風扇葉輪的製作方法

2023-05-02 09:33:56

專利名稱：風扇葉輪的製作方法
風扇葉輪
技術領域：
本發明關於一種風扇葉輪，特別是有關一種散熱風扇的葉輪。
背景技術：
隨著電子產業的快速發展，使大部分的電子產品紛紛朝向輕薄、多功能以及高運算速度的趨勢發展。然而，隨著運算速度的增加，往往造成電子產品中用以執行數據運算的中央處理器(central processing unit,CPU)或圖形處理器(graphic processing unit,GPU)等電子組件產生大量的廢熱。此時，若無法即時的將這些廢熱從電子產品中排放，將容易因廢熱的大量累積，導致電子組件的運作溫度過高，而造成電子組件的運算速度大幅降低，進而嚴重影響電子產品的運作效能及穩定度。或者是，造成電子組件無法承受高溫而燒毀的情形發生。 為了解決此一問題，在電子產品中利用風扇對電子組件進行散熱，為目前常見的散熱方式之一。其主要是利用風扇所產生的空氣氣流吹拂於電子組件上，以通過空氣氣流在電子組件表面進行熱交換作用。習知的風扇通常包括一扇框以及容置於扇框內部的葉輪及馬達等，其中葉輪是由一輪轂以及多個環設於輪轂周圍的扇葉所構成，並且多個扇葉的長度相同，意即多個扇葉在風扇上具有相同的旋轉半徑。馬達則容置於輪轂內部，用以驅動葉輪相對扇框轉動，以通過扇葉拍打空氣而產生氣流。然而，在習知風扇中，由於多個扇葉是以輪轂為軸心，而沿著輪轂的徑向方向向外延伸，因此當輪轂帶動多個扇葉轉動時，每一扇葉鄰近輪轂一端的軸向速度勢必小於遠離輪轂一端的軸向速度，如此將造成空氣進入風扇的軸向速度分布不平均，導致扇葉鄰近輪轂一端所產生的風量小於扇葉遠離輪轂一端所產生的風量。此風量上的差異，對於扇葉上不同位置所產生的氣流之間，將形成壓力差，因此使部分氣流朝向輪轂的方向流動，並容易在靠近輪轂的位置處形成旋轉流動的紊流。因此，當風扇產生氣流吹拂於電子組件時，靠近輪轂位置所產生的紊流會嚴重幹擾整體氣流的排放，而大幅降低風扇的散熱效能。

發明內容有鑑於此，本發明提供一種風扇葉輪，從而解決習用風扇所產生的氣流容易在靠近輪轂的位置處形成紊流，而嚴重幹擾風扇氣流的排放，所導致風扇的散熱效能低落的問題。本發明所揭露的風扇葉輪，其包括一輪轂、多個第一扇葉以及多個第二扇葉。多個第一扇葉環繞設置於輪轂周圍，並且以輪轂為軸心而具有一第一旋轉半徑，多個第二扇葉亦環繞設置於輪轂周圍，多個第二扇葉及多個第一扇葉相互交錯，並且等間隔的設置於輪轂周圍。多個第二扇葉以輪轂為軸心而具有一第二旋轉半徑，並且第二旋轉半徑小於第一旋轉半徑。
本發明所揭露的風扇葉輪，其中各個第二扇葉的寬度大於或等於各個第一扇葉的覽度。本發明所揭露的風扇葉輪，其中各個第二扇葉遠離輪轂的一端具有一彎折段，彎折段沿同一方向朝向各個第一扇葉彎曲。本發明所揭露的風扇葉輪，其中各個第一扇葉的寬度是從其連接輪轂的一端漸增至遠離輪轂的一端。本發明所揭露的風扇葉輪，其中各個第二扇葉的寬度是從其連接輪轂的一端漸增至遠離輪轂的一端。本發明所揭露的風扇葉輪，其中各個第一扇葉沿輪轂的徑向方向突出於輪轂表面的長度，為各個第二扇葉沿輪轂的徑向方向突出於輪轂表面的長度的倍數。 本發明所揭露的風扇葉輪，通過在輪轂上間隔設置有較長旋轉半徑的第一扇葉以及較短旋轉半徑的第二扇葉的技術手段，使輪轂帶動第一扇葉以及第二扇葉旋轉而產生氣流時，第二扇葉所產生的風量可以和第一扇葉靠近輪轂位置所產生的風量形成互補作用，並趨近於第一扇葉遠離輪轂一端所產生的風量，從而避免氣流在靠近輪轂以及遠離輪轂的位置處產生壓力差。因此，可確保氣流沿平行於輪轂軸心方向吹送，並且防止紊流的發生，而具有相當均勻的流場以及順暢的氣流排放量。有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

圖I為本發明第一實施例的正視示意圖。圖2為本發明第一實施例的局部剖面示意圖。圖3為本發明第二實施例的正視示意圖。圖4為本發明第二實施例的局部剖面示意圖。圖5為本發明第三實施例的正視示意圖。圖6為本發明第三實施例的局部剖面示意圖。主要組件符號說明100 風扇葉輪 dl 第一扇葉遠離輪轂一端的寬度110 輪轂d2 第二扇葉遠離輪轂一端的寬度120 第一扇葉 rl 第一旋轉半徑130 第二扇葉 r2 第二旋轉半徑131 彎折段
具體實施方式請參照圖I和圖2，本發明第一實施例所揭露的風扇葉輪100包括有一輪轂110、多個第一扇葉120以及多個第二扇葉130。輪轂110可以是但並不局限於圓形殼體，多個第一扇葉120以及多個第二扇葉130分別環繞於輪轂110周圍，並且以相互交錯的方式間隔排列於輪轂110表面，其中多個第一扇葉120以及多個第二扇葉130可以是等間隔排列於輪轂110表面；或是其它足以使多個第一扇葉120的重量以及多個第二扇葉130的重量相互對稱(或平均分布)的設置方式排列於輪轂110表面，並不以本發明所揭露的實施態樣為限。此外，每一第一扇葉120的長度大於每一第二扇葉130的長度，使第一扇葉120沿輪轂110的徑向方向突出於輪轂110表面的長度大於第二扇葉130沿輪轂110的徑向方向突出於輪轂Iio表面的長度，並且兩者之間呈倍數關係，例如，當第二扇葉130沿輪轂110的徑向方向突出於輪轂110表面的長度為5公分，則第一扇葉120沿輪轂110的徑向方向突出於輪轂110表面的長度可以是10公分、15公分或者是20公分等。因此，當輪轂110轉動而帶動第一扇葉120以及第二扇葉130進行圓周運動時，第一扇葉120以輪轂110為軸心而具有一第一旋轉半徑rl，以及第二扇葉130以輪轂110為軸心而具有一第二旋轉半徑r2，並且第一旋轉半徑rl大於第二旋轉半徑r2。同時，第一扇葉120的寬度可以是但並不局限於從第一扇葉120連接輪轂110的一端漸增至第一扇葉120遠離輪轂110的一端；同樣地，每一第二扇葉130的寬度亦可以是從第二扇葉130連接輪轂110的一端漸增至第二扇葉130遠離輪轂110的一端，但並不以此為限。在本實施例中，是以第一扇葉120遠離輪轂110的一端的寬度dl實質上等於第二扇葉130遠離輪轂110的一端的寬度d2做為舉例說明，但並非用以限定本發明。此外，若第一扇葉120以及第二扇葉130的形態為彎折形成於輪轂110表面時，則所謂的寬度即分別為第一扇葉120以及第二扇葉130連接或遠離輪轂110—端的曲線長度。基於上述的風扇葉輪100，通過輪轂110與一馬達相互連接，並且通過馬達驅動而帶動多個第一扇葉120以及多個第二扇葉130旋轉，此為一般風扇中風扇葉輪的組裝與驅動方式，亦非本案所欲強調的特徵，在此不再加以贅述。因此在應用上，當馬達驅動多個第一扇葉120以及多個第二扇葉130旋轉時，多個第一扇葉120以及多個第二扇葉130分別沿平行於輪轂110軸心的方向排出一氣流。此時，由於第一扇葉120遠離輪轂110的一端的寬度實質上等於第二扇葉130遠離輪轂110的一端的寬度，因此使第一扇葉120以及第二扇葉130遠離輪轂110的一端在單位時間內的運動作用面積實質上相同，也就是使第一扇葉120以及第二扇葉130接觸和擾動的氣流量一致。同時，由於第二扇葉130遠離輪轂110的一端相對靠近第一扇葉120連接輪轂110的一端，因此當輪轂110轉動而產生氣流時，經由第二扇葉130所產生的氣流量可以在第一扇葉120接近輪轂110的一側，與第一扇葉120遠離輪轂110的一側所產生的氣流量相互抗衡，進而使第一扇葉120以及第二扇葉130所產生的氣流在輪轂110周圍形成的風壓達到平衡，使氣流在輪轂110周圍形成均勻且穩定的流場，除了可避免氣流在靠近輪轂110處形成紊流外，並且有助於提升氣流沿平行於輪轂110軸心的方向吹送時的順暢度。如圖3和圖4所示，為本發明第二實施例所揭露的風扇葉輪。本發明所揭露的第二實施例與第一實施例在結構上大致相同，兩者間的差異在於，本發明第二實施例所揭露的風扇葉輪100中，第二扇葉130連接輪轂110的一端及/或遠離輪轂110的一端的寬度至少等於第一扇葉120遠離輪轂110的一端的寬度，例如第二扇葉130遠離輪轂110的一端的寬度d2大於第一扇葉120遠離輪轂110的一端的寬度dl ;或者是，第二扇葉130的平均面積大於第一扇葉120的平均面積，藉以增加第二扇葉130所產生的氣流量，並且讓第二扇葉130所產生的氣流量大於第一扇葉120所產生的氣流量。
因此，當第一扇葉120以及第二扇葉130通過輪轂110帶動而產生氣流時，由於第 二扇葉130在靠近輪轂110處所產生的氣流量大於第一扇葉120遠離輪轂110處所產生的 氣流量，進而形成壓力差，使氣流的流動方向從靠近輪轂110的一側朝向遠離輪轂110的一 側吹送。如此，通過不同旋轉半徑的第一扇葉120和第二扇葉130所產生由內(靠近輪轂 110的一側)向外(遠離輪轂110的一側)流動的氣流流向,可進一步增進氣流流動時的順 暢度，並且避免氣流在靠近輪轂110處形成紊流的情形發生。
此外，除了如上述實施例藉由增加第二扇葉的平均面積來改變氣流流向，以避免 產生紊流的實施方式外，請參照圖5和圖6，在本發明第三實施例所揭露的風扇葉輪100中， 另可於第二扇葉130遠離輪轂110的一端設置一彎折段131。彎折段131可以是但並不局 限於直接從第二扇葉130上延伸形成，並且每一第二扇葉130的彎折段131是沿著同一方 向朝向相鄰的第一扇葉120彎曲，例如以輪轂110為軸心而沿順時針方向或逆時針方向彎 曲，使彎折段131在第二扇葉130上形成特定彎曲形式的曲面。
因此，當第一扇葉120及第二扇葉130隨著輪轂110旋轉而產生氣流時，可通過第 二扇葉130的彎折段131將部分氣流朝向對應於輪轂110的中心位置吹送，從而破壞與輪 轂110中心位置相對應的靜壓區200，以避免氣流在此靜壓區200內形成紊流。
同時，搭配第一扇葉120所產生沿平行輪轂110軸心流動的氣流以及朝遠離輪轂 110的一側流動的氣流，使第一扇葉120以及第二扇葉130所產生的氣流可以覆蓋與風扇葉 輪100相對應的區域面積，並且涵蓋風扇葉輪100的周圍區域，除了可避免氣流在輪轂110 處形成紊流外，同時可提升氣流流動時的順暢度。
本發明的風扇葉輪，並不以此實施例所揭露的型態為限，熟悉此項技術者，可根據 實際設計需求或是使用需求而對應改變本發明的扇葉形態。
上述本發明所揭露的風扇葉輪，通過不同旋轉半徑的第一扇葉以及第二扇葉的設 置方式，讓第一扇葉以及第二扇葉旋轉時所產生的氣流在靠近輪轂的位置以及遠離輪轂的 位置之間達到平衡狀態，因此可避免氣流在這兩個位置之間產生壓力差，可有效防止紊流 的形成，從而增加風扇葉輪排放氣流時的順暢度。
此外，通過增加第二扇葉的平均面積或者是在第二扇葉上設置不同彎曲曲面的彎 折段等技術手段，讓第二扇葉所產生的氣流可以朝向特定方向吹送，可進一步防止紊流發 生，並增進氣流流動時的順暢度。
雖然本發明的實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝 者，在不脫離本發明的精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數 量當可做些許的變更，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界 定者為準。
權利要求
1.一種風扇葉輪，其特徵在於，所述風扇葉輪包括 一輪轂； 多個第一扇葉，環繞設置於所述輪轂周圍，並且以所述輪轂為軸心而具有一第一旋轉半徑；以及 多個第二扇葉，環繞設置於所述輪轂周圍，所述多個第二扇葉及所述多個第一扇葉相互交錯，並且等間隔的設置於所述輪轂周圍，所述多個第二扇葉以所述輪轂為軸心而具有一第二旋轉半徑，並且所述第二旋轉半徑小於所述第一旋轉半徑。
2.根據權利要求I所述的風扇葉輪，其特徵在於各個所述第二扇葉的寬度大於或等於各個所述第一扇葉的寬度。
3.根據權利要求I所述的風扇葉輪，其特徵在於各個所述第二扇葉遠離所述輪轂的一端具有一彎折段，所述彎折段沿同一方向朝向各個所述第一扇葉彎曲。
4.根據權利要求I所述的風扇葉輪，其特徵在於各個所述第一扇葉的寬度是從其連接所述輪轂的一端漸增至遠離所述輪轂的一端。
5.根據權利要求I所述的風扇葉輪，其特徵在於各個所述第二扇葉的寬度是從其連接所述輪轂的一端漸增至遠離所述輪轂的一端。
6.根據權利要求I所述的風扇葉輪，其特徵在於各個所述第一扇葉沿所述輪轂的徑向方向突出於所述輪轂表面的長度，為各個所述第二扇葉沿所述輪轂的徑向方向突出於所述輪轂表面的長度的倍數。
全文摘要
本發明涉及一種風扇葉輪，包括一輪轂、多個第一扇葉以及多個第二扇葉，並且第一扇葉的旋轉半徑大於第二扇葉的旋轉半徑，使輪轂旋轉時經由多個第一扇葉及多個第二扇葉所帶動產生的風量，可以在輪轂周圍產生均勻的流場，從而防止氣流在輪轂周圍產生壓力差以及紊流的發生，使風扇葉輪旋轉時所產生的氣流具有相當均勻的流場以及順暢的氣流排放量。
文檔編號F04D29/38GK102979761SQ20111026380
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月7日 優先權日2011年9月7日
發明者黃順治, 毛黛娟 申請人:技嘉科技股份有限公司