CN1715681A

CN1715681A - 具有共鸣式消音装置的离心式风扇

Info

Publication number: CN1715681A
Application number: CN 200410062061
Authority: CN
Inventors: 黄玉年; 曾俊发; 简灿男; 刘昱
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2006-01-04

Abstract

一种具有共鸣式消音装置的离心式风扇，包括一离心式扇叶及包覆其外的外壳。外壳的轴向具有入风口；径向具有出风口。出风口处的舌口部延伸一共鸣腔以减少涡流与外壳摩擦所产生的噪音。该共鸣腔可以利用像胶软管等可挠性材质制作成一字型或L型。舌口部是一种网格结构，用以与风扇流场的空气隔开，使共鸣腔不影响风扇内的流场与背压分布。

Description

具有共鸣式消音装置的离心式风扇

技术领域

本发明涉及一种离心式风扇，且特别涉及一种具有共鸣式消音装置的离心式风扇。

背景技术

随着计算机移动化的市场需求，笔记型计算机机壳内部已无法预留出足够的自然对流空间，供散热设计所需的空间。尤其在高频组件(例如中央处理器和绘图芯片)中，已经面临相当散热设计实施上的瓶颈。因此，利用离心式风扇产生强制对流散热方法已经是现在笔记型计算机散热机制的主要架构。

离心式风扇是利用蜗形外壳曲面渐扩的流道设计(如图1所示)，离心式扇叶16将气体动能转为压力能，用以得到优选的静压以克服笔记型计算机内系统流阻高的特性。然而，空气1 8在流道内与外壳14等机构件摩擦造成的涡流(vortex)15，可得到优选的静压以克服笔记型计算机内系统的高流阻。另一方面，空气在流道内与叶片外壳等机构件摩擦造成的涡流(vortex)15，以及蜗形渐扩曲线外壳产生的背压变化，会产生严重的噪音。一旦风扇需提升散热效能，势必要增加风量(风速)。然而，流场增加的扰动又会使噪音提高，因而造成噪音与散热议题上的两难困境。如何解决这种两难困境成了笔记型计算机制造商即将面临的挑战。

发明内容

因此，本发明的目的就是提供一种具有共鸣式消音装置的离心式风扇，用以消除离心式风扇运行时所造成的噪音。

根据本发明的上述目的，提出一种具有共鸣式消音装置的离心式风扇。该离心式风扇包括一离心式扇叶及包覆其外的外壳。外壳的轴向具有入风口；径向具有出风口。出风口处的舌口部延伸一共鸣腔，以减少涡流与外壳摩擦所产生的噪音。此共鸣腔可以利用像胶软管等可挠性材质制作成一字型或L型。舌口部是一种网格结构，用以与风扇流场的空气隔开，使共鸣腔不影响风扇内的流场与背压分布。

依照本发明一优选实施例，当共鸣腔的长度等于叶片通过频率(Bladepassing frequency)波长的四分之一时，会造成相位差干涉的效果，因而使以叶片通过频率为主的噪音减低。该叶片通过频率正比于离心式扇叶的叶片数与转速的相乘值。

根据上述可知，应用上述实施例的共鸣腔，可将共鸣腔设计与外壳连接，降低离心式风扇的噪音。并将舌口部设计成网格结构，将共鸣腔设计得不会干扰离心式风扇的流场。而且，共鸣腔利用像胶软管等可挠性材质制作，以配合笔记型计算机内部不足的空间。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

图1是绘示现有技术的一种具有蜗型外壳的离心式风扇的示意图；

图2A是绘示依照本发明一优选实施例的一种具一字型共鸣腔的离心式风扇的示意图；

图2B绘示依照本发明一优选实施例的一种共鸣腔消音的原理；

图3是绘示依照本发明另一优选实施例的一种具L型共鸣腔的离心式风扇的示意图；以及

图4是绘示依照本发明一优选实施例的离心式风扇的外壳的示意图。

附图标记说明

14：外壳

15：涡流(vortex)

16：离心式扇叶

18：空气

20：共鸣腔

22：舌口部

24：外壳

25：蜗型流道

26：离心式扇叶

27：出风口

28A：入射波

28B：反射波

29：入风口

具体实施方式

为了解决噪音与散热两难的问题，本发明提出一种具有共鸣式消音装置的离心式风扇。根据实验结果，本发明发现蜗型外壳的离心式风扇，最大的噪音来源来自于涡流与蜗型外壳舌口部的摩擦。因此，本发明提出一种以共鸣腔消音的方法，藉以降低噪音问题。

请参照图2A，图中所绘示的是依照本发明一优选实施例的一种具一字型共鸣腔之离心式风扇的示意图。图中绘示一种具有蜗型流道25的离心式风扇。当离心式扇叶26以逆时针的方向旋转时，在舌口部22处涡流摩擦所产生的噪音分贝数最大。因此，本发明实施例自外壳24的舌口部22向外延伸设计一共鸣腔20。共鸣腔20的长度D依据离心式扇叶26的叶片通过频率波长所制定，例如是离心式扇叶26的叶片通过频率波长的四分之一。上述的叶片通过频率正比于该离心式扇叶的叶片数与转速的相乘值，举例而言，叶片通过频率通常以低中音为主频率。

请参照图2B，图中所绘示的是依照本发明一优选实施例的一种共鸣腔消音的原理。共鸣腔20中存在噪音的入射波28A与反射波28B，当共鸣腔20的长度等于叶片通过频率波长的四分之一时，会造成入射波28A与反射波28B相位差干涉的效果，因而使以叶片通过频率为主的噪音减低。并且，共鸣腔20以网格结构30(位于舌口部22，见第4图)与风扇流场的空气隔开，使共鸣腔20不影响风扇内的流场与背压分布。共鸣腔20可利用橡胶软管等可挠性材质制作，以配合笔记型计算机内部不足的空间。上述共鸣腔20的共鸣频率及所能衰减的分贝值与共鸣腔20体积、网格结构30开孔面积、网格结构30开孔数目、以及网格结构30的厚度相关，通过不同的共鸣腔20与网格结构30设计，可得最佳的频率与衰减量，使风量与噪音之间取得最佳的平衡点。

请参照图3，图中所绘示的是依照本发明另一优选实施例的一种具L型共鸣腔的离心式风扇的示意图。图中绘示一种具有蜗型流道25的离心式风扇。当离心式扇叶26以逆时针的方向旋转时，在舌口部22处涡流摩擦所产生的噪音分贝数最大。因此，本实施例自外壳24的舌口部22，向外延伸设计一共鸣腔20。本实施例的共鸣腔20配合外壳24的外型，设计在外壳24的外围。

上述的实施例主要用以消除以低中音为主频率成分的噪音，因为入射高频与共鸣频率一致时，其音量可能因共鸣而降低，其衰减特性以共鸣频率为中心而形成山型(haystack)。共鸣腔的共鸣频率和衰减的分贝值与共鸣腔的体积、网格开孔面积、孔数以及网格厚度有关。通过不同的共鸣腔与网格形状设计可以得到最佳的频率和衰减量，使风量与噪音之间取得最佳的平衡点。

请参照图4，其绘示依照本发明一优选实施例的离心式风扇的外壳的示意图。图中绘示外壳24的入风口29和出风口27。入风口29位于离心式扇叶26的轴向；出风口27位于离心式扇叶26的径向。舌口部22的网格结构并放大如右边的附图。

根据上述本发明的实施例，应用上述实施例的共鸣腔，可将共鸣腔设计与外壳连接，降低离心式风扇的噪音。将舌口部并设计成网格结构，使共鸣腔设计不会干扰离心式风扇的流场。而且，共鸣腔利用像胶软管等可挠性材质制作，以配合笔记型计算机内部不足的空间。

虽然本发明已以一优选实施例公开如上，然而，其并非用以限定本发明，本领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，当然可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种具消音功能的离心式风扇，应用于笔记型计算机中，所述离心式风扇至少包括：

一离心式扇叶；以及

一外壳，包覆所述离心式扇叶于其内，所述外壳至少包括：一入风口，位于所述离心式扇叶的轴向；一出风口，位于所述离心式扇叶的径向；以及一共鸣腔，自所述外壳的舌口部向外延伸一预定距离，其中所述预定距离与所述叶片通过频率波长呈一特定比例。

2.如权利要求1所述的离心式风扇，其中所述预定距离等于所述叶片通过频率波长的四分之一。

3.如权利要求1所述的离心式风扇，其中所述共鸣腔的材质包括可挠性材质。

4.如权利要求1所述的离心式风扇，其中所述共鸣腔的材质包括橡胶软管。

5.如权利要求1所述的离心式风扇，其中所述共鸣腔为一字型结构。

6.如权利要求1所述的离心式风扇，其中所述共鸣腔为L型结构。

7.如权利要求1所述的离心式风扇，其中所述离心式扇叶与所述外壳之间的区域为一蜗形流道。

8.如权利要求1所述的离心式风扇，其中所述舌口部设有一网格结构。

9.如权利要求1所述的离心式风扇，其中所述叶片通过频率正比于所述离心式扇叶的叶片数与转速的相乘值。

10.一种具消音功能的离心式风扇，应用于笔记型计算机中，所述离心式风扇至少包括：

一离心式扇叶；以及

一外壳，包覆所述离心式扇叶于其内，所述外壳至少包括：一入风口，位于所述离心式扇叶的轴向；一出风口，位于所述离心式扇叶的径向；一舌口部，邻近所述出风口；以及一共鸣腔，自所述舌口部向外向所述外壳的周围延伸，所述共鸣腔具有一共鸣频率，其中所述舌口部设有一网格结构。

11.如权利要求10所述的离心式风扇，其中所述离心式扇叶与所述外壳之间的区域为一蜗形流道。

12.如权利要求10所述的离心式风扇，其中所述共鸣腔的材质包括橡胶软管。

13.如权利要求10所述的离心式风扇，其中所述共鸣腔为一字型结构。

14.如权利要求10所述的离心式风扇，其中所述共鸣腔为L型结构。

15.如权利要求1所述的离心式风扇，其中所述共鸣频率及所述共鸣腔所能衰减的噪音分贝值依据所述共鸣腔体积、所述网格结构上的开孔面积、所述网格结构上的开孔数目、以及所述网格结构的厚度来决定。

16.一种具消音功能的离心式风扇，至少包括：

一离心式扇叶；以及

一外壳，包覆所述离心式扇叶于其内，其中所述外壳包括一共鸣腔，自所述外壳的舌口部向外延伸，所述共鸣腔中的空气产生共鸣，使得所述离心式扇叶产生的噪音在所述共鸣腔中彼此相消干涉。

17.如权利要求16所述的离心式风扇，其中一预定距离与所述叶片通过频率波长呈一特定比例。

18.如权利要求16所述的离心式风扇，其中所述共鸣腔为一字型结构。

19.如权利要求16所述的离心式风扇，其中所述共鸣腔为L型结构。

20.如权利要求16所述的离心式风扇，其中所述舌口部为网格结构。