专利名称：离心式风扇的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风扇，且特别是涉及一种离心式风扇。
背景技术：
一般而言，可携式电子设备，尤其是笔记型电脑(Note Book PersonalComputer)，为了能发挥最大的效能，需要有散热模块以进行有效散热。然而，笔记型电脑为了因应移动化的大众市场的微型化的需求，机壳内部已无法预留出足够的自然对流空间。因此笔记型电脑的散热模块逐渐朝向以离心式风扇产生强制对流以进行散热。在离心式风扇的设计上，是利用风扇蜗形外壳产生的高静压高转速的特性，来克服笔记型电脑系统内空间狭窄空气对流不易的问题。然而，风扇叶片产生的尾流(WakeFlow)撞击蜗形外壳舌口形状处的涡型侧板的表面时，每个冲击点可视为产生窄频噪音(Narrow Band Noise)的发音源,依照波的叠加原理,将会产生具有大振幅且固定频率的扇叶通过频率(Blade Pass Frequency)噪音。一旦需提升散热效能，势必要增加风量。然而，流场增加将使风扇所产生的尾流扰动更剧烈，因而造成噪 音与散热难以取舍的瓶颈。近年来有一种离心式风扇是利用扇叶噪音产生的来源主要分布在叶片末端及周围的特性，便于离心式风扇的叶片末端外加一环状结构，以减少噪音的产生。但在实际的操作上，此环型离心式风扇对于噪音减少与风量的增加上的效率上，仍具有相当的改善空间。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可增进风量并减少噪音产生的离心式风扇。本发明的一技术态样为一种离心式风扇。根据本发明一实施方式，一种离心式风扇包含壳体、驱动装置及风扇扇叶。壳体内具有空腔，空腔中央处具有轴心。驱动装置，固定于空腔内的轴心处。风扇扇叶，设置于壳体的空腔内，包含轮毂、叶片及肋片。轮毂，位于轴心中央，连接至驱动装置。叶片环设于轮毂的周围，每一叶片具有迎风表面及背风表面。每一肋片于每一叶片的迎风表面从轴心端向外以弧线方式延伸，并连接相邻的另一叶片的背风表面以形成弧面。在本发明一实施方式中，其中上述离心式风扇，其中每一肋片位于每一叶片的中央位置，并与每一叶片垂直。在本发明一实施方式中，其中上述离心式风扇，每一肋片具有一翼型截面。 在本发明一实施方式中，其中上述离心式风扇，此翼型截面为NACA0012截面。在本发明一实施方式中，其中上述离心式风扇，肋片外缘的切线与叶片的切线之间的夹角范围从85度至90度在本发明一实施方式中，其中上述离心式风扇，肋片的弧面与背风表面接触时的切线与叶片的切线之间的夹角范围为76度至89度。
在本发明一实施方式中，其中上述离心式风扇，当叶片与轴心的直线距离为风扇扇叶半径的0.58 0.61倍时，肋片的弧面与叶片的迎风表面的垂直距离为0.2 0.6毫米。在本发明一实施方式中，其中上述离心式风扇，当叶片与轴心的直线距离为风扇扇叶半径的0.72 0.75倍时，肋片的弧面与叶片的迎风表面的垂直距离为0.6 2.1毫米。在本发明一实施方式中，其中上述离心式风扇，轴心至弧面与背风表面接触的位置的直线距离为风扇扇叶半径的0.85 0.87倍。在本发明一实施方式中，其中上述离心式风扇，轴心至肋片外缘与背风表面接触的位置的直线距离为风扇扇叶半径的0.92 0.94倍。在本发明上述实施方式中，应用本发明的离心式风扇具有较大的风量与较高的风压且可使窄频噪音达到改善，具有较高的声音品质。
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下:图1A是本发明一实施方式的一种离心式风扇移除壳体上盖的外观结构图；图1B是本发明一实施方式的风扇扇叶的侧面示意图；图2是本发明一实施方式的风扇扇叶尺寸示意图；图3是本发明一实施方式的一种离心式风扇的风量-风压实验数据图；图4A是使用传统环形离心式风扇的频谱图；图4B是使用本发明一实施方式的一种离心式风扇的频谱图；图5A及图5B为现有的环型离心式风扇与本发明的离心式风扇的轴向剖面速度分布图。主要元件符号说明100:离心式风扇α:夹角110:壳体θ1:夹角111:空腔r:半径112:轴心A:直线距离113:舌口r2:直线距离120:驱动装置r3:直线距离130:风扇扇叶r4:直线距离131:轮毂L1:直线长度132:叶片L2:直线长度132a:迎风表面132b:背风表面133:肋片133a:弧面 133b:外缘
具体实施例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。请参照图1A，其绘示依照本发明一实施例的一种离心式风扇100移除壳体110的上盖后的外观结构图。离心式风扇100包含壳体110、驱动装置120及风扇扇叶130。壳体110上具有一舌口 113，壳体110内具有空腔111以容置风扇扇叶130，空腔111中央处具有轴心112。驱动装置120，固定于空腔111内的轴心112处。风扇扇叶130位于壳体110的空腔111内，其包含轮毂131、叶片132及肋片133。轮毂131位于轴心112中央，连接至驱动装置120。叶片132环设于轮毂131的周围，每一叶片132具有迎风表面132a及背风表面132b。在本实施例中，风扇扇叶130是以顺时针方向转动。每一肋片133于每一叶片132的迎风表面132a从轴心112端向外以弧线方式延伸，并连接相邻的另一叶片132的背风表面132b以形成弧面133a。此离心式风扇100将空气从垂直轴心112的轴向方向的一端侧吸入到空腔111内部，并将所述的空气吹到径向外部。请参照图1B，其绘示依照本发明一实施例的风扇扇叶130的侧面示意图。由图1B可知，本实施例的每一肋片133大致位于每一叶片132的中央位置且与每一叶片132垂直。每一肋片133的截面为一种翼型截面，本实施例所使用的肋片133为NACA0012截面，可因此增加风量且提供较稳定的尾流。在其他实施例中，肋片133的截面也可使用其他具有相同功能的截面。请参照图2， 其绘示依照本发明一实施方式的风扇扇叶130尺寸示意图。本实施例是使用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软体计算后,得到以下参数的数据。如图2所示，肋片133的外缘133b的切线与叶片132的背风表面132b切线之间的夹角α范围为85度至90度。肋片133的弧面133a与背风表面132b接触时的切线与叶片132的切线之间的夹角Θ I范围为76度至89度。在本实施例中，轴心到叶片132外缘的直线距离为风扇扇叶130的半径r，而叶片132在距离轴心112的直线距离Γι的位置时，垂直叶片132并自此点发出形成一直线长度L1为0.2 0.6毫米，其中直线距离η为风扇扇叶130半径r的0.58 0.61倍。此直线长度L1即表示为肋片133在直线距离Γι处的宽度。叶片132在距离轴心112的直线距离r2的位置时，垂直叶片132并自此点发出形成一直线长度L2为0.6 2.1毫米，其中直线距离r2为风扇扇叶130半径r的0.72 0.75倍。直线长度L2即表示为肋片133在直线距离r2处的宽度。轴心112至弧面133a与背风表面132b接触的位置的直线距离r3为风扇扇叶130半径r的0.85 0.87倍。轴心112至该肋片133的外缘133b与背风表面132b接触的位置的直线距离r4为风扇扇叶130半径r的0.92 0.94倍。在本实施例中，具弧面133a的肋片133用以增进离心式风扇100的风量并减低噪音的产生。请参阅图3，图中横向座标(cfm)与纵向座标(mm-Aq)，分别代表的是每分钟的风量，以及毫米水柱的压力值(也就是风压)。根据实验结果显示，当在尺寸比例相同且使用相同的壳体的前提下，本发明与现有环形离心式风扇在相同风量下，本发明具有较高的风压，在相同风压下，本发明具有较大的风量。由此可知，本发明与现有环形离心式风扇的实验数据相比较，更能清楚展现本发明的离心式风扇具有风量大、风压高、散热效果较佳的优势。请同时参阅图4A及图4B，其中图4A是绘示使用传统环形离心式风扇的频谱图。如图4A所示，位于1000Hz及2000Hz的运转频率附近皆可观察到明显的扇叶窄频噪音(如图4A的箭头指示处)；图4B是绘示使用本发明一实施方式的一种离心式风扇扇的频谱图。由图4B所示，位于1000Hz及2000Hz附近的扇叶窄频噪音已明显降低。由以上述较佳实施例经由噪音测量所得的实验结果可知，本发明的离心式风扇的扇叶通过频率(BPF)噪音大约为36分贝，低于传统的环形离心式风扇的扇叶通过频率(BPF)噪音的38分贝。故本发明能有效降低噪音的产生。由上述本发明实施方式可知，应用本发明与现有技术的环型离心式风扇相较，具有下列优点:(I)本发明与现有技术相比较，可以有效减少离心式风扇吸力面的流场分离现象以及降低空气流在离开风扇扇叶后形成发展流后的流场混乱过程。参照图5A所示，环型离心式风扇(图5A)与本发明的离心式风扇(图5B)的轴向剖面速度分布的分析可得知本发明的离心式风扇的流场分布高速的区域较为集中，因此本发明的离心式风扇有效减少了吸力面的流场分离现象以及降低空气流在离开风扇扇叶后形成发展流后的流场混乱过程。(2)本发明与现有技术相比较，具有控制流体均匀地被甩出扇叶时的方向能力。(3)本发明与现有技术 相比较，具有较大的风量与较高的风压。(4)本发明与现有技术相比较，窄频噪音达到改善，具有较高的声音品质。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。
权利要求
1.一种离心式风扇,包含 壳体，具有空腔，该空腔中央处具有轴心； 驱动装置，固定于该空腔内的该轴心处；以及 风扇扇叶，设置于该壳体的该空腔内，包含 轮毂，连接至该驱动装置； 多个叶片，环设于该轮毂的周围，每一该些叶片具有迎风表面及背风表面；以及多个肋片，每一该些肋片位于每一该些叶片的迎风表面，从每一该轴心端向外以一弧线方式延伸，并连接相邻的另一该叶片的该背风表面。
2.如权利要求I所述的离心式风扇，其中每一该肋片位于每一该叶片的中央位置，并与每一该叶片垂直。
3.如权利要求I所述的离心式风扇，其中每一该肋片具有一翼型截面。
4.如权利要求3所述的离心式风扇，其中该翼型截面为一NACA0012截面。
5.如权利要求I所述的离心式风扇，其中该肋片外缘的切线与该叶片的切线之间的夹角范围从85度至90度。
6.如权利要求I所述的离心式风扇，其中该肋片的该弧面与该背风表面接触时的切线与该叶片的切线之间的夹角范围从76度至89度。
7.如权利要求I所述的离心式风扇，其中当该叶片与该轴心的直线距离为该风扇扇叶半径的O. 58 O. 61倍时，该肋片的该弧面与该叶片的该迎风表面的垂直距离为O. 2 O. 6毫米。
8.如权利要求I所述的离心式风扇，其中当该叶片与该轴心的直线距离为该风扇扇叶半径的O. 72 O. 75倍时，该肋片的该弧面与该叶片的该迎风表面的垂直距离为O. 6 2. I毫米。
9.如权利要求I所述的离心式风扇，其中该轴心至该弧面与该背风表面接触的位置的直线距离为该风扇扇叶半径的O. 85 O. 87倍。
10.如权利要求I所述的离心式风扇，其中该轴心至该肋片外缘与该背风表面接触的位置的直线距离为该风扇扇叶半径的O. 92 O. 94倍。
全文摘要
本发明公开一种离心式风扇，其包含壳体、驱动装置及风扇扇叶。壳体内具有空腔，空腔中央处具有轴心。驱动装置固定于空腔内的轴心处。风扇扇叶设置于壳体的空腔内，包含轮毂、叶片及肋片。轮毂位于轴心中央，连接至驱动装置。叶片环设于轮毂的周围，每一叶片具有迎风表面及背风表面。每一肋片于每一叶片的迎风表面从轴心端向外以弧线方式延伸，并连接相邻的另一叶片的背风表面以形成弧面。
文档编号F04D29/66GK103256249SQ201210057650
公开日2013年8月21日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年2月20日
发明者黄玉年, 曾俊发, 邱俊哲, 王信佑, 邱忆梅, 黄静慈 申请人:广达电脑股份有限公司