TWI398210B - 散熱風扇及其風扇扇葉 - Google Patents

Description

散熱風扇及其風扇扇葉

本發明涉及一種散熱風扇，尤指一種散熱風扇之風扇扇葉。

隨著電腦產業迅速發展，CPU追求高速度化，高功能化及小型化所衍生之散熱問題越來越嚴重，這在筆記型電腦等內部空間狹小之電子裝置中更為突出。如果無法將筆記型電腦內CPU等電子元件所產生之熱量及時有效地散發出去，將極大地影響電子元件之工作性能，另還會縮減電子元件之使用壽命，故必須對電子元件進行散熱。

目前在電腦內，常採用由導熱體、熱管、散熱片及散熱風扇組成之散熱模組對電子元件散熱。導熱體貼設於電子元件之上，導熱體與散熱片藉由熱管連接，散熱風扇產生之氣流吹拂散熱片並與散熱片發生熱交換以最終將熱量散發出去。故散熱風扇在散熱模組中起著極為重要之作用。如圖1所示，先前之散熱風扇包括扇框10、扇葉11和上蓋12。散熱風扇之轉速越高、流速越快、風量越大，則與散熱片交換之熱量也就更多，從而有效地將電子元件之熱量散發。然這會導致散熱風扇之雜訊增加。散熱風扇之雜訊由旋轉雜訊和渦流雜訊構成。旋轉雜訊係風扇扇葉週期性切割空氣，產生空氣動力脈動而產生，其以葉片通過頻率(blade path frequency)為基頻，並伴隨有高次諧波。渦流雜訊係一種寬頻空氣動力雜訊，風扇扇葉轉動導致週圍空氣發生渦流，構成卡曼 渦道(Karman vortex street)，葉片表面之層流層在葉片之背風面靠近自由端時分離，使空氣發生擾動，形成氣體之壓縮與稀釋過程，從而形成渦流雜訊。如圖2所示，習知之散熱風扇葉片通常為一連續葉片，相鄰葉片和流道之間構成一類似於共振腔之結構。葉片110之頂點C到相鄰葉片111之距離最短點為該頂點C到葉片111之投影點C₁，該頂點C與該投影點C₁之間連線為該頂點C到葉片111之投影線112，相鄰葉片110、111、投影線112構成渦流區域113。

鑒於此，有必要提供一種減少風扇噪音之散熱風扇及其風扇扇葉。

一種風扇扇葉，包括輪轂和呈放射狀分佈於輪轂週圍之複數個葉片，該等葉片上開設有可以將氣流從該葉片之迎風面導引到背風面之卸壓槽，沿旋轉方向之前一葉片之頂點到後一葉片之最短距離點為該頂點在後一葉片之投影點，該頂點與該投影點之間連線為投影線，該後一葉片之卸壓槽與該投影點之間距離小於葉片長度之十分之一，該卸壓槽開設之方向線與該投影線之夾角為大於0度且小於90度的任意數值。

一種散熱風扇，包括一風扇扇葉，該風扇扇葉包括輪轂和呈放射狀分佈於輪轂週圍之複數個葉片，該等葉片上開設有可以將氣流從該葉片之迎風面導引到背風面之卸壓槽，沿旋轉方向之前一葉片之頂點到後一葉片之最短距離點為該頂點在後一葉片之投影點，該頂點與該投影 點之間連線為投影線，該後一葉片之卸壓槽與該投影點之間距離小於葉片長度之十分之一，該卸壓槽開設之方向線與該投影線之夾角為大於0度且小於90度的任意數值。

與先前技術相比，本發明之葉片上開有卸壓槽，破壞了類似於共振腔之結構，造成極小部分壓力洩漏，無法形成雜訊共振。另，葉片前端之迎風面之部分流體藉由卸壓槽流入到背風面，使葉片迎風面和背風面之流體速度趨近相同，減少了卡曼渦道產生，從而降低了渦流雜訊。

請一併參閱圖示，以離心散熱風扇為例進一步說明該風扇扇葉結構。如圖3所示，該離心風扇(圖中未示出)包括扇框(圖中未示出)和風扇扇葉2，風扇扇葉2包括輪轂20、呈放射狀分佈於輪轂20週圍之複數個葉片，沿圖示方向轉動。沿旋轉方向，葉片210位於葉片211之前方。前葉片210之頂點A到後葉片211之投影點A₁為頂點A到後葉片211距離最小之點，頂點A與投影點A₁之連線稱為投影線b₁。在後葉片211上投影點A₁處開設有一卸壓槽2113，該卸壓槽2113開設之方向線b₂與投影線b₁夾角θ₂係銳角，例如75度或者65度。卸壓槽2113之深度可以小於或者等於後葉片211高度，當卸壓槽2113之深度大於後葉片211高度之二分之一時，可以使得較多氣流流經卸壓槽2113，故效果較佳。當卸壓槽2113之深度值等於後葉片211高度時，卸壓槽2113將後葉片211一分為二，分為 主葉片2111和從葉片2112，主葉片2111和從葉片2112在同一延長線。一圓環22將主葉片2111和從葉片2112連接在一起，可以提高扇葉強度。本實施例中，該卸壓槽2113設置於每一葉片末端，卸壓槽2113位於投影點A₁處效果最佳，當然也可以位於投影點A₁附近，都可以實現本發明之技術效果，例如，卸壓槽2113到投影點A₁之間距離最大值可為葉片211長度之十分之一。卸壓槽2113之寬度小於5mm，當該卸壓槽2113之寬度介於0.5mm和1mm之間時，既可以實現較少壓力洩漏，又只使得風壓稍微減少，故效果較佳。其他葉片也設置與卸壓槽2113相同之結構。該卸壓槽2113破壞了相鄰葉片和流道所形成之類似於共振腔之結構，無法形成雜訊共振，減少了旋轉雜訊。

如圖4、5所示為本發明之又一較佳實施例，與前一實施例不同之處在於，主葉片31和從葉片32相互錯開，二者不在同一延長線，從葉片32沿旋轉方向向前錯開主葉片31一定位移，主葉片31和從葉片32之間具有重疊部分35，主葉片31和從葉片32之間藉由設置於各葉片外端之圓環34連接。卸壓槽33之位置和方向與第一實施例相同，在此不予贅述。如圖5所示，主葉片31前端之迎風面311一側之少部分氣流藉由卸壓槽33流入到背風面312一側，使葉片之迎風面311和背風面312之流體速度趨近相同，減少了卡曼渦道產生，從而降低了渦流雜訊。另，流經卸壓槽33之氣流經由葉片外徑方向進入風扇流道，藉此，卸壓槽33還可以起到使風扇氣流更順暢之作用。第一 實施例也可以達到該技術效果。對於第一實施例而言，在葉片上開設卸壓槽2113可能使得葉片掃截面積相對習知之扇葉略有減少。而對於本實施例而言，由於主葉片31和從葉片32相互錯開，且主葉片31和從葉片32之間有重疊部分35，該重疊部分35會彌補卸壓槽33所造成之掃截面積減少，如是可以使得葉片掃截面積保持習知之葉片掃截面積。

該實施例將後傾式風扇扇葉為例加以說明，本發明不局限於後傾式風扇扇葉，還包括直葉式風扇扇葉、前傾式風扇扇葉。如圖3所示，葉片頂點B之旋轉切線方向a₁和葉片頂點B之葉片切線方向a₂之間夾角θ₁。當θ₁小於九十度時，該風扇扇葉為後傾式風扇扇葉；當θ₁大於九十度時，該風扇扇葉係前傾式風扇扇葉；當θ₁等於九十度時，該風扇扇葉係直葉式風扇扇葉。

綜上所述，本發明符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

<習知>

10‧‧‧扇框

11‧‧‧扇葉

12‧‧‧上蓋

112‧‧‧投影線

110、111‧‧‧葉片

C‧‧‧頂點

C₁‧‧‧投影點

113‧‧‧渦流區域

<本發明>

2‧‧‧扇葉

20‧‧‧輪轂

210、211‧‧‧葉片

2111、31‧‧‧主葉片

2112、32‧‧‧從葉片

2113、33‧‧‧卸壓槽

22、34‧‧‧圓環

311‧‧‧迎風面

312‧‧‧背風面

35‧‧‧重疊部分

a₁‧‧‧旋轉切線

a₂‧‧‧葉片切線

b₂‧‧‧方向線

θ₁、θ₂‧‧‧夾角

b₁‧‧‧投影線

A₁‧‧‧投影點

A、B‧‧‧頂點

圖1係習知之散熱風扇之立體圖。

圖2係圖1中風扇扇葉之仰視圖。

圖3係本發明之風扇扇葉之一較佳實施例之仰視圖。

圖4係本發明之風扇扇葉之又一較佳實施例之立體圖。

圖5係圖4中風扇扇葉之仰視圖。

31‧‧‧主葉片

32‧‧‧從葉片

33‧‧‧卸壓槽

34‧‧‧圓環

Claims (20)

1. 一種風扇扇葉，包括輪轂和呈放射狀分佈於輪轂週圍之複數個葉片，每一葉片具有一迎風面及與該迎風面相對的一背風面，其改良在於：該等葉片上開設有可以將氣流從該葉片之迎風面導引到背風面之卸壓槽，沿旋轉方向之前一葉片之頂點到後一葉片之最短距離點為該頂點在後一葉片之投影點，該頂點與該投影點之間連線為投影線，該後一葉片之卸壓槽與該投影點之間距離小於葉片長度之十分之一，該卸壓槽開設之方向線與該投影線之夾角為大於0度且小於90度的任意數值。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之風扇扇葉，其中，該卸壓槽之寬度小於5mm。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之風扇扇葉，其中，該卸壓槽設置於葉片之末端。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之風扇扇葉，其中，該卸壓槽位於該投影點處。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之風扇扇葉，其中，該卸壓槽之深度大於葉片高度之二分之一。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之風扇扇葉，其中，該卸壓槽之深度等於該葉片高度，將該葉片一分為二，分為主葉片和從葉片。
7. 根據申請專利範圍第5項所述之風扇扇葉，其中，該葉片上設有一圓環，該圓環將該主、從葉片連接。
8. 根據申請專利範圍第5項所述之風扇扇葉，其中，該主葉片和從葉片在同一延長線。
9. 根據申請專利範圍第5項所述之風扇扇葉，其中，該主葉片和從葉片之間相互錯開，主葉片和從葉片具有重疊部分。
10. 根據申請專利範圍第1項所述之風扇扇葉，其中，該風扇扇葉為前傾式、後傾式或者直葉式扇葉中一種。
11. 一種散熱風扇，包括一風扇扇葉，該風扇扇葉，包括輪轂和呈放射狀分佈於輪轂週圍之複數個葉片，每一葉片具有一迎風面及與該迎風面相對的一背風面，其改良在於：該等葉片上開設有可以將氣流從該葉片之迎風面導引到背風面之卸壓槽，沿旋轉方向之前一葉片之頂點到後一葉片之最短距離點為該頂點在後一葉片之投影點，該頂點與該投影點之間連線為投影線，該後一葉片之卸壓槽與該投影點之間距離小於葉片長度之十分之一，該卸壓槽開設之方向線與該投影線之夾角為大於0度且小於90度的任意數值。
12. 根據申請專利範圍第11項所述之散熱風扇，其中，該卸壓槽之寬度小於5mm。
13. 根據申請專利範圍第11項所述之風扇扇葉，其中，該卸壓槽設置於葉片之末端。
14. 根據申請專利範圍第11項所述之散熱風扇，其中，該卸壓槽位於該投影點處。
15. 根據申請專利範圍第11項所述之散熱風扇，其中，該卸壓槽之深度大於葉片高度之二分之一。
16. 根據申請專利範圍第15項所述之散熱風扇，其中，該卸壓槽之深度等於該葉片高度，將該葉片一分為二，分為主葉片和從葉片。
17. 根據申請專利範圍第15項所述之散熱風扇，其中，該葉片 上設有一圓環，該圓環將該主、從葉片連接。
18. 根據申請專利範圍第15項所述之散熱風扇，其中，該主葉片和從葉片在同一延長線。
19. 根據申請專利範圍第15項所述之散熱風扇，其中，該主葉片和從葉片之間相互錯開，主葉片和從葉片具有重疊部分。
20. 根據申請專利範圍第11項所述之散熱風扇，其中，該風扇扇葉為前傾式、後傾式或者直葉式扇葉中一種。