CN1185448C - 风扇装置 - Google Patents

Abstract

一种风扇装置包括：一个扇风机，其被构造得能够在一个气流平面内沿多个方向排出空气；第一和第二导向面，它们在气流平面内安置在扇风机的第一侧，从而与壁部分一起确定出通向第一气流通道的第一气流路径；以及第三和第四导向面，它们在气流平面内安置在扇风机的第二相反侧，从而与壁部分一起确定出通向第二气流通道的第二气流路径，导向面装于彼此相同的独立导向工具上。

Description

风扇装置

本发明涉及风扇装置。

通常需要在新式制品和/或试验设施中控制空气中的颗粒含量以确保产出质量。不论是晶片模具、光盘还是磁盘驱动器，均需要采用有效的风扇过滤器，从而不但要将净室中的颗粒含量保持在可接受级别，而且要循环空气而为净室中的工人保持舒适的工作环境。

然而，这种强力风扇过滤装置会产生过大的噪音。现已知道可以沿着导管以接触气流的方式在风扇过滤器上或内部镶衬隔音材料，以降低噪音。然而，来自隔音材料的颗粒或纤维会离开表面并污染净室内的设施。

与风扇噪音相关的问题在诸如多层晶片制造车间等有限空间或封闭空间内特别严重。本发明所面向的有限空间为天花板高度低于三米的空间。低天花板导致风扇过滤装置发出的噪音特别明显。

以前，本申请人曾经在WO 99/11984中提出了一种用于使风扇过滤装置噪音最小化的装置。

另一种用于使风扇过滤装置噪音最小化的装置在属于本申请人的英国专利申请9923163中提出。在该公开物中提供了一种风扇装置，不论风扇是沿逆时针方向还是沿顺时针方向旋转均可以使用该装置，其中一对导向件在气流平面内安置在扇风机的相反两侧，以引导气流流过两个导向件之间，每个导向件分别具有一个面对着风扇的凹槽以容纳风扇，而且每个导向件分别相对于一个垂直于气流平面的镜像平面对称，该气流平面经过风扇中心和一个凹槽。在一个优选实施例中，导向件具有大致W形形状。S形或W形导向件相对较厚，而且制造和安装复杂。本发明人试图提供一种风扇装置，以降低噪音而不增加流经装置的气流中的杂质，该风扇装置易于制造并具有较高功率效率。

为此本发明人提供了一种风扇装置，其包括：

一个扇风机，其被构造得能够在一个气流平面内沿多个方向排出空气；

第一和第二导向面，它们在气流平面内安置在扇风机的第一侧，第一和第二导向面一起至少局部确定出通向第一气流通道的第一气流路径的径向外边界；

第三和第四导向面，它们在气流平面内安置在扇风机的第二相反侧，第三和第四导向面一起至少局部确定出通向第二气流通道的第二气流路径的径向外边界，第一、第二、第三和第四导向面装于独立的导向工具上。

通过利用一对分开的导向面为每个气流路径构造导向件，风扇装置的结构变得非常简单。可以利用很少数量的零件构造出很多种结构。

每个导向面可以由任何适宜的形状构成。它可以是弯曲的或平直的。第一和第二气流路径的径向外侧由导向面确定而径向内侧由扇风机周边确定。气流路径可以是任何适宜形状的。它们可以是平直的，但优选使气流路径是弯曲的。优选使气流路径相对于扇风机旋转方向以一定角度扩张出来。

第一或第二气流路径可以只由相应一对导向面确定出径向外侧。或者，可以提供附加导向件以确定出一个气流路径附加部分。

在一个特别优选的实施例中，风扇装置包括位于扇风机第一侧的第一壁工具，第一导向面在第一点接触第一壁工具，第二导向面在与第一点相隔的第二点接触第一壁工具，从而使得第一壁工具上的位于第一和第二点之间的部分有效地确定出一个附加导向面。同样，优选在扇风机第二侧提供第二壁工具，第三导向面在第一点接触第二壁工具，第四导向面在与第一点相隔的第二点接触第二壁工具，从而使得第二壁工具上的位于第一和第二点之间的部分有效地确定出一个附加导向面。

这里提供了至少四个导向工具。第一导向工具包括第一导向面，第二导向工具包括第二导向面，第三导向工具包括第三导向面，而第四导向工具包括第四导向面。

优选使每个相应的导向工具包括一个附加导向面，该附加导向面面对着与相应第一、第二、第三和第四导向面不同的方向。导向工具的附加导向面有助于在气流路径进入气流通道的点处形成流线形流路。

在一个特别优选的实施例中，至少第三和第四导向工具彼此相同，而且优选使所有导向工具彼此相同。这就使得制造和构造特别简单，因为只需要制作一种形式的导向工具。

每个导向工具的导向面和如果有的附加导向面可以是任何适宜形态的，但优选为平直或弯曲的。从导向面至附加导向面的过渡部分可以由一个点确定。然而，优选由光滑的弯曲过渡面确定，以提高气流速度并降低噪音。

优选使第一导向面比第二导向面更接近于扇风机轴线。同样，优选使第三导向面比第四导向面更接近于扇风机轴线。通过这种方式，可以提供出扩张流路。优选使第一和第三导向面相互位于距扇风机轴线相同距离处，而第二和第四导向面位于距扇风机轴线相同距离处。通过这种方式，可以获得旋转对称结构。

在这种结构中，扇风机必须沿着正确方向旋转，以便正常工作。具体地讲，扇风机必须沿着能增大气流路径宽度的方向旋转。

优选使导向工具彼此相同，而且每个导向工具相对于一个经过过渡部分的镜面对称，从而具有一个导向面和一个附加导向面，附加导向面基本上与导向面相同。这样，导向工具可以容易地改变相对位置，以使导向面的形态适合于风扇的反向旋转。具体地讲，此时导向面的形态应当是风扇沿第一方向旋转时的形态的镜像，其中镜面经过扇风机轴线。

优选使第一和第二气流通道分别引向第一导流板，第一导流板相对于气流方向以一定角度安置，以使气流偏转。优选使气流指向向下的方向。

竖直方向采取的是垂直于风扇发出空气的平面的方向。

优选使第一和第二气流通道分别包括第二导流板，第二导流板相对于来自第一导流板的气流以一定角度安置，以使气流进一步偏转。第二导流板适宜安装在第一导流板下方。第一和第二导流板一起将相应的气流在90°～180°的范围内以最小扰动偏转。

第一和第二导流板优选彼此相对倾斜，以使导流板间的距离沿着背离风扇的直线方向逐渐减小。导流板被这样安置，从而随着空气离开导向面，空气会被第一导流板偏折向第二导流板，第二导流板安置得能够将空气从出口导出。

第一导流板或第二导流板最优选它们二者均包括多孔材料，以提高声音吸附能力。

优选使第一导流板相对于气流平面呈40°至60°优选45°的角度安置。优选使第二导流板相对于来自风扇的气流的平面呈5°至15°优选10°的角度安置。

优选使第一和第二气流通道分别优选包括一个用于偏转气流的最终导流板。优选使最终导流板沿向下的方向安置。优选使最终导流板安装在扇风机下方。优选使第一和第二气流通道的最终导流板彼此抵靠着形成大致V形结构。

优选使风扇装置包括一个壳体。

优选将扇风机和导向面布置在一个基板上。

装置还优选包括一个上壳，该上壳与基板相连并带有一个入口以将空气抽入风扇中，风扇和导向面安置在上壳与基板之间。壳体优选包括侧面部分和一个空气出口，该出口与相应的气流通道连通，气流通道由基板、侧面部分和上壳之间的间隙构成。侧面部分优选包括如前所述的壁工具。侧面部分与上壳形成一体。

优选使附加导流板至少局部位于侧面部分与基板之间的间隙内。

在上述结构中，基板优选相对于壳体定位，以使基板与上壳的上表面之间的间隔小于侧面部分从壳体上表面伸出的距离。在侧面部分与基板之间也有间隙，以形成风扇装置的出口。壳体侧面部分与基板之间的间隙最好足够大，以将下导流板的至少一部分容纳在这个间隙中。

优选使风扇装置包括一个过滤器。

导向面的结构可以降低风扇装置的噪音。此外，导向面的结构还能提高装置中空气循环的速度。这样，可以制造出更高效率的风扇，其能够以较少的能量驱动风扇，以获得相同的气体循环速度。

本发明的风扇装置主要适用于净室中。因此，装置优选包括一个过滤器。通常，过滤器安置在装置的基板下方。

本发明的导向面和/或导流板优选由坚硬材料更优选由金属制成。导向面和/或导流板可以是多孔的。

本发明的风扇装置优选不包括与流过装置的气流相接触的传统隔音材料。隔音材料可以包含在风扇装置中，但优选利用诸如导流板或壁工具等坚实结构与气流分隔开。

下面参照非限制性实施例描述本发明，其中：

图1是本发明的一个实施例的分解右侧透视图；

图2是图1中的实施例的前侧剖视图；

图3是在图2中的剖面A-A上的俯视图；

图4示出了风扇装置中的用于实施图5中气流速度测量的位置；

图5是采用和不采用本发明时风扇过滤装置的扇风机平均气流速度与旋转频率关系图；

图6是采用和不采用本发明时风扇过滤装置的扇风机平均噪音级别与旋转频率关系图。

图1示出了风扇过滤装置的分解图。为了清楚起见，过滤器未示出。一个旋转扇风机12安置在基板14上。一个用于安装扇风机12的安装板20相对于扇风机12安置在基板14的相反侧上。

扇风机12安置在一个由基板14、上壳16和端面部分22构成的壳体中。上壳16具有一个安置在其中央的空气入口18，从而使得在使用时该空气入口位于扇风机12的上方。扇风机12是普通型扇风机。它被构造得能够被电机(未示出)带动着旋转，该电机相对于扇风机12安置在基板14的相反侧上。随着扇风机的旋转，空气将从入口18中抽入并且沿扇风机12旋转方向的切向排出。

扇风机还在一侧装有第一和第二导向工具24A和24B，在另一侧装有第三和第四导向工具24C和24D。导向工具的形状将在后面参照图3详细描述。

上导流板26A和26B和下导流板28A和28B装于装置的每一端上，以使这些导流板安置在扇风机12、导向工具24A、24B、24C和24D以及端面部分22之间。

图2示出了图1中的风扇过滤器中的气流方向。如前所述，空气被扇风机12的旋转运动抽入入口18中。扇风机12安置在基板14上。扇风机的旋转将迫使空气离开扇风机并进入导流板26A、26B和28A、28B中。导流板的方向将导致空气转向而离开安置在基板上的扇风机并经安置在基板14下方的出口19流出。之后空气将流经位于开口19下面的过滤器32。

图3示出了根据图1和2构造的扇风机。扇风机12安置在导向工具24A、24B、24C和24D之间的空间内。在风扇过滤器的一侧安置着第一导向面27A和第二导向面27B。上述导向面与壁25A的一部分一起确定了一个气流路径的径向外边界，该路径经过缩口30到达上导流板26B。第三导向面27C和第四导向面27D装于扇风机的另一侧，并与它们之间的壁25B一起确定了第二气流路径的径向外边界，该路径经过缩口31到达上导流板26A。可以看到，每个导向装置分别包括一个附加导向面32A、32B、32C和32D。可以看到，附加导向面32A和32C在它们之间确定出一个源于缩口31的扩张流路。附加导向面32B和32D在它们之间确定出一个源于缩口30的扩张流路。

可以看到，导向工具24A、24B、24C和24D的形状彼此相同。它们每个分别包括一个光滑弯曲导向面和一个光滑弯曲附加导向面，二者之间具有一个光滑弯曲过渡区域33。该光滑弯曲过渡区域用于降低扰动并提高气流速度。从图3中还可以清楚地看到，从光滑弯曲部分33A至扇风机中心线的距离a小于从过渡部分33B至扇风机中心线的距离b。

同样，在另一侧，从过渡部分33D至扇风机中心线的距离d小于从过渡部分33C至扇风机中心线的距离c。通过这种方式，可以利用形状相同的导向工具环绕着扇风机提供出扩张流路。

导向工具24A、24B、24C和24D被造型加工，以便接收从扇风机12(以点划线圆表示)排出的空气，并将空气以最小扰动量引向导流板26和28。在这个俯视图中，下导流板28未清楚示出。

上导流板26相对于从扇风机12排出的空气平面以大约45°角安置，以使空气从导向工具24散射开。下导流板28相对于气流平面以大约10°角安置，以使气流改向而流入基板14下方。

图4、5和6示出了风扇装置获得的结果。图5示出了在风扇装置的15个不同点上测量的平均气流速度图。风扇装置中的这15个位置显示于图4中。同样，图6中示出了在相同15个点上测量的噪音级别平均值与扇风机旋转频率之间的关系图。

噪音级别是在距风扇一米远处测量的，单位为分贝。

可以看到，在采用了导向工具和导流板后可以产生非常优异的结果。因此，本发明可以利用相同的风扇驱动能量实现更高的气流速度，以加强空气循环作用。因此，相对于现有技术而言，本发明提供了显著的能量优势。

Claims (18)

1.一种风扇装置，其包括：

一个扇风机，其被构造得能够在一个气流平面内沿多个方向排出空气；

第一和第二导向面，它们在气流平面内安置在扇风机的第一侧，第一和第二导向面一起至少局部确定出通向第一气流通道的第一气流路径的径向外边界；

第三和第四导向面，它们在气流平面内安置在扇风机的第二相反侧，第三和第四导向面一起至少局部确定出通向第二气流通道的第二气流路径的径向外边界；

第一、第二、第三和第四导向工具，各导向工具分别包括第一、第二、第三和第四导向面；

其特征在于，风扇装置进一步包括位于扇风机第一侧的第一壁工具，第一导向面在第一点接触第一壁工具，第二导向面在与第一点相隔的第二点接触第一壁工具，而且风扇装置还包括位于扇风机第二侧的第二壁工具，第三导向面在第三点接触第二壁工具，第四导向面在与第三点相隔的第四点接触第二壁工具。

2.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于，第一壁工具上的位于第一和第二点之间的部分有效地确定出一个附加导向面。

3.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于，第二壁工具上的位于第三和第四点之间的部分有效地确定出一个第二附加导向面。

4.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于，所有导向工具彼此相同。

5.根据权利要求2所述的风扇装置，其特征在于，所有导向工具彼此相同。

6.根据权利要求3所述的风扇装置，其特征在于，所有导向工具彼此相同。

7.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于，第一和第二气流通道分别引向第一导流板，第一导流板相对于气流方向以一定角度安置以使气流偏转。

8.根据权利要求7所述的风扇装置，其特征在于，第一和第二气流通道还包括第二导流板，第二导流板相对于来自第一导流板的气流以一定角度安置以使气流进一步偏转。

9.根据权利要求8所述的风扇装置，其特征在于，第一导流板和第二导流板中至少一个包括多孔材料。

10.根据权利要求8所述的风扇装置，其特征在于，第一和第二气流通道分别包括一个用于偏转气流的最终导流板。

11.根据权利要求2所述的风扇装置，其特征在于，第一和第二气流通道分别引向第一导流板，第一导流板相对于气流方向以一定角度安置以使气流偏转。

12.根据权利要求3所述的风扇装置，其特征在于，第一和第二气流通道分别引向第一导流板，第一导流板相对于气流方向以一定角度安置以使气流偏转。

13.根据权利要求1所述的风扇装置，其特征在于，每个导向工具基本上相对于一个镜面对称，从而使得导向装置包括第一导向面和大致相同的附加导向面。

14.根据权利要求2所述的风扇装置，其特征在于，每个导向工具基本上相对于一个镜面对称，从而使得导向装置包括第一导向面和大致相同的附加导向面。

15.根据权利要求3所述的风扇装置，其特征在于，每个导向工具基本上相对于一个镜面对称，从而使得导向装置包括第一导向面和大致相同的附加导向面。

16.根据权利要求4所述的风扇装置，其特征在于，每个导向工具基本上相对于一个镜面对称，从而使得导向装置包括第一导向面和大致相同的附加导向面。

17.根据权利要求7所述的风扇装置，其特征在于，每个导向工具基本上相对于一个镜面对称，从而使得导向装置包括第一导向面和大致相同的附加导向面。

18.根据权利要求10所述的风扇装置，其特征在于，每个导向工具基本上相对于一个镜面对称，从而使得导向装置包括第一导向面和大致相同的附加导向面。

Images