TWI464325B - 散熱風扇 - Google Patents

Description

散熱風扇

本發明係關於一種散熱風扇，特別是一種可產生多個旋轉的小型螺旋氣流之散熱風扇。

由於一般電子產品或電子元件(如中央處理器、單晶片等等)運轉時會發熱而導致效能降低的現象，因此使用上可利用散熱風扇將電子產品或電子元件所產生之熱氣予以散熱降溫。此外，隨著科技的進步，功能越來越強，體積越來越小，散熱已成為必需的配備，否則會導致發熱元件被燒毀。

傳統上，電子產品或電子元件之散熱風扇，主要由一輪轂、複數個扇葉及一扇框所構成。其中，複數個扇葉間隔設置於輪轂的外緣，散熱風扇則藉由扇框固定於散熱器上。當風扇運轉時，則輪轂轉動致使扇葉被作動產生線性氣流，並於散熱器的表面產生氣流來達到散熱之功效。

然而，由於習知的散熱風扇所產生之氣流為線性的，僅能於散熱器的表面產生氣流來達到散熱之功效，因此，風扇的氣流利用率並不高。

再者，於一般環境的空氣中通常夾雜粉塵及異物(如懸浮粒子或微小細毛等等)之存在，因此當風扇轉動時則會將挾帶有粉塵及異物之空氣帶入欲散熱之電子產品與電子元件，導致欲進行散熱之電子產品與電子元件積滿灰塵。

但是，因為散熱風扇所產生的氣流為線性的，又由於散熱風 扇本體與散熱器結構上的阻礙，因而會導致所產生之線性氣流流動滯慢，並造成堆積於其中之灰塵無法被排出，進而嚴重影響到散熱風扇之散熱效果。

鑒於以上的問題，本發明提供一種散熱風扇，藉以解決習知散熱風扇產生之線性氣流所導致其散熱效果僅存在於散熱器表面的氣流，導致氣流利用率不高的問題。此外，本發明所提供之散熱風扇更可以解決由於習知散熱風扇及散熱器的阻礙導致線性氣流流動滯慢而不利於灰塵排除的問題。

本發明所揭露之散熱風扇包括有一輪轂與複數個扇葉，複數個扇葉分別設置於輪轂外緣。至少一扇葉包括有一主扇葉及一第一副扇葉。主扇葉之一端連接於輪轂，並具有相對的第一側面及第二側面。第一副扇葉沿著一第一方向設置於主扇葉之一側邊，且第一副扇葉與第一側面夾一第一角度並形成一第一開口。

本發明所揭露之散熱風扇，其中至少一扇葉進一步包括有一第二副扇葉，沿著一第二方向設置於主扇葉之同一側邊並鄰近於第一副扇葉，且第二副扇葉與第二側面夾一第二角度並形成一第二開口。

本發明之功效在於，當散熱風扇轉動時，透過副扇葉的開口得以將線性的氣流擾動為多個旋轉的小型螺旋氣流，進而增加散熱器接觸氣流的體積，提高散熱風扇之散熱效果。並且，利用上述之小型螺旋氣流更可以有效的達到除塵之效果。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例 詳細說明如下。

請參照第1圖，本發明第一實施例之散熱風扇之立體示意圖，其中，本實施例之散熱風扇100由一輪轂110、複數個扇葉120及一扇框130所構成。扇框130具有一入風口131與一出風口133，並於入風口131與出風口133之間形成一容置空間135，輪轂110與扇葉120則設置於容置空間135中。

複數個扇葉120分別設置於輪轂110外緣。於本實施例中，複數個扇葉120係以等角間隔配置於輪轂110之外緣分佈設置，但並不以本發明所揭露之實施例為限。其中，扇框130電性連接於一馬達(圖未示)，因此，散熱風扇100可透過馬達驅動輪轂110旋轉，進而帶動扇葉120旋轉而產生散熱氣流。

接著，請參照第2A圖及第2B圖所示之本發明第一實施例散熱風扇100之扇葉120結構的立體示意圖及平面示意圖。至少一扇葉120包括有一主扇葉121及一第一副扇葉123，其中主扇葉121之一端連接於輪轂110，並具有相對的第一側面151及第二側面153。

第一副扇葉123沿著一第一方向301設置於主扇葉121之一側邊155，且第一副扇葉123與第一側面151夾一第一角度θ₁ 並形成一第一開口311。在此需說明的是，第一角度θ₁ 可依據使用者實際需求而決定，在此並不限定於特定之角度。

於本實施例中，扇葉120係為一體成型結構，並依據所需求之尺寸剪開以形成主扇葉121及第一副扇葉123之結構。於一實 施例中，扇葉120更可與輪轂110為一體成型，再依據所需求之尺寸對各個扇葉120剪開以形成主扇葉121及第一副扇葉123之結構。當然，本發明所揭露實施例之第一副扇葉123亦可採用樞接方式設置於主扇葉121，且該第一副扇葉123可朝向該第一側面略為彎折，並不以本實施例所揭露之形態為限。

在此須說明的是，雖然第2A圖所繪製之本實施例之示意圖中，使用了一個第一副扇葉123，但對於本領域中具有通常知識者，應可輕易得知本發明中之第一副扇葉123的數量可依據使用者之實際需求而有所變更，仍不脫離本發明之範疇，因此，不能僅以所揭露於實施例中第一副扇葉123的數量來限制本發明之範疇。

請參閱第3圖，本發明第一實施例散熱風扇100運轉時產生氣流作動示意圖，並請搭配參照第2A圖及第2B圖。由於第一副扇葉123沿著第一方向301設置於主扇葉121上，且與主扇葉121之第一側面151夾一第一角度θ₁ 並形成一第一開口311。因此，當馬達驅動散熱風扇100的輪轂110，進而帶動扇葉120沿著風扇軸心111所運轉，則散熱風扇100會依照馬達所驅動輪轂110的方向產生一主散熱氣流500，此主散熱氣流500的轉動方向則與輪轂110的轉動方向一致。

當輪轂110轉動扇葉120時，第一開口311則對應於主扇葉121的位置方向產生刨風(如箭頭方向所示)而如同形成一第一氣流501，第一氣流501就沿著主扇葉121的延伸方向吹送，並自第一側面151的位置通過第一開口311而吹送至第二側面153處。

請參照第4圖，本發明第二實施例之散熱風扇之立體示意圖，其中，本實施例之散熱風扇100由一輪轂110、複數個扇葉120及一扇框130所構成。扇框130具有一入風口131與一出風口133，並於入風口131與出風口133之間形成一容置空間135，輪轂110與扇葉120則設置於容置空間135中。

複數個扇葉120分別設置於輪轂110外緣。於本實施例中，複數個扇葉120係以等角間隔配置於輪轂110之外緣分佈設置，但並不以本發明所揭露之實施例為限。其中，扇框130電性連接於一馬達(圖未示)，因此，散熱風扇100可透過馬達驅動輪轂110旋轉，進而帶動扇葉120旋轉而產生散熱氣流。

接著，請參照第5A圖及第5B圖所示之本發明第二實施例散熱風扇100之扇葉120結構的立體示意圖及平面示意圖。至少一扇葉120包括有一主扇葉121、一第一副扇葉123及一第二副扇葉125，其中主扇葉121之一端連接於輪轂110，並具有相對的第一側面151及第二側面153。

第一副扇葉123沿著一第一方向301設置於主扇葉121之一側邊155，且第一副扇葉123與第一側面151夾一第一角度θ₁ 並形成一第一開口311。第二副扇葉125沿著一第二方向303設置於主扇葉121之同一側邊155，並鄰近於第一副扇葉123。而且，第二副扇葉125與第二側面153夾一第二角度θ₂ 並形成一第二開口313。

在此需說明的是，第一角度θ₁ 與第二角度θ₂ 可依據使用者實際需求而決定，在此並不限定於特定之角度。此外，於一實施例 中，第一角度θ₁ 與第二角度θ₂ 可為相同之角度；於另一實施例中，第一角度θ₁ 與第二角度θ₂ 可為不相同之角度。

於本實施例中，扇葉120係為一體成型結構，並依據所需求之尺寸剪開以形成主扇葉121、第一副扇葉123及第二副扇葉125之結構。於一實施例中，扇葉120更可與輪轂110為一體成型，再依據所需求之尺寸對各個扇葉120剪開以形成主扇葉121、第一副扇葉123及第二副扇葉125之結構。

請接著參閱第6圖，為本發明第三實施例之散熱風扇100之扇葉120結構的立體示意圖。其中，本實施例之第一副扇葉123與第二副扇葉125係樞接設置於主扇葉121。於此實施例中，主扇葉121製作成鋸齒結構，再將第一副扇葉123與第二副扇葉125利用樞接方式設置固定於主扇葉121上，以形成本發明所揭露之散熱風扇100之扇葉120結構。於一實施例中，主扇葉120與輪轂110可為一體成型結構，再利用樞接方式固定設置第一副扇葉123與第二副扇葉125。

需說明的是，對於本領域中具有通常知識者而言，任何製作方式以達成本發明所揭露之主扇葉121、第一副扇葉123及第二副扇葉125的結構，都應涵蓋於本發明之範疇內，而不應僅侷限說明書中所揭露之實施例。

請參閱第7圖，如本發明第四實施例之散熱風扇100之扇葉120結構的立體示意圖所示，其中各個扇葉120包括一主扇葉121、複數個第一副扇葉123及複數個第二副扇葉125，各個第一副扇葉123與各個第二副扇葉125係交錯設置，其中主扇葉121、 第一副扇葉123與第二副扇葉125之結構係與上述揭露之結構相似，則不再贅述。

在此須說明的是，雖然第7圖所繪製之本實施例之示意圖中，使用了兩個第一副扇葉123及一個第二副扇葉125，但對於本領域中具有通常知識者，應可輕易得知本發明中之第一副扇葉123與第二副扇葉125的數量可依據使用者之實際需求而有所變更，仍不脫離本發明之範疇，因此，不能僅以所揭露於實施例中第一副扇葉123與第二副扇葉125的數量來限制本發明之範疇。

請參閱第8圖，本發明第二實施例散熱風扇100運轉時產生氣流作動示意圖，並請搭配參照第5A圖及第5B圖。由於第一副扇葉123沿著第一方向301設置於主扇葉121上，且與主扇葉121之第一側面151夾一第一角度θ₁ 並形成一第一開口311，及第二副扇葉125沿著第二方向303設置於主扇葉121上，且與主扇葉121之第二側面153夾一第二角度θ₂ 並形成一第二開口313，可得知第一開口311與第二開口313係對應於主扇葉121之兩側面之開口，即為一向上開口與一向下開口。

因此，當馬達驅動散熱風扇100的輪轂110，進而帶動扇葉120沿著風扇軸心111所運轉，則散熱風扇100會依照馬達所驅動輪轂110的方向產生一主散熱氣流500，此主散熱氣流500的轉動方向則與輪轂110的轉動方向一致。在此，由於主扇葉121與第一副扇葉123所形成之第一開口311為向上開口，主扇葉121與第二副扇葉125所形成之第二開口313為向下開口。

當輪轂110轉動扇葉120時，第一開口311則對應於主扇葉 121的位置方向產生刨風(如箭頭方向所示)而如同形成一第一氣流501，而第二開口313亦會對應於主扇葉121的位置方向產生刨風(如箭頭方向所示)而如同形成一第二氣流503，第一氣流501與第二氣流503就如同沿著一虛擬的小軸心510旋轉，因而呈現旋轉的小型螺旋氣流550並如同龍捲風般的效果。

由於每一扇葉120皆具有主扇葉121、第一副扇葉123與第二副扇葉125的結構，因此，當馬達驅動散熱風扇100沿著風扇軸心111旋轉時，則會產生多個沿著小軸心510旋轉的小型螺旋氣流550的效果。

在此需注意的是，雖然於本實施例中，揭露第一開口311為向上開口，而第二開口313為向下開口，但對於本領域中具有通常知識者而言，應可輕易得知於本發明中之另一實施態樣中，可將第一開口311設置為向下開口，而第二開口313設置為向上開口，仍可達到本發明之功效，並涵蓋於本發明之範疇中。

接著，請參閱第9圖所示之應用本發明實施例散熱風扇100之散熱模組400之立體示意圖，以及第10圖所示之散熱模組400之側面示意圖。

如圖所示，散熱模組400係由散熱器200上方設置本發明之散熱風扇100所構成，其中散熱器200具有複數個平行排列之鰭片201。散熱模組400可被設置於任何需要散熱之電子元件及電子設備，例如中央處理器(CPU)及顯示卡設備等等，但並不以此為限。然而，將散熱模組400設置於電子元件及電子設備並非本發明之重點技術，但對於本領域中具有通常知識者而言，應為可輕 易思及並據以實施，則不加以詳敘。

以下描述係以本發明所揭露之第二實施例進行說明，但熟悉此項技術之人士，亦可採用本發明之第一實施例的態樣應用於散熱模組400上。散熱風扇100被驅動後，由於扇葉120的主扇葉121、第一副扇葉123與第二副扇葉125之結構設計，因而形成多個旋轉的小型螺旋氣流550。因此，這些旋轉的小型螺旋氣流550可使散熱器200的表面面積接觸到氣流的範圍變大，進而帶走更多的熱量，有效地增加散熱模組400的散熱效果。

而且，這些旋轉的小型螺旋氣流550流經散熱器200的垂直方向時，更因為其螺旋狀態而使得於垂直方向的運動距離加長，因此，氣流不再僅維持在散熱器200的表面上，而是深入各個鰭片201之間，而使得散熱器200接觸到氣流的體積變大，達到更佳的散熱效果。

再者，由於各個小型螺旋氣流550的體積小，因此，平行排列之鰭片201間的距離可以設計的更緊密，仍然不會影響到小型螺旋氣流550的通道，因此，散熱模組200可具有更大的散熱面積，進而達到更佳的散熱效果。

如上所述，當散熱風扇100所具有的複數個第一副扇葉123與第二副扇葉125的數量愈多時，則所對應產生之旋轉的小型螺旋氣流550的數量就愈多，因此，氣流接觸散熱器200的面積範圍就更大，進而達到更好的散熱效果。

此外，於本發明之一實施例中，更可將各個扇葉120中所設置的第一副扇葉123與第二副扇葉125的位置有一位移差，以使 各個扇葉120所產生的小型螺旋氣流550的位置對應於扇葉120長度中的各個位置，以增加氣流接觸散熱器200的表面面積範圍，達到更佳的散熱效果。

請接著參照第11圖，本發明實施例散熱風扇100的防塵運作之示意圖，並請搭配參考第9圖及第10圖。散熱模組400之散熱器200具有複數個平行排列的鰭片201，當外在環境中具有粉塵或細小異物時，則很容易使灰塵601堆積於平行排列的鰭片201之間。

由於散熱風扇100之各個扇葉120皆具有主扇葉121、第一副扇葉123與第二副扇葉125之結構，於散熱風扇100運轉時，則會產生多個旋轉的小型螺旋氣流550，由於這些小型螺旋氣流550會深入平行排列的鰭片201之間，並且增加與灰塵601之間的磨擦面積，具有更大的力道帶走灰塵601。

其中，這些小型螺旋氣流550於鰭片201之間亦可不斷的旋轉交換，以攪動空氣中及鰭片201上的灰塵601，以將灰塵601帶走而達到除塵之效果。

再者，由於這些小型螺旋氣流550具有旋轉性，因此，既使外在環境中的粉塵或異物被散熱風扇100所產生之主散熱氣流500夾帶至散熱器200表面或鰭片201間，亦不容易堆積於鰭片201之間。而且，這些小型螺旋氣流550更可有效地將附著於散熱器200表面及鰭片201間堆積的灰塵601藉由其螺旋性來清除，達到除塵之效果。

如上所述，當本發明所揭露之各實施例的散熱風扇100轉動 時，透過第一副扇葉123與第二副扇葉125得以將線性的氣流擾動為各個旋轉的小型螺旋氣流550，進而增加散熱器200接觸氣流的體積，提高散熱風扇100之散熱效果。再者，利用上述之小型螺旋氣流550更可以有效的達到除塵之效果。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧散熱風扇

110‧‧‧輪轂

111‧‧‧風扇軸心

120‧‧‧扇葉

121‧‧‧主扇葉

123‧‧‧第一副扇葉

125‧‧‧第二副扇葉

130‧‧‧扇框

131‧‧‧入風口

133‧‧‧出風口

135‧‧‧容置空間

151‧‧‧第一側面

153‧‧‧第二側面

155‧‧‧側邊

301‧‧‧第一方向

303‧‧‧第二方向

311‧‧‧第一開口

313‧‧‧第二開口

200‧‧‧散熱器

201‧‧‧鰭片

400‧‧‧散熱模組

500‧‧‧主散熱氣流

501‧‧‧第一氣流

503‧‧‧第二氣流

510‧‧‧小軸心

550‧‧‧小型螺旋氣流

601‧‧‧灰塵

第1圖為本發明第一實施例散熱風扇之立體示意圖。

第2A圖為本發明第一實施例散熱風扇之扇葉結構的立體示意圖。

第2B圖為本發明第一實施例散熱風扇之扇葉結構的平面示意圖。

第3圖為本發明第一實施例散熱風扇運轉時產生氣流的作動示意圖。

第4圖為本發明第二實施例散熱風扇之立體示意圖。

第5A圖為本發明第二實施例散熱風扇之扇葉結構的立體示意圖。

第5B圖為本發明第二實施例散熱風扇之扇葉結構的平面示意圖。

第6圖為本發明第三實施例散熱風扇之扇葉結構的立體示意圖。

第7圖為本發明第四實施例散熱風扇之扇葉結構的立體示意圖。

第8圖為本發明第二實施例散熱風扇運轉時產生氣流的作動示意圖。

第9圖為應用本發明實施例散熱風扇之散熱模組之立體示意圖。

第10圖為第9圖所示之散熱模組之側面示意圖。

第11圖為本發明實施例散熱風扇防塵運作之示意圖。

100‧‧‧散熱風扇

110‧‧‧輪轂

120‧‧‧扇葉

121‧‧‧主扇葉

123‧‧‧第一副扇葉

130‧‧‧扇框

131‧‧‧入風口

133‧‧‧出風口

135‧‧‧容置空間

Claims (8)

1. 一種散熱風扇，包括有：一輪轂；以及複數個扇葉分別設置於該輪轂外緣，其中至少一該等扇葉包括有：一主扇葉，其一端連接於該輪轂，且具有相對的一第一側面及一第二側面；一第一副扇葉，設置於該主扇葉之一側邊，且該第一副扇葉與該第一側面夾一第一角度，並於該第一副扇葉與該第一側面間形成一第一開口；以及一第二副扇葉，沿一第二方向設置於該主扇葉之該側邊，該第二副扇葉鄰近於該第一副扇葉，且該第二副扇葉與該第二側面夾一第二角度，並於該第二副扇葉與該第二側面間形成一第二開口。
2. 如請求項第1項所述之散熱風扇，進一步包括一扇框，該扇框內具有一容置空間，該輪轂與該扇葉設置於該容置空間中。
3. 如請求項第1項所述之散熱風扇，至少一該等扇葉進一步包括複數個該第一副扇葉與複數個該第二副扇葉，其中各該第一副扇葉與各該第二副扇葉係交錯設置。
4. 如請求項第1項所述之散熱風扇，其中該第一副扇葉與該第二副扇葉係樞接設置於該主扇葉。
5. 如請求項第1項所述之散熱風扇，其中該第一副扇葉係樞接設置於該主扇葉。
6. 如請求項第1項所述之散熱風扇，其中該扇葉係為一體成型。
7. 如請求項第1項所述之散熱風扇，其中該複數個扇葉係以等角間隔配置於該輪轂之外緣分佈設置。
8. 如請求項第1項所述之散熱風扇，其中該第一副扇葉朝向該第一側面略為彎折。