TWI824720B

TWI824720B - 風扇

Info

Publication number: TWI824720B
Application number: TW111134999A
Authority: TW
Inventors: 鄭懿倫; 楊智凱
Original assignee: 英業達股份有限公司
Priority date: 2022-09-15
Filing date: 2022-09-15
Publication date: 2023-12-01
Also published as: TW202413804A

Abstract

一種風扇包含扇轂以及多個扇葉。至少一扇葉包含扇葉本體以及兩延展葉部。兩延展葉部分別連接扇葉本體相對的第一邊緣以及第二邊緣。在俯視角度中，兩延展葉部的至少一者具有鄰近扇轂的第一寬度以及遠離扇轂的第二寬度。第二寬度大於第一寬度。第二寬度與第一寬度之間由連續表面彼此連接。連續表面的寬度係遠離第一寬度漸增。

Description

風扇

本揭露是有關於一種風扇。

傳統離心散熱風扇的扇葉設計主要是透過旋轉扇葉帶動氣流由風扇的軸向流入扇葉中，氣流進入扇葉之後受到離心力作用沿著扇葉被拋向風扇外緣由出風口離開風扇。然而，傳統的扇葉設計所能乘載的氣流量有限。扇葉的氣流乘載量取決於扇葉葉面的大小以及扇葉之間的間距。但是，扇葉葉面大小受限於風扇的安裝空間，加大或縮小扇葉之間的間距則需要在平衡風量以及風壓兩個條件之間考慮。為了追求更好的散熱效率，離心風扇需要在不降低風壓、風量以及空間限制的狀態下加大風流量。

因此，如何提出一種可解決上述問題的風扇，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

有鑑於此，本揭露之一目的在於提出一種可有效解決上述問題的風扇。

本揭露是有關於一種風扇包含扇轂以及多個扇葉。至少一扇葉包含扇葉本體以及兩延展葉部。兩延展葉部分別連接扇葉本體相對的第一邊緣以及第二邊緣。在俯視角度中，兩延展葉部的至少一者具有鄰近扇轂的第一寬度以及遠離扇轂的第二寬度。第二寬度大於第一寬度。第二寬度與第一寬度之間由連續表面彼此連接。連續表面的寬度係遠離第一寬度漸增。

在目前一些實施方式中，扇葉本體沿著扇轂的徑向方向延伸。兩延展葉部沿著風扇的旋轉方向延伸。

在目前一些實施方式中，扇葉本體具有沿著扇轂的徑向方向的凹槽。凹槽的開口朝向風扇的旋轉方向。

在目前一些實施方式中，在沿垂直扇轂的軸向方向的側面視角，兩延展葉部與扇葉本體之間的夾角大於或者等於90度。

在目前一些實施方式中，兩延展葉部與扇葉本體形成平滑曲面。在沿垂直扇轂的軸向方向的側面視角形成弧形輪廓線。

在目前一些實施方式中，兩延展葉部的至少一者與扇轂之間具有第一間距。

在目前一些實施方式中，至少一個扇葉遠離扇轂的側邊沿著扇轂的軸向方向延伸，並連接第一邊緣以及第二邊緣。兩延展葉部的至少一者連接側邊處具有第二寬度。

在目前一些實施方式中，扇葉本體與兩延展葉部形成集風空間。扇葉的集風空間沿著風扇的徑向方向延伸。

在目前一些實施方式中，集風空間的開口朝向風扇的旋轉方向。

在目前一些實施方式中，風扇更包含限位結構。限位結構連接扇葉中的至少一扇葉與扇葉中鄰近的另一扇葉，使至少一扇葉以及另一扇葉之間距離第二間距。

綜上所述，於本揭露的風扇中，透過在扇葉的上、下邊緣分別設置延伸葉部以防止風扇的氣流由風扇上、下兩側流失，以提升風扇的風量以及散熱效率。延伸葉部與扇葉本體之間可以具有大於或等於90度的夾角，可以調整鄰近扇葉的風場並進一步降低風扇運行時因為紊流所產生的噪音。此外，延展葉部設置在扇葉本體遠離扇轂的一側，可以在保持風扇進氣量的狀態下提升風扇的風量。風扇可以在扇葉本體處加上連接每一個扇葉第一邊緣或是第二邊緣的限位結構，以避免運作時扇葉間距的變化影響風扇的風壓以及風場。

以下揭露內容提供用於實施所提供標的之不同特徵的許多不同實施例或實例。以下描述部件及佈置之特定實例以簡化本揭露。當然，此些僅為實例，且並不意欲為限制性的。舉例而言，在如下描述中第一特徵在第二特徵之上或在第二特徵上形成可包括其中第一特徵與第二特徵形成為直接接觸之實施例，且亦可包括其中額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複係出於簡化及清楚目的，且其自身並不表示所論述之各種實施例及/或配置之間的關係。

另外，為了描述簡單，可在本文中使用諸如「在……下面」、「在……下方」、「下部」、「在……上方」、「上部」及其類似術語之空間相對術語，以描述如諸圖中所示的一個元件或特徵與另一（另外）元件或特徵的關係。除了諸圖中所描繪之定向以外，此些空間相對術語意欲涵蓋元件在使用中或操作中之不同定向。裝置可以其他方式定向（旋轉90度或以其他定向），且可同樣相應地解釋本文中所使用之空間相對描述詞。

本文中使用的「大約」、「約」、「近似」或者「實質上」一般表示落在給定值或範圍的百分之二十之中，或在百分之十之中，或在百分之五之中。本文中所給予的數字量值為近似值，表示使用的術語如「大約」、「約」、「近似」或者「實質上」在未明確說明時可以被推斷。

第1A圖為根據本揭露之一些實施例繪示的風扇100之俯視圖。第1B圖為根據第1A圖繪示的風扇100的其中一個扇葉120之示意圖。一種風扇100包含扇轂110以及多個扇葉120。至少一扇葉120包含扇葉本體122以及兩延展葉部124。兩延展葉部124分別連接扇葉本體122相對的第一邊緣122a以及第二邊緣122b。在俯視角度中，兩延展葉部124的至少一者具有鄰近扇轂110的第一寬度W1以及遠離扇轂110的第二寬度W2。第二寬度W2大於第一寬度W1。第二寬度W2與第一寬度W1之間由連續表面126彼此連接。連續表面126的寬度W3係遠離第一寬度W1漸增。

請繼續參照第1A圖以及第1B圖，在一些實施例中，扇葉本體122沿著扇轂110的徑向方向A2延伸。兩延展葉部124沿著風扇100的旋轉方向延伸。具體來說，在第1A圖以及第1B圖所繪示的實施例中，扇葉120由扇轂110的徑向方向A2向外延伸，並且在遠離扇轂110的一端展開兩延展葉部124。在此實施例中，風扇100沿著軸向方向A1向逆時鐘旋轉，兩延展葉部124向著風扇100的旋轉方向（即，逆時鐘方向）展開。在一些實施例中，製作扇葉120的材料可以是或包含金屬或者3D塑型材料。兩延展葉部124可以透過對扇葉120進行金屬沖壓或是透過3D列印扇葉120等方式與扇葉本體122共同被形成。

請繼續參照第1A圖以及第1B圖，在一些實施例中，扇葉本體122與兩延展葉部124形成集風空間128。扇葉120的集風空間128沿著風扇100的徑向方向A2延伸。具體來說，集風空間128有助於集中氣流。其原因在於兩延展葉部124可以防止被引導至集風空間128的氣流由風扇100的上、下兩側散失，使所有被扇葉120引導至集風空間128的氣流都可以被拋向扇葉120外緣，進一步增加風扇100的風量。此外，在一些實施例中，集風空間128的開口朝向風扇100的旋轉方向。具體來說，集風空間128的開口被兩延展葉部124所延伸的方向所決定。在此實施例中，由於兩延展葉部124沿著風扇100的旋轉方向展開，因此集風空間128的開口也朝向風扇100的旋轉方向。當集風空間128的開口朝向旋轉方向時，將可以透過旋轉將氣流包覆在集風空間128中，使氣流不至於因為旋轉方向與開方向相異導致氣流從開口流失。

在一些實施例中，在沿垂直扇轂110的軸向方向A1的側面視角，兩延展葉部124與扇葉本體122之間的夾角大於或者等於90度。舉例來說，在第1A圖以及第1B圖中的扇葉120，兩延展葉部124與扇葉本體122之間具有90度的夾角。兩延展葉部124與扇葉本體122之間的夾角將可以決定前述所提及的集風空間128的大小，並且進一步影響風扇100整體的出風量以及扇葉本體122第一邊緣122a以及第二邊緣122b處的氣流流場。出風量決定了風扇100的整體散熱效率，而氣流流場決定了扇葉120周圍的空氣紊流大小，紊流將會影響氣流流動效率並且使風扇100產生較大噪音。兩延展葉部124的設置將可以有效防止氣流由風扇100的上、下兩側流失，並且在一定程度上降低紊流在扇葉本體122的第一邊緣122a以及第二邊緣122b產生，以降低風扇100的噪音。

在第1A圖以及第1B圖中扇葉120上的兩延展葉部124分別具有第一寬度W1以及第二寬度W2。在一些實施例中，至少一個扇葉120遠離扇轂110的側邊沿著扇轂110的軸向方向A1延伸，並連接第一邊緣122a以及第二邊緣122b。兩延展葉部124的至少一者連接側邊處具有第二寬度W2。具體來說，第一寬度W1為延展葉部124上較靠近扇轂110一側的寬度，第二寬度W2為延展葉部124較遠離扇轂110側的寬度，其中第二寬度W2將大於第一寬度W1。第一寬度W1小於第二寬度W2的原因在於，離心扇的進風口是來自於風扇100鄰近軸心的區域(例如，鄰近扇轂110處)。因此兩延展葉部124的第一寬度W1隨著越靠近扇轂110向扇葉本體122漸窄，以不阻擋風扇100進風口並維持風扇100的進氣量。第二寬度W2大於第一寬度W1的原因在於增加集風空間128的容量，並且具有更長寬度的兩延展葉部124，將可以更有效的降低紊流的產生。

第2A圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的風扇200之俯視圖。第2B圖為根據第2A圖繪示的風扇200的其中一個扇葉220之示意圖。請參照第2A圖以及第2B圖，在此實施例中，風扇200包含扇轂110以及多個扇葉220。扇葉220的扇葉本體222具有沿著徑向方向A2的凹槽229。凹槽229的開口朝向風扇200的旋轉方向。具體來說，製作風扇200扇葉220的材料可以是或包含金屬或者3D塑型材料。扇葉本體222以及凹槽229可以類似或相同於第1A圖以及第1B圖中的實施例，透過對扇葉220進行金屬沖壓或是透過3D列印扇葉220等方式與扇葉本體222共同被形成。凹槽229也在扇葉本體222處形成了集風空間228。在此實施例中，空氣順著扇葉本體222的凹槽229進入集風空間228並且最後順著凹槽229被拋出風扇200。請繼續參照第2A圖以及第2B圖，在此實施例中，凹槽229的深度並不隨著遠離扇轂110的位置變化，但本揭露並不以此為限。凹槽229在接近扇轂110處具有弧形輪廓，弧形輪廓透過斜面222c將凹槽229連接至扇葉本體222，斜面222c將有助於引導氣流進入凹槽229。

第3A圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的風扇300之俯視圖。第3B圖為根據第3A圖繪示的風扇300的其中一個扇葉320之示意圖。請參照第3A圖以及第3B圖，在此實施例中，風扇300包含扇轂110以及多個扇葉320。扇葉320的扇葉本體322相對的第一邊緣322a以及第二邊緣322b上分別延伸兩延展葉部324。扇葉320的扇葉本體322以及兩延展葉部324可以與第1A圖以及第1B圖所示的實施例相同或類似的方式形成。在此實施例中，兩延展葉部324在鄰近扇轂110處具有第一寬度W1，並在遠離扇轂110處具有第二寬度W2，並且第二寬度W2大於第一寬度W1。與第1A圖以及第1B圖中的實施例類似地，第一寬度W1以及第二寬度W2之間透過連續表面326連接，連續表面326的寬度W3介於第一寬度W1以及第二寬度W2之間。

請繼續參照第3A圖以及第3B圖，在此實施例中，兩延展葉部324以及扇葉本體322之間的夾角大於90度。在兩延展葉部324以及扇葉本體322之間形成的集風空間328小於前述提及的集風空間128(如第1B圖所示)。然而，在沿垂直扇轂110的軸向方向A1的側面視角中，兩延展葉部324以及扇葉本體322之間的夾角大於90度。如此一來，將可以使位於第一邊緣322a以及第二邊緣322b處的流場更為平滑，平滑的流場將有助於降低紊流的產生並且進一步降低扇葉320在旋轉時產生的噪音。

第4A圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的具有限位結構430的風扇400之示意圖。第4B圖為根據第4A圖繪示的風扇400移除限位結構430之俯視圖。第4C圖為根據第4B圖繪示的風扇400的其中一個扇葉420之示意圖。請參照第4A圖、第4B圖以及第4C圖，在此實施例中，風扇400包含扇轂110以及多個扇葉420。扇葉420的扇葉本體422以及兩延展葉部424可以與第1A圖以及第1B圖所示的實施例相同或類似的方式形成。此實施例的結構類似於第1A圖以及第1B圖所示的實施例。然而，與其相異的是，在沿垂直扇轂110的軸向方向A1的側面視角中，兩延展葉部424與扇葉本體422形成平滑曲面並形成弧形輪廓線。具體來說，兩延展葉部424是以弧面形式分別與扇葉本體422結合並向風扇400旋轉方向延伸。在第4C圖所繪示的實施例中，兩延展葉部424與扇葉本體422在側面視角中形成具有單一曲率的弧線，並且此弧線的開口也朝向風扇400的旋轉方向。然而，在其他實施例中，單一曲率的弧線亦可以被具有多個不同曲率的弧線所替代。兩延展葉部424與扇葉本體422的弧形輪廓線，使得位於扇葉420兩側的流場變得更加流暢，降低了紊流的產生。弧線也界定了集風空間428的形狀。

請繼續參照第4A圖、第4B圖以及第4C圖，在一些實施例中兩延展葉部424的至少一者與扇轂110之間具有第一間距L1。具體來說，如前述第1A圖以及第1B圖的實施例，在第4A圖、第4B圖以及第4C圖中，兩延展葉部424上遠離扇轂110的第二寬度W2仍大於鄰近扇轂110的第一寬度W1，並且第一寬度W1與第二寬度W2之間由連續表面426連接。連續表面426的寬度W3介於第一寬度W1以及第二寬度W2之間。然而，第一寬度W1位於扇葉本體422上的位置與扇轂110之間具有第一間距L1。在第一間距L1中，扇葉本體422沿著風扇400的軸向方向A1延伸形成平面。具體來說，設置第一間距L1的目的在於最大化風扇400的進氣量，因為在第一間距L1中並未設置其他結構（例如，延展葉部424）阻擋進氣，將可以保有最大進氣量。若配合設置在遠離扇轂110側的兩延展葉部424，可以將進入風扇400的氣流近乎全數沿著集風空間428被拋向扇葉420的末端，為風扇400提供了最大風量，並同時降低易在扇葉420上下兩側形成的紊流，同時解決了風扇400的噪音問題。

請繼續參照第4A圖、第4B圖以及第4C圖，在一些實施例中，風扇400更包含限位結構430。限位結構430連接扇葉420中的至少一者與扇葉420中鄰近的另一扇葉420，使至少一扇葉420以及另一扇葉420之間距離第二間距L2。在一些實施例中，限位結構430為環狀結構。具體來說，在第4A圖所繪示的實施例中風扇400中所有扇葉420的扇葉本體422的上邊緣（例如，前述實施例的第一邊緣122a、322a）由第一限位結構430a所連接，並且所有扇葉420的扇葉本體422的下邊緣(例如，前述實施例的第二邊緣122b、322b)由第二限位結構430b所連接。限位結構430限制每個扇葉420之間的間距為第二間距L2，以避免風扇400運作時扇葉420的間距變化而影響風扇400的風壓以及風場。

以上對於本揭露之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，於本揭露的風扇中，透過在扇葉的上、下邊緣分別設置延伸葉部以防止風扇的氣流由風扇上、下兩側流失，以提升風扇的風量以及散熱效率。延伸葉部與扇葉本體之間可以具有大於或等於90度的夾角，可以調整鄰近扇葉的風場並進一步降低風扇運行時因為紊流所產生的噪音。此外，延展葉部設置在扇葉本體遠離扇轂的一側，可以在保持風扇進氣量的狀態下提升風扇的風量。風扇可以在扇葉本體處加上連接每一個扇葉第一邊緣或是第二邊緣的限位結構，以避免運作時扇葉間距的變化影響風扇的風壓以及風場。

前文概述了若干實施例之特徵，使得熟習此項技術者可較佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，他們可容易地使用本揭露作為設計或修改用於實現相同目的及/或達成本文中所介紹之實施例之相同優勢的其他製程及結構的基礎。熟習此項技術者亦應認識到，此些等效構造不脫離本揭露之精神及範疇，且他們可在不脫離本揭露之精神及範疇的情況下於本文作出各種改變、代替及替換。

100,200,300,400:風扇 110:扇轂 120,220,320,420:扇葉 122,222,322,422:扇葉本體 122a,322a:第一邊緣 122b,322b:第二邊緣 124,324,424:延展葉部 126,326,426:連續表面 128,228,328,428:集風空間 222c:斜面 229:凹槽 430:限位結構 430a:第一限位結構 430b:第二限位結構 L1:第一間距 L2:第二間距 W1:第一寬度 W2:第二寬度 W3:寬度 A1:軸向方向 A2:徑向方向

當結合隨附諸圖閱讀時，得以自以下詳細描述最佳地理解本揭露之態樣。應注意，根據行業上之標準實務，各種特徵未按比例繪製。事實上，為了論述清楚，可任意地增大或減小各種特徵之尺寸。第1A圖為根據本揭露之一些實施例繪示的風扇之俯視圖。第1B圖為根據第1A圖繪示的風扇的其中一個扇葉之示意圖。第2A圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的風扇之俯視圖。第2B圖為根據第2A圖繪示的風扇的其中一個扇葉之示意圖。第3A圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的風扇之俯視圖。第3B圖為根據第3A圖繪示的風扇的其中一個扇葉之示意圖。第4A圖為根據本揭露之另一些實施例繪示的具有限位結構的風扇之示意圖。第4B圖為根據第4A圖繪示的風扇移除限位結構之俯視圖。第4C圖為根據第4B圖繪示的風扇的其中一個扇葉之示意圖。

100:風扇

110:扇轂

120:扇葉

A1:軸向方向

A2:徑向方向

Claims

一種風扇，包含：一扇轂；以及複數個扇葉，該些扇葉中之至少一扇葉包含：一扇葉本體；以及兩延展葉部，分別連接該扇葉本體相對的一第一邊緣以及一第二邊緣，該兩延展葉部與該扇葉本體形成一平滑曲面，並且在沿垂直該扇轂的一軸向方向的一側面視角形成一弧形輪廓線，該兩延展葉部的至少一者與該扇轂之間具有一第一間距，該扇葉本體於該第一間距中沿該軸向方向完全延伸形成平面；其中在一俯視角度中，該兩延展葉部的至少一者具有鄰近該扇轂的一第一寬度以及遠離該扇轂的一第二寬度，該第二寬度大於該第一寬度，該第二寬度與該第一寬度之間由一連續表面彼此連接，並且該連續表面的一寬度係遠離該第一寬度漸增。
如請求項1所述之風扇，其中該扇葉本體沿著該扇轂的一徑向方向延伸，並且該兩延展葉部沿著該風扇的一旋轉方向延伸。
如請求項1所述之風扇，其中該扇葉本體與該兩延展葉部形成一集風空間，該至少一扇葉的該集風空間沿著該風扇的一徑向方向延伸。
如請求項3所述之風扇，其中該集風空間的一開口朝向該風扇的一旋轉方向。
如請求項1所述之風扇，更包含一限位結構，該限位結構連接該些扇葉中的至少一扇葉與該些扇葉中鄰近的另一扇葉，使該至少一扇葉以及該另一扇葉之間距離一第二間距。