CN104976159A - 鼓风机及涡流噪音降低方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鼓风机及涡流噪音降低方法，该鼓风机包括扇框、扇轮、至少一感应元件及线圈。扇框具有入风口及出风口。扇轮设置于扇框内并具有轮毂及连接至轮毂的周缘的多个扇叶。感应元件固定至对应的设置于扇叶。线圈设置于扇框，并用以驱动至少一感应元件，使对应该感应元件的该扇叶往复摆动来产生振动声响，使得振动声响与扇轮于转动时所产生的涡流噪音相互抵消。此外，一种涡流噪音降低方法适用于鼓风机。可依照涡流噪音的频率、振幅及相位，往复摆动鼓风机的扇轮的至少一扇叶来产生振动声响，其中振动声响与涡流噪音具有相同的频率及振幅，且振动声响与涡流噪音具有相反的相位，使得振动声响与扇轮于运转时所产生的涡流噪音相互抵消。

Description

鼓风机及涡流噪音降低方法

技术领域

本发明是关于一种鼓风机（blower）及涡流噪音降低方法。

背景技术

现今所使用的电子元件所搭配的散热装置，除常见的被动散热装置（如散热器等装置）外，产生气流以达成强制冷却的风扇也是广泛使用的散热装置。随着产品的演进与生活水准的提高，使用者对于低噪音产品的需求也越来越高，故利用风扇提供强制冷却时所发出的气流噪音成为使用者在意的噪音之一。鼓风机因为其流场特性，在薄型电子产品的使用率也逐渐提升。因为鼓风机的扇框内部的扇轮（fan wheel）为转动件，且扇轮所使用转速通常较高，所以扇叶于高速转动时与空气相互碰撞而产生风切声等噪音问题，经常造成使用者的困扰。与风扇相关的专利包括美国专利编号2011070109、2013189130及2014003624和中国实用新型专利编号202560660。

发明内容

本发明是指一种鼓风机，具有可降低涡流噪音的功能。

本发明是指一种涡流噪音降低方法，用以降低鼓风机于运转时所产生的涡流噪音。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其包括扇框、扇轮、至少一感应元件及线圈。扇框具有入风口及出风口。扇轮设置于扇框内并具有轮毂及连接至轮毂的周缘的多个扇叶。感应元件设置于扇叶。线圈设置于扇框，用以驱动感应元件，使对应感应元件的扇叶往复摆动产生振动声响。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其中扇叶产生的振动声响与涡流噪音具有相同的频率及振幅，且扇叶产生的振动声响与涡流噪音具有相反的相位。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其中扇框具有喉部，扇轮与扇框之间的空间定义加压区及释压区，且涡流噪音的产生位置位于喉部的附近。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其中感应元件为永久磁铁。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其还包括：一控制电路，电连接至线圈并供应电流至线圈，使得线圈产生磁场驱动感应元件，以驱动对应的扇叶往复摆动来产生振动声响。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其中感应元件为压电材料。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其中控制电路控制供应至线圈的电流的频率、强度及相位，以相应地改变振动声响的频率、振幅及相位。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其还包括：麦克风，电连接至控制电路并用以侦测涡流噪音的频率、振幅及相位。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其中线圈环绕于入风口。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其中线圈邻近于喉部。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其中线圈环绕于扇框并位于出风口与扇轮之间。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其中感应元件埋入对应的扇叶内。

本发明的一实施例提出一种鼓风机，其还包括：马达，扇轮位于扇框与马达之间，使得扇轮相对于扇框旋转。

本发明的另一实施例提出一种涡流噪音降低方法，适用于一鼓风机。鼓风机包含扇框及容置于扇框内的扇轮。涡流噪音降低方法包括下列步骤。首先，取得扇轮于转动时所对应的涡流噪音的频率、振幅及相位。接着，依照涡流噪音的频率、振幅及相位，利用鼓风机的至少一扇轮的扇叶往复摆动来产生振动声响，其中振动声响与涡流噪音具有相同的频率及振幅，且振动声响与涡流噪音具有相反的相位，使得振动声响与扇轮于运转时所产生的涡流噪音相互抵消。

本发明的另一实施例提出一种涡流噪音降低方法，其中取得涡流噪音的频率、振幅及相位的步骤包括从资料库中读取资料，其为扇轮的当前转速所对应的涡流噪音的频率、振幅及相位。

本发明的另一实施例提出一种涡流噪音降低方法，其中取得涡流噪音的频率、振幅及相位的步骤包括经由麦克风侦测涡流噪音的频率、振幅及相位。

本发明的另一实施例提出一种涡流噪音降低方法，其中麦克风设置于扇框的喉部的附近。

本发明的另一实施例提出一种涡流噪音降低方法，其中利用鼓风机的扇轮的扇叶往复摆动来产生振动声响的步骤包括：经由控制电路依照涡流噪音的频率、振幅及相位供应电流至扇框的线圈以产生磁场来驱动固定至扇叶的感应元件，使扇叶往复摆动来产生振动声响。

本发明的另一实施例提出一种涡流噪音降低方法，其中控制电路控制供应至线圈的电流的频率、强度及相位，以相应地改变振动声响的频率、振幅及相位。

本发明的另一实施例提出一种涡流噪音降低方法，其中取得涡流噪音的频率、振幅及相位的步骤包括经由麦克风侦测涡流噪音的频率、振幅及相位，其中麦可风电连接至控制电路，使得控制电路依照麦克风的侦测结果来供应电流至线圈。

基于上述，在本发明的上述实施例中，可利用磁力（例如固定至扇叶的感应元件及通电中的线圈）来摆动鼓风机的扇轮的扇叶来产生振动声响，以抵消扇轮于运转时所产生的涡流噪音。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种鼓风机的前视图。

图2是图1的鼓风机的左侧视图。

图3是图2的鼓风机沿I-I线的剖视图。

图4A至图4C分别示出图3的扇叶与感应元件的三种位置关系。

图5是依照本发明的另一实施例的一种鼓风机的前视图。

图6是图5的鼓风机的左侧视图。

图7是依照本发明的另一实施例的一种鼓风机的前视图。

图8是图7的鼓风机的左侧视图。

图9是依照本发明的一实施例的一种涡流噪音降低方法的流程图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

请参考图1、图2及图3，本实施例的鼓风机100包括一扇框110及设置于扇框110内的一扇轮120。扇框110具有一入风口112及一出风口114。扇轮120具有一轮毂122及连接至轮毂122的周缘的多个扇叶124（或称翼片）。当扇轮120转动时可将来自入风口112的气流引入扇框110内，并将气流加压后再经由出风口114排出扇框110。

在本实施例中，扇框110具有一喉部116。扇轮120与扇框110之间所形成的空间定义为加压区P及释压区R。参考图3所示，气流由入风口112进入后，经由加压区P从喉部116沿着扇轮120的周围，再经过释压区R到达出风口114。也就是说，气流是从加压区P再经过释压区R到达出风口114。因此，当扇轮120转动时可将气流在加压区P加压后并经过释压区R，接着由出风口114排出扇框110。值得注意的是，扇轮120于运转时所产生的涡流通常会在喉部116的附近产生噪音，即涡流噪音（eddy noise），故涡流噪音的产生位置（或来源）通常位于喉部116的附近。

为了降低涡流噪音，参考图1与图3所示，举例而言，鼓风机100还具有多个感应元件130及一线圈140。每个感应元件130分别设置于扇叶124内。线圈140设置至于扇框110的一外侧，并藉由通过电流以产生磁场驱动感应元件130，该感应元件130因受磁场感应进而带动扇叶124往复摆动来产生振动声响，使得扇叶124所产生的振动声响与涡流噪音可相互抵消。为了抵消涡流噪音，振动声响可与涡流噪音具有相同的频率及振幅，且振动声响与涡流噪音具有相反的相位。

在本实施例中，如图3所示，每个扇叶124可都设有感应元件130。然而，在其他的实施例中，这些扇叶124也可依照实际需要间隔地设有感应元件130。例如，依序为第一个、第三个、第五个等的扇叶124可设有感应元件130。又例如，依序为第一个、第四个、第七个等的扇叶124可设有感应元件130。

在本实施例中，如图3所示，感应元件130可埋设在扇叶124的内部。举例而言，在以模造方式来制作扇叶124时，将扇叶124包覆感应元件130。在另一未图示的实施例中，只要能受磁场作用而往复摆动扇叶124，感应元件130也可固定在扇叶124的任何位置上。

在本实施例中，如图4A所示，感应元件130例如是永久磁铁，并可对应线圈140所产生磁场的方向来调整感应元件130的磁极摆放方向（即N极及S极的方向）。此外，相较于扇叶124而言，如图4A所示，感应元件130的磁极摆放方向可平行于扇叶124的延伸方向（即延伸远离扇毂122的方向）。如图4B所示，感应元件130的磁极摆放方向可垂直于扇叶124的延伸方向。如图4C所示，感应元件130的磁极摆放方向切于扇轮120的旋转方向或平行于扇叶124的宽度方向。

在本实施例中，如图1及图3所示，鼓风机100还可包括一控制电路150。控制电路150电连接至线圈140并供应电流至线圈140，使得线圈140产生磁场以驱动感应元件130，感应元件130因受到磁场感应而带动扇叶124往复摆动来产生振动声响。详细而言，控制电路150可供应电流至线圈140，使得线圈140产生磁场。在线圈140所产生的磁场影响下，感应元件130往复摆动而产生振动声响。因此，通过控制电路150能控制供应至线圈140的电流的频率、强度及相位，以相应地改变扇叶124所产生的振动声响的频率、振幅及相位。

在本实施例中，如图1及图3所示，鼓风机100还可包括一麦克风160。麦克风160可电连接至控制电路150并用于侦测涡流噪音的频率、振幅及相位。因此，控制电路150可依照麦克风160所侦测的涡流噪音的频率、振幅及相位来控制供应至线圈140的电流的频率、强度及相位，以相应地改变扇叶124所产生的振动声响的频率、振幅及相位，因而获得即时降低涡流噪音的效果。

在本实施例中，如图1及图3所示，鼓风机100还可包括一马达170。扇轮120位于马达170与扇框110之间，使得扇轮120能相对于扇框110旋转。马达170亦可电连接至控制电路150，并可受到控制电路150的控制调整扇轮120的转速。

在本实施例中，如图1及图3所示，鼓风机100的线圈140环绕于扇框110的入风口112，使得每个感应元件130均能受到线圈140所产生磁场的影响来产生振动声响，以抵消涡流噪音。

在另一实施例中，如图5及图6所示，不同于图1及图3的实施例的鼓风机100，鼓风机100a的线圈140a邻近于喉部116，使得正在靠近的扇叶124的感应元件（如同图3的感应元件130）才会受到线圈140a所产生的磁场的影响来产生振动声响，以抵消涡流噪音，同时减少于他处产生声场的水床效应。

在另一实施例中，如图7及图8所示，不同于图1及图3的实施例的鼓风机100，鼓风机100b的线圈140b环绕于扇框110并位于该出风口114与该扇轮120之间，更细地描述为喉部116与外侧扇框110之间以及靠近出风口114，使得当感应元件（如同图3的感应元件130）转动接近线圈140b时，才会受到线圈140b所产生磁场的影响来产生振动声响，以抵消涡流噪音，同时减少于他处产生声场的水床效应。

在另一实施例中，感应元件可为一压电材料(Piezoelectric Material)，当线圈通电产生磁场时，磁场感应压电材料上的感应线圈而产生电流，而压电材料因电流而产生往复摆动，进而带动扇叶摆动产生声响。

在上面的实施例中，介绍了本发明的具有降低涡流噪音功能的鼓风机。在下面的实施例中，将介绍适用于鼓风机的降低涡流噪音的方法。值得注意的是，在上面有关于鼓风机的实施例中，多少也描述了下面有关于降低涡流噪音的方法的实施例。因此，在上面有关于鼓风机的实施例中，与下面有关于降低涡流噪音的方法的实施例有关的描述仍可作为其补充说明，但不构成限制。

请参考图9，在本实施例中，以图1至图3的鼓风机100为例进行说明。如步骤S102所示，取得鼓风机100于转动时所对应的涡流噪音的频率、振幅及相位。接着，如步骤S104所示，依照涡流噪音的频率、振幅及相位，利用鼓风机100的扇轮120的至少一扇叶124往复摆动来产生振动声响。振动声响与涡流噪音具有相同的频率及振幅，且振动声响与涡流噪音具有相反的相位，使得振动声响与扇轮于运转时所产生的涡流噪音相互抵消。

在本实施例中，取得涡流噪音的频率、振幅及相位的步骤（S102）包括从一资料库中读取一资料。举例而言，可先经由数据模拟或实际实验等方式，归纳出扇轮120在不同转速下所对应产生的涡流噪音的频率、振幅及相位，并将所归纳的数据储存于资料库中，因此，可依照扇轮120的当前转速从资料库中取得一笔资料，其为扇轮120的当前转速所对应的涡流噪音的频率、振幅及相位。

在本实施例中，另一种取得涡流噪音的频率、振幅及相位的步骤（S102）则可包括经由麦克风160侦测涡流噪音的频率、振幅及相位。如图1所示，麦克风160可设置于扇框110的喉部116的附近，以取得喉部116附近的涡流噪音的频率、振幅及相位。藉由直接侦测正在产生的涡流噪音的频率、振幅及相位，并对应调整所产生的振动声响，这有助于提升降低涡流噪音的效果。

在本实施例中，利用鼓风机100的扇轮120的至少一扇叶124往复摆动来产生振动声响的步骤（S104）可包括经由控制电路150依照涡流噪音的频率、振幅及相位，供应电流到固定至扇框110的线圈140以产生磁场来驱动固定至扇叶124的感应元件130，以往复摆动扇叶124来产生振动声响。控制电路150可以控制供应至线圈140的电流的频率、强度及相位，以相应地改变振动声响的频率、振幅及相位。在利用麦克风160侦测涡流噪音的频率、振幅及相位的情况下，电连接至麦克风160的控制电路150可依照麦克风160的侦测结果来供应电流至线圈140。

综上所述，在本发明的上述实施例中，可利用磁力（例如固定至扇叶的感应元件及通电中的线圈）来摆动鼓风机的扇轮的扇叶来产生振动声响，以抵消扇轮于运转时所产生的涡流噪音。振动声响与涡流噪音可具有相同的频率及振幅以及相反的相位，使得振动声响与涡流噪音可相互抵消，以提升降低涡流噪音的效果。可依照扇轮的转速所对应的涡流噪音的基本参数（例如频率、振幅及相位），或依照麦克风所侦测的涡流噪音的基本参数，相应地产生振动声响，以即时地降低涡流噪音。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及发明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

此外，说明书中提及的第一、第二仅用以表示元件的名称，并非用来限制元件数量上的上限或下限。

符号说明

100、100a、100b：鼓风机

110：扇框

112：入风口

114：出风口

116：喉部

120：扇轮

122：轮毂

124：扇叶

130：感应元件

140、140a、140b：线圈

150：控制电路

160：麦克风

170：马达

P：加压区

R：释压区

Claims (20)

1.一种鼓风机，包括：一扇框、一扇轮、至少一感应元件以及一线圈，其中，

该扇框具有一入风口及一出风口，

该扇轮设置于该扇框内并具有一轮毂及连接至该轮毂的周缘的多个扇叶，

这些感应元件设置于这些扇叶中，以及

该线圈设置于该扇框，并用以驱动这些感应元件，使对应这些感应元件的这些扇叶往复摆动，产生振动声响。

2.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，这些扇叶产生的振动声响与一涡流噪音具有相同的频率及振幅，且这些扇叶产生的振动声响与该涡流噪音具有相反的相位。

3.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，该扇框具有一喉部，该扇轮与该扇框之间的空间定义一加压区及一释压区，且该涡流噪音的产生位置位于该喉部的附近。

4.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，这些感应元件为永久磁铁。

5.如权利要求4所述的鼓风机，其特征在于，还包括：

一控制电路，电连接至该线圈并供应电流至该线圈，使得该线圈产生磁场驱动这些感应元件，以驱动对应的这些扇叶往复摆动来产生振动声响。

6.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，这些感应元件为压电材料。

7.如权利要求5所述的鼓风机，其特征在于，该控制电路控制供应至该线圈的电流的频率、强度及相位，以相应地改变该振动声响的频率、振幅及相位。

8.如权利要求5所述的鼓风机，其特征在于，还包括：

一麦克风，电连接至该控制电路并用以侦测该涡流噪音的频率、振幅及相位。

9.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，该线圈环绕于该入风口。

10.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，该线圈邻近于该喉部。

11.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，该线圈环绕于该扇框并位于该出风口与该扇轮之间。

12.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，这些感应元件埋入对应的这些扇叶内。

13.如权利要求1所述的鼓风机，其特征在于，还包括：

一马达，该扇轮位于该扇框与该马达之间，使得该扇轮相对于扇框旋转。

14.一种涡流噪音降低方法，适用于一鼓风机，该鼓风机包含一扇框及容置于该扇框内的一扇轮，该涡流噪音降低方法包括：

取得该扇轮于转动时所对应的涡流噪音的频率、振幅及相位；以及

依照该涡流噪音的频率、振幅及相位，利用该鼓风机的该扇轮的至少一扇叶往复摆动来产生振动声响，其中该振动声响与该涡流噪音具有相同的频率及振幅，且该振动声响与该涡流噪音具有相反的相位，使得该振动声响与该涡流噪音相互抵消。

15.如权利要求14所述的涡流噪音降低方法，其特征在于，取得该涡流噪音的频率、振幅及相位的步骤包括从一资料库中读取一资料，其为该扇轮的当前转速所对应的涡流噪音的频率、振幅及相位。

16.如权利要求14所述的涡流噪音降低方法，其特征在于，取得该涡流噪音的频率、振幅及相位的步骤包括经由一麦克风侦测该涡流噪音的频率、振幅及相位。

17.如权利要求16所述的涡流噪音降低方法，其特征在于，该麦克风设置于该扇框的一喉部的附近。

18.如权利要求14所述的涡流噪音降低方法，其特征在于，利用该鼓风机的该扇轮的至少一扇叶往复摆动来产生振动声响的步骤包括：

经由一控制电路依照该涡流噪音的频率、振幅及相位供应电流至该扇框的一线圈，以产生磁场来驱动固定至这些扇叶的至少一感应元件，使这些扇叶往复摆动来产生该振动声响。

19.如权利要求18所述的涡流噪音降低方法，其特征在于，该控制电路控制供应至该线圈的电流的频率、强度及相位，以相应地改变该振动声响的频率、振幅及相位。

20.如权利要求18所述的涡流噪音降低方法，其特征在于，取得该涡流噪音的频率、振幅及相位的步骤包括经由一麦克风侦测该涡流噪音的频率、振幅及相位，其中该麦可风电连接至该控制电路，使得该控制电路依照该麦克风的侦测结果来供应电流至该线圈。