TWM509272U - 風扇模組 - Google Patents

Description

風扇模組

本新型創作是有關於一種風扇模組，且特別是一種適用於電子裝置的風扇模組。

近年來，隨著科技產業日益發達，電子裝置例如桌上型電腦(desktop computer)、筆記型電腦(notebook)與智慧型手機(smart phone)等產品已頻繁地出現在日常生活中。這些電子裝置內部所搭載的部分電子元件在運作過程中通常會產生熱能，而影響電子裝置的運作效能。因此，電子裝置內部通常會配置散熱模組或散熱元件，例如是風扇模組，以協助將電子元件的產熱散逸至電子裝置的外部。

常見的風扇模組包括導風罩以及風扇，其中風扇藉由輪轂(hub)帶動扇葉(blade)旋轉而擾動空氣，以進一步使電子裝置外部的空氣形成氣流而傳送至風扇模組所對應的電子元件，而導風罩用以將電子裝置外部的空氣引導至風扇，以避免風扇將電子裝置內部已吸收熱能的空氣重新引導至風扇。藉此，風扇模組可提供電子裝置散熱功能。然而，風扇在運作時容易產生噪音 (noise)，而所述噪音將從風扇往電子裝置外部傳出，而被使用者感知。常見的風扇所產生的噪音的頻率約為500赫茲(Hertz，Hz)至2000赫茲，屬於中音頻段，而對使用者帶來尖銳刺耳的聽感。

本新型創作提供一種風扇模組，其可降低運作時所產生的噪音的頻率。

本新型創作的風扇模組包括一導風罩以及一風扇。導風罩包括一外殼、一第一擋板以及一第二擋板。外殼具有相對的一第一開口與一第二開口。第一擋板配置於外殼上，並遮蔽第一開口。第二擋板配置於外殼內，並在外殼內區分出彼此連通的一通道與一共振腔。風扇配置於第二開口，並面對共振腔。風扇所產生的一噪音通過共振腔降低頻率後傳出通道。

基於上述，本新型創作的風扇模組針對導風罩進行設計，其採用第一擋板遮蔽外殼的第一開口，並採用第二擋板在外殼內區分出彼此連通的通道與共振腔，而風扇配置於第二開口並面對共振腔。如此，風扇可透過通道與共振腔吸入空氣作為散熱用途，而風扇所產生的噪音先在共振腔內共振後才傳出通道。據此，本新型創作的風扇模組可降低運作時所產生的噪音的頻率。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200‧‧‧風扇模組

110、210‧‧‧導風罩

112、212‧‧‧外殼

112a、212a‧‧‧第一開口

112b、212b‧‧‧第二開口

114、214‧‧‧第一擋板

116、216‧‧‧第二擋板

120、220‧‧‧風扇

130、230‧‧‧通道

140、240‧‧‧共振腔

150、250‧‧‧對外開口

D1、D2‧‧‧延伸方向

L1、L2‧‧‧長度

P1、P2‧‧‧連續路徑

圖1是本新型創作一實施例的風扇模組的示意圖。

圖2是圖1的風扇模組的側視剖面示意圖。

圖3是本新型創作另一實施例的風扇模組的示意圖。

圖4是圖3的風扇模組的側視剖面示意圖。

圖1是本新型創作一實施例的風扇模組的示意圖。圖2是圖1的風扇模組的側視剖面示意圖。請參考圖1與圖2，在本實施例中，風扇模組100包括導風罩110以及風扇120。導風罩110連接至風扇120，用以將空氣引導至風扇120。風扇120包括未繪示的輪轂(hub)與依序連接在輪轂周圍的多個扇葉(blade)，故風扇120可在運作時藉由輪轂帶動扇葉旋轉而擾動空氣，以進一步使空氣形成氣流而傳送至風扇模組100所對應的電子元件(未繪示)。藉此，風扇模組100可應用於未繪示的電子裝置(例如是桌上型電腦或者筆記型電腦)中作為散熱用途。然而，風扇120在運作時容易產生噪音(noise)，而被使用風扇模組100或電子裝置的使用者感知。藉此，本實施例除了以導風罩110引導空氣之外，更進一步以導風罩110降低風扇120透過導風罩110所傳出的噪音的頻率。

具體而言，在本實施例中，導風罩110包括外殼112、第 一擋板114以及第二擋板116。外殼112大致上呈現筒狀，例如是方筒或圓筒，而具有相對的第一開口112a與第二開口112b。第一擋板114配置於外殼112上，並遮蔽部分第一開口112a。第二擋板116配置於外殼112內，並在外殼112內區分出彼此連通的通道130與共振腔140。其中，第二擋板116實際上配置於第一開口112a，並從第一擋板114的一端往外殼112內延伸。藉此，第一擋板114與第二擋板116所環繞的區域構成共振腔140，且共振腔140與通道130分別位在第二擋板116的相對兩側，而第一開口112a未被遮蔽的部分構成對外開口150。如此，對外開口150連通至通道130，使共振腔140藉由通道130連通至對外開口150而構成連續路徑P1(如圖2所繪示的虛線路徑)。此時，風扇120配置於第二開口112b，並面對共振腔140，以藉由導風罩110的上述連續路徑P1引導空氣並傳送噪音。

更進一步地說，在本實施例中，第一擋板114的延伸方向D1與第二擋板116的延伸方向D2彼此垂直，使彼此連接的第一擋板114與第二擋板116呈現L型，但本新型創作不限制其形狀。對外開口150位在第一擋板114與第二擋板116的連接處的一側，而連通至由第二擋板116區分而成的通道130與共振腔140。藉此，由第一開口112a未被第一擋板114遮蔽的局部所構成的對外開口150以及位在第二開口112b的風扇120分別位於導風罩110的不同側，而導風罩110的內部更進一步以第二擋板116區分出共振腔140與通道130，以使對外開口150藉由通道130 與共振腔140連通至風扇120，而連通位於導風罩110不同側的風扇120與對外開口150的連續路徑P1為彎曲路徑。

藉由上述設計，風扇模組100的導風罩110呈現類似低音反射式音箱(bass reflex cabinet)的設計，而上述對外開口150則可作為反相孔(reflex port)。由於共振腔140、通道130與對外開口150構成連續路徑P1，故當風扇120運作時，導風罩110可用以將空氣沿著上述連續路徑P1從對外開口150通過通道130與共振腔140而引導至風扇120。相對地，由於所述連續路徑P1為彎曲路徑，不同於習知導風罩從第一開口至第二開口的直線路徑，故當風扇120所產生的噪音藉由上述連續路徑P1傳出導風罩110而為使用者感知時，風扇120所產生的噪音先通過共振腔140共振而降低頻率後才傳出通道130與對外開口150，而前述的彎曲的連續路徑P1亦有助於降低噪音的頻率。藉此，噪音可先在共振腔140內產生共振而降低頻率。

詳細而言，在本實施例中，導風罩110的尺寸較佳地亦符合常用於低音反射式音箱設計的亥姆霍茲共振原理(Helmholtz resonance)。具體而言，風扇120透過導風罩110所傳出的噪音的頻率與共振腔140的容積、通道130的截面積(即對外開口150的面積)與通道130的長度(即第二擋板116的長度)呈現比例關係，而所述比例關係即為亥姆霍茲公式： 其中f為風扇120透過導風罩110所傳出的噪音的頻率(即使用者所感知的風扇模組100的噪音的頻率)、e為音速、V為共振腔140的容積、A為通道130的截面積(即對外開口150的面積)、而L_e 則為通道130的長度(即第二擋板116的長度)。依據上述公式，為了降低風扇120透過導風罩110所傳出的噪音的頻率，共振腔140的容積或者通道130的長度可依據需求增大，而通道130的截面積可依據需求降低。

舉例而言，在本實施例中，風扇120於第一擋板114的垂直投影(在圖2的剖面示意圖中以長度L1表示)位在第一擋板114內，亦即風扇120於第一擋板114的垂直投影小於第一擋板114本身的平面尺寸。相對地，配置於第一擋板114一側的第二擋板116與由第一開口112a未被第一擋板114遮蔽的局部所構成的對外開口150位在風扇120於第一擋板114的垂直投影外。藉此，風扇120大致上對應於第一擋板114以及共振腔140，而通道130與對外開口150位在風扇120的下方。其中，共振腔140的容積大於通道130的容積，且具有相當比例，而通道130的長度可依據需求增大，並撘配使通道130的截面積降低，使通道130呈現狹長型。藉此，風扇120透過導風罩110所傳出的噪音的頻率得以有效降低。

由此可知，在本實施例中，導風罩110藉由第一擋板114與第二擋板116的設計將習知導風罩從第一開口至第二開口的直線路徑調整為從位在第一開口112a的對外開口150經由通道130 與共振腔140至第二開口112b的彎曲路徑(即連續路徑P1)，而風扇120對應於共振腔140。藉此，風扇120所產生的噪音可先在共振腔140內產生共振而降低頻率後才傳出通道130與對外開口150，而前述彎曲的連續路徑P1搭配採用容積較大的共振腔140、長度較長的通道130(設置長度較長的第二擋板116)或者截面積較小的通道130(採用面積較小的對外開口150)亦有助於降低噪音的頻率。

類似地，當上述風扇模組100應用於未繪示的電子裝置(例如是桌上型電腦或者筆記型電腦)中對電子裝置內部的電子元件提供散熱時，風扇模組100適於配置在所述電子元件的周圍，並連通至電子裝置外部。舉例而言，風扇模組100以風扇120面對電子元件，並以導風罩110面對電子裝置的機殼，其中所述機殼對應配置有多個開孔，而所述開孔對應於導風罩110的對外開口150。藉此，電子裝置外部的空氣可透過機殼的開孔與對外開口150進入導風罩110，並藉由導風罩110的連續路徑P1引導至風扇120，進而透過風扇120的運作而傳遞至電子元件。據此，風扇模組100除了可藉由導風罩110降低運作時所產生的噪音的頻率，亦可維持其原有的散熱功能。

圖3是本新型創作另一實施例的風扇模組的示意圖。圖4是圖3的風扇模組的側視剖面示意圖。請參考圖3與圖4，在本實施例中，風扇模組200類似於前述的風扇模組100。具體而言，風扇模組200包括導風罩210與風扇220。導風罩210包括外殼212、 第一擋板214以及第二擋板216。外殼212具有相對的第一開口212a與第二開口212b，其類似於前述的外殼112，在此不多贅述。風扇模組200與前述的風扇模組100的主要差異在於：第一擋板214配置於外殼212上，並遮蔽整個第一開口212a。第二擋板216配置於外殼212內，並在外殼212內區分出彼此連通的通道230與共振腔240。其中，第二擋板216實際上配置於第二開口212b，並從第二開口212b往外殼212內延伸。藉此，第一擋板214與第二擋板216所環繞的區域構成共振腔240，且共振腔240與通道230分別位在第二擋板216的相對兩側。再者，風扇220配置於第二開口212b，並面對共振腔240，而第二開口212b未對應於風扇220的局部構成對外開口250。換言之，風扇220與對外開口250分別位在第二擋板216的相對兩側。如此，對外開口250連通至通道230，使共振腔240藉由通道230連通至對外開口250而構成連續路徑P2(如圖4所繪示的虛線路徑)，而風扇220藉由導風罩210的連續路徑P2引導空氣並傳送噪音。

更進一步地說，在本實施例中，第一擋板214的延伸方向D1與第二擋板216的延伸方向D2彼此垂直，且分別位於第一開口212a與第二開口212b。藉此，第一擋板214與第二擋板216彼此不接觸。此外，第一擋板214完全遮蔽第一開口212a，而第二擋板216在第二開口212b處區分出共振腔240與通道230，使配置於第二開口212b的風扇220直接面對共振腔240，而第二開口212b未對應於風扇220的局部構成對外開口250。藉此，對外 開口250與風扇220分別位於導風罩210的同一側，而導風罩210的內部更進一步以第二擋板216區分出共振腔240與通道230，以使對外開口250藉由通道230與共振腔240連通至風扇220，而連通位於導風罩210同一側的風扇220與對外開口250的連續路徑P2為彎曲路徑。

藉由上述設計，風扇模組200的導風罩210亦同樣呈現類似低音反射式音箱的設計，而上述對外開口250則可作為反相孔。由於共振腔240、通道230與對外開口250構成連續路徑P2，故當風扇220運作時，導風罩210可用以將空氣沿著上述連續路徑P2從對外開口250通過通道230與共振腔240而引導至風扇220。相對地，由於所述連續路徑P2為彎曲路徑，不同於習知導風罩從第一開口至第二開口的直線路徑，故當風扇220所產生的噪音藉由上述連續路徑P2傳出導風罩210而為使用者感知時，風扇220所產生的噪音先通過共振腔240共振而降低頻率後才傳出通道230與對外開口250，而前述的彎曲的連續路徑P2亦有助於降低噪音的頻率。藉此，噪音可先在共振腔240內產生共振而降低頻率。

類似地，導風罩210的尺寸較佳地亦符合亥姆霍茲共振原理，亦即風扇220透過導風罩210所傳出的噪音的頻率(即使用者所感知的噪音的頻率)與共振腔240的容積、通道230的截面積(即對外開口250的面積)與通道230的長度(即第二擋板216的長度)呈現比例關係，例如是符合亥姆霍茲公式。亥姆霍茲 公式詳如前述說明，在此不多加贅述。藉此，依據上述公式，為了降低風扇220透過導風罩210從對外開口250所傳出的噪音的頻率，共振腔240的容積或者通道230的長度可依據需求增大，而通道230的截面積可依據需求降低。

舉例而言，在本實施例中，風扇220於第一擋板214的垂直投影(在圖4的剖面示意圖中以長度L2表示)位在第一擋板214內，亦即風扇220於第一擋板214的垂直投影小於第一擋板214本身的平面尺寸。相對地，風扇220與對外開口250分別位在第二擋板216的相對兩側。藉此，風扇220大致上對應於第一擋板214以及共振腔240，而通道230與對外開口250位在風扇220的上方。其中，共振腔240的容積大於通道230的容積，而通道230的長度可依據需求增大，且通道230的截面積可依據需求降低，使通道230呈現狹長型。藉此，風扇220透過導風罩210所傳出的噪音的頻率得以有效降低。

由此可知，在本實施例中，導風罩210藉由第一擋板214與第二擋板216的設計將習知導風罩從第一開口至第二開口的直線路徑調整為從位在第二開口212b的對外開口250經由通道230與共振腔240至第二開口212b的彎曲路徑(即連續路徑P2)，而風扇220對應於共振腔240。藉此，風扇220所產生的噪音可先在共振腔240內產生共振並降低頻率後才傳出通道230與對外開口250，而前述彎曲的連續路徑P2搭配採用容積較大的共振腔240、長度較長的通道230(設置長度較長的第二擋板216)或者截面積 較小的通道230(採用面積較小的對外開口150)亦有助於降低噪音的頻率。

類似地，上述風扇模組200亦可應用於未繪示的電子裝置中對電子裝置內部的電子元件提供散熱，其中風扇模組200適於以風扇220面對電子元件，並以導風罩210面對電子裝置的機殼，藉此使電子裝置外部的空氣透過機殼的開孔與對外開口250進入導風罩210，並藉由導風罩210的連續路徑P2引導至風扇220，進而透過風扇220的運作而傳遞至電子元件。據此，風扇模組200除了可藉由導風罩210降低運作時所產生的噪音的頻率，亦可維持其原有的散熱功能。

綜上所述，本新型創作的風扇模組針對導風罩進行設計，其採用第一擋板遮蔽外殼的第一開口，並採用第二擋板在外殼內區分出彼此連通的通道與共振腔，而風扇配置於第二開口並面對共振腔。如此，風扇可透過導風罩的通道與共振腔引導空氣作為散熱用途，而風扇所產生的噪音先在共振腔內共振而降低頻率後才傳出通道。其中，風扇透過導風罩所傳出的噪音的頻率與共振腔的容積、通道的截面積與通道的長度呈現比例關係，而採用容積較大的共振腔、長度較長或者截面積較小的通道有助於降低噪音的頻率。據此，本新型創作的風扇模組可降低運作時所產生的噪音的頻率，並可維持其原有的散熱功能。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離 本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧風扇模組

110‧‧‧導風罩

112‧‧‧外殼

112a‧‧‧第一開口

112b‧‧‧第二開口

114‧‧‧第一擋板

116‧‧‧第二擋板

120‧‧‧風扇

130‧‧‧通道

140‧‧‧共振腔

150‧‧‧對外開口

D1、D2‧‧‧延伸方向

L1‧‧‧長度

P1‧‧‧連續路徑

Claims (10)

1. 一種風扇模組，包括：一導風罩，包括：一外殼，具有相對的一第一開口與一第二開口；一第一擋板，配置於該外殼上，並遮蔽該第一開口；以及一第二擋板，配置於該外殼內，並在該外殼內區分出彼此連通的一通道與一共振腔；以及一風扇，配置於該第二開口，並面對該共振腔，該風扇所產生的一噪音通過該共振腔降低頻率後傳出該通道。
2. 如申請專利範圍第1項所述的風扇模組，其中該第一擋板的一延伸方向與該第二擋板的一延伸方向彼此垂直。
3. 如申請專利範圍第1項所述的風扇模組，其中該第一擋板遮蔽部分該第一開口，以使該第一開口未被遮蔽的部分構成一對外開口，而該對外開口連通至該通道。
4. 如申請專利範圍第3項所述的風扇模組，其中該第二擋板配置於該第一開口，並往該外殼內延伸，以使該第一擋板與該第二擋板構成該共振腔，而該共振腔藉由該通道連通至該對外開口。
5. 如申請專利範圍第4項所述的風扇模組，其中該風扇於該第一擋板的一垂直投影位在該第一擋板內，而該第二擋板與該對外開口位在該風扇於該第一擋板的該垂直投影外。
6. 如申請專利範圍第1項所述的風扇模組，其中該第一擋板 遮蔽整個該第一開口，而該第二開口未對應於該風扇的一局部構成一對外開口，而該對外開口連通至該通道。
7. 如申請專利範圍第6項所述的風扇模組，其中該第二擋板配置於該第二開口，並往該外殼內延伸，以使該第一擋板與該第二擋板構成該共振腔，而該共振腔藉由該通道連通至該對外開口。
8. 如申請專利範圍第7項所述的風扇模組，其中該風扇於該第一擋板的一垂直投影位在該第一擋板內，而該風扇與該對外開口分別位在該第二擋板的相對兩側。
9. 如申請專利範圍第1項所述的風扇模組，其中該共振腔的容積大於該通道的容積。
10. 如申請專利範圍第1項所述的風扇模組，其中該風扇透過該導風罩所傳出的該噪音的頻率與該共振腔的容積、該通道的截面積與該通道的長度呈現一比例關係。