可携式电子装置的离心式散热风扇

技术领域

本发明涉及一种离心式散热风扇，尤其涉及一种可携式电子装置的离心式散热风扇。

背景技术

由于电子装置(例如笔记本电脑或平板计算机)的设计趋势逐渐朝向轻薄化，因此在内部空间极为有限的情形下，其内安装的散热风扇也随着被要求需以薄型化作为目标，进而造成在空间受限的情况下，散热风扇的气流并无法顺利地进出散热风扇，而影响其散热效率。

以离心式散热风扇为例，其流道需以类蜗型的渐扩设计方能让工作流体进出风扇时产生足够的压力差变化，以通过所述压力差变化使工作流体从轴向进入风扇，而从径向被排出风扇。然而此举却容易在流道渐扩处因工作流体产生高速的转向(由轴向转为径向)，而产生噪音。尤其是，现有叶片多采等距式配置，同时为了增加叶片数量而需将轮毂扩大，但却因此而产生周期性噪音且无助于风扇的入风量。

因此，如何改变现有离心式散热风扇的相关结构，以利于降低所述噪音问题，实为相关技术人员所需思考的课题。

发明内容

本发明是针对一种可携式电子装置的离心式散热风扇，其通过轮叶与波叶的分布数量的相异搭配，而据以降低所产生的噪音。

根据本发明的实施例，可携式电子装置的离心式风扇。离心式散热风扇包括轮毂、多个金属叶片以及至少一轮环。金属叶片环绕轮毂设置。金属叶片包括多种径向尺寸，其中径向尺寸较短者的结构是径向尺寸较长者的结构的局部。具有不同径向尺寸的金属叶片形成至少两个环区，且所述至少两个环区内的金属叶片的分布数量彼此相异。轮环环绕轮毂且连结金属叶片。

基于上述，可携式电子装置的离心式散热风扇，通过将多个径向尺寸的金属叶片予以排列配置于轮毂周围，而形成径向尺寸不同的环区，其中这些环区内的金属叶片的分布数量彼此相异。如此一来，金属叶片会形成轮叶与波叶相互搭配的状态，也就是以轮环作为金属叶片的结合结构，据以解决金属叶片数量增加而无法皆与轮毂结合的情形发生，而得以兼具风扇效能(风量)增加以及负荷运转的结构强度。再者，金属叶片沿径向区域而存在不同的分布数量，也可进一步地分散因频率单一而造成噪音集中的情形。

附图说明

图1是依据本发明实施例的可携式电子装置的简单示意图；

图2A是图1的离心式风扇的部分构件俯视图；

图2B是图2A的离心式风扇所采用的叶片示意图；

图2C与图2D分别以不同视角示出图2A的风扇的局部结构；

图3示出本发明另一实施例的离心式风扇的俯视图；

图4A示出本发明另一实施例的离心式风扇的俯视图；

图4B示出图4A的金属叶片组成示意图；

图5A示出本发明另一实施例的离心式风扇的俯视图；

图5B示出图5A的金属叶片组成示意图。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是依据本发明实施例的可携式电子装置的简单示意图，其以俯视视角示出在可携式电子装置10的内部空间设置两个离心式散热风扇(以下简称风扇100)，以对热源20、30进行散热，热源20、30所产生热量经由热管(虚线示出者)传至鳍片。各风扇100包括轮毂110、多个金属叶片120以及外壳130，其中外壳130具有位于轴向的入风口131以及位于径向的两个出风口132、133，其中出风口132正对热源20、30的方向，出风口133正对鳍片与可携式电子装置10的外部，同时在所示两个风扇100是彼此对应的配置情形下，而产生如图1所示以虚线箭号所示出的气流，以多个路径将热量散逸出可携式电子装置10。

在此，可携式电子装置10是以笔记本电脑为例，或者也为平板计算机等类似的可携式电子装置。如前述，现有风扇技术受限于使用环境而对于可携式电子装置100所提供的散热效能有限，而其他用于大型设备，例如使用于建筑或使用于大型机具的涡轮，其结构及条件并不需要也无法顺利地使用于本案的可携式电子装置。

图2A是图1的离心式风扇的部分构件俯视图。图2B是图2A的离心式风扇所采用的叶片示意图。请同时参考图2A与图2B，在本实施例中，金属叶片120环绕轮毂110设置。金属叶片120包括多种径向尺寸(相当于以风扇100的旋转轴为中心基准，沿放射方向的金属叶片120的长度)，其中径向尺寸较短者的结构是径向尺寸较长者的结构的局部。在此，依据径向尺寸而将金属叶片120区分为第一叶片121与第二叶片122，其中第一叶片121的径向尺寸大于第二叶片122的径向尺寸。第一叶片121具有结合部121a，用以与轮毂110通过嵌入射出成型(insert molding)的工艺而相互结合，其中结合部121a包括镂空结构与缺口结构而有利于增加第一叶片121与轮毂110的结合强度。

再者，正如前述不同径向尺寸的第一叶片121与第二叶片122，其中第二叶片122的结构实质上是第一叶片121的结构的局部，如图2B所示，第一叶片121具有不同的区段S1、S2，而第二叶片122即是等同于区段S1。换句话说，金属叶片120是以模具冲压成型出径向尺寸较长者，取其部分再予以冲压成型出径向尺寸较短者。也就是先行制作出多个第一叶片121，再由这些第一叶片121取部分予以进一步冲压成型，即能获得多个第二叶片122。此举代表金属叶片120的冲压成型模具仅需要针对最大尺寸者设计，也就是仅需针对第一叶片121设计，而将有助于简化金属叶片120的制作工艺并因此降低制作成本。此外，由于第二叶片122实质上是取第一叶片121邻近末端处(远离轮毂110)的局部结构而成，因此与轮毂110存在间距而无法如第一叶片121直接结构连接至轮毂110，因此本实施例的风扇100还包括轮环141、142，环绕轮毂110且连结金属叶片120。

图2C与图2D分别以不同视角示出图2A的风扇的局部结构。请同时参考图2B至图2D，在本实施例中，轮环141、142沿轮毂110的旋转轴向而分别结合金属叶片120的上缘与下缘，且如图2A所示，轮环141的径向尺寸小于轮环142的径向尺寸。相同于前述第一叶片121与轮毂110的结合工艺，其中第一叶片121的结合部121a实际上是被包覆于轮毂110的结合部111。本实施例的轮环141、142也是以嵌入射出成型而与金属叶片120结合，且可将金属叶片120依据图2A所示排列于模具后，一并形成轮毂110与轮环141、142。如图2B所示，第一叶片121与第二叶片122分别具有结合部121b、121c，例如是缺口结构，以利于轮环141、142能填充于缺口结构且还进一步地结合起相邻的两个金属叶片120。

如此一来，这些具有不同径向尺寸的金属叶片120，也就是径向尺寸较长的第一叶片121与径向尺寸较短的第二叶片122，会在轮毂110的外围形成具有不同径向尺寸的第一环区A1与第二环区A2，且第一环区A1与第二环区A2的金属叶片120的分布数量彼此相异。在此，第二环区A2处的金属叶片120的分布数量大于第一环区A1处的金属叶片120的分布数量，也就是金属叶片120在径向尺寸较长的第二环区A2的分布数量大于在径向尺寸较短的第一环区A1的分布数量。如图2A所示，第一环区A1邻近轮毂110，第二环区A2远离轮毂110，第一叶片121从轮毂110经过第一环区A1而延伸至第二环区A2，而第二叶片122仅位于第二环区A2，进而使第一叶片121视为风扇100的波叶(wave blade)，而第二叶片122视为风扇100的轮叶(wheel blade)，其中，波叶是连接至轮毂110的长扇叶，而轮叶是未连接轮毂110的短扇叶。

在本实施例中，金属叶片120是由40片第一叶片121与120片第二叶片122所构成，且第二叶片122实质上远离轮毂110，进而在增加金属叶片120数量时，能据以克服轮毂110的侧面面积不足而无法使每一金属叶片120稳固地结合至轮毂110的情形。亦即，以轮叶搭配波叶的配置，而在增加金属叶片120数量的同时，通过轮环141、142与金属叶片120结合以分散金属叶片120在风扇100运转时所受应力，以使金属叶片120与轮毂110的结构强度不致弱化，以让金属叶片120的厚度目标能达至0.05mm而不会产生断裂的情形。

更重要的是，本实施例通过径向尺寸不同的金属叶片120而形成第一环区A1与第二环区A2，且金属叶片120在这两个环区的分布数量彼此相异，以在风扇100运转时由此分散固定频率的噪音。举例来说，若风扇100转速为每秒10圈(10rps)，且本实施例的金属叶片120全为如第一叶片121的相同径向尺寸(径向尺寸)时，即相当于是160片的第一叶片121，则在入风口131所产生噪音会集中在频率1600Hz，也就是该处的声压(sound pressurelevel,SPL)测量会在频率1600Hz处看到明显的峰值(peak)，相当于在1600Hz产生明显的噪音。反观本实施例，不同径向尺寸的金属叶片120，而相当于金属叶片120在第一环区A1分布有40片，在第二环区A2分布有160片，因此声压测量时即使会在频率400Hz与频率1600Hz产生峰值，但相较于前述集中在频率1600Hz的峰值，本实施例明显产生能量分散的效果，也就是相当于前述仅在频率1600Hz的峰值声压能量会分散至频率400Hz与频率1600Hz的峰值声压，而通过能量分散改善因固定频率所产生的不悦耳声音。

另一方面，本案的金属叶片120在第一环区A1的相邻叶片间距相异于金属叶片120在第二环区A2的相邻叶片间距，且实际上如图2A所示，金属叶片120在第一环区A1的相邻叶片间距大于金属叶片120在第二环区A2的相邻叶片间距，以提高入风口131处的进风量。

图3示出本发明另一实施例的离心式风扇的俯视图。在此省略如前述实施例的外壳130而有利于辨识轮毂110与金属叶片120的分布情形。有别于前述的第一叶片121与第二叶片122是采固定式的搭配(1片第一叶片121搭配4片第二叶片122)。本实施例改以不同周期搭配第一叶片121与第二叶片122，其中在第一环区A1分布有50片金属叶片120，而在第二环区A2分布有160片金属叶片120。同时，第一叶片121与轮毂110之间的夹角θ也随着所示配置方式不同而改变。换句话说，有别于前述固定周期变化的配置方式，本实施例改以浮动式周期变化配置金属叶片120，亦即，设计者可据以改变或打乱金属叶片120的配置周期，以随机数或不规则的方式排列金属叶片120，以期达到前述将噪音峰值能量予以分散的效果。

图4A示出本发明另一实施例的离心式风扇的俯视图。图4B示出图4A的金属叶片组成示意图。请同时参考图4A与图4B，本实施例的金属叶片220包括三种不同径向尺寸的多个第一叶片221、多个第二叶片222与多个第三叶片223，其中第一叶片221的径向尺寸大于第二叶片222的径向尺寸，且第二叶片222的径向尺寸大于第三叶片223的径向尺寸。，其中若以第一叶片221为基准，则类似于前述图2B所示之实施例，本实施例的第三叶片223相当于第一叶片221于区段S1的部分结构，而第二叶片222则相当于第一叶片221于区段S1的部分结构加上区段S4，而区段S4是区段S2的部分结构。

据此，金属叶片220将轮毂110的外围区分为径向尺寸不同的三个环区，从轮毂110起依序为第一环区B1、第二环区B2与第三环区B3，其中第一环区B1仅分布有第一叶片221，第二环区B2分布有第一叶片221与第二叶片222，而第三环区B3则分布有第一叶片221、第二叶片222与第三叶片223，进而使金属叶片220的分布数量是第一环区B1小于第二环区B2，且第二环区B2小于第三环区B3，其中在第一环区B1分布有40片金属叶片220，在第二环区B2分布有80片金属叶片220，而在第三环区B3分布有160片金属叶片220。据此，金属叶片220的分布数量在这些环区彼此相异，而能有效地分散噪音峰值能量。

图5A示出本发明另一实施例的离心式风扇的俯视图。图5B示出图5A的金属叶片组成示意图。请同时参考图5A与图5B，本实施例的金属叶片320包括四种不同径向尺寸的多个第一叶片321、多个第二叶片322、多个第三叶片323与多个第四叶片324，其中第一叶片321的径向尺寸大于第二叶片322的径向尺寸，第二叶片322的径向尺寸大于第三叶片323的径向尺寸，且第三叶片323的径向尺寸大于第四叶片324的径向尺寸，其中若以第一叶片321为基准，则类似于前述实施例，本实施例的第二叶片322、第三叶片323与第四叶片324分别可视为第一叶片321的局部结构。

据此，金属叶片320将轮毂110的外围区分为径向尺寸不同的四个环区，从轮毂110起依序为第一环区C1、第二环区C2、第三环区C3与第四环区C4，其中第一环区C1仅分布有第一叶片321，第二环区C2分布有第一叶片321与第二叶片322，而第三环区C3则分布有第一叶片321、第二叶片322、第三叶片323与第四叶片324，第四环区C4分布有第一叶片321、第二叶片322与第三叶片323。此举相当于在第一环区C1分布有40片金属叶片320，在第二环区C2分布有68片金属叶片320，在第三环区C3分布有160片金属叶片320，在第四环区C4分布有133片金属叶片320，且金属叶片320在各环区的分布采不规则(非周期性)分布，进而形成金属叶片320在这些环区的分布数量彼此相异，且能有效地分散噪音峰值能量。

还需提及的是，上述实施例需因应金属叶片(110、220或320)的分布情形对应调整风扇100的整体重心，例如在完成金属叶片(110、220或320)的排列之后，据以模拟出风扇100的整体重心是否落于轮毂110的旋转轴，若否，则可再进一步地调整轮毂110或轮环(141或142)的配置体积与重量，即能让风扇100于运转时保持固定的重心及动态平衡。

综上所述，在本发明的上述实施例中，可携式电子装置的离心式散热风扇，通过将多个径向尺寸的金属叶片予以排列配置于轮毂周围，而形成径向尺寸不同的环区，其中这些环区内的金属叶片的分布数量彼此相异。如此一来，金属叶片会形成轮叶与波叶相互搭配的状态，也就是以轮环作为金属叶片的结合结构，据以解决金属叶片数量增加而无法皆与轮毂结合的情形发生，而得以兼具风扇效能(风量)增加以及负荷运转的结构强度。再者，金属叶片沿径向区域而存在不同的分布数量，也可进一步地分散因频率单一而造成噪音集中的情形。更重要的是，由于径向长度较短的金属叶片的结构实质上是径向长度较长的金属叶片的局部结构，因此还能进一步地节省金属叶片的制作工艺，仅以单一冲压成型模具即能先行取得径向尺寸较长的金属叶片，而后再从这些径向尺寸较长的金属叶片予以进一步冲压成型出径向尺寸较短的金属叶片，据以有效降低风扇的制作成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。