TWI495793B - 循環扇及其扇葉組 - Google Patents

Description

循環扇及其扇葉組

本案係關於一種循環扇，尤指一種使用複合動力驅動之循環扇及其扇葉組。

近年來，隨著環保意識抬頭，節能減碳政策已經成為公家機關甚至私人企業加強研討的目標，夏季的電力節約更是目前全球改進、革新的目標。因此，不論是機關、企業、學校或家庭，都開始著重於減少空調的使用頻率及時間，而為了維持空氣流通且促進空間的利用，市面上開始出現各式各樣的風扇、循環扇等產品。

習用之風扇大多係使用馬達驅動扇葉，以使扇葉轉動而產生風流，藉此增進室內的對流並控制室內的溫度。其中，又以吊掛式風扇或嵌入式頂部風扇為目前室內循環用風扇的主流。

然而，由於空間及位置的限制，往往使得此類產品效能無法有效發揮，且當室內對流需求風量增加時，風扇需使用較長、較大之扇葉，因此，必須搭配大功率且大尺寸的馬達，才得以提供足夠的扭力以供風扇進行運轉。甚而，風扇之體積勢必要遷就大尺寸馬達而大幅提昇，使得無法入、出風之區域增加，進而造成空間的浪費。當然，也連帶使整體的耗電量大幅提高，既無法達成節能減碳的目的，亦徒增空間配置的困難以及成本的浪費。

本案之主要目的在於提供一種循環扇及其扇葉組，俾解決習用風扇於室內對流需求風量增加時，需使用較長、較大之扇葉，並搭配大功率且大尺寸之馬達，而造成體積大幅提昇，以及耗電量大幅提高，無法達到節約能源的目的，亦徒增空間配置的困難以及成本的浪費等缺點。

本案之另一目的在於提供一種循環扇及其扇葉組，藉由複合動力之驅動，得以選用較小型之扇葉搭配較小尺寸之馬達，而減少體積及耗電量，進而達到節約能源，以及簡化空間配置並降低成本等功效。

為達上述目的，本案之一較廣實施態樣為提供一種循環扇，至少包括：一殼體，具有一基座；一蓋體，架構於與該殼體接合以建構一容置空間；以及一扇葉組，設置於該容置空間，至少包括：一第一葉輪；一第二葉輪，鄰設於該第一葉輪：一馬達，係固設於該殼體之該基座，並與該第一葉輪連接，用以驅動該第一葉輪之運轉；一第一磁性元件，設置於該第一葉輪；以及一第二磁性元件，設置於該第二葉輪；其中，藉由該第一葉輪運轉而產生之風力，以及該第一及第二磁性元件間之磁渦流而產生之磁扭力，俾帶動該第二葉輪受非接觸力而運轉。

為達上述目的，本案之另一較廣實施態樣為提供一種扇葉組，至少包括：一第一葉輪；一第二葉輪，鄰設於該第一葉輪：一馬達，與該第一葉輪連接，用以驅動該第一葉輪之運轉；一第一磁性元件，設置於該第一葉輪；以及一第二磁性元件，設置於該第二葉輪；其中，藉由該第一葉輪運轉而產生之風力，以及該第一及 第二磁性元件間之磁渦流而產生之磁扭力，俾帶動該第二葉輪受非接觸力而運轉。

1‧‧‧循環扇

2‧‧‧殼體

21‧‧‧基座

22‧‧‧容置空間

3‧‧‧蓋體

31‧‧‧第一導流結構

32‧‧‧第二導流結構

4‧‧‧扇葉組

41‧‧‧第一葉輪

42‧‧‧第二葉輪

420‧‧‧承載部

421‧‧‧第一葉片

422‧‧‧環形結構

423‧‧‧第二葉片

43‧‧‧馬達

441‧‧‧第一磁性元件

442‧‧‧第二磁性元件

5‧‧‧鎖固元件

第1圖係為依據本案較佳實施例之一種循環扇結構示意圖。

第2A圖係為第1圖所示之循環扇組合後之俯視示意圖。

第2B圖係為第1圖所示之循環扇組合後之仰視示意圖。

第3A圖係為第2B圖所示循環扇之A-A剖面圖。

第3B圖係為第1圖所示之第二葉輪俯視圖。

第3C圖係為本案第二葉輪之另一實施例之俯視圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1圖，其係為依據本案較佳實施例之一種循環扇結構示意圖。如第1圖所示，本案之循環扇1主要係可增進對流循環並控制環境溫度，且循環扇1至少包括一殼體2、一蓋體3以及一扇葉組4。其中，殼體2具有基座21，且基座21係實質上具有一圓柱型、立方體或長方體之空間，與殼體2可為一體成型之方式形成，亦可使用黏貼、鎖固或卡扣之方式固設於殼體2，但不以此為限。蓋體3係架構於與殼體2接合以建構容置空間22，用以容設循環扇1之其他零組件，以及提供扇葉組4運轉所需之空間。

扇葉組4係設置於容置空間22中，且扇葉組4至少包括第一葉輪41、第二葉輪42、馬達43、第一磁性元件441以及第二磁性元件442。第二葉輪42係相鄰第一葉輪41設置；馬達43係透過黏貼、鎖固或卡扣之方式固設於殼體2之基座21，其中又以鎖固方式為較佳，可達到減震及減噪音之功效，並與第一葉輪41連接，用以驅動第一葉輪41之運轉，且馬達43係選自實質上與基座21架構之空間相吻合之各種馬達。第一磁性元件441及第二磁性元件442可為永久磁鐵，亦可為鐵、鈷、鎳等磁導體，且設置於第一葉輪41以及設置於第二葉輪42之第一磁性元件441及第二磁性元件442之至少一者係為永久磁鐵，其餘之磁性元件則可為磁導體或永久磁鐵，用以透過磁力變化及感應而產生磁渦流。藉由第一葉輪41運轉而產生之風力，以及第一磁性元件441與第二磁性元件442間之磁渦流而產生之磁扭力，俾帶動第二葉輪42受非接觸力而運轉，藉由複合性非接觸動力之驅動，得以選用較小型扇葉之第一葉輪41搭配較小尺寸之馬達43，而減少體積及耗電量，進而達到節約能源，以及簡化空間配置並降低成本等功效。

請參閱第2A圖及第2B圖，其係分別為第1圖所示之循環扇組合後之俯視示意圖以及第1圖所示之循環扇組合後之仰視示意圖。如第2A圖以及第2B圖所示，本案循環扇1之組合，係透過將蓋體3與殼體2接合以建構出容置空間22(如第1圖所示)，並將扇葉組4設置於該容置空間22，並於容置空間22內進行運轉。換言之，扇葉組4係設置並運轉於蓋體3以及殼體2間之區域，以達到增進空氣循環效率、減低噪音以及符合安全規定等功效。於一些實施例中，蓋體3更包括第一導流結構31以及第二導流結構32，且第一 導流結構31以及第二導流結構32可為例如但不限於環形結構、片型結構、網狀結構、鏤空結構或長方結構等，用以增進入、出風之區域，更可利用流體力學之原理，增進扇葉組4運轉所需之風量，或者將扇葉組4運轉後產生之風量部份回收再行循環，以增進空氣對流循環之整體效率，而減少體積及耗電量，進而達到節約能源，以及簡化空間配置並降低成本等功效。

根據本案之構想，本案循環扇1之殼體2及蓋體3可透過黏貼、鎖固或卡扣之方式接合，但不以此為限。如第2B圖所示，本案之循環扇1更可包括鎖固元件5，係用以對殼體2及蓋體3進行鎖固，以增強其結構強度以及增加使用之安全性。此外，由於本案之循環扇1主要應用係安裝於室內以增進對流循環，故為使用者拆裝方便之考量，又以鎖固元件5例如螺絲由蓋體3之一側穿設於蓋體3以及殼體2，並於殼體2之一側以螺帽與之結合為較佳，但不以此為限。

請參閱第3A圖，其係為第2B圖所示循環扇之A-A剖面圖。如第3A圖所示，本案之扇葉組4係適用於具有殼體2及蓋體3之循環扇1，殼體2具有基座21，且蓋體3係架構於與殼體2接合以建構容置空間22以容設扇葉組4。扇葉組4至少包括第一葉輪41、第二葉輪42、馬達43、第一磁性元件441以及第二磁性元件442。其中，第二葉輪42係相鄰設置於第一葉輪41，且第一葉輪41係與馬達43連接，並受馬達43之驅動而相對一中心軸線C轉動；第一磁性元件441及第二磁性元件442可為永久磁鐵，亦可為鐵、鈷、鎳等磁導體，且設置於第一葉輪41以及設置於第二葉輪42之第一磁性元件441及第二磁性元件442之至少一者係為永久磁鐵，其餘之磁性元 件則可為磁導體或永久磁鐵，用以透過磁力變化及感應而產生磁渦流。藉由第一葉輪41轉動產生之風力，以及第一磁性元件441與第二磁性元件442間之磁渦流而產生之磁扭力，俾帶動第二葉輪42受非接觸力而亦相對中心軸線C轉動，亦即第二葉輪42以及第一葉輪41係實質上相對同一中心軸線C轉動，且其轉動方向同為順時針方向轉動或逆時針方向轉動。然而，第一葉輪41與第二葉輪42為不同步轉動；換言之，第一葉輪41與第二葉輪42雖樞設於同一軸線，然第一葉輪41以及第二葉輪42之軸承(未圖示)係實質上各自獨立，得進行同軸但不同步之轉動，藉由軸承獨立設置之方式，馬達43僅需驅動具較小型扇葉之第一葉輪41，而無須直接驅動具較大型扇葉之第二葉輪42進行運轉，可選擇較小體積之馬達43而減少體積及耗電量，進而達到節約能源，以及簡化空間配置並降低成本等功效。

請參閱第3B圖並配合第3A圖，其中第3B圖係為本案較佳實施例之循環扇之第二葉輪俯視圖。如第3A圖以及第3B圖所示，本案循環扇1之扇葉組4之第二葉輪42至少包括承載部420、複數個第一葉片421、環形結構422以及複數個第二葉片423。其中複數個第一葉片421係圍設於承載部420之周緣，環形結構422圍繞承載部420並連接複數個第一葉片421之末端。複數個第二葉片423則分別等距地連接環形結構422之外緣。如此一來，當馬達43驅動第一葉輪41運轉而產生風力時，第二葉輪42之複數個第一葉片421即受此風力推動，而相對中心軸線C轉動，並同步帶動與第一葉片421連接之承載部420與環形結構422，以及連接於環形結構422之複數個第二葉片423，俾使整體第二葉輪42相對中心軸線C轉動。於 一些實施例中，第一葉輪41係至少部份地設置於第二葉輪42之環形結構422內，以增進第二葉輪42之第一葉片421受第一葉輪41運轉產生之風力推動的效率。此外，磁性元件44之設置，可透過第一葉輪41以及第二葉輪42轉動時，所造成之磁極間磁力變化及感應而產生磁渦流，進而產生磁扭力，以增強第二葉輪42相對中心軸線C轉動之驅動力。藉由第一葉輪41運轉而產生之風力，以及第一磁性元件441與第二磁性元件442間之磁渦流而產生之磁扭力，俾帶動第二葉輪42受複合性非接觸動力而運轉。

請參閱第3C圖並配合第3A圖，其中第3C圖係為本案另一實施例之循環扇之第二葉輪俯視圖。如第3A圖以及第3C圖所示，本案循環扇1之扇葉組4之第二葉輪42至少包括承載部420、複數個第一葉片421、環形結構422以及複數個第二葉片423。其中承載部420、環形結構422以及第二葉片423與前述實施例相同，在此不再贅述。惟於此實施例中，複數個第一葉片421係設計為同一方向之斜角葉片，可使出口之氣流散佈到較大之區域，以增加空氣循環之效果。此外，由於第二葉輪42會隨第一葉輪41旋轉，其出風之斜角亦隨之旋轉，故能吹到相對較大之區域及範圍，且第二葉片423由於有一定的負載，能避免轉速過快，而增加循環之效果。

綜上所述，本案提供一種循環扇及其扇葉組，藉由複合動力之驅動，得以選用較小型扇葉之葉輪搭配較小尺寸之馬達，而達到減少體積及耗電量，以及簡化空間配置並降低成本之功效。此外，更得以降低空調設備之使用頻率及時間，甚至減少空調設備之功率損耗，進而降低循環扇及空調設備整體之耗電量，以達到節約能源之目的與功效。

縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧循環扇

2‧‧‧殼體

21‧‧‧基座

22‧‧‧容置空間

3‧‧‧蓋體

4‧‧‧扇葉組

41‧‧‧第一葉輪

42‧‧‧第二葉輪

43‧‧‧馬達

441‧‧‧第一磁性元件

442‧‧‧第二磁性元件

Claims (12)

1. 一種循環扇，至少包括：一殼體，具有一基座；一蓋體，與該殼體接合以建構一容置空間；以及一扇葉組，設置於該容置空間，至少包括：一第一葉輪；一第二葉輪，鄰設於該第一葉輪：一馬達，係固設於該殼體之該基座，並與該第一葉輪連接，用以驅動該第一葉輪之運轉；一第一磁性元件，設置於該第一葉輪；以及一第二磁性元件，設置於該第二葉輪；其中，藉由該第一葉輪運轉而產生之風力，以及該第一及第二磁性元件間之磁渦流而產生之磁扭力，俾帶動該第二葉輪受非接觸力而運轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之循環扇，其中該第一磁性元件及該第二磁性元件係為永久磁鐵或磁導體。
3. 如申請專利範圍第2項所述之循環扇，其中該第一磁性元件及該第二磁性元件之至少一者係為永久磁鐵。
4. 如申請專利範圍第1項所述之循環扇，其中該蓋體更包括一第一導流結構以及複數個第二導流結構，用以增加入風及出風之區域。
5. 如申請專利範圍第4項所述之循環扇，其中該第一導流結構以及 該第二導流結構係為一環形結構、一片型結構、一網狀結構、一鏤空結構或一長方結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之循環扇，其中該循環扇更包括複數個鎖固元件，穿設於該殼體以及該蓋體，用以鎖固該殼體以及該蓋體。
7. 如申請專利範圍第1項所述之循環扇，其中該第一葉輪以及該二葉輪係相對於一中心軸線轉動，且該第一葉輪之轉動方向係與該第二葉輪之轉動方向相同。
8. 如申請專利範圍第7項所述之循環扇，其中該第一葉輪以及該第二葉輪係為同軸但不同步轉動。
9. 如申請專利範圍第1項所述之循環扇，其中該第二葉輪至少包括：一承載部；複數個第一葉片，圍設於該承載部；一環型結構，圍繞該承載部並連接該複數個第一葉片之末端；以及複數個第二葉片，連接於該環形結構之外緣。
10. 如申請專利範圍第9項所述之循環扇，其中該複數個第二葉片係分別等距地連接於該環形結構之外緣。
11. 如申請專利範圍第9項所述之循環扇，其中該第一葉輪係至少部份地設置於該第二葉輪之該環形結構內。
12. 一種扇葉組，至少包括：一第一葉輪；一第二葉輪，鄰設於該第一葉輪：一馬達，與該第一葉輪連接，用以驅動該第一葉輪之運轉； 一第一磁性元件，設置於該第一葉輪；以及一第二磁性元件，設置於該第二葉輪；其中，藉由該第一葉輪運轉而產生之風力，以及該第一及第二磁性元件間之磁渦流而產生之磁扭力，俾帶動該第二葉輪受非接觸力而運轉。