專利名稱：串聯(lián)式風扇及其扇框結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種串聯(lián)式風扇及其扇框結構，尤其是涉及一種具有增加出 口氣流靜壓，降低噪音產(chǎn)生，并且改善流場不穩(wěn)定的串聯(lián)式風扇及其扇框結 構。
背景技術：
隨著電子裝置效能的不斷提升，散熱裝置或散熱系統(tǒng)已成為現(xiàn)行電子裝 置中不可或缺的配備之一，因為電子裝置所產(chǎn)生的熱能若不加以適當?shù)厣?逸，輕則造成效能變差，重則會導致電子裝置的燒毀。散熱裝置對于微電子
元件(例如集成電路，integrated circuits)而言更是重要，因為隨著集成度的增 加以及封裝技術的進步，使得集成電路的面積不斷地縮小，同時每單位面積 所累積的熱能也相對地會更高，故高散熱效能的散熱裝置一直是電子產(chǎn)業(yè)界 所積極研發(fā)的對象。
由于電子產(chǎn)品的單位面積發(fā)熱量日益增加的結果，單一風扇無法有效帶 走所產(chǎn)生的熱量，因此則產(chǎn)生了以結合多個風扇，來解決單一風扇的散熱能 力不足問題。請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有組合式風扇的剖面示意圖。由于組合 式風扇1的入口風扇lla的肋條12主要是用來提供入口風扇lla的框體lll 與馬達底座17的連結，并無導正氣流的效果，因此由入口風扇lla導出的 氣流再進入出口風扇lib時，會形成多向流動的氣流，而形成不穩(wěn)定的流場， 造成出口風扇llb無法發(fā)揮應有的效能，進而造成出口風壓減弱，無法得到 預期的加乘效果。另外，組合式風扇1形成的不穩(wěn)定的流場，導致出口風扇 lib的出風無法集中于特定發(fā)熱源散熱出風，徒浪費了不少的虛功，并且容 易產(chǎn)生噪音與震動，對電子產(chǎn)品的使用帶來負面的影響。
有鑒于此，如何提供一種具有整流效果，避免渦漩的發(fā)生，進而提高出 風口氣流靜壓，達到散熱效率提升、并降低風扇運轉所產(chǎn)生的噪音的風扇及 其扇框結構，實為重要課題之一。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出串聯(lián)式風扇及其扇框結構，可以提升進 入串聯(lián)式風扇流場不穩(wěn)定的問題，并提升整體的風量與風壓，減少渦旋的產(chǎn) 生，進而達到提高散熱效率及減少噪音的功效。
為達到上述的目的，提出一種扇框結構，包括至少一第一框體、 一第二 框體與多個導流件，導流件設置在第一框體與第二框體之間，其中每一導流
件各具有一傾斜部與 一軸向延伸部，每傾斜部與其所對的應軸向延伸部共同 形成一弓角，傾斜部各具有一內側邊緣，其朝向第一扇框，而軸向延伸部各 具有一外側邊緣，其朝向第二扇框。
為達到上述的目的，提出一種串聯(lián)式風扇，包括一第一風扇、 一第二風 扇與多個導流件，第一風扇具有一第一框體與一第一葉輪，而第二風扇具有 一第二框體與一第二葉輪，導流件設置在第一風扇與第二風扇之間，用以導
引 一氣流從第 一風扇流入第二風扇，其中每一導流件各具有一傾斜部與 一軸 向延伸部，每傾斜部與其所對應的軸向延伸部共同形成一弓角，傾斜部各具 有一內側邊緣，其朝向第一風扇，而軸向延伸部各具有一外側邊緣，其朝向 第二風扇。
如上述的串聯(lián)式風扇及其扇框結構，弓角的角度介于20至50度之間，
體與第二框體為約略3.8公分大小時，每傾斜部與其對應軸向延伸部的高度 總合大于或等于15毫米，每軸向延伸部與扇框結構的軸向方向平行，或者 形成一夾角，且夾角小于或等于20度。每軸向延伸部的外側邊緣與其所對 應的傾斜部的內側邊緣相互平行，或者是相互不平行，則扇框結構的內表面 朝向串聯(lián)式風扇的軸向方向，外側邊緣逐漸接近內側邊緣，或者是逐漸遠離 內側邊緣。每傾斜部與其所對應的軸向延伸部為一體成型的結構，且每傾斜
行對組后形成導流件，傾斜部與第一框體連結，軸向延伸部與第二框體連結， 且軸向延伸部各為一獨立的構件。第一風扇通過導流件與第二風扇連結，第 一框體、第二框體與導流件為一體成型的構造。第二框體具有一擴張部，第 二框體更具有多個靜葉，氣流經(jīng)由靜葉導出擴張部，其中靜葉與傾斜部具有 相同的結構。
如上述的串聯(lián)式風扇，第一葉輪更包括有多個第一扇葉，第一葉輪更包
括有多個第一扇葉，且第一扇葉更各具有一第一頂端緣與一第一底端緣，第 一頂端緣與第 一風扇的徑向方向各夾有一第一夾角，第 一底端緣與第 一風扇 的徑向方向各夾有一第二夾角，第一夾角與第二夾角介于3°~45°之間，且 第一夾角大于、等于或小于第二夾角。第一底端緣與其所對應的傾斜部的內 側邊緣相互平行或相互不平行。第二葉輪更包括有多個第二扇葉，且第二扇 葉更各具有 一第二頂端緣與 一第二底端緣，第二頂端緣與第二風扇的徑向方 向各夾有一第三夾角，第二底端緣與第二風扇的徑向方向各夾有一第四夾
角，第三夾角與第四夾角介于3°~45°之間，且第三夾角大于、等于或小于
第四夾角。而第二底端緣與其所對應的軸向延伸部的外側邊緣相互平行或相 互不平行。第一風扇與第二風扇互為背向設置，且第二風扇的馬達底座通過 垂直延伸部與第二框體連結。第一葉輪與第二葉輪可互為相異的轉向。而第 二風扇與第 一風扇具有相同的結構。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉
一較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下


圖1為現(xiàn)有組合式風扇的剖面示意圖2A、圖2B為依照本發(fā)明較佳實施例的串聯(lián)式風扇正、反面的示意圖； 圖2C為圖2A的剖面示意圖2D為圖2C的兩風扇扇葉與導流件剖面以及氣流流向示意圖； 圖3為圖2A的串聯(lián)式風扇的另一種狀態(tài)示意圖4A與圖4B為本發(fā)明采用獨立構件的導流件的串聯(lián)式風扇的另二實 施例示意圖5為本發(fā)明的一體成型的串聯(lián)式風扇的剖面示意圖6為本發(fā)明的無搭配出風口靜葉的串聯(lián)式風扇的 一 實施例示意圖7A至圖7C為采用背向對組的串聯(lián)式風扇的實施例。
主要元件符號說明
1:組合式風扇 lla入口風扇 111:框體 lib:出口風扇
12:肋條 17:馬達底座
2:串聯(lián)式風扇 21a第一風扇
21b:第二風扇 211b:第二框體 22a:靜葉
211a:第一框體 22:導流件
221:傾斜部
222:軸向延伸部 224:外側邊緣 23b:第二葉輪 231b:第二扇葉 25:出風口
26:擴張部
f、 f，、 &、氣流
H2:軸向延伸部高度
223:內側邊緣 23a:第一葉輪 231a:第一扇葉 24:入風口
a:弓角
HI:傾斜部高度
x:軸向方向
具體實施例方式
請同時參閱圖2A、圖2B與圖2C，圖2A、圖2B為依照本發(fā)明較佳實 施例的串聯(lián)式風扇正、反面的示意圖，圖2C為圖2A的剖面示意圖。如圖 2C所示，本發(fā)明的串聯(lián)式風扇2包括有第一風扇21a、第二風扇21b與多個 導流件22。第一風扇21a具有第一框體211a與第一葉輪23a,且第一葉輪 23a更包括有多個第一扇葉231a，而第二風扇21b具有一第二框體211b與 一第二葉輪23b,且第二葉輪23b更包括有多個第二扇葉231b。導流件22 設置在第一風扇21a與第二風扇21b之間，導流件22用以導引氣流從第一 風扇21a流入第二風扇21b，最后由第二風扇21b流出串if關式風扇2。
請同時參閱圖2C與圖2D，圖2D為圖2C的兩風扇扇葉與導流件剖面 以及氣流流向示意圖。每一導流件22各具有傾斜部221與軸向延伸部222, 而傾在+部221與其所對應的軸向延伸部222共同形成弓角a,且弓角a大小 介于20至50度之間。
當串聯(lián)式風扇2實際運作時，首先氣流f以約略垂直于入風口 24的角 度，自入風口 24流入第一風扇21a，并經(jīng)由第一風扇21a的第一葉輪23a的 旋轉帶動后稍^1偏斜而形成側向氣流f，，其中側向氣流f，可分為一水平速度 分量a與一垂直速度分量b，如圖2D所示。
承上，由于串聯(lián)式風扇2在二風扇21a、 21b之間增加了導流件22的設 計，故側向氣流f，自第一風扇21a產(chǎn)生后并非直接進入第二風扇21b,而先流經(jīng)導流件22后再進入第二風扇21b。茲將導流件22的導流過程詳述如 下首先，當側向氣流f，先流經(jīng)導流件22的傾斜部221時，由于傾斜部221 的傾斜角度與側向氣流f，相近，再加上傾斜部221與軸向延伸部222共同形 成的翼形流線造型，側向氣流f可以很順利的被導^ 1至傾斜部221與軸向延 伸部222的交界處，此時已有部分的水平速度分量a在傾斜部221的導引下 轉換成垂直速度分量b，之后再經(jīng)由軸向延伸部222的導引而再次將氣流導 正，因此在出風時，流出第一風扇21a的氣流fl會以近似于幾乎垂直于第二 風扇21b的入風口處的角度而進入第二風扇21b。因此第一風扇21a與第二 風扇21b的作動方式、功率消耗都會有相近的結果。最終經(jīng)由第二風扇21b 的第二葉輪23b帶動后，最后氣流由第二風扇21b的出風口 25排出，用以 對發(fā)熱源進行散熱。
如圖2C與圖2D所示，若以3.8公分(cm)風扇為例，每一傾斜部221的 高度Hl與其對應的軸向延伸部222的高度H2的總合較佳地是大于或等于 15毫米(mm)，并且軸向延伸部222與串聯(lián)式風扇2的軸向方向x實質上平 行。然而本發(fā)明并不限定于此，軸向延伸部222除了與軸向方向x平行之外， 軸向延伸部222也可與軸向方向x之間形成一夾角(圖未示)，只要仍能夠具 有良好的導流特性即可，此夾角較佳地是小于或等于20度。
再者，導流件22的每一傾斜部221具有一內側邊緣223,內側邊緣223 朝向第一風扇21a。每一導流件22的軸向延伸部222則具有一外側邊緣224， 且外側邊緣224朝向第二風扇21b。在本實施例中，軸向延伸部222的外側 邊纟彖224與其所對應傾斜部221的內側邊緣223相互平^f亍，如圖2C所示。 然而，本發(fā)明并不受限于此，依照實際情況，可將傾斜部221的內側邊緣223 與軸向延伸部222的外側邊緣224設計為相互不平行，在外側邊緣224與內 側邊緣223相互不平行的情況下，由第一框體23a朝向軸向方向x觀之，外 側邊緣224可以為逐漸接近內側邊緣223，也可以為逐漸遠離內側邊緣223 來設計。
此外，為了讓本發(fā)明的導流件22應用在串聯(lián)式風扇2上能展現(xiàn)優(yōu)良的 特性，舉例來說，可將第一風扇21a的第一扇葉231a與第二風扇21b的第 二扇葉231b各設計成上揚的變化，亦即第一扇葉231a的頂端緣及底端緣與 第一風扇21a的徑向方向，各自夾有第一夾角01與第二夾角92，而第二扇 葉231b的頂端緣與及底端緣與第二風扇的徑向方向，則各自夾有第三夾角
03與第四夾角04。第一夾角01與第二夾角G2的角度相似，且介于3°~45° 之間，而第三夾角03與第四夾角04的角度相似，也同樣介于3°~45°之間。 然而，依照實際的情況，第一風扇21a的第一夾角ei可為大于、等于或小 于第二夾角02,而第二風扇21b的第三夾角G3也可以大于、等于或小于第 四夾角04，如圖2C所示。
當?shù)谝簧热~231a與第二扇葉23 lb搭配上導流件22時，第一扇葉231 a 的底端緣與傾斜部221的內側邊緣223相互平行，而第二扇葉231b的頂端 緣則與軸向延伸部222的外側邊緣224相互平行，如此一來，第一扇葉231a、 導流件22與第二扇葉231b同時上傾，且具有近似的角度，使得如此組合的 串聯(lián)式風扇2更可以有效減少噪音的產(chǎn)生。
然而，依照實際的情況，第一風扇21a的底端緣與傾斜部221的內側邊 緣223也可以相互不平行，而第二風扇21b的頂端緣與軸向延伸部222的外 側邊纟彖224也可相互不平4亍。
在實際應用上，第一風扇2a、第二風扇21b與導流件22還可有其它不 同的配置方式。如有簡化組裝程序的考量，可以將導流件22與第一風扇21a 的第一框體211a作成一體的結構，如此一來，串聯(lián)式風扇只需一次組裝的 工序即可完成，因此可節(jié)省組裝所花費的時間，如圖2C所示。而相對地， 也可將導流件22與第二風扇21b的第二框體211b做成一體的結構，也同樣 可以達到相同的效果。
除了前段所述的結構外，請參閱圖3,圖3為圖2A的串聯(lián)式風扇的另 一種樣態(tài)。本發(fā)明的導流件22還可以設計成與第一風扇21a、第二風扇21b 相互獨立的構件，并將本發(fā)明的導流件22的傾斜部221與軸向延伸部222 設計成一體成型的結構。如此一來，無論第一葉輪23a與該第二葉輪23b為 相同或相異轉向，都可以方便運用，即使導流件22損壞也可以輕;^的進4亍 拆卸替換，故可延長串聯(lián)式風扇2的使用壽命。
另夕卜，導流件22的傾斜部221與軸向延伸部222更可以是互為對組的 構件。請同時參閱圖4A與圖4B,圖4A與圖4B為本發(fā)明采用獨立構件的 導流件的串聯(lián)式風扇的另二實施例。串聯(lián)式風扇2可以將傾斜部221與第一 框體211a作成為一體成型，而軸向延伸部222形成獨立構件的方式，來與 第二框體211b組立形成串聯(lián)式風扇2，如圖4A所示。另外，更可以將傾斜 部221與第一框體211a設計成以一體成型的方式，而軸向延伸部222與第
二框體211b設計成一體成型的方式，再兩兩互相組合成串聯(lián)式風扇2，如圖
4B所示。以上的組合方式都可以發(fā)揮本發(fā)明的導流件22優(yōu)良的效果。
另外，請參閱圖5，圖5為本發(fā)明的一體成型的串聯(lián)式風扇的剖面示意 圖。使用者如果有簡化構件的考量下，本發(fā)明串聯(lián)式風扇2更可以將第一框 體211a、第二框體211b與導流件22作成一體成型的構造，同樣可以達到導 流的效果。
承上，串聯(lián)式風扇2如果有出風方向的需求，在更可以第二風扇21b的 出風口 25處設計多個靜葉22a，靜葉22a可與傾斜部221具有相同的導流結 構，故氣流可隨著靜葉22a導引至熱量最集中的區(qū)域，達到散熱的目的?；?者，如果有大面積散熱的考量下，必要時更可在出風口處安裝一擴張部26， 讓經(jīng)由靜葉22a導流的氣流f，可以借著擴張部26而導出，使得出風面積增 大，便于進行大面積的散熱，如圖2C、圖3、圖4A、圖4B與圖5所示。 另外，可依實際需求在第一風扇21a的入風口 24處也安裝有擴張部26，可 增加入風面積，增加氣流量。
相對的，請參閱圖6，圖6為本發(fā)明的無搭配出風口靜葉的串聯(lián)式風扇 的一實施例。使用者如考慮到未來的擴充性，更可以在第二風扇21b的出口 不安裝任何的靜葉22a及擴張部26。如此，在未來在串聯(lián)式風扇2的組裝上， 除了運用的彈性空間變大之外，更具有減少噪音及增加風量的優(yōu)點。
然而，除了導流件之外，兩風扇間還可以有其他型態(tài)的變化。請參閱圖 7A至圖7C,圖7A至圖7C為本發(fā)明的采用背向對組的串聯(lián)式風扇的實施例。 更可以將第一風扇21a與第二風扇21b作背向的配置設計，而第二風扇21b 的馬達底座更可以利用導流件22的垂直延伸部與第二框體211 b連結，其它 第一框體211a、第二框體211b與導流件22的變化與先前各^a所述相同，則 不多贅述。
承上，采用背向對組的串聯(lián)式風扇2,為了與第二扇葉231b的第二邊緣 212b搭配，軸向延伸部222的外側邊緣224可以變更為平行于第二邊緣212b, 更或者是平行于串聯(lián)式風扇2的水平方向的設計，如圖7A與圖7B所示。 此外，將第二風扇23b的第二扇葉231b更可設計成下傾的結構，即第一扇 葉231a與第二扇葉231b為同向的配置，如此一來，更能夠抑制運轉時所產(chǎn) 生的風動噪音，進而強化串聯(lián)式風扇2的效能，如圖7C所示。
如有需要多個風扇串聯(lián)使用的場合，則可以適當增加第一風扇21a的數(shù)
量，多個第一風扇21a之間都通過導流件22作連結，最后再與第二風扇21b 組立。即可達到強化串聯(lián)式風扇2散熱效能及實用上的變化性。另外，更可 將第一風扇21a與第二風扇21b采用相同結構，在替換上更具靈活。
綜上所述，采用導流件22的串聯(lián)式風扇2，不僅在改善了現(xiàn)有組合式風 扇在出風口處，因渦流而導致的流場不穩(wěn)定的問題，可明顯提高風壓與風速。 另外，導流件22的使用，使得第一風扇21a與第二風扇21b具有相似的特 性，都有利于產(chǎn)品的設計與開發(fā)。即使應用在上揚下傾的串聯(lián)式風扇2,導 流件22組合的多樣性設計，不僅有效抑制了氣動噪音，更帶來了生產(chǎn)與組 合上的彈性。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范 疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含在后附的權利要求中。
權利要求
1、一種扇框結構，包括至少一第一框體、一第二框體以及多個導流件，該些導流件設置在該第一框體與該第二框體之間，其中每該導流件各別具有一傾斜部與一軸向延伸部，每該傾斜部與其所對應的該軸向延伸部共同形成一弓角，且該些傾斜部各具有一內側邊緣，其朝向該第一框體，而該些軸向延伸部各具有一外側邊緣，其朝向該第二框體。
2、 如權利要求1所述的扇框結構，其中該弓角的角度介于20至50度 之間。
3、 如權利要求1所述的扇框結構，其中每該傾斜部與其所對應的該軸 向延伸部的高度比介于0.2至5之間。
4、 如權利要求1所述的扇框結構，其中當該第一框體與該第二框體為 約略3.8公分大小時，每該傾斜部與其所對應的該軸向延伸部的高度總合大 于或等于15毫米。
5、 如權利要求1所述的扇框結構，其中每該軸向延伸部與該扇框結構 的軸向方向平行或共同形成一夾角，且該夾角小于或等于20度。
6、 如權利要求1所述的扇框結構，其中每該軸向延伸部的該外側邊緣 與其所對應的每該傾斜部的該內側邊緣相互平4亍或相互不平行。
7、 如權利要求6所述的扇框結構，其中自該扇框結構的內表面朝向該 串聯(lián)式風扇的軸向方向，該外側邊緣逐漸接近或遠離該內側邊緣。
8、 如權利要求1所述的扇框結構，其中每該傾斜部與其所對應的該軸 向延伸部為相異的構件彼此再行對組后而形成該導流件，該些傾斜部與該第 一框體連結，該些軸向延伸部與該第二框體連結或該些軸向延伸部各為一獨 立的構件。
9、 如權利要求1所述的扇框結構，其中該第一框體通過該些導流件與 該第二框體連結。
10、 如權利要求1所述的扇框結構，其中該第一框體、該第二框體與該 些導流件為 一體成型的構造。
11、 如權利要求1所述的扇框結構，其中該第二框體具有擴張部與多個 靜葉，該導流件用以導引氣流，且該氣流經(jīng)由該些靜葉導出該擴張部。
12、 一種串聯(lián)式風扇，包括2 第一風扇與第二風扇，該第一風扇具有第一框體與第一葉輪，且該第二風扇具有第二框體與第二葉輪；以及多個導流件，設置在該第一風扇與該第二風扇之間，該些導流件用以導 虧1氣流從該第 一風扇流入該第二風扇，其中每該導流件各具有 一傾斜部與一 軸向延伸部，每該傾斜部與其所對應的該軸向延伸部共形成一弓角，該些傾 斜部各具有一內側邊緣，其朝向該第一風扇，而該些軸向延伸部各具有一外 側邊緣，其該朝向該第二風扇。
13、 如權利要求12所述的串聯(lián)式風扇，其中該第一葉輪更包括有多個 第一扇葉，且該些第一扇葉更各具有一第一頂端緣與一第一底端緣，該些第 一底端緣與其所對應的該傾斜部的該內側邊緣相互平行或相互不平行。
14、 如權利要求13所述的串聯(lián)式風扇，其中該些第一頂端緣與該第一 風扇的徑向方向各夾有一第一夾角，該些第一底端緣與該第一風扇的徑向方 向各夾有一第二夾角，該些第一與第二夾角介于3°~45°之間。
15、 如權利要求12所述的串聯(lián)式風扇，其中該第二葉輪更包括有多個 第二扇葉，且該些第二扇葉更各具有一第二頂端緣與一第二底端緣，該些第 二底端緣與其所對應的軸向延伸部的該外側邊緣相互平行或相互不平行。
16、 如權利要求15所述的串聯(lián)式風扇，其中該些第二頂端緣與該第二 風扇的徑向方向各夾有一第三夾角，該些第二底端緣與該第二風扇的徑向方 向各夾有一第四夾角，該些第三與第四夾角介于3。 45。之間。
17、 如權利要求12所述的串聯(lián)式風扇，其中該第一葉輪與該第二葉輪 互為相異的轉向，且該第一風扇與該第二風扇互為背向設置。
18、 如權利要求17所述的串聯(lián)式風扇，其中該第二風扇的馬達底座通 過該些垂直延伸部與該第二框體連結。
全文摘要
本發(fā)明公開一種串聯(lián)式風扇，包括有一第一風扇、一第二風扇與多個導流件，第一風扇具有一第一框體與一第一葉輪，而第二風扇具有一第二框體與一第二葉輪，每導流件包括有一傾斜部與一軸向延伸部，每傾斜部與其對應軸向延伸部共形成一弓角，傾斜部各具有一內側邊緣而軸向延伸部各具有一外側邊緣，內側邊緣朝向第一風扇，外側邊緣朝向第二風扇，導流件設置在第一風扇與第二風扇之間，用以導引一氣流從第一風扇流入第二風扇。
文檔編號F04D25/00GK101382152SQ20071014904
公開日2009年3月11日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權日2007年9月7日
發(fā)明者張楯成, 許家銘 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司