CN101988524A - 一种消声装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种消声装置，包括：第一整流元件，其轴心与风扇毂轴心重叠，其靠近风扇端直径与风扇毂直径匹配；第二整流元件，包覆在第一整流元件外部，与第一整流元件之间形成一个环状的气流通道，其靠近风扇端内径与风扇框内径匹配，远离风扇端出风截面不小于靠近风扇端出风截面；其中，第一整流元件与第二整流元件中至少有一个具备吸声或消声功能。
Description
技术领域
本发明涉及电子通信领域的降噪技术，尤其是一种消声装置。
背景技术
风扇是通信电子设备常用的一种散热装置。一般风扇在运行时会带来噪音。随着人们环保意识的加强，对噪声控制提出了越来越高的要求，噪声已经成为很多产品市场准入的主要标准之一。目前常用的轴流风扇降噪方式是在风扇出风通道四周加吸声材料，形成阻性消声器，达成降噪的目的。例如，可以设计成筒式消声器或格栅式消声器。
一般消声器的消声量ΔL(dBA)可以按照下列计算公式获得：
其中，
为材料消声系数，L为消声通道长度(m)，P为消声通道截面周长(m)，S为消声通道截面面积(m2)。
由上述公式可知，消声量与消声通道长度成正比。为了获得较好的消声效果，消声器的长度不能太短，这与产品的小型化趋势存在冲突。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺点：由于消声器位于出风通道四周，消声器会带来气流阻力，从而影响风扇性能。阻力与消声通道长度、气体流速的平方成正比。为了达到较好的降噪效果，需要消声通道长度越大，相应导致的气流阻力也越大，对风扇风量的影响也越大，这与提升风扇性能存在冲突。
发明内容
本发明实施例提供一种消声装置，在对风扇降噪的同时可以减小本身气流阻力，提高风扇性能。
根据本发明的一实施例，提供一种消声装置，用于为轴流风扇降噪，包括：
第一整流元件101，其轴心与风扇毂轴心重叠，其靠近风扇端直径与风扇毂直径匹配；
第二整流元件102，包覆在第一整流元件101外部，与第一整流元件之间形成一个环状的气流通道，其靠近风扇端内径与风扇框内径匹配，远离风扇端出风截面不小于靠近风扇端出风截面；
其中，第一整流元件与第二整流元件中至少有一个由吸声材料或消声结构组成。
根据本发明的另一实施例，提供一种通信设备，包括：
轴流风扇，用于散热；
至少一个消声装置，用于为该轴流风扇降噪，所述消声装置包括：第一整流元件101，其轴心与风扇毂轴心重叠，其靠近风扇端直径与风扇毂直径匹配；
第二整流元件102，包覆在第一整流元件101外部，与第一整流元件之间形一个环状的气流通道，其靠近风扇端内径与风扇框内径匹配，远离风扇端出风截面不小于靠近风扇端出风截面；其中，第一整流元件与第二整流元件中至少有一个由吸声材料或消声结构组成。
本发明实施例提供的消声装置包含第一整流元件和第二整流元件，第一整元件可有效避免轴流风扇毂产生涡流，减小涡流损失；第二整流元件可有效阻隔轴流风扇侧面的回流，减小回流损失。在取得降噪成效的同时还可克服本身气流阻力，有效地减小轴流风扇本身的气流损失，提升轴流风扇性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的消声装置一个实施例的立体结构示意图；
图2为本发明提供的消声装置另一个实施例的立体结构示意图；
图3为本发明提供的消声装置一个实施例的剖面图；
图4为本发明提供的消声装置另一个实施例的剖面图；
图5为本发明提供的消声装置另一个实施例的剖面图；
图6为本发明提供的消声装置另一个实施例的剖面图；
图7为本发明提供的消声装置另一个实施例的剖面图；
图8为本发明提供的消声装置另一个实施例的剖面图；
图9为本发明提供的消声装置另一个实施例的剖面图；
图10为本发明提供的消声装置与轴流风扇连接的一个实施例的剖面图；
图11为将本发明提供的消声装置应用到轴流风扇的流阻测试结果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1，本发明提供的一种消声装置，用于为轴流风扇降噪，包括：
第一整流元件101，其轴心与风扇毂轴心重叠，其靠近风扇端直径与风扇毂直径匹配；
第二整流元件102，包覆在第一整流元件101外部，与第一整流元件之间形成一个环状的气流通道，其靠近风扇端内径与风扇框内径匹配，远离风扇端出风截面不小于靠近风扇端出风截面；
其中，第一整流元件与第二整流元件中至少有一个具备吸声或消声功能。
第一整流元件101、第二整流元件102中至少有一个可以由吸声材料或消声结构组成以具备吸声功能，例如，可以选用玻璃棉、聚氨酯泡沫、微穿孔板等。
第一整流元件101与第二整流元件102固定在一起，但两者之间留有适当的缝隙，该缝隙形成一个环状的气流通道。
本发明实施例提供的消声装置，包含第一整流元件和第二整流元件，第一整流元件可占据轴流风扇毂后部空间，有效避免轴流风扇毂产生涡流，减小涡流损失；第二整流元件可有效阻隔轴流风扇侧面的回流，减小回流损失。通过第一整流元件和第二整流元件的共同作用，可克服本身气流阻力，有效地减小轴流风扇本身的气流损失，提升轴流风扇性能。
第一整流元件101靠近风扇端的直径应与风扇毂直径匹配，远端直径大小根据所用轴流风扇流场确定。在一种实施方式中，第一整流元件101靠近风扇端的直径应与风扇毂直径匹配，尺寸相等或相近，远离风扇端直径大于或等于毂直径。例如，参考图3至图5所示，第一整流元件101形状上可以是纺锤体、哑铃体或圆柱体。在另一种实施方式中，第一整流元件101靠近风扇端的直径应与风扇毂直径匹配，尺寸相等或相近，远离风扇端直径小于毂直径。例如，参考图6所示，第一整流元件101在形状上为子弹头体。
第二整流元件102与第一整流元件之间留有缝隙形成一个气流通道。第二整流元件102为一个内空的实体，其外部形状可以任意，例如可以是内空的圆柱体、正方体、长方体等等。参考图7至图9所示，第二整流元件102内部挖空部分在形状上可以是纺锤孔、哑铃孔或圆柱孔。其内部挖空部分形状可以与第一整流体的形状相匹配，也可以不相匹配。
第一整流元件101、第二整流元件102中至少有一个可以由吸声材料或消声结构组成以具备吸声功能，在一种实施方式中第一整流元件101和第二整流元件102均由吸声材料或消声结构组成。在这种方式下，吸声效果更好，在同等吸声要求下可以进一步压缩消声装置的长度。
参考图2，本发明提供的一种消声装置，用于为轴流风扇降噪，包括：
第一整流元件101，其轴心与风扇毂轴心重叠，其靠近风扇端直径与风扇毂直径匹配；
第二整流元件102，包覆在第一整流元件101外部，与第一整流元件组成一个环状的气流通道，其靠近风扇端内径与风扇框内径匹配，远离风扇端出风截面不小于靠近风扇端出风截面；
外壳103，包覆在第二整流元件102外部；
上盖104，位于第二整流元件102靠近风扇端的上部，与第二整流元件102连接；
其中，第一整流元件与第二整流元件中至少有一个具备吸声或消声功能。
第一整流元件101、第二整流元件102中至少有一个可以由吸声材料或消声结构组成以具备吸声功能，例如，可以选用玻璃棉、聚氨酯泡沫、微穿孔板等。
第一整流元件101与第二整流元件之间留有适当的缝隙，该缝隙形成一个环状的气流通道。
本发明实施中，外壳与上盖用于支撑固定作用，进一步的，根据需要外壳与上盖可以采用隔声材料，一个实施方式中，外壳与上盖可以由金属板做成，如钢板、铝板等。外壳与上盖可以使用隔音材料，从而增强隔音效果。在同等吸声要求下可以进一步压缩消声装置的长度。当然，在另外的实施方式中，除了第一整流元件、第二整流元件外，该消声装置还可以仅包含外壳或者上盖。
本发明实施例提供的消声装置，通过第一整流元件和第二整流元件的共同作用，可克服本身气流阻力，有效地减小轴流风扇本身的气流损失，提升轴流风扇性能，加上外壳与上盖起支撑固定作用。进一步的，外壳与上盖可以使用隔音材料，从而增强隔音效果。
上述实施例提供的消声装置可以与轴流风扇结合组成散热装置，为设备散热。本发明实施例提供一种散热装置，用于为设备散热，包括轴流风扇，至少一个消声装置。该消声装置可通过固定装置，例如螺钉锁固、卡扣等直接安装在轴流风扇出风口，或安装在轴流风扇出风风道上，在轴流风扇与消声装置之间可留有小间隔、孔板或防回流挡板等物件。参考图9所示，消声装置902通过固定装置固定在轴流风扇901上，固定装置可以是螺钉锁固、卡扣等，固定位置与具体方式采用业内通用方式即可。上述实施例提供的消声装置可以使用在需要通风散热的设备上，例如使用在高端路由器产品、服务器、台式电脑等电子及通信设备上。相应的，本发明实施例提供一种通信设备，包括轴流风扇，消声装置。该消声装置可通过固定装置，例如螺钉锁固、卡扣等直接安装在轴流风扇出风口，或安装在通信设备的轴流风扇出风风道上，在轴流风扇与消声装置之间可留有小间隔、孔板或防回流挡板等物件。参考图9所示，消声装置902通过固定装置固定在轴流风扇901上，固定装置可以是螺钉锁固、卡扣等，固定位置与具体方式采用业内通用方式即可。
本发明实施例提供的消声装置通过由第一整流元件、第二整流元件、外壳和上盖组成阻性消声器，其长度可以根据消声量要求进行设计。该消声装置在保证一定消声量的同时可有效压缩消声器长度，节省空间。从一例测试结果看，第一整流元件与第二整流元件均采用吸声材料情况下，长度为120mm的聚氨酯泡沫消声装置的消声量可达5.16dBA，而普通的消声器达到相同的消声量需要250mm的长度，可压缩消声器长度130mm。
另一方面，该消声装置在有效降低噪声的同时，可减小轴流风扇阻力，提升轴流风扇性能，解决轴流风扇降噪与提高性能之间的矛盾。参考图11，轴流风扇(即图中初始风扇)与带消声装置的轴流风扇(即图中初始风扇+模块)的流阻测试结果对比显示，带消声装置的轴流风扇的流阻量小于初始风扇的流阻量，其至少可以提高风扇性能的5％。在提供相同的风量情况下，只消耗之前95％的能量，节约能源。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种消声装置，用于为轴流风扇降噪，其特征在于，包括：
第一整流元件(101)，其轴心与风扇毂轴心重叠，，其靠近风扇端直径与风扇毂直径匹配；
第二整流元件(102)，包覆在第一整流元件(101)外部，与第一整流元件之间形成一个环状的气流通道，其靠近风扇端内径与风扇框内径匹配，远离风扇端出风截面不小于靠近风扇端出风截面；
其中，第一整流元件与第二整流元件中至少有一个由吸声材料或消声结构组成。
2.如权利要求1所述的消声装置，其特征在于，所述第一整流元件(101)为纺锤体、哑铃体、圆柱体或子弹头体。
3.如权利要求1所述的消声装置，其特征在于，所述第二整流元件(102)内部为纺锤体孔、哑铃孔或圆柱孔。
4.如权利要求1所述的消声装置，其特征在于，还包括下列元件中至少一个：
外壳(103)，包覆在第二整流元件(102)外部；
上盖(104)，位于第二整流元件(102)靠近风扇端的上部，与第二整流元件(102)连接。
5.如权利要求1所述的消声装置，其特征在于，所述外壳(103)与所述上盖(104)中至少一个采用隔声材料制成。
6.一种通信设备，其特征在于，包括：
轴流风扇，用于散热；
至少一个消声装置，用于为所述轴流风扇降噪，所述消声装置包括：第一整流元件(101)，其轴心与风扇毂轴心重叠，，其靠近风扇端直径与风扇毂直径匹配；
第二整流元件(102)，包覆在第一整流元件(101)外部，与第一整流元件之间形成一个环状的气流通道，其靠近风扇端内径与风扇框内径匹配，远离风扇端出风截面不小于靠近风扇端出风截面；其中，第一整流元件与第二整流元件中至少有一个由吸声材料或消声结构组成。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：
外壳(103)，包覆在第二整流元件(102)外部；
上盖(104)，位于第二整流元件(102)靠近风扇端的上部，与第二整流元件(102)连接。
8.如权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述消声装置通过固定装置安装在轴流风扇出风口。
9.如权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述消声装置通过固定装置安装轴流风扇出风风道上。
10.如权利要求6或7所述的设备，其特征在于，
所述第一整流元件(101)为纺锤体、哑铃体、圆柱体或子弹头体。
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