本发明关于一种风扇装置，特别是一种具有消音槽体的风扇装置。
背景技术：
随着科技的进步与发展，电子装置(例如桌上型电脑、笔记型电脑或是伺服器)的效能已有显著的提升。但随着电子装置高效能的发展，伴随而来的却是大量的热产生，使得电子装置内部的温度升高而影响电子装置的表现，故现行的电子装置的散热方式多靠着散热风扇进行散热。
然而，电子装置的散热风扇会因其叶片通过频率(bladepassingfrequency)而产生噪音，使得用户的使用感受度降低。一般而言，解决风扇所产生的噪音的方法为通过修改风扇的叶片形状或是风扇内部流道的形状，但目前所采用的措施仍难以完全根除风扇的噪音，故用户仍受到风扇的噪音的困扰。
技术实现要素：
本发明在于提供一种风扇装置，藉以解决先前技术中通过修改风扇的叶片形状或是风扇内部流道的形状的措施仍难以解决风扇噪音的问题。
本发明一实施例所公开的一种风扇装置，包含一壳体、一扇叶及一消音槽体。壳体具有互相连通的一进气口、一出气口、一容置空间及一旁通口。扇叶设置于容置空间。消音槽体设置于旁通口处并位于容置空间之外，消音槽体具有一气流通道，气流通道通过旁通口连通容置空间。其中，扇叶通过进气口吸入空气，并于容置空间产生气流，以令气流穿过旁通口进入气流通道。
根据上述实施例所公开的风扇装置，因风扇装置有消音槽体，使得消音槽体可降低扇叶的叶片通过频率所产生的噪音，因此设有此风扇的电子装置可提升用户的使用感受度。
以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请权利要求保护范围更进一步的解释。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例所公开的风扇装置的立体图。
图2为图1的剖视图。
图3为图1的消音槽体的原理图。
图4为根据本发明第二实施例所公开的风扇装置的剖视图。
其中，附图标记：
1风扇装置
10、10’壳体
11进气口
12出气口
13、13’容置空间
14旁通口
15顶板
16底板
17侧墙
171第一墙部
172第二墙部
1721连接段
1722舌口段
20、20’扇叶
40、40’消音槽体
41、41’气流通道
42长侧板
421延伸段
422导流段
43短侧板
44槽底板
45上侧板
46下侧板
50孔隙材
51透气孔隙
60入射波
70反射波
p平面
r轴心
d方向
l、l2长度
λ波长
s连线
具体实施方式
请参阅图1至图2。图1为根据本发明第一实施例所公开的风扇装置的立体图。图2为图1的剖视图。
本实施例的风扇装置1，风扇装置1例如为离心式风扇，且例如运用于笔记型电脑等电子装置。风扇装置1包含一壳体10、一扇叶20及一消音槽体40。
壳体10例如为塑胶的硬质材料，且具有互相连通的一进气口11、一出气口12、一容置空间13及一旁通口14。详细来说，壳体10包含一顶板15、一底板16及一侧墙17，顶板15及底板16连接于侧墙17的相对两侧。进气口11位于顶板15，且顶板15、底板16及侧墙17共同环绕容置空间13并形成出气口12。旁通口14位于侧墙17。旁通口14令侧墙17分为一第一墙部171及一第二墙部172，且第二墙部172具有相连的一连接段1721及一舌口段1722。连接段1721连接于旁通口14，且舌口段1722位于连接段1721远离旁通口14的一端。
扇叶20设置于壳体10的容置空间13内，且扇叶20是以逆时针旋转。也就是说，扇叶20是沿着方向d旋转，并依序通过舌口段1722、连接段1721、旁通口14及第一墙部171。扇叶20从位于壳体10的顶板15的进气口11吸入空气，并于壳体10的容置空间13内产生气流，所产生的气流最终从出气口12离开。
在本实施例中，消音槽体40例如为塑胶的硬质材料，且设置于侧墙17的旁通口14处。消音槽体40具有一气流通道41，气流通道41通过旁通口14连通容置空间13。详细来说，消音槽体40包含一长侧板42、一短侧板43、一上侧板45、一下侧板46及一槽底板44，且长侧板42包含一延伸段421及一导流段422。长侧板42、短侧板43、上侧板45、下侧板46及槽底板44共同环绕气流通道41，且长侧板42的延伸段421、短侧板43、上侧板45及下侧板46分别连接槽底板44的相异侧。长侧板42的导流段422、短侧板43、上侧板45及下侧板46分别设置于旁通口14的各端，以令消音槽体40设置于旁通口14处并位于容置空间13之外。
在本实施例中，导流段422例如为弧形的板体，且导流段422与第二墙部172的连接段1721的连接处形成平顺的导圆角的设计，用以导引扇叶20所产生的气流穿过旁通口14进入气流通道41，以令扇叶20的叶片通过频率所产生的噪音得以降低。再者，在本实施例中，短侧板43与第一墙部171的弧度相同，以令整片的短侧板43贴合第一墙部171。如此一来，短侧板43贴合第一墙部171的设置可帮助风扇装置1整体体积缩小，而可设置在内部空间有限的笔记型电脑内。
在本实施例中，消音槽体40具有短侧板43的设置，并非用以限定本发明。在其他实施例中，若消音槽体为贴合于第一墙部的设置，则消音槽体可无短侧板，且气流通道可为长侧板、第一墙部、上侧板及下侧板所环绕。
接着说明消音槽体40的降噪原理。请参阅图3，图3为图1的消音槽体的原理图。消音槽体40的气流通道41的长度l是取决于扇叶20的叶片通过频率(bladepassingfrequency)。当气流通道41的长度l为扇叶20的叶片通过频率的波长λ的四分之一时，气流进入气流通道41的所形成入射波60会经由消音槽体40的底部反射，而产生振幅相同但相位与入射波60相反的反射波70。如此一来，入射波60与反射波70的相位差可产生相消性干涉，藉此降低扇叶20的叶片通过频率所产生的噪音。举例来说，若欲消除的扇叶20的叶片通过频率为2145hz，则扇叶20的叶片通过频率的波长为声速/频率，即342(m/s)/2145(hz)＝0.16(m)。因此，消音槽体40的气流通道41的长度l为波长λ的四分之一，即为0.16(m)/4＝0.04(m)，约为4公分。
接着，藉由量测风扇装置1有无消音槽体40所分别产生的频谱，来说明本实施例的消音槽体40的降噪效果。经由实验数据得知，无消音槽体40的风扇装置1所产生的叶片通过频率噪音及总噪音值分别约为35.6db(a)/20upa及43.4db(a)/20upa，而有消音槽体40的风扇装置1所产生的叶片通过频率噪音及总噪音值分别约为26.8db(a)/20upa及41.4db(a)/20upa。其中，总值噪音的定义为风扇装置1在频率100hz至20khz之间所有噪音值的总和。接着，比较上述实验数据，有消音槽体40的风扇装置1所产生的叶片通过频率噪音从35.6db(a)/20upa降至26.8db(a)/20upa，而其总噪音值从43.4db(a)/20upa降至41.4db(a)/20upa。因此，由上述的实验数据可知，风扇装置1有消音槽体40时具有明显的降噪效果。
另外，再进一步讨论消音槽体40的位置与降噪效果的关系。如图2所示，先定义一连线s，连线s为通过扇叶20的旋转轴心r并垂直出气口12所处的平面p。在本实施例中，在消音槽体40与舌口段1722分别位于连线s的相异侧时，所测得的叶片通过频率噪音及总值噪音分别为26.8db(a)/20upa及41.4db(a)/20upa。反之，若消音槽体40与舌口段1722改位于连线s的同一侧，且消音槽体设置于舌口段1722，则所测得的叶片通过频率噪音及总值噪音分别为39.5db(a)/20upa及44.9db(a)/20upa。因此，可知消音槽体40设置于连线s相对于舌口段1722的另一侧具有更佳降噪效果。
在本实施例中，为硬质材料的消音槽体40可完整地反射入射波60，并产生与入射波60振幅相当的反射波70，使得入射波60与反射波70相消的效果更为显著，以提升消音槽体40降噪的效果，但并不以此为限。在其他实施例中，消音槽体可为软质材料，例如为橡胶管或是软式塑胶等。如此一来，若欲在传统的风扇上设置消音槽体时，发现设置消音槽体之处空间不足时，可利用软式材料具有可延伸及可弯曲的特性，以令消音槽体可装设于传统的风扇的壳体上。
在本实施例中，风扇装置1还更包含一孔隙材50。孔隙材50例如为泡棉并位于导流段422与旁通口14之间。孔隙材50可抑制气流撞击短侧板43与第一墙部171接合的凸点处所产生的紊流，以降低紊流所产生的噪音。此外，孔隙材50具有多个透气孔隙51，可帮助扇叶20所产生的气流进入消音槽体40，以降低叶片通过频率所产生的噪音。
详细来说，经由实验数据可得知，当孔隙材50设置于导流段422与旁通口14之间时，风扇装置1所产生的频谱中的总值噪音约为40db(a)/20upa，不仅小于风扇装置1无消音槽体40及孔隙材50所产生的噪音总值噪音(43.4db(a)/20upa)之外，还小于风扇装置1仅有消音槽体40所产生的总值噪音(41.1db(a)/20upa)。因此，孔隙材50可有效抑制气流撞击短侧板43与第一墙部171接合的凸点处所产生的紊流，以降低紊流所产生的噪音，使得风扇装置1整体的降噪效果更进一步提升。
在本实施例中，消音槽体40例如为通过卡榫或螺合等方式而可拆卸地装设于壳体10的侧墙17。如此一来，若风扇装置1经过长时间使用下来，消音槽体40内有灰尘堆积，可藉由将消音槽体40拆下的方式进行清理，使得消音槽体40的降噪效果得以维持。另一方面，若扇叶20在长期使用后产生变形，则在替换新的扇叶20之后，新的扇叶20即会有不同的叶片通过频率，故可将原本的消音槽体40拆除，并装上气流通道41长度符合新的扇叶20的叶片通过频率的波长四分之一的消音槽体40，以维持消音槽体40的降噪效果。
在本实施例中，消音槽体40可拆卸地装设于壳体10的侧墙17的设置仅是举例说明，但并不以此为限。在其他实施例中，消音槽体可改为可拆卸地装设于壳体的顶板或是底板，并于装设完成时气流通道连通旁通口。或者是，消音槽体可与壳体为一体成形的设置，以增加消音槽体与壳体的密封程度。
另外，前述的风扇装置1是以离心式风扇为例，但并不以此为限。在其他实施例中，风扇装置可为轴流式风扇，或是其他类型的风扇装置。
在本实施例中，消音槽体40的短侧板43与第一墙部171贴合的设置，但并不以此为限。请参阅图4，图4为根据本发明第二实施例所公开的风扇装置的剖视图。在本实施例中，消音槽体40’的外形为长方体的槽体，且消音槽体40’朝远离壳体10’的容置空间13’的方向延伸。消音槽体40’的气流通道41’的长度l2为扇叶20’的叶片通过频率的波长的四分之一，以令消音槽体40’可通过前述的原理进行降噪。
根据上述实施例所公开的风扇装置，通过消音槽体的气流通道的长度为扇叶叶片通过频率的波长的四分之一，使得气流进入气流通道所产生的入射波与反射波可彼此相消，以降低风扇装置的噪音。此外，当消音槽体设置于连线相对于舌口段时，具有更佳降噪效果。
另外，孔隙材可抑制气流撞击短侧板与第一墙部接合的凸点处所产生的紊流，以降低紊流所产生的噪音。此外，孔隙材具有多个透气孔隙的设置，可帮助扇叶所产生的气流进入消音槽体，以降低叶片通过频率所产生的噪音。
再者，消音槽体与壳体为硬质材料的设置，可使消音槽体完整地反射入射波，并产生与入射波振幅相当的反射波，使得入射波与反射波相消的效果更为显著，以提升消音槽体降噪的效果。
此外，通过导流段为弧形的板体，以及导流段与第二墙部的连接段的连接处为平顺的导圆角的设计，可帮助扇叶所产生的气流经由旁通口进入气流通道内。
在部分实施例中，消音槽体可为软质材料，以令消音槽体在装设空间不足的情况下仍可以通过弯曲或延伸的方式装设于壳体上。
另外，消音槽体为可拆卸地装设于壳体的设置，可藉由将消音槽体拆下的方式进行清理，使得风扇装置的降噪效果得以维持。另一方面，若扇叶在长期使用后而需替换新的扇叶时，可将原本的消音槽体拆除，并装上符合新的扇叶的叶片通过频率的消音槽体，以维持风扇装置的降噪效果。