CN100590322C - 离心式风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种离心式风扇，具有蜗形外壳，内含驱动装置及受其驱动的风扇叶片。圆形承载座利用至少二支架固定于蜗形外壳上。驱动装置固定于承载座上。支架的轮廓线是以圆形承载座为基圆所延伸出的渐开线轨迹。而风扇叶片与支架的轮廓线会成垂直交错，使得由支架的间隙引入的气流与支架轮廓的冲击最小，进而减低恼人的窄频噪音。

Description

离心式风扇
技术领域
本发明涉及一种离心式风扇，特别是涉及一种具有消音功能的离心式风扇。
背景技术
随着计算机因应薄型化的市场需求，笔记型计算机机壳内部已无法预留出足够的自然对流空间，供散热设计所需的空间。尤其是高频元件(例如中央处理器和绘图芯片)已经面临相当散热设计执行上的瓶颈。因此，利用离心式风扇产生强制对流散热方法已经是现在笔记型计算机散热机制的主要架构。
而在风扇的设计上，乃是利用离心式风扇蜗形外壳产生的高静压高转速的特性，来克服笔记型计算机***内空间狭窄空气对流不易的问题。然而，高静压离心式风扇的特性也同时造成散热和噪音两难的局面。风扇噪音可分为宽频和窄频噪音两部分，其中又以恼人的窄频噪音为设计时极力避免的问题。
请参照图1，其绘示现有的一种离心式风扇的结构图。离心式风扇100的蜗形外壳102内含马达(未绘于图面)及风扇叶片108。马达固定于图中的承载座106的背面，并由三根支架104的支撑而固定于蜗形外壳102上。当马达驱动风扇叶片108旋转时，会造成牵引气流100，相比较于静止的支架104，牵引气流100的时速高达15～40公里。如图1中的支架104与承载座106及蜗形外壳102垂直的连接，会使得高速的牵引气流100冲击支架104，进而产生恼人的窄频噪音。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种具有消音功能的离心式风扇。
根据上述及其它目的，本发明提出一种具有消音功能离心式风扇。此离心式风扇具有蜗形外壳，内含驱动装置及受其驱动的风扇叶片。圆形承载座利用至少二支架固定于蜗形外壳上。驱动装置固定于承载座上。支架的轮廓线是以圆形承载座为基圆所延伸出的渐开线轨迹。而风扇叶片采用后掠式设计，且与支架的轮廓线会成垂直交错，使得由支架的间隙引入的气流与支架轮廓的冲击最小，进而减低恼人的窄频噪音。
由上述可知，本发明的离心式风扇是利用渐开线的特性，使支架与风扇叶片得以永远成直角交错，所以使得进入支架间隙的牵引气流与支架轮廓的冲击减到最小，进而降低窄频噪音。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：
图1为现有的一种离心式风扇的结构图；
图2为本发明一较佳实施例的一种离心式风扇的支架结构图；
图3为本发明一较佳实施例的一种离心式风扇支架的部分放大图；以及
图4为本发明一较佳实施例的一种渐开线原理的示意图。
主要元件符号说明：
100：离心式风扇                200：离心式风扇
102：蜗形外壳                  202：蜗形外壳
104：支架                      204：支架
106：承载座                    204a/204b：支架轮廓线
108：风扇叶片                  206：承载座
110：牵引气流                  208：风扇叶片
L：渐开线轨迹点距原点之距离    210：牵引气流
θ：渐开线轨迹点的夹角         212：驱动装置
R：渐开线基圆的半径            214：旋转方向
t：从零开始至无穷大的参数
具体实施方式
如上所述，本发明提供一种离心式风扇，其蜗形外壳上的支架的轮廓线是以马达承载座为基圆所得的渐开线所形成。风扇的叶片采用后掠式设计且其叶片均与支架的轮廓线垂直交错，而使得叶片旋转时所造成的牵引气流与支架的冲击减少，进而减低其所造成的窄频噪音。以下将配合较佳实施例来详细说明此离心式风扇的结构。
请参照图2，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种离心式风扇的支架结构图。离心式风扇200的蜗形外壳202内含驱动装置212(例如是马达)及风扇叶片108。驱动装置212固定于图中的承载座106的背面(以虚线表示处)，并由三根支架204的支撑而固定于蜗形外壳202上。支架204的支架轮廓线是以圆形承载座206为基圆所延伸出的渐开线轨迹。渐开线轨迹延伸的方向是与风扇叶片108旋转的方向214一致。因此，此渐开线轨迹的支架204能减少高速的牵引气流冲击支架204，进而降低恼人的窄频噪音。
请参照图3，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种离心式风扇支架的部分放大图。离心式风扇是利用风扇叶片108旋转产生水平方向的气流，经蜗形外壳202的结构所形成之流道，而将部份动能转变成为压力，再将气体送出。本较佳实施例的支架204的轮廓线204a及204b利用渐开线的特性，而降低气流与驱动装置212的冲击。风扇叶片108采用后掠式设计，亦即叶片与其风毂背风面的夹角小于直角。在本较佳实施例中，风扇叶片108的角度设计成与支架204的轮廓线204a及204b成垂直正交。因为渐开线的特性，所以一旦风扇叶片108与部分轮廓线204a及204b成垂直正交，则轮廓线204a及204b的其它部分也成垂直正交。渐开线的上述特性使得被风扇叶片108带入支架204间隙的牵引气流210可以在冲击最小的情况下，进入蜗形外壳202内的流道。
请参照图4，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种渐开线原理的示意图。上述的图2及图3的支架204的轮廓线的渐开线轨迹的数学计算可以由公式V＝Leiθ来达成，其中L＝R(1+t2)0.5、θ＝t-tan-1(t)。以上的代号V为渐开线轨迹、L为渐开线轨迹点距原点的距离，在本实施例中为渐开线轨迹点距圆形承载座圆心的距离、R为渐开线基圆的半径，在本实施例中为圆形承载座的半径、t为从零开始至无穷大的参数、而θ为渐开线轨迹点的夹角，该夹角是该渐开线轨迹点与该圆形承载座圆心的连线相对于该圆形承载座圆周上的一点与该圆点相连的半径线之间的夹角。
由以上述较佳实施例所得的实验结果可知，使用渐开线支架的离心式风扇之叶片通过频率(BPF)噪音可最多减少10db。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的离心式风扇是利用渐开线的特性，使支架与风扇叶片得以永远成直角交错，所以使得进入支架间隙的牵引气流与支架轮廓的冲击减到最小，进而降低窄频噪音。
虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (7)

1.一种离心式风扇，包括：
一蜗形外壳；
一圆形承载座；
一驱动装置，固定于该圆形承载座上；
至少二支架，连接该圆形承载座及该蜗形外壳，其中这些支架的轮廓线是以该圆形承载座为基圆所延伸出的一渐开线轨迹；以及
多个风扇叶片，由该驱动装置旋转，使气流由这些支架的间隙引入，这些风扇叶片与这些支架的轮廓线成垂直正交。
2.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该驱动装置为一马达。
3.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该渐开线轨迹的公式为V＝Leiθ，其中L＝R(1+t2)0.5、θ＝t-tan-1(t)、V为渐开线轨迹、L为渐开线轨迹点距该圆形承载座圆心的距离、R为该圆形承载座的半径、t为从零开始至无穷大的参数、而θ为渐开线轨迹点的夹角，该夹角是该渐开线轨迹点与该圆形承载座圆心的连线相对于该圆形承载座圆周上的一点与该圆点相连的半径线之间的夹角。
4.一种离心式风扇，包括：
一蜗形外壳；
一圆形承载座；
一驱动装置，固定于该圆形承载座上；
至少二支架，连接该圆形承载座及该蜗形外壳，其中这些支架的轮廓线是以该圆形承载座为基圆所延伸出的一渐开线轨迹；以及
多个风扇叶片，由该驱动装置旋转，使气流由这些支架的间隙引入，且这些风扇叶片与这些支架的轮廓线成垂直交错。
5.如权利要求4所述的离心式风扇，其中该驱动装置为一马达。
6.如权利要求4所述的离心式风扇，其中该渐开线轨迹线的公式为V＝Leiθ，其中L＝R(1+t2)0.5、θ＝t-tan-1(t)、V为渐开线轨迹、L为渐开线轨迹点距该圆形承载座圆心的距离、R为该圆形承载座的半径、t为从零开始至无穷大的参数、而θ为渐开线轨迹点的夹角，该夹角是该渐开线轨迹点与该圆形承载座圆心的连线相对于该圆形承载座圆周上的一点与该圆点相连的半径线之间的夹角。
7.如权利要求4所述的离心式风扇，其中该多个风扇叶片为一后掠式风扇叶片。
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