TWI482911B - 散熱風扇 - Google Patents

Description

散熱風扇

本發明係關於一種散熱風扇，尤其是一種在扇輪之徑向上，能夠供氣流以徑向方向導入及導出的散熱風扇。

習知散熱風扇大致包含軸流式散熱風扇及鼓風式散熱風扇兩種。其中軸流式散熱風扇在軸向上分別具有相對之一軸向入風口及一軸向出風口，以便經由該軸向入風口導入氣流，再經由該軸向出風口導出氣流，進而提供散熱功能；又，鼓風式散熱風扇則是在軸向上具有一軸向入風口，以及在徑向上具有一徑向出風口，以便經由該軸向入風口導入氣流，再經由該徑向出風口側向導出氣流，而同樣具有散熱功能。

然而，以軸流式散熱風扇而言，由於僅可導引氣流朝軸向方向出風進行散熱，並無法導引氣流朝徑向方向出風進行散熱；因此，當軸流式散熱風扇應用於各式電子產品時，必須組裝於熱源之上方(如個人電腦之中央處理器之頂面)，導致該電子產品之軸向高度無法降低；又，以鼓風式散熱風扇而言，雖然可經由該徑向出風口側向導出氣流，惟仍必須利用該軸向入風口導入氣流，因此，並不適用於必須經由側邊方向導入氣流的電子產品(如手機或個人數位助理等)。

為此，市面上亦具有一種在扇輪之徑向上，能夠以徑向方向導入及導出氣流的習知散熱風扇，以便適用於必須經由側邊方向導入氣流的電子產品。如第1圖所示，係為中華民國公告第553323號「水平對流之風扇構造」新型專利案，該習知散熱風扇8包含一殼座81及一扇輪82。該殼座81具有至少一入風口811及至少一出風口812，該入風口811及出風口812之間設有一水平氣流通道813；該扇輪82設置於該水平氣流通道813，且該扇輪82具有一輪轂821，該輪轂821之外周面形成數個葉片822；藉此，當該扇輪82旋轉時，在該入風口811及出風口812之間產生氣體壓力差，以便於該入風口811及出風口812之間沿該水平氣流通道813產生對流並進行散熱。

然而，該習知散熱風扇8之扇輪82裝設於該水平氣流通道813時，當該扇輪82之葉片822導引氣流沿著該水平氣流通道813產生對流的過程中，由於該扇輪82之輪轂821亦位於該水平氣流通道813內，因此，該扇輪82之葉片822所導引的氣流將容易受到該輪轂821之阻礙，進而產生擾流現象，並降低該習知散熱風扇8之整體散熱效果。

又，如第2圖所示，係為中華民國公告第477492號「鼓風扇之結合構造」新型專利案，該習知散熱風扇9包含一轉子座91、一扇輪92及一外殼93。該轉子座91具有數個突塊911；該扇輪92具有數個凹孔921，該凹孔921與該突塊911相互結合；該外殼93可供容置該轉子座91及扇輪92，且該外殼93設有一入風口931及一出風口932；藉此，當該扇輪92旋轉時，同樣可導引氣流以徑向方向經由該入風口931導入至該外殼93內部，並經由該出風口932導出氣流以進行散熱。

然而，由於該習知散熱風扇9之轉子座91及該扇輪92皆位於該入風口931及出風口932之間所形成的氣流通道，因此，該扇輪92所導引之氣流同樣容易受到該轉子座91之阻礙，而產生擾流現象；再者，該扇輪92必須另行與該轉子座91進行組裝，亦造成組裝使用上之諸多不便。

本發明係提供一種散熱風扇，在扇輪以徑向方向導入及導出氣流的過程中，可有效防止氣流受到阻礙，為其主要之發明目的。

本發明另一發明目的，係提供一種可應用於散熱風扇之扇輪結構，以有效提升風壓及風量。

根據本發明散熱風扇，係包含一扇框及一馬達，該扇框包含一承接部、一封閉部及一側牆部，該側牆部位於該承接部與該封閉部之間，該承接部、封閉部及側牆部之間形成一容置空間，且該側牆部設有連通該容置空間的至少一側入風口及至少一側出風口；該馬達結合於該扇框之容置空間，該馬達包含一定子及一扇輪，該扇輪可旋轉地結合該定子，該扇輪設有一輪轂及數個葉片，該輪轂具有一頂面，該頂面朝向該封閉部，該頂面與該封閉部之間係將該容置空間區隔出一側向流道，各該葉片位於該側向流道內。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第3及4圖所示，本發明第一實施例之散熱風扇包含一扇框1及一馬達2。該扇框1係為能夠供氣流以徑向方向流動的框體結構；該馬達2則結合於該扇框1內部。

該扇框1可為任何能夠供該馬達2容置且供氣流以徑向方向導入及導出的中空框體結構。其中該扇框1至少包含一承接部1a、一封閉部1b及一側牆部1c，該承接部1a與該封閉部1b間隔相對，該側牆部1c係位於該承接部1a與該封閉部1b之間；又，該承接部1a、封閉部1b及側牆部1c之間形成一容置空間11，且該側牆部1c設有至少一側入風口12及至少一側出風口13，該至少一側入風口12及至少一側出風口13連通該容置空間11。

本實施例中，該承接部1a係為一底座，該側牆部1c係為自該底座之側緣軸向延伸且相互接鄰的數道側牆，該封閉部1b則為一蓋板，該蓋板結合於該側牆之頂緣(依圖式方向為主)，且該蓋板與該底座之間形成該容置空間11(側牆環繞該容置空間11)，該側入風口12及側出風口13係分別設置於該側牆且連通該容置空間11；其中該側入風口12及側出風口13可如第3圖所示分別設置於相鄰二側牆，或者亦可分別設置於相對向之二側牆。又，該承接部1a為底座時，更可進一步於該底座中央形成一凹槽14，該凹槽14位於該容置空間11，以方便安裝該馬達2於該凹槽14內。

該馬達2結合於該扇框1，該馬達2包含一定子21及一扇輪22(即為轉子)，該定子21用以驅動該扇輪22旋轉作動。該扇輪22設有一輪轂221及數個葉片222，該輪轂221具有一頂面223，該頂面223朝向該封閉部1b，該頂面223與該封閉部1b之間係將該容置空間11區隔出一側向流道23(如第4圖所示，即該輪轂221位於該側向流道23外)，各該葉片222位於該側向流道23內，且各該葉片222較佳結合於該輪轂221。

本實施例中，該馬達2之定子21係結合於該扇框1之凹槽14，該扇輪22之輪轂221可旋轉地結合該定子21，且該輪轂221亦容置於該凹槽14內，其中該輪轂221係由一基板221a及一環牆221b所構成，該頂面223位於該基板221a，該環牆221b則圍繞該基板221a且容置於該凹槽14內。又，基於該葉片222位在該側向流道23內的設計概念，該葉片222仍可如圖所示在結合於該基板221a之頂面223的同時，朝該封閉部1b方向軸向延伸，並使該葉片222下緣部分延伸至該環牆221b的外周面；或者該葉片222亦可僅單獨結合於該基板221a之頂面223；再者，本實施例中，該葉片222係一體結合於該基板221a之頂面223，以提升組裝便利性。

本發明散熱風扇於實際使用時，該馬達2之定子21所產生之交變磁場可用以驅動該扇輪22旋轉作動；藉此，當該散熱風扇可裝設於各式電子產品，該扇輪22之葉片222可自該側入風口12導入外界氣流進入該側向流道23，再經由該側出風口13導出至外界空間，以針對各式電子產品運作時所產生的熱源提供預定之散熱作用。

本發明散熱風扇之主要技術特徵在於：在扇輪22之徑向上，能夠以徑向方向經由該側入風口12及該側出風口13導入及導出氣流，因此，當該散熱風扇應用於各式電子產品時，則無須組裝於熱源之上方，使該電子產品之軸向高度得以降低，且該散熱風扇亦可提供位於該側出風口13周遭的熱源較佳之輔助散熱效果；更重要的是，在該扇輪22導引氣流經由該側入風口12及該側出風口13進出該側向流道23的過程中，由於該輪轂221位於該側向流道23外，確保該側向流道23僅具有葉片222，因此，該葉片222所導引之氣流將不易受到該輪轂221之阻礙，以有效防止擾流現象的發生，並兼可提升整體散熱效果。

請參照第5及6圖所示，係揭示本發明第二實施例之散熱風扇，該散熱風扇同樣包含一扇框3及一馬達4。

本發明第二實施例之扇框3及馬達4所分別揭示的承接部3a、封閉部3b、側牆部3c、容置空間31、側入風口32、側出風口33、定子41、扇輪42、輪轂421、基板421a、環牆421b、葉片422及頂面423，係與第一實施例之承接部1a、封閉部1b、側牆部1c、容置空間11、側入風口12、側出風口13、定子21、扇輪22、輪轂221、基板221a、環牆221b、葉片222、及頂面223大致相同，容不贅述。

本發明第二實施例所揭示之承接部3a同樣為一底座，該側牆部3c係為自該底座之側緣延伸且相互接鄰的數道側牆，該封閉部3b則為一蓋板，本實施例之散熱風扇與第一實施例之散熱風扇的主要的差異僅在於：該承接部3a未具有如同第一實施例之凹槽14設計，該馬達4之定子41係直接結合於該底座(承接部3a)的中央表面；又，該頂面423與該封閉部3b之間同樣可於該容置空間31區隔出該側向流道43，該側入風口32及側出風口33如第5圖所示分別設置於相對向之二側牆(側牆部3c)；其中在該扇輪42之軸向上，該側入風口32及側出風口33之開口高度(h)係位於該封閉部3b與該頂面423的水平位置之間，令該側入風口32及側出風口33可分別對位於該扇輪42之葉片422位置，使該輪轂421可相對位於該二側牆(側牆部3c)之內側，以確保該扇輪42經由該側入風口32導入氣流時，該氣流將更不易受到該輪轂421之阻礙。

又，上述該側入風口32及側出風口33之開口高度(h)位於該封閉部3b與該頂面423的水平位置之間，僅係本發明較佳實施例。如第7圖所示，在該扇輪42之軸向上，本發明散熱風扇之側出風口33的開口高度(h)，亦可自該承接部3a延伸至該封閉部3b，以便增加出風量；再者，該側入風口32的開口高度(h)亦可自該承接部3a延伸至該封閉部3b，且相對形成擴徑狀之一導流部321，以便增加入風量，並兼可使該扇輪42更容易導入氣流進入該側向流道43。

又，如第8圖所示，再以第一實施例之散熱風扇為例提出說明(第二實施例之散熱風扇亦適用)。該扇框1之承接部1a亦可進一步形成至少一穿孔15，以供氣流流通。當該馬達2結合於該扇框1之容置空間11，且該扇框1之承接部1a具有穿孔15設計時，該穿孔15更可供氣流流通，以便該馬達2進行散熱。

又，如第9圖所示，再以第一實施例之散熱風扇為例提出說明(第二實施例之散熱風扇亦適用)，其係揭示另一種實施方式之扇輪22’，該扇輪22’同樣具有輪轂221、葉片222及頂面223等技術特徵；其中該輪轂221之外周面徑向延伸有一環片224，該葉片222設置於該環片224且朝向該封閉部1b軸向延伸。另外，在該扇輪22’之軸向上，該環片224朝向該封閉部1b之一表面與該頂面223之間可以呈平齊狀態，或者，該環片224朝向該封閉部1b之一表面與該頂面223之間可以略具有一高度差(d)，藉此，當該環片224朝向該封閉部1b之一表面與該頂面223之間呈平齊狀態時，係能夠確保該側向流道23僅具有葉片222，使該葉片222所導引之氣流不易受到該輪轂221之阻礙；又當該環片224朝向該封閉部1b之一表面與該頂面223之間略具有該高度差(d)時，更可利用該高度差(d)有效增加該葉片222之導流面積，進而提升該扇輪22’之進風量及出風量，且為避免該輪轂221因該高度差(d)而影響該葉片222所導引氣流於該側向流道23之入風及出風效果，該高度差(d)之範圍值較佳係符合以下公式：

高度差(d)≦0.5H；

其中H係表示在該扇輪22’之軸向上，該葉片222之整體軸向高度。如第10圖所示，係為該高度差(d)符合該範圍值之扇輪結構的測試圖，其中L1係表示該高度差(d)＞0.5H之扇輪結構，L2係表示該高度差(d)≦0.5H之扇輪22’，藉由該測試結果可清楚看出，高度差(d)≦0.5H之扇輪22’相較於高度差(d)＞0.5H之扇輪結構將可同時提升風量及風壓。

如上所述，在該扇輪22、22’、42導引氣流經由該側入風口12、32及該側出風口13、33進出該側向流道23、43的過程中，藉由本發明散熱風扇之側向流道23、43的結構設計，以有效防止擾流現象的發生，進而達到提升散熱效果之功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．扇框

1a．．．承接部

1b．．．封閉部

1c．．．側牆部

11．．．容置空間

12．．．側入風口

13．．．側出風口

14．．．凹槽

15．．．穿孔

2．．．馬達

21．．．定子

22、22’．．．扇輪

221．．．輪轂

221a．．．基板

221b．．．環牆

222．．．葉片

223．．．頂面

23．．．側向流道

224．．．環片

3．．．扇框

3a．．．承接部

3b．．．封閉部

3c．．．側牆部

31．．．容置空間

32．．．側入風口

321．．．導流部

33．．．側出風口

4．．．馬達

41．．．定子

42．．．扇輪

421．．．輪轂

421a．．．基板

421b．．．環牆

422．．．葉片

423．．．頂面

43．．．側向流道

[習知]

8．．．散熱風扇

81．．．殼座

811．．．入風口

812．．．出風口

813．．．水平氣流通道

82．．．扇輪

821．．．輪轂

822．．．葉片

9．．．散熱風扇

91．．．轉子座

911．．．突塊

92．．．扇輪

921．．．凹孔

93．．．外殼

931．．．入風口

932．．．出風口

第1圖：習知第一種散熱風扇的立體外觀圖。

第2圖：習知第二種散熱風扇的組合剖視圖。

第3圖：本發明第一實施例之散熱風扇的立體分解圖。

第4圖：本發明第一實施例之散熱風扇的組合剖視圖。

第5圖：本發明第二實施例之散熱風扇的立體分解圖。

第6圖：本發明第二實施例之散熱風扇的組合剖視圖。

第7圖：本發明第二實施例之散熱風扇另一實施方式的組合剖視圖。

第8圖：本發明散熱風扇之承接部設有穿孔時的組合剖視圖。

第9圖：本發明散熱風扇之扇輪設有環片時的組合剖視圖。

第10圖：本發明散熱風扇之扇輪與傳統扇輪之測試示意圖。

1．．．扇框

1a．．．承接部

1b．．．封閉部

1c．．．側牆部

11．．．容置空間

12．．．側入風口

13．．．側出風口

14．．．凹槽

2．．．馬達

21．．．定子

22．．．扇輪

221．．．輪轂

221a．．．基板

221b．．．環牆

222．．．葉片

223．．．頂面

Claims (13)

1. 一種散熱風扇，包含：一扇框，包含一承接部、一封閉部及一側牆部，該側牆部位於該承接部與該封閉部之間，該承接部、封閉部及側牆部之間形成一容置空間，且該側牆部設有連通該容置空間的至少一側入風口及至少一側出風口；及一馬達，結合於該扇框之容置空間，該馬達包含一定子及一扇輪，該扇輪可旋轉地結合該定子，該扇輪設有一輪轂及數個葉片，該輪轂具有一頂面，該頂面朝向該封閉部，該頂面與該封閉部之間係將該容置空間區隔出一側向流道，各該葉片位於該側向流道內；其中，該輪轂之外周面徑向延伸有一環片，該葉片設置於該環片且朝向該封閉部軸向延伸，該環片朝向該封閉部之一表面與該輪轂的頂面之間具有一高度差。
2. 依申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中在該扇輪之軸向上，該側入風口之開口高度係位於該封閉部與該頂面的水平位置之間。
3. 依申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中在該扇輪之軸向上，該側出風口之開口高度係位於該封閉部與該頂面的水平位置之間。
4. 依申請專利範圍第2項所述之散熱風扇，其中該側入風口對位於該扇輪之葉片位置。
5. 依申請專利範圍第3項所述之散熱風扇，其中該側出 風口對位於該扇輪之葉片位置。
6. 依申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之散熱風扇，其中該承接部形成一凹槽，該凹槽位於該容置空間，該馬達之定子係結合於該凹槽，該扇輪之輪轂容置於該凹槽內。
7. 依申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之散熱風扇，其中該側入風口形成一導流部。
8. 依申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之散熱風扇，其中該承接部係為一底座，該側牆部係為自該底座之側緣軸向延伸且相互接鄰的數道側牆，該封閉部係為一蓋板，該蓋板結合該側牆，且該蓋板與該底座之間形成該容置空間，該側入風口及側出風口分別設置於相鄰二側牆。
9. 依申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之散熱風扇，其中該承接部係為一底座，該側牆部係為自該底座之側緣軸向延伸且相互接鄰的數道側牆，該封閉部係為一蓋板，該蓋板結合該側牆，且該蓋板與該底座之間形成該容置空間，該側入風口及側出風口分別設置於相對向之二側牆。
10. 依申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之散熱風扇，其中該葉片係一體結合於該輪轂。
11. 依申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之散熱風扇，其中該扇框之承接部形成至少一穿孔。
12. 依申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之散熱風扇，其中該扇輪之各葉片結合於該輪轂之頂面且朝向該 封閉部軸向延伸。
13. 依申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該高度差小於或等於0.5倍的該葉片之軸向高度。