風扇及其葉輪的製作方法

2023-05-13 22:47:26 1

專利名稱：風扇及其葉輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種風扇及其葉輪，特別是涉及一種能夠提高性能的風扇 及其葉輪。
背景技術：
風扇的工作效能，是以風扇能產生的風壓及風量為指標，為提高風壓 及風量，改變扇葉的安裝角度或是提高風扇的轉速是方法之一。然而，在 提高風扇轉速或是改變扇葉的安裝角度之後，噪音卻隨之增加。
圖1為現有的風扇的剖視圖。現有的風扇1包括有一扇框10， 一馬達 11及一葉輪12。扇框10包括一殼體103、 一底座104以及至少一肋條105 連接殼體103與底座104。扇框10具有一入風口 101及一出風口 102，底 座104設置於出風口處102,殼體103於入風口處101及出風口處102分別 具有第一導角108及第二導角109,第一導角108及第二導角109為一斜面 設計，以輔助氣流導入及導出。
葉輪12包括一輪轂121及多個扇葉122環設於輪轂121的周緣，然而， 由於扇框10內部的空間不足，因此，輪轂121在設計上為垂直的設計。當 氣流由入風口 101導入後，由於輪轂121為垂直結構，因此，氣流直接經 由第二導角109由出風口處102導出，亦即氣流加壓的效果並不顯著，如 此一來，現有的風扇1在特性上無法有良好的表現。
因此，如何提供一種風扇及其扇框，其可提高風扇的風壓及風量，進 而增進風扇的工作效能，實為重要的課題之一。

發明內容
有鑑於上述課題，本發明的目的在於提供一種葉輪，其可增加風扇的 風壓及風量。
本發明的另一目的是提供一種風扇，其通過設置於輪轂的導流結構，使流道縮小以擠壓氣流，並進而提高風扇的風量及風壓。
基於上述或其他目的，本發明提出一種葉輪，包括一輪轂及多個扇葉， 輪轂具有至少一曲形表面，而多個扇葉環設於輪轂的周緣。輪轂的頂面外
徑與底面外徑的比例小於0.45。輪轂的曲形表面與頂面的切線的夾角介於0 度至45度之間。輪轂的曲形表面與底面的夾角介於30度至75度之間。曲 形表面為一連續或非連續的曲線。曲形表面的二端點間的連線水平線之間 具有一夾角，夾角小於70度。
基於上述或其他目的，本發明另提出一種風扇，包括一扇框、 一葉輪 及一馬達，葉輪容置於扇框內，馬達設置於葉輪內並通過馬達驅動，葉輪 具有 一輪轂及多個扇葉環設於輪轂的周緣，輪轂具有 一 導流結構設置於其 周緣外側且具有至少一 曲形表面。其中導流結構與輪轂是一體成型的結構。 其中扇框更包括一連接件設置於扇框與底座之間。連接件與底座及扇框為 一體成形的結構。連接件包括多個肋條或靜葉。
承上所述，本發明利用設置於輪轂的導流結構，使風扇的流道縮小以 使氣流產生擠壓，因此，可使氣流的流速改變。與現有技術相比較，本發 明可增加氣流的流速，進而提高風扇的風量及風，如此一來，可改善風扇 的性能表現。


圖1為一種現有的風扇的剖視圖2為依據本發明較佳實施例的一種風扇的剖視圖；以及
圖3為本發明風扇及現有風扇的風量與風壓的關係曲線比較圖。
元件標號說明
1、 2風扇121、301輪轂
10、 20扇框122、302扇葉
11、 40馬達204連接件
12、 30葉輪303導流結構
101、 21入風口311頂面
102、 22出風口312底面
103、 201殼體Dl、D2外徑
104、 202底座D3內徑105 肋條
108 第一導角
109 第二導角
Hl、 H3 高度
ei、 e2 切線夾角
03 水平線夾角
具體實施例方式
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例的一種風扇及其葉輪， 其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
圖2是本發明的一較佳實施例的風扇的剖視圖。請參閱圖2,風扇2 較佳地為一軸流式風扇，其包括一扇框20、 一葉輪30以及一馬達40。葉 輪30及馬達40容置於扇框20內，扇框20包括一具有貫通孔的殼體201, 框體大致呈方形、圓形、橢圓形或菱形。另外，扇框20包括一底座202及 至少一連接件204,底座202較佳地設置於風扇的出風口處22，連接件204 設置於殼體201與底座202之間，用以支撐底座202。在本實施例中，連接 件204可為多個肋條(rib)或靜葉(stationary blade)，並與底座202及殼體 201 —體成型製成。另外，葉輪30包括有一輪轂301及多個扇葉302環設 於輪轂301的周緣，馬達40設置於輪轂301內部，而葉輪30位於扇框的 底座202上，葉輪30是通過馬達40驅動得以旋轉。
值得注意的是，為了提高風扇的風壓及風量，本發明的葉輪30具有導 流結構303設置於葉輪的輪轂301的周緣外側，並且與輪轂301 —體成型 製成。在本實施例中，葉輪的輪轂301具有一頂面311及一底面312，且輪 轂的外徑系自頂面朝底面遞增，葉輪的扇葉302環設於導流結構303的周 緣，導流結構303具有至少一曲形表面，曲形表面為一連續或非連續的曲 線。當然，也可以是輪轂301具有一曲形表面，而導流結構303設置於輪 轂301的周緣外側。由於本發明的葉輪的設計，當氣流經由入風口處21流 經導流結構303時，氣流會因流道縮減而產生擠壓，因此，氣流的流速會 加快，同時也使壓力提高。
承上述，本發明的葉輪的設計如下所迷，請參閱圖2，輪轂的頂面311 的外徑D1與輪轂的底面312的外徑D2的比例小於0.45，輪轂的頂面311 的外徑Dl與扇框20的內徑D3的比例小於0.35。另外，輪轂301的高度 Hl與扇框20的高度H3之間的比例大於0.6。導流結構303與頂面31 i的切線夾角W介於0度至45度之間，導流結構303與底面312的夾角02介 於30度至75度之間。導流結構303的曲面，其二端點間連成直線時，直 線與水平線夾角W小於70度。
當馬達40運轉並帶動葉輪30轉動時，經由設置於輪轂301上扇葉302 的運作，使風扇2與外界產生壓力差，因此，氣流由入風口 21進入並通過 導角導引進入扇框內，並往出風口 22方向流動。由於本發明的導流結構303 的表面為連續地設置，且是具有曲面的設計，因此，當氣流流經導流結構 303時，由於流道的縮減，會造成氣流產生擠壓並使氣流流速加快，同時， 也使氣流壓力提升。。
圖3為現有風扇與本發明風扇的風壓與風量特性比較圖，由實驗數據 可知，本發明的風扇能有效地提高風量及風壓，在相同風量下，本發明的 風扇相比較於與現有的風扇，其最大風壓大約提高1.4倍，在相同風壓下， 最大風量大約提高1.15倍。
綜上所述，本發明的風扇具有下列優點
本發明利用設置於輪轂的導流結構，使風扇的流道縮小以使氣流產生 擠壓，因此，可使氣流的流速改變。與現有技術相比較，本發明可增加氣 流的流速，進而提高風扇的風量及風壓，如此一來，可改善風扇的性能表 現。
雖然結合以上較佳實施例揭露了本發明，然而其並非用以限定本發明， 任何熟悉此技術者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作一些的更動 與潤飾，因此本發明的保護範圍應以權利要求所界定的為準。
權利要求
1. 一種葉輪，適用於一風扇，包括一輪轂，具有至少一曲形表面；以及多個扇葉，環設於該輪轂的周緣。
2. 如權利要求1所述的葉輪，其中該輪轂具有一頂面及一底面，該輪 轂的外徑是自該頂面朝該底面遞增。
3. 如權利要求2所述的葉輪 的比例小於0.45。
4. 如權利要求2所述的葉輪 夾角介於0度至45度之間。
5. 如權利要求2所述的葉輪 是介於30度至75度之間。
6. 如權利要求1所述的葉輪 線與水平線之間具有一夾角，該夾角小於70度。
7. —種風扇，包括 一扇框；一葉輪，容置於該扇框內，該葉輪括一輪轂及多個環設於該輪轂周緣 的扇葉，其中該輪轂具有一導流結構，設置於其周緣外側且具有至少一曲 形表面；以及一馬達，設置於該輪轂內，且該葉輪是通過該馬達驅動。
8. 如權利要求7所述的風扇，其中該導流結構與該輪轂是一體成型的 結構。
9. 如權利要求7所述的風扇，其中該輪轂包括有一頂面及一底面，且 該輪轂的外徑是自該頂面朝該底面遞增。
10. 如權利要求9所述的風扇，其中該輪轂的頂面外徑與扇框的內徑的 比例小於0.35,該輪轂的頂面外徑與該輪轂的底面外徑的比例小於0.45。
11. 如權利要求7所述的風扇，其中該輪轂的高度與該扇框的高度比例 大於0.6。
12. 如權利要求9所述的風扇，其中該導流結構與該輪轂頂面的切線夾其中該輪轂的頂面外徑與該底面的外徑 其中該輪轂的曲形表面與該頂面的切線 其中該輪轂的曲形表面與該底面的夾角 其中該輪轂的曲形表面的二端點間的連角介於0度至45度之間，該導流結構與該輪轂底面的夾角介於30度至75 度之間。
13. 如權利要求7所述的風扇，其中該曲形表面的二端點間的連線與水 平線之間具有一夾角，該夾角小於70度。
14. 如權利要求7所述的風扇，其中該扇框更包括一連接件，設置於該 扇框與該底座之間，該連接件包括多個肋條或靜葉。
15. 如權利要求14所述的風扇，其中該連接件與該底座及該扇框為一 體成形的結構。
全文摘要
本發明公開一種葉輪，適用於一風扇，葉輪包括一輪轂及多個扇葉環設於輪轂的周緣，而輪轂具有至少一曲形表面。
文檔編號F04D25/06GK101285483SQ200710089900
公開日2008年10月15日 申請日期2007年4月10日 優先權日2007年4月10日
發明者張楯成, 許碩修 申請人:臺達電子工業股份有限公司