专利名称：涡导轴向集束气流装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种涡导轴向集束气流装置。
背景技术：
轴流风扇的用途广泛，举凡送风散热装置、吹风机、屋室排气装置及风 洞实验室风机等，皆需使用到轴流风扇。
而轴流风扇是气体流动方向与传动轴平行，利用扇叶的旋转推升力获得 能量；但现有轴流风扇并无法产生一个真正的轴流气体，因为圆周运动所产 生的能量，是从外缘向轴心递减至零，所以随着扇叶的旋转所推送出来的风， 自然的集中在扇叶的外缘上，其作用推力的方向也跟着朝外而旋出，这使得 愈接近轴心处就愈不会有风；即使在风口套上管套，风也会外旋而磨擦管套 的内壁，和各股气流相互作用挤压而急遽的消减；原因是管壁流层与心部紊 风对流层交互推挤磨擦作用，而形成无法管控的风场环境，使得扇叶无法送 出强劲的风，且更造成接近轴心部处于无风的窘态，因而成为在应用的各项 装置中 一直无法克服的困扰与障碍。
其次，图l、图2所示是现有一种轴流风扇10，其各扇叶12是自中心的 轴座11向外延伸，由于轴座11内容设有马达等构件，这使得轴座11占有相 当大的面积，因此当扇叶12动作旋转时，位于轴座11下的中央热区A的范 围，愈接近轴座ll处，则愈无风量，所以降低了其散热效率。
图3、图4所示，是现有另一种轴流风扇装置10a，其是在该轴流风扇10a 底面增设一具有呈斜锥状的导风环体13，导引扇叶12所产生的空气流集中吹 向中央轴座11所遮蔽的中央热区A，以到达散热体最趋近热源的部分，以提 '高散热效率，此类型见诸于中国台湾M259469号新型专利案中。
而，上述轴流风扇装置10a导引空气流吹向中央的作法，其思考方向是 正确的，但，其使用斜锥状的导风环体13，所能达到的效果可能有限，因其 仅是略为改变送风角度而已，对于轴座11下方的遮蔽区域，即中央热区A， 空气流不易到达，因此散热效率无法显著提升，为其未尽完善之处；故，仍
3有改进空间。
又如图5、图6所示，是公告第1278576号的"增益风压的轴流式散热扇" 专利案，其由数个"动叶"所构成的叶轮21，可转动的设于外框22的基座 23上，而基座23周缘设有由放射状"静叶"所构成的增压装置24，借由叶 轮21的动叶相对增加驱风量，及利用该外框22的增压装置24增加出风风压， 以提升整体散热效率。前述静叶构成的增压装置24，虽提升若干风压效果， 但其未能将气流流向中央集中而形成轴向集束气流，故散热效益上仍不足。
另，如图7所示，是中国台湾公告第M314797号的"风扇的涡旋增压装 置"新型专利案，其是将一具有轮毂26的转动叶片27设在一扇框25内，且 该叶片27外周缘设有一凸部28，当驱动轮毂26转动，则该叶片27带动气流 从扇框25设有基座231的一侧进入，再朝另一侧流动，且通过的流体撞击到 该凸部28后改变流向，往轮毂26侧流动，以解决位于轮毂26下的散热器的 中央处最高发热区域的散热问题。而此结构的叶片27是呈转动型态而其底部 没有诸如图5、图6所示相对的静叶的设置，所以流体不易集中；况且，该轮 毂26是呈外凸曲线，且轮毂26是随叶片27同步转动，类似台风眼中心，不 易达到预期将风往中间送的目的；故尚有改善空间。
此外，本实用新型人先前在中国专利申请号第200710165254. 9号"涡导 式散热装置"申请案中，揭示了一种在散热本体与风扇之间，设有一与该风 扇旋转方向相反所排列而成的反向固定轮叶，使该风扇所送出的气流先导入 该反向固定轮叶中，形成涡导聚集气流再吹向该散热本体。但，该在先申请 案是针对散热器所开发的一种装置，故其特征是须与散热本体的结构搭配， 简言之，该在先申请案是针对装置内部产生散热作用。
而，本实用新型是针对装置外的应用，进一步揭示轴心等分导流柱及轴 向等分导风道等新结构及导流手段，据以产生一种涡导轴向集束气流，供不 同领域及产业的使用。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的上述缺点，本实用新型提供一种涡导轴向集束 气流装置，其使原本朝外缘旋推作用的风，能以最短的距离聚风于轴心的装 置，让气流直接作用于受风目标，并具有独立轴流风机的功能，不仅方便与 现有各式散热器结合，且亦便捷使用在风洞实验室及屋室的通风口等各种产 品及环境，故具有扩大使用领域的功效。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种涡导轴向集束气流装置，其特征在于，包括 一轴流风扇； 一反向 固定轮叶，是设在该轴流风扇的送风侧，其轴心设有一不包括呈外凸曲线的 等分导流柱，各扇叶以该等分导流柱为中心呈辐射状排列，并由该等分导流 柱上缘往外下斜至外周缘的斜上段面扇叶，向前倾斜与该轴流风扇的旋转方 向相反，形成入风切割面，且对应的斜下段面扇叶，由该等分导流柱延伸至 '外周缘保持平直出风导引面，以构成一内高外低的轴向等分导风道； 一縮口 罩，是设在该反方向固定轮叶的底周缘，其罩体由外周缘向内呈收縮面，中
央为镂空孔的出风口，且其罩体外周缘高度(hl)是等于或大于该反向固定 轮叶出风口外周缘高度(h2)，形成环侧包围状，使该縮口罩将气流由外圆周
转向轴心，再以该等分导流柱予以阻隔改变流向，以在该轴向等分导风道形
成均匀的轴向集束气流。
前述的涡导轴向集束气流装置，其中等分导流柱设成上宽下窄的倒锥形。 前述的涡导轴向集束气流装置，其中等分导流柱周缘呈内凹曲线。 前述的涡导轴向集束气流装置，其中等分导流柱的高度凸伸出所述反向
圆定轮叶的底面。
前述的涡导轴向集束气流装置，其中扇叶的入风切割面是向前呈30° 60°的倾斜面。
前述的涡导轴向集束气流装置，其中反向固定轮叶与一供所述轴流风扇 装设的框架一体成型。
前述的涡导轴向集束气流装置，其中反向固定轮叶独立成型，再与所述 轴流风扇的装设框结合。
本实用新型在反向固定轮叶的轴心设有等分导流柱及其周缘的轴向等分 导风道，使气流由外周缘利用縮口罩把风集中并改变流向，先形成一种涡导 作用，再借由轴心的等分导流柱将扇风转变成集朿气流。亦即利用该入风切 割面，对轴流风扇因圆周旋转所产生具外旋推力，作立即性的切割，把风的 圆周惯性推力方向改变，并且顺势导入反向固定轮叶内，且利用设在外周缘 的縮口罩的流道限制，所构成的向内縮减的等分导风道，迫使风必须往轴心 聚集，再以该等分导流柱予以阻隔改变流向，因而获得均匀且强劲的气流， 形成沿着轴心直线方向推送出犹如层流的轴向集束气流。
故，本实用新型的等分导流柱具有使气流导向集朿的功效，所以其周缘特别不包括设成"外凸曲线"，否则气流会反弹形成乱流，不会形成轴向集束 气流；据此，本实用新型可形成一个推力距离较长且均匀的轴向集束气流， 而且解决了如近距离轴心吹不到受风目标，或风压量的不足，安装体积过于 庞大，振动与噪音等的诸多困扰，并且可以在功率耗损最少的情况下，轻松 地在风的压与量上取得一个最佳使用值，并使效能达到最佳化。故，本实用 新型确能改善目前所有轴流送风机组的诸多问题，提供一具高效能的轴流风 机组装置在各个产业来使用，甚至于可以成为低速风洞实验室的风机装置， 用来建造一个既简单又理想的风场环境。
本实用新型的有益效果是，其使原本朝外缘旋推作用的风，能以最短的 距离聚风于轴心的装置，让气流直接作用于受风目标，则在提供一种涡导轴 -向集束气流装置，并具有独立轴流风机的功能，不仅方便与现有各式散热器 结合，且亦便捷使用在风洞实验室及屋室的通风口等各种产品及环境，具有 扩大使用领域的功效。以下结合附图和实施例对本实用新型进一歩说明。
图1是现有一种轴流风扇的立体示意图。
图2是现有一种轴流风扇的剖面图。
图3是现有另一种轴流风扇的分解立体示意图。 . 图4是现有另一种轴流风扇的剖面图。 .图5是中国台湾公告第1278576号发明专利的分解立体示意图。 图6是中国台湾公告第1278576号发明专利的剖面图。 图7是中国台湾公告M314797号新型专利的剖面图。 图8是本实用新型的反向固定轮叶成型前部分构造的立体示意图。 图9是本实用新型的反向固定轮叶成型前的俯视图。
图10是图9所示10-10断面的剖面图。
图11是本实用新型的反向固定轮叶成型后的部分构造立体示意图。
图12是本实用新型的反向固定轮叶成型后的俯视图。
图13是
图12所示13-13断面的剖面图。
图14是本实用新型的反向固定轮叶的侧剖面图。 '
图15是
图14所示15-15断面的剖面图。
图16是本实用新型的反向固定轮叶的另一实施例剖面图。
图17是
图16所示17-17断面的剖面图。
图18是本实用新型较佳实施例的分解立体示意图。
图19是
图18所示的反向固定轮叶的俯视图。
图20是
图19所示20-20断面的剖面图。
图21是本实用新型较佳实施例的组合立体示意图。
图22是本实用新型另一可行实施例的剖面图。
图23是本实用新型较佳实施例的剖面图。
图24本实用新型另一实施例的剖面图。
图25是本实用新型使用于散热器的参考图。
图26是本实用新型使用于风洞实验的参考图。
图中标号说明
30 轴流风扇
31 装设座
32 凸耳
40 框架
41 基座
42 凸耳
50 反向固定轮叶
51 扇叶 51a斜上段面 51b 斜下段面 511入风切割面 512出风导引面
52 等分导流柱 521 内凹曲线
53 等分导风道
60 縮口罩
61 收缩面
62 凸耳
63 出风口
64 层流70 散热器 80 风管具体实施方式
首先，请参阅图8-
图10所示，其是本实用新型设在轴流风扇30送风侧 的反向固定轮叶50未成型的示意图，其轴心设有一等分导流柱52，各扇叶 51以该等分导流柱52为中心呈幅射状排列，如图8所示的扇叶51仅是其中 数片而已，便于说明其构造，而图9所示的俯视图即显示其有十数片扇叶51， 而图8-
图10所示的扇叶51尚未成型，其仅显示其与轴心的等分导流柱52的 关系，且各扇叶51由该等分导流柱52上缘往外下斜至外周缘的斜上段面51a， 必须向前倾斜与该轴流风扇30的旋转方向相反，而对应的斜下段面51b则可 保持平直。
请参阅
图10-
图13所示，该扇叶51成型时斜上段面51a是向前倾斜形成 一入风切割面511，其较佳倾斜角度(0 )在30° 60°之间，而斜下段面 51b则形成保持平直的径向导引面512。
图14、
图15是显示反向固定轮叶50的剖面图及俯视图，各扇叶51的底 缘以该等分导流柱52为轴心，形成多数内高外低的轴向等分导风道53。这是 本实用新型主要特征之一，其功能容后再述。而
图16、
图17是不周形状的等 分导流柱52所形成的等分导风道53;然，不论等分导流柱52的直径大小， 其在轴心处皆可作为阻隔各等分导风道53的气流，避免其产生乱流，且改变 流向；故，该轴心处的等分导流柱52无论以何种型态呈现，为本实用新型必 要的技术特征，以作为阻隔及导流的功能。
接着，请参阅
图18-图21所示，本实用新型依据上述特征，其一较佳实 施例包含有
一轴流风扇30，是装设在一框架40内的中央基座41上的实施例中，是 将其与该框架40 —体成型，但不限定于此。亦即可如图22所示，是独立成 型，再与该轴流风扇30的装设座31结合，而此种组合皆为熟悉所属技术领 域的技术人员所易于变换运用，因非本实用新型标的，容不赘述。
请再回到
图18-图21所示，该反向固定轮叶50的扇叶51排列是与该轴 流风扇30旋转方向相反，且在其轴心底缘设有一不包括呈外凸曲线的等分导 流柱52。本实用新型的等分导流柱52较佳实施例如图23、图24所示，呈上 宽下窄的倒锥形，但不限定于此，亦即等径轴柱也可实施，但效果较差。最
8柱52的周缘形成内凹曲线521，其导流效 果容后说明。但本实用新型的等分导流柱52特别不包括呈外凸曲线型态，因 此种型体，会使径向送往轴心的气流反弹，而无法形成轴向集束气流。且该 等分导流柱52的高度可与该反向固定轮叶50的外周缘底面的水平线等高， 而较佳实施例是略凸伸，如本实施例所揭示的。
本实用新型另一重要特征在于该反向固定轮叶50的底周缘，设有一縮口 罩60，该縮口罩60的罩体由外周缘向内呈收縮面61，中央为镂空的出风口 63，该縮口罩60的功能在于将轴流风扇30所送出的风，使原本朝外缘旋推 作用的风，转向朝轴心的等分导流柱52，亦即縮口罩60在于将风收集并转向 等分导风道53。为此，该縮口罩60的外周缘高度hl须等于或大于该反向固 定轮叶50出风口外周缘高度h2，亦即须hl^h2。此一限定是为有效形成环 侧包围该反向固定轮叶50的条件，以达到将风收集并转向等分导风道53的 功效。
' 此外，前述框架40侧边及縮口罩60相对应处设有若干结合用凸耳42、 62，可用诸如螺丝(图中未示)等元件予以固定。当然，亦可以其他方式固 定。至于，如图22所示的轴流风扇30，因是独立成型，则可借由其结合座 31侧边的凸耳32与对应的反向固定轮叶50的侧边凸耳42及縮口罩凸耳62 予以结合即可。
借助上述技术手段，本实用新型的轴流作用如图23、 24所示，其巧妙运 用反向固定轮叶50的轴心的等分导流柱52及等分导风道53，并以一縮口罩 60套设在其径向周缘。借此，其是将轴流风扇30所送出的风包围住，不要由 径向旋切出去，而是转向朝内的等分导风道53，形成"径向集风"，接着，本 实用新型以轴心的等分导流柱52，使等分导风道53的气流转向收束，亦即形 成"轴向束流"，运用此种"径向集风"而"轴向束流"的涡导方式，能以最 佳的气流直接作用于受风目标，以达到最佳散热及导流功效。且借助此等特 性，使得本实用新型能运用在诸如散热器、轴流风机、风洞实验室及屋室 的通风口等各种产品及环境，以提升轴流风扇的附加价值。
图25所示是本实用新型使用于一般散热器的参考图，由于本实用新型具 有独立性的轴向集束气流功能，故能与市售各种散热器70结合，而出风口63 所送出的风为轴向集束气流，形成均匀的轴向送风，犹如层流64般的推送， 因此可均匀的作用于受风目标，提升散热效能。图26所示是本实用新型使用于风洞实验室的风管80的参考图，由于本
实用新型所形成的风，为均匀的轴向层流64，故非常适合风洞实验需求，此
为现有轴流风扇所不易达成的。此外，本实用新型尚可使用于诸多产业，容
不赘述。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任 何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何 简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
综上所述，本实用新型在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符 '合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖 性、创造性、实用性，符合有关新型专利要件的规定，故依法提起申请。
权利要求1. 一种涡导轴向集束气流装置，其特征在于，包括一轴流风扇；一反向固定轮叶，是设在该轴流风扇的送风侧，其轴心设有一不包括呈外凸曲线的等分导流柱，各扇叶以该等分导流柱为中心呈辐射状排列，并由该等分导流柱上缘往外下斜至外周缘的斜上段面扇叶，向前倾斜与该轴流风扇的旋转方向相反，形成入风切割面，且对应的斜下段面扇叶，由该等分导流柱延伸至外周缘保持平直出风导引面，以构成一内高外低的轴向等分导风道；一缩口罩，是设在该反方向固定轮叶的底周缘，其罩体由外周缘向内呈收缩面，中央为镂空孔的出风口，且其罩体外周缘高度是等于或大于该反向固定轮叶出风口外周缘高度，形成环侧包围状，使该缩口罩将气流由外圆周转向轴心，再以该等分导流柱予以阻隔改变流向，以在该轴向等分导风道形成均匀的轴向集束气流。
2. 根据权利要求1所述的涡导轴向集朿气流装置，其特征在于所述等 分导流柱设成上宽下窄的倒锥形。
3. 根据权利要求2所述的涡导轴向集束气流装置，其特征在于所述等分导流柱周缘呈内凹曲线。
4. 根据权利要求1所述的涡导轴向集束气流装置，其特征在于所述等分导流柱的高度凸伸出所述反向固定轮叶的底面。
5. 根据权利要求1所述的涡导轴向集束气流装置，其特征在于所述扇'叶的入风切割面是向前呈30。 60°的倾斜面。
6. 根据权利要求1所述的涡导轴向集束气流装置，其特征在于所述反向固定轮叶与一供所述轴流风扇装设的框架一体成型。
7.根据权利要求1所述的涡导轴向集束气流装置，其特征在于所述反向固定轮叶独立成型，再与所述轴流风扇的装设框结合。
专利摘要一种涡导轴向集束气流装置，包括一轴流风扇；一反向固定轮叶设在轴流风扇的送风侧，其轴心有一不包括呈外凸曲线的等分导流柱，各扇叶以等分导流柱为中心呈辐射状排列，由等分导流柱上缘往外下斜至外周缘的斜上段面扇叶，向前倾斜与轴流风扇的旋转方向相反，形成入风切割面，且对应的斜下段面扇叶，由等分导流柱延伸至外周缘保持平直出风导引面；一缩口罩设在反方向固定轮叶的底周缘，罩体由外周缘向内呈收缩面，中央为镂空孔的出风口，且罩体外周缘高度等于或大于反向固定轮叶出风口外周缘高度，形成环侧包围状，使缩口罩将气流由外圆周转向轴心，再以等分导流柱予以阻隔改变流向。本实用新型便捷使用在风洞实验室及屋室的通风口等各种产品及环境。
文档编号F04D19/00GK201281028SQ20082014180
公开日2009年7月29日 申请日期2008年9月1日 优先权日2008年9月1日
发明者陈亮合 申请人:陈亮合