TWI505768B - 離心式風扇及其扇葉 - Google Patents

Description

離心式風扇及其扇葉

本發明係關於一種風扇，特別係關於一種離心式風扇及其扇葉。

隨著電子產品朝向高性能及輕薄化的趨勢發展，電子產品在使用時的溫度越來越高，因而容易產生不穩定現象，影響產品可靠度，所以現有的電子產品常利用風扇做為散熱裝置。

離心式風扇為目前的常用散熱裝置之一。這種風扇係利用位在外殼上表面及下表面的入風口吸入氣體後，再藉由位在側面的出風口排出氣流，以帶走熱能。

當離心式風扇在運轉時，葉片或風扇內部的肋條通過特定位置會造成週期性的氣壓變化。氣壓變化的頻率與風扇的葉片數量、內部肋條數量及轉速有關。由於離心式風扇在此頻率下的音量特別高，故容易造成聽覺上的不適感而形成噪音。

本發明之一目的在於降低離心式風扇的噪音。

為了達到上述目的，本發明提供一種離心式風扇的扇葉。依據本發明之一實施方式，扇葉可包含一轂部、複數個連接件、一環狀結構以及複數個葉片。轂部具有一圓周面。此複數個連接件係間隔地設置於轂部之圓周面。任兩相鄰之連接件定義一在圓周面上的第一最小距離於其間。至少兩個第一最小距離不相等。環狀結構係連接連接件上相對轂部之一側。此複數個葉片係間隔地設置於環狀結構上相對此複數個連接件之一側，其中葉片之數量係大於連接件之數量。

在上述實施方式中，由於不同連接件之間的第一最小距離係不相等的，故當扇葉設置於離心式風扇中時，氣壓不會週期性地變化，從而幫助降低噪音。

依據本發明之另一實施方式，扇葉可包含一轂部、複數個連接件、一環狀結構以及複數個葉片。轂部具有一圓周面。此複數個連接件係間隔地設置於轂部之圓周面。每一連接件具有相對兩端面，且每一連接件之此兩端面定義一在圓周面上的第三最小距離於其間。至少兩個第三最小距離不相等。環狀結構連接連接件上相對轂部之一側。此複數個葉片係間隔地設置於環狀結構上相對連接件之一側。葉片之數量係大於連接件之數量。

在上述實施方式中，由於每個連接件之兩端面間的第三最小距離係不相等的，故當扇葉設置於離心式風扇中時，氣壓不會週期性地變化，從而幫助降低噪音。

本發明之另一技術態樣提供一種離心式風扇。依據本發明之一實施方式，離心式風扇包含一外殼以及一如前述實施方式所載之扇葉。外殼具有至少一入風口、一出風口以及一容置空間。入風口、容置空間與出風口係連通的。扇葉係容置於容置空間中。

於上述實施方式中，由於不同連接件之間的第一最小距離可不相等，或者每個連接件之兩端面間的第三最小距離可不相等，故離心式風扇的氣壓不會週期性地變化，從而幫助降低噪音。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

100、100a、100b、100c、100d、100e‧‧‧扇葉

110‧‧‧轂部

112‧‧‧圓周面

120、170、180‧‧‧連接件

122‧‧‧第一交界

124‧‧‧第二交界

126、172‧‧‧最大面積表面

130‧‧‧環狀結構

132‧‧‧外環面

140、160‧‧‧葉片

142‧‧‧第一交接部

144‧‧‧第二交接部

150‧‧‧開孔

182、184‧‧‧端面

200‧‧‧外殼

202、204‧‧‧入風口

206‧‧‧出風口

208‧‧‧容置空間

210‧‧‧上殼體

220‧‧‧下殼體

222‧‧‧流道牆

224‧‧‧底板

226‧‧‧肋條

228‧‧‧喉部

A1、A2‧‧‧第一最小距離

B1、B2‧‧‧第二最小距離

C1、C2‧‧‧第三最小距離

E1、E2、E3、E4‧‧‧邊緣

R‧‧‧圓周方向

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，所附圖式之說明如下：第1圖為依據本發明第一實施方式之離心式風扇的立體組合圖；第2圖為第1圖之離心式風扇的立體爆炸圖；第3圖為第2圖之扇葉的立體圖；第4圖為第2圖之扇葉的俯視圖；第5圖為第一實施方式之離心式風扇的聲音頻譜圖；第6圖為當連接件在等距排列下的聲音頻譜圖；第7圖為依據本發明第二實施方式之扇葉的俯視圖； 第8圖為依據本發明第三實施方式之扇葉的立體圖；第9圖為第8圖之扇葉的俯視圖；第10圖為依據本發明第四實施方式之扇葉的立體圖；第11圖為依據本發明第五實施方式之扇葉的立體圖；第12圖為第11圖之扇葉的俯視圖；第13圖為依據本發明第六實施方式之扇葉的立體圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第一實施方式

第1圖為依據本發明第一實施方式之離心式風扇的立體組合圖。第2圖為第1圖之離心式風扇的立體爆炸圖。如第1圖及第2圖所示，離心式風扇可包含一扇葉100以及一外殼200。外殼200包含一上殼體210以及一下殼體220。上殼體210與下殼體220組接。下殼體220包含一流道牆222以及一底板224。流道牆222係站立於底板224之邊緣並在組合後抵頂上殼體210，使底板224與上殼體210相分隔。上殼體210、流道牆222及底板224可定義出 一容置空間208於其間。扇葉100可容置於容置空間208中。外殼200具有一入風口202、複數個入風口204以及一出風口206。入風口202係開設於上殼體210。入風口204係開設於底板224。上殼體210具有一邊緣E1，底板224具有與邊緣E1實質上平行的邊緣E3，流道牆222具有實質上相平行的邊緣E2及邊緣E4。邊緣E1、邊緣E2、邊緣E3及邊緣E4係依序連接而共同定義出一出風口206。入風口202、入風口204、容置空間208及出風口206係連通的。如此，當離心式風扇在運作時，扇葉100可旋轉，而藉由入風口202及入風口204分別將上殼體210上方及底板224下方的空氣抽入容置空間208中，並藉由出風口206將容置空間208的空氣排出，從而達到散熱的效果。

如第1圖及第2圖所示，下殼體220可選擇性地具有一喉部228。喉部228係凸出於流道牆222內側靠近出風口206的位置，用以避免從出風口206排出的空氣回流至容置空間208中，從而提升散熱效果。

如第2圖所示，底板224具有複數個肋條226。位於底板224的入風口204係被這些肋條226所分隔。扇葉100在底板224上的投影位置係與這些肋條226重疊。經觀察發現，當扇葉100旋轉時，若扇葉100中的多個葉片或其他結構(如連接轂部的連接件)以相同的時間間隔通過肋條226，則氣壓會週期性地變化，使得離心式風扇在特定頻率下的音量會大幅高於在其他頻率下的音量。此特定頻率在本文中定義為「結構通過頻率」，其值為肋條數量或葉片 數量的倍數。

本發明之實施方式提供一種扇葉100結構，其可使氣壓不會週期性地變化，而幫助降低離心式風扇在結構通過頻率下的音量。第3圖為第2圖之扇葉100的立體圖，第4圖為第2圖之扇葉100的俯視圖。如第3及第4圖所示，扇葉100可包含一轂部110、複數個連接件120、一環狀結構130以及複數個葉片140。轂部110具有一圓周面112。連接件120係間隔地設置於轂部110之圓周面112，且可沿著圓周面112的法線方向向外延伸。環狀結構130係連接連接件120上相對轂部110之一側，並圍繞連接件120及轂部110。葉片140係間隔地設置於環狀結構130上相對連接件120之一側。

如第4圖所示，兩相鄰之連接件120定義出一在圓周面112上的第一最小距離A1於其間。另兩相鄰之連接件120定義出一在圓周面112上的第一最小距離A2。第一最小距離A1與第一最小距離A2不相等。如此一來，這些連接件120可以不等時間間隔的方式抵達肋條226(可參閱第2圖)周遭，使得氣壓不會週期性地變化，從而幫助降低噪音。

較佳來說，所有連接件120間的第一最小距離均互不相等，俾利連接件120能夠以互不等距的形式排列於轂部110上，從而提升降噪的效果。

如第4圖所示，每一連接件120具有一第一交界122以及一第二交界124，兩者均交接於圓周面112。圓周 面112具有一圓周方向R，此圓周方向R係平行於一物體在圓周面112的同一水平上環繞一周所行經的路徑。應瞭解到，本說明書中全文所述之第一最小距離係代表在一連接件120之第一交界122與相鄰的另一連接件120之第二交界124之間，沿著圓周方向R在圓周面112上所量測到的距離。

如第3及第4圖所示，葉片140之數量係大於連接件120之數量。如此，連接件120可較鬆散地分佈，俾利增加相鄰兩連接件120之間所定義出的開孔150尺寸，而幫助空氣流動。

於某些情狀下，例如：當連接件120與葉片140在底板224上的投影位置與肋條226(可參閱第2圖)部分重疊時，由於連接件120與葉片140均會通過肋條226上方，故結構通過頻率之值可能為連接件120數量與葉片140數量的公倍數。然而，若聲音的頻率越高，則能量衰退幅度越大，而音量越低。因此，若能提高結構通過頻率，則可幫助降低離心式風扇在結構通過頻率下的音量。因此，於部分實施方式中，葉片140之數量與連接件120之數量較佳互為質數關係。也就是說，葉片140之數量與連接件120之數量的最大公因數為1，如此，兩者的最小公倍數即為兩者的乘績，俾利提高結構通過頻率之值，以利減少噪音。

較佳來說，連接件120之數量可小於或等於13，且葉片140之數量可大於13。

如第4圖所示，於本實施方式中，環狀結構130具 有一外環面132。任兩相鄰之葉片140定義一在外環面132上的第二最小距離B1於其間。所有葉片140之間的第二最小距離B1彼此相等。

如第4圖所示，每一葉片140具有一第一交接部142以及一第二交接部144，兩者均交接於外環面132。應瞭解到，本說明書中全文所述之第二最小距離係代表在一葉片140之第一交接部142與相鄰的另一葉片140之第二交接部144之間，沿著圓周方向R在外環面132上所量測到的距離。

如第4圖所示，於本實施方式中，距離最遠的兩個葉片140之末端定義出一扇葉整體外徑D，且環狀結構130具有一環狀結構外徑d，其中環狀結構外徑d與扇葉整體外徑D實質上滿足：40%×D<d<85%×D。這樣的尺寸關係可有效提升離心式風扇的出風效果。

如第3圖所示，每一連接件120具有至少一最大面積表面126，圓周面112的圓周方向R係實質上平行每一連接件120之最大面積表面126。如此一來，連接件120可呈扁平的肋條狀。

第5圖為第一實施方式之離心式風扇的聲音頻譜圖，其中扇葉100具有以互不等距的形式排列之連接件120。如第5圖所示，結構通過頻率約為375赫茲(Hz)，在此頻率下量測到的音量約為17分貝(dB)。第6圖為當連接件120在等距排列下的聲音頻譜圖。如第6圖所示，結構通過頻率約為375赫茲，在此頻率下量測到的音量約為35 分貝。綜合第5圖及第6圖可知，在相同轉速4500rpm，及相同扇葉尺寸下，當連接件120以互不等距的形式排列時，在結構通過頻率下的音量可明顯降低，舉例來說，音量的降幅可達一半左右。

第二實施方式

第7圖為依據本發明第二實施方式之扇葉100a的俯視圖。如第7圖所示，本實施方式與第一實施方式之間的差異在於扇葉100a具有多個葉片160，兩相鄰之葉片160定義一在外環面132上的第二最小距離B1於其間，另兩相鄰之葉片160定義一在外環面132上的第二最小距離B2於其間，第二最小距離B1與第二最小距離B2不相等。如此一來，上述葉片160間的距離設計可幫助降低離心式風扇在結構通過頻率下的音量。

較佳來說，所有葉片160間的第二最小距離均互不相等，俾利葉片160能夠以互不等距的形式排列於外環面132上，而提升降噪的效果。

本實施方式之其他特徵均如同前文中的第一實施方式所述，故在此不重複敘述。

第三實施方式

第8圖為依據本發明第三實施方式之扇葉100b的立體圖。如第8圖所示，本實施方式與第一實施方式之間的差異在於本實施方式之扇葉100b之連接件170具有一最 大面積表面172，圓周面112之圓周方向R係實質上垂直或傾斜於每一連接件170之最大面積表面172，換言之，連接件170可為一葉片形狀。如此一來，當扇葉100b沿圓周方向R旋轉時，連接件170之最大面積表面172可幫助推動空氣。在較佳實施例中，連接件之數量可小於7，而扇葉之數量可大於17。

第9圖為第8圖之扇葉100b的俯視圖。如第9圖所示，扇葉100b具有多個葉片160，兩相鄰之葉片160定義一在外環面132上的第二最小距離B1於其間，另兩相鄰之葉片160定義一在外環面132上的第二最小距離B2於其間，第二最小距離B1與第二最小距離B2不相等。如此一來，上述葉片160間的距離設計可幫助降低離心式風扇在結構通過頻率下的音量。

較佳來說，所有葉片160間的第二最小距離均互不相等，俾利葉片160能夠以互不等距的形式排列於外環面132上，而提升降噪的效果。

本實施方式之其他特徵均如同前文中的第一實施方式所述，例如：連接件170可互不等距地排列等等，故在此不重複敘述。

第四實施方式

第10圖為依據本發明第四實施方式之扇葉100c的立體圖。如第10圖所示，本實施方式與第三實施方式之間的差異在於扇葉100c具有多個葉片140，任兩相鄰之葉片 140定義一在外環面132上的第二最小距離B1於其間。所有葉片140之間的第二最小距離B1彼此相等。

本實施方式之連接件170係如同前文中的第三實施方式所述，而其他特徵係如同前文中的第一實施方式所述，故在此不重複敘述。

第五實施方式

第11圖為依據本發明第五實施方式之扇葉100d的立體圖。第12圖為第11圖之扇葉100d的俯視圖。如第11及第12圖所示，本實施方式與第一實施方式之間的差異在於扇葉100d包含多個連接件180，連接件180係間隔地設置於轂部110之圓周面112，且可沿著圓周面112的法線方向向外延伸。每一連接件180具有相對兩端面182及184。一連接件180之端面182及端面184定義一在圓周面112上的第三最小距離C1於其間，另一連接件180之端面182及端面184定義一在圓周面112上的第三最小距離C2於其間。第三最小距離C1與第三最小距離C2不相等。

如此一來，這些連接件180通過肋條226(可參閱第2圖)所需的時間可不同，使得氣壓不會週期性地變化，從而幫助降低噪音。

較佳來說，所有連接件180間的第三最小距離均互不相等，俾利提升降噪的效果。

應瞭解到，本說明書中全文所述之第三最小距離係代表在一連接件180之端面182與184之間，沿著圓周方 向R在圓周面112上所量測到的距離。

本實施方式之其他特徵均如同前文中的第一實施方式所述，故在此不重複敘述。

第六實施方式

第13圖為依據本發明第六實施方式之扇葉100e的立體圖。如第13圖所示，本實施方式與第五實施方式之主要差異係在於：扇葉100e具有多個葉片160，兩相鄰之葉片160定義一在外環面132上的第二最小距離B1於其間，另兩相鄰之葉片160定義一在外環面132上的第二最小距離B2於其間，第二最小距離B1與第二最小距離B2不相等。如此一來，上述葉片160間的距離設計可幫助降低離心式風扇在結構通過頻率下的音量。

較佳來說，所有葉片160間的第二最小距離均互不相等，俾利葉片160能夠以互不等距的形式排列於外環面132上，而提升降噪的效果。

本實施方式之連接件180係如同前文中的第五實施方式所述，而其他特徵係如同前文中的第一實施方式所述，故在此不重複敘述。

雖然本發明已以實施方式及實施例揭露如上，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‧‧‧扇葉

202‧‧‧入風口

204‧‧‧入風口

210‧‧‧上殼體

220‧‧‧下殼體

222‧‧‧流道牆

224‧‧‧底板

226‧‧‧肋條

228‧‧‧喉部

Claims (11)

1. 一種扇葉，包含：一轂部，具有一圓周面；複數個連接件，間隔地設置於該轂部之該圓周面，其中任兩相鄰之該複數個連接件定義出一在該圓周面上的第一最小距離於其間，其中至少兩個之該第一最小距離不相等；一環狀結構，連接於該複數個連接件上；以及複數個葉片，間隔地設置於該環狀結構上，其中該複數個葉片之數量與該複數個連接件之數量互為質數關係。
2. 如請求項1所述之扇葉，其中該複數個葉片之數量係大於該複數個連接件之數量。
3. 如請求項1所述之扇葉，其中該複數個連接件之數量係小於或等於13，且該複數個葉片之數量係大於13。
4. 如請求項1所述之扇葉，其中該環狀結構具有一外環面，任兩相鄰之該複數個葉片定義一在該外環面上的第二最小距離於其間，其中至少兩個該第二最小距離不相等。
5. 如請求項1所述之扇葉，其中該環狀結構具有一外環面，任兩相鄰之該複數個葉片定義一在該外環面上的第二最小距離於其間，其中該第二最小距離彼此相等。
6. 如請求項1所述之扇葉，其中距離最遠的兩個該複數個葉片之末端定義一扇葉整體外徑D，且該環狀結構具有 一環狀結構外徑d，其中該環狀結構外徑d與該扇葉整體外徑D實質上滿足40%×D<d<85%×D。
7. 如請求項1所述之扇葉，其中每一該複數個連接件具有至少一最大面積表面，且該圓周面具有一圓周方向，其中該圓周方向係實質上垂直或傾斜於每一該複數個連接件之該最大面積表面。
8. 如請求項1所述之扇葉，其中每一該複數個連接件具有至少一最大面積表面，且該圓周面具有一圓周方向，其中該圓周方向係實質上平行於每一該複數個連接件之該最大面積表面。
9. 如請求項1所述之扇葉，其中該連接件為一葉片狀或扁平肋條狀之結構。
10. 一種離心式風扇，包含：一外殼，具有至少一入風口、一出風口以及一容置空間，其中該入風口、該容置空間與該出風口係連通的；以及一如請求項1所述之扇葉，容置於該外殼之該容置空間中。
11. 如請求項10所述之離心式風扇，其中該至少一入風口之數量為複數個，且該外殼包含一底板，該底板具有複數個肋條，部分之該入風口係開設於該底板且被該複數個肋條所分隔，其中該扇葉在該底板上之投影位置係與該複數個 肋條重疊。