TWI458892B - 離心式風扇 - Google Patents

Description

離心式風扇

本發明是有關於一種離心式風扇，且特別是有關於一種具導流板之離心式風扇。

電腦是現代人必備的電子資訊產品，幾乎是每人擁有一機的時代。電腦之所以會運作，係全靠中央處理器來執行，在執行運作時，必定會產生高溫。在產生高溫時，若不將之散熱，則會使電腦的運作出現不穩定的狀況，故一般在中央處理器上通常會設置有一散熱風扇，使產生之高溫得以散熱。如何使中央處理器所產生之高溫，在風扇的運轉下，可達到最佳的散熱效果，可說在使用電腦及操作時是相當重要的問題。尤其應用在筆記型電腦(Note Book Personal Computer)，為了能發揮最大的效能，需要有散熱模組以進行有效散熱。然而，筆記型電腦為了因應行動化的大眾市場之微型化的需求，機殼內部已無法預留出足夠的自然對流空間。因此筆記型電腦之散熱模組逐漸朝向以離心式風扇產生強制對流以進行散熱。

隨著時代的進步，筆記型電腦之體積趨向輕薄，故內部的容量也隨之減少，故在風扇的應用上也是趨向小型化的設計。然而，需要解決的熱量有增無減，故小型化風扇在現今的筆記型電腦的應用上係不敷使用的，有效的利用空間並增加葉片的厚度且可增加風量係目前離心式發展上面臨到所需解決之問題。

有鑑於先前技術所造成的問題，本發明提供了一種離心式風扇以克服先前技術所造成的問題。

本發明之一技術態樣為一種離心式風扇。

根據本發明一實施方式，一種離心式風扇包含第一殼體、第二殼體、驅動裝置、離心式扇葉以及環型導流板。離心式扇葉包含輪轂以及環設於輪轂上的葉片。第一殼體與第二殼體共同形成腔體及出風口，第二殼體中間具有入風口且第二殼體位於入風口周圍之內表面具有第一環狀結構，第一環狀結構之厚度係自入風口沿徑向向外方向遞減，第二殼體在近舌口處與遠舌口處各垂直第二殼體向外延伸支撐體用以與固定板連接。環型導流板設置於葉片之外緣處，環型導流板靠近葉片的最外緣之內表面具有第二環狀結構，第二環狀結構之厚度係自葉片的最外緣沿徑向向內遞減，第一環狀結構與第二環狀結構相對且中間具間隙。驅動裝置固定於固定板並與輪轂連接，藉以驅動離心式扇葉旋轉。

在本發明一實施方式中，其中第二殼體之外表面與環型導流板之外表面大致為同一平面。

在本發明一實施方式中，其中固定板與第一殼體的垂直距離大於離心式扇葉與第一殼體之垂直距離。

在本發明一實施方式中，其中固定板與第二殼體之外表面不在同一平面上且固定板與葉片之間具有間隙。

在本發明一實施方式中，其中間隙寬度為0.3mm~0.5mm。

在本發明一實施方式中，其中環型導流板更包含一平面結構，其厚度為0.3mm~0.5mm。

在本發明一實施方式中，其中第一環狀結構的最大厚度為平面結構之厚度的1.5~2.5倍。

在本發明一實施方式中，其中第二殼體更包含一平面結構，其厚度為第二殼體之環狀結構的最大厚度的0.3~0.4倍。

根據本發明另一實施方式，一種離心式風扇包含第一殼體、第二殼體、驅動裝置、離心式扇葉以及環型導流板。離心式扇葉包含輪轂以及環設於輪轂上的葉片。第一殼體與第二殼體形成腔體及出風口，第一殼體中間具有入風口且第一殼體位於該入風口周圍之內表面具有第一環狀結構，第一環狀結構之厚度係自入風口沿徑向向外方向遞減。環型導流板，設置於該些葉片之外緣處，環型導流板靠近葉片的最外緣之內表面具有第二環狀結構，第二環狀結構之厚度係自葉片的最外緣沿徑向向內遞減，第一環狀結構與第二環狀結構相對且中間具一間隙。驅動裝置固定於第二殼體並與輪轂連接，藉以驅動離心式扇葉旋轉。

在本發明另一實施方式中，其中第一殼體之外表面與環型導流板之外表面大致為同一平面。

在本發明另一實施方式中，其中間隙寬度為0.3mm~0.5mm。

在本發明另一實施方式中，其中環型導流板更包含一平面結構，其厚度為0.3mm~0.5mm。

在本發明另一實施方式中，其中第一環狀結構的最大 厚度為平面結構之厚度的1.5~2.5倍。

在本發明另一實施方式中，其中第一殼體更包含一平面結構，其厚度為第一環狀結構的最大厚度的0.3~0.4倍。

因本發明之第一殼體、第二殼體與環型導流板所造成導流效果，不需減少葉片長度以提供離心式風扇內部氣體流通的空間。故可設置葉片尺寸較大的葉片，加以增進風扇之流量。本發明可依筆記型電腦內部空間需求將第二殼體外加一固定板後與環型導流板一同設置在底面，以保持氣體流通的空間，進而提供良好之導流效果。本發明之第二環狀結構與第一環狀結構相對且中間之間隙，應用環狀結構設計上尺寸的參數可以使間隙不會因產生噴流現象而造成漏氣，可以提高整體的風流量。且環型導流板之環狀結構設計僅設置於環型導流板外側處，故有足夠的空間可容置尺寸較大的葉片以增加風扇流量。

請同時參閱第1圖與第2圖。第1圖係繪示本發明一實施方式之離心式風扇100之外觀示意圖；第2圖係繪示第1圖之離心式風扇100之爆炸圖。如第1圖及第2圖所示，第一殼體120與第二殼體130組合形成腔體110，腔體110為一個具有出風口101作為開口的空間。離心式扇葉140設置在腔體110內，具有輪轂141及環設在輪轂141上的葉片142。輪轂141連接驅動裝置160，藉由驅動裝置160提供動力帶動離心式扇葉140轉動產生風流由出風口101出風。環型導流板150係靠近葉片142的最外緣。因 環型導流板150之環型結構設計可減少葉片142轉動時產生的風流反壓，以增進風速與風量。第二殼體130係一具入風口133的環型結構，可將空氣自入風口133處導流入腔體110內以增加風量。第二殼體130靠近舌口102處與遠離該舌口102處各垂直該第二殼體130向外延伸支撐體131用以與固定板132連接，固定板132與第一殼體120的垂直距離大於該離心式扇葉140與第一殼體120之垂直距離。第一殼體120係中間具入風口103之導流板，可用以導流空氣入腔體110或用以與其他元件連接。但在其他實施例中，不限定第一殼體120形狀僅為環型挖空之導流板。

請參閱第3圖，其係繪示第1圖之離心式風扇100之側面剖視圖。如第3圖所示，因內部空間的限制造成第一殼體120需與主機板170連接時，本發明利用支撐體131連接固定板132用以支撐驅動裝置160，增加了離心式風扇100腔體110內氣體通流的空間。第二殼體130位於入風口133(參閱第2圖)周圍之內表面130a具有第一環狀結構130b，第一環狀結構130b之厚度係自入風口133(參閱第2圖)沿徑向向外方向遞減。環型導流板150靠近葉片142的最外緣之內表面150a具有第二環狀結構150b，第二環狀結構150b之厚度係自葉片142的最外緣沿徑向向內遞減。第二環狀結構150b與第一環狀結構130b相對且中間具間隙110a，由於環型導流板150外加第二環狀結構150b與第二殼體130外加第一環狀結構130b的設計可讓環型導流板150與第二殼體130之間隙110a不會產生噴流現象而 造成空氣洩漏。且因環型導流板150僅在外側之內表面150a具有第二環狀結構150b，因此環型導流板150基本上不會影響葉片142長度的設置，且可設置葉片142寬度較大的離心式扇葉140。因此在離心式風扇100轉動時，可有效率地提高空氣的流量。在本實施例中第二殼體130之外表面130c與環型導流板150之外表面150c大致為同一平面。固定板132與第一殼體120的垂直距離大於該離心式扇葉140與第一殼體120之垂直距離，固定板132與第二殼體130之外表面130c不在同一平面上且固定板132與葉片142之間具有間隙104。

請同時參閱第4圖、第5圖。第4圖係繪示本發明另一實施方式之離心式風扇100’之外觀示意圖。第5圖係繪示第4圖之離心式風扇100’之爆炸圖。如第4圖及第5圖所示，如第4圖及第5圖所示，第一殼體120’與第二殼體130組合形成腔體110，腔體110為具有出風口101作為開口的空間。離心式扇葉140設置在腔體110內，具有輪轂141及環設在輪轂141上的葉片142。輪轂141連接驅動裝置160用以提供動力帶動輪轂141轉動。葉片142環設在輪轂141上，藉由驅動裝置160提供動力以帶動離心式扇葉140轉動產生風流由出風口101出風。環型導流板150’係設置在葉片142的外緣，其位置靠近第一殼體120’。因環型導流板150’之環型結構設計可減少葉片142轉動時產生的風流反壓，以增進風速與風量。第一殼體120’係一中間具入風口103的環型結構，可將空氣自入風口103導流入腔體110內以增加風量。在本實施例中，第二殼體130 係具環型之入風口133的導流板，可用以導流空氣入腔體110，第二殼體130中間有一底板134用以固定驅動裝置160。

請參閱第6圖，其係繪示第4圖之離心式風扇100’之側面剖視圖。如第6圖所示，第一殼體120’位於入風口103(參閱第5圖)周圍之內表面120a’具有第一環狀結構120b’，第一環狀結構120b’之厚度係自該入風口103(參閱第5圖)沿徑向向外方向遞減。環型導流板150’靠近葉片142的最外緣之內表面150a’具有第二環狀結構150b’，第二環狀結構150b’之厚度係自葉片142的最外緣沿徑向向內遞減。第二環狀結構150b’與第一弧狀120b’結構相對且中間具間隙110a，由於環型導流板150’外加第二環狀結構150b’與第一殼體120’外加第一環狀結構120b’的設計可讓環型導流板150’與第一殼體120’之間隙110a不會產生噴流現象而造成空氣洩漏，且因環型導流板150’僅在外側之內表面150a’具有第二環狀結構150b’，因此環型導流板150’基本上不會影響葉片142長度的設置，且可設置葉片142寬度較大的離心式扇葉140。因此在離心式風扇100’轉動時，可有效率地提高空氣的流量。在本實施例中第一殼體120’之外表面120c’與環型導流板150’之外表面150c’大致為同一平面。

請參閱第7圖。其繪示依照係本發明之離心式風扇100之固定板132尺寸設計示意圖。其中α角係靠近舌口102處之固定板132邊緣與第二軸向190所夾之角度。β角係遠離舌口102處之固定板132邊緣與第一軸向180所夾之 角度。本發明利用計算流體力學(Calculate Fluid Dynamics,CFD)之數值模擬得到α角角度範圍為0°~45°，β角角度範圍為0°~90°。利用以上角度參數設計出之固定板132，可使第二殼體130具有足夠之空間使空氣導流入離心式風扇100內。

請參閱第8圖，其繪示依照本發明之離心式風扇100之第一環狀結構130b與第二環狀結構150b之尺寸設計示意圖。如第4圖所示，本發明利用計算流體力學(Calculate Fluid Dynamics,CFD)之數值模擬得到以下數據：本發明之第一環狀結構130b與第二環狀結構150b之間隙110a寬度g為0.3mm~0.5mm；環型導流板150之第二環狀結構150b之弧面150d距該環型導流板150之外表面150c垂直距離最遠之位置與水平面200所呈之夾角角度γ為3°~8°；第二殼體130之第一環狀結構130b最大厚度R為環型導流板150平面結構之厚度r的1.5~2.5倍；第二殼體130平面結構之厚度D為第二殼體130之第一環狀結構130b最大厚度R之0.3~0.4倍。本發明之離心式風扇100利用以上數據，可使間隙110a不會有空氣流入造成噴流的現象以導致空氣洩漏，且因環型導流板150之第二環狀結構150b設計僅設置於環型導流板150外側處，故有足夠的空間可容置尺寸較大的葉片142以增加風量。在其他實施例中，當第一環狀結構設置在第一殼體上時，所使用的參數設計亦如同上所述。

由上述本發明實施方式可知，應用本發明具有下列優點：

(1)在筆記型電腦內部空間較小時，因本發明之第一殼體、第二殼體與環型導流板所造成之導流效果，不需減少葉片尺寸以增加離心式風扇內部空氣流通的空間。故可設置葉片尺寸較大的葉片，加以增進風扇之流量。

(2)本發明之離心式風扇可因應筆記型電腦內部空間需求將第二殼體外加一固定板後與環型導流板一同設置在底面，加以一固定板用以支撐驅動裝置，離心式風扇以倒置的方式運作達到氣體導流之功效，更加減少了離心式風扇所需要之空間使筆記型電腦內部其他元件的設置上更具彈性。

(3)本發明之第二殼體(在另一實施例係第一殼體)與環型導流板之間隙處因第二殼體(在另一實施例係第一殼體)及環型導流板皆有環狀結構的設計，應用環狀結構設計上尺寸的參數，可以使間隙不會因產生噴流現象而造成漏氣，因此可提高整體的風流量。且環型導流板之環狀結構設計僅設置於環型導流板外側處，故本發明之離心式風扇內部有足夠的空間可容置尺寸較大的葉片以增加風扇流量。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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。

100‧‧‧離心式風扇

100’‧‧‧離心式風扇

110‧‧‧腔體

110a‧‧‧間隙

120‧‧‧第一殼體

120’‧‧‧第一殼體

120a’‧‧‧內表面

120b’‧‧‧第一環狀結構

120c’‧‧‧外表面

101‧‧‧出風口

102‧‧‧舌口

103‧‧‧入風口

104‧‧‧間隙

130‧‧‧第二殼體

130a‧‧‧內表面

130b‧‧‧第一環狀結構

130c‧‧‧外表面

131‧‧‧支撐體

150‧‧‧環型導流板

150a‧‧‧內表面

150b‧‧‧第二環狀結構

150c‧‧‧外表面

150d‧‧‧弧面

150’‧‧‧環型導流板

150a’‧‧‧內表面

150b’‧‧‧第二環狀結構

150c’‧‧‧外表面

132‧‧‧固定板

133‧‧‧入風口

134‧‧‧底板

140‧‧‧離心式扇葉

141‧‧‧輪轂

142‧‧‧葉片

160‧‧‧驅動裝置

170‧‧‧主機板

180‧‧‧第一軸向

190‧‧‧第二軸向

200‧‧‧水平面

g‧‧‧寬度

γ‧‧‧角度

R‧‧‧厚度

r‧‧‧厚度

D‧‧‧厚度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖係繪示本發明一實施方式之離心式風扇之外觀示意圖。

第2圖係繪示第1圖之離心式風扇之爆炸圖。

第3圖係繪示第1圖之離心式風扇之側面剖視圖。

第4圖係繪示本發明另一實施方式之離心式風扇之外觀示意圖。

第5圖繪示第4圖之離心式風扇之爆炸圖。

第6圖係繪示第4圖之離心式風扇之側面剖視圖。

第7圖係繪示離心式風扇之固定板尺寸設計示意圖。

第8圖係繪示離心式風扇之第二殼體之環狀結構與環型導流板之環狀結構尺寸設計示意圖。

100‧‧‧離心式風扇

101‧‧‧出風口

102‧‧‧舌口

110‧‧‧腔體

120‧‧‧第一殼體

130‧‧‧第二殼體

140‧‧‧離心式扇葉

141‧‧‧輪轂

142‧‧‧葉片

150‧‧‧環型導流板

160‧‧‧驅動裝置

Claims (14)

1. 一種離心式風扇，包含：一離心式扇葉，包含一輪轂以及複數個葉片，該些葉片環設於該輪轂上；一第一殼體、一第二殼體，共同形成一腔體及一出風口，該第二殼體中間具有一入風口且該第二殼體位於該入風口周圍之內表面具有一第一環狀結構，該第一環狀結構之厚度係自該入風口沿徑向向外方向遞減，該第二殼體在近該舌口處與遠該舌口處各垂直該第二殼體向外延伸一支撐體用以與一固定板連接；一環型導流板，設置於該些葉片之外緣處，該環型導流板靠近該些葉片的最外緣之內表面具有一第二環狀結構，該第二環狀結構之厚度係自該些葉片的最外緣沿徑向向內遞減，該第二環狀結構與該第一環狀結構相對且中間具一間隙；以及一驅動裝置，固定於該固定板並與該輪轂連接，藉以驅動該離心式扇葉旋轉。
2. 如請求項1之離心式風扇，其中該第二殼體之外表面與該環型導流板之外表面大致為同一平面。
3. 如請求項1之離心式風扇，其中該固定板與該第一殼體的垂直距離大於該離心式扇葉與該第一殼體之垂直距離。
4. 如請求項1之離心式風扇，其中該固定板與該第二殼體之外表面不在同一平面上且該固定板與該些葉片之間具有一間隙。
5. 如請求項1之離心式風扇，其中該間隙寬度為0.3mm~0.5mm。
6. 如請求項1之離心式風扇，其中該環型導流板更包含一平面結構，其厚度為0.3mm~0.5mm。
7. 如請求項6之離心式風扇，其中該第一環狀結構的最大厚度為該平面結構之厚度的1.5~2.5倍。
8. 如請求項1之離心式風扇，其中該第二殼體更包含一平面結構，其厚度為該第一環狀結構的最大厚度的0.3~0.4倍。
9. 一種離心式風扇，包含：一離心式扇葉，包含一輪轂以及複數個葉片，該些葉片環設於該輪轂上；一第一殼體、一第二殼體，共同形成一腔體及一出風口，該第一殼體中間具有一入風口且該第一殼體位於該入風口周圍之內表面具有一第一環狀結構，該第一環狀結構之厚度係自該入風口沿徑向向外方向遞減； 一環型導流板，設置於該些葉片之外緣處，該環型導流板靠近該些葉片的最外緣之內表面具有一第二環狀結構，該第二環狀結構之厚度係自該些葉片的最外緣沿徑向向內遞減，該第二環狀結構與該第一環狀結構相對且中間具一間隙；以及一驅動裝置，固定於該第二殼體並與該輪轂連接，藉以驅動該離心式扇葉旋轉。
10. 如請求項9之離心式風扇，其中該第一殼體之外表面與該環型導流板之外表面大致為同一平面。
11. 如請求項9之離心式風扇，其中該間隙寬度為0.3mm~0.5mm。
12. 如請求項9之離心式風扇，其中該環型導流板更包含一平面結構，其厚度為0.3mm~0.5mm。
13. 如請求項12之離心式風扇，其中該第一環狀結構的最大厚度為該平面結構之厚度的1.5~2.5倍。
14. 如請求項9之離心式風扇，其中該第一殼體更包含一平面結構，其厚度為該第一環狀結構的最大厚度的0.3~0.4倍。