TWI429383B - 散熱風扇及其扇框 - Google Patents

Description

散熱風扇及其扇框

本發明涉及一種散熱風扇，尤指一種散熱風扇之扇框。

隨著電子技術之飛速發展，中央處理器等發熱電子元件運行速度越來越快，其運行時產生之熱量亦相應增加，為將該等熱量散發出去以保障電子元件正常運行，業界採用風扇對電子元件進行散熱。習知風扇一般包括一扇框、一定子及一轉子。扇框包括一圓盤狀基座、一收容轉子之外框及連接該基座與外框之數根棒狀肋條。基座中央凸設一中空中柱，軸承收容於其中，定子套設於中柱上。轉子包括一輪轂，環設於輪轂外週之數片扇葉，貼設於輪轂內壁之永久磁鐵，一轉軸自輪轂中央垂直向下延伸形成一自由端。組合時，轉軸穿設於軸承內，定子收容於輪轂內。通電時，定子產生之磁場與轉子之永久磁鐵作用，使轉子持續運轉，產生風力將熱量散發出去。為改善散熱效果，業界採用了用靜葉替代棒狀肋條之做法以引導氣流及增大靜壓，然此種結構在實際應用時，會伴隨著極大動壓損失，尤其在靠近基座處，在靜葉吸力面產生邊界層剝離現象，故消耗掉大量能量，造成散熱效率損失。

鑒於此，有必要提供一種可有效減少氣流邊界層剝離 現象，減少動壓損失之扇框及採用該扇框之散熱風扇。

一種扇框，包括一基座及一外框，外框之軸向兩側分別形成一入風口及一出風口，基座設置於出風口處，基座包括一底面及由底面週緣向上延伸並圍繞底面之一側壁，複數靜葉連接於外框與基座之側壁之間，該側壁之外徑沿入風口向出風口方向逐漸減小。

一種散熱風扇，包括一基座、一定子、一轉子及一外框，定子及轉子收容於外框內，外框之軸向兩側分別形成一入風口及一出風口，基座設置於出風口處，基座包括一底面及由底面週緣向上延伸並圍繞底面之一側壁，複數靜葉連接於外框與基座側壁之間，該側壁之外徑沿入風口向出風口方向逐漸減小。

該散熱風扇中，基座側壁之外徑沿入風口向出風口方向逐漸減小，從而在外框與基座之側壁之間形成漸擴形流道，有效地減少氣流邊界層剝離現象，降低氣流動壓損失，從而提高風扇散熱效率。

請一並參閱圖1及圖2，該風扇包括一扇框10、一定子20、一轉子30及一對軸承40。

該扇框10呈方形，其中央形成一通孔以容置定子20及轉子30，通孔於扇框10之軸向兩側分別形成一入風口17及一出風口18。於出風口18一側形成一頂面開口式圓台形基 座12，該基座12包括一圓形底面120及由底面120外圓週向上延伸並圍繞該底面120之一圓台形側壁122，該側壁122之外徑沿入風口17向出風口18方向逐漸減小。該側壁122之週邊等間隔環設有複數靜葉16，靜葉16呈放射狀，每一靜葉16包括一近端與一遠端，該近端與基座12之側壁122相連，該遠端與扇框10之框體內壁102相連。基座12中央朝入風口17側凸設一中柱14，其中央形成一中心孔140。中心孔140兩端分別形成一內徑大於中心孔140之開口142以容置軸承40。

定子20套設於中柱14之上，其包括一定子鐵心24、纏繞於定子鐵心24上之線圈26及與線圈26電性連接以對線圈26供電之電路板22。該定子鐵心24由複數層矽鋼片疊設而成，定子鐵心24中央形成一圓環部，其內徑與中柱14之外徑相當以供中柱14穿設，根據需要，自圓環部外緣延伸適當數量極爪。兩絕緣片28分別安裝於定子上下兩側，所述絕緣片28由塑膠材料組成，將纏繞於定子鐵心24極爪上之線圈26與定子鐵心24分離，從而達到將兩者絕緣之功效。

該轉子30包括一環形輪轂32、一貼設於輪轂32內壁之永久磁鐵38以及環設於輪轂32週邊之複數扇葉34，輪轂32中央設有一軸座324，一轉軸36自軸座324垂直向下延伸形成一自由端。所述轉軸36靠自由端一側形成一凹槽360。所述永久磁鐵38沿圓週方向交替形成N、S極，其極性呈對稱 分佈。

組裝時，定子20套設於中柱14之上，軸承40收容於中柱14兩端之開口142內，轉軸36收容於軸承40內，一盤形彈簧套設於轉軸36之上夾設於軸座324與中柱14上端之軸承40之間。所述彈簧底端直徑較小，抵靠於軸承40內環上，其頂端直徑較大，抵靠於軸座324末端上。一扣環套設於轉軸36自由端之凹槽360上，用以限制轉子30之軸向運動。該風扇工作時，定子線圈26產生感應磁場，所述感應磁場與轉子30之永久磁鐵38相互作用持續驅動轉子30旋轉，轉子30旋轉時,其扇葉34將入風口17端氣流壓至出風口18，基座12呈圓台形使氣流流過之截面積逐漸增大，形成漸擴形流道，有利於減少於靜葉16之吸力面162產生之邊界層剝離現象，減少氣流動壓損失，提高風扇散熱效率。

圖3及圖4所示為本發明之第二實施例，本實施例之基座312亦呈圓台形，複數靜葉316環設於基座312週邊，其遠端與扇框310之框體內壁302相連。本實施例與前述實施例不同之處在於：其靜葉316高度沿徑向變化，靜葉316於靠近基座312之近端之高度小於其遠端之高度，靜葉316之遠端與基座312之底面320基本齊平，靜葉316與基座312相連之下端點366高於基座312之底面320。該實施方式中，基座312同樣呈漸縮形設計，使風扇形成漸擴形流道，減少葉片316與氣流產生邊界層剝離現象。另，由於越靠近基座312 處越易產生邊界層剝離現象，故減小靠近基座312處靜葉316之高度，使壓力面364之氣流及時吹走吸力面362之氣流，防止邊界層剝離現象產生。

可以理解地，基座不限於圓台形，只要使風扇形成漸擴形流道，其還可設計為圓錐形、弧形、流線形或二次曲線形等。圖5所示為本發明第三實施例，該風扇基座512之軸向截面為二次曲線形，該風扇基座512週邊之流道截面沿入風口517向出風口518方向逐漸擴大，亦能有效減少葉片516及流體產生邊界層剝離現象，減少風壓損失。

圖6所示為本發明之第四實施例，於本實施例中，基座612之軸向截面同樣為二次曲線形，該實施例與第三實施例不同之處在於：環設於基座612週邊之靜葉616之高度沿徑向變化，靜葉616於靠近基座612之近端之高度小於其遠端之高度，靜葉616遠端與基座612之底面620基本齊平，靜葉616與基座612相連之下端點666高於基座612之底面620。

圖7所示為本發明之第五實施例，該實施方式中基座712之側壁722靠近出風口718一端為圓台形，然其靠近入風口717一端仍為圓柱形。可以理解地，該基座712之側壁722靠近出風口718一端還可設計為圓錐形、弧形、流線形或二次曲線形等。

圖8所示為本發明之第六實施例，於本實施例中，基座812之形狀與第五實施例中相同，該基座812之側壁822於靠 近出風口818一端呈漸縮形，然其靠近入風口817一端為圓柱形，該實施例與第五實施例不同之處在於：該風扇之靜葉816之高度沿徑向變化，靜葉816於靠近基座812之近端之高度小於其遠端之高度，靜葉816之遠端與基座812之台於基座812之底面820。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

扇框‧‧‧10、310

框體內壁‧‧‧102、302

基座‧‧‧12、312、512、612、712、812

底面‧‧‧120、320、620、820

側壁‧‧‧122、722、822

中柱‧‧‧14

中心孔‧‧‧140

開口‧‧‧142

靜葉‧‧‧16、316、516、616

吸力面‧‧‧162、362

入風口‧‧‧17、517、717、817

出風口‧‧‧18、518、718、818

定子‧‧‧20

電路板‧‧‧22

定子鐵心‧‧‧24

線圈‧‧‧26

絕緣片‧‧‧28

轉子‧‧‧30

輪轂‧‧‧32

軸座‧‧‧324

扇葉‧‧‧34

轉軸‧‧‧36

凹槽‧‧‧360

壓力面‧‧‧364

下端點‧‧‧366、666、866

永久磁鐵‧‧‧38

軸承‧‧‧40

圖1為本發明風扇之第一實施例之剖面示意圖。

圖2為圖1中扇框之立體示意圖。

圖3為本發明風扇之第二實施例之剖面示意圖。

圖4為圖3中扇框之立體示意圖。

圖5為本發明風扇之第三實施例之剖面示意圖。

圖6為本發明風扇之第四實施例之剖面示意圖。

圖7為本發明風扇之第五實施例之剖面示意圖。

圖8為本發明風扇之第六實施例之剖面示意圖。

框體內壁‧‧‧102

底面‧‧‧120

側壁‧‧‧122

吸力面‧‧‧162

Claims (10)

1. 一種扇框，包括一基座及一外框，該外框之軸向兩側分別形成一入風口及一出風口，該基座設置於出風口處，其改良在於：該基座包括一底面及由底面週緣向上延伸並圍繞底面之一側壁，複數靜葉連接於該外框與該基座之側壁之間，該側壁之外徑沿入風口向出風口方向逐漸減小。
2. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，其中該基座之側壁為圓台形、圓錐形、流線形、弧形、或二次曲線形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之扇框，其中該基座之側壁靠近出風口一端呈漸縮形曲面形，而靠近入風口一端為圓柱形。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任意一項所述之扇框，其中每一靜葉包括一近端與一遠端，該近端與基座之側壁相連，該遠端與扇框之內壁相連，每一靜葉之高度沿徑向變化，靜葉在近端之高度小於遠端之高度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之扇框，其中每一靜葉之遠端與基座之底面齊平，每一靜葉與基座之側壁連接處之下端點高於基座之底面。
6. 一種散熱風扇，包括一基座、一定子、一轉子及一外框，該外框之軸向兩側分別形成一入風口及一出風口，該基座設置於出風口處，該定子及轉子收容於該外框內，其改良在於：該基座包括一底面及由底面週緣向上延伸並 圍繞底面之一側壁，複數靜葉連接於該外框與該基座之側壁之間，該側壁之外徑沿入風口向出風口方向逐漸減小。
7. 如申請專利範圍第6項所述之散熱風扇，其中該基座之側壁為圓台形、圓錐形、流線形、弧形、或二次曲線形。
8. 如申請專利範圍第6項所述之散熱風扇，其中該基座之側壁靠近出風口一端呈漸縮形曲面形，而靠近入風口一端為圓柱形。
9. 如申請專利範圍第6至8項中任意一項所述之散熱風扇，其中每一靜葉包括一近端與一遠端，該近端與基座之側壁相連，該遠端與扇框之內壁相連，每一靜葉之高度沿徑向變化，靜葉在近端之高度小於遠端之高度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之散熱風扇，其中每一靜葉之遠端與基座之底面齊平，每一靜葉與基座之側壁連接處之下端點高於基座之底面。