CN101089405B - 风扇装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风扇装置，该风扇装置包括：叶轮；马达，该马达可操作从而以与所述叶轮同心的方式相对于中心轴线旋转；多个定子叶片，这些定子叶片与所述叶轮轴向相对地、大致沿径向布置；连接到所述定子叶片的支撑部分，其中所述定子叶片均包括沿所述径向的弯曲部分，并且各定子叶片延伸的方向在其所述弯曲部分处沿着大致垂直于所述轴向的假想表面改变，其中，各定子叶片的布置成比所述弯曲部分更靠近所述支撑部分的部分相对于所述中心轴线朝向所述叶轮的旋转方向转向、且比所述弯曲部分更远离所述支撑部分的部分朝向所述叶轮的旋转方向倾斜。

Description

风扇装置
技术领域
本发明涉及一种具有定子叶片的风扇装置。
背景技术
近年来，随着电子设备性能的增强，由电子设备的内部构件散发的热量增加。为了控制电子设备内部的温度升高，使用风扇装置。
对于风扇装置主要有两种功能。这两种功能是：(a)将电子构件内部的热空气排出容纳电子构件的壳体外，和(b)直接向电子设备内部的发热构件提供冷空气以降低电子构件的温度。为了实现上述功能(a)，风扇装置需要具有高的空气流速和高的静压，而为了实现功能(b)，除了高的空气流速和高的静压之外还需要有效的风速分布。以下，风速分布是指定义从风扇装置的空气出口排放的空气流分布的特性。应注意，安静程度也是功能(a)和(b)的重要因素。
根据通常的风扇装置，当空气流从空气出口排放时，空气流由于叶轮旋转的离心力而相对于叶轮沿径向散布。但是，为了提高风扇装置的冷却效率，重要的是将空气流引向发热的部位。
通常，风扇装置包括使用模具通过树脂成型形成的壳体。下面将描述通过树脂成型来制造壳体的通常的制造方法。树脂成型所用的模具包括固定模具部分和滑动模具部分。当固定模具部分和滑动模具部分叠放时，在它们之间会产生一空间，该空间具有与模具所形成的壳体的形状大致相同的形状。使滑动模具部分朝向固定模具部分滑动，并向它们之间产生的空间提供树脂。在树脂根据滑动模具部分和固定模具部分之间的空间成形后，从它们移除树脂。如图7所示，在如上所述的方法中，当从固定模具部分移除滑动模具部分时，沿着如箭头A3所示的方向移除滑动模具部分。因此，在A3方向上与倾斜部分4a的上部相对应的部分处不可避免地会产生过度***部分。尽管使用具有沿图7所示的A1方向滑动的滑动部分的模具，会减少关于过度***部分6的问题，但是会增加壳体的制造成本，这会产生问题。
如前面所述，对于具有定子叶片的风扇装置来说提高空气流的效率和安静程度是关键的。
而且，由于包括定子叶片的壳体的结构产生的过度***部分的问题在于，该过度***部分会影响风扇装置的空气流的流量、空气流分布和安静程度。因此，关键在于如何控制该过度***部分的影响。
为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供了一种风扇装置，该风扇装置具有改善的空气流量、风速分布和安静程度。
而且，本发明的优选实施例提供了一种风扇装置，该风扇装置可操作以控制由于包括定子叶片的壳体的结构产生的过度***部分的影响。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供了一种风扇装置，该风扇装置包括：叶轮；马达，该马达可操作从而以与所述叶轮同心的方式相对于中心轴线旋转；多个定子叶片，这些定子叶片与所述叶轮轴向相对地、大致沿径向布置；以及连接到所述定子叶片的马达的支撑部分。所述定子叶片均包括沿所述径向的弯曲部分，并且各定子叶片延伸的方向在其所述弯曲部分处沿着大致垂直于所述轴向的假想表面改变。各定子叶片的布置成比所述弯曲部分更靠近所述支撑部分的部分相对于所述中心轴线朝向所述叶轮的旋转方向转向、且比所述弯曲部分更远离所述支撑部分的部分朝向所述叶轮的旋转方向倾斜。
而且，本发明的优选实施例提供了一种风扇装置，该风扇装置具有：叶轮，该叶轮可操作，从而在该叶轮旋转时从一个轴向端吸入空气并且从另一轴向端排放所述空气；马达，该马达可操作从而以与所述叶轮同心的方式相对于中心轴线旋转；壳体，该壳体包括环绕所述叶轮的外框架部分和布置在所述轴向端处以支撑所述马达的支撑部分；以及多个定子叶片，这些定子叶片与所述轴向端相对地、沿径向布置。所述定子叶片均布置成连接所述支撑部分和所述外框架部分，并且所述定子叶片的与所述支撑部分连接的部分朝向所述叶轮的旋转方向倾斜。所述定子叶片均包括沿所述径向的弯曲部分，并且各定子叶片延伸的方向在其所述弯曲部分处沿着大致垂直于所述轴向的假想表面改变，其中，各定子叶片的布置成比所述弯曲部分更靠近所述支撑部分的部分相对于所述中心轴线朝向所述叶轮的旋转方向转向、且比所述弯曲部分更远离所述支撑部分的部分朝向所述叶轮的旋转方向倾斜。
从下面参照附图对本发明优选实施例的详细描述，将更加明白本发明的其它特征、元件、步骤、特性和优点。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的风扇装置的示意性平面图。
图2是图1所示的风扇装置的示意性剖视图。
图3是图1所示的风扇装置的壳体的示意性平面图。
图4是图3所示的壳体的一部分的放大立体图。
图5是表示对图1所示的风扇装置和传统的风扇装置进行的模拟试验结果的曲线图。
图6是传统风扇装置的其中布置有定子叶片的部分的放大立体图。
图7是图6所示的所述部分的示意性剖视图。
具体实施方式
下面将描述根据本发明的风扇装置的优选实施例。应注意，这里对本发明优选实施例的描述中，用于描述相应部件之间的位置关系和方向的诸如上、下、左、右、向上、向下、顶和底的词语仅指附图中的位置关系和方向。这些词语不是指安装在实际装置中的部件的位置关系和方向。而且，应注意，以下显示的附图标记、图号和补充描述用于帮助读者找到在优选实施例的以下描述中的相应构件，以便于理解本发明。应理解，这些表达绝不以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据本发明优选实施例的风扇装置的平面图，而图2是其剖视图。如图1和图2所示，风扇装置11包括叶轮12、马达部分13、电路板14和壳体15。电路板14包括控制电路，该控制电路通过控制对马达部分13的配电而控制叶轮12的旋转。壳体15中容纳有叶轮12，并且该壳体支撑马达部分13和电路板14。而且，如图3所示，壳体15包括用于环绕地容纳叶轮12的外框架部分21、以及多个定子叶片24。均呈大致类似薄板形状的定子叶片24以径向的方式布置，其中，各定子叶片24的一端附接于布置在外框架部分21内的支撑部分22，而另一端附接于外框架部分21的内表面23。外框架部分21在从轴向端看时具有大致方形形状。支撑部分22布置在供排放空气流的轴向端处并在限定于外框架部分21内的开口中，并且支撑马达部分13和电路板14。定子叶片24均调整因叶轮12的旋转产生的空气流的方向(即，沿预定方向引导空气流，并增加静压)。而且，定子叶片24均支撑支撑部分22。定子叶片24的主要目的在于引导空气流。定子叶片24均相对于轴向A3倾斜(见图2)。
为了稳定空气流，外框架部分21的内表面23包括倾斜部分23a和23b，在所述倾斜部分处，其部分沿轴向越远，则该部分就越径向向外(见图2)。多个定子叶片24(在当前优选实施例中为七个)在其一端附接至布置在内表面23的排放端处的相应倾斜部分23b。
而且，各定子叶片24均包括弯曲部分25，在该弯曲部分处，定子叶片延伸的方向沿着大致垂直于轴向的假想表面改变。具体地说，如图3和图4所示，根据本发明的优选实施例，弯曲部分25在沿轴向端看时优选地布置在内表面23处的倾斜部分23b的最靠近中心轴线的部分附近。而且，各定子叶片24的布置成朝向中心轴线比弯曲部分25更向内的部分朝向叶轮12的旋转方向转向(即，当从轴向端看时，定子叶片24的更靠近中心轴线的所述部分并没有从弯曲部分25直指向中心轴线)，所述部分朝向叶轮12的旋转方向成弧形并相对于轴向A3倾斜。另外，各定子叶片24的从弯曲部分25朝向外框架部分21的部分朝向旋转方向A2弯曲。
壳体15是由树脂材料制成的单个构件，并包括外框架部分21、支撑部分22和所述多个定子叶片24。这样制成壳体15，即：使用如上所述具有固定模具部分和滑动模具部分的模具，其中使滑动模具部分沿轴向A3滑动。因此，如图4所示，在倾斜部分23b附近不可避免地会产生过度***部分26。
由于各定子叶片24在其弯曲部分25处相对于轴向A3倾斜，从而当从一个轴向端看时，其宽度最薄(即，定子叶片与轴向A3大致正交)。因此，将改善关于流量、风速分布和安静程度的特性。具体地说，根据本发明优选实施例的壳体15的结构的特征在于，在定子叶片24的附接于内表面23的部分与内表面23之间产生的角度θ(见图3)明显不同于由传统壳体的结构的相应部分产生的角度。应理解，在表示定子叶片24的径向最外部分(24b)方向的直线B1与表示内表面23方向的直线B2之间的交叉处测量角度θ。
具体地说，如图6所示，定子叶片1附接于外框架部分3的内表面4，同时定子叶片1仍指向与叶轮的旋转方向相反的方向。也就是说，根据本发明的优选实施例，在过度***部分26产生的部分处定子叶片24相对于径向A1的倾斜完全不同于传统的壳体。
因此，由于对用于形成壳体15和传统壳体的模具的结构施加的限制，根据本发明优选实施例在定子叶片24附近产生的过度***部分26的结构和环绕过度***部分26的区域的结构不同于在定子叶片1附近产生的过度***部分6的结构和环绕过度***部分6的区域的结构。由于该明显的区别，与传统的风扇装置相比，根据本发明优选实施例的风扇装置能够更好地控制风量、风速分布和安静程度，从而改善其特性。具体地说，定子叶片24包括布置在这样的部分处的弯曲部分25，该部分在内表面23处的具有最小直径的倾斜部分23b附近。由于该结构，流过风扇装置的开口的空气流被定子叶片24的一部分24a引导，该部分24a布置在定子叶片24的弯曲部分25的径向内侧，朝向与叶轮12的旋转相反的方向成弧形，并相对于轴向A3倾斜。而且，对于经过在倾斜部分23b附近的所述部分并受过度***部分26影响最大的空气流，定子叶片24相对于叶轮12的旋转方向倾斜，从而使过度***部分26对空气流的影响最小。
这里，由于经由叶轮12对从风扇装置排放的空气流施加了分别沿旋转方向A2和径向A1的旋转分量和离心力，因此迫使空气流沿不平行于轴向A3的径向A1散布。而且，相对来说，经过叶轮12的外部分的空气流的风速比经过内部分的空气流的风速要大。因此，如果有效地控制经过叶轮12的外部分的空气流，那么将改善风量和安静程度。
为了解决上述现象，根据本发明优选实施例的定子叶片24在径向向外部分24b处朝向旋转方向A2弯曲。因此，定子叶片24的在弯曲部分25径向外侧的部分与从其经过的空气流的干涉最小。由于该结构，与根据传统结构的风扇装置相比，可以使空气流的能量损失最小，同时将改善风量和安静程度。
而且，过度***部分26的形状形成为与将定子叶片24附接于内部分23的方式一致。具体地说，如图4所示，根据本发明的优选实施例，由于径向向外部分24b朝向旋转方向A2成弧形，因此角部26a(见图4)具有钝角。另一方面，如图6所示，根据传统的结构，由于整个定子叶片1朝向与旋转方向A2相反的方向成弧形，因此角部6a的角度将因而为锐角。
由于过度***部分6的结构与过度***部分26的结构的差别，本发明的优选实施例改善了与安静程度有关的方面的特性。即，当如在传统结构中，过度***部分6的角部6a具有锐角时，在空气流经过过度***部分6时会出现流动分离，因此不会实现期望的安静程度。另一方面，由于根据本发明优选实施例的过度***部分26的角部26a具有钝角，因此会使空气流经过过度***部分26时的流动分离最小化，因此可实现期望的安静程度。
图5是表示对根据本发明优选实施例的风扇装置11和图6所示的传统的风扇装置进行的测量结果的曲线图。应注意，风扇装置11和传统的风扇装置都具有等同于叶轮12的叶轮。曲线图中所示的线L1a和L1b表示根据基于本发明优选实施例的风扇装置11在由叶轮12产生的空气流的噪音水平为50dBA时的PQ特性和叶轮12的旋转速度。曲线图中所示的线L2a和L2b表示根据传统的风扇装置在由叶轮12产生的空气流的噪音水平为50dBA时的PQ特性和叶轮12的旋转速度。以下，PQ特性是指风扇装置的基于其静压与流量之间的相关性的特性。
如图5清楚所示，当根据本发明优选实施例的风扇装置和传统的风扇装置操作以产生相同的噪音水平时，风扇装置11在任何流量都获得较高的静压值。而且，风扇11可以比传统的风扇装置以较高的转速操作。也就是说，在使用叶轮12时，与图6所示的传统的定子叶片相比，根据本发明优选实施例的定子叶片24可获得较小值。
应注意，尽管从加强模具的角度，将过度***部分26描述成在形成定子叶片24的同时由于对滑动模具部分相对于固定模具部分运动所沿的方向施加限制而产生的部分，但是在过度***部分26处可以包括宽表面部分27(见图3和图4)。

Claims (8)

1.一种风扇装置，该风扇装置包括：
叶轮；
马达，该马达可操作从而以与所述叶轮同心的方式相对于中心轴线旋转；
多个定子叶片，这些定子叶片与所述叶轮轴向相对地、大致沿径向布置；以及
连接到所述定子叶片的马达的支撑部分，其中
所述定子叶片均包括沿所述径向的弯曲部分，并且
各定子叶片延伸的方向在其所述弯曲部分处沿着大致垂直于所述轴向的假想表面改变，
其中，各定子叶片的布置成比所述弯曲部分更靠近所述支撑部分的部分相对于所述中心轴线朝向所述叶轮的旋转方向转向、且比所述弯曲部分更远离所述支撑部分的部分朝向所述叶轮的旋转方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于，所述定子叶片的所述弯曲部分布置在所述定子叶片的比所述定子叶片的径向中心部分更远离所述中心轴线的部分处。
3.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于，该风扇装置还包括壳体，该壳体布置成在其中容纳所述叶轮并支撑所述马达，其中
所述壳体包括大致方形的外框架部分，该外框架部分可操作以在其中环绕地容纳所述叶轮，
所述外框架部分在其内表面处包括倾斜部分，在该倾斜部分处，在所述内表面内侧限定的空间朝向轴向端增加，并且
所述壳体包括所述支撑部分，所述定子叶片均布置成连接所述倾斜部分和所述壳体的所述支撑部分。
4.根据权利要求3所述的风扇装置，其特征在于，各定子叶片的所述弯曲部分布置在所述倾斜部分的最靠近所述中心轴线的部分附近。
5.根据权利要求3所述的风扇装置，其特征在于，所述壳体和各定子叶片由树脂制成，并且通过模具而制成单个构件。
6.一种风扇装置，该风扇装置包括：
叶轮，该叶轮可操作，从而在该叶轮旋转时从一个轴向端吸入空气并且从另一轴向端排放所述空气；
马达，该马达可操作从而以与所述叶轮同心的方式相对于中心轴线旋转；
壳体，该壳体包括环绕所述叶轮的外框架部分和布置在所述轴向端处以支撑所述马达的支撑部分；以及
多个定子叶片，这些定子叶片与所述轴向端相对地、大致沿径向布置，其中
所述定子叶片均布置成连接所述支撑部分和所述外框架部分，并且
所述定子叶片的与所述支撑部分连接的部分朝向所述叶轮的旋转方向倾斜，
所述定子叶片均包括沿所述径向的弯曲部分，并且
各定子叶片延伸的方向在其所述弯曲部分处沿着大致垂直于所述轴向的假想表面改变，
其中，各定子叶片的布置成比所述弯曲部分更靠近所述支撑部分的部分相对于所述中心轴线朝向所述叶轮的旋转方向转向、且比所述弯曲部分更远离所述支撑部分的部分朝向所述叶轮的旋转方向倾斜。
7.根据权利要求6所述的风扇装置，其特征在于，所述壳体和各定子叶片由树脂制成，并且通过模具而制成单个构件。
8.根据权利要求6所述的风扇装置，其特征在于，所述外框架部分在其内表面处包括倾斜部分，在该倾斜部分处，在所述内表面内侧限定的空间朝向轴向端增加，所述壳体在沿轴向看时具有大致矩形形状，该大致矩形形状在其中的四个角部处包括所述倾斜部分。
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