風扇及其增壓扇葉組的制作方法
【專利摘要】本發明關于一種風扇，包括葉輪及框體。葉輪于特定半徑內形成中央區域，并包括輪轂、第一葉片、第一環型結構及第二葉片。第一葉片圍設于輪轂，第一環型結構圍繞輪轂與第一葉片，且第一環型結構連接第一葉片末端，第一環型結構與輪轂間構成的環狀區域為中央區域。第二葉片連接第一環型結構外緣。框體包括底座、軸管部及承接部。軸管部設置于底座上且供葉輪于其上轉動，承接部包括第三葉片，圍設底座且對應中央區域。第一葉片與第三葉片相匹配組成增壓扇葉組，以使中央區域轉動產生的氣流切線速度轉換為靜壓，以提升中央區域產生的氣流壓力。本發明還提供適用于上述風扇的增壓扇葉組。
【專利說明】風扇及其增壓扇葉組
【技術領域】
[0001 ] 本發明關于一種風扇，尤指一種扇葉整體作功均衡的風扇及其增壓扇葉組。
【背景技術】
[0002]現代社會中，由于科學與文明日新月異，各式各樣的電子裝置設備，小到智能型手機、平板計算機、筆記型計算機、個人計算機，大至服務器、空調設備、生產設備等，無一不與人們的生活息息相關并緊密結合。由于各種電子裝置設備運作時多會產生熱，導致運作時處于較高溫的工作環境而往往容易死機或故障，故一般皆需要搭配風扇以進行散熱，通過增加空氣對流循環，進而達成降溫而延長電子裝置設備的壽命及穩定性的目的。
[0003]一般而言，現有風扇大多是通過馬達直接帶動葉輪，以使葉輪轉動而產生氣流。此類風扇的出口端氣流壓力大致上與半徑成正比，也即壓力由半徑較小處向半徑較大處遞增，故于葉輪的扇葉最外圍處具有最大的氣流壓力，于葉輪的中心區域則具有最小的氣流壓力，其壓力的差異導致扇葉具有作功不均的問題。傳統的解決方法是通過選用還大型的風扇或馬達，以使葉輪的中心區域產生的氣流壓力符合實際使用上的需求。
[0004]然而，由于生活形態及科技趨勢的改變，于設計各類型電子裝置設備時，為了設計出較為輕薄的產品，必須受限于空間及位置等因素，故當有較大散熱面積或較高散熱效率等需求時，多半不允許如前述選用較大型風扇或馬達的作法，使得習用風扇作功不均的問題仍舊存在，不僅無法滿足較大散熱面積或較高散熱效率的需求，還因無法發揮預期的效能而造成了空間及能源上的浪費。

【發明內容】

[0005]本發明的主要目的在于提供一種風扇及其增壓扇葉組，以解決現有風扇因作功不均而無法應用于大面積散熱及高效率散熱的情境，且造成空間及能源上的浪費，而無法滿足薄型化電子產品需求以及無法妥善利用有限空間等缺點。
[0006]本發明的另一目的在于提供一種風扇及其增壓扇葉組，通過承接部將中央區域產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升中央區域輸出的氣流壓力，可達到使葉輪整體作功平均、氣流壓力均衡而可應用于大面積散熱及高效率散熱的功效。
[0007]本發明的另一目的在于提供一種風扇及其增壓扇葉組，通過承接部對應葉輪的中央區域設置且結構與中央區域相匹配，可達到避免空間及能源上的浪費，并符合薄型化產品需求的功效。
[0008]為達上述目的,本發明的一較佳實施形態為提供一種風扇，包括一葉輪以及一框體。葉輪于一特定半徑內架構形成一中央區域，該葉輪包括一輪轂、多個第一葉片、一第一環型結構以及多個第二葉片。多個第一葉片圍設于該輪轂，第一環型結構圍繞該輪轂與該多個第一葉片，且該第一環型結構連接該多個第一葉片的末端，其中該第一環型結構與該輪轂之間所構成的環狀區域為該中央區域。多個第二葉片連接于該第一環型結構的外緣。而框體包括一底座、一軸管部以及一承接部。軸管部設置于該底座上且該軸管部以供該葉輪于其上轉動，而承接部包括多個第三葉片，該多個第三葉片圍設該底座且對應該葉輪的該中央區域。其中，該多個第一葉片與該多個第三葉片相匹配而組成一增壓扇葉組，以使該葉輪的該中央區域轉動所產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升該中央區域產生的氣流壓力。
[0009]為達上述目的，本發明的另一較佳實施形態為提供一種增壓扇葉組，適用于上述的風扇。
[0010]為達上述目的，本發明的另一較佳實施形態為提供一種增壓扇葉組，適用于一風扇，該風扇包括一葉輪以及一框體。葉輪于一特定半徑內架構形成一中央區域，該葉輪包括一輪轂、多個第一葉片、一第一環型結構以及多個第二葉片。多個第一葉片圍設于該輪轂，第一環型結構圍繞該輪轂與該多個第一葉片，且該第一環型結構連接該多個第一葉片的末端，其中該第一環型結構與該輪轂之間所構成的環狀區域為該中央區域。多個第二葉片連接于該第一環型結構的外緣，且與該多個第一葉片的出風方向相同或相異。而框體包括一底座、一軸管部以及一承接部。軸管部設置于該底座上且該軸管部供該葉輪于其上轉動，而承接部包括多個第三葉片，該多個第三葉片圍設該底座且位于該葉輪的該中央區域的出口端。
[0011]其中，該多個第一葉片與該多個第三葉片相匹配而組成該增壓扇葉組，該多個第三葉片具有與該多個第一葉片相近的形狀及外觀，該多個第一葉片相對該多個第三葉片反向轉動，且該多個第一葉片與該多個第三葉片的出風方向相同。又，任一該第三葉片與任一該第一葉片于該葉輪轉動中的瞬間，使該第三葉片的頭端與該第一葉片的尾端相對齊，以使該第一葉片所產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升該葉輪的該中央區域產生的氣流壓力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為根據本發明較佳實施例的一種風扇組合前的示意圖。
[0013]圖2A為圖1的風扇組合后的正面示意圖。
[0014]圖2B為圖1的風扇組合后的背面示意圖。
[0015]圖3為本發明承接部將中央區域產生的氣流切線速度轉換為靜壓的示意圖。
[0016]圖4為圖2A所示風扇的A-A截面圖。
[0017]圖5為本發明風扇所產生氣流的半徑-輸出壓力對應圖。
[0018]其中，附圖標記說明如下:
[0019]1:風扇
[0020]2:葉輪
[0021]20:輪轂
[0022]21:第一葉片
[0023]22:第一環型結構
[0024]23:第二葉片
[0025]231:加強肋
[0026]3:框體
[0027]31a:底座[0028]31b:軸管部
[0029]32:承接部
[0030]321:第三葉片
[0031]33:肋條
[0032]34:第二環型結構
[0033]A-A:截面
[0034]C:中央區域
[0035]L:中心軸線
[0036]P:靜壓
[0037]r:特定半徑
[0038]Va:軸向速度
[0039]Vt:切線速度
[0040]X:輪轂半徑
[0041]y:翼尖半徑
【具體實施方式】
[0042]體現本發明特征與優點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的形態上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的范圍，且其中的說明及附圖在本質上應當用作說明，而非用以限制本發明。
[0043]請參閱圖1、圖2A及圖2B，圖1為根據本發明較佳實施例的一種風扇組合前的示意圖，圖2A為圖1的風扇組合后的正面不意圖，以及圖2B為圖1的風扇組合后的背面不意圖。如圖1、圖2A及圖2B所示，本發明的風扇I主要用于增進對流循環、輔助散熱或導流并控制環境溫度，例如是作為應用在室內或公共場所的通風扇或排風扇等，但不以此為限，且風扇I至少包括一葉輪2以及一框體3。
[0044]其中，葉輪2于一特定半徑r內架構形成一中央區域C，且葉輪2至少包括輪轂20、多個第一葉片21、第一環型結構22以及多個第二葉片23。其中，多個第一葉片21圍設于輪轂20的周緣，第一環型結構22于特定半徑r處圍繞輪轂20并連接多個第一葉片21的末端；多個第二葉片23分別等距地連接于第一環型結構22的外緣，且第二葉片23可為第一葉片21的延伸部分，也可具有與第一葉片21相異的外觀、結構，但皆不以此為限。
[0045]框體3包括一底座31a、一軸管部31b以及一承接部32。軸管部31b設置于底座31a上，且軸管部31b可供葉輪2于其上轉動，而承接部32包括多個第三葉片321，多個第三葉片321對應葉輪2的中央區域C并設置于框體3及軸管部31b之間。
[0046]承接部32與多個第一葉片21相匹配，也就是說，該多個第一葉片21與該多個第三葉片321相匹配而組成一增壓扇葉組，例如但不限于外型或結構相互匹配，以使葉輪2的中央區域C轉動所產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升中央區域C產生并輸出的氣流壓力，進而使葉輪整體作功平均、氣流壓力均衡而可應用于大面積散熱及高效率散熱，并達到避免空間及能源上的浪費，且符合薄型化產品需求等功效。
[0047]于一些實施例中，多個第一葉片21相對多個第三葉片321反向轉動，多個第一葉片21與多個第三葉片321的出風方向相同，且多個第一葉片21與多個第二葉片23的出風方向可為相同或相異。
[0048]請再參閱圖2A及圖2B，本發明風扇I的框體3可用以容設風扇I的零組件并支撐葉輪2以及承接部32，且框體3具有肋條33以加強框體3的強度以及風扇I運轉時的安全性，以符合相關的安全規范。
[0049]根據本發明的構想，本發明葉輪2的第二葉片23還可具有加強肋231，加強肋231位于第二葉片23上并與第一環型結構22相連接，以增加第二葉片23連接于第一環型結構22的強度，且當第二葉片23連接于第一環型結構22的外緣且至少部分外露于第一環型結構22時，加強肋231可用以輔助固定第二葉片23，以減少第二葉片23外露的葉緣振動引起的亂流，同時可達到避免第二葉片23斷裂的功效。
[0050]于一些實施例中，本發明風扇I的框體3還具有第二環型結構34，對應葉輪2的第一環型結構22設置并與多個肋條33相連接，以使承接部32對應葉輪2的中央區域C設置于底座31a以及第二環型結構34之間。于另一些實施例中，每一個第三葉片321的一端與底座31a相連接，另一端則與框體3的第二環型結構34相連接，其中，第三葉片321與底座31a以及第二環型結構34連接的方式，可為例如但不限于等間隔的方式連接，但不以此為限。
[0051]以下將說明利用承接部32的第三葉片321與葉輪2的第一葉片21相匹配所組成的增壓扇葉組，以使中央區域C轉動所產生氣流的切線速度轉換為靜壓的作動方式。請參閱圖3并配合圖2A及圖2B，其中圖3為本發明承接部將中央區域產生的氣流切線速度轉換為靜壓的示意圖。如圖2A、圖2B以及圖3所示，本發明的承接部32位于葉輪2的中央區域C的出口端，也即葉輪2的第一葉片21的下風處，且承接部32的多個第三葉片321與位于中央區域C的多個第一葉片21相匹配。換言之，承接部32的第三葉片321與葉輪2的第一葉片21具有相近的形狀及外觀，且任一承接部32的第三葉片321與任一葉輪2的第一葉片21可于轉動中的瞬間，使承接部32的第三葉片321的頭端與葉輪2的第一葉片21的尾端相對齊，以使葉輪2的第一葉片21所產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，而提升葉輪2的中央區域C產生并輸出的氣流。
[0052]舉例而言，本發明葉輪2的中央區域C，也即第一葉片21轉動所產生的氣流，其氣流速度可分解為垂直分量以及水平分量，也即軸向速度Va以及切線速度Vt，其中軸向速度Va可以完整地被轉送而出，且通過承接部32的第三葉片321與第一葉片21相匹配的形狀設計，可改變切線速度Vt的方向并轉換為一靜壓P并轉送而出，進而提升中央區域C產生的氣流壓力。由此可見，相較于現有風扇僅能將軸向速度Va輸出，本發明的風扇I通過增壓扇葉組，可進一步使葉輪2的中央區域C產生的氣流壓力額外提升靜壓P的壓力，進而使葉輪整體作功平均、氣流壓力均衡而可應用于大面積及高效率的散熱。
[0053]請參閱圖4并配合圖1，其中圖4為圖2A所示風扇的A-A截面圖。如圖1及圖4所示，本發明的葉輪2樞設于軸管部31b上，且葉輪2以軸管部31b的一中心軸線L為圓心進行轉動。葉輪2于特定半徑r內架構形成中央區域C，且葉輪2至少包括輪轂20、多個第一葉片21、第一環型結構22以及多個第二葉片23。其中，多個第一葉片21圍設于輪轂20的周緣，第一環型結構22于特定半徑r處圍繞輪轂20并連接多個第一葉片21的末端；多個第二葉片23分別等距地連接于第一環型結構22的外緣，且第二葉片23可為第一葉片21的延伸部分，也可具有與第一葉片21相異的外觀、結構，但皆不以此為限。承接部32包括多個第三葉片321，多個第三葉片321對應葉輪2的中央區域C并鄰設于底座31a，且承接部32與位于中央區域C的多個第一葉片21相匹配，以使葉輪2的中央區域C轉動所產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升中央區域C產生的氣流壓力。于一些實施例中，葉輪2樞設于軸管部31b上，且葉輪2以軸管部31b的一中心軸線L為圓心進行轉動。葉輪2可以中心軸線L為圓心作順時針轉動，也可以中心軸線L為圓心作逆時針轉動，但不以此為限。
[0054]請再參閱圖2A、圖2B以及圖4，本發明的葉輪2于特定半徑r內架構形成中央區域C，該特定半徑r以與葉輪2的第二葉片23至中心軸線L的翼尖半徑y的比例大于I比2，且與輪轂20的輪轂半徑X的比例小于2比I為較佳，其中翼尖半徑y的長度等于葉輪2的第二葉片23的翼尖至中心軸線L的距離長度，且輪轂半徑X的長度等于葉輪2的輪轂20的半徑長度。換言之，特定半徑r以同時滿足r/y>l/2以及r/x〈2等條件為較佳，經整理后可簡化得出0.5y〈r〈2X，故可知本發明的特定半徑r以大于翼尖半徑y的一半并小于輪轂半徑X的兩倍為較佳，可使葉輪整體作功平均、氣流壓力均衡達到最佳化，然并不以此為限。
[0055]請參閱圖5并配合圖4，其中圖5為本發明風扇所產生氣流的半徑-輸出壓力對應圖。如圖4及圖5所示，于出口端(下風端)的理想出口位置進行輸出氣流的壓力測量，并對應于中心軸線L的連續半徑繪制，可得知相較于現有風扇的氣流壓力與半徑成正比，本發明的風扇I及其增壓扇葉組可使葉輪2的中央區域C產生并輸出的氣流壓力大幅提升，以使整體葉輪2輸出的氣流壓力均衡,而達到風扇作功平均的功效,不僅可減少動力的浪費，還可應用于需要大面積散熱及高效率散熱的場合。
[0056]綜上所述，本發明提供一種風扇及其增壓扇葉組，通過承接部將中央區域產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升中央區域輸出的氣流壓力，可達到使葉輪整體作功平均、氣流壓力均衡而可應用于大面積散熱及高效率散熱的功效。同時，還可進一步達到避免空間及能源上的浪費，并符合薄型化產品需求的功效。
[0057]即使本發明已由上述的實施例詳細敘述而可由熟本領域技術人員任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附權利要求范圍所欲保護者。
【權利要求】
1.一種風扇，其特征在于，包括: 一葉輪，于一特定半徑內架構形成一中央區域，該葉輪包括: 一輪轂； 多個第一葉片，圍設于該輪轂； 一第一環型結構，圍繞該輪轂與該多個第一葉片，且該第一環型結構連接該多個第一葉片的末端，其中該第一環型結構與該輪轂之間所構成的環狀區域為該中央區域；以及 多個第二葉片，連接于該第一環型結構的外緣；以及 一框體，包括: 一底座與一軸管部，該軸管部設置于該底座上且該軸管部以供該葉輪于其上轉動；以及 一承接部，包括多個第三葉片，該多個第三葉片圍設于該底座且對應該葉輪的該中央區域； 其中，該多個第一葉片與該多個第三葉片相匹配而組成一增壓扇葉組，以使該葉輪的該中央區域轉動所產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升該中央區域產生的氣流壓力。
2.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，該多個第二葉片分別等距地連接于該第一環型結構的外緣。
3.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，至少一個該第二葉片具有一加強肋，該加強肋位于該第二葉片上并與該第一環型結構相連接，以增加該第二葉片連接于該第一環型結構的強度并輔助固定該第二葉片。
4.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，該葉輪樞設于該軸管部上，且該葉輪以該軸管部的一中心軸線為圓心進行轉動。
5.如權利要求4所述的風扇，其特征在于，該特定半徑與一翼尖半徑的比例大于一比二，該翼尖半徑的長度等于該葉輪的該第二葉片的翼尖至該中心軸線的距離長度。
6.如權利要求5所述的風扇，其特征在于，該特定半徑與一輪轂半徑的比例小于二比一，且該輪轂半徑的長度等于該葉輪的該輪轂的半徑長度。
7.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，該框體還具有多個肋條以及一第二環型結構，該第二環型結構對應該葉輪的該第一環型結構設置并與該多個肋條相連接，以使該承接部對應該葉輪的該中央區域設置于該底座以及該第二環型結構之間。
8.如權利要求7所述的風扇，其特征在于，每一該第三葉片的一端與該底座相連接，另一端與該框體的該第二環型結構相連接。
9.如權利要求1所述的風扇，其特征在于，該承接部的該多個第三葉片位于該葉輪的該中央區域的出口端且具有與該葉輪的該多個第一葉片相近的形狀及外觀，且任一該第三葉片與任一該第一葉片于該葉輪轉動中的瞬間，使該第三葉片的頭端與該第一葉片的尾端相對齊，以使該第一葉片所產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升該葉輪的該中央區域產生的氣流壓力。
10.如權利要求9所述的風扇，其特征在于，該多個第一葉片相對該多個第三葉片反向轉動，且該多個第一葉片與該多個第三葉片的出風方向相同。
11.如權利要求10所述的風扇，其特征在于，該多個第一葉片與該多個第二葉片的出風方向為相同或相異。
12.—種增壓扇葉組，適用于一風扇，其特征在于，該風扇包括: 一葉輪，于一特定半徑內架構形成一中央區域，該葉輪包括: 一輪轂； 多個第一葉片，圍設于該輪轂； 一第一環型結構，圍繞該輪轂與該多個第一葉片，且該第一環型結構連接該多個第一葉片的末端，其中該第一環型結構與該輪轂之間所構成的環狀區域為該中央區域；以及多個第二葉片，連接于該第一環型結構的外緣；以及一框體，包括: 一底座與一軸管部，該軸管部設置于該底座上且該軸管部以供該葉輪于其上轉動；以及 一承接部，包括多個第三葉片，該多個第三葉片圍設該底座且對應該葉輪的該中央區域； 其中，該多個第一葉片與該多個第三葉片相匹配而組成該增壓扇葉組，以使該葉輪的該中央區域轉動所產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升該中央區域產生的氣流壓力。
13.—種增壓扇葉組，適用于一風扇，其特征在于，該風扇包括: 一葉輪，于一特定半徑內架構形成一中央區域，該葉輪包括: 一輪轂； 多個第一葉片，圍設于該輪轂； 一第一環型結構，圍繞該輪轂與該多個第一葉片，且該第一環型結構連接該多個第一葉片的末端，其中該第一環型結構與該輪轂之間所構成的環狀區域為該中央區域；以及多個第二葉片，連接于該第一環型結構的外緣，且與該多個第一葉片的出風方向相同或相異；以及 一框體，包括: 一底座與一軸管部，該軸管部設置于該底座上且該軸管部以供該葉輪于其上轉動；以及 一承接部，包括多個第三葉片，該多個第三葉片圍設該底座且位于該葉輪的該中央區域的出口端； 其中，該多個第一葉片與該多個第三葉片相匹配而組成該增壓扇葉組，該多個第三葉片具有與該多個第一葉片相近的形狀及外觀，該多個第一葉片相對該多個第三葉片反向轉動，且該多個第一葉片與該多個第三葉片的出風方向相同； 其中，任一該第三葉片與任一該第一葉片于該葉輪轉動中的瞬間，使該第三葉片的頭端與該第一葉片的尾端相對齊，以使該第一葉片所產生的氣流的切線速度轉換為靜壓，以提升該葉輪的該中央區域產生的氣流壓力。
【文檔編號】F04D29/38GK103696987SQ201210369990
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優先權日:2012年9月27日
【發明者】張楯成 申請人:臺達電子工業股份有限公司