[发明专利]风扇及其叶轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种风扇及其叶轮，特别是涉及一种高效率且低噪音的风扇及其叶轮。

背景技术

随着电子装置效能的不断提高，散热装置或散热系统已成为现行电子装置中不可或缺的配备之一，因为电子装置所产生的热能若不加以适当地散逸，轻则造成效能变差，重则会导致电子装置的烧毁。散热装置对于微电子元件(例如集成电路，integrated circuits)而言更是重要，因为随着积集度的增加以及封装技术的进步，使得集成电路的面积不断地缩小，同时每单位面积所累积的热能也相对地会更高，故高散热效能的散热装置一直是电子产业界所积极研发的对象。

在现今的发热系统中，最广泛使用的散热装置为风扇。请参照图1A与图1B，图1A为现有风扇的叶轮示意图，而图1B为图1A中叶轮的扇叶安装角示意图。在图1A中，现有风扇的叶轮12包括一轮毂121及多个扇叶122环设于轮毂121周缘。一般而言，为了使风扇具有大风量、大风压的表现，扇叶122都以大于40度的角度方式设置于轮毂121周缘，亦即扇叶的安装角θ1大于40度，如图1B所示。

然而，当气流流经扇叶122时，由于安装角θ1过大，使得气流进入扇叶122的角度(即θ1-θr1)过大而产生气流剥离现象，在扇叶122的吸力面处便会产生涡流。

再者，因涡流所产生的压力震荡也是宽频噪音的来源，且较大的扇叶安装角θ1也会于扇叶122表面产生较大的压力变化，使扇叶频率的噪音值与噪讯比(Prominence Ratio)提高。就效率方面，由于传统风扇所消耗的电流较大，且因失速较早发生，使得操作区的静压明显降低，而导致效率下降，故现有风扇在耗能、噪音与操作区方面的表现不尽理想。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明提出一种风扇及其叶轮，通过减小扇叶的安装角，可有效减低风扇的负载与消耗功率，进而提高风扇整体效率，改善传统风扇效率差的缺点。再者，叶轮在设计上可搭配适当的轮毂尺寸与扇叶截弦比，可改善流场的顺畅度与特性，减低噪音产生并提高操作区，使风扇的整体效能得以改善。

根据本发明的目的，提出一种风扇，例如为一轴流式风扇，包括一扇框、一叶轮，以及一马达。扇框具有一框体、一底座及至少一支撑件，底座通过支撑件与框体连接。叶轮设置于底座上，且叶轮包括一轮毂与多个扇叶，多个扇叶环设于轮毂。马达与叶轮连接并驱动叶轮转动。其中每一扇叶是以一预定角度的安装角连接于轮毂，且预定角度介于22.5度至36度之间。

如上述的风扇，其中框体呈大致方形、圆形、椭圆形或菱形，框体的长度与高度比介于0.3至0.7之间，且框体的长度大于或等于38.0毫米(mm)。支撑件为一肋条或静叶，且支撑件呈渐进上扬的形状。框体更具有一入风口、一出风口以及至少一外扩部，例如为导角、斜角、导斜角或大R角。外扩部与框体相连且设置于入风口或出风口，可增加气流流入或流出的面积。

根据本发明的另一目的，更提出一种叶轮，其包括一轮毂以及多个扇叶。多个扇叶环设于轮毂，且每一扇叶以一预定角度的安装角连接于轮毂，预定角度介于22.5度至36度之间。其中每一扇叶具有一外侧边缘(b1)与一内侧边缘(b2)，外侧边缘远离轮毂，而内侧边缘位于扇叶与轮毂相连处，每一扇叶的叶长(W)除以外侧边缘(b1)与内侧边缘(b2)的平均值即得出扇叶的截弦比(A)，且截弦比介于0.2至2.0之间。

如上述的叶轮，其中每一扇叶呈渐进上扬的形状。在每一扇叶的剖面上，自内侧边缘至外侧边缘间具有一呈直线或曲线的引导线。轮毂与多个扇叶为一体成型，且轮毂与多个扇叶的材质为塑料、压克力、金属或合金。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1A为现有风扇的叶轮示意图；

图1B为图1A中叶轮的扇叶安装角示意图；

图2为本发明的较佳实施例的风扇的剖面示意图；

图3为图2中叶轮的扇叶安装角示意图；

图4为图2中扇叶截弦比的示意图；

图5为现有风扇与本发明风扇的特性曲线(风压对风量)比较图；

图6为现有风扇与本发明风扇的噪音测试比较图。

主要元件符号说明

12、22：叶轮          121、221：轮毂

122、222：扇叶        20：风扇

24：扇框              241：框体

242：底座             243：支撑件

244：入风口           245：出风口