TWM551783U - 尾流噪音抑制型散熱風扇 - Google Patents

Description

尾流噪音抑制型散熱風扇

本創作係有關於一種散熱風扇，尤其是指一種裝設於馬達組件，且利用尾流噪音抑制結構減少因為尾流而造成尾流噪音之散熱風扇。

馬達是一種藉由電的磁效應而將電能轉換為機械能的裝置。馬達自十七世紀被發明以來，經過兩次工業革命的洗禮，並發展至今時今日。到了現代，馬達的發展已經相當成熟，也為了配合多種狀況而發展出多種不同種類的馬達。

在馬達導通電流而開始運作時，電流會流經馬達內的線圈，藉以產生磁力而與馬達內的磁石產生相互作用力，使馬達產生機械能。然而，由於線圈本身具有阻抗，因此一部分的電能會因為線圈本身的阻抗而被轉換成熱能。熱能會不斷地使馬達的溫度升高，因此在馬達溫度過高時，會造成馬達的故障。

人們為了避免馬達溫度過高，因此在馬達裝設散熱風扇。為了詳細地說明裝設在馬達上的散熱風扇，請參閱第一圖，第一圖係顯示先前技術所提供之散熱風扇立體圖。如圖所示，先前技術提供了一種散熱風扇PA1。散熱風扇PA1包含一軸體PA11與複數個扇葉 PA12(在此僅標示其中一者)。軸體PA11開設有一風扇軸孔PA111。扇葉PA12環狀排列於軸體PA11。

請參閱第二圖，第二圖係顯示先前技術之散熱風扇裝設於馬達組件上之使用狀態剖面示意圖。如圖所示，先將散熱風扇PA1設置於一馬達組件PA2。馬達組件PA2包含一馬達本體PA21、一定子PA22、一轉子PA23與一風罩PA24。馬達本體PA21係設有一本體容置空間PAS1。定子PA22係設置於本體容置空間PAS1。轉子PA23係穿設於本體容置空間PAS1，並包含一轉子軸心PA231。風罩PA24係鄰近於轉子軸心PA231之一端而蓋設於馬達本體PA21，藉以使馬達本體PA21與風罩PA24在鄰近於轉子軸心PA231之該端圍構出一風扇容置空間PAS2。

散熱風扇PA1係位於風扇容置空間PAS2，且風扇軸孔PA111係鄰近於轉子軸心PA231之該端而套設於轉子軸心PA231。當馬達組件PA2導通電流時，轉子PA23會與定子PA22產生交互作用力而使轉子PA23轉動，藉此帶動散熱風扇PA1轉動而產生散熱氣流PAF。散熱氣流PAF會逸散馬達組件PA2的熱能，藉此防止馬達溫度過高。

在散熱風扇PA1轉動而產生散熱氣流PAF的同時，散熱風扇PA1會在風扇容置空間PAS2伴隨著散熱氣流PAF而產生尾流，因而會在風扇容置空間PAS2產生巨大的噪音。其中，為了佐證先前技術所提供之散熱風扇PA1在旋轉時會產生噪音，請參閱表一，表一係顯 示於先前技術之散熱風扇PA1在運轉時之散熱風扇PA1與馬達組件PA2四點噪音測試實驗數據。

藉由表一可知，在輸出風量為125.84CMM時，散熱風扇PA1與馬達組件PA2之四點測試之音量分別為84.72dB、80.80dB、73.37dB與70.71dB。因此，先前技術所提供之散熱風扇PA1在運轉時會產生極大的噪音。因此，以長期在馬達進行操作作業的作業人員來說，長期在高分貝的環境下工作會對聽覺神經造成難以回溯的傷害。

有鑒於在先前技術中，散熱風扇在運作時會產生極大的氣流，進而在風扇容置空間產生極大的噪音。長期下來，極大的噪音會對於作業人員的聽覺神經產生極大且難以回溯的傷害。

本創作為解決先前技術之問題，所採用之必要技術手段為提供一種尾流噪音抑制型散熱風扇。一種尾流噪音抑制型散熱風扇，係用以設置於一沿一軸心 方向延伸且具有一馬達中心軸之馬達軸心。尾流噪音抑制型散熱風扇包含一軸座與複數個直板扇葉。軸座用以沿軸心方向接合於馬達軸心。直板扇葉自軸座向外輻射延伸出，且各具有一設有複數個尾流噪音抑制結構之扇葉外緣。

其中，在馬達軸心以馬達中心軸為一旋轉中心軸而沿一順時針方向或一逆時針方向轉動時，係同步帶動尾流噪音抑制型散熱風扇旋轉而產生一離心式散熱氣流，並且利用尾流噪音抑制結構抑制產生離心式散熱氣流時所伴隨產生之一尾流噪音。

在上述必要技術手段的基礎下，上述尾流噪音抑制型散熱風扇所衍生之一附屬技術手段為軸座開設有一用以供馬達軸心穿設且沿軸心方向延伸之軸心設置通道。

在上述必要技術手段的基礎下，上述尾流噪音抑制型散熱風扇所衍生之一附屬技術手段為各尾流噪音抑制結構為一尾流抑制凹口。

在上述必要技術手段的基礎下，上述尾流噪音抑制型散熱風扇所衍生之一附屬技術手段為各尾流噪音抑制結構為一三角型尾流抑制凹口。

在上述必要技術手段的基礎下，上述尾流噪音抑制型散熱風扇所衍生之一附屬技術手段為各直板扇葉之扇葉外緣包含一遠離於馬達中心軸之抑制結構設置部。尾流噪音抑制結構排列於抑制結構設置部。

在上述必要技術手段的基礎下，上述尾流 噪音抑制型散熱風扇所衍生之一附屬技術手段為直板扇葉為一體成型地連結軸座。

承上所述，在本創作所提供之尾流噪音抑制型散熱風扇中，設置於軸座的直板扇葉設有複數個尾流噪音抑制結構。在尾流噪音抑制型散熱風扇受馬達軸心帶動而開始同步旋轉時，直板扇葉上之扇葉外緣之尾流噪音抑制結構會減少尾流所產生之噪音。

相較於先前技術，本創作所提供之尾流噪音抑制型散熱風扇中設有複數個尾流噪音抑制結構。在尾流噪音抑制型散熱風扇受馬達軸心帶動而開始高速旋轉時，直板扇葉上之尾流噪音抑制結構會減少尾流噪音的產生，進而避免了產生高分貝的噪音，因此，本創作所提供之尾流噪音抑制型散熱風扇減少了先前技術所提供之散熱風扇在運轉時所產生之尾流噪音，也就是降低了尾流所產生之噪音。藉此，降低了噪音對於作業人員所產生的傷害。

PA1‧‧‧散熱風扇

PA11‧‧‧軸體

PA111‧‧‧風扇軸孔

PA12‧‧‧扇葉

PA2‧‧‧馬達組件

PA21‧‧‧馬達本體

PA22‧‧‧定子

PA23‧‧‧轉子

PA231‧‧‧轉子軸心

PA24‧‧‧風罩

PAF‧‧‧散熱氣流

PAS1‧‧‧本體容置空間

PAS2‧‧‧風扇容置空間

1‧‧‧(尾流噪音抑制型)散熱風扇

11‧‧‧軸座

111‧‧‧軸心設置通道

12‧‧‧直板扇葉

121‧‧‧扇葉外緣

1211‧‧‧抑制結構設置部

12111‧‧‧尾流噪音抑制結構

2‧‧‧馬達組件

21‧‧‧馬達本體

22‧‧‧馬達定子

23‧‧‧馬達轉子

231‧‧‧馬達軸心

24‧‧‧風罩

AX‧‧‧馬達中心軸

C‧‧‧離心方向

E‧‧‧軸心方向

F‧‧‧離心式散熱氣流

R1‧‧‧順時針方向

R2‧‧‧逆時針方向

S1‧‧‧工作空間

S2‧‧‧風扇工作空間

第一圖係顯示先前技術所提供之散熱風扇立體圖；第二圖係顯示先前技術之散熱風扇裝設於馬達組件上之使用狀態剖面示意圖；第三圖係顯示本創作較佳實施例所提供之尾流噪音抑制型散熱風扇之立體圖；第四圖係顯示本創作較佳實施例所提供之尾流噪音抑制 型散熱風扇裝設於馬達組件時之使用狀態之前視示意圖；以及第五圖係顯示第四圖之B-B剖面示意圖。

請參閱第三圖，第三圖係顯示本創作較佳實施例所提供之尾流噪音抑制型散熱風扇之立體圖。如圖所示，本創作較佳實施例提供了一種尾流噪音抑制型散熱風扇(以下簡稱散熱風扇)1包含一軸座11與七個直板扇葉12(在此僅標示其中一者)。軸座11開設有一沿一軸心方向E延伸之軸心設置通道111。

直板扇葉12自軸座11向外輻射延伸出，且各具有一扇葉外緣121。扇葉外緣121包含一遠離於軸心設置通道111之抑制結構設置部1211。各抑制結構設置部1211開設有多個尾流噪音抑制結構12111。其中，各尾流噪音抑制結構12111為一尾流抑制凹口。較佳者，各尾流噪音抑制結構12111為一三角形尾流抑制凹口，但不以此為限。換句話說，各抑制結構設置部1211具有由尾流噪音抑制結構12111所構成之鋸齒型結構。此外，在本實施例當中，直板扇葉12環狀排列於軸座11，在其他施例當中，直板扇葉12可一體成型地連結軸座11。

請一併參閱第四圖與第五圖，第四圖係顯示本創作較佳實施例所提供之尾流噪音抑制型散熱風扇裝設於馬達組件時之使用狀態之前視示意圖；第五圖係顯示第四圖之B-B剖面示意圖。如圖所示，本創作較佳 實施例所提供之散熱風扇1設置於一馬達組件2。馬達組件2包含一馬達本體21、一馬達定子22、一馬達轉子23與一風罩24。

馬達本體21開設有一工作空間S1。馬達定子22設置於工作空間S1。馬達轉子23包含一馬達軸心231。馬達軸心231沿一軸心方向E並經由工作空間S1而延伸出，且馬達軸心231具有一馬達中心軸AX。風罩24蓋設於馬達本體21，並與馬達本體21圍構出一風扇工作空間S2。其中，馬達軸心231穿設軸心設置通道111而使散熱風扇1位於風扇工作空間S2。

在馬達組件2受驅動而運轉時，馬達組件2會產生熱能。此外，散熱風扇1會隨著馬達軸心231以馬達中心軸AX為一旋轉中心軸(即馬達中心軸AX)而沿一順時針方向R1或一相反於順時針方向R1之逆時針方向R2而轉動。其中，無論散熱風扇1是沿順時針方向R1或是沿逆時針方向R2轉動，直板扇葉12皆會產生一沿一遠離馬達中心軸AX之離心方向C流動的離心式散熱氣流F。

離心式散熱氣流F會因為散熱風扇1沿順時針方向R1或是沿逆時針方向R2轉動而沿離心方向C流動至風罩24。風罩24會導引離心式散熱氣流F，並使離心式散熱氣流F流經馬達本體21，藉以逸散馬達本體21的熱能。

由於直板扇葉12具有尾流噪音抑制結構12111，因此在散熱風扇1旋轉時，會抑制尾流噪音的產 生，也就是說會降低了因為尾流所產生之噪音。為了驗證散熱風扇1相較於先前技術所提供之散熱風扇PA1(標示於第一圖與第二圖)可有效的降低運轉時所產生之噪音，所以將散熱風扇1裝設於馬達組件2，並進行了四點噪音測試。

請參閱表二，表二係顯示本創作較佳實施例所提供之散熱風扇1在運轉時之散熱風扇1與馬達組件2四點噪音測試實驗數據。

藉由表二可知，在馬達轉速功率相同的狀況下，散熱風扇1之輸出風量為124.27CMM，散熱風扇1與馬達組件2之四點測試之音量分別為74.07dB、69.15dB、70.67dB與68.12dB。相較於先前技術，雖然輸出風量由125.84CMM些微地降低至124.27CMM，但第一點音量由84.72dB降低至74.07dB，第二點音量由80.80dB降低至69.15dB，第三點音量由73.37dB降低至70.67dB，第四點音量由70.71dB降低至68.12dB。

綜上所述，由於在本創作較佳實施例所提供之尾流噪音抑制型散熱風扇具有尾流噪音抑制結構，因此在尾流噪音抑制型散熱風扇旋轉時會降低尾流噪音 的產生。由於尾流為馬達在運轉時所產生之噪音的主來源之一，因此在藉由本創作較佳實施例所提供之尾流噪音抑制型散熱風扇作為馬達組件之散熱風扇時，可有效地降低馬達組件運轉時所產生之噪音。另外，由於軸座上設有直板扇葉，因此尾流噪音抑制型散熱風扇無論是沿順時針方向或是逆時針方向旋轉，都會產生沿離心方向流動的離心式散熱氣流。

相較於先前技術，在本創作較佳實施例所提供之尾流噪音抑制型散熱風扇受馬達軸心帶動而轉動時，不僅能產生足夠強度的離心式散熱氣流，且因為直板扇葉有效地降低了尾流噪音產生，進而降低了馬達組件在運轉時所產生之噪音。藉此，降低作業人員長期在工作環境之噪音音量，因而減低了對作業人員的聽覺神經所產生的傷害。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。

1‧‧‧尾流噪音抑制型散熱風扇

11‧‧‧軸座

111‧‧‧軸心設置通道

12‧‧‧直板扇葉

121‧‧‧扇葉外緣

1211‧‧‧抑制結構設置部

12111‧‧‧尾流噪音抑制結構

AX‧‧‧馬達中心軸

C‧‧‧離心方向

E‧‧‧軸心方向

Claims (6)

1. 一種尾流噪音抑制型散熱風扇，係用以設置於一沿一軸心方向延伸且具有一馬達中心軸之馬達軸心，該尾流噪音抑制型散熱風扇包含：一軸座，係用以沿該軸心方向接合於該馬達軸心；以及複數個直板扇葉，係自該軸座向外輻射延伸出，且各具有一設有複數個尾流噪音抑制結構之扇葉外緣；其中，在該馬達軸心以該馬達中心軸為一旋轉中心軸而沿一順時針方向與一逆時針方向中之任意一者轉動時，係同步帶動該尾流噪音抑制型散熱風扇旋轉而產生一離心式散熱氣流，並且利用該些尾流噪音抑制結構抑制產生該離心式散熱氣流時所伴隨產生之一尾流噪音。
2. 如申請專利範圍第1項所述之尾流噪音抑制型散熱風扇，其中，該軸座係開設有一用以供該馬達軸心穿設且沿該軸心方向延伸之軸心設置通道。
3. 如申請專利範圍第1項所述之尾流噪音抑制型散熱風扇，其中，各該些尾流噪音抑制結構係一尾流抑制凹口。
4. 如申請專利範圍第3項所述之尾流噪音抑制型散熱風扇，其中，各該些尾流噪音抑制結構係一三角形尾流抑制凹口、一弧形尾流抑制凹口與一多邊形尾流 抑制凹口中之一者。
5. 如申請專利範圍第1項所述之尾流噪音抑制型散熱風扇，其中，各該些直板扇葉之該扇葉外緣係包含一遠離於該馬達中心軸之抑制結構設置部，該些尾流噪音抑制結構係排列於該抑制結構設置部。
6. 如申請專利範圍第1項所述之尾流噪音抑制型散熱風扇，其中，該些直板扇葉係一體成型地連結該軸座。