专利名称：风扇单元及控制气流的方法
技术领域：
本发明是有关于一种风扇单元及一种控制气流的方法，特别是关于，但不限于一种用以减少来自在清洁室设备中的风扇单元的噪音的风扇单元及使用该风扇单元控制气流的方法。
背景技术：
对现代生产与测试设备而言，控制在空气中于清洁室设备内循环流动的微粒的数量以确保该清洁室设备的输出质量是常见的。不论是晶圆芯片、光盘片或记忆磁盘机，均需要有效的风扇单元以保持在清洁室内的微粒含量处于一可接受值，同时也使工作者呼吸的空气进行循环。因此，这些风扇单元倾向于较为强力。
但是，这种强力的风扇单元会产生很大的噪音。隔音材料已被用来衬在这些风扇单元的壳体内侧壁以减少由这些扇风机所产生的噪音。不过，这种简单的方法经常无法将噪音降低到一个使清洁室设备内的工作者满意的值。在清洁室设备中的噪音所产生的问题在如多层晶圆制造工厂的有限空间或封闭建筑物中会更加恶化。当高度间隔小时，来自风扇单元的噪音就会相当明显。
发明内容
依据一较佳实施例，本发明提供一种风扇单元，包括具有入口孔的顶部；至少一侧壁，用以包围该风扇单元；出口孔；设置在风机安装构件上的扇风机，该扇风机用以经由该入口孔将空气抽入且用以经由该出口孔排出空气；
至少一对引导构件由该至少一侧壁的下端朝向该出口孔向内延伸，该至少一对引导构件与该风机安装构件之间形成气流通道，该气流通道对气流产生限制作用以提高在该气流通道中的空气压力，以此在该气流通道中及通过该出口孔产生具有较少扰流大致单向的气流，使得来自该风扇单元的噪音减至最小。
在此可提供设置在该风扇单元内的两对挡板，且这些挡板互相垂直。这些引导挡板可界定出该出口孔。这些引导挡板可以相对该至少一侧壁以在90度至60度之间的角度来设置。这些引导挡板可以被穿孔。该穿孔可以形成在引导挡板的全部或部分上，且这些引导挡板可以被布覆盖，此外，这些引导挡板可以是弯曲或平坦的。
该出口孔可以具有选自于圆形、三角形、正方形、矩形、五边形或八边形的形状。
此外还可包括至少一对板，该至少一对板是设置在该风扇单元内且延伸在并且连接于该顶部与该至少一侧壁之间，该至少一对板的每个板在其后方界定出封闭空间。在此可有两对板，且这些板互相垂直。该至少一板可被穿孔。这些穿孔可以形成在该至少一板的全部或部分上。这些板可以是弯曲或平坦的并且这些板可以被布覆盖。该封闭空间可以填充隔音材料。
隔音材料可以被用来衬在该至少一侧壁、该顶部、这些引导挡板与这些板中的一个或多个的内表面上。
该风机安装构件具有连接于其表面的隔音材料，该表面可以是下表面。该风机安装构件可以是具有悬垂侧壁的倒置盘，该隔音材料位于该盘内。
该顶部可具有中央孔，该中央孔可具有入口盖，该入口孔是在该入口盖中。
一过滤器可被置于该出口孔的下方。
该至少一侧壁可以是四个互相垂直侧壁，这些侧壁也与该顶部垂直。
另外还提供了一种控制气流的方法。
为了可以清楚地了解本发明并且轻易地付属诸实施，以下将通过仅为本发明的较佳实施例的非限制性例子来说明，该说明是配合附图来进行，其中图1是结合成为风扇单元的一部分的本发明较佳实施例的分解、前视立体图；图2是当图1的实施例组合时的横截面图；图3是沿著图2的线且朝箭关A-A的方向的全横截面图；图4是对应图3另一实施例的视图；图5显示测量气流速度的位置；图6是比较应用和没有应用本发明的较佳实施例的气流的平均速度与噪音值的图表；及图7是显示当组合时，图1的下部的另一实施例的横截面图。
具体实施例方式
在以下说明中，将会说明如引导构件与挡板等很多特定的细节，以便彻底了解本发明。在其他情形中，如该扇风机用的马达及与这些风扇单元连接的导管等习知元件并未显示及/或说明，以避免模糊本发明。
图1是结合成为风扇单元的一部分的本发明的较佳实施例的分解、前视立体图。该风扇单元包含四个互相垂直的侧壁22，及具有中央孔10的环状顶部17。虽然图中所示的风扇单元呈正方形，但是它也可以是如圆柱形、三角形、矩形、五边形、八边形等任何合适的形状。
所示的中央孔10呈正方形，它也可以是圆形、三角形、矩形、五边形、八边形等任何合适的形状。较佳地，中央孔10的形状是类似于该风扇单元的形状。
位于该中央孔10上方且将其封闭的是空气入口盖11。盖11覆盖中央孔10且尺寸大于中央孔10，使得它在中央孔10的边缘四周与顶部17接触。盖11是稳固地、可分离地且实质上密封地连接到顶部17。蓋11也呈环状且具有中央空气入口孔18。所示的入口孔18呈圆形，它可依要求或需要是如三角形、正方形、矩形、五边形、八边形等任何合适的形状。此外，也可有超过一个的入口孔18。
扇风机(fan blower)12设置在具有多个悬垂侧壁15的扇风机安装构件14上。或者，安装构件14可以是平坦的。安装构件14也可以是可倒转的。与该风机安装构件14连接且由其向上延伸的四根杆13也可分离地连接于该空气入口盖11。虽然图未显示，但却是该风扇单元正常操作所需的是用以使该扇风机12旋转运动的马达。该安装构件14在水平面上的尺寸可大于该出口孔19由此其延伸超过该出口孔19的外围。该安装构件14在水平面上的尺寸也可以小于该出口孔19。该安装构件14的尺寸可依据该扇风机12的尺寸来决定，而该扇风机12的大小可基于使用者的性能要求来决定。该安装构件14不需要是订制的风机安装构件。
依此方式，该风机(blower)12可以定位在该风扇单元中且可以定位在其安装构件14上。该安装构件14可以通过将杆13与该入口盖11连接而由顶部17悬垂下来，且该入口盖11可以由顶部17来支持。这可以使得风机12可以通过中央孔10轻易地取出以进行维修或更换。该中央孔应具有相应的尺寸。
该风扇单元独自将空气由外部通过空气入口孔18抽入，如图2的箭头1所示。该空气经过该出口孔19排出，如图2的箭头2所示。位在该出口孔19下方的可以是用以去除大微粒或污染物的过滤器32。所示的出口孔19呈正方形，它也可以是如圆形、三角形、矩形、五边形、八边形等任何合适或必要的形状，且可以有一个以上的出口孔19。过滤器32可与出口孔19分离，或可以紧临出口孔19。
请再参阅图1，引导挡板28位于该风扇单元内的关键位置上以减少由其产生的噪音，且也可沿著该气流的通道放置。挡板28由侧壁22的下端向内延伸。至少一对引导挡板28是设置在该出口孔19的相对侧壁上且由侧壁22向内延伸至该出口孔19。这些引导挡板28大致是相同的、相对的、平行的且共平面的。这些引导挡板28是相对这些侧壁呈90度至60度的角度，且以90度为佳。同时，较佳地，两对这种引导挡板28均互相垂直以有效的在出口孔19四周形成一层引导挡板28。引导挡板28亦可界定出该出口孔19。引导挡板28如图所示可以是平坦的，或可以是弯曲的。如果是弯曲的，它们可以朝向该出口孔19向下弯曲，这显示在图7中。
图3是特别显示这些引导挡板28的沿图2的线A-A的全横截面图。这些引导挡板28是放置成可接收来自该扇风机12(以虚线圆形显示)的排出空气并且可以最少的扰流引导在该风扇单元内的空气3的流动朝向并通过该出口孔19。
另可设置至少一对板26，以再吸收来自由该扇风机12所产生的移动空气3产生的声音。
较佳地，有两对互相垂直的板26。板26在顶部17与侧壁22之间延伸且是以相对侧壁22为30度至60度之间的角度为佳，并且以45度更佳，且由此以相对顶部17为60度至30度之间的角度为佳，并且以45度更佳。每个板26可以是一片状金属，且可在其表面的全部或一部分上具有孔或穿孔的阵列。
隔音材料6及/或海绵、玻璃纤维、石绵、纤维布等可固定在板26及/或引导挡板28及/或顶部17上且在面向气流1、2与3的内面上。较佳地，这些板26是以前述的角度设置以吸收由来自该扇风机12所产生的气流3产生的噪音及/或协助控制气流3。
如前所述，每个板26可包含穿孔。这些穿孔的尺寸可以决定当通过这些穿孔时空气是否将减慢。由于板26在顶部17与侧壁22之间延伸，就在每个板26，该顶部17及该侧壁22之间形成空间31。由于空间31位于板26后方，故在空间31中的空气压力将会增加到与在具有最高速度的气流3的部分处的穿孔上的压力相同。这将迫使空气通过在板26中该气流3并非如此快速的穿孔而流出。该空间31中可具有隔音或其他材料以减少由空气扰流所造成的噪音。板26也可完全或部分地被穿孔。
隔音材料可以用来部分地或全部地填充充该空间31。该隔音材料可以是海绵、玻璃纤维、石绵、纤维布等中的一种或一种以上。如有需要，保护层可以再加在面向该空气流3的隔音物顶部上，以再加强该隔音材料防止在一段时间后移位或分离。
为了进一步减少噪音值，隔音材料16也可固定在该扇风机安装构件14的下表面上，以进一步吸收由该气流3与该风机12共同产生的噪音。该隔音材料16可以在安装构件14的别的表面上。当安装构件14是一倒置盘(如图所示)时，隔音材料16可以位于盘14内。较佳地，安装构件14具有垂直延伸等于或大于该隔音材料16厚度的高度的侧壁。
如有需要，一个或多个引导挡板28可以是多孔的。该多孔性(porosity)可以藉由在挡板28的区域上使用穿孔来达成。这些穿孔可以在其表面的全部或部分上。
若挡板28与板26设有隔音材料，则布覆盖物可放在该隔音材料的全部或某些部分上，或在这些穿孔后方，以减少空气移出与污染的可能性。这些穿孔可以帮助将隔音材料固定于挡板28与板26。
引导挡板28将空气3的流动导向出口孔19，且可以是平坦或弯曲的。
侧壁22在其内表面的全部或一部分上可具有隔音材料36。该隔音材料36可以具有大于隔音材料6及/或16的厚度。它可以是海绵、玻璃纤维、石绵、纤维布且可具有布覆盖层。如有需要或必要的话，某些或全部的绝缘材料6、16、36可以具有补强框。
如图所示，由于风机安装构件14延伸超出出口孔19的边缘，引导挡板28与风机安装构件14在它们之间产生一个或多更多的气流通道20，而空气则通过该气流通道20朝向该出口孔19与过滤器32移动。较佳地，该气流通道在该出口孔19的四周延伸。
出口气流2可通过过滤器32。这也同样应用于图7所示的实施例中。这些气流通道20对气流产生限制作用，且因此形成高压空气区域。而空气将由高压处流至低压处。因此这将迫使所有的空气流过通道20，因为空气通常不会由低压处流至高压处，这使得该气流将会强力地单向通过出口孔19。这明显地减少在通道20与出口孔19中的扰流。因此，可明显减少噪音，且可增加空气流动的效率。
图6是比较应用或没有应用本发明的较佳实施例的气流的平均速度与噪音值的图表。气流的平均速度是分别在该风扇装配单元中且在第5图所示的24个点处测量所得的。请参阅图6，(a)是习用风扇单元，而(b)与(c)是本发明的风扇单元。(b)与(c)两者的平均空气速度高于(a)且比(a)更安静。因此这些风扇单元(b)与(c)的压力损失小于(a)。因此，随着时间的过去可节约能源。
最后且最重要的，比较应用或没有应用本发明的较佳实施例的来自风扇单元的噪音分贝值是在该单元的出口正下方1.5米处测量所得的。在风扇单元下方1.5公尺测量，本发明的实施例使该风扇单元可以比先前技术的风扇单元以更少的噪音操作。
虽然本发明已特别参照图1至图7进行了说明，并特别强调了用以使来自风扇单元的噪音减至最少的方法与装置，但是在此应了解的是这些图式只是用以说明且不应被视为对本发明的限制。此外，本发明的方法与装置在许多需要气流控制的应用中具有实用性。另外，在不偏离前述本发明的精神与范畴的情形下，所属技术领域中的普通技术人员可进行许多改变与修改。
权利要求
1.一种风扇单元，包括具有入口孔的顶部；至少一侧壁，用以包围该风扇单元；出口孔；设置在安装构件上的扇风机，该扇风机用以经由该入口孔将空气抽入且用以经由该出口孔排出空气；至少一对引导挡板由该至少一侧壁的下端朝向该出口孔向内延伸，该至少一对引导挡板与该安装构件之间形成气流通道，该气流通道对气流产生限制作用以提高在该气流通道中的空气压力，以此在该气流通道中及通过该出口孔产生具有较少扰流大致单向的气流，使得来自该风扇单元的噪音减至最小。
2.根据权利要求1所述的风扇单元，其中该安装构件是风机安装构件。
3.根据权利要求1所述的风扇单元，其中在该风扇单元内设置有两对挡板，这些挡板互相垂直。
4.根据权利要求3所述的风扇单元，其中这些引导挡板界定出该出口孔。
5.根据权利要求1所述的风扇单元，其中这些引导挡板是相对该至少一侧壁以在90度至60度之间的角度来设置。
6.根据权利要求5所述的风扇单元，其中该角度是90度。
7.根据权利要求1所述的风扇单元，其中这些引导挡板被穿孔。
8.根据权利要求7所述的风扇单元，其中这些穿孔仅形成在这些引导挡板的一部分上。
9.根据权利要求7所述的风扇单元，其中这些穿孔形成在的引导挡板的全部上。
10.根据权利要求8所述的风扇单元，其中这些穿孔被布覆盖。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的风扇单元，其中该出口孔具有选自于由圆形、三角形、正方形、矩形、五边形或八边形所构成的组的形状。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的风扇单元，其中这些引导挡板是弯曲的。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的风扇单元，还包括至少一对板，该至少一对板设置在该风扇单元内且于该顶部与该至少一侧壁之间延伸，该至少一对板的每个板在该至少一对板的每个板、该顶部与该至少一侧壁之间界定出封闭空间。
14.根据权利要求13所述的风扇单元，其中这些板是相对该顶部呈在30度至60度之间的角度。
15.根据权利要求14所述的风扇单元，其中该角度为45度。
16.根据权利要求13所述的风扇单元，其中有两对板，且这些板互相垂直。
17.根据权利要求13所述的风扇单元，其中该至少一对板被穿孔。
18.根据权利要求17所述的风扇单元，其中这些穿孔形成在该至少一对板的全部上。
19.根据权利要求17所述的风扇单元，其中这些穿孔只形成在该至少一对板的一部分上。
20.根据权利要求17所述的风扇单元，其中这些穿孔被布覆盖。
21.根据权利要求13所述的风扇单元，其中这些板是弯曲的。
22.根据权利要求13所述的风扇单元，其中该封闭空间是至少部分地填充隔音材料。
23.根据权利要求1至10中任一项所述的风扇单元，其中隔音材料被用来衬在选自于由该至少一侧壁、该顶部、这些引导挡板与这些板所构成的组中的一或多个的内表面。
24.根据权利要求1至10中任一项所述的风扇单元，其中该风机安装构件具有连接于其表面的隔音材料。
25.根据权利要求24所述的风扇单元，其中该风机安装构件可以是具有悬垂侧壁的内盘形式，且该隔音材料位于该盘内。
26.根据权利要求1至10中任一项所述的风扇单元，其中该顶部具有中央孔，且该中央孔具有入口盖，该入口孔在该入口盖中。
27.根据权利要求1至10中任一项所述的风扇单元，还包括位于该出口孔下方的过滤器。
28.根据权利要求1至10中任一项所述的风扇单元，其中该至少一侧壁包含四个互相垂直的侧壁，这些侧壁也与该顶部垂直。
29.根据权利要求1至10中任一项所述的风扇单元，其中用于该风扇单元中的挡板是选自于由扩散挡板与引导挡板所构成的组。
30.一种控制气流的方法，使用风扇单元，该风扇单元包括具有入口孔的顶部；至少一侧壁，用以包围该风扇单元；出口孔；设置在风机安装构件上的扇风机，该扇风机用以经由该入口孔将空气抽入且用以经由该出口孔排出空气；至少一对引导构件由该至少一侧壁的下端朝向该出口孔向内延伸，该至少一对引导构件与该风机安装构件之间形成气流通道，该气流通道对气流产生限制作用以提高在该气流通道中的空气压力，以此在该气流通道中及通过该出口孔产生具有较少扰流大致单向的气流，使得来自该风扇单元的噪音减至最小。
全文摘要
本发明公开了一种风扇单元及使用该风扇单元控制气流的方法，该风扇单元包含具有入口孔的顶部，至少用以包围该风扇单元的侧壁与出口孔，而扇风机则设置在风机安装构件上。该扇风机是用以经由该入口孔将空气抽入且用以经由该出口孔排出空气。至少一对引导挡板由该至少一侧壁的下端向内延伸朝向该出口孔，在该对引导挡板与该风机安装构件之间形成气流通道。该气流通道对气流产生限制作用以提高在该气流通道中的空气压力，以此在该气流通道中及通过该出口孔产生具有较少扰流大致单向的气流，使得来自该风扇单元的噪音减至最小。
文档编号G05D7/00GK1614243SQ20041007423
公开日2005年5月11日 申请日期2004年9月3日 优先权日2003年11月5日
发明者李荣唐 申请人:协同工业有限公司