CN105317749B - 风扇组件及其扇框 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风扇组件及其扇框，该扇框具有一入风口端及一出风口端，且包括一侧壁；一顶部，连接于该侧壁的其中一端，其靠近该入风口端；以及一底部，连接于该侧壁的另一端，其靠近该出风口端，该底部具有至少一消音结构。叶轮设置于该扇框内。

Description

风扇组件及其扇框

技术领域

本发明关于一种风扇组件，特别是关于风扇组件的扇框。

背景技术

一般而言，在风扇运转时，难以避免噪音的产生，故该如何解决风扇运转时的噪音问题，为风扇研发及业者所致力研究的。而噪音产生的原因可能有从风扇的入风口端及出风口端因气流扰动(或流场)所产生的噪音；或是因风扇运转时，而使风扇整体产生震动进而造成的噪音。而因震动而产生的噪音，其可通过设计缓冲结构或是加强元件之间的结合强度，以达到减缓噪音的效果。

然而，因气流扰动而在入风口端及出风口端所产生的噪音却更为明显，且无法通过缓冲结构或是加强结合强度来克服，故更难以解决于入风口端或出风口端的噪音问题。一般而言，为了解决噪音问题，必须通过增加其他元件，或是通过改变扇框的构型以改变流场等方式，然而，这些方式都可能大幅降低原有的风扇效率及特性。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种风扇组件及扇框，可通过新颖且简易的结构设计，即可保持风扇组件本身的效能，同时又可改善因流场而产生的噪音问题。

为达上述目的，依据本发明的一种扇框，具有一入风口端及一出风口端，扇框包括一侧壁、一顶部以及一底部。顶部连接于侧壁的其中一端，其靠近入风口端。底部连接于侧壁的另一端，其靠近出风口端，底部具有至少一消音结构。

为达上述目的，依据本发明的一种风扇组件，包括一扇框以及一叶轮。扇框具有一入风口端及一出风口端，扇框包括一侧壁、一顶部及一底部。顶部连接于侧壁的其中一端，其靠近入风口端。底部连接于侧壁的另一端，其靠近出风口端，底部具有至少一消音结构。叶轮设置于扇框内。

在一实施例中，消音结构具有一凹部，或为一盲孔沟槽式消音结构。

在一实施例中，侧壁包括一内侧壁以及与内侧壁相对设置的一外侧壁。顶部连接内侧壁与外侧壁，底部连接内侧壁与外侧壁，且内侧壁、外侧壁、顶部及底部共同形成一腔体。

在一实施例中，消音结构具有一开孔，以连通腔体与外界。

在一实施例中，扇框包括第一扇框构件以及一第二扇框构件，其中内侧壁、部分外侧壁及顶部共同组成第一扇框构件，部分外侧壁及底部共同组成第二扇框构件。

在一实施例中，顶部具有至少一排水孔。

在一实施例中，消音结构可吸收波长大于4倍腔体的高度的噪音。

在一实施例中，底部具有二消音结构，该二消音结构间隔一距离而相对并排设置。

在一实施例中，消音结构为长条形、方形、圆形或其他几何形状。

在一实施例中，底部具有多个消音结构，该多个消音结构为不连续且对称设置。

承上所述，本发明的风扇组件及其扇框，由于扇框具有消音结构，且消音结构设置于底部，即设置于出风口端，并使底部形成不平整的构型。风扇运转所产生的气流流经底部时，可受到消音结构的结构设计而在底部产生较小的涡流，进而可减少出风口端的扰流(回风)，故可减低因扰流所产生的噪音。而更重要的是，消音结构的设置可在不影响风扇组件本身的静压-风量特性的情况下，同时达到减少噪音的功效。

附图说明

图1为本发明一实施例的一种风扇组件的示意图。

图2为图1所示的风扇组件的剖面示意图。

图3为图1所示的风扇组件另一视角的示意图。

图4为图3所示的风扇组件另一实施方式的示意图。

图5为图3所示的风扇组件再另一实施方式的示意图。

图6为本发明另一实施例的一种风扇组件的示意图。

图7为本发明另一实施例的一种扇框的示意图。

图8A及图8B为现有风扇组件的运转声音频谱图。

图8C及图8D为本发明一实施例的风扇组件的运转声音频谱图。

图9A为本发明一实施例的风扇组件与现有风扇组件的噪音的示意图

图9B为本发明一实施例的风扇组件与现有风扇组件的静压-风量特性的示意图。

图10A为本发明另一实施例的风扇组件与现有风扇组件的噪音的示意图。

图10B为本发明另一实施例的风扇组件与现有风扇组件的静压-风量特性的示意图。

符号说明

1、2：风扇组件

11、21、31：扇框

111、211、311：内侧壁

112、212：外侧壁

113、213、313：顶部

114、214、314：底部

115、215、315：轴承座

116、116a～116i、216、316、316a、316b：消音结构

117：排水孔

12、22：叶轮

21a：第一扇框构件

21b：第二扇框构件

H：高度

I：入风口端

O：出风口端

S：腔体

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种风扇组件及扇框，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

图1为本发明一实施例的一种风扇组件的示意图，图2为图1所示的风扇组件的剖面示意图。如图1及图2所示，该风扇组件1包括一扇框11以及一叶轮12。当风扇组件1运转时，可于扇框11的其中一端形成入风口端I，而另一端形成出风口端O，即扇框11具有一入风口端I及一出风口端O。该风扇组件1运转是通过马达带动叶轮12运转，此为本发明技术领域的通常知识，故不加赘述。在本实施例中，扇框11包括侧壁，本实施例的侧壁又可包括内侧壁111、外侧壁112，扇框11更包括顶部113以及底部114。其中，外侧壁112与内侧壁111相对设置，顶部113及底部114分别连接内侧壁111与外侧壁112，使内侧壁111、外侧壁112、顶部113及底部114共同形成一腔体S。而顶部113靠近入风口端I，底部114靠近出风口端O。

另外，本发明不限制内侧壁111与外侧壁112相对设置的方式，亦即内侧壁111与外侧壁112可以相互平行，亦可以不平行，仅需与顶部113、底部114构成腔体S。因此，内侧壁111、外侧壁112、顶部113以及底部114共同构成扇框11的外框部分，而在本实施例中，扇框11更包括轴承座115，以供叶轮12透过装设于轴承座115上而设置于扇框11内。而叶轮12与轴承座115所共同构成的空间(如图2)，可用于设置马达以带动叶轮12旋转。

图3为图1所示的风扇组件另一视角的示意图，即为风扇组件1的底部114该侧的视角，请同时参考图2及图3所示。在本实施例中，靠近出风口端O的底部114具有至少一消音结构116，且本实施例的消音结构116为开孔的结构，使得腔体S可透过消音结构116与外界连通，亦即腔体S为非封闭的空间。本实施例以四个不连续的消音结构116相邻设置为例说明，当然，于其他实施例中，应用在其他构型的扇框时，亦可以为一个消音结构连续环绕设置于扇框的底部，本发明不以此为限。

较佳的，底部114的四个不连续的消音结构116为对称设置。而本实施例的对称设置指于底部114相对两侧的消音结构116，其整体设置位置可相互对应。例如图3所示的消音结构116a与消音结构116c相互对应，而消音结构116b与消音结构116d相互对应。当然，在其他实施例中，如图4所示，图4为图3所示的风扇组件另一实施方式的示意图，底部114的其中一侧具有单一的消音结构116e，而相对侧具有消音结构116f及消音结构116g，且消音结构116e与消音结构116f、116g相互对应，亦在本实施例所称对称设置的范畴，当然亦可以为其他数量的组合，并不限定。又，在其他实施例中，且扇框11的整体为圆形时，亦可以设置单数的消音结构116，而相邻二消音结构116的间隔距离相同，亦属于本实施例所称对称设置的范畴。

图5为图3所示的风扇组件再另一实施方式的示意图，在本实施例中，底部114亦可具有二个以上消音结构116，且二个消音结构116相对并排设置(或称为具腔体的双孔式消音结构)，即如图5所示的消音结构116h与消音结构116i间隔一段距离的相对设置。且较佳的，消音结构116h与消音结构116i可以相互平行并排设置。因此，本发明不限制消音结构116的数量及设置方式。

另外，本发明亦不限制消音结构116的构型，较佳的，消音结构116可以为长条形，当然亦可以为多个其他构型的消音结构116相邻设置，使其整体共同构成长条形，例如多个方形、圆形、或其他几何形状的消音结构116相邻设置，本发明不以此为限。

当风扇组件1运转时，风扇组件1于背压(back pressure)的区域，即靠近出风口端O的区域，请参考图2所示，会受到出风口端O的扰流(回风)的影响，而容易产生噪音。而本实施例的扇框11于底部114设计开孔的消音结构116，可于底部114形成不平整的结构，故当气流流经底部114(出风口端O)时，可于消音结构116的位置形成涡流，进而可减少出风口端O的扰流。换言之，可透过于消音结构116形成小涡流，以吸收出风口端O的部分扰流，使出风口端O的扰流减少，进而可减少因扰流而产生的噪音。

又，本实施例的消音结构116为开孔的结构，更可使非封闭的腔体S成为吸收噪音的空间，类似于多孔隙吸音材料的孔隙(吸音空间)。进而言之，请参考图2所示，腔体S的高度H与吸收声音(包含噪音)的频率相关，本实施例的消音结构116的原理，为四分的一波长管的作用原理，意即管道的长度(本实施例系指腔体S的高度H)刚好是共鸣基频波长的1/4倍，例如腔体S的高度H为10mm，则其共鸣基频波长(λ)为40mm(n＝1)及其n的倍数。一般而言，波长的单位通常以公尺(m)表示，且波长(λ)与频率(ν)成反比关系，而频率就是一固定时间内，通过一指定位置的波数目。本实施例的消音结构116与腔体S的作用，就是在和特定波长的频率所引的噪音产生共鸣共振，该特定波长即为腔体S的高度H的4倍数，进而达到减弱噪音的消音效果。简言之，本实施例的扇框11透过消音结构116与腔体S的结构，可吸收波长(λ)大于4倍高度H的噪音。此外，腔体S及开孔构型的消音结构116更具有集尘的功效。

如图1所示，在本实施例中，顶部113更具有排水孔117，当风扇组件1倒置时，即顶部113朝下、底部114朝上设置，且又是设置于户外或其他可能有水气的场所时，雨水或其他水气可能通过消音结构116进入腔体S中，进而造成积水且容易造成风扇组件1的损坏。因此，在顶部113设置排水孔117，便可使从消音结构116进入腔体S的液体直接从顶部113的排水孔117流出，以达到排水的目的。

在其他实施例中，扇框亦可以为两件式的构件。图6为本发明另一实施例的一种风扇组件的示意图，如图6所示，本实施例的风扇组件2亦由扇框21及叶轮22所组成，而扇框21系为两件式的构件。具体而言，扇框21的内侧壁211、部分外侧壁212及顶部213共同组成一第一扇框构件21a，部分外侧壁212及底部214共同组成一第二扇框构件21b。本实施例的底部214为斜面结构，而内侧壁211较外侧壁212短，而两件式的扇框21可通过二个模具成型。其中一模具具有对应于内侧壁211、顶部213及部分外侧壁212的结构，以形成第一扇框构件21a，另一模具则具有可对应于底部214及部分外侧壁212的结构，以形成第二扇框构件21b，第一扇框构件21a与第二扇框构件21b在以黏合或锁合的方式相互固定形成扇框21。而风扇组件2的其他元件的结构特征，及其连结关系与风扇组件1大致相同，故可参考前述的内容，于此不加赘述。

图7为本发明另一实施例的一种扇框的示意图，如图7所示，本实施例的扇框31包括侧壁311、顶部313及底部314。本实施例的扇框31亦可另外与叶轮组合，使叶轮设置于扇框31内，以形成一风扇组件。同样的，当风扇组件运转时，可于扇框31的其中一端形成入风口端I，并于另一端形成出风口端O。其中，顶部313连接于侧壁311的其中一端，且顶部313靠近入风口端I，而底部314连接于侧壁311的另一端，且底部314靠近出风口端O。在本实施例中，扇框31亦具有轴承座315，以容置叶轮。而底部314具有至少一消音结构316，且本实施例的消音结构316为凹部(或称为盲孔沟槽式消音结构)。同样的，本实施例亦不限制消音结构316的数量、设置方式、及形状等。较佳的，底部314具有多个不连续的消音结构316，且其整体呈对称设置，如前所述，本实施例的对称设置系指其整体设置位置可相互对应，其详细说明可参照消音结构316的说明段落。除了整体呈对称的方式设置以外，本实施例中的底部314于同一径向上，可具有二个消音结构316相对并排设置，即如图7所示的消音结构316a与消音结构316b间隔一段距离相对设置。较佳的，消音结构316a与消音结构316b可以相互平行设置。另外，以消音结构316的形状而言，较佳的，消音结构316可以为长条形。

当扇框31与叶轮所组成的风扇组件运转时，靠近出风口端O的区域，会受到出风口端O的扰流(回风)的影响，而容易产生噪音。同样的，本实施例的扇框31于底部314设计凹部的消音结构316，可于底部314形成不平整的结构，故当气流流经底部314(出风口端O)时，可于消音结构316的位置形成小涡流，以吸收出风口端O的部分扰流，进而可减少出风口端O的扰流，同时减少因扰流而产生的噪音。

又，本实施例的消音结构316为同一径向上，可具有二个消音结构316间隔一段距离相对设置，且消音结构316为凹部的结构。因此，出风口端O的气流可先于消音结构316a形成小涡流，再于消音结构316b形成小涡流，流经消音结构316a时朝向或进入凹部(消音结构316a)，而流经消音结构316b时的气流方向为远离凹部，即形成具有方向性回流，对于吸收出风口端O的扰流具有更佳的功效，同样可减少因扰流而产生的噪音。另外，距离的大小可控制回流形成的程度。

图8A及图8B为现有风扇组件的运转声音频谱图，图8C及图8D为本发明一实施例的风扇组件的运转声音频谱图。其中图8A及图8B以具有封闭空间的扇框与五片叶的叶轮所组成的风扇组件进行测试，而图8C及图8D所进行测试者以前述实施例的风扇组件1为例，于底部114具有整体呈对称设置的多个消音结构116，而叶轮12亦为五片叶。另外，现有的风扇组件(图8A及图8B)与风扇组件1(图8C及图8D)皆以7700rpm的转速下进行测试，其第一自然频率在643Hz(图中标示1st)、第二自然频率在1288Hz(图中标示2nd)。而分别比对图8A与图8C，以及比对图8B与图8D所示者可知本实施例的风扇组件1(图8C、图8D)运转时所产生的第一自然频率与第二自然频率较现有的风扇组件(图8A、图8B)下降约5dB。因此，上述实施例的扇框，其底部具有消音结构，并可有效地达到减低噪音的功效。

图9A为本发明一实施例的风扇组件与现有风扇组件的噪音的示意图，图9B为本发明一实施例的风扇组件与现有风扇组件的静压-风量特性的示意图，其中，虚线表示现有风扇组件进行测试的结果，而实线表示风扇组件1进行测试的结果。由图9A所示的结果可知，本实施例的风扇组件1运转时所产生的噪音量较现有风扇组件下降约2.5dB-A，且由图9B可知本实施例的风扇组件1的静压-风量特性相较现有的风扇组件并无太大的变化。

图10A为本发明另一实施例的风扇组件与现有风扇组件的噪音的示意图，图10B为本发明另一实施例的风扇组件与现有风扇组件的静压-风量特性的示意图，虚线表示现有风扇组件进行测试的结果，而实线表示风扇组件3所进行测试的结果。由图10A所示的结果可知，本实施例的风扇组件3运转时所产生的噪音量较现有风扇组件下降约2.5dB-A，且由图10B可知本实施例的风扇组件1的静压-风量特性相较现有的风扇组件并无太大的变化。因此，上述实施例的扇框，除了可有效地减低噪音的外，且消音结构的设置，不会影响到应有的静压-风量特性，即可维持风量的大小。

综上所述，本发明的风扇组件及其扇框，由于扇框具有消音结构，且消音结构设置于底部，即设置于出风口端，并使底部形成不平整的构型。风扇运转所产生的气流流经底部时，可受到消音结构的结构设计而在底部产生较小的涡流，进而可减少出风口端的扰流(回风)，故可减低因扰流所产生的噪音。而更重要的是，消音结构的设置可在不影响风扇组件本身的静压-风量特性的情况下，同时达到减少噪音的功效。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的申请专利范围中。

Claims (18)

1.一种扇框，其特征在于，具有一入风口端及一出风口端，该扇框包括：

一侧壁；

一顶部，连接于该侧壁的其中一端，其靠近该入风口端；以及

一底部，连接于该侧壁的另一端，其靠近该出风口端，该底部具有至少一消音结构，所述消音结构具有一开口，且所述开口朝向所述出风口端；

其中，该侧壁包括一内侧壁以及与该内侧壁相对设置的一外侧壁，该顶部连接该内侧壁与该外侧壁，该底部连接该内侧壁与该外侧壁，且该内侧壁、该外侧壁、该顶部及该底部共同形成一腔体。

2.如权利要求1所述的扇框，其特征在于，该消音结构具有一凹部，或为一盲孔沟槽式消音结构。

3.如权利要求1所述的扇框，其特征在于，该消音结构具有一开孔，以连通该腔体与外界。

4.如权利要求1所述的扇框，其特征在于，该扇框更包括一第一扇框构件以及一第二扇框构件，其中该内侧壁、部分该外侧壁及该顶部共同组成该第一扇框构件，部分该外侧壁及该底部共同组成该第二扇框构件。

5.如权利要求1所述的扇框，其特征在于，该顶部具有至少一排水孔。

6.如权利要求1所述的扇框，其特征在于，该消音结构可吸收波长大于4倍该腔体的高度的噪音。

7.如权利要求1所述的扇框，其特征在于，该底部具有二该消音结构，二该消音结构间隔一距离而相对并排设置。

8.如权利要求1所述的扇框，其特征在于，该消音结构为长条形、方形、圆形或其他几何形状。

9.如权利要求1所述的扇框，其特征在于，该底部具有多个该消音结构，该多个消音结构为不连续且对称设置。

10.一种风扇组件，其特征在于，包括：

一扇框，具有一入风口端及一出风口端，该扇框包括：

一侧壁；

一顶部，连接于该侧壁的其中一端，其靠近该入风口端；以及

一底部，连接于该侧壁的另一端，其靠近该出风口端，该底部具有至少一消音结构，所述消音结构具有一开口，且所述开口朝向所述出风口端；

其特征在于，该侧壁包括一内侧壁和一与该内侧壁相对设置的外侧壁，该顶部连接该内侧壁与该外侧壁，该底部连接该内侧壁与该外侧壁，且该内侧壁、该外侧壁、该顶部及该底部共同形成一腔体。

11.如权利要求10所述的风扇组件，其特征在于，该消音结构具有一凹部，或为一盲孔沟槽式消音结构。

12.如权利要求10所述的风扇组件，其特征在于，该消音结构具有一开孔，以连通该腔体与外界。

13.如权利要求10所述的风扇组件，其特征在于，该扇框更包括一第一扇框构件和一第二扇框构件，其中该内侧壁、部分该外侧壁及该顶部共同组成该第一扇框构件，部分该外侧壁及该底部共同组成该第二扇框构件。

14.如权利要求10所述的风扇组件，其特征在于，该顶部具有至少一排水孔。

15.如权利要求10所述的风扇组件，其特征在于，该消音结构可吸收波长大于4倍该腔体的高度的噪音。

16.如权利要求11所述的风扇组件，其特征在于，该底部具有二该消音结构，二该消音结构间隔一距离而相对并排设置。

17.如权利要求11所述的风扇组件，其特征在于，该消音结构为长条形、方形、圆形或其他几何形状。

18.如权利要求11所述的风扇组件，其特征在于，该底部具有多个该消音结构，该多个消音结构为不连续且对称设置。