CN206943083U - 离心式风扇及其叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种离心式风扇及其叶轮。叶轮包括一轮毂、多个扇叶以及一个或多个圆环。轮毂具有一圆周面；多个扇叶相互间隔地设置于所述圆周面上；所述圆环连接于所述多个扇叶的上表面，且所述圆环的中心在所述轮毂的中轴线上，所述圆环上设有由多个波峰和多个波谷形成的波浪结构。由于本实用新型包含有波浪结构或波浪面，通过改变波浪结构或波浪面的波峰高度或数量，即可控制或调节风扇特征，而无需像现有技术那样设计扇叶叶形或者重新设计扇叶数量，非常方便；同时本实用新型运行噪音小。

Description

离心式风扇及其叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种离心式风扇及其叶轮。

背景技术

随着电子领域的技术不断演进，所生产出的电子元件的效能也不断提升。然而，一般来说电子元件的效能提升，其所产生的热量就会增加。这些热量不断累积于电子元件上而导致电子元件本身的温度升高。电子产品在使用时的温度越来越高，因而容易产生不稳定现象，影响产品可靠度，所以现有的电子产品常利用风扇作为散热装置。

离心式风扇为目前的常用散热装置之一。这种风扇是利用位在外壳上表面及下表面的入风口吸入气体后，再借由位在侧面的出风口排出气流，以带走热能。

当离心式风扇在运转时，扇叶或风扇内部的肋条通过特定位置会造成周期性的气压变化。气压变化的频率与风扇的扇叶数量、内部肋条数量及转速有关。由于离心式风扇在此频率下的音量特别高，故容易造成听觉上的不适感而形成噪音。

另一方面，传统的离心式风扇，在调节其特征时例如调节周期、频率等，一般是通过调节扇叶的数量或者设计扇叶的形状，设计及调节都比较复杂。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的相关技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少缺陷，提供一种噪音小，且方便调节特性离心式风扇及其叶轮。

本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本实用新型的实践而习得。

根据本实用新型的一个方面，一种叶轮，包括一轮毂、多个扇叶以及一个或多个圆环。轮毂具有一圆周面；多个扇叶相互间隔地设置于所述圆周面上；所述圆环与所述多个扇叶连接，且所述圆环的中心在所述轮毂的中轴线上，所述圆环上设有由多个波峰和多个波谷形成的波浪结构。

根据本实用新型的一实施方式，在沿着所述轮毂的直径方向上，所述波浪结构的所述波峰向外凸出，所述波谷向内凸出。

根据本实用新型的一实施方式，多个所述扇叶中，两个相距最远的扇叶末端之间的距离定义为叶轮外径D，所述圆环的相距最远的两个波峰之间的距离定义为圆环外径d，其中圆环外径d与叶轮外径D之间的关系满足：50％≤d≤D。

根据本实用新型的一实施方式，所述圆环的波浪结构的振幅为1mm-4mm，和/或所述波浪的数量为13～23。

根据本实用新型的一实施方式，所述圆环的横截面形状为圆形、椭圆形、“︺”形或“︹”形。

根据本实用新型的一实施方式，所述圆环的数量为多个，其中一个设置在所述扇叶的外端部。

根据本实用新型的另一个方面，一种叶轮，包括一轮毂和多个扇叶。轮毂具有一圆周面；多个扇叶相互间隔地设置于所述圆周面上，其中相邻两个扇叶的长度不相同，多个所述扇叶的长度配置为使得连接所有扇叶的外端面所形成的环形面为一个具有多个波峰面和多个波谷面的波浪面。

根据本实用新型的一实施方式，在沿着所述轮毂的直径方向上，所述波浪面的所述波峰面向外凸出，所述波谷面向内凸出。

根据本实用新型的一实施方式，所述波浪面的振幅为1mm-4mm，和/或所述波浪面的数量为13～23个。

根据本实用新型的一实施方式，所述叶轮还包括一外环，其设置于所述多个扇叶上表面的外端部，所述外环的形状与所述波浪面的形状一致。

根据本实用新型的一实施方式，所述叶轮还包括至少一个内环，其设置于所述多个扇叶的上表面，所述内环的形状与所述波浪面的形状一致。

根据本实用新型的另一个方面，一种离心式风扇，包括一外壳和如本实用新型所述的叶轮，外壳具有一个或多个入风口、一个或多个出风口以及一容置空间，所述入风口、所述容置空间与所述出风口是连通的；所述叶轮设置于所述外壳的所述容置空间中。

根据本实用新型的一实施方式，所述入风口的数量为一个，且所述入风口的形状呈波浪形；或者所述入风口的数量为多个，多个所述入风口布置成环形，且多个所述入风口的外侧形状为波浪形。

根据本实用新型的一实施方式，所述外壳包括底座和上盖，所述外壳包括底座和上盖，所述底座包括底板和流道墙，所述流道墙的底端部连接于所述底板周缘并具有一缺口，所述缺口用作所述出风口，所述上盖连接于所述流道墙的顶端部，所述上盖、底板和流道墙围成所述容置空间，所述入风口设置于所述上盖和/或底板上，所述流道墙的内壁面为波浪面。

根据本实用新型的一实施方式，所述上盖的周缘对应于所述出风口和/或所述流道位置呈波浪形。

由上述技术方案可知，本实用新型具备以下优点和积极效果中的至少之一：

本实用新型提出的叶轮及由其形成的离心式风扇，由于包含有波浪结构或波浪面，通过改变波浪结构或波浪面的波峰高度或数量，即可控制或调节风扇特征，而无需像现有技术那样设计扇叶叶形或者重新设计扇叶数量，非常方便；同时本实用新型运行噪音小，提高了声音品质。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1本实用新型叶轮一实施方式的立体结构示意图；

图2是图1的后视图；

图3是图1的主视图；

图4是图1的俯视图；

图5是本实用新型叶轮另一实施方式的主视图；

图6是本实用新型叶轮另一实施方式的立体结构示意图；

图7是图6的后视图；

图8是图6的主视图；

图9是图6的俯视图；

图10示出图6所示的叶轮的变形方式示意图；

图11示出图6所示的叶轮的另一变形方式示意图；

图12是本实用新型叶轮另一实施方式的主视图；

图13是本实用新型离心式风扇一实施方式从一角度观察的立体结构示意图；

图14是本实用新型离心式风扇一实施方式从另一角度观察的立体结构示意图；

图15是图13所示的离心式风扇中的底座的立体结构示意图；

图16是图13所示的离心式风扇中的一种上盖的立体结构示意图；

图17是图13所示的离心式风扇中的另一种上盖的立体结构示意图；

图18是传统的离心式风扇的立体结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

叶轮实施方式1

参见图1至图4，图1本实用新型叶轮一实施方式的立体结构示意图；图2是图1的后视图；图3是图1的主视图；图4是图1的俯视图。

如图1至图4所示，该实施方式的叶轮1包括一轮毂10、多个扇叶11以及一个或多个圆环12。

轮毂10可以采用传统结构，其具有一圆周面和一中心轴线。

多个扇叶11相互间隔地设置于轮毂10的圆周面上。本实用新型中，扇叶11的数量不限定，可以根据实际需要任意增加或减少。每一片扇叶11具有迎风面、与迎风面相反的背风面、连接迎风面的背风面上表面和下表面、接近于轮毂10的中心轴线的内端面以及远离该中心轴线的外端面。

圆环12与多个扇叶11连接，且圆环12的中心在轮毂10的中轴线上。圆环12可以采用金属材料或塑料制成，当圆环12与扇叶11采用相同材料时，二者可以经注塑等工艺一体成型。当然本实用新型并不限于此，在其他一些实施方式中，二者还可以通过其他方式连接在一起，例如通过连接件可拆卸地连接。

圆环12的横截面形状为圆形(如图1所示)，圆环12的横截面形状还可以是椭圆形、“︺”形或“︹”形等其他形状。

如图3所示，圆环12的具体设置位置可以按如下关系式确定：多个扇叶11中，两个相距最远的扇叶11末端之间的距离定义为叶轮外径D，圆环12的相距最远的两个波峰之间的距离定义为圆环外径d。在一实施例中，圆环外径d与叶轮外径D之间的关系满足：50％≤d≤D，例如d＝70％D，本实用新型中不限于此。

如图1至图3所示，圆环12上设有波浪结构，该波浪结构可以由多个波峰和多个波谷形成。波浪结构的波峰向外凸出，即向远离轮毂10的中心轴线方向凸出，波浪结构的波谷向内凸出。即向轮毂10的中心轴线方向凸出。在其他实施方式中，波峰和波谷的凸出方向也不必然限定为沿着直径方向，其也可以与直径方向成一角度，可视具体需而定。

其中多个波峰的波高可以相同，也可以不同；同样多个波谷的波高可以相同，也可以不同。本实用新型中是以所有波峰的波高以及所有波谷的波高均相同为例进行说明。

本实用新型中，叶轮1可以包括一个圆环12(如图1所示)，也可以包括多个圆环12(如图12包括两个)。当本实用新型的叶轮1具有多个圆环12情况下，可以将其中一个圆环12设置在扇叶11的外端部。其中圆环12设置在扇叶11的外端部包括多种情况：例如，在多个扇叶11的长度(从扇叶11内端到外端)均相同时，可以将圆环12的所有的波峰连接于多个扇叶11的上表面外端部；或者，可以将圆环12的所有或部分波谷连接于多个扇叶11的上表面外端部或外端面上。

在一实施例中，圆环12的波浪结构的振幅(波峰到波谷的距离)可以在1mm-4mm之间，例如为1mm，1.5mm，2mm，2.5mm，等等，本实用新型不限于此。波浪结构的振幅与扇叶的叶径有关，扇叶的叶径越小，波浪结构的振幅越小，本领域技术人员可以根据具体的设计需求来设计振幅。波浪结构中波浪(相连接的一个波峰和一个波谷为一个波浪)的数量为13～23个，例如为19个，等等。

该实施方式的叶轮1，在制造时，可以通过改变波浪结构的振幅或者数量改变叶轮的特性例如流量、功率、噪音，等等，因此能方便地控制、调节叶轮的特性。

叶轮实施方式2

参见图5，图5本实用新型叶轮另一实施方式的立体结构示意图。如图5所示，该实施方式的叶轮1包括一个轮毂10以及多个扇叶11。

轮毂10可以采用传统结构，其具有一圆周面和一中心轴线。

多个扇叶11相互间隔设置于轮毂10的圆周面上。在该实施方式中，相邻两个扇叶11的长度不相同，多个扇叶11的长度设计为：使得连接所有扇叶11的外端面所形成的环形面为一个具有多个波峰面和多个波谷面的波浪面。各个波峰面的波高可以相同，也可以不同；同样多个波谷面的波高可以相同，也可以不同。本实用新型中是以所有波峰面的波高以及所有波谷面的波高均相同为例进行说明。

在沿着轮毂10的直径方向上，形成波浪面的波峰面向外凸出，即向远离轮毂10的中心轴线方向凸出，波谷面向内凸出，即向轮毂10的中心轴线方向凸出。在其他实施方式中，波峰和波谷的凸出方向也不必然限定为沿着直径方向，其也可以与直径方向成一角度，可视具体需而定。

圆环12的波浪面的振幅(波峰面到波谷面的距离)可以在1mm-4mm之间，例如为1mm，1.5mm，2mm，2.5mm，等等。波浪中波浪(相连接的一个波峰面和一个波谷面为一个波浪)的数量为13～23个，例如为19个，等等。

该实施方式的叶轮1，在制造时，可以通过改变扇叶之间长度差即可波浪面的振幅或者数量改变叶轮的特性例如流量、功率、噪音，等等。因此本实用新型能方便地控制、调节叶轮的特性。该实施方式的叶轮1与前述图1所示的叶轮具有相类似的功效。

叶轮实施方式3

参见图6至图11，图6是本实用新型叶轮另一实施方式的立体结构示意图；图7是图1的后视图；图8是图1的主视图；图9是图1的俯视图；图10示出图6所示的叶轮的变形方式示意图；图11示出图6所示的叶轮的另一变形方式示意图。

如图6至图9所示，进一步地，在图5所示的叶轮1的各个扇叶11的外端部设置有一个外环13，其设置于多个扇叶11上表面的外端部，外环13的形状与波浪面的形状一致。外环13的结构可以与图1所示的圆环12相同。

该外环13中的波浪结构的振幅和波浪数可具有多种变化：图6所示的叶轮1，其振幅为2.5mm，波浪数为17个；图10所示的叶轮1，其振幅为1mm，波浪数为13个；图11所示的叶轮1，其振幅为4mm，波浪数为19个。

叶轮实施方式4

如图12所示，更进一步地，叶轮1还包括一内环14，内环14设置于多个扇叶11的上表面，内环14的形状与波浪面的形状一致。内环14的结构可以与图1所示的圆环12相同。内环14的数量也可以是多个。

离心式风扇实施方式

参见图13至图17，图13是本实用新型离心式风扇一实施方式从一角度观察的立体结构示意图；图14是本实用新型离心式风扇一实施方式从另一角度观察的立体结构示意图；图15是底座的立体结构示意图；图16是一种上盖的立体结构示意图；图17是另一种上盖的立体结构示意图。

如图13和图16所示，本实用新型离心式风扇，包括一外壳2和本实用新型的叶轮1。外壳2包括底座和上盖20，底座包括底板21和流道墙22。流道墙22的底端部连接于底板21的周缘，流道墙22上具有一缺口，该缺口用作出风口24。上盖20连接于流道墙22的上端部，上盖20、底板21和流道墙22围成一容置空间，叶轮1设置于该容置空间中。

如图15所示，底板21设有3个入风口23，3个入风口23围成一环形，入风口23外侧的形状呈波浪形。在其他一些实施方式中，底板21上可以仅设置一个圆形的入风口23或者不设置入风口。流道墙22的内侧面即界定流道的表面也成波浪形。

如图16所示，上盖20上设有一个圆形的入风口23，入风口23呈波浪形。

如图17所示，在上盖20对应于出风口24的周缘202呈波浪形。进一步地，上盖20的对应于流道墙22的边缘201也呈波浪形，在一实施例中，该处呈波浪形的边缘201能与流道墙22内侧面波浪形状相吻合。

风扇运转时，空气会由入风口23进去风扇内部，入风口23、上盖20周缘以及流道壁22内侧面设计成波浪形，能辅助控制和调节风扇的特征如流量、频率等。

本实用新型离心式风扇的频率等特征容易控制，详细说明如下：

本实用新型离心式风扇(采用如图6所示的叶轮)与传统的离心式风扇(见图18，包括轮毂10、多个扇叶11和圆环18，不具有波浪结构)在相同条件下：转速6000rpm，扇叶数59，其各自的频率如下：

传统的新型离心式风扇的扇叶频率为5900Hz(6000/60*59)。

本实用新型一实施例中的离心式风扇(若波浪周期＝13)的扇叶频率可以是：

1300Hz(6000/60*13)。

本实用新型另一实施例中的离心式风扇(若波浪周期＝19)的扇叶频率可以是：

1900Hz(6000/60*19)。

本实用新型又一实施例中的离心式风扇(若波浪周期＝23)的扇叶频率可以是：

2300Hz(6000/60*23)。

因此，在相同条件下传统的新型离心式风扇的扇叶频率是固定的；而本实用新型的离心式风扇的扇叶频率则可以视使用需求情况，通过改变波浪结构的周期(波浪的波峰数或波谷数)来控制。

本实用新型离心式风扇对噪音及声音品质影响可控。

风扇运转时会产生与扇叶数相关联的peak(FFT)，该peak对应的频率为扇叶频率；通常peak值越高，对噪音及声音品质影响越大，peak出现的位置越靠近中央(FFT的波峰，山丘最高区域)，对噪音及扇叶11引起的突出比(prominence ratio)影响越大。Peak出现的位置越靠近右边(高频)，对声音品质尖锐度(sharpness)影响越大。可通过调整本实用新型离心式风扇中波浪结构的参数，根据实际使用需求来调整扇叶11的频率，从而更有效的改善噪音及声音品质。

本实用新型离心式风扇中的扇叶11的旋转空气体积可微调(与波浪结构的参数及相关)，有助于提升风扇特性。

本实用新型离心式风扇与传统风扇在相同条件下，例如：风扇外径61.5mm，扇叶数59片，扇叶高度为3.5mm，其各自的旋转空气体积如下：

原始空气体积-扇叶11体积＝扇叶旋转空气体积

传统风扇的旋转空气体积：11188.5-3875＝7313.5(mm³)

本实用新型一实施例中的离心式风扇(若波浪周期＝19，振幅＝2)的旋转空气体积可以是：

11188.5-3800＝7388.5(mm³)

本实用新型另一实施例中的离心式风扇(若波浪周期＝19，振幅＝3)的旋转空气体积可以是：

11188.5-3760＝7428.5(mm³)

本实用新型又一实施例中的离心式风扇(若波浪周期＝19，振幅＝4)的旋转空气体积可以是：

11188.5-3719＝7469.5(mm³)

因此，相同条件下传统新型离心式风扇旋转空气体积固定，本实用新型离心式风扇的旋转空气体积则可以视使用需求情况，通过改变波浪的振幅(波峰到波谷的高度)来调整。

本实用新型离心式风扇工作时，扇叶11旋转会带动旋转体积内的空气运动，旋转空气体积的多少会影响扇叶11旋转时产生的流量，所以旋转空气体积的变化对风扇的流量会有影响，一般情况下旋转空气体积增加会有助于流量的提升。

以上实施方式中可能使用相对性的用语，例如“上”或“下”，以描述图标的一个元件对于另一元件的相对关系。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的元件将会成为在“下”的元件。用语“一个”、“一”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的组成部分之外还可存在另外的组成部分等。“第一”、“第二”仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本文所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (15)

1.一种叶轮，其特征在于，所述叶轮包括：

一轮毂，具有一圆周面；

多个扇叶，相互间隔地设置于所述圆周面上；以及

一个或多个圆环，所述圆环与所述多个扇叶连接，且所述圆环的中心在所述轮毂的中轴线上，所述圆环上设有由多个波峰和多个波谷形成的波浪结构。

2.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，在沿着所述轮毂的直径方向上，所述波浪结构的所述波峰向外凸出，所述波谷向内凸出。

3.如权利要求2所述的叶轮，其特征在于，多个所述扇叶中，两个相距最远的扇叶末端之间的距离定义为叶轮外径D，所述圆环的相距最远的两个波峰之间的距离定义为圆环外径d，其中圆环外径d与叶轮外径D之间的关系满足：50％D≤d≤D。

4.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述圆环的波浪结构的振幅为1mm-4mm，和/或所述波浪的数量为13～23。

5.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述圆环的横截面形状为圆形、椭圆形、“︺”形或“︹”形。

6.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述圆环的数量为多个，其中一个设置在所述扇叶的外端部。

7.一种叶轮，其特征在于，所述叶轮包括：

一轮毂，具有一圆周面；

多个扇叶，相互间隔设置于所述圆周面上，其中相邻两个扇叶的长度不相同，多个所述扇叶的长度配置为使得连接所有扇叶的外端面所形成的环形面为一个具有多个波峰面和多个波谷面的波浪面。

8.如权利要求7所述的叶轮，其特征在于，在沿着所述轮毂的直径方向上，所述波浪面的所述波峰面向外凸出，所述波谷面向内凸出。

9.如权利要求7所述的叶轮，其特征在于，所述波浪面的振幅为1mm-4mm，和/或所述波浪面的数量为13～23。

10.如权利要求7所述的叶轮，其特征在于，还包括：

一外环，其设置于所述多个扇叶上表面的外端部，所述外环的形状与所述波浪面的形状一致。

11.如权利要求7或10所述的叶轮，其特征在于，还包括：

至少一个内环，分别设置于所述多个扇叶上表面，所述内环的形状与所述波浪面的形状一致。

12.一种离心式风扇，其特征在于，所述离心式风扇包括：

一外壳，其具有一个或多个入风口、一个或多个出风口以及一容置空间，所述入风口、所述容置空间与所述出风口是连通的；以及

一如权利要求1-11任一项所述的叶轮，设置于所述外壳的所述容置空间中。

13.如权利要求12所述的离心式风扇，其特征在于，所述入风口的数量为一个，且所述入风口的形状呈波浪形；或者所述入风口的数量为多个，多个所述入风口布置成环形，且多个所述入风口的外侧形状为波浪形。

14.如权利要求12所述的离心式风扇，其特征在于，所述外壳包括底座和上盖，所述底座包括底板和流道墙，所述流道墙的底端部连接于所述底板周缘并具有一缺口，所述缺口用作所述出风口，所述上盖连接于所述流道墙的顶端部，所述上盖、底板和流道墙围成所述容置空间，所述入风口设置于所述上盖和/或底板上，所述流道墙的内壁面为波浪面。

15.如权利要求14所述的离心式风扇，其特征在于，所述上盖的周缘对应于所述出风口和/或所述流道位置呈波浪形。