CN102927019A - 离心式风扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种离心式风扇，其包含壳体、驱动装置与叶片。壳体包含圆形承载座与支架。支架实体连接壳体与圆形承载座，且支架具有轮廓线。驱动装置设置于圆形承载座上。叶片具有弧形外形，位于壳体内。在使用时，驱动装置带动叶片转动，且支架的轮廓线为叶片与支架的正交曲线轨迹。

Description

离心式风扇

技术领域

本发明涉及一种离心式风扇。

背景技术

电子设备于运转过程中通常会产生热量，若不将此热量有效率地排除，轻则电子设备容易发生当机的状况，严重时则可能会烧毁电子设备(例如笔记型电脑)中的电子元件，而造成财产损失或让使用者受到伤害。一般来说，设计者会在电子设备中设置离心式风扇来解决温度过高的问题。离心式风扇具有风扇叶片与驱动装置，通过气流可以排除电子设备于运转中所产生的热。

近年来，电子芯片因具有较高的效能而会产生较高的温度，使得离心式风扇中的驱动装置可能需具有较高的转速来增强风量。然而，越高转速的风扇叶片会伴随较大的噪音，而造成使用者不适。

图1绘示泛用型离心式风扇100的俯视图。如图所示，泛用型的离心式风扇100包含壳体110、驱动装置130与叶片120。壳体110具有承载座112与支架114。由于壳体110与承载座112间的支架114未经过设计，因此每个支架114的轮廓线一般为两平行直线。当驱动装置130驱动叶片120以方向140转动时，气流会由支架114间的镂空区域116引入而由出风口118流出，此时气流会冲击支架114而产生较大的窄频噪音。

就制造方面而言，为了减少泛用型离心式风扇产生的噪音，制造者可能利用其他的材料来抑制噪音，例如增加外部电子设备的壳体厚度或于离心式风扇附近增加隔音板或吸音棉等材料。如此一来，不仅造成材料的浪费而增加成本，还可能因设置多余的元件让电子设备内部的空间变小，影响其他电子元件原本的位置。此外，现今的风扇叶片具有多种型式，若制造者使用相同的外壳来容置不同型式的叶片，即使风扇的大小相同，噪音的大小也会不同，而增加品质管控的困难。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种离心式风扇，以解决上述问题。

为达上述目的，根据本发明一实施方式，一种离心式风扇包含壳体、驱动装置与叶片。壳体包含圆形承载座与至少两个支架。这些支架分别实体连接壳体与圆形承载座，且支架分别具有两个轮廓线。驱动装置设置于圆形承载座上。叶片具有弧形外形，位于壳体内。在使用时，驱动装置带动叶片转动，且支架的轮廓线为叶片与支架的正交曲线轨迹。

根据本发明另一实施方式，一种离心式风扇包含壳体、驱动装置与叶片。壳体包含圆形承载座与至少两个支架。这些支架分别实体连接壳体与圆形承载座，且支架分别具有两个轮廓线。驱动装置设置于圆形承载座上。叶片具有弧形外形，位于壳体内。在使用时，驱动装置带动叶片转动，且支架的轮廓线与叶片交错时皆为正交。

在本发明一实施方式中，其中上述叶片为后掠式风扇叶片。

在本发明一实施方式中，其中上述叶片与支架的正交曲线轨迹以极座标表示为V＝R·e^iφ-(R-r)·e^iθ，其中dφ/dθ＝[(R-r)/R]·cos(θ-φ)，而θ为叶片曲率中心与圆形承载座圆心的夹角、φ为正交曲线轨迹与叶片的交点至叶片曲率中心的夹角、r为圆形承载座的半径、R为叶片的曲率半径。

在本发明一实施方式中，其中上述支架的轮廓线以极座标表示为V＝R·e^iφ-(R-r)·e^iθ，其中dφ/dθ＝[(R-r)/R]·cos(θ-φ)，而θ为叶片曲率中心与圆形承载座圆心的夹角、φ为轮廓线与叶片的交点至叶片曲率中心的夹角、r为圆形承载座的半径、R为叶片的曲率半径。

在本发明一实施方式中，其中上述圆形承载座与支架为一体成型。

在本发明一实施方式中，其中上述驱动装置为马达。

在本发明上述实施方式中，由于支架的轮廓线为叶片与支架的正交曲线轨迹或者支架的轮廓线与叶片交错时皆为正交，因此当驱动装置带动叶片转动时，离心式风扇会由支架的镂空区域引入气流，而气流对这样的支架会有较低的冲击，进而减低恼人的噪音。此外，制造者不需为了降低气流产生的噪音而增加离心式风扇外部的电子设备壳体厚度，也不需于离心式风扇附近增加隔音板或吸音棉等材料，而降低材料的成本。

附图说明

图1为泛用型离心式风扇的俯视图；

图2为本发明一实施方式的离心式风扇的俯视图；

图3为图2的离心式风扇的局部放大图；

图4为本发明另一实施方式的离心式风扇的俯视图；

图5为图4的离心式风扇的局部放大图；

图6为本发明一实施方式的正交曲线原理的示意图。

主要元件符号说明

100：离心式风扇        110：壳体

112：承载座            114：支架

116：镂空区域          118：出风口

120：叶片              130：驱动装置

140：方向              200：离心式风扇

210：壳体              211：出风口

212：圆形承载座        214：支架

215：镂空区域          216：第一轮廓线

218：第二轮廓线        220：叶片

230：驱动装置          240：方向

O：圆形承载座圆心      O’：叶片曲率中心

r：圆形承载座的半径    R：叶片的曲率半径

叶片切线向量               V：正交曲线轨迹

θ：叶片曲率中心与圆形 φ：正交曲线轨迹与叶片的交

承载座圆心的夹角           点至叶片曲率中心的夹角

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。

图2绘示根据本发明一实施方式的离心式风扇200的俯视图，图3绘示图2的离心式风扇200的局部放大图。同时参阅图2与图3，离心式风扇200包含壳体210、驱动装置230(以虚线表示处)与叶片220。壳体210包含圆形承载座212与两个支架214。支架214的两侧分别实体连接壳体210与圆形承载座212。驱动装置230设置于圆形承载座212上靠近叶片220的一侧。叶片220具有弧形外形，位于壳体210内。

此外，支架214未实体连接壳体210与圆形承载座212的两侧分别具有第一轮廓线216与第二轮廓线218。其中，第一轮廓线216与第二轮廓线218分别为叶片220与支架214的正交曲线轨迹。如此一来，支架214的第一轮廓线216或第二轮廓线218与移动中的叶片220交错时皆为正交。

具体而言，驱动装置230可以电连接外部设备(未绘示于图)而具有电力，当驱动装置230带动叶片220转动时，叶片220会以方向240于壳体210内转动。此时，气流可通过支架214间的镂空区域215而流入壳体210。接着，旋转的叶片220将气流加压传送后，再将气流送出出风口211。

相较于泛用型的离心式风扇100(见图1)，本实施方式中的离心式风扇200因为支架214的第一轮廓线216与第二轮廓线218分别为叶片220与支架214的正交曲线轨迹，因此当离心式风扇200的叶片220由支架214间的镂空区域215引入气流时，气流对支架214会有较低的冲击，而减低气流产生的噪音。

另一方面，对于设置有离心式风扇200的电子设备来说，制造者不需为了降低因气流冲击支架214而产生的噪音来增加电子设备的外壳(未绘示于图)厚度，也不需于离心式风扇200的壳体210外增加隔音板或吸音棉等材料，而降低材料的成本。

在本实施方式中，壳体210的圆形承载座212与两个支架214为一体成型，可以由塑胶注塑成型的方式来制作。叶片220为后掠式风扇叶片。驱动装置230为马达。此外，在其他实施方式中，为了增强叶片220转动时的稳定性，圆形承载座212可以实体连接更多的支架214，依照设计者需求而定。

应了解到，在以下的叙述中，已经在上述实施方式中提过的元件连接关系与材料，将不再重复赘述，仅就圆形承载座212与支架214相关的技术内容再加以补充，合先叙明。

图4绘示根据本发明另一实施方式的离心式风扇200的俯视图，图5绘示图4的离心式风扇200的局部放大图。同时参阅图4与图5，离心式风扇200包含壳体210、驱动装置230(以虚线表示处)与叶片220。其中，壳体210包含圆形承载座212。驱动装置230设置于圆形承载座212上靠近叶片220的一侧。叶片220位于壳体210内。然而与上述实施方式不同的地方在于，壳体210包含四个支架214间隔地实体连接圆形承载座212。

在本实施方式中，当驱动装置230带动叶片220转动时，叶片220会以方向240于壳体210内转动。由于圆形承载座212通过四个支架214实体连接于壳体210上，使得叶片220与驱动装置230可以更稳定地在圆形承载座212上转动。如此一来，气流也可更稳定地由四个支架214间的镂空区域215流入而从出风口211流出。

此外，每个支架214的两侧仍分别具有第一轮廓线216与第二轮廓线218。其中，第一轮廓线216与第二轮廓线218分别为叶片220与支架214的正交曲线轨迹。因此虽然在本实施方式中的壳体210具有四个支架214，但流入的气流对支架214的冲击仍低，不会因增加支架214的数量而产生较大的噪音。

应了解到，在以下的叙述中，已经在上述实施方式中提过的元件连接关系与材料，将不再重复赘述，仅就支架214与叶片220交错时的正交曲线轨迹再加以补充，合先叙明。

图6绘示根据本发明一实施方式的正交曲线原理的示意图。同时参阅图5与图6，支架214的第一轮廓线216与第二轮廓线218分别为叶片220与支架214的正交曲线轨迹。其中，正交曲线轨迹可以通过极座标的数学式表示为V＝R·e^iφ-(R-r)·e^iθ，上述的符号在本实施方式中分别代表：V为正交曲线轨迹、θ为叶片曲率中心O’与圆形承载座圆心O的夹角、φ为正交曲线轨迹V与叶片220的交点至叶片曲率中心O’的夹角、r为圆形承载座212的半径、R为叶片220的曲率半径。

此外，正交曲线轨迹V的瞬时轨迹与叶片切线向量

恒为正交，因此可知 $(\mathrm{dV}/\mathrm{d\θ})\·\stackrel{\→}{T}=0,$ 其中 $\stackrel{\→}{T}=e^{-i(\frac{\mathrm{\π}}{2}-\mathrm{\φ})}=-{\mathrm{ie}}^{\mathrm{i\φ}}.$ 设计者将V＝R·e^iφ-(R-r)·e^iθ代入上式中经过运算可得dφ/dθ＝[(R-r)/R]·cos(θ-φ)。

由上述的数学关系式，设计者可将正交曲线轨迹V设计成此支架214的第一轮廓线216与第二轮廓线218，使叶片220与支架214交错时皆为垂直正交。

本发明上述实施方式与先前技术相较，具有以下优点：

(1)此离心式风扇因支架的轮廓线为叶片与支架的正交曲线轨迹，因此当驱动装置带动叶片旋转时，可减低气流冲击支架而产生的噪音。

(2)此离心式风扇因支架的轮廓线为叶片与支架的正交曲线轨迹，因此当增加支架数量时不会产生较大的噪音，还可因较多的支架数目让圆形承载座更加稳固，使得叶片于壳体中可更稳定地转动。

(3)就制造方面而言，支架、圆形承载座皆可与壳体一体成型，因此只需将支架的轮廓线设计为叶片与支架的正交曲线轨迹，便可减低气流冲击支架而产生的噪音。如此一来，设计者可省略其他材料(例如隔音板或吸音棉)来抑制噪音而达到节省成本之效。

虽然结合以上实施方式揭露了本发明，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附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种离心式风扇，包含：

壳体，包含：

圆形承载座；及

至少两个支架，分别实体连接该壳体与该圆形承载座，且该些支架分别具有两个轮廓线；

驱动装置，设置于该圆形承载座上；以及

多个叶片，具有弧形外形，位于该壳体内，该驱动装置带动该些叶片转动，且该些轮廓线为该些叶片与该些支架的正交曲线轨迹。

2.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该些叶片分别为一后掠式风扇叶片。

3.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该些叶片与该些支架的正交曲线轨迹分别以极座标表示为V＝R·e^iφ-(R-r)·e^iθ，其中dφ/dθ＝[(R-r)/R]·cos(θ-φ)，而θ为该些叶片的曲率中心与该圆形承载座的圆心的夹角、φ为正交曲线轨迹与该些叶片的交点分别至该些叶片的曲率中心的夹角、r为该圆形承载座的半径、R为该些叶片的曲率半径。

4.如权利要求1所述的离心式风扇，其中该圆形承载座与该些支架为一体成型。

5.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。

6.一种离心式风扇，包含：

壳体，包含：

圆形承载座；以及

至少两个支架，分别实体连接该壳体与该圆形承载座，且该些支架分别具有两个轮廓线；

驱动装置，设置于该圆形承载座上；以及

多个叶片，具有弧形外形，位于该壳体内，该驱动装置带动该些叶片转动，该些轮廓线与该些叶片交错时皆为正交。

7.如权利要求6所述的离心式风扇，其中该些叶片分别为一后掠式风扇叶片。

8.如权利要求6所述的离心式风扇，其中该些轮廓线分别以极座标表示为V＝R·e^iφ-(R-r)·e^iθ，其中dφ/dθ＝[(R-r)/R]·cos(θ-φ)，而θ为该些叶片的曲率中心与该圆形承载座的圆心的夹角、φ为该些轮廓线与该些叶片的交点至该些叶片的曲率中心的夹角、r为该圆形承载座的半径、R为该些叶片的曲率半径。

9.如权利要求6所述的离心式风扇，其中该圆形承载座与该些支架为一体成型。

10.如权利要求6所述的离心式风扇，其中该驱动装置为一马达。

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