CN102235386A - 气流驱动装置及其适用的空调设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气流驱动装置及其适用的空调设备，该气流驱动装置包含：导流元件，接收一气流，且具有导引该气流的第一开口以及第二开口；其中第一开口的开口面积与第二开口的开口面积相异，使于第一开口及第二开口处的气压具有差异值，以利用差异值计算出气流于气流驱动装置内的流量。本发明的空调设备实具有可快速且精准得知风量的优点。

Description

气流驱动装置及其适用的空调设备

技术领域

本发明涉及一种气流驱动装置，尤其涉及一种可量测流量的气流驱动装置及其适用的空调设备。

背景技术

随着科技的进步，各式各样的电子装置，例如计算机或是服务器等，已成为生活中不可或缺的一部分，而在这些电子装置中，散热能力的优劣往往影响到系统运行的稳定性及产品的使用年限，因此为了提高这些电子装置的散热效率，皆会在这些电子装置的内部或是其所处的环境空间中额外设置利用空气来进行冷却降温的一散热机制。

空调设备即是其中一种的散热机制，其设置在电子装置所处的环境空间中，当电子装置运行而产生热能，使得周围空气的温度相对提高时，空调设备便吸收热空气，并将其冷却后排出至该环境空间中，借此降低电子装置的温度。

然而由于空调设备可能会因故障或是使用年限过久，导致排出的风量减小而无法满足本身所在的环境空间的散热需求，进而使得该环境空间内的电子装置产生过热而无法正常运行，甚至发生烧毁的情形，故为了避免上述的情况发生，目前空调设备皆会有测量出风量的设计，即在本身排出冷却空气的出风处或是流道上设置多个风速计，以分别测量出风处或是流道上多个检测点的风速，再将检测结果传送至空调设备的一控制电路，使控制电路可将多个检测点的风速进行平均，进而推算出目前空调设备的出风处或是流道上的风量为何，如此一来，当出风量不足时，控制电路便可相对地调整空调设备的出风量，或是通知使用者目前空调设备有出风量不足的情况发生。

虽然现有空调设备确实可以利用多个风速计而测量出风量，然而因利用多个风速计来得知每个检测点的风速，再将多个检测点的风速进行平均，以推算出风量的方法较耗费时间，且较不精准，因此当现有空调设备欲应用于例如由多台电子装置同时设置于同一环境空间中而构成的数据中心(datacenter)时，由于该环境空间的散热需求大幅提高，因此相对需要可快速且精准算出排风量的空调设备，借此对应各种不同的散热需求时，该空调设备便可实时反应，故现有空调设备便会因测量风量值的方法较为耗费时间且不精准而无法适用。

因此，如何开发一种可量测流量的气流驱动装置及其适用的空调设备以解决现有技术所面临的问题，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可量测流量的气流驱动装置及其适用的空调设备，以解决现有空调设备因利用多个风速计来推算出风量，而具有耗费时间及不精准等缺陷。

为达上述目的，本发明的一较广义实施例为提供一种气流驱动装置，适用于空调设备，且包含：导流元件，接收一气流，且具有导引该气流的第一开口以及第二开口；其中第一开口的开口面积与第二开口的开口面积相异，使于第一开口及第二开口处的气压具有差异值，以利用差异值计算出气流于气流驱动装置内的流量。

本发明的另一较广义实施例为提供一种空调设备，包含：壳体；热交换装置，设置于壳体内，以将第一气流热交换成第二气流；气流驱动装置，用以引导第二气流排出空调设备，且包含：导流元件，具有第一开口及第二开口，其中第一开口的开口面积与第二开口的开口面积相异；第一压力检测装置，检测于第一开口的气压；第二压力检测装置，检测于第二开口的气压；以及控制电路，接收第一压力检测装置及第二压力检测装置的检测结果，并依据检测结果计算出第二气流于气流驱动装置内的流量。

本发明的有益效果在于，本发明提供一种可量测流量的气流驱动装置及其适用的空调设备，通过气流驱动装置内设置有导流元件，且导流元件具有开口面积相异的第一开口及第二开口，使得控制电路可依据第一开口以及第二开口两者之间因开口面积相异所产生的压力差值而直接推算空调设备的气流驱动装置内的实际风量，本发明的空调设备实具有可快速且精准得知风量的优点。

附图说明

图1：其为本发明较佳实施例的空调设备的结构示意图。

图2：其为图1所示的气流驱动装置的分解结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：空调设备

10：壳体

100：入风口

101：出风口

11：热交换装置

12：气流驱动装置

120：导流元件

121：叶轮

122：涡壳

123：第一开口

124：第二开口

125：第二导引通道

126：侧边通道

127：容置空间

128：第三开口

129：流道

130：第一导引通道

131：第四开口

13：控制电路

14：第一压力检测装置

15：第二压力检测装置

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1，其为本发明较佳实施例的空调设备的结构示意图。如图1所示，本发明的空调设备1主要用以将第一气流T₁冷却成第二气流T₂后排出，且包含壳体10、热交换装置11、气流驱动装置12、控制电路13、第一压力检测装置14以及第二压力检测装置15，其中壳体10具有供第一气流T₁流入的入风口100以及供第二气流T₂流出的出风口101。热交换装置11则设置于该壳体10内且邻近于入风口100，其通过一冷却介质(图中未示出)将由入风口100流入的第一气流T₁热交换成第二气流T₂。

请参阅图2，并配合图1，其中图2为图1所示的气流驱动装置的分解结构示意图。如图1及图2所示，该气流驱动装置12可为但不限于一离心式风机，其设置于壳体10内且与热交换装置11相邻设置，用以驱动第二气流T₂，使第二气流T₂由壳体10的出风口101排出。气流驱动装置12主要包含导流元件120、叶轮121以及涡壳122。其中导流元件120与热交换装置11相邻设置，用以将第二气流T₂导入气流驱动装置12中，且具有第一导引通道130、第一开口123以及第二开口124，其中第一开口123以及第二开口124设置于第一导引通道130的相对两端具彼此相对应，使第二气流T₂可由第一开口123流入，并经第一导引通道130而由第二开口124流出，此外，第一开口123的开口面积与第二开口124的开口面积相异，使得导流元件120呈现实质上类似颈部或喷嘴的结构，因此当气流T₂由第一开口123流向第二开口124时，便会因为第一开口123及第二开口124的开口面积相异(亦或开口的径长相异)而产生不同的流速，故于第一开口123处的气压与于第二开口124处的气压便会不同而具有一差异值。

于上述实施例中，如图2所示，第一开口123的开口面积实际上大于第二开口124的开口面积，因此当气流T₂由第一开口123流向第二开口124时，气流T₂便会由发散转变为集中，故气流T₂于第一开口123的流速会低于第二开口124的流速，导致于第一开口123处的气压相对应地小于第二开口124处的气压，但第一开口123及第二开口124的开口面积并不以图2所示为限，于其他实施例中，第一开口123的开口面积亦可小于第二开口124的开口面积，如此一来，当气流T₂由第一开口123流向第二开口124时，气流T₂便会由集中转变为发散，故气流T₂于第一开口123的流速便会高于第二开口124的流速，导致于第一开口123处的气压相对应地大于第二开口124处的气压。

请再参阅图2，叶轮121设置于导流元件120的一侧，且其叶扇通过一马达(图中未标示)所驱动，该叶轮121并具有第二导引通道125及侧边通道126，其中第二导引通道125当叶轮121设置于导流元件120的一侧时，与导流元件120的第二开口124相对应设置而接收由第二开口124流出的第二气流T₂，侧边通道126则环设于叶轮121的侧边，因此当叶轮121的扇叶经马达驱动而转动时，于该第二导引通道125内的第二气流T₂便会由叶轮121的多个侧边通道126所排出。

请再参阅图2，涡壳122具有容置空间127、第三开口128、流道129以及第四开口131，其中第四开口131设置于涡壳122的一侧且与容置空间127相连通，且第四开口131的开口大小实质上对应叶轮121的外环大小，因此叶轮121便可经由第四开口131容置于容置空间中127，而第三开口128则与容置空间127及流道129相连通，因此当叶轮121容置于容置空间127内且其扇叶开始转动时，叶轮121的部分侧边通道126便会与第三开口128相通，使得由叶轮121的侧边通道126所排出的第二气流T₂经由第三开口128流入流道129中，此时第二气流T₂由第三开口128流出的方向与由第二导引通道125流入的方向实质上垂直，而流道129的出口方向则对应于壳体10的出风口101，以将第二气流T₂导向至出风口101后排出。

请再参阅图1，于本实施例中，第一压力检测装置14与导流元件120的第一开口123相邻设置，用以检测于第一开口123处的气压，而第二压力检测装置15则与导流元件120的第二开口124相邻设置，用以检测于第二开口124处的气压。

控制电路13则设置于壳体10内，且与第一压力检测装置14及第二压力检测装置15连接，以通过第一压力检测装置14及第二压力检测装置15而分别得知于第一开口123处以及于第二开口124处的气压，此外，控制电路13还内建有一运算公式，该运算公式为：

$Q=Y\sqrt{\frac{\mathrm{\ΔP}}{\mathrm{\ρ}}}\mathrm{\ΣCnAn},$

其中Q为气流驱动装置12内的风量，Y为扩张系数，ΔP为第一开口123及第二开口124两者间的压力差，ρ为空气密度，Cn为第一开口123及第二开口124之间的第n个单位距离所具有的流量系数，而An则为第一开口123及第二开口124之间第n个单位距离所形成的开口面积，此外，Y、ρ、Cn及An的值为一常数，故可直接内建于控制电路13中。而本发明通过第一开口123与第二开口124的开口面积相异，使得于第一开口123处的气压与于第二开口124处的气压会具有差异值，故控制电路13便可依据第一压力检测装置14及第二压力检测装置15而得知该差异值，并将该差异值带入上述的运算公式中，进而推算出第二气流T₂流入气流驱动装置12内所产生的风量Q，使得控制电路13可依据所计算出的风量而采取相对应的各种动作，例如通知使用者风量过大或过小，亦或是调整马达的转速等等。

而由于本发明空调设备1测量风量的方式是通过气流驱动装置12内设有导流元件120，而该导流元件120具有开口面积相异的第一开口123以及第二开口124，使得控制电路13可依据第一开口123以及第二开口124两者之间的压力差值直接推算出气流驱动装置12内的实际风量，因此相较于现有空调设备需利用多个风速计来测量多个检测点的风速，然后再平均该多个检测点的风速，才能推算出风量的的风量测量方式，本发明的空调设备1实具有可快速且精准得出风量值的优点。

综上所述，本发明提供一种可量测流量的气流驱动装置及其适用的空调设备，通过气流驱动装置内设置有导流元件，且导流元件具有开口面积相异的第一开口及第二开口，使得控制电路可依据第一开口以及第二开口两者之间因开口面积相异所产生的压力差值而直接推算空调设备的气流驱动装置内的实际风量，本发明的空调设备实具有可快速且精准得知风量的优点。

本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气流驱动装置，适用于一空调设备，其特征在于，该气流驱动装置包含：

一导流元件，接收一气流，且具有导引该气流的一第一开口以及一第二开口；

其中该第一开口的开口面积与该第二开口的开口面积相异，使于该第一开口及该第二开口处的气压具有一差异值，以利用该差异值计算出该气流于该气流驱动装置内的流量。

2.如权利要求1所述的气流驱动装置，其特征在于，该气流驱动装置为一离心式风机。

3.如权利要求1所述的气流驱动装置，其特征在于，该第一开口的开口面积大于该第二开口的开口面积，以使该第一开口处的气压小于该第二开口处的气压。

4.如权利要求1所述的气流驱动装置，其特征在于，该气流驱动装置还具有一叶轮，设置于该导流元件的一侧，且该叶轮具有一导引通道及多个侧边通道，该导引通道与该导流元件的该第二开口相对应设置而接收该气流，而该侧边通道环设于该叶轮的侧边，使该导引通道内的该气流由该侧边通道流出。

5.如权利要求4所述的气流驱动装置，其特征在于，该气流驱动装置还具有一涡壳，该涡壳具有一容置空间、一第三开口、一流道以及一第四开口，其中该第四开口设置于该涡壳的一侧且与该容置空间相连通，使该叶轮经该第四开口容置于该容置空间，该第三开口与该容置空间及该流道相连通，用以使由该侧边通道流出的该气流经该第三开口流入该流道。

6.如权利要求1所述的气流驱动装置，其特征在于，该空调设备通过一第一压力检测装置以及一第二压力检测装置分别检测于该第一开口及该第二开口的气压，并通过一控制电路依据该第一压力检测装置及该第二压力检测装置的检测结果而计算出该气流于该气流驱动装置内的流量。

7.一种空调设备，包含：

一壳体；

一热交换装置，设置于该壳体内，以将一第一气流热交换成一第二气流；

一气流驱动装置，用以引导该第二气流排出该空调设备，且包含：

一导流元件，具有一第一开口及一第二开口，其中该第一开口的开口面积与该第二开口的开口面积相异；

一第一压力检测装置，检测于该第一开口的气压；

一第二压力检测装置，检测于该第二开口的气压；以及

一控制电路，接收该第一压力检测装置及该第二压力检测装置的检测结果，并依据检测结果计算出该第二气流于该气流驱动装置内的流量。

8.如权利要求7所述的空调设备，其特征在于，该壳体具有一入风口以及一出风口，该入风口用以供该第一气流流入，该出风口用以供该第二气流流出。

9.如权利要求7所述的空调设备，其特征在于，于该第一开口及该第二开口处的气压具有一差异值。

10.如权利要求9所述的空调设备，其特征在于，该控制电路内建有一运算公式，以计算该第二气流于该气流驱动装置内的流量，该运算公式为：

$Q=Y\sqrt{\frac{\mathrm{\ΔP}}{\mathrm{\ρ}}}\mathrm{\ΣCnAn};$

其中Q为该气流驱动装置内的流量，Y为扩张系数，ΔP为该第一开口及该第二开口两者间的压力差，ρ为空气密度，Cn为该第一开口及该第二开口之间的第n个单位距离所具有的流量系数，而An为该第一开口及该第二开口之间第n个单位距离所形成的开口面积。

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