TWI598512B - 具框架之串聯風扇 - Google Patents

Description

具框架之串聯風扇

本發明有關於一種串聯風扇，尤指一種具有達到降低振動與噪音的效果的具框架之串聯風扇。

隨著科技的進步，人們對於各種電子設備的依賴性亦隨之增加；然而，在運作時電子產品(如電腦、筆記型電腦)內部的元件會產生高熱量，倘若無法及時將熱量導出電子產品外，則容易產生過熱的問題，因此大部分之電子產品其內常使用一風扇，讓電子產品能夠維持在一定的操作溫度範圍下運作，然而，有時單一風扇所能提供之風力可能會不足，所以常常會將兩顆的風扇加以串聯組裝為一串聯風扇，以能夠提供足夠之風力，因此習知的串聯風扇經常被應用在高密度的伺服器上，藉由該串聯風扇的強大風量來達到散熱的目的。

而目前習知伺服器的內部空間的配置都是將硬碟放置在串聯風扇的正前方，其他元件如中央處理單元(CPU)、圖形顯示晶片(GPU)、記憶卡或控制板等則放置在串聯風扇的正後方，此時該串聯風扇氣流的流場方向與前述各元件成一直排列，使氣流先通過該硬碟後並由串聯風扇的前方流入，接著氣流再由該串聯風扇的後方排出吹向其他元件上來達到強制散熱的效果。雖習知串聯風扇可達到散熱效果，但卻延伸另一問題，如第1圖示，因習知串聯風扇1的一第一風扇10之入風側104與出風側105與串聯一起的一第二風扇11之入風側114與出風側115是呈一直線，換言之，兩風扇10、11的轉子102、112的中心線為相平行串聯， 所以當串聯風扇1於運轉時，串聯風扇1的複數葉片1031、1131週期性地承受入出風側不均勻氣流的脈動作用衍生出規則的偶極子(dipole)噪音，進而產生較大的週期性噪聲。

另外，由於習知串聯風扇1之結構是透過第一風扇10的扇框101與第二風扇11的扇框111之間的卡扣結構串聯而成，此串聯方式由於係沿風扇中心軸(即第一、二風扇10、11的轉子102、112)結合導致無法改變振動狀態，當兩扇框101、111內部的扇輪103、113同時旋轉運作時，兩扇輪103、113的振動機頻交互影響下，會造成兩扇框101、111產生嚴重的共振效應，而此共振效應產生的振動會藉由各扇框101、111直接傳遞到外部，電子產品主機系統內之硬碟，對於振動非常敏感，而且因傳統設計的單一構成零件之扇框101、111，導致無法有效降低振動，更為嚴重的話，馬達與扇輪101、111所產生的振動會干擾其他電子元件之正常工作，導致系統無法發揮最佳效能，而且，共振效應的同時也伴隨產生巨大噪音。

爰此，為有效解決上述之問題，本發明之一目的在提供一種具有達到降低噪音與振動的具框架之串聯風扇。

本發明之另一目的在提供一種具有達到增加風壓的效果的具框架之串聯風扇。為達上述目的，本發明係在提供一種具框架之串聯風扇，包括一第一風扇、一第二風扇及一框架，該框架係為一中空框架，且具有一第一容設空間、一第二容設空間、一入口、一出口及一傾斜通道係連通該入口與該出口，該第一、二容設空間分別位於相鄰該入口與出口內，該第一、二容設空間分別容設相對該第一風扇與第二風扇，該傾斜通道連通位於該第一、二容設空間之間，並該 第一風扇的一第一虛擬中心線於該傾斜通道內與相對該第二風扇的一第二虛擬中心線相交；透過本發明此設計，得有效達到降低噪音與減少振動的效果。

在一實施，該框架設有一第一部分與一第二部分，該第二部分係由該第一部分的一端上向左或右傾斜延伸而構成，該入口係開設於該第一部分的另一端，該出口則開設於該第二部分遠離該第一部分的一端，該第一容設空間設於相鄰該第一部分的該入口內，該第二容設空間則設於相鄰該第二部分的出口內，該傾斜通道的一部分位於該第一部分內連通相對該第一容設空間，其另一部分位於該第二部分內連通相對該第二容設空間。

在一實施，該框架內側向內凸伸有一凸部係位於該傾斜通道內，該凸部具有一第一端面及一第二端面，該第一、二端面分別位於相對該第一、二容設空間內，且於該第一、二容設空間內的第一、二風扇的底部貼設相對該第一、二端面。

在一實施，於該傾斜通道內的該第一風扇的該第一虛擬中心線沿水平方向延伸與斜延伸的該第二風扇的該第二虛擬中心線相交，且該第一虛擬中心線與該第二虛擬中心線之間形成一夾角。

在一實施，該夾角的角度為大於90度且小於180度。

在一實施，該第一風扇設有一第一扇框及一第一扇輪，該第一扇框具有一第一軸座及複數第一連接件，該第一軸座設於該第一扇框內的底部中央處，該等第一連接件的一端連接相對該第一軸座的外周側，其另一端連接相對該第一扇框的底部，且於該第一容設空間內的該等第一連接件相鄰該傾斜通道，並該第一扇輪容設在該第一扇框內，且該第一扇輪的一第一軸心與對應該第一軸座相樞設。

在一實施，該第二風扇設有一第二扇框及一第二扇輪，該第二扇框具有一第二軸座及複數第二連接件，該第二軸座設於該第二扇框內的底部中央處，該等第 二連接件的一端連接相對該第二軸座的外周側，其另一端連接相對該第二扇框的底部，且於該第二容設空間內的該等第二連接件相鄰該傾斜通道，並該第二扇輪容設在該第二扇框內，且該第二扇輪的一第二軸心與對應該第二軸座相樞設。

在一實施，該第一虛擬中心線為該第一風扇的該第一軸心的假想延伸線，該第二虛擬中心線為該第二風扇的該第二軸心的假想延伸線。

在一實施，該傾斜通道內設有至少一導流部件，該導流部件具有一本體及複數導葉，該等導葉的一端連接該本體之外側，其另一端連接相對該傾斜通道的內側。

在一實施，該第一連接件為一靜葉或一肋條，該第二連接件為一靜葉或一肋條。

2‧‧‧串聯風扇

21‧‧‧第一風扇

211‧‧‧第一扇框

2111‧‧‧第一軸座

2112‧‧‧第一連接件

2114‧‧‧第一入風側

2115‧‧‧第一出風側

213‧‧‧第一扇輪

2131‧‧‧第一軸心

2132‧‧‧第一葉片

22‧‧‧第二風扇

221‧‧‧第二扇框

2211‧‧‧第二軸座

2212‧‧‧第二連接件

2214‧‧‧第二入風側

2215‧‧‧第二出風側

223‧‧‧第二扇輪

2231‧‧‧第二軸心

2232‧‧‧第二葉片

23‧‧‧框架

231‧‧‧第一部分

232‧‧‧第二部分

233‧‧‧入口

234‧‧‧出口

235‧‧‧第一容設空間

236‧‧‧第二容設空間

237‧‧‧傾斜通道

2371‧‧‧凸部

2371a‧‧‧第一端面

2371b‧‧‧第二端面

238‧‧‧導流部件

2381‧‧‧本體

2382‧‧‧導葉

C1‧‧‧第一虛擬中心線

C2‧‧‧第二虛擬中心線

α‧‧‧夾角

第1圖係習知之串聯風扇運轉氣流方向與偶極子噪音態樣示意圖。

第2A圖係本發明之實施例之分解示意圖。

第2B圖係本發明之實施例之另一分解示意圖。

第3圖係本發明之實施例之組合示意圖。

第3A圖係本發明之實施例之組合剖面示意圖。

第4圖係本發明之實施例之串聯風扇運轉氣流方向與偶極子噪音態樣示意圖。

第5圖係本發明之實施例之框架的另一實施示意圖。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

本發明係提供一種具框架之串聯風扇，請參閱第2A、2B、3、3A圖式，係本發明之較佳實例之分解與組合及剖面示意圖。該具框架之串聯風扇2係包括一第一風扇21、一第二風扇22及一框架23，該框架23係為一中空框架23，該框架23具有一第一部分231、一第二部分232、一第一容設空間235、一第二容設空間236、一入口233、一出口234及一傾斜通道237係連通相對該入口233與出口234，該第二部分232係由該第一部分231的一端向左或右傾斜延伸而構成，且該第一、二部分231、232為一體成型構成所述框架23，並該入口233與出口234分別開設於該框架23的兩端，亦即該入口233係開設於該第一部分231的另一端，該出口234則開設於該第二部分232遠離該第一部分231的一端。該傾斜通道237連通位於該第一、二容設空間235、236之間，該傾斜通道237的一部分位於該第一部分231內連通相對該第一容設空間235，該傾斜通道237的另一部分位於該第二部分232內連通相對該第二容設空間236，而該第一容設空間235設於相鄰該第一部分231的入口233內，該第一容設空間235用以容設相對第一風扇21，該第二容設空間236則設於相鄰該第二部分232的出口234內，該第二容設空間236用以容設第二風扇22，所以透過該框架23將該第一、二風扇21、22串聯一起，以構成所述串聯風扇2。並本實施例的前述第一、二風扇21、22是以黏合方式分別黏設在該框架23的第一、二容設空間235、236內，但並不侷限於此，於具體時施時，該第一、二風扇21、22也可選擇設計以扣合、鎖固、嵌卡或緊配方式分別穩固設置在該框架的23的第一、二容設空間235、236內。

而前述框架23內側向內凸伸有一凸部2371，該凸部2371位於該傾斜通道237內，且該凸部2371具有一第一端面2371a及一第二端面2371b，該第一、二端面2371a、2371b分別位於相對該第一、二容設空間235、236內，且容設於該第一、二容設空間235、236內的第一、二風扇21、22的底部分別貼設相對該第一、二端面2371a、2371b，該第一、二風扇21、22的頂部分別對應該框架23的 兩開口(即入口233與出口234)。另者，前述第一風扇21的一第一虛擬中心線C1於該傾斜通道237內與相對該第二風扇22的一第二虛擬中心線C2相交，換言之，就是於該傾斜通道237內的第一風扇21的第一虛擬中心線C1沿水平方向延伸與斜延伸的第二風扇22的第二虛擬中心線C2相交，且該第一虛擬中心線C1與該第二虛擬中心線C2之間形成一夾角α，該夾角α的角度為大於90度且小於180度，在本實施例表示前述夾角α的角度為145度。

前述第一、二風扇21、22在本實施表示為一軸流風扇，該第一風扇21設有一第一扇框211及一第一扇輪213，該第一扇框211具有一第一軸座2111、一第一入風側2114、一連通相對該第一入風側2114的第一出風側2115及複數第一連接件2112，該第一入風側2114連通相對該框架23的入口233，該第一出風側2115連通相對該傾斜通道237，該第一軸座2111設於該第一扇框211內的底部中央處，該等第一連接件2112於本實施例表示為一靜葉位於該第一出風側2115處，且該等第一連接件2112的一端連接相對該第一軸座2111的外周側，其另一端連接相對該第一扇框211的底部，且於該第一容設空間235內的第一風扇21的該等第一連接件2112相鄰該傾斜通道237，並該第一扇輪213容設在該第一扇框211內且相對該第一入風側2114，該第一扇輪213具有複數第一葉片2132及一第一軸心2131,該第一軸心2131係與對應該第一軸座2111相樞設，其中前述第一虛擬中心線C1為該第一風扇21的第一軸心2131的假想延伸線。

而該第二風扇22設有一第二扇框221及一第二扇輪223，該第二扇框221具有一第二軸座2211、一第二入風側2214、一連通相對該第二入風側2214的第二出風側2215及複數第二連接件2212，該第二入風側2214連通相對該傾斜通道237，該第二出風側2215相對該框架23的出口234，該第二軸座2211設於該第二扇框221內的底部中央處，該等第二連接件2212於本實施例表示為一靜葉位於該第二出風側2215處且相對該框架23的出口234，並該等第二連接件2212的一端連接相對該 第二軸座2211的外周側，其另一端連接相對該第二扇框221的底部，且於該第二容設空間236內的第二風扇22的第二扇輪223容設在該第二扇框221內且相鄰該傾斜通道237，並該等第二連接件2212容設在該第二扇框221內，且該第二扇輪223具有複數第二葉片2232及一第二軸心2231，該第二軸心2231係與對應該第二軸座2211相樞設，其中前述第二虛擬中心線C2為該第二風扇22的第二軸心2231的假想延伸線。在一實施例，前述第一、二連接件2112、2212可選擇設計為一肋條。

此外，在本實施例的第一、二風扇21、22是以動葉-靜葉、動葉-靜葉方式分別設置在該框架23的第一、二容設空間235、236內，也就是該第一風扇21的第一扇輪213其上第一葉片2132(即動葉)相對該框架23的入口233及該等第一連接件2112(即靜葉)相鄰該傾斜通道237，該第二風扇22的第二扇輪223其上第二葉片2232(即動葉)相鄰該傾斜通道237，該等第二連接件2212(即靜葉)相對該框架23的出口234。在另一實施例，前述第一、二風扇21、22也可設計以動葉-靜葉、靜葉-動葉方式分別設置在該框架23的第一、二容設空間235、236內，也就是該第一風扇21的第一扇輪213其上第一葉片2132(即動葉)相對該框架23的入口233及該等第一連接件2112(即靜葉)相鄰該傾斜通道237，該第二風扇22的該等第二連接件2212(即靜葉)相鄰該傾斜通道237及該第二扇輪223其上第二葉片2232(即動葉)相對該框架23的出口234。

請參閱第4圖，所以當串聯風扇2運轉時，該第一風扇21會導引外面的氣流通過該入口233並由該第一入風側2114流入，接著氣流經該第一扇輪213的複數第一扇葉2132旋轉加壓後，透過該第一連接件2112對通過的氣流擾流及增壓後，接著由該第一出風側2115排出至相對該傾斜通道237內，該第二風扇22的第二入風側2214吸入於該傾斜通道237內的氣流，使該第二扇輪223的複數第二扇葉2232 旋轉對吸入的氣流加壓後，透過該第二連接件2212對通過的氣流擾流及增壓，然後由該第二出風側2215排出至出口234外。

另外，本發明的串聯風扇2可應用裝於一電子設備(如高密度的伺服器、電腦、筆記型電腦或通訊機或其他需應用的設備或裝置中；圖中未示)內，例如伺服器，該框架23的第一部分231設置在相對該伺服器內的硬碟的後方，該框架23的第二部分232則設置在相對該伺服器內的其他電子元件(中央處理單元(CPU)、圖形顯示晶片(GPU)、記憶卡或控制板)的前方。所以藉由本發明前述框架23的第二部分232於該第一部分231上呈傾斜狀結構設置及框架23其內傾斜通道237結構設計，使該串聯風扇2的第一風扇21與第二風扇22相差前述夾角α設置，且讓該第一風扇21的第一軸心2131與第二風扇22的第二軸心2231在該框架23上呈不平行，藉以改變整體於串聯風扇2的入口233與出口234的氣流方向進而破壞噪音偶極子的發展使之改變音頻特性，使該等第一、二葉片2132、2232週期性的干擾效應減少，因而有效降低噪音的效果。

因此透過本發明的串聯風扇2的第一、二軸心2131、2231的假想延伸線(即前述第一、二虛擬中心線C1、C2)為非平行式串聯改變了氣流入口233與出口234形態，且因串聯風扇2結構阻擋而破壞偶極子的音頻，使得有效減低週期性噪音。此外藉由本發明串聯風扇2的第一、二軸心2131、2231的假想延伸線為非平行式串聯設計，使於該框架23內的第一、二風扇21、22彼此的振動頻率可以互減，進以大幅降低振動及噪音；除此之外，進而還可提高系統內硬碟讀取效率之效果。

在一實施例，如第5圖，且輔以參閱第3A圖，該傾斜通道237內設有至少一導流部件238，該導流部件238具有一本體2381及複數導葉2382，該等導葉2382的一端連接該本體2381之外側，其另一端連接相對該傾斜通道237的內側，所以透過 於該傾斜通道237內的導流部件238對通過的氣流擾流及增壓，藉以達到提升風壓的效果。

2‧‧‧串聯風扇

21‧‧‧第一風扇

211‧‧‧第一扇框

213‧‧‧第一扇輪

2132‧‧‧第一葉片

2114‧‧‧第一入風側

22‧‧‧第二風扇

221‧‧‧第二扇框

223‧‧‧第二扇輪

2232‧‧‧第二葉片

2214‧‧‧第二入風側

23‧‧‧框架

231‧‧‧第一部分

232‧‧‧第二部分

233‧‧‧入口

234‧‧‧出口

235‧‧‧第一容設空間

237‧‧‧傾斜通道

2371‧‧‧凸部

2371a‧‧‧第一端面

Claims (11)

1. 一種具框架之串聯風扇，係包括：一第一風扇；一第二風扇；及一框架，其係為一中空框架，且具有一第一容設空間、一第二容設空間、一入口、一出口及一連通該入、出口的傾斜通道，該第一、二容設空間分別位於相鄰該入口與該出口內，該第一、二容設空間分別容設相對該第一風扇與該第二風扇，該傾斜通道連通位於該第一、二容設空間之間，並該第一風扇的一第一虛擬中心線於該傾斜通道內與相對該第二風扇的一第二虛擬中心線相交，且該第一虛擬中心線與該第二虛擬中心線之間形成一夾角。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具框架之串聯風扇，其中該框架設有一第一部分與一第二部分，該第二部分係由該第一部分的一端上向左或右傾斜延伸而構成，該入口係開設於該第一部分的另一端，該出口則開設於該第二部分遠離該第一部分的一端，並該第一容設空間設於相鄰該第一部分的該入口內，該第二容設空間則設於相鄰該第二部分的該出口內，該傾斜通道的一部分位於該第一部分內連通相對該第一容設空間，其另一部分位於該第二部分內連通相對該第二容設空間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具框架之串聯風扇，其中該框架內側向內凸伸有一凸部係位於該傾斜通道內，該凸部具有一第一端面及一第二端面，該第一、二端面分別位於相對該第一、二容設空間內，且於該第一、二容設空間內的該第一、二風扇之底部貼設相對該第一、二端面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具框架之串聯風扇，其中於該傾斜通道內的該第一風扇的該第一虛擬中心線沿水平方向延伸與斜延伸的該第二風扇的該第二虛擬中心線相交。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具框架之串聯風扇，其中該夾角的角度為大於90度且小於180度。
6. 如申請專利範圍第4項所述之具框架之串聯風扇，其中該第一風扇設有一第一扇框及一第一扇輪，該第一扇框具有一第一軸座及複數第一連接件，該第一軸座設於該第一扇框內的底部中央處，該等第一連接件的一端連接相對該第一軸座的外周側，其另一端連接相對該第一扇框的底部，且於該第一容設空間內的該等第一連接件相鄰該傾斜通道，並該第一扇輪容設在該第一扇框內，且該第一扇輪的一第一軸心與對應該第一軸座相樞設。
7. 如申請專利範圍第4項所述之具框架之串聯風扇，其中該第二風扇設有一第二扇框及一第二扇輪，該第二扇框具有一第二軸座及複數第二連接件，該第二軸座設於該第二扇框內的底部中央處，該等第二連接件的一端連接相對該第二軸座的外周側，其另一端連接相對該第二扇框的底部，且於該第二容設空間內的該等第二連接件相鄰該傾斜通道，並該第二扇輪容設在該第二扇框內，且該第二扇輪的一第二軸心與對應該第二軸座相樞設。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具框架之串聯風扇，其中該第一虛擬中心線為該第一風扇的一第一軸心的假想延伸線，該第二虛擬中心線為該第二風扇的一第二軸心的假想延伸線。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具框架之串聯風扇，其中該傾斜通道內設有至少一導流部件，該導流部件具有一本體及複數導葉，該等導 葉的一端連接該本體之外側，其另一端連接相對該傾斜通道的內側。
10. 如申請專利範圍第6項所述之具框架之串聯風扇，其中該第一連接件為一靜葉或一肋條。
11. 如申請專利範圍第7項所述之具框架之串聯風扇，其中該第二連接件為一靜葉或一肋條。