TWM575830U - Centrifugal fan - Google Patents
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Abstract
一種離心式風扇，其包括具有渦室的扇殼、裝設於渦室內的扇輪以及連接扇輪的馬達，渦室中界定有一幾何原點與正交於幾何原點的X軸與Y軸，扇殼的出風口位於X軸與Y軸區隔的四個虛擬象限區間的出風區間中，扇輪中心偏離渦室的幾何原點且位於出風區間中，且扇輪中心相對於X軸的X軸向偏移量(ΔX)與扇輪的扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔX/(a/2))為0.017357~0.086785，扇輪中心相對於Y軸的Y軸向偏移量(ΔY)與扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔY/(a/2))為0.043392~0.216961，藉此較佳比例關係，適度地縮短扇輪與渦室中舌端間距的間距，減少氣流鄰近舌端部的入風處產生迴流現象，並改善出風口處的渦流現象，使其具備提升最大靜壓，降低風扇運轉時之噪音之功能。
Description
本新型係關於一種風扇，尤指一種具備降低噪音功能的離心式風扇。
目前已知的離心式風扇之組成構成，其主要係於一扇殼的渦室中裝設有一具有多數扇葉的扇輪，並具有一馬達，該馬達的心軸穿過該扇殼連接該扇輪。已知的離心式風扇中，其係令扇輪的中心位置位在扇殼的渦室的幾何原點，並利用扇輪中由多個扇葉構成的扇葉總成與扇殼的渦室相互搭配，使扇輪被馬達驅動旋轉時，使氣流自該扇殼的軸向一側的入風口進入，通過渦室加壓後，由該扇殼徑向一側的出風口輸出氣流，用以提供散熱氣流。
惟前述已知的離心式風扇中，因其扇輪的扇輪中心的位置係正位於該渦室的幾何原點，以致扇輪的扇葉總成外周緣至扇殼的渦室外圍的渦室側壁間的舌端間距偏大，造成氣流通過渦室鄰近舌端部的入風處入風迴流較為顯著，導致有較高的阻抗損失與較高的噪音產生，並在出風口處則易有渦流產生，而有顯著的能量損失。
本新型之目的在於提供一種離心式風扇，解決現有離心式風扇噪音偏大之問題。
為了達成前揭目的，本新型所提出的離心式風扇包括： 一扇殼，其包括一扇殼本體，以及組設於該扇殼本體上的一蓋板，該扇殼本體中形成一渦室，以及位於該渦室一側且相連通的一出風口，該渦室之底部具有一底板，該蓋板組設於該扇殼本體的頂部，該蓋板中具有連通該渦室的一入風口，該渦室中界定有一幾何原點，該扇殼本體界定該底板之頂面為一參考平面，該參考平面中具有正交於該幾何原點的一X軸與一Y軸，該Ｘ軸與該Ｙ軸於該渦室區隔有四個虛擬象限區間，定義該四個虛擬象限區間中包括該出風口的一所述虛擬象限區間為一出風區間； 一扇輪，其能旋轉地樞設於該扇殼的渦室中，該扇輪包括一扇輪基部，以及環形分布地設置於該扇輪基部的多個扇葉所構成的一扇葉總成，定義該扇輪基部的中心為一扇輪中心，該扇葉總成的內周緣相對於該扇輪中心具有一扇葉總成內半徑(a/2)，該扇輪中心的位置偏離該渦室的幾何原點，且該扇輪中心位於該出風區間中，該扇輪中心相對於該X軸具有一X軸向偏移量(ΔX)，且該扇輪中心相對於該Y軸具有一Y軸向偏移量(ΔY)，該X軸向偏移量(ΔX)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔX/(a/2))為0.017357~0.086785(含兩端點值)，該Y軸向偏移量(ΔY)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔY/(a/2))為0.043392~0.216961(含兩端點值)；以及 一馬達，其包括一心軸，該心軸穿過該扇殼的底板，且該心軸連接該扇輪的扇輪中心。
藉由前述離心式風扇之創作，其主要係利用該扇輪的扇輪中心的位置朝出風口方向偏離該渦室的幾何原點，且設定該扇輪中心相對於該X軸具有一X軸向偏移量(ΔX)以及該扇輪中心相對於該Y軸具有一Y軸向偏移量(ΔY)分別設定在相對於該扇葉總成內半徑(a/2)之較佳比例關係，適度地縮短該舌端間距的間距尺寸，並使該扇輪的扇葉總成外周緣至該扇殼的渦室外圍的渦室側壁間的間距產生更明顯的尺寸漸進變化，使扇輪於渦室旋轉時，減少氣流於渦室鄰近舌端部的入風處產生迴流現象，讓氣流於渦室運動更為順暢，且運轉產生之最大風速點位於接近該出風口處，改善出風口處的渦流現象。藉此，本新型離心式風扇相較於習知離心式風扇，在入風口、出風口、扇輪與轉速等不變的條件下，本新型離心式風扇具備顯著提升最大靜壓，有效地降低風扇運轉時之噪音，或再進一步產生微幅提供最大風量等功效。
本新型離心式風扇還可進一步令該扇葉總成內半徑(a/2)、扇葉總成外半徑(b/2)與該舌端間距三者比例關係為A：B：C，其中，當C等於1時，A為7~8(含兩端值)，B為9~10(含兩端值)。藉此，使該離心式風扇之扇輪與扇殼之間具備較佳的尺寸比例關係，本新型離心式風扇進一步達到較佳的低噪音與最大風量之性能。
如圖1及圖2所示，揭示本新型離心式風扇的一較佳實施例，由圖式中可以見及，該散熱風扇之組成構造包含一扇殼10、一扇輪20以及一馬達30。
如圖1及圖2所示，該扇殼10包括一扇殼本體11以及一蓋板12，該扇殼本體11中形成一渦室13以及一出風口14，該扇殼10之渦室13的外形可為漸開線形、阿基米德螺旋線形、對數螺旋線形或不等距螺旋線形等，該渦室13中界定有一幾何原點C1，該出風口14位於該渦室13一側且連通該渦室13，該扇殼本體11於該渦室13的底部具有一底板15，該蓋板12組設於該扇殼本體11的頂部，該蓋板12中具有一入風口，該入風口連通該扇殼本體11的渦室13。
如圖1及圖2所示，於本較佳實施例中，於該底板15的周邊設有圍繞該渦室13外圍的一渦室側壁16，以及自該渦室側壁16的兩側邊分別延伸至該出風口14兩側的一第一風口邊壁17與一第二風口邊壁18，其中，該第一風口邊壁17位於該出風口14鄰近該幾何原點C1的一側，該第二風口邊壁18位於該出風口14的另一側(即出風口14遠離該幾何原點C1的一側)，該第一風口邊壁17與其連接的渦室側壁16的一側邊之間形成一圓弧狀的舌端部19，該第二風口邊壁18係自該渦室側壁16的另一側邊沿著切線方向延伸至出風口14側邊。
如圖1及圖2所示，該扇殼本體11界定有該底板15之頂面為一參考平面，以及位於該參考平面上且相互垂直的一X軸與一Y軸，該Ｘ軸與該Ｙ軸正交於該渦室13的幾何原點C1，X軸通過該第二風口邊壁18與其鄰接的渦室側壁16的連接處，該Ｘ軸與該Ｙ軸對該渦室13區隔有四個虛擬象限區間，其中，定義該四個虛擬象限區間中之一虛擬象限區間（即圖式之(-x,+y）虛擬象限區間）為一出風區間A，該出風口14、位於該出風口14兩側的第一風口邊壁17、第二風口邊壁18以及該舌端部19同位於該出風區間A中。
如圖1及圖2所示，該扇輪20係能旋轉地樞設於該扇殼10的渦室13中，該扇輪20包括一圓形的扇輪基部21以及一扇葉總成22，定義該扇輪基部21的中心為一扇輪中心C2，該扇葉總成22係由多個扇葉220環形分布地設置於該扇輪基部21所構成，該扇葉總成22的內周緣221相對於該扇輪中心C2具有一扇葉總成內半徑(a/2)，該扇葉總成22的外周緣222相對於該扇輪中心C2定義為一扇葉總成外半徑(b/2)，該扇葉總成22的外周緣222與該舌端部19之間具有一間距，該扇葉總成22的外周緣與該舌端部19之間的最短距離的間距定義為一舌端間距d，該扇輪中心C2的位置偏離該渦室13的幾何原點C1，且該扇輪中心C2位於該出風區間A中，該扇輪中心C2相對於該X軸具有一X軸向偏移量(ΔX)，且該扇輪中心C2相對於該Y軸具有一Y軸向偏移量(ΔY)，其中，該X軸向偏移量(ΔX)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔX/(a/2))為0.017357~0.086785(含兩端點值)，該Y軸向偏移量(ΔY)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔY/(a/2))為0.043392~0.216961(含兩端點值)。
如圖2所示的較佳實施例，該扇輪20的扇輪基部21具有一圓形的下基板211，多個所述扇葉220環形分布地設置於該下基板211的頂面的外環區域。如圖3示的另一較佳實施例，該扇輪20的扇輪基部21具有一圓形的下基板211與一圓環形的上基板212，該上基板212與該下基板211上下間隔相對，多個所述扇葉220環形分布地設置於該下基板211與該上基板212之間。
如圖1以及圖2或圖3所示，所述馬達30係裝設於該該扇殼10外側，該馬達30包括一心軸31，該心軸31穿過該扇殼10的底板15，且該心軸31結合固接元件連接該扇輪20的下基板211之中心位置，該心軸31正對於該扇輪20的扇輪中心C2。所述馬達30為已知的構件，於此不再贅述。所述馬達定子組30能外接電源而驅動該扇輪20於扇殼10內旋轉而產生氣流。
如圖1所示，本新型離心式風扇之創作，其主要係利用該扇輪的扇輪中心C2的位置朝出風口方向偏離該渦室13的幾何原點C1，且設定該扇輪中心C2相對於該X軸具有一X軸向偏移量(ΔX)以及該扇輪中心C2相對於該Y軸具有一Y軸向偏移量(ΔY)分別設定在相對於該扇葉總成內半徑(a/2)之較佳比例關係，適度地縮短該舌端間距d的間距尺寸，並使該扇輪20的扇葉總成22的外周緣222至該扇殼10的渦室13外圍的渦室側壁16間的間距產生更明顯的尺寸漸進變化，使該馬達30驅動該扇輪20於該扇殼10的渦室13中旋轉時，能有效地減少氣流於渦室13鄰近舌端部19的入風處產生迴流現象，讓氣流於渦室13中運動更為順暢，且運轉產生之最大風速點位於接近該出風口14處，改善出風口14處的渦流（vortex）現象。藉此，本新型離心式風扇相較於習知離心式風扇，在入風口、出風口、扇輪與轉速等不變的條件下，本新型離心式風扇具備顯著提升最大靜壓，有效地降低風扇運轉時之噪音，或再進一步產生微幅提供最大風量等功效。
如圖1所示，為使本新型離心式風扇的較佳實施例，進一步達到較佳的低噪音與最大風量之性能，該離心式風扇還可進一步令該扇葉總成內半徑(a/2)、扇葉總成外半徑(b/2)與該舌端間距d三者比例關係為A：B：C，其中，當C等於1時，A為7~8(含兩端值)，B為9~10(含兩端值)。藉此，使該離心式風扇之扇輪20與扇殼10之間具備較佳的尺寸比例關係，本新型離心式風扇進一步達到較佳的低噪音與最大風量之性能。
為進一步證明本新型確能達到降低噪音之功效，本新型創作人就噪音量、風量及靜壓等進行實際測試，其選用的離心式風扇中，該扇輪的扇葉總成內半徑(a/2)為28.807mm，扇葉總成外半徑(b/2)為41.707mm，設定渦室的幾何原點坐標為(0, 0)mm（相當於習知離心式風扇），並就扇輪中心位於幾何原點(0, 0)mm，以及扇輪中心相對於幾何原點的偏移位置(x, y)mm為(-0.5, 1.25)mm、(-1.0, 2.5)mm、(-1.50, 3.75)mm、(-2.0, 5.0)mm以及(-2.5, 6.25)mm等條件進行噪音量測、風量量測以及靜壓量測等測試，其中： 當扇輪中心相對於幾何原點的偏移位置(x, y)mm為(-0.5, 1.25)mm時，其X軸向偏移量(ΔX)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔX/(a/2))為0.017356，Y軸向偏移量(ΔY)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔY/(a/2))為0.043392； 當扇輪中心相對於幾何原點的偏移位置(x, y)mm為(-1.0, 2.5)mm時，其X軸向偏移量(ΔX)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔX/(a/2))為0.034713，Y軸向偏移量(ΔY)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔY/(a/2))為0.086784； 當扇輪中心相對於幾何原點的偏移位置(x, y)mm為(-1.5, 3.75)mm時，其X軸向偏移量(ΔX)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔX/(a/2))為0.052070，Y軸向偏移量(ΔY)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔY/(a/2))為0.130176； 當扇輪中心相對於幾何原點的偏移位置(x, y)mm為(-2.0, 5.0)mm時，其X軸向偏移量(ΔX)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔX/(a/2))為0.069427，Y軸向偏移量(ΔY)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔY/(a/2))為0.173568； 當扇輪中心相對於幾何原點的偏移位置(x, y)mm為(-2.5, 6.25)mm時，其X軸向偏移量(ΔX)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔX/(a/2))為0.086744，Y軸向偏移量(ΔY)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔY/(a/2))為0.216961。 如圖4至圖6以及下列各表所示，其測試結果如下： 噪音量測結果：
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 轉速(rpm) </td><td> 聲壓位準(dBA) </td></tr><tr><td> 扇輪中心(x,y) =(0.0, 0.0) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-0.50, 1.25)mm </td><td> 扇輪中心 (x,y) =(-1.0, 2.50) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-1.50, 3.75) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-2.0, 5.0) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-2.50, 6.25) mm </td></tr><tr><td> 2000 </td><td> 45.9 </td><td> 45.1 </td><td> 44.4 </td><td> 44.4 </td><td> 43.4 </td><td> 44.7 </td></tr><tr><td> 3000 </td><td> 55.3 </td><td> 54.3 </td><td> 53.6 </td><td> 53.7 </td><td> 52.8 </td><td> 53.9 </td></tr><tr><td> 4000 </td><td> 62.2 </td><td> 61.2 </td><td> 60.4 </td><td> 60.5 </td><td> 59.6 </td><td> 61.0 </td></tr><tr><td> 4500 </td><td> 65.1 </td><td> 64.1 </td><td> 63.3 </td><td> 63.2 </td><td> 62.3 </td><td> 63.8 </td></tr><tr><td> 5000 </td><td> 67.6 </td><td> 66.6 </td><td> 65.8 </td><td> 65.8 </td><td> 64.9 </td><td> 66.3 </td></tr></TBODY></TABLE>風量量測結果：
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 轉速(rpm) </td><td> 風量(CMH) </td></tr><tr><td> 扇輪中心(x,y) =(0.0, 0.0) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-0.50, 1.25)mm </td><td> 扇輪中心 (x,y) =(-1.0, 2.50) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-1.50, 3.75) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-2.0, 5.0) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-2.50, 6.25) mm </td></tr><tr><td> 2000 </td><td> 29.5 </td><td> 29.7 </td><td> 31.4 </td><td> 30.8 </td><td> 31.2 </td><td> 30.8 </td></tr><tr><td> 3000 </td><td> 45.3 </td><td> 45.4 </td><td> 45.7 </td><td> 46.3 </td><td> 46.4 </td><td> 47.6 </td></tr><tr><td> 4000 </td><td> 61.2 </td><td> 61.0 </td><td> 61.4 </td><td> 62.5 </td><td> 63.6 </td><td> 64.4 </td></tr><tr><td> 4500 </td><td> 69.3 </td><td> 69.1 </td><td> 69.6 </td><td> 70.3 </td><td> 71.5 </td><td> 72.8 </td></tr><tr><td> 5000 </td><td> 77.1 </td><td> 76.9 </td><td> 77.6 </td><td> 78.9 </td><td> 81.8 </td><td> 82.2 </td></tr></TBODY></TABLE>靜壓量測結果
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 轉速(rpm) </td><td> 靜壓(Pa) </td></tr><tr><td> 扇輪中心(x,y) =(0.0, 0.0) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-0.50, 1.25)mm </td><td> 扇輪中心 (x,y) =(-1.0, 2.50) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-1.50, 3.75) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-2.0, 5.0) mm </td><td> 扇輪中心(x,y) =(-2.50, 6.25) mm </td></tr><tr><td> 2000 </td><td> 124.3 </td><td> 128.8 </td><td> 132.3 </td><td> 140.9 </td><td> 137.7 </td><td> 149.8 </td></tr><tr><td> 3000 </td><td> 292.0 </td><td> 303.1 </td><td> 313.8 </td><td> 326.1 </td><td> 322.2 </td><td> 353.1 </td></tr><tr><td> 4000 </td><td> 536.6 </td><td> 552.3 </td><td> 572.0 </td><td> 592.6 </td><td> 590.9 </td><td> 643.2 </td></tr><tr><td> 4500 </td><td> 679.9 </td><td> 701.5 </td><td> 734.8 </td><td> 754.2 </td><td> 747.6 </td><td> 816.4 </td></tr><tr><td> 5000 </td><td> 852.2 </td><td> 866.8 </td><td> 914.8 </td><td> 928.9 </td><td> 930.3 </td><td> 1011.2 </td></tr></TBODY></TABLE>由以上表列之測試結果可證，本新型離心式風扇可在未增加製造成本的基礎上，使其噪音量平均值最佳可以降2.6dBA，最大靜壓顯著提升3%~20%，最大風量則提升0~5.8%，因此，本新型離心式風扇確能達到預期的降低噪音的目的與功效。
10‧‧‧扇殼
11‧‧‧扇殼本體
12‧‧‧蓋板
13‧‧‧渦室
14‧‧‧出風口
15‧‧‧底板
16‧‧‧渦室側壁
17‧‧‧第一風口邊壁
18‧‧‧第二風口邊壁
19‧‧‧舌端部
A‧‧‧出風區間
20‧‧‧扇輪
21‧‧‧扇輪基部
211‧‧‧下基板
212‧‧‧上基板
22‧‧‧扇葉總成
220‧‧‧扇葉
221‧‧‧扇葉總成的內周緣
222‧‧‧扇葉總成的外周緣
C1‧‧‧幾何原點
C2‧‧‧扇輪中心
d‧‧‧舌端間距
X‧‧‧X軸
Y‧‧‧Y軸
ΔX‧‧‧X軸向偏移量
ΔY‧‧‧Y軸向偏移量
30‧‧‧馬達
31‧‧‧心軸
圖1為本新型離心式風扇之一較佳實施例中之扇殼與扇輪的俯視平面示意圖。 圖2為本新型離心式風扇較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖3為本新型離心式風扇之另一較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖4為離心式風扇之噪音量測結果座標圖。 圖5為離心式風扇之風量量測座標圖。 圖6為離心式風扇之靜壓量測座標圖。
Claims (5)
- 一種離心式風扇，係包括： 一扇殼，其包括一扇殼本體以及組設於該扇殼本體上的一蓋板，該扇殼本體中形成一渦室以及位於該渦室一側且相連通的一出風口，該渦室之底部具有一底板，該蓋板組設於該扇殼本體的頂部，該蓋板中具有連通該渦室的一入風口，該渦室中界定有一幾何原點，該扇殼本體界定該底板之頂面為一參考平面，該參考平面中具有正交於該幾何原點的一X軸與一Y軸，該Ｘ軸與該Ｙ軸於該渦室區隔有四個虛擬象限區間，定義該四個虛擬象限區間中包括該出風口的一所述虛擬象限區間為一出風區間； 一扇輪，其能旋轉地樞設於該扇殼的渦室中，該扇輪包括一扇輪基部，以及環形分布地設置於該扇輪基部的多個扇葉所構成的一扇葉總成，定義該扇輪基部的中心為一扇輪中心，該扇葉總成的內周緣相對於該扇輪中心具有一扇葉總成內半徑(a/2)，該扇輪中心的位置偏離該渦室的幾何原點，且該扇輪中心位於該出風區間中，該扇輪中心相對於該X軸具有一X軸向偏移量(ΔX)，且該扇輪中心相對於該Y軸具有一Y軸向偏移量(ΔY)，該X軸向偏移量(ΔX)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔX/(a/2))為0.017357~0.086785(含兩端點值)，該Y軸向偏移量(ΔY)與該扇葉總成內半徑(a/2)的比值(ΔY/(a/2))為0.043392~0.216961(含兩端點值)；以及 一馬達，其包括一心軸，該心軸穿過該扇殼的底板，且該心軸連接該扇輪的扇輪中心。
- 如請求項1所述之離心式風扇，其中，該扇殼之渦室的外形為漸開線形、阿基米德螺旋線形、對數螺旋線形或不等距螺旋線形。
- 如請求項2所述之離心式風扇，其中，該扇輪的扇輪基部具有一圓形的下基板，多個所述扇葉環形分布地設置於該下基板的頂面。
- 如請求項2所述之離心式風扇，其中，該扇輪的扇輪基部具有一圓形的下基板與一圓環形的上基板，該上基板與該下基板上下間隔相對，多個所述扇葉環形分布地設置於該下基板與該上基板之間。
- 如請求項1至4中任一項所述之離心式風扇，其中，該扇葉總成外周緣相對於該扇輪中心定義為一扇葉總成外半徑，該扇殼本體於該底板的周邊設有圍繞該渦室外圍的一渦室側壁，以及自該渦室側壁的兩側邊分別延伸至該出風口兩側的一第一風口邊壁與一第二風口邊壁，該第一風口邊壁位於該出風口鄰近該幾何原點的一側，該第二風口邊壁位於該出風口的另一側，該第一風口邊壁與其連接的渦室側壁的一側邊之間形成一舌端部，該扇葉總成外周緣與該舌端部之間具有一間距，該扇葉總成外周緣與該舌端部之間的最短距離定義為一舌端間距，且該扇葉總成內半徑、扇葉總成外半徑與該舌端間距三者比例關係為A：B：C，且當C等於1時，A為7~8，B為9~10。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| TW107217157U TWM575830U (zh) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Centrifugal fan |
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|---|---|
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| TW (1) | TWM575830U (zh) |
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2018
- 2018-12-18 TW TW107217157U patent/TWM575830U/zh not_active IP Right Cessation
- 2018-12-26 CN CN201822198224.4U patent/CN209483639U/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN209483639U (zh) | 2019-10-11 |
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