TWI829531B

TWI829531B - 扇輪及具有該扇輪之散熱風扇

Info

Publication number: TWI829531B
Application number: TW112105598A
Authority: TW
Inventors: 林承鏞
Original assignee: 建準電機工業股份有限公司
Priority date: 2023-02-16
Filing date: 2023-02-16
Publication date: 2024-01-11

Abstract

一種扇輪及具有該扇輪之散熱風扇，用以解決習知扇輪旋轉時易形成翼尖渦流而導致噪音及風量難以提升的問題。係包含：一轉軸，具有一軸中心；一輪轂，連接於該轉軸；及數個扇葉，環繞該輪轂設置，該數個扇葉分別具有一近軸端及一遠軸端，該近軸端連接該輪轂，該扇葉具有相連接的一葉本體及一小翼，該葉本體較該小翼鄰近該輪轂，該小翼具有至少二導流槽，各該導流槽位於該小翼的外側表面，各該導流槽由該小翼的一前緣往一後緣延伸連通，各該導流槽於該前緣分別具有一第一槽寬，各該導流槽於該後緣分別具有一第二槽寬，該第二槽寬小於該第一槽寬。

Description

扇輪及具有該扇輪之散熱風扇

本發明係關於一種驅風裝置，尤其是一種扇輪及具有該扇輪之散熱風扇。

習知的扇輪具有一轉軸及一輪轂，該輪轂結合於該轉軸，該扇輪還具有數個葉片，該數個葉片環繞該輪轂設置；藉由該輪轂旋轉帶動該數個葉片同步轉動，藉此該數個葉片驅風以產生氣流。

然而，上述習知的扇輪，該數個葉片旋轉擾動氣流時，由於氣流分別於該數個葉片的上方及下方產生不同的壓力及流速，位於該數個葉片上方的氣流流速較高、壓力較低，位於該數個葉片下方的氣流流速較低、壓力較高，使得該數個葉片下方的高壓氣流會流向該數個葉片上方的低壓區，並在該數個葉片的末緣形成翼尖渦流，使得該數個葉片的旋轉阻力增加及形成噪音，同時也導致習知扇輪的風量難以有效地提升。

有鑑於此，習知的扇輪確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種扇輪，係可以降低翼尖渦流現象的產生，進而可以降低旋轉噪音及提升風量者。

本發明的次一目的是提供一種扇輪，係可以提升氣流順暢度者。

本發明的又一目的是提供一種扇輪，係可以維持較佳的風壓與風量者。

本發明的再一目的是提供一種扇輪，係可以降低製造成本者。

本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。

本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。

本發明的扇輪，包含：一轉軸，具有一軸中心；一輪轂，連接於該轉軸；及數個扇葉，環繞該輪轂設置，該數個扇葉分別具有一近軸端及一遠軸端，該近軸端連接該輪轂，該扇葉具有相連接的一葉本體及一小翼，該葉本體較該小翼鄰近該輪轂，該小翼具有至少二導流槽，各該導流槽位於該小翼的外側表面，各該導流槽由該小翼的一前緣往一後緣延伸連通，各該導流槽於該前緣分別具有一第一槽寬，各該導流槽於該後緣分別具有一第二槽寬，該第二槽寬小於該第一槽寬。

本發明的散熱風扇，包含：一扇框，具有一軸管；一定子，位於該軸管的外周；及一如前述之扇輪，該扇輪可旋轉地設於該扇框內。

據此，本發明的扇輪及具有該扇輪之散熱風扇，利用該小翼的第二槽寬小於該第一槽寬，氣流可易於流經各該導流槽，係可以抑制氣流產生回流的情形，進而可以降低翼尖渦流現象的產生，以確保該數個扇葉所旋出之氣流較不受阻礙，即使馬達在低轉速，該數個扇葉受亦能產生有效氣流流動，以維持預定之風量，係具有降低旋轉噪音及提升風量的功效。

其中，該第一槽寬至該第二槽寬可以形成漸縮。如此，係具有提升氣流順暢度的功效。

其中，該小翼在該前緣可以具有一入風端點，該入風端點與該軸中心之間可以具有一第一徑向距離，該小翼在該後緣可以具有一導流端點，該導流端點與該軸中心之間可以具有一第二徑向距離，該第二徑向距離與該第一徑向距離可以相同。如此，該扇輪旋轉時可以維持較佳的風壓與風量，係具有提升驅風效能的功效。

其中，該扇輪可以具有一最大半徑，該第一徑向距離及該第二徑向距離可以與該最大半徑相同。如此，係具有減少該扇輪的整體徑向寬度的功效。

其中，該葉本體可以具有一葉厚度，該小翼可以具有一軸向高度，該軸向高度與該葉厚度的比值可以為3~5。如此，使該小翼可以具有較佳的尺寸比例，係具有使該數個扇葉能夠維持預定之風量的功效。

其中，各該扇葉可以具有至少一補強部，該至少一補強部可以位於該小翼與該葉本體的相接處。如此，氣流流動至該小翼與該葉本體的相接處時，可以沿著該至少一補強部順暢流出，係具有提升氣流順暢度的功效。

其中，該扇輪可以具有一最大半徑，該至少一補強部可以具有一曲率半徑，該曲率半徑可以小於或等於該最大半徑的10%。如此，除了可以增加該小翼的肉厚以提升結構強度外，該扇輪旋轉時還可以維持較佳的風壓與風量，係具有提升驅風效能的功效。

其中，該至少一補強部可以具有一曲率半徑，各該導流槽可以具有一槽深，該槽深與該曲率半徑的比值可以為0.25~1。如此，係具有較佳降噪效果的功效。

其中，各該導流槽的斷面可以為U字形、方形、V字形或C字形。如此，該導流槽結構簡易而便於製造，係具有降低製造成本的功效。

其中，該小翼可以位於該遠軸端，該小翼可以由該葉本體往上或/及往下延伸。如此，該小翼的局部可以分別位於該葉本體的上、下方，係具有較佳導引氣流順暢度的功效。

其中，該小翼可以位於該扇輪最大外徑的90~100%之間。如此，該扇輪旋轉時可以維持較佳的風壓與風量，係具有提升驅風效能的功效。

〔本發明〕

1:轉軸

2:輪轂

21:板體

22:環牆

23:磁性件

3:扇葉

3a:入風側

3b:出風側

31:葉本體

32:小翼

32a:入風端點

32b:導流端點

33:補強部

4:扇框

41:軸管

5:定子

D1:第一徑向距離

D2:第二徑向距離

F:導流槽

F1:第一槽寬

F2:第二槽寬

H:軸向高度

K:槽深

P:扇輪

P1:近軸端

P2:遠軸端

R:曲率半徑

T:葉厚度

U:最大半徑

W1:前緣

W2:後緣

Y:軸中心

〔第1圖〕本發明散熱風扇一較佳實施例的分解立體圖。

〔第2圖〕本發明扇輪一較佳實施例的上視圖。

〔第3圖〕如第2圖A的局部放大圖。

〔第4圖〕沿第2圖的B-B線剖面圖。

〔第5圖〕沿第2圖的C-C線剖面圖。

〔第6圖〕沿第5圖的D-D線剖面圖。

〔第7圖〕沿第5圖的E-E線剖面圖。

〔第8圖〕本發明扇輪的導流槽斷面為方形的局部立體圖。

〔第9圖〕本發明扇輪的導流槽斷面為V字形的局部立體圖。

〔第10圖〕本發明扇輪的導流槽斷面為C字形的局部立體圖。

〔第11圖〕習知技術的風扇和本發明的散熱風扇進行測試的結果比較圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式作詳細說明；此外，在不同圖式中標示相同符號者視為相同，會省略其說明。

請參照第1、2圖所示，其係本發明扇輪P的一較佳實施例，係包含一轉軸1、一輪轂2及數個扇葉3，該輪轂2連接於該轉軸1，該數個扇葉3環繞該輪轂2設置。

請參照第1、3圖所示，該轉軸1具有一軸中心Y，該轉軸1以可順利帶動整體扇輪P旋轉為前提要件，該轉軸1的結構組成及外觀形狀，本發明不加以限制。

請參照第1圖所示，該輪轂2的中央部位可以結合該轉軸1，本發明不限制該輪轂2的材質與該輪轂2連接該轉軸1的結構及方式。舉例而言，該輪轂2可以射出包覆結合該轉軸1，或是以緊配或雷射銲接結合等方式結合該轉軸1，使該輪轂2與該轉軸1可穩固結合。該輪轂2可以具有一板體21及一環牆22，該轉軸1連接該板體21，該環牆22連接於該板體21的周緣，且該環牆22可以一體成形連接或組裝連接該板體21。

請參照第1、2圖所示，該數個扇葉3連接該輪轂2的環牆22，該數個扇葉3與該輪轂2可以卡扣、貼接、嵌合或一體成型相連接等，本發明不加以限制，在本實施例中，該數個扇葉3與該輪轂2可由射出成型法一體相連，以提升結構強度及生產效率。該數個扇葉3分別具有一近軸端P1及一遠軸端P2，該扇葉3係由該近軸端P1連接該輪轂2，該扇葉3具有相連接的一葉本體31及一小翼32，該葉本體31較該小翼32鄰近該輪轂2，該小翼32位於該遠軸端P2，且該小翼32可以由該葉本體31往上或/及往下延伸，在本實施例中，該小翼32係由該葉本體31同時往上及往下延伸，使該小翼32的局部可以分別位於該葉本體31的上、下方，該小翼32可以沿該軸中心Y的延伸方向連接於該葉本體31，使該小翼32較佳可以如第6圖所示與該葉本體31概成垂直。

請參照第1、3、5圖所示，詳言之，各該小翼32可以具有一前緣W1及一後緣W2，該前緣W1可以位於該扇葉3的一入風側3a，該後緣W2可以位於該扇葉3的一出風側3b，該前緣W1可以較該後緣W2鄰近該輪轂2的板體21，該小翼32在該前緣W1可以具有一入風端點32a，該入風端點32a與該軸中心Y之間可以具有一第一徑向距離D1，該小翼32在該後緣W2可以具有一導流端點32b，該導流端點32b與該軸中心Y之間可以具有一第二徑向距離D2，該第二徑向距離D2與該第一徑向距離D1可以相同。如此，該扇輪P旋轉時可以維持較佳的風壓與風量，係具有提升驅風效能的作用。又，該扇輪P可以具有一最大半徑U，在本實施例中，該最大半徑U可以為38.22cm，該第一徑向距離D1及該第二徑向距離D2較佳可以與該最大半徑U相同，係可以減少該扇輪P的整體徑向寬度。

請參照第5、6、7圖所示，該小翼32具有至少二導流槽F，各該導流槽F位於該遠軸端P2，該小翼32可以位於該扇輪P最大外徑的90~100%之間，較佳地，該小翼32位於該扇輪P最大外徑的100%位置處，使各該導流槽F係位於該小翼32的最外側表面。各該導流槽F由該小翼32的前緣W1往後緣W2延伸連通，使各該導流槽F可以貫通該前緣W1與該後緣W2，各該導流槽F於該前緣W1分別具有一第一槽寬F1，各該導流槽F於該後緣W2分別具有一第二槽寬F2，該第二槽寬F2小於該第一槽寬F1，使氣流可易於流經各該導流槽F。較佳地，該第一槽寬F1至該第二槽寬F2形成漸縮，係可以具有提升氣流順暢度的作用。

請參照第3、7圖所示，各該扇葉3可以具有至少一補強部33，該至少一補強部33位於該小翼32與該葉本體31的相接處。由於本實施例的該小翼32係由該葉本體31往上及往下延伸，因此，在本實施例中，該補強部33的數量為二個，各該補強部33分別位於該葉本體31的上、下方，各該補強部33可以形成圓弧狀。如此，氣流流動至該小翼32與該葉本體31的相接處時，可以沿著各該補強部33順暢流出。其中，各該補強部33可以分別具有一曲率半徑R，該曲率半徑R可以小於或等於該最大半徑U的10%，如此，除了可以增加該小翼32的肉厚以提升結構強度外，該扇輪P旋轉時還可以維持較佳的風壓與風量，係具有提升驅風效能的作用。

請參照第6、7圖所示，又，各該導流槽F可以具有一槽深K，該槽深K與該曲率半徑R的比值(K/R)係可以選擇為0.25~1，係具有較佳降噪效果的作用。此外，在本實施例中，該導流槽F的數量係以三個來作說明，各該導流槽F的深度可以依據結構強度而有所不同，較佳地，以對位於該葉本體31處之導流槽F的深度為最深。

請參照第4圖所示，其中，該葉本體31可以具有一葉厚度T，該小翼32可以具有一軸向高度H，該軸向高度H與該葉厚度T的比值(H/T)可以為3~5。在本實施例中，該軸向高度H與該葉厚度T的比值(H/T)較佳可以選擇為4，使該小翼32可以具有較佳的尺寸比例，係可以使該數個扇葉3能夠維持預定之風量的作用。

請參照第6、7圖所示，另外說明的是，各該導流槽F的形態，係以在該後緣W2的第二槽寬F2小於在該前緣W1的第一槽寬F1為原則，本發明均不加以限制，亦不以本實施例所揭露之圖式為限。舉例而言，各該導流槽F的斷面可以如第6圖所示為U字形、如第8圖所示為方形、如第9圖所示為V字形、或者如第10圖所示為C字形…等。其中，在各該導流槽F的槽深K為相同的情況下，各該導流槽F的空間大小依序為方形>U字形>C字形>V字形；此外，各該導流槽F的結構強度依序為V字形>C字形>U字形>方形。

請參照第1、6、7圖所示，在具有上述實施例扇輪P的一散熱風扇中，該散熱風扇具有一扇框4，該扇框4具有一軸管41，該扇輪P可以由該轉軸1組裝至該軸管41中，一定子5則位於該軸管41的外周，該輪轂2可以具有一磁性件23，該磁性件23可以位於該環牆22內側，且該磁性件23可以與該定子5相對。由於該小翼32具有至少二導流槽F，各該導流槽F在該後緣W2的第二槽寬F2小於在該前緣W1的第一槽寬F1；該扇輪P旋轉時，氣流可易於流經各該導流槽F，係可以抑制氣流由該數個扇葉3下方回流至該數個扇葉3上方，進而可以降低翼尖渦流現象的產生，係可以提升風量並且確保該數個扇葉3所旋出之氣流較不受阻礙，藉此，即使馬達在低轉速，該數個扇葉3受亦能產生有效氣流流動，以維持預定之風量，係可以具有節省能源的效果。

請參照第11圖，其為習知技術的風扇和本發明具有該扇輪P的風扇設置於大氣中，分別檢測該扇輪P旋轉時所產生之噪音，其中，虛線為習知技術的風扇，粗體線為本發明具有該扇輪P的風扇。由第11圖可知，本發明具有該扇輪P的風扇進行運轉時，相較於習知技術的風扇運轉時具有較低的噪音，證實本發明扇輪P確實可以減少翼尖渦流現象以降低旋轉噪音。

綜上所述，本發明的扇輪及具有該扇輪之散熱風扇，利用該小翼的第二槽寬小於該第一槽寬，氣流可易於流經各該導流槽，係可以抑制氣流產生回流的情形，進而可以降低翼尖渦流現象的產生，以確保該數個扇葉所旋出之氣流較不受阻礙，即使馬達在低轉速，該數個扇葉受亦能產生有效氣流流動，以維持預定之風量，係具有降低旋轉噪音及提升風量的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，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之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當包含後附之申請專利範圍所記載的文義及均等範圍內之所有變更。