葉片模塊及應用其的風扇的製作方法

2023-05-21 18:09:21

本實用新型涉及一種葉片模塊及應用其的風扇，且特別涉及一種具有氣流引導部的葉片模塊及應用其的風扇。

背景技術：

計算機包含了中央處理器，以處理大量的數據。在處理數據過程中，中央處理器同時會發出高熱。為了散熱，計算機幾乎配備風扇。然而，風扇的出風量愈大表示散熱性能愈好。因此，如何增加風扇的出風量是本技術領域業者努力的方向之一。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種葉片模塊及應用其的風扇，可改善上述現有技術的問題，增加風扇的出風量。

為實現上述目的，根據本實用新型的一實施例，提出一種葉片模塊。葉片模塊包括一轉軸及多個葉片。各葉片連接於轉軸且包括一葉片本體及一第一氣流引導部。葉片本體具有一第一邊緣與一第二邊緣，第一邊緣與第二邊緣沿轉軸的軸向方向排列。第一氣流引導部自第一邊緣的局部連接於葉片本體。

其中，各該第一氣流引導部具有一第一開口。

其中，各該葉片更包括：一第二氣流引導部，連接於該第一開口的一開口邊緣。

其中，各該第一氣流引導部包括：一第一延伸部，自該第一邊緣的局部連接於對應的該葉片本體，且往遠離該葉片本體的方向延伸；以及一第二延伸部，連接於該第一延伸部，該第一延伸部與該第二延伸部在往該轉軸的一轉動方向前進的一側形成一鈍角。

其中，相鄰二該葉片本體之間形成一氣流推動區，各該第二氣流引導部往對應的該氣流推動區的方向延伸。

其中，各該第二氣流引導部往該轉軸的一轉動方向的反方向外翻。

其中，相連接的該第二氣流引導部與該第一氣流引導部之間的夾角介於0度與90度之間。

其中，各該第一氣流引導部從對應的該葉片本體的該第一邊緣的局部延伸遠離該葉片本體。

其中，各該第一氣流引導部往該轉軸的一轉動方向的反方向內凹而呈彎曲狀。

其中，各該葉片更包括：一第三氣流引導部，連接於該葉片本體的該第二邊緣且具有一第二開口。

其中，各該葉片為金屬制葉片，且具有實質上等於或小於0.1毫米的厚度。

為實現上述目的，根據本發明的另一實施例，提出一種葉片模塊。葉片模塊由以下方法製成：採用模具衝壓鍛造及裁切工法，形成多個葉片，其中各葉片包括一葉片本體及一第一氣流引導部，葉片本體具有一第一邊緣與一第二邊緣，而第一氣流引導部自第一邊緣的局部連接於葉片本體；以及，採用包覆成形技術，連接此些葉片與一轉軸，其中，第一邊緣與第二邊緣沿轉軸的軸向方向排列。

為實現上述目的，根據本實用新型的另一實施例，提出一種風扇。風扇包括一如前述的葉片模塊及一外殼。外殼，圍繞該葉片模塊的一部分且與各該第一氣流引導部間隔一距離。

本實用新型的葉片模塊及應用其的風扇，可改善現有技術的問題，增加風扇的出風量。

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

附圖說明

圖1A繪示依照本實用新型一實施例的風扇的示意圖。

圖1B繪示圖1A的風扇的葉片模塊的外觀圖。

圖1Ba為圖1B中a區域的局部放大圖。

圖1C繪示圖1B的葉片模塊的俯視圖。

圖1Cb為圖1C中b區域的局部放大圖。

圖1D繪示圖1B的葉片模塊的側視圖。

圖1Dc為圖1D中c區域的局部放大圖。

圖2繪示圖1A的風扇沿方向2-2』的剖視圖。

圖2d為圖2中d區域的局部放大圖。

圖2e為圖2中e區域的局部放大圖。

圖3繪示依照本實用新型另一實施例的葉片模塊的示意圖。

圖4繪示依照本實用新型另一實施例的葉片模塊的外觀圖。

圖4f為圖4中f區域的局部放大圖。

圖5繪示風扇的出風量與風壓的關係圖。

其中，附圖標記：

100：風扇

110、210、310：葉片模塊

111：轉軸

111s：周面

112、212、312：葉片

1121：葉片本體

1121e1：第一邊緣

1121e2：第二邊緣

1122、3122：第一氣流引導部

1122a：第一開口

1122a1：開口邊緣

1122s、1123s：迎風面

1123：第二氣流引導部

120：外殼

121：側部

121a：出風口

122：第一殼

122a：入風口

123：第二殼

2122：第三氣流引導部

2122a：第二開口

2123：第四氣流引導部

3122a：第一延伸部

3122b：第二延伸部

A1：夾角

A2：鈍角

G1：氣流

S1：轉動方向

SP1：氣流推動區

具體實施方式

請參照圖1A至圖1Dc，圖1A繪示依照本實用新型一實施例的風扇100的示意圖，圖1B繪示圖1A的風扇100的葉片模塊110的外觀圖，圖1C繪示圖1B的葉片模塊110的俯視圖，而圖1D繪示圖1B的葉片模塊110的側視圖。

本實施例的風扇100為離心式風扇，可應用於計算機或其它需要散熱的裝置，其中計算機例如是筆記型計算機或桌上型計算機。

風扇100包括葉片模塊110及外殼120。如圖1A所示，外殼120圍繞葉片模塊110的一部分。外殼120包括側部121、第一殼122及第二殼123，其中第一殼122位於葉片本體1121的上方，第二殼123位於葉片本體1121的下方，而側部121連接第一殼122與第二殼123。側部121具有一出風口121a，而第一殼122具有一入風口122a。當葉片模塊110運轉時，一氣流G1由入風口122a進入外殼120內，並經過葉片模塊110的推動而從出風口121a出風。

如圖1B及圖1Ba所示，葉片模塊110包括轉軸111及數個葉片112。轉軸111具有周面111s，各葉片112連接於轉軸111的周面111s並徑向地往遠離周面111s的方向延伸。葉片112具體而言可以是金屬制葉片。更進一步說，金屬制葉片112可以是經由模具衝壓鍛造並裁切製成的板金件，然後再以另一工藝，例如射出包覆成形，製成具有數個葉片112與轉軸111的葉片模塊110。轉軸111的材質與葉片112的材質可相異，例如轉軸111的材料包含塑料，或者轉軸中也可能含有金屬骨架及/或磁鐵，而可以將轉軸111作為輪瑴或是馬達的一部分使用。由於本實用新型實施例的葉片112能獨立製作，因此葉片112 的厚度不受該另一工藝的影響，因而能設計得較薄。

相較於塑料葉片，金屬葉片具有更薄的厚度，可增加二葉片112的間的氣流推動區SP1的容積，以提高風扇100的出風量。在一實施例中，金屬制的葉片112的厚度可小於或大致上等於0.2毫米，可明顯增加氣流推動區SP1的容積，以提高風扇100的出風量。在一實施例中，金屬制的葉片112的厚度可小至0.1或0.05毫米，甚至更小，此乃塑料制葉片或現有葉片無法達到的尺寸。由於金屬制的葉片112的厚度薄，可增加葉片112的數量，進而提高葉片推動氣流的能力。在一實施例中，葉片112的數量可達59片或甚至更多。愈多的葉片數，風扇100的出風量愈高。相較於金屬制的葉片112，塑料制的葉片受限於厚度較厚，葉片數量及其推動氣流的能力有其限制。

此外，本文的氣流推動區SP1指的是二葉片本體1121之間的空間。當氣流推動區SP1的空間愈大，進入氣流推動區SP1內的氣流量愈多，表示被推動的出風量也愈大。此外，相較於金屬制葉片112，塑料制的葉片受限於厚度較厚，因葉片數量較少，導致進入氣流推動區內的氣流量較少，被推動的出風量也愈低。

各葉片112包括葉片本體1121及第一氣流引導部1122。第一氣流引導部1122連接於葉片本體1121且具有第一開口1122a(第一開口1122a繪示於圖1D及圖1Dc)。當葉片模塊110運轉時，氣流G1可通過第一開口1122a進入到二葉片本體1121之間的氣流推動區SP1，以增加氣流推動區SP1內的氣流量，進而增加風扇100的出風量。

如圖1B及圖1Ba所示，各葉片本體1121具有沿轉軸111的軸向方向排列的第一邊緣1121e1與第二邊緣1121e2，即，第一邊緣1121e1及第二邊緣1121e2分別是對應的葉片本體1121沿轉軸111的軸向方向的相對二邊緣。各第一氣流引導部1122從對應的葉片本體1121的第一邊緣1121e1的局部或一部分往遠離葉片本體1121方向延伸，例如同時往轉軸111的軸向及轉軸111的轉動方向S1延伸，如此將不會增加葉片112的徑向長度。換言之，本實用新型實施例的風扇100可在不擴大葉片112徑向尺寸的前提下增加葉片112的面積。

如圖1B及圖1Ba所示，各第一氣流引導部1122呈彎曲狀。例如，各第一氣流引導部1122往轉軸111的轉動方向S1的反方向內凹而形成一迎風面1122s。如此，當葉片模塊110運轉時，氣流G1可通過第一氣流引導部1122 的迎風面1122s的引導而順勢通過第一開口1122a進入到二葉片本體1121的間的氣流推動區SP1，以增加風量風扇100的出風量。在一實施例中，各第一氣流引導部1122的迎風面1122s為一圓弧面，然亦可為斜平面。本實用新型實施例並不限定迎風面1122s的曲率半徑值，迎風面1122s的任意數點的曲率半徑可以相同或相異。

如圖1B及圖1Ba所示，各葉片本體1121往轉軸111的轉動方向S1的反方向內凹，此種設計稱為前掠設計。在另一實施例中，葉片本體1121可往轉軸111的轉動方向S1內凹，此種設計稱為後掠設計。無論是前掠設計或後掠設計，第一氣流引導部1122皆往轉軸111的轉動方向S1的反方向內凹，以引導氣流G1通過第一開口1122a而進入二葉片本體1121的間的氣流推動區SP1，以增加風扇100的出風量。

如圖1B及圖1Ba所示，各葉片112更包括第二氣流引導部1123。各第二氣流引導部1123連接於對應的第一開口1122a的開口邊緣1122a1，例如是上邊緣。如此，當葉片模塊110運轉時，氣流G1可通過第二氣流引導部1123的引導而順勢通過第一開口1122a進入到二葉片本體1121的間的氣流推動區SP1，以增加風扇100的出風量。此外第二氣流引導部1123也具有阻擋氣流G1逃逸的效果。例如，由於第二氣流引導部1123連接於對應的第一開口1122a的上邊緣，因此可阻擋氣流G1往上逃逸，進而減少二葉片本體1121之間的氣流推動區SP1的進風量損失。

第二氣流引導部1123具有一迎風面1123s。在一實施例中，各第二氣流引導部1123的迎風面1123s為一圓弧面，然亦可為斜平面。本實用新型實施例並不限定第二氣流引導部1123的迎風面1123s的曲率半徑值，第二氣流引導部1123的迎風面1123s的任意數點的曲率半徑可以相同或相異。

此外，各第二氣流引導部1123從開口邊緣1122a1往氣流推動區SP1的方向延伸。如此，當葉片模塊110運轉時，氣流G1通過第二氣流引導部1123的迎風面1123s的引導而順勢地往氣流推動區SP1集中，進而增加氣流推動區SP1的進風量。

此外，各第二氣流引導部1123往轉軸111的轉動方向S1的反方向外翻。如此，當葉片112繞轉動方向S1轉動時，氣流G1會往轉動方向S1的反方向通過第一開口1122a，並受到第二氣流引導部1123的迎風面1123s的引導而順 勢進入到二葉片本體1121之間的氣流推動區SP1。

如圖1B及圖1Ba所示，相連接的第二氣流引導部1123與第一氣流引導部1121之間的夾角A1可介於0度與90度之間，以增加氣流推動區SP1的進風量。

圖2至圖2e繪示圖1A的風扇100沿方向2-2』的剖視圖。各第一氣流引導部1122能完全從入風口122a露出，且第一氣流引導部1122不向上突出於第一殼122的上表面之外。如此，當葉片模塊110運轉時，可避免第一殼122或其它鄰近裝置與第一氣流引導部1122幹涉。在另一實施例中，在預先設計好外型以及鄰近裝置的空間配置的情形下，各第一氣流引導部1122也可能突出超過第一殼122的上表面，即第一氣流引導部1122可穿過入風口122a。在其它實施例中，第一殼122可覆蓋各第一氣流引導部1122的至少一部分；在此設計下，第一殼122與各第一氣流引導部1122可間隔一距離，使當葉片模塊110運轉時，避免第一殼122與各第一氣流引導部1122幹涉。此外，第二殼123與各葉片本體1121間隔一距離，當葉片模塊110運轉時，可避免第二殼123與各葉片本體1121幹涉。

圖3繪示依照本實用新型另一實施例的葉片模塊210的示意圖。葉片模塊210包括轉軸111(未繪示)及數個葉片212。各葉片212包括葉片本體1121、第一氣流引導部1122、第二氣流引導部1123、第三氣流引導部2122及第四氣流引導部2123。各葉片212的葉片本體1121具有相對的第一邊緣1121e1與第二邊緣1121e2，各第一氣流引導部連接於對應的葉片本體1121的第一邊緣1121e1，而第三氣流引導部2122連接於對應的葉片本體1121的第二邊緣1121e2。第三氣流引導部2122具有第二開口2122a，以產生類似前述第一開口1122a的技術功效。此外，第四氣流引導部2123與第三氣流引導部2122的連接關係類似第二氣流引導部1123與第一氣流引導部1122的連接關係，於此不再贅述。

請參照圖4及圖4f，其繪示依照本實用新型另一實施例的葉片模塊310的外觀圖。葉片模塊310包括轉軸111及數個葉片312。轉軸111具有周面111s，各葉片312連接於轉軸111的周面111s並徑向地往遠離周面111s的方向延伸。

各葉片312包括葉片本體1121及第一氣流引導部3122，其中第一氣流引導部3122連接於葉片本體1121。各第一氣流引導部3122包括相連接的第一延 伸部3122a與第二延伸部3122b，其中第一延伸部3122a連接於對應的葉片本體1121的第一邊緣1121e1的局部，且自第一邊緣1121e1沿轉軸111的軸向方向往遠離第一邊緣1121e1的方向延伸。各第二延伸部3122b自第一延伸部3122a遠離葉片本體1121的一側往遠離葉片本體1121的方向進一步延伸，且第二延伸部3122b同時往轉軸111的轉動方向S1延伸，使第一延伸部3122a與第二延伸部3122b在往轉動方向S1前進的一側形成一個小於180度的鈍角A2。當葉片312繞轉動方向S1轉動時，氣流G1受到第一氣流引導部3122的推動，氣流G1被第二延伸部3122b及第一延伸部3122a推進氣流推動區SP1，使氣流能流暢地從外部環境進入氣流推動區SP1，而增加風扇100的出風量。

在本實用新型另一可能的實施例中，上述第一氣流引導部也可能平滑地延伸連接成曲面狀，而不具有第一延伸部與第二延伸部之間的明顯交界或轉折線。

此外，葉片312的材料及/或尺寸可以是類似前述葉片112的材料及/或尺寸，於此不再贅述。本實施例的葉片312與轉軸111的製作方式也可類似前述葉片112與轉軸111的製作方式，於此不再贅述。在另一實施例中，第一氣流引導部3122可自第二邊緣1121e2往下延伸，或者，二第一氣流引導部3122可分別自第一邊緣1121e1及第二邊緣1121e2延伸。

請參照圖5，本案發明人進一步測試並記錄後繪示風扇的出風量與風壓的關係圖。如圖所示，橫軸表示風扇的出風量(air flow)，而綜軸表示風扇的風壓(air pressure)。在結構幾何尺寸及其它條件相同的前提下，曲線C1所代表的風扇採用不具有前述各實施例的氣流引導部的葉片模塊，而曲線C2所代表的風扇裝配有如圖4所示的葉片模塊310。由圖可知，當出風量為0時(例如把出風口121a堵住)，風壓最大。當出風量不等於0時，相較於曲線C1，裝配有圖4的葉片模塊310的風扇出風量(曲線C2)明顯提升，此表示散熱性能提升。在相同風壓下，當風扇出風量愈大，表示出風在電子裝置內部的流動性愈好，散熱性能愈佳。以風壓為0.3舉例來說，相較於曲線C1，裝配有圖4的葉片模塊310的風扇出風量提升至少30％(如從點a提升至點b)。

綜上，本實用新型一實施例的葉片模塊包括數個葉片，其中各葉片包括葉片本體及第一氣流引導部，其中第一氣流引導部連接於葉片本體的第一邊緣。各第一氣流引導部具有第一開口，氣流可通過第一開口進入二葉片本體之間的區域，以增加風扇的出風量。在一實施例中，各葉片更包括第二氣流引導部， 其連接於第一開口的開口邊緣，以增強氣流的引導效果，讓更多的氣流進入二葉片本體之間的區域。在另一實施例中，各葉片可更包括第三氣流引導部及第四氣流引導部，其中第三氣流引導部連接於葉片本體的第二邊緣，以讓更多的氣流進入二葉片本體之間的區域，而增強風扇的出風量。在另一實施例中，第一氣流引導部包括相連接的第一延伸部與第二延伸部。第一延伸部實質上垂直於對應的葉片本體的第一邊緣，而第二延伸部往轉軸的轉動方向延伸。如此，當葉片繞轉動方向轉動時，氣流受到第一氣流引導部的推動，而增加風扇的出風量。在其它實施例中，第一延伸部與第二延伸部之間夾一鈍角，如此，當葉片繞轉動方向轉動時，氣流被第二延伸部及第一延伸部推進氣流推動區，進而增加風扇的出風量。

當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本實用新型權利要求的保護範圍。