风扇转子喷流结构的制作方法

本发明涉及一种风扇转子喷流结构，尤指一种可达到降低噪音的风扇转子喷流结构。

背景技术：

随着5g、ai、iot等技术提升，相关电资通讯设备的计算量与信息传输量大幅增加，此时设备内需要有更强大的散热能力，才能确保设备正常运作。在这些电资通讯设备内增加散热能力的方式通常是增加风扇数量、提升风扇转速或更改风扇设计来达成，但具有越高特性的风扇因流量与压力提升也往往产生出更高的噪音，“如何增加风扇散热特性又要降低噪音？”一直是目前业界研发设计者会遭遇到的最大瓶颈。

现有的降噪方法主要为针对扇叶的涡流产生部位设计特定的结构或外加能量(如喷气设备)的方式去破坏该处涡流而改善噪音，其中以外加能量方式的话，主要是从框壁处对扇叶叶尖喷流能破坏叶尖涡流来达到降噪效果。

现有技术美国专利us6244817是以外加喷气源进行喷流称为主动式喷流方法，就是在风扇的框壁上外加一喷气设备提供喷气源对该框壁内的叶片尖端喷流来抑制涡流，但是却延伸出另一问题，就是需要增加外接喷气源(即喷气设备)及需外加电源驱动，使得在有限的空间(如伺服器或通讯设备)内是无法额外放置一台喷气设备以导致无法执行，且因增加喷气设备使得成本也相对明显提高。此外，现有的喷流方法碍于风扇结构有转动件(即转子)，使得连接外加喷气源的连通管是无法在转动件上实现，因而仅能将喷流孔设计于风扇的框壁上或非转动件上产生喷流。因此喷流降噪的方法受限于本身喷流位置的安排，能降低噪音的范围和效果相当受限。

技术实现要素：

本发明的一目的在提供一种可达到降低噪音的风扇转子喷流结构。

本发明的另一目的在提供一种通过一喷流结构自体导入一风扇转子周围的气流而自然产生喷流来抑制风扇叶片涡流及降低成本的风扇转子喷流结构。

为达上述目的，本发明提供一种风扇转子喷流结构，其特征在于，包括：

一扇轮本体，具有一轮毂及沿该轮毂周侧环设的复数叶片，该轮毂设有一顶部与一由该顶部周缘轴向延伸的侧壁，且该每一叶片的一上表面与一下表面分别形成一高压区与一低压区；及

至少一连通通道，设有至少一位于该高压区的第一入口及至少一位于该低压区的第一出口，该第一入口与该第一出口分别为该连通通道的一第一端及一第二端。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该连通通道设于该轮毂的该侧壁内，该第一出口设于对应该复数叶片其中一叶片的一上表面的该侧壁，该第一入口设于对应该复数叶片其中一叶片的一下表面的该侧壁。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该第一出口位于靠近该侧壁与对应该复数叶片其中一叶片的一侧相接处的上方。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该连通通道设有一连通该连通通道的第二入口，该第二入口为该连通通道的一第三端，该第二入口设于对应该复数叶片其中一叶片的该下表面下方的该侧壁，且相邻对应该第一入口。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该第一出口位于对应该复数叶片其中一叶片的中间位置上方处。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该第一出口的形状是沿对应该复数叶片其中一叶片的上表面形状设置在该侧壁，且该连通通道从该第一入口沿该轮毂的该侧壁向上延伸渐缩至该第一出口。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该连通通道由该轮毂延伸到该复数叶片其中一叶片上所形成，该第一出口设于对应该复数叶片其中一叶片的一上表面，该第一入口设于对应该复数叶片其中一叶片的一下表面下方的该侧壁。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该连通通道从该第一入口沿该侧壁内向上延伸通过对应该复数叶片其中一叶片内至该上表面的该第一出口。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该连通通道由该轮毂延伸到该复数叶片其中一叶片上所形成，该每一叶片设有一叶片前缘与一叶片尾缘，该第一出口设于对应该复数叶片其中一叶片的该叶片尾缘，该连通通道设有一连通该连通通道的第二入口，该第二入口为该连通通道的一第三端，并该第一入口、第二入口分别设于对应该复数叶片其中一叶片的该下表面下方的该侧壁，且该第一入口相邻该第二入口。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该连通通道设有一连通该连通通道的第二出口，该第二出口为该连通通道的一第三端，该第二出口设于对应该复数叶片其中一叶片的该上表面，且邻近该第一出口。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该连通通道设有一连通该连通通道的第二出口，该第二出口为该连通通道的一第三端，该第二出口设于对应该复数叶片其中一叶片的该上表面的该侧壁。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该第一出口、第二出口与该第一入口、第二入口的形状为一几何形状或不规则形状，该几何形状为长条状、扁平状、方形状、圆形状或三角形状。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该至少一连通通道为复数连通通道，该复数连通通道轴对称或非轴对称设置在对应该复数叶片的该侧壁，且该复数连通通道沿该轮毂周缘轴向或径向设于对应该复数叶片的该侧壁。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该至少一连通通道为复数连通通道，该复数连通通道沿该轮毂周缘轴向或径向由该轮毂的该侧壁延伸到对应该复数叶片上所形成。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该连通通道由该轮毂延伸到该复数叶片其中一叶片上所形成，该第一出口设于对应该复数叶片其中一叶片的一叶片外侧缘，该第一入口设于对应该复数叶片其中一叶片的一下表面下方的该侧壁，且该连通通道从该第一入口沿该侧壁内向上延伸通过对应该复数叶片其中一叶片内至该叶片外侧缘的该第一出口。

所述的风扇转子喷流结构，其中，该连通通道设有一连通该连通通道的第二出口，该第二出口为该连通通道的一第三端，该第二出口设于对应该复数叶片其中一叶片的一上表面的该侧壁。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：通过本发明的风扇转子自体产生喷流抑制叶片的涡流，以有效达到降低噪音及降低成本的效果。

附图说明

图1a是本发明的第一实施例的立体示意图。

图1b是本发明的第一实施例的剖面示意图。

图1c是本发明的第一实施例的在一实施例剖面示意图。

图2a是本发明的第一实施例的在另一实施例立体示意图。

图2b是本发明的第一实施例的在另一实施例剖面示意图。

图3a是本发明的第一实施例的在另一实施例立体示意图。

图3b是本发明的第一实施例的在另一实施例剖面示意图。

图4a是本发明的第一实施例的风扇组合示意图。

图4b是本发明的第一实施例的风扇组合剖面示意图。

图5a是本发明的第二实施例的立体示意图。

图5b是本发明的第二实施例的剖面示意图。

图5c是本发明的第二实施例的在一实施例剖面示意图。

图5d是本发明的第二实施例的在另一实施例剖面示意图。

图5e是本发明的第二实施例的在另一实施例剖面示意图。

图6a是本发明的第二实施例的在另一实施例立体示意图。

图6b是本发明的第二实施例的在另一实施例剖面示意图。

附图标记说明：风扇转子喷流结构1；扇轮本体11；轮毂111；顶部1111；侧壁1112；顶端1112a；底端1112b；叶片113；上表面1131；下表面1132；叶片前缘1133；叶片尾缘1134；叶片外侧缘1135；连通通道12；第一入口121；第二入口122；第一出口123；第二出口124；磁性件14；轭铁15；轴心16；风扇2；框体21；轴座211；定子22；气流3；轴心线l。

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

本发明提供一种风扇转子喷流结构，请参阅图1a是本发明的第一实施例的立体示意图；图1b是本发明的第一实施例的剖面示意图；图1c是本发明的第一实施例的在一实施例剖面示意图；图2a是本发明的第一实施例的在另一实施例立体示意图；图2b是本发明的第一实施例的在另一实施例剖面示意图；图3a是本发明的第一实施例的在另一实施例立体示意图；图3b是本发明的第一实施例的在另一实施例剖面示意图；图4a是本发明的第一实施例的风扇组合示意图；图4b是本发明的第一实施例的风扇组合剖面示意图。如图1a、图1b、图4a、图4b所示，该风扇转子喷流结构1系应用于一风扇2(如离心风扇、轴流风扇、无框风扇或串联风扇)上，于本实施例的风扇转子喷流结构1是装设在如轴流风扇2的一框体21内，该风扇转子喷流结构1包括一扇轮本体11、至少一连通通道12、一磁性件14、一轭铁15(如铁壳)及一轴心16，其中该扇轮本体11是一体射出成型在该轭铁15的周侧上，该磁性件14为如磁铁容设在该轭铁15的内周侧，以与该风扇2的一定子22相对应感应激磁，该轴心16的一端固设于该扇轮本体11(或轭铁15)之中央位置，其另一端与该框体21内的轴座211相枢设。于具体实施时，该轭铁15也可以省略掉，且该磁性件14为海尔贝克阵列(halbacharray)磁铁。

该扇轮本体11具有一轮毂111及沿该轮毂111周侧环设的复数叶片113，该轮毂111设有一顶部1111与一由该顶部1111周缘轴向延伸的侧壁1112，该每一叶片113设有一上表面1131、一下表面1132、一对应该侧壁1112的顶端1112a的叶片前缘1133与一对应该侧壁1112的底端1112b的叶片尾缘1134，其中该每一叶片113的上表面1131与下表面1132自然形成压力差而分别形成一高压区与一低压区。该连通通道12设于该轮毂111或该连通通道12由该轮毂111延伸到该复数叶片113其中一叶片113上所形成，于本实施例的连通通道12设于该轮毂111的侧壁1112内，且该连通通道12未贯穿该侧壁1112的一内侧(即侧壁1112与该轭铁15相贴设接触的那一侧)，换言之，就是该连通通道12是呈垂直或倾斜设置在对应的叶片113的该轮毂111的侧壁1112上，但并不局限于此。于具体实施时，该连通通道12可呈轴向设置在该轮毂111的侧壁1112内，且与对应该轴心线l相平行，或是该连通通道12呈径向设置在该轮毂111的侧壁1112内，且与对应该轴心线l相垂直。

该连通通道12设有一第一入口121、一第一端、一第二端及一第一出口123，该第一入口121与该第一出口123分别为该连通通道12的该第一端与第二端且构成一喷流结构，该喷流结构是用以抑制风扇转子产生的涡流(如叶片表面上产生的涡流)来达到降低噪音的效果。该第一出口123设于对应该复数叶片113其中一叶片113的一上表面1131的该侧壁1112，且该第一出口123位于对应的叶片113上表面上方的低压区，该第一出口123于本实施例是位于靠近该侧壁1112与对应该复数叶片113其中一叶片113的一侧相接处的上方，用以喷出气流3抑制该轮毂111前缘(即该侧壁1112与对应的叶片113相接处位置)失速涡流，以改善失速噪音，并可延后叶片113失速现象，以有效使风扇能在更高压的工作条件下运作，来达到提升风扇性能。该第一入口121设于对应该复数叶片113其中一叶片113的一下表面1132下方的该侧壁1112，且该第一入口121位于该轮毂111上对应的叶片113下表面下方的该高压区，该第一入口121用以导引该轮毂111周围气流3流入该连通通道12内。

所以当风扇2运转时，位于对应叶片113下方该高压区的第一入口121会导引该轮毂111周围的气流3自然流入该连通通道12内，因位于高压区的第一入口121与位于低压区的第一出口123之间的压力差，使于该连通通道12内的气流3会自然朝位于对应叶片113上方该低压区的第一出口123方向流动，然后从该第一出口123产生自体喷出气流3(或称喷流)，以对该侧壁1112与对应的叶片113相接处位置及对应叶片113的上表面1131产生的涡流进行喷流抑制，因此，以喷流结构自体喷流抑制叶片113(或该侧壁1112与对应的叶片113的转角处)产生的涡流，以有效达到降低噪音的效果。

在一实施例，参阅图1c，位于高压区的第一入口121设于该侧壁1112的底端1112b，用以导引该轮毂111周围气流3流入该连通通道12内。在另一实施例，该连通通道12更设有一连通该连通通道12的第二出口(图中未示)，该第二出口为该连通通道12的一第三端设于对应该复数叶片113其中一叶片113的该上表面1131的侧壁1112，且相邻该第一出口123，且该第二出口位于对应的叶片113上表面上方的低压区，该第一出口123、第二出口和第一入口121分别设于该连通通道12的三端且构成所述喷流结构，使该连通通道12形成如呈y字型状，但并不局限于此，凡是可多出口或呈三端的形状都为本发明具有三端的连通通道12，通过两个出口位于低压区的对应叶片113上方，使得可有效对叶片113上表面1131产生多处涡流位置进行喷流抑制，以扩大喷流区域来达到降低噪音。

在另一实施例，参阅图2a、图2b，该连通通道12设有一连通该连通通道12的第二入口122，该第二入口122为该连通通道12的一第三端，该第二入口122设于对应该复数叶片113其中一叶片113的该下表面1132下方的该侧壁1112，且相邻对应该第一入口121，该第一出口123位于对应该复数叶片113其中一叶片113的中间位置上方处，该第一出口123用以对该侧壁1112与对应的叶片113的转角处气流分离产生的涡流进行喷流抑制，并该第一出口123与第一、二入口121、122分别设于该连通通道12的三端且构成所述喷流结构，使该连通通道12形成如呈h字型状，但并不局限于此，所以通过多个入口(即两个入口)位于高压区，可有效增加入、出口段的压力差，进而增加喷流的流量的效果。

在另一实施例，参阅图3a、图3b，该第一出口123的形状系沿对应该复数叶片113其中一叶片113的上表面1131形状(如上表面1131曲线形状)设置在该侧壁1112，于此实施例的第一出口123与第一入口121呈如条状，但并不局限于此，所以通过该第一出口123呈条状可有效增加喷流位置的效益。并该连通通道12的形状是呈如渐缩状或(呈如渐扩状)，该连通通道12系从该第一入口121沿该轮毂111的该侧壁1112向上延伸渐缩(或渐扩)至该第一出口123，以有效增加大面积分布，且减少连通通道12其管内阻力，进而增加喷流流量，于具体实施时，该连通通道12的形状可为呈如细长状的大面积分布，以减少管内阻力及增加喷流流量。

此外，上述各实施例的前述第一出口123(或第二出口)与第一入口121(或第二入口122)的设置位置及数量不局限于上述，于本发明实际实施时，该轮毂111的侧壁112上的入口可设置二个以上入口，以以提高入口压力，并使用者还可以事先根据想要抑制前述叶片113上产生的涡流位置需求设计，来调整该第一出口123(或第二出口)的设计位置及数量(如二个以上出口)，例如一个出口或二个以上出口可设置在该轮毂111的侧壁1112，或是一个出口或二个以上出口设置在叶片113的上表面1131或侧边，因为前述第一出口123(或第二出口)的位置就是决定了喷流要抑制对应的叶片113表面上产生涡流位置，以达到降低噪音的效果。其中该第一出口123、第二出口与该第一、二入口121、122的形状及该连通通道12其内管道的形状为几何形状或不规则形状，该几何形状为如长条状、扁平状、方形状、圆形状或三角形状，且该第一出口123、第二出口的形状与第一、二入口121、122的形状及连通通道12其内管道的形状可都不相同或不相同。

在一替代实施例，前述连通通道12为复数连通通道12，该复数连通通道12系沿该轮毂111周缘轴向或径向设于对应该复数叶片113的该侧壁1112，且该复数连通通道12可轴对称设置在对应该复数叶片113的该侧壁1112，以强化抑制同一种涡流噪音，或是该复数连通通道12系非轴对称设置在对应该复数叶片113的该侧壁1112，以有效抑制不同涡流噪音。并每一连通通道12的各部(包含第一出口123、第二出口与第一、二入口121、122及连通通道12其内管道)形状可为不相同或相同，且每一连通通道12的各部(包含第一出口123、第二出口与第一、二入口121、122及连通通道12其内管道)的尺寸可为相同或不相同。

因此，通过本发明此风扇转子喷流结构1的设计，使得该轮毂111的侧壁1112上的喷口(即第一出口123)是随着该扇轮本体11上对应的叶片113转动，使得能完全精准地对喷口处附近叶片113表面喷流，以抑制叶片113上表面1131的分离涡流，且还可以增加该处气流的惯性力、破坏涡流和延后气流失速，以有效增加风扇的特性与操作区间及降低噪音的效果。此外，由于本发明无须额外的现有喷气设备及无须复杂结构设计，仅利用本发明的风扇转子内的喷流结构即可抑制风扇叶片113表面的涡流来达到改善特性噪音的问题。

请参阅图5a是本发明的第二实施例的立体示意图；图5b是本发明的第二实施例的剖面示意图；图5c是本发明的第二实施例的在一实施例剖面示意图；图5d是本发明的第二实施例的在另一实施例剖面示意图；图5e是本发明的第二实施例的在另一实施例剖面示意图；图6a是本发明的第二实施例的在另一实施例立体示意图；图6b是本发明的第二实施例的在另一实施例剖面示意图。如图5a、图5b所示，该本实施例的风扇转子喷流结构1及连结关系及其功效大致与前述第一实施例的风扇转子喷流结构1及连结关系及其功效相同，故在此不重新赘述相同处，两者差异在于：本实施例主要是该连通通道12由该轮毂111延伸到该复数叶片113其中一叶片113上所形成，该第一出口123设于对应该复数叶片113其中一叶片113的上表面1131，该第一出口123位于该低压区，该第一入口121设于对应该复数叶片113其中一叶片113的下表面1132下方的该侧壁1112，该第一入口121位于该高压区，该连通通道12从该第一入口121沿该轮毂111的侧壁1112内向上延伸通过对应该复数叶片113其中一叶片113内至其上表面1131的该第一出口123，所以通过该第一出口123设置对应该叶片113上可直接抑制叶片113表面上方的分离涡流或二次流，来达到降低噪音的效果。

在一实施例，参阅图5c，该连通通道12设有一连通该连通通道12的第二出口124，该第二出口124为该连通通道12的一第三端，该第二出口124设于对应该复数叶片113其中一叶片113的该上表面1131，且邻近该第一出口123，该第二连通通道12从对应该第一出口123的叶片113内继续延伸至对应该第二出口124的叶片113上表面1131，以连通该第二出口124，通过两个出口(即第一、二出口123、124)分别位于对应该叶片113的上表面1131的不同位置上，使得可有效对叶片113上表面1131不同位置的涡流噪音进行喷流抑制，以达到降低噪音。在另一实施例，参阅图5d，该第一出口123设于对应该复数叶片113其中一叶片113的上表面1131，该第二出口124设于对应该复数叶片113其中一叶片113的该上表面1131的该侧壁1112，且对应该叶片113的上表面1131的第一出口123，通过两个出口分别位于对应该叶片113的上表面1131与位于低压区的侧壁1112的设计，使得可抑制叶片113表面上方的涡流和该侧壁1112与对应的叶片113的转角处的涡流，来达到多重抑制涡流的效果，以有效大幅改善噪音。

在另一实施例，参阅图5e，该第一出口123设于对应该复数叶片113其中一叶片113的一叶片外侧缘1135，该第二出口124设于对应该复数叶片113其中一叶片113的上表面1131的侧壁1112，且该连通通道12从该第一入口121沿该侧壁1112内向上延伸通过对应该复数叶片113其中一叶片113内至该叶片外侧缘1135的该第一出口123。所以通过两个出口(即第一、二出口123、124)分别位于对应该叶片113的叶片外侧缘1135与位于低压区的侧壁1112的设计，使得可抑制该叶片外侧缘1135的涡流和该侧壁1112与对应的叶片113的转角处的涡流，来达到多重抑制涡流的效果，以有效大幅改善噪音。

在另一实施例，参阅图6a、图6b，该第一出口123设于对应该复数叶片113其中一叶片113的叶片尾缘1134，该连通通道12设有一连通该连通通道12的第二入口122，该第二入口122为该连通通道12的一第三端，该第一、二入口121、122分别设于对应该复数叶片113其中一叶片113的该下表面1132下方的该侧壁1112，且位于高压区的第一入口121相邻该第二入口122，由于在该叶片尾缘1134的第一出口123出压力不低，所以通过设置多个入口(如第一、二入口)以提高入口压力，使该连通通道12内有自然压力差，使该第一、二入口分别导入的气流3于该连通通道12内因压力差而自然流动到叶片尾缘1134的第一出口123喷流，以抑制叶片尾缘1134涡流，来达到降低噪音的效果。

上述各实施例的该第一、二出口123、124与该第一、二入口121、122的形状及该连通通道12其内管道的形状与第一实施例的第一出口123、第二出口与该第一、二入口121、122的形状及该连通通道12其内管道的形状相同，在此不重新赘述。

在一替代实施例，前述连通通道12为复数连通通道12，该复数连通通道12系沿该轮毂111周缘轴向或径向由该轮毂111的侧壁1112延伸到对应该复数叶片113上所形成，且该复数连通通道12可轴对称设置在该侧壁1112与对应复数叶片113的之间，以强化抑制同一种涡流噪音，或是该复数连通通道12系非轴对称设置在该侧壁1112与对应复数叶片113的之间，以有效抑制不同涡流噪音。