TWI604131B - 離心式風扇模組 - Google Patents

Description

離心式風扇模組

本發明係關於一種離心式風扇模組。

近年來隨著電腦科技的突飛猛進，使得電腦之運作速度不斷地提高。由於個人電腦在工作場所及住家中激增的因素，將會在計算環境中產生相關問題。憂慮之一是當電腦在操作時，會有噪音的產生。舉例來說，電腦內的中央處理器及電源供應器的風扇會在運作的過程中產生噪音。

一般而言，為了預防電腦主機內部之電子元件過熱，而導致電子元件發生暫時性或永久性的失效，通常會在電腦主機之電源供應器、中央處理單元(CPU)及繪圖處理單元(GPU)等溫度容易升高之電子元件上配置風扇來對電子元件進行散熱，用以迅速移除電子元件於高速運作時所產生的熱能，因而降低電子元件之本身的溫度，如此將使得電腦主機之運作能夠更為順暢。然而，風扇的轉動會產生振動噪音，而當上述振動噪音落入人耳接收範圍內時，會影響使用者的聽覺感受，亦即會影響使用者的操作舒適性。因此，如何降低噪音之音量係本領域所屬技術人員所一直面對的問題。

有鑑於此，本發明之一目的在於提出一種離心式風扇模組。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，離心式風扇模組包含殼體以及扇輪。殼體包含上蓋板、下蓋板、第一側牆以及複數個第二側牆。第一側牆連接於上蓋板與下蓋板之間以環繞形成容置空間，並具有複數個通孔。第二側牆連接第一側牆，連接於上蓋板與下蓋板之間，並位於容置空間外。第一側牆與任一第二側牆之間形成腔室。容置空間分別經由些通孔連通至腔室。扇輪可轉動地設置於容置空間中。

依據本發明一實施方式，前述之腔室中至少二者的體積相異。

依據本發明一實施方式，前述之通孔具有一截面。截面實質上平行於第一側牆，且通孔中至少二者之截面的截面積相異。

依據本發明一實施方式，前述之截面係矩形。矩形之側邊的兩端鄰接上蓋板與下蓋板。

依據本發明一實施方式，前述之腔室中之一者具有體積V，與前述腔室連通之通孔具有截面S以及深度D。截面S實質上平行於第一側牆，且具有截面積A。深度D實質上為第一側牆的厚度。離心式風扇模組於運作中所發出之聲音具有音速c及至少一頻率f。體積V、截面積A以及深度D之間的關係所形成之共振頻率fr係符合以下關係式： f=fr=c/2ᴨ(A/VD) ^1/2。

依據本發明一實施方式，前述之腔室之共振頻率相異。

依據本發明一實施方式，前述之腔室環繞於第一側牆的外側。

依據本發明一實施方式，前述之殼體的第二側牆依序互相連接。

依據本發明一實施方式，前述之第一側牆與第二側牆係一體成形。

綜上所述，本揭露之離心式風扇模組之殼體包含上蓋板、下蓋板、第一側牆以及複數個第二側牆。第一側牆與任一第二側牆之間形成腔室，且容置空間分別經由些通孔連通至腔室。藉此，依據離心式風扇模組於運作時所發出具有大頻寬之噪音的音量，來設計離心式風扇模組之多個腔室以及多個通孔的尺寸。於前述結構配置下，本揭露之離心式風扇模組可利用腔室的自然頻率與離心式風扇模組於運作時所發出的音波的頻率一樣時會產生共振之亥姆霍茲原理，來消耗聲音的能量，因而離心式風扇模組可達到吸音與降低音量的效果。因此，本揭露藉由多個腔室可降低具有較大頻寬之噪音的音量。再者，本實施方式之腔室環繞於第一側牆的外側，因而可於空間上具有多角度範圍的消噪能力。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

關於本文中所使用的用詞「實質上(substantially)」、「大約(around) 」、「約(about) 」或「近乎(approximately) 」應大體上意味在給定值或範圍的百分之二十以內，較佳係在百分之十以內，而更佳地則是百分五之以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，即如「實質上」、「大約」、「約」或「近乎」所表示的誤差或範圍。

請參照第1至3圖。第1圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組1的立體圖。第2圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組1的爆炸圖。第3圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組1的上視圖。應了解到，為了方便理解本發明實施例，第3圖省略繪示本揭露之離心式風扇模組1之殼體10的上蓋板106以及扇輪12。以下將詳細介紹各元件的結構、功能以及各元件之間的連接關係。

如第1至3圖所示，於本實施方式中，離心式風扇模組1包含殼體10以及扇輪12。殼體10包含上蓋板106、下蓋板108、第一側牆100以及複數個第二側牆102。第一側牆100連接於上蓋板106與下蓋板108之間以環繞形成容置空間1000，並具有複數個通孔1002。第二側牆102連接第一側牆100，連接於上蓋板106與下蓋板108之間，並位於容置空間1000外，且依序互相連接。第一側牆100與任一第二側牆102之間形成腔室104。也就是說，腔室104環繞於第一側牆100的外側。於本實施方式中，第一側牆100與第二側牆102係一體成形。此外，容置空間1000分別經由些通孔1002連通至腔室104。扇輪12可轉動地設置於容置空間1000中。

本實施方式的離心式風扇模組1可設置於一電子裝置的一機殼內，用以對電子裝置內的電子元件進行散熱。在本實施方式中，電子裝置可例如為一筆記型電腦，而離心式風扇模組1則可為用以對電子裝置內的中央處理單元(CPU)或電源供應單元(PSU)等電子元件進行散熱的離心式風扇模組。當然，本實施方式僅用以舉例說明，並不侷限本揭露之離心式風扇模組1的應用以及電子裝置的種類。

接著，請參照第4及5圖。第4及5圖分別繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組1的部分結構立體圖以及上視圖。一般而言，離心式風扇模組1於運作中所發出的頻率在多個頻率區間中會產生較大能量。離心式風扇模組1係利用亥姆霍茲(Helmholtz)的共振原理來吸音與降低音量。因為本實施方式中的多個腔室104中之一者的自然頻率與離心式風扇模組1於運作時所產生之聲音的其中一頻率一樣時，前述之腔室104會產生共振的現象。此共振現象所產生之空氣柱與腔室104之間的摩擦會消耗聲音的能量，因而離心式風扇模組1可達到吸音與降低音量的效果。因此，本揭露藉由多個腔室104可降低具有較大頻寬之聲音的音量。再者，本實施方式之腔室104環繞於第一側牆100的外側，因而可於空間上具有多角度範圍的消噪能力。

於一些實施方式中，離心式風扇模組1於運作時所產生之聲音的其中一者之頻率具有較強的頻率響應。在前述情況下，為了有效降低聲音的音量，可設計使得本實施方式中的多個腔室104中之至少兩者的自然頻率相同，並使得前述之自然頻率相同於前述具有較強之頻率響應的頻率，進而可利用多個具有相同自然頻率的腔室104，來有效地降低聲音的音量。

於第4及5圖中，至少繪示出離心式風扇模組1之多個腔室104中的腔室104a以及腔室104b。舉例來說，離心式風扇模組1於運作中所產生的聲音在頻率f1與頻率f2會有較大音量。為了降低聲音在頻率f1的音量，可設計使離心式風扇模組1之腔室104a及通孔1002a與頻率f1之間的關係可滿足亥姆霍茲公式。同時，為了降低聲音在頻率f2的音量，可設計使腔室104b及通孔1002b與頻率f2之間的關係也滿足亥姆霍茲公式：f1=fr1=c/2π(A1/V1D1)^1/2；以及f2=fr2=c/2π(A2/V2D2)^1/2；其中，c代表音速。V1,V2分別代表殼體10之腔室104a,104b的體積。A1,A2分別代表通孔1002a,1002b之截面S1,S2的截面積，截面S1,S2實質上平行於殼體10之第一側牆100。D1,D2分別代表通孔1002a,1002b的深度，深度D1,D2實質上為第一側牆100的厚度T。fr1,fr2分別代表腔室104a,104b的共振頻率。進一步來說，殼體10之腔室104a的體積V1不同於腔室104b的體積V2，但本揭露不以此為限。於一些實施方式中，只要腔室104a,104b的體積可滿足設計上的需求皆可應用本揭露。

進一步來說，通孔1002a之截面S1的截面積A1不同於通孔1002b之截面S2的截面積A2，但本揭露不以此為限。於本實施方式中，通孔1002之截面係矩形，但本揭露不以此為限。於一些實施方式中。通孔之截面也可為其他形狀，如圓形以及稜形等形狀。於本實施方式中，矩形之側邊L的兩端鄰接上蓋板106與下蓋板108。也就是說，側邊L的長度為上蓋板106與下蓋板108之間的距離。

請參照第6圖。第6圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組2的上視圖。應了解到，為了方便理解本發明實施例，第6圖省略繪示本揭露之離心式風扇模組2之殼體10的上蓋板106以及扇輪12。如圖所示，本實施方式之離心式風扇模組2在元件的結構、功能以及各元件之間的連接關係皆與第1至3圖所示之離心式風扇模組1大致相同，在此不再贅述。因此，本實施方式沿用前述實施方式的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。

在此要說明的是，本實施方式與第1至3圖所示之實施方式的差異之處，在於本實施方式中離心式風扇模組2的多個第二側牆202係彼此分離的。也就是說，離心式風扇模組2中相鄰的腔室204之間的間隔係大於第二側牆102的厚度，且腔室204係分離地環繞於第一側牆100的外側。在前述結構配置下，可因應離心式風扇模組2在機殼中的空間配置來將腔室204做調整，藉以和位於電子裝置內的電子元件相互配置，進而充分利用電子裝置內的空間。此外，由於離心式風扇模組2中的腔室204係分離地環繞於第一側牆100的外側。因此，離心式風扇模組2的結構可具有較大的柔度，因而可對於環境中的震動具有好的抵抗能力。

由以上對於本發明之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，本揭露之離心式風扇模組之殼體包含上蓋板、下蓋板、第一側牆以及複數個第二側牆。第一側牆與任一第二側牆之間形成腔室，且容置空間分別經由些通孔連通至腔室。藉此，依據離心式風扇模組於運作時所發出具有大頻寬之噪音的音量，來設計離心式風扇模組之多個腔室以及多個通孔的尺寸。於前述結構配置下，本揭露之離心式風扇模組可利用腔室的自然頻率與離心式風扇模組於運作時所發出的音波的頻率一樣時會產生共振之亥姆霍茲原理，來消耗聲音的能量，因而離心式風扇模組可達到吸音與降低音量的效果。因此，本揭露藉由多個腔室可降低具有較大頻寬之噪音的音量。再者，本實施方式之腔室環繞於第一側牆的外側，因而可於空間上具有多角度範圍的消噪能力。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1、2‧‧‧離心式風扇模組

10‧‧‧殼體

12‧‧‧扇輪

100‧‧‧第一側牆

1000‧‧‧容置空間

1002、1002a、1002b‧‧‧通孔

102、202‧‧‧第二側牆

104、104a、104b、204‧‧‧腔室

106‧‧‧上蓋板

108‧‧‧下蓋板

D‧‧‧深度

L‧‧‧側邊

S1、S2‧‧‧截面

T‧‧‧厚度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組的立體圖。 第2圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組的爆炸圖。 第3圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組的上視圖，其中省略繪示殼體之上蓋板以及扇輪。 第4圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組的部分結構立體圖。 第5圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組的部分結構上視圖。 第6圖繪示根據本發明一實施方式之離心式風扇模組的上視圖，其中省略繪示殼體之上蓋板以及扇輪。

1‧‧‧離心式風扇模組

10‧‧‧殼體

12‧‧‧扇輪

100‧‧‧第一側牆

1000‧‧‧容置空間

1002‧‧‧通孔

102‧‧‧第二側牆

104‧‧‧腔室

106‧‧‧上蓋板

108‧‧‧下蓋板

Claims (8)

1. 一種離心式風扇模組，包含：一殼體，包含：一上蓋板；一下蓋板；一第一側牆，連接於該上蓋板與該下蓋板之間以環繞形成一容置空間，並具有複數個通孔；以及複數個第二側牆，連接該第一側牆，連接於該上蓋板與該下蓋板之間，並位於該容置空間外，其中該第一側牆與任一該些第二側牆之間形成一腔室，且該容置空間分別經由該些通孔連通至該些腔室，且該些腔室中至少二者的體積相異；以及一扇輪，可轉動地設置於該容置空間中。
2. 如請求項1所述之離心式風扇模組，其中每一該些通孔具有一截面，該截面實質上平行於該第一側牆，且該些通孔中至少二者之該些截面的截面積相異。
3. 如請求項2所述之離心式風扇模組，其中該截面係一矩形，該矩形之一側邊的兩端鄰接該上蓋板與該下蓋板。
4. 如請求項1所述之離心式風扇模組，其中該些腔室中之一者具有一體積V，與該腔室連通之該通孔具有一截面S以及一深度D，該截面S實質上平行於該第 一側牆且具有一截面積A，該深度D實質上為該第一側牆的厚度，且該離心式風扇模組於運作中所發出之聲音具有一音速c及至少一頻率f，其中該體積V、該截面積A以及該深度D之間的關係所形成之一共振頻率fr係符合以下關係式：f=fr=c/2π(A/VD)^1/2。
5. 如請求項4所述之離心式風扇模組，其中該些腔室之該些共振頻率相異。
6. 如請求項1所述之離心式風扇模組，其中該些腔室環繞於該第一側牆的外側。
7. 如請求項1所述之離心式風扇模組，其中該殼體的該些第二側牆依序互相連接。
8. 如請求項1所述之離心式風扇模組，其中該第一側牆與該些第二側牆係一體成形。