CN212055196U - 一种高效率低噪音风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效率低噪音风扇，包括框架组件、转动组件和定子组件，框架组件包括外框架、套筒和轴承，套筒竖直安装在外框架上，轴承固定套装在所述套筒的内壁上；转动组件包括叶轮、转轴、机壳和磁环，叶轮固定套接在所述机壳上，转轴与所述机壳同轴设置，转轴的上端固定连接在机壳上并且下端穿过所述轴承，磁环的数量为多个并且它们分别固定套装在所述机壳的内壁上，相邻两个磁环相互抵接；定子组件包括定子和绕组，所述定子固定套接在所述套筒的外壁上，所述绕组固定安装在所述定子上。本实用新型降低了风扇高速运行时产生的磁钢涡流发热，避免了磁钢出现退磁风险，而且功率和效率高，散热效果好。

Description

一种高效率低噪音风扇

技术领域

本实用新型属于风扇技术领域，更具体地，涉及一种高效率低噪音风扇。

背景技术

随着电力电子、集成电路、电子通信等领域的技术发展，大规模集成电路的封装体积越来越小，因而发热密度增加。

得益于使用了高度集成的电子器件，各个功能部件也变得越来越紧凑，最终使得各功能部件散热压力越来越大，这些都对传统散热风扇提出了新的挑战。

受限于市场对产品节能的需求，单纯的以增加能耗使风扇转速提高来增加通风量并不可取，加之目前使用的风扇转速已经提高到了比较高的水平，进一步增加转速会导致严重的噪音问题，因此迫切需要优化风扇效率来满足高散热风量的需求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种高效率低噪音风扇，其功率密度和效率大幅提升，而且散热性能好。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种高效率低噪音风扇，包括框架组件、转动组件和定子组件，其中，

所述框架组件包括外框架、套筒和轴承，所述套筒竖直安装在所述外框架上，所述轴承固定套装在所述套筒的内壁上；

所述转动组件包括叶轮、转轴、机壳和磁环，所述叶轮固定套接在所述机壳上，所述转轴与所述机壳同轴设置，所述转轴的上端固定连接在所述机壳上并且下端穿过所述轴承，所述磁环的数量为多个并且它们分别固定套装在所述机壳的内壁上，相邻两个磁环相互抵接；

所述定子组件包括定子和绕组，所述定子固定套接在所述套筒的外壁上，所述绕组固定安装在所述定子上。

优选地，所述转子组件还包括卡簧，所述转轴的下端设置有卡簧槽，所述卡簧卡接在所述卡簧槽处，并且所述卡簧位于所述轴承的下方。

优选地，所述轴承为上下设置的两个，并且它们之间设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧的上端和下端分别抵接在一所述轴承上。

优选地，所述叶轮的叶片的数量为奇数。

优选地，所述机壳的上端设有若干通孔，所述叶轮的上端在与机壳上的通孔对应的位置分别设有柱体，这些柱体穿过机壳上对应的通孔后采用热熔铆接固定在机壳上，以防叶轮在旋转时从机壳上脱落。

优选地，所述叶轮的上端面均匀设置有若干凹槽，并且这些凹槽内均设置有平衡泥，所述叶轮内壁的下端设有环形阶梯口，该环形阶梯口与所述机壳的外圆面共同形成环形平衡槽，该环形平衡槽内设置有平衡泥。

优选地，所述外框架的内壁为柱面，在叶轮转动时，气流从叶轮的两叶片之间的空间的上端进入且从下端流出，并且叶片的叶尖与外框架的内壁之间存在间隙，该间隙在叶尖的入风口处逐渐变小，然后该间隙恒定延伸至出风口处。

优选地，至少一个所述叶片的叶尖的上部设有鱼鳍形凸起，以让叶尖减少气体涡流产生从而降低噪声。

优选地，所述叶片的圆周截面由上扫掠曲线和下扫掠曲线所围成，从而使所述叶片形成中间厚且入风口和出风口薄的形状。

优选地，所述机壳采用软磁材料制成，所述磁环为粘接钕铁硼或辐射充磁的热压钕铁硼制成。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型采用磁环与定子配合来作为驱动源，提高了启动效率，而且功率密度和效率高，并且采用了多个磁环形成分段式结构，可降低高速运行时产生的磁钢涡流发热，避免了磁钢出现退磁风险；

2)本实用新型通过优化叶片的空间结构，使得风扇的机械能转化成风能的效率大幅提高，从而获得较高的通风量，散热效果显著改善。

3)本实用新型通过优化叶尖的空间结构，合理布置叶尖与外框架的内壁的间隙，减少了叶尖处的气体涡流效应，降低了风扇运行时的噪声。

附图说明

图1是本实用新型的分解示意图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3是本实用新型中转子组件的分解示意图；

图4是本实用新型中转子组件剖去一部分后的示意图；

图5是本实用新型中转子组件的立体示意图；

图6是本实用新型中叶片与外框架的布置示意图；

图7是本实用新型中转子组件的主视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1～图7所示，一种高效率低噪音风扇，包括框架组件1、转动组件2和定子组件3，其中，

所述框架组件1包括外框架11、套筒12和轴承13，所述套筒12竖直安装在所述外框架11上，所述轴承13固定套装在所述套筒12的内壁上；框架组件1中间位置设置圆柱形的套筒12，套筒12与外框架11的中间孔同轴配合，并采用耐高温高强度粘结剂粘牢，优选地，所述轴承13为上下设置的两个，并且它们之间设置有压缩弹簧15，所述压缩弹簧15的上端和下端分别抵接在一所述轴承13上。套筒12上端有一轴承13孔，用于安装上端的轴承13，套筒12下端的圆孔依次安装压缩弹簧15和下端的轴承13，压缩弹簧15能够产生一定的轴向预紧力，以减小轴承13的游隙，使得轴承13在高速运行时噪音更小；转轴22从上至下依次穿过套筒12内的两个轴承13的内孔，所述转轴22的下端设置有卡簧14槽，且转轴22的下端从套筒12下端的轴承13的内孔穿出，将卡簧14压入卡簧14槽内，使卡簧14位于两个轴承13的下方，使得整个转动组件2在正常运行时不发生从轴承13内孔脱落出来的风险。

所述转动组件2包括叶轮21、转轴22、机壳23、磁环24和卡簧14，所述叶轮21固定套接在所述机壳23上，所述转轴22与所述机壳23同轴设置，所述转轴22的上端固定连接在所述机壳23上并且下端穿过所述轴承13，转轴22与机壳23的连接处采用激光焊接固定，所述磁环24的数量为多个并且它们分别固定套装在所述机壳23的内壁上，相邻两个磁环24相互抵接；磁环24具有多个，其沿轴向分成若干小段，磁环24材料为粘接钕铁硼或辐射充磁的热压钕铁硼，可减少高速运行时磁环24内部产生的环形涡流发热，使磁环24不至于发生高温退磁风险，提高整个风扇工作的可靠性。

所述定子组件3包括定子31和绕组32，所述定子31固定套接在所述套筒12的外壁上，所述绕组32固定安装在所述定子31上，整个定子组件3与圆柱形的套筒12同轴配合，配合圆面之间用耐高温高强度粘结剂粘牢。

如图2所述，叶轮21具有奇数个叶片211，叶片211优选为5片、7片和9片。叶轮21采用注塑成型工艺而成，机壳23采用导磁性能较好的软磁材料，如铁素体不锈钢、纯铁、低碳钢和硅钢等材料，用于减少主磁路中的磁阻损失，提高工作效率。叶轮21、机壳23和磁环24均为圆面同轴配合，配合面之间采用耐高温粘结剂粘牢，其中叶轮21上端设置有若干柱体，机壳23上端对应设置有若干通孔，叶轮21上端设置的若干柱体穿过机壳23上端设置的若干通孔，穿过后，各柱体露出机壳23的部分采用热熔铆接固定，从而将叶轮21固定在机壳23上，使得叶轮21在高速旋转时不从机壳23外侧脱落。此外，考虑到整个转动组件2高速运行时的平稳性，转动组件2设置有用于进行加重平衡的结构，具体而言，叶轮21上端面靠近外部整圈均匀设置有若干凹槽111，叶轮21下端的内侧设有环形阶梯口与机壳23外圆面形成环形平衡槽25，通过平衡工艺在凹槽111和环形平衡槽25的位置加注平衡泥，可以使转动组件2运行十分平稳，抑制了风扇的振动。

如图3、图4和图5所示，叶轮21正常运行时，气体流动路径f为：从叶轮21外侧的两叶片211之间的空间的上端进入，从下端流出，即上端为进风口，下端为出风口。

参见图6，外框架11的内壁112为柱面，叶片211的叶尖部分与外框架11的内壁112之间存在一定的间隙g，该间隙g在叶尖的入风口处为不均匀的长度，出风口处的间隙逐渐变小，此后间隙g恒定延伸至叶尖的出风口处，且至少一个所述叶片211的叶尖上部设有一个鱼鳍形凸起212，这些使得叶尖能够减少气体涡流产生，从而降低噪声。

参见图7，从叶片211的圆周截面造型可以看出，其截面主要由上扫掠曲线2111和下扫掠曲线2112所围成，其叶片211厚度δ形成中间厚且入风口和出风口薄的造型，这样有利于叶片211在旋转时减少风阻，提高通风效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效率低噪音风扇，其特征在于，包括框架组件、转动组件和定子组件，其中，

所述框架组件包括外框架、套筒和轴承，所述套筒竖直安装在所述外框架上，所述轴承固定套装在所述套筒的内壁上；

所述转动组件包括叶轮、转轴、机壳和磁环，所述叶轮固定套接在所述机壳上，所述转轴与所述机壳同轴设置，所述转轴的上端固定连接在所述机壳上并且下端穿过所述轴承，所述磁环的数量为多个并且它们分别固定套装在所述机壳的内壁上，相邻两个磁环相互抵接；

所述定子组件包括定子和绕组，所述定子固定套接在所述套筒的外壁上，所述绕组固定安装在所述定子上。

2.根据权利要求1所述的一种高效率低噪音风扇，其特征在于，所述转动组件还包括卡簧，所述转轴的下端设置有卡簧槽，所述卡簧卡接在所述卡簧槽处，并且所述卡簧位于所述轴承的下方。

3.根据权利要求1所述的一种高效率低噪音风扇，其特征在于，所述轴承为上下设置的两个，并且它们之间设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧的上端和下端分别抵接在一所述轴承上。

4.根据权利要求1所述的一种高效率低噪音风扇，其特征在于，所述叶轮的叶片的数量为奇数。

5.根据权利要求1所述的一种高效率低噪音风扇，其特征在于，所述机壳的上端设有若干通孔，所述叶轮的上端在与机壳上的通孔对应的位置分别设有柱体，这些柱体穿过机壳上对应的通孔后采用热熔铆接固定在机壳上，以防叶轮在旋转时从机壳上脱落。

6.根据权利要求1所述的一种高效率低噪音风扇，其特征在于，所述叶轮的上端面均匀设置有若干凹槽，并且这些凹槽内均设置有平衡泥，所述叶轮内壁的下端设有环形阶梯口，该环形阶梯口与所述机壳的外圆面共同形成环形平衡槽，该环形平衡槽内设置有平衡泥。

7.根据权利要求1所述的一种高效率低噪音风扇，其特征在于，所述外框架的内壁为柱面，在叶轮转动时，气流从叶轮的两叶片之间的空间的上端进入且从下端流出，并且叶片的叶尖与外框架的内壁之间存在间隙，该间隙在叶尖的入风口处逐渐变小，然后该间隙恒定延伸至出风口处。

8.根据权利要求7所述的一种高效率低噪音风扇，其特征在于，至少一个所述叶片的叶尖的上部设有鱼鳍形凸起，以让叶尖减少气体涡流产生从而降低噪声。

9.根据权利要求7所述的一种高效率低噪音风扇，其特征在于，所述叶片的圆周截面由上扫掠曲线和下扫掠曲线所围成，从而使所述叶片形成中间厚且入风口和出风口薄的形状。

10.根据权利要求1所述的一种高效率低噪音风扇，其特征在于，所述机壳采用软磁材料制成，所述磁环为粘接钕铁硼或辐射充磁的热压钕铁硼制成。

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