一种风扇及磁悬浮液压轴承风扇散热器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及散热风扇技术领域，尤其是涉及一种风扇及磁悬浮液压轴承风扇散热器。该风扇包括：轮毂，以及沿轮毂侧壁均匀布置的多个扇叶；轮毂为空心圆柱筒体，其后端敞开，前端封闭，形成轮毂腔；扇叶呈扭曲的弧面，从扇叶的叶根至叶尖方向，扇叶前缘与扇叶后缘之间的间距逐渐增大；在扇叶的各横截面处，扇叶前缘与扇叶后缘的连线与轮毂的母线形成夹角α；且从扇叶的叶根至叶尖方向，夹角α逐渐增大。所述的风扇散热器包括外壳、驱动结构及所述的风扇，驱动机构包括磁环套、磁环、线圈马达、油封轴承以及转轴，且油封轴承的内壁设置用于储存润滑油螺旋状凹槽。该风扇风量和风压较大，该风扇散热器的散热效果好，寿命长，且噪音较低。
【专利说明】
一种风扇及磁悬浮液压轴承风扇散热器
技术领域
[0001] 本发明涉及散热风扇技术领域，尤其是涉及一种风扇及磁悬浮液压轴承风扇散热 器。
【背景技术】
[0002] 现有的散热风扇大致包含轴流式散热风扇及鼓风式散热风扇两种。其中轴流式散 热风扇在轴向上分别具有相对的一轴向入风口及一轴向出风口，以便经由该轴向入风口导 入气流，再经由该轴向出风口导出气流，进而提供散热功能;鼓风式散热风扇则是在轴向上 具有一轴向入风口，以及在径向上具有一径向出风口，以便经由该轴向入风口导入气流，再 经由该径向出风口侧向导出气流，而同样具有散热功能。
[0003] -般而言，现有轴流式散热风扇及鼓风式散热风扇可应用于各式电子产品，以提 供必要的散热功能，进而延长该电子产品的使用寿命。然而，目前市面上常见的小型电子产 品（如笔记型电脑、行动电话、汽车LED车灯等)普遍已朝向微型化的方向研发设计，且该电 子产品的各式电子晶片或灯具的发热量也相对提升，现有轴流式散热风扇及鼓风式散热风 扇的散热效果已无法完全满足该电子产品的散热需求，需要对其进行改进。
[0004] 尤其是对于汽车LED灯来说，由于LED-C0B光源具有绿色环保、亮度高、高效节能特 点，而且LED灯作为冷光源，其温度要低很多，延长了使用寿命，在车灯领域已深受各车灯生 产厂商和广大车主的青睐。
[0005] 但是，要获得LED-C0B光源器件的稳定高效工作，需要将其工作温度控制在一定的 范围之内。研究表明：LED-C0B光源温度每上升10°C，其发光效率大约下降3% ;如果超过 LED-C0B光源的温度极限，将会导致失效，甚至造成永久性损坏，因此，需要对其进行良好的 散热，以保证其正常工作。
[0006] 另外，传统风扇散热器由于底部采用非密封设计，润滑油无法大量存储，一旦润滑 油消耗完，整个风扇的散热效果将会变的极差，转速明显降低，并且有噪音。这种风扇寿命 相对短，和它的低价格成正比。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种风扇，以解决现有技术中存在的轴流风扇的散热效果 不佳的技术问题。
[0008] 本发明的第二目的在于提供一种磁悬浮液压轴承风扇散热器，能够有效的保存润 滑油，增加寿命，减小噪音。
[0009] 本发明提供的风扇，包括:轮毂，以及沿所述轮毂侧壁均匀布置的多个扇叶；
[0010] 所述轮毂为空心圆柱筒体，其后端敞开，前端封闭，形成轮毂腔；
[0011] 所述扇叶呈扭曲的弧面，朝向所述轮毂前端的边缘形成扇叶前缘，朝向所述轮毂 后端的边缘形成扇叶后缘;从所述扇叶的叶根至叶尖方向，所述扇叶前缘与所述扇叶后缘 之间的距离逐渐增大；
[0012] 所述扇叶与所述轮毂的侧面倾斜连接;在所述扇叶的各横截面处，所述扇叶前缘 与所述扇叶后缘的连线与所述轮毂的母线形成夹角α;且从所述扇叶的叶根至叶尖方向，夹 角α逐渐增大；
[0013] 所述扇叶后缘与所述轮毂的后端面平齐。
[0014] 在本发明的优选方案中，在所述扇叶的叶根横截面处，所述夹角α的范围为35°~ 45。。
[0015] 在本发明的优选方案中，在所述扇叶的叶尖横截面处，所述夹角α的范围为25°~ 35。。
[0016] 在本发明的优选方案中，所述扇叶从叶根至叶尖方向六等分，则所述扇叶的叶根 截面、中间五个横截面以及叶尖截面处的夹角α分别为40°、38.8°、37.4°、35.8°、34°、32°、 29.8。。
[0017] 在本发明的优选方案中，所述扇叶前缘与所述轮毂的前端面形成夹角β，且β的范 围为4°~10°。
[0018] 在本发明的优选方案中，所述扇叶的各处横截面，从所述扇叶前缘至所述扇叶后 缘方向，宽度先逐渐增大，再逐渐减小。
[0019] 在本发明的优选方案中，所述扇叶的中截面是由两段首尾相连接的曲线组成的闭 合曲线，在这两条曲线上各取10个点，在直角坐标系中的坐标如下表所示：
[0021] 在本发明的优选方案中，所述扇叶的中间截面的两条曲线方程为：
[0022] y = -〇 · 00003χ3-0 · 0047χ2-0 · 0567Χ+5 · 1243;
[0023] y = 0 · 00004χ3-0 · 0015χ2-0 · 0127χ-3 · 3524。
[0024] 本发明提供的风扇散热器，包括外壳、驱动机构及所述的风扇；
[0025] 所述外壳的中心留有安装所述风扇的中空区域，并在所述中空区域设置与所述外 壳相连接的安装架；
[0026] 所述风扇的轮毂腔中，从外到内依次设置作为驱动机构的磁环套、磁环、线圈马 达、油封轴承以及转轴，所述转轴的一端与所述轮毂腔的中心连接，另一端与所述安装架连 接；
[0027] 所述油封轴承的内壁设置螺旋状的凹槽，用于储存润滑油。
[0028] 在本发明的优选方案中，所述安装架上及所述轮毂腔内分别设置用于与所述转轴 连接的安装孔;所述转轴靠近所述安装架的一端还设置有片状的转轴套，且所述转轴套的 外径略小于所述安装架上的安装孔内径。
[0029] 在本发明的优选方案中，所述的磁悬浮液压轴承风扇散热器，还包括圆环片状的 电路控制板;所述电路控制板安装在所述安装架上，且套设在所述安装架的安装孔外，用于 控制所述线圈马达的工作。
[0030] 在本发明的优选方案中，所述外壳为方形外壳或圆形外壳。
[0031] 本发明的有益效果为：
[0032] 该风扇风量和风压较大，散热效果好，且噪音较低，适合用于电子产品、LED灯等产 品的散热。
[0033] 该磁悬浮液压轴承风扇散热器可以存储大量的润滑油脂，让轴承按照寿命一直保 持转动，并有独特的环回式供油回路，能够有效的增加风扇的寿命，降低噪音。
【附图说明】
[0034] 为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的 附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035] 图1为本发明实施例提供的风扇的结构示意图；
[0036] 图2为图1所不的风扇的主视图；
[0037] 图3为图1所示的风扇的后视图；
[0038] 图4为图1所示的风扇的侧视图；
[0039] 图5为图1所示的风扇的扇叶中截面在平面直角坐标系中的示意图；
[0040] 图6为本发明实施例提供的方形外壳的风扇散热器的前侧示意图；
[0041 ]图7为本发明实施例提供的方形外壳的风扇散热器的后侧示意图；
[0042] 图8为本发明实施例提供的方形外壳的风扇散热器的爆炸图；
[0043] 图9为本发明实施例提供的圆形外壳的风扇散热器的前侧示意图；
[0044] 图10为本发明实施例提供的圆形外壳的风扇散热器的后侧示意图；
[0045] 图11为本发明实施例提供的圆形外壳的风扇散热器的爆炸图；附图标记：
[0046] 1-轮毂； 101-轮毂腔；
[0047] 2-扇叶； 201-扇叶前缘；
[0048] 202-扇叶后缘； 3-外壳；
[0049] 4-安装架； 401-安装架安装孔；
[0050] 5-磁环套； 6-磁环；
[00511 7-线圈马达； 8-油封轴承；
[0052] 9-转轴； 10-转轴套；
[0053] 11-电路控制板。
【具体实施方式】
[0054] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语"中心"、"上"、"下"、"左"、"右"、"竖直"、 "水平"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了 便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"、 "第三"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0056] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可 以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。
[0057] 本实施例提供的风扇，包括:轮毂，以及沿所述轮毂侧壁均匀布置的多个扇叶；
[0058] 所述轮毂为空心圆柱筒体，其后端敞开，前端封闭，形成轮毂腔；
[0059] 所述扇叶呈扭曲的弧面，朝向所述轮毂前端的边缘形成扇叶前缘，朝向所述轮毂 后端的边缘形成扇叶后缘;从所述扇叶的叶根至叶尖方向，所述扇叶前缘与所述扇叶后缘 之间的距离逐渐增大；
[0060] 所述扇叶与所述轮毂的侧面倾斜连接;在所述扇叶的各横截面处，所述扇叶前缘 与所述扇叶后缘的连线与所述轮毂的母线形成夹角α;且从所述扇叶的叶根至叶尖方向，夹 角α逐渐增大；
[0061 ]所述扇叶后缘与所述轮毂的后端面平齐。
[0062]进一步的，在所述扇叶的叶根横截面处，所述夹角α的范围为35°~45°。
[0063]进一步的，在所述扇叶的叶尖横截面处，所述夹角α的范围为25°~35°。
[0064 ]进一步的，所述扇叶从叶根至叶尖方向六等分，则所述扇叶的叶根截面、中间五个 横截面以及叶尖截面处的夹角α分别为40°、38.8°、37.4°、35.8°、34°、32°、29.8°。
[0065] 进一步的，所述扇叶前缘与所述轮毂的前端面形成夹角β，且邱勺范围为4°~10°。
[0066] 进一步的，所述扇叶的各处横截面，从所述扇叶前缘至所述扇叶后缘方向，宽度先 逐渐增大，再逐渐减小。
[0067] 进一步的，所述扇叶的中截面是由两段首尾相连接的曲线组成的闭合曲线，在这 两条曲线上各取10个点，在直角坐标系中的坐标如下表所示：
[0069] 进一步的，所述扇叶的中间截面的两条曲线方程为：
[0070] y = -〇 · 00003χ3-0 · 0047χ2-0 · 0567Χ+5 · 1243;
[0071 ] y = 0.00004χ3-0.0015χ2-0.0127χ-3.3524。
[0072] 本实施例提供的风扇散热器，包括外壳、驱动机构及所述的风扇；
[0073] 所述外壳的中心留有安装所述风扇的中空区域，并在所述中空区域设置与所述外 壳相连接的安装架；
[0074] 所述风扇的轮毂腔中，从外到内依次设置作为驱动机构的磁环套、磁环、线圈马 达、油封轴承以及转轴，所述转轴的一端与所述轮毂腔的中心连接，另一端与所述安装架连 接；
[0075] 所述油封轴承的内壁设置螺旋状的凹槽，用于储存润滑油。
[0076] 进一步的，所述安装架上及所述轮毂腔内分别设置用于与所述转轴连接的安装 孔;所述转轴靠近所述安装架的一端还设置有片状的转轴套，且所述转轴套的外径略小于 所述安装架上的安装孔内径。
[0077] 进一步的，所述的磁悬浮液压轴承风扇散热器，还包括圆环片状的电路控制板;所 述电路控制板安装在所述安装架上，且套设在所述安装架的安装孔外，用于控制所述线圈 马达的工作。
[0078] 进一步的，所述外壳为方形外壳或圆形外壳。
[0079]图1为本发明实施例提供的风扇的结构不意图；图2为图1所不的风扇的主视图；图 3为图1所不的风扇的后视图；图4为图1所不的风扇的侧视图；图5为图1所不的风扇的扇叶 中截面在平面直角坐标系中的示意图。
[0080] 如图1~图5所示，该风扇包括:轮毂1以及沿轮毂1侧壁均匀布置的五个扇叶2。
[0081] 轮毂1为空心圆柱筒体，其后端敞开，前端封闭，形成轮毂腔101。
[0082] 扇叶2呈扭曲的弧面，朝向轮毂1前端的边缘形成扇叶前缘2 01，朝向轮毂1后端的 边缘形成扇叶后缘202;从扇叶2的叶根至叶尖方向，扇叶前缘201与扇叶后缘202之间的间 距逐渐增大；
[0083 ]扇叶2与轮毂1的侧面倾斜连接;在扇叶2的各横截面处，扇叶前缘201与扇叶后缘 202的连线与轮毂1的母线形成夹角α;且从扇叶2的叶根至叶尖方向，夹角α逐渐增大。
[0084]具体的，扇叶2从叶根至叶尖方向六等分，则扇叶2的叶根截面、中间五个横截面以 及叶尖截面处的夹角α分别为40°、38.8°、37.4°、35.8°、34°、32°、29.8°。
[0085]扇叶前缘201与轮毂1的前端面形成夹角β，且β的取值为6°，扇叶后缘202与轮毂1 的后端面平齐。
[0086]扇叶2的各处横截面，从扇叶前缘201至扇叶后缘202方向，宽度先逐渐增大，再逐 渐减小。
[0087]本实施例中，扇叶2的中截面是由两段首尾相连接的曲线组成的闭合曲线，在这两 条曲线上各取10个点，在直角坐标系中的坐标如下表所示：
[0089] 经过拟合后，扇叶2的中间截面的两条曲线方程为：
[0090] y = -〇 · 00003χ3-0 · 0047χ2-0 · 0567Χ+5 · 1243;
[0091 ] y = 〇. 〇〇〇〇4χ3-〇. 0015χ2-0.0127χ-3.3524。
[0092]图6为本发明实施例提供的方形外壳的风扇散热器的前侧示意图；图7为本发明实 施例提供的方形外壳的风扇散热器的后侧示意图；图8为本发明实施例提供的方形外壳的 风扇散热器的爆炸图。
[0093]本实施例中的风扇散热器，包括外壳3、驱动结构及前面所述的风扇。
[0094]外壳3的中心留有安装所述风扇的中空区域，并在所述中空区域设置与外壳3相连 接的安装架4;安装架4上设置安装架安装孔401，轮毂腔101内也设置一个安装孔。
[0095] 风扇的轮毂腔101中，从外到内依次设置作为驱动机构的磁环套5、磁环6、线圈马 达7、油封轴承8以及转轴9,转轴9的一端伸入轮毂腔101的安装孔中进行连接，另一端伸入 安装架安装孔401中进行连接。
[0096] 转轴9靠近安装架4的一端还设置有片状的转轴套10,且转轴套10的外径略小于安 装架安装孔401的内径，使其能够设置于安装架安装孔401内。
[0097] 油封轴承8的内壁设置螺旋状的凹槽，用于储存润滑油。
[0098] 还设置有圆环片状的电路控制板11;电路控制板11安装在安装架4上，且套设在安 装架安装孔401外，用于控制线圈马达7的工作。
[00"] 磁悬浮液压轴承(Hydraulic Bearing)技术，利用磁力支持悬浮作用再加上与之 配合的油膜润滑，有效的解决了风扇的长寿命和低噪音两者之间的矛盾。通过在油封轴承8 内刻设了一种特殊的螺旋槽，使油封轴承8转动时，润滑油受到挤压均匀分布在转轴9与转 轴套10之间，形成一种浮力托住油封轴承8,以减少摩擦力降低噪音。该风扇散热器利用密 闭的底部制作了一个超大储油空间，可以存储大量润滑油脂，让轴承按照寿命一直保持转 动，大大增加了使用寿命。
[0?00]本实施例中，外壳3为方形外壳。
[0101] 图9为本发明实施例提供的圆形外壳的风扇散热器的前侧示意图；图10为本发明 实施例提供的圆形外壳的风扇散热器的后侧示意图；图11为本发明实施例提供的圆形外壳 的风扇散热器的爆炸图。
[0102] 该实施例中，风扇散热器的结构以及风扇与前面的方形外壳的风扇散热器相同， 不同之处在于，本实施例采用的外壳3为圆形外壳。
[0103] 经过测试，该风扇采用9V电压、在大气压力为761.5mmAq、相对湿度46%、转速为0 时，零静压时的最大风量可以达到10.81CFM，零风量时的最大风压可达9.66mmAq，噪音为 18dBA;而在9V电压、大气压力为761.5mmAq、相对湿度56%、转速为0时，零静压时的最大风 量可以达到6.53CFM，零风量时的最大风压可达7.85mmAq，均优于现有散热风扇，具有较好 的散热效果。
[0104]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。
【主权项】
1. 一种风扇，其特征在于，包括:轮毂，以及沿所述轮毂侧壁均匀布置的多个扇叶； 所述轮毂为空心圆柱筒体，其后端敞开，前端封闭，形成轮毂腔； 所述扇叶呈扭曲的弧面，朝向所述轮毂前端的边缘形成扇叶前缘，朝向所述轮毂后端 的边缘形成扇叶后缘;从所述扇叶的叶根至叶尖方向，所述扇叶前缘与所述扇叶后缘之间 的间距逐渐增大； 所述扇叶与所述轮毂的侧面倾斜连接;在所述扇叶的各横截面处，所述扇叶前缘与所 述扇叶后缘的连线与所述轮毂的母线形成夹角α;且从所述扇叶的叶根至叶尖方向，夹角α 逐渐增大； 所述扇叶后缘与所述轮毂的后端面平齐。2. 根据权利要求1所述的风扇，其特征在于，在所述扇叶的叶根横截面处，所述夹角α的 范围为35°~45°。3. 根据权利要求2所述的风扇，其特征在于，在所述扇叶的叶尖横截面处，所述夹角α的 范围为25°~35°。4. 根据权利要求3所述的风扇，其特征在于，所述扇叶从叶根至叶尖方向六等分，则所 述扇叶的叶根截面、中间五个横截面以及叶尖截面处的夹角α分别为40°、38.8°、37.4°、 35.8°、34°、32°、29.8°。5. 根据权利要求1所述的风扇，其特征在于，所述扇叶前缘与所述轮毂的前端面形成夹 角β，且β的范围为4°~10°。6. 根据权利要求1~5任一项所述的风扇，其特征在于，所述扇叶的中间截面的两条曲 线方程为： y = -0.00003x3-0.0047x2-0.0567x+5.1243 ； y = 0 · 00004x3-0 · 0015x2-0 · 0127x-3 · 3524。7. -种磁悬浮液压轴承风扇散热器，其特征在于，包括外壳、驱动机构及权利要求1~6 任一项所述的风扇； 所述外壳的中心留有安装所述风扇的中空区域，并在所述中空区域设置与所述外壳相 连接的安装架； 所述风扇的轮毂腔中，从外到内依次设置作为驱动机构的磁环套、磁环、线圈马达、油 封轴承以及转轴，所述转轴的一端与所述轮毂腔的中心连接，另一端与所述安装架连接； 所述油封轴承的内壁设置螺旋状的凹槽，用于储存润滑油。8. 根据权利要求7所述的磁悬浮液压轴承风扇散热器，其特征在于，所述安装架上及所 述轮毂腔内分别设置用于与所述转轴连接的安装孔;所述转轴靠近所述安装架的一端还设 置有片状的转轴套，且所述转轴套的外径略小于所述安装架上的安装孔内径。9. 根据权利要求7所述的磁悬浮液压轴承风扇散热器，其特征在于，还包括圆环片状的 电路控制板;所述电路控制板安装在所述安装架上，且套设在所述安装架的安装孔外，用于 控制所述线圈马达的工作。10. 根据权利要求7所述的磁悬浮液压轴承风扇散热器，其特征在于，所述外壳为方形 外壳或圆形外壳。
【文档编号】F04D29/66GK106065866SQ201610594626
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】贾涛涛
【申请人】广州共铸科技股份有限公司