TWI619888B

TWI619888B - 散熱風扇裝置及音量調整方法

Info

Publication number: TWI619888B
Application number: TW105141100A
Authority: TW
Inventors: 丁國基
Original assignee: 英業達股份有限公司
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-04-01
Also published as: TW201821700A

Abstract

本案揭示一種應用於電腦裝置中的散熱風扇裝置，且此散熱風扇裝置包含風扇單元、共振腔體以及發聲單元。共振腔體與風扇單元結合，且發聲單元整合於共振腔體。風扇單元用以進風以為電腦裝置進行散熱。共振腔體用以依據風扇單元的運作而產生駐波，並依據駐波而放大發聲單元之聲音音量。共振腔體包含亥姆霍茲(Helmholtz)共振腔。

Description

散熱風扇裝置及音量調整方法

本案係關於一種散熱裝置及調整方法，特別係關於一種散熱風扇裝置及音量調整方法。

隨著散熱技術的快速發展，風扇單元係廣泛地運用於電腦裝置中以為電腦裝置進行散熱。舉例而言，當電腦裝置的運作頻率依據效能需求而提高時，電腦裝置的內部溫度將相應地提高，因此，為了不讓電腦裝置的內部溫度對其運作造成影響，甚至導致電腦裝置的毀損，風扇單元係應用以調節電腦裝置的內部溫度。然而，目前而言，風扇單元的設計仍以散熱效能為主要考量，並未考量如何降低風扇單元的運作噪音。舉例而言，當風扇單元運作於高轉速模式時，風扇單元的散熱效果佳但運作噪音大，當風扇單元運作於低轉速模式時，風扇單元的散熱效果差但運作噪音小。

因此，如何有效地維持風扇單元的散熱效能並降低風扇單元的運作噪音來進行散熱風扇裝置及音量調整方法的設計，可是一大挑戰。

本案揭示的一態樣係關於一種應用於一電腦裝置中的散熱風扇裝置，且此散熱風扇裝置包含風扇單元、共振腔體以及發聲單元。共振腔體與風扇單元整合，且發聲單元整合於共振腔體。風扇單元用以進風以為電腦裝置進行散熱。共振腔體用以依據風扇單元的運作而產生駐波，並依據駐波而放大發聲單元之聲音音量。共振腔體包含亥姆霍茲(Helmholtz)共振腔。

本案揭示的另一態樣係關於一種應用於散熱風扇裝置的音量調整方法。此散熱風扇裝置包含風扇單元、共振腔體以及發聲單元，且共振腔體包含亥姆霍茲共振腔。共振腔體與風扇單元結合，且發聲單元整合於共振腔體。此音量調整方法包含以下步驟：透過共振腔體依據風扇單元的運作而產生駐波；以及透過共振腔體依據駐波而放大發聲單元之聲音音量。

綜上所述，本案之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有□業上的廣泛利用價值，本案所揭示之散熱風扇裝置及音量調整方法係運用亥姆霍茲共振腔可以將聲音消減或放大的特性，從而為風扇單元與發聲單元所產生的聲音分別進行消減與放大。舉例而言，當發聲單元未運作時，亥姆霍茲共振腔可用以降低風扇單元的運作噪音；當發聲單元運作時，亥姆霍茲共振腔可以作為發聲單元的音箱元件，並用以放大發聲單元之聲音音量，從而提升使用者於聽覺上的體驗品質。因此，本案所揭示之散熱風扇裝置及音量調整方法不僅可以有效地維持風扇單元的散熱效能並降低風扇單元的運作噪音，更可以透過放大發聲單元之聲音音量以提升使用者的體驗品質。

下文是舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供的實施例並非用以限制本揭示所涵蓋的範圍，而結構操作的描述非用以限制其執行的順序，任何由元件重新組合的結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭示所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同的符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用的用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭示的內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本案揭示的用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本案揭示的描述上額外的引導。

此外，在本案中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。

於本案中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。

第1A圖為依據本案揭示的實施例所繪製的散熱風扇裝置100的架構示意圖。如第1A圖所示，散熱風扇裝置100包含風扇單元110、共振腔體120以及發聲單元130。於此實施例中，共振腔體120可以與風扇單元110結合，發聲單元130可以整合於共振腔體120之頂端或側邊。舉例而言，散熱風扇裝置100可以應用於電腦裝置中，且電腦裝置可以為桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦或任何可用以執行運算功能之電腦模組。

於一實施例中，散熱風扇裝置100更包含通風腔體140，且通風腔體140與風扇單元110及共振腔體120結合。舉例而言，風扇單元110用以進風以為電腦裝置進行散熱，並透過通風腔體140以進行出風。如第1A圖所示，由通風腔體140之部分剖面圖可得知通風腔體140為中空腔體，因此，風扇單元110可以透過中空的通風腔體140以進行出風。共振腔體120用以依據風扇單元110的運作而產生駐波，並依據駐波而放大發聲單元130之聲音音量，且共振腔體120為亥姆霍茲(Helmholtz)共振腔。於另一實施例中，散熱風扇裝置100更包含散熱鰭片150，且散熱鰭片150整合於通風腔體140之出風口以增加散熱面積，從而可以有效地提升散熱風扇裝置100的散熱效能。

於一實施例中，當風扇單元110透過通風腔體140以進行出風時，共振腔體120用以依據風扇單元110出風時所產生的空氣振動能量而產生駐波。於另一實施例中，如第1B圖所示，第1B圖為依據本案揭示的實施例所繪製的散熱風扇裝置100的架構示意圖。共振腔體120包含共振膜160，且共振膜160用以將風扇單元110出風時所產生的空氣振動能量傳入共振腔體120中。如此，共振腔體120即可以依據空氣振動能量而產生駐波。於此實施例中，共振腔體120除共振膜160外均可以為剛體結構。舉例而言，共振腔體120可以由金屬材質、陶瓷材質、塑料材質、木材材質或任何可忽略明顯形變的固體材質所組成。此外，共振膜160可以由紙漿振膜、塑料振膜、金屬振膜或合成纖維振膜或任何可用以傳送空氣振動能量的振膜所組成。

於另一實施例中，共振腔體120用以依據駐波之頻率而放大發聲單元130之相應頻率區段的聲音音量。舉例而言，當發聲元件130未啟動時，共振腔體120可藉由亥姆霍茲共振腔之特性(即，將聲音消減的特性)以降低風扇單元110的運作噪音；當發聲元件130啟動時，共振腔體120可以作為發聲元件130的音箱元件使用。當風扇元件110透過通風腔體140以進行出風時，共振膜160將風扇單元110出風時所產生的空氣振動能量傳入共振腔體120中。隨後，共振腔體120依據空氣振動能量而產生具有特定頻率的駐波，並依據此具有特定頻率的駐波而放大發聲單元130之相應頻率區段的聲音音量。

於一實施例中，當共振腔體120為亥姆霍茲共振腔時，共振腔體120可以依據下述關係式以進行設計：

舉例而言， f ₀表示亥姆霍茲共振腔的共振頻率， c表示聲音速度， S表示共振膜160的截面積， d表示共振膜160的直徑長度， V表示共振腔體120的內部容積， L表示共振腔體120與共振膜160之間的接合處上所對應的共振腔體120的厚度。藉由預先設定符合實際需求的共振頻率 f ₀，如此，即可得到上述所有的參數之間的數值對應關係，從而得以建構共振腔體120。於此實施例中，可以依據風扇單元110的運作噪音之頻率以設定共振頻率 f ₀，如此，共振腔體120即可以藉由亥姆霍茲共振腔之特性(即，將聲音消減的特性)而有效地降低風扇單元110的運作噪音。

第2圖為依據本案揭示的實施例所繪製的音量調整方法200的流程圖。於一實施例中，音量調整方法200可以應用於上述的散熱風扇裝置100，但本案並不以此為限。為了易於理解音量調整方法200，後文將以散熱風扇裝置100作為實施音量調整方法200的示範標的。如第2圖所示，音量調整方法200包含以下步驟： S201：透過共振腔體120依據風扇單元110的運作而產生駐波；以及 S202：透過共振腔體120依據駐波而放大發聲單元130之聲音音量。

於一實施例中，請參閱步驟S201，當散熱風扇裝置100透過風扇單元110以進行出風時，音量調整方法200可以透過共振腔體120來加以執行並依據風扇單元110出風時所產生的空氣振動能量而產生駐波。於另一實施例中，當散熱風扇裝置100透過風扇單元110以進行出風時，音量調整方法200可以透過共振腔體120中的共振膜160來加以執行並將風扇單元110出風時所產生的空氣振動能量傳入共振腔體120中，如此，共振腔體120即可以依據共振膜160所傳入的空氣振動能量而產生駐波。

於又一實施例中，請參閱步驟S202，當透過共振腔體120依據風扇單元110出風時所產生的空氣振動能量而產生駐波後，音量調整方法200可以透過共振腔體120來加以執行並依據駐波之頻率而放大發聲單元130之相應頻率區段的聲音音量。舉例而言，當發聲元件130未啟動時，可以透過共振腔體120以降低風扇單元110的運作噪音(即，藉由亥姆霍茲共振腔之特性)；當發聲元件130啟動時，共振腔體120可以作為發聲元件130的音箱元件使用。當散熱風扇裝置100透過風扇單元110以進行出風時，透過共振膜160將風扇單元110出風時所產生的空氣振動能量傳入共振腔體120中。隨後，透過共振腔體120依據空氣振動能量而產生具有特定頻率的駐波，並依據此具有特定頻率的駐波而放大發聲單元130之相應頻率區段的聲音音量。

於上述實施例中，本案所揭示之散熱風扇裝置及音量調整方法係運用亥姆霍茲共振腔可以將聲音消減或放大的特性，從而為風扇單元與發聲單元所產生的聲音分別進行消減與放大。舉例而言，當發聲單元未運作時，亥姆霍茲共振腔可用以降低風扇單元的運作噪音；當發聲單元運作時，亥姆霍茲共振腔可以作為發聲單元的音箱元件，並用以放大發聲單元之聲音音量，從而提升使用者於聽覺上的體驗品質。因此，本案所揭示之散熱風扇裝置及音量調整方法不僅可以有效地維持風扇單元的散熱效能並降低風扇單元的運作噪音，更可以透過放大發聲單元之聲音音量以提升使用者的體驗品質。

技術領域通常知識者可以容易理解到揭示的實施例實現一或多個前述舉例的優點。閱讀前述說明書之後，技術領域通常知識者將有能力對如同此處揭示內容作多種類的更動、置換、等效物以及多種其他實施例。因此本案之保護範圍當視申請專利範圍所界定者與其均等範圍為主。

100‧‧‧散熱風扇裝置

110‧‧‧風扇單元

120‧‧‧共振腔體

130‧‧‧發聲單元

140‧‧‧進風腔體

150‧‧‧散熱鰭片

160‧‧‧共振膜

200‧‧‧音量調整方法

S201、S202‧‧‧步驟

第1A、1B圖為依據本案揭示的實施例所繪製的散熱風扇裝置的架構示意圖；以及第2圖為依據本案揭示的實施例所繪製的音量調整方法的流程圖。

Claims

一種散熱風扇裝置，應用於一電腦裝置中，包含：一風扇單元，用以進風以為該電腦裝置進行散熱；一共振腔體，與該風扇單元結合，用以依據該風扇單元的運作而產生一駐波，且該共振腔體包含一亥姆霍茲(Helmholtz)共振腔以及一共振膜；一通風腔體，與該風扇單元及該共振腔體結合，其中當該風扇單元透過該通風腔體以進行出風時，該共振腔體的該共振膜用以將該風扇單元出風時所產生的空氣振動能量傳入該共振腔體中而產生該駐波；以及一發聲單元，整合於該共振腔體，其中該共振腔體用以依據該駐波而放大該發聲單元之聲音音量。
如請求項1所述之散熱風扇裝置，其中該共振腔體用以依據該駐波之頻率而放大該發聲單元之相應頻率區段的聲音音量。
如請求項1所述之散熱風扇裝置，其中該共振腔體包含一剛體結構。
如請求項3所述之散熱風扇裝置，其中該共振腔體包含金屬材質、陶瓷材質、塑料材質以及木材材質其中之一者。
一種音量調整方法，應用於一散熱風扇裝置，其中該散熱風扇裝置包含一風扇單元、一共振腔體以及一發聲單元，且該共振腔體包含一亥姆霍茲共振腔以及一共振膜，其中該共振腔體與該風扇單元結合，該發聲單元整合於該共振腔體，該音量調節方法包含：當透過該風扇單元以進行出風時，透過該共振腔體中的該共振膜以將該風扇單元出風時所產生的空氣振動能量傳入該共振腔體中而產生一駐波；以及透過該共振腔體依據該駐波而放大該發聲單元之聲音音量。
如請求項5所述之音量調整方法，其中透過該共振腔體依據該駐波而放大該發聲單元之聲音音量包含：透過該共振腔體依據該駐波之頻率而放大該發聲單元之相應頻率區段的聲音音量。