影響下，形成了渦漩(vortex)v，使得軸流式風扇1動能的耗損提高，不利於散熱而無法得到預期的效能。如為了達到預期的散熱能力，又要多安裝更多的軸流式風扇1，浪費成本且又製造噪音，況且軸流式風扇1本身也會發熱，徒增能源上的耗費。

有鑑於此，如何提供一種具有整流效果，避免渦漩的發生，進而提高出風口氣流靜壓而達到散熱效率提升之風扇及其扇框，實為重要課題之一。

為了解決上述問題，本發明係提出一種風扇及其扇框，可以導正進入風扇之出風氣流，進而減少渦漩的產生，達到提高散熱效率及減少噪音的功效。

為達到上述的目的，提出一種扇框，包括一本體以及複數個導流件，本體具有一入風口與一出風口，導流件設置於本體之內且位於該出風口，每導流件包括一傾斜部與一軸向延伸部，且傾斜部與其所對應之軸向延伸部共同夾有一弓角，而導流件係導引一氣流離開扇框。

為達到上述的目的，提出一種風扇，包括有一扇框以及一葉輪，扇框包括一本體、複數個導流件與一馬達底座，本體具有一入風口與一出風口，導流件 設置於本體內且位於出風口，而每導流件包括一傾斜部與一軸向延伸部，且每傾斜部與其所對應之軸向延伸部共同夾有一弓角，葉輪設置於馬達底座上用以產生一氣流，且導流件係導引氣流離開風扇。

如上述之風扇及其扇框，弓角之角度係介於20至50度之間，而傾斜部與其所對應之軸向延伸部之高度比係介於0.2至5之間，每傾斜部與其所對應之軸向延伸部之高度總合係大於15公釐，軸向延伸部與該扇框之一軸心方向平行或形成一夾角，且夾角小於或等於20度，傾斜部之剖面係為翼形、弧形或其它流線形狀，每傾斜部與其所對應之軸向延伸部係為一體成型之結構或係為相異之構件彼此再行對組後對組而形成導流件，且更具有一馬達底座與該本體連結，而馬達底座係藉由導流件與本體相連接，且馬達底座內部具有至少一凸肋，本體可概略呈方形、圓型、橢圓型、多邊型、錐型或其它形狀。

如上述之風扇，馬達底座上設置有一驅動件，驅動件係使葉輪轉動而形成氣流，且驅動件係為一馬達，葉輪更具有一輪轂與複數個扇葉，且扇葉環設於輪轂周緣。

請同時參閱第2A圖、第2B圖與第2C圖，第2A圖為依照本發明較佳實施例之風扇示意圖，第2B圖為第2A圖之扇框示意圖，第2C圖為第2A圖之風扇剖面圖。本發明之風扇2包括有一扇框21與一葉輪22，扇框21包括一本體25、複數個導流件23與一馬達底座24，本體25具有一入風口26與一出風口27，而本體25的形狀可依實際上使用的需要，可作方形、圓形、橢圓形、多邊形、錐形或其它形狀的變化。葉輪22更具有一輪轂221與複數個扇葉222，馬達底座24內部具有至少一凸肋28，可用以增強馬達底座24之結構強度。而葉輪22在馬達底座24上，且另有一驅 動件，如馬達(圖未示)，亦設置在馬達底座24上，可驅動葉輪22轉動而產生一氣流，此氣流再由導流件23導引而離開風扇2出風。

請同時參閱第2C圖與第3A圖，第3A圖為依照第2B圖中導流件之垂直剖面示意圖。導流件23設置在本體25內且位於出風口27，而每個導流件23皆包括一傾斜部231與一軸向延伸部232，每一導流件23之傾斜部231與其所對應之軸向延伸部232會 共同夾有 一弓角a，而軸向延伸部232可與其扇框21之一軸心方向平行或形成一夾角，且此夾角係小於或等於20度。為了順暢的帶引氣流流動，導流件23的傾斜部231剖面可設計成翼形、弧形或其它流線形狀，且傾斜部231與軸向延伸部232共夾有的弓角a，其角度則設計在20至50度之間，然其角度的大小可依風扇2的特性來加以調整。如此一來，當氣流流經流線造形的傾斜部231，可減少氣流在流動時所產生的磨擦力，避免動能的損失，之後再流經軸向延伸部232後而離開風扇。另外，如將傾斜部231與其對應軸向延伸部232之高度比例介於0.2至5，更能讓導流件23發揮應有的功效，且傾斜部231的高度H1與軸向延伸部232的高度H2則依實際風扇2之大小來決定。若以38公釐風扇的話，其傾斜部231與軸向延伸部232之高度總合若大於15公釐，具有最佳的效能。

請參閱第3B圖，第3B圖為依照第2A圖之氣流導引方向示意圖。當風扇2運作時，風扇2外部的氣流f’會幾乎以垂直於入風口26的方式進入風扇2之內(如第3B圖中箭號X1 ’所示)，之後此垂直氣流f’在經由環設在輪轂221周緣的扇葉222導引而加壓加速，原先的氣流會改變原先的風向形成一側向氣流f’，其流向如第3B圖中箭號X2’所示。側向氣流f’之速度可分為一切線速度分量與一垂直速度分量，而切線速度分量會與其它垂直速度分量互相干擾之下，會形成渦流。為了避免此種情況的發生，導流件23的設置位置係為搭配合側向氣流f’流向設置，故當側向氣流f’流至導流件23的傾斜部231時，由於傾斜部231的傾斜角度與側向氣流f’相近，再加上傾斜部231與軸向延伸部232共同形成的翼形流線造型，側向氣流f’可以很順利的導引至傾斜部231與軸向延伸部232之交接處，如第3B圖中箭號X3’所示，而此時已有部分的切線速度分量在傾斜部231的導引下轉換成垂直速度分量，再經由軸向延伸部232的導引下，而將側向氣流f’的切線速度分量完全導正，因此側向氣流f’幾乎以軸向方式流動，而後導出風扇2的出風口27，其流向如第3B圖中箭號X4’所示。如此一來，風扇2出風口27的渦流現象即可完全的得到抑制，因此可提升風扇2的風壓與風速，而達到效能提升的目的，如第3A圖所示。

另外，本發明的導流件23除了可與扇框21直接製作成一體成型的結構，亦可依照使用者的需要，將每一傾斜部231與其所對應之軸向延伸部232設計為兩相異之構件彼此再進行對組而形成導流件23，或者可將傾斜部231與扇框21設計成相連接的構造，再將傾斜部231與軸向延伸部232對組；亦或者是軸向延伸部232與扇框21設計成相 連接，再將軸向延伸部232與傾斜部231對組的結構。上述軸向延伸部232與傾斜部231可分開再對組的設計，不但可方便替換損壞的部份，也可以隨著葉輪22形狀的不同，對應選擇適當的傾斜部231與軸向延伸部232，更可以提升風扇2的散熱的效果。

再者，請參閱第4圖，第4圖為習知與本實施例之軸流式風扇之風壓對風量特徵曲線比較圖。因導流件23充分改善了風扇2出風口27因產生渦流而導致的風扇2流場不穩定的問題，故風壓與風速可以明顯提高，達到風扇2整體性能的上昇，如第4圖上所標示處。再者，其導流件23組合的多樣化設計，更是擴大了風扇2的可應用範圍。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧軸流式風扇

11‧‧‧風扇扇框

12、22‧‧‧葉輪

13‧‧‧肋條

14、24‧‧‧馬達底座

16、26‧‧‧入風口

17、27‧‧‧出風口

2‧‧‧風扇

21‧‧‧扇框

221‧‧‧輪轂

222‧‧‧扇葉

23‧‧‧導流件

231‧‧‧傾斜部

232‧‧‧軸向延伸部

25‧‧‧本體

a‧‧‧弓角

f、f’‧‧‧氣流

H1‧‧‧傾斜部高度

H2‧‧‧軸向延伸部高度

v‧‧‧渦漩

28‧‧‧凸肋

第1A圖為習知軸流式風扇之剖面示意圖。

第1B圖為第1A圖之氣流方向示意圖。

第2A圖為依照本發明較佳實施例之風扇示意圖。

第2B圖為第2A圖之扇框示意圖。

第2C圖為第2A圖之風扇剖面圖。

第3A圖為依照第2A圖之風扇剖面示意圖。

第3B圖為依照第2A圖之氣流導引方向示意圖。

第4圖為習知與本實施例之軸流式風扇之風壓對風量特徵 曲線比較圖。

21‧‧‧扇框

23‧‧‧導流件

231‧‧‧傾斜部

232‧‧‧軸向延伸部

24‧‧‧馬達底座

25‧‧‧本體

28‧‧‧凸肋

Claims (28)

1. 一種扇框，包括：一本體，具有一入風口與一出風口；以及複數個導流件，設置於該本體內且位於該出風口，每該導流件包括一傾斜部與一軸向延伸部，每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部共同夾有一弓角，且每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部之高度比係介於0.2至5之間；其中，該些導流件之該軸向延伸部係導引一氣流以垂直該出風口的方向離開該扇框。
2. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，其中該弓角之角度係介於20至50度之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，其中每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部之高度總合係大於15公釐。
4. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，其中該軸向延伸部與該扇框之一軸心方向平行。
5. 如申請專利範圍第4項所述之扇框，其中該軸向延伸部與該扇框之該軸心方向形成一夾角，且該夾角小於或等於20度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，其中該些傾斜部之剖面係為翼形、弧形或其它流線形狀。
7. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，其中每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部係為一體成型之結構。
8. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，其中每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部係為相異之構件彼此再行對組後而 形成該導流件。
9. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，更具有一馬達底座與該本體連結。
10. 如申請專利範圍第9項所述之扇框，其中該馬達底座係藉由該些導流件與該本體相連結。
11. 如申請專利範圍第10項所述之扇框，其中該馬達底座內部係具有至少一凸肋。
12. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，其中該本體概略呈方形、圓型、橢圓型、多邊型、錐型或其它形狀。
13. 一種風扇，包括：一扇框，包括：一本體，具有一入風口與一出風口；複數個導流件，設置於該本體內且位於該出風口，每該導流件包括一傾斜部與一軸向延伸部，每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部共同夾有一弓角，且每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部之高度比係介於0.2至5之間；以及一馬達底座，與該本體連結；以及一葉輪，設置於該馬達底座上，且用以產生一氣流；其中，該些導流件之該軸向延伸部係導引該氣流以垂直該出風口的方向離開該風扇。
14. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中該弓角之角度係介於20至50度之間。
15. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部之高度係總合大於15公釐。
16. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中該軸向延伸部與該扇框之一軸心方向平行。
17. 如申請專利範圍第16項所述之風扇，其中該軸向延伸部與該扇框之該軸心方向形成一夾角，且該夾角小於或等於20度。
18. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中該些傾斜部之剖面係為翼形、弧形或其它流線形狀。
19. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部係為一體成型之結構。
20. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中每該傾斜部與其所對應之該軸向延伸部係為相異之構件彼此再行對組後而形成該導流件。
21. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中該馬達底座係藉由該些導流件與該本體相連結。
22. 如申請專利範圍第21項所述之風扇，其中該馬達底座內部係具有至少一凸肋。
23. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中該馬達底座上設置有一驅動件。
24. 如申請專利範圍第23項所述之風扇，其中該驅動件係使該葉輪轉動而形成該氣流。
25. 如申請專利範圍第24項所述之風扇，其中該驅動件係為一馬達。
26. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中該葉輪更具有一輪轂與複數個扇葉。
27. 如申請專利範圍第26項所述之風扇，其中該些扇葉環設於該輪轂周緣。
28. 如申請專利範圍第13項所述之風扇，其中該本體概略呈方形、圓型、橢圓型、多邊型、錐型或其它形狀。