CN111379724B - 一种风扇组件及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种风扇组件及通信设备，该风扇组件包括一个壳体，该壳体用于容纳轴流风扇，风扇组件的轴流风扇在设置时设置在该壳体内。此外，该壳体还连接有一个导风盖，该导风盖上设置有入风口，并且该导风盖的入风口内设置了整流栅格。在使用时，由入风口进入的气流在平面的非均匀性会产生强力漩涡，从而增加轴流风扇宽频和窄频噪声。通过设置的轴流风扇可以增大送风量，整流栅格实现进风导风和均流功能，从而降低风机组件在入风口的紊流噪声，从而降低整个轴流风扇的噪声。并且整流栅格设置在入风口内，降低了占用的空间。

Description

一种风扇组件及通信设备

技术领域

本申请涉及到通信技术领域，尤其涉及到一种风扇组件及通信设备。

背景技术

随着5G时代的来临，ICT(Information Communications Tecknology，信息通信技术)设备集成度及功耗的需求不断增加。目前，核心路由器设备单槽位功耗已达到2000W并仍在不断提升。与此同时，由高功耗芯片产生的高热耗散对设备的长期稳定运行提出了严峻的挑战。作为系统散热的核心部件，风机盒的性能提升已成为解决散热瓶颈、支持大功耗设备演进的关键技术。

在现有风机盒空间下，由于风量与转速成正比例关系，所以通过提升转速可以显著提升散热性能。但是，在提升风量的同时系统阻抗也会逐渐增加，而传统单电机轴流通常无法适用于较高阻抗系统的应用场景。面对高系统阻抗场景，多级串联或对旋方式加压增加系统的压力是目前的主流方式。但同时，该架构在性能持续提升过程中也存在一定的问题。一方面，由于功耗与转速的三次方成正比例关系，多级的马达受空间尺寸限制，其性能提升有限使得转速无法持续增加。而另一方面，多级的噪声急剧增大的缺点使其难以满足严苛的设备噪声准入标准，从而成为制约其持续演进的重要瓶颈。因此，为了满足高阻抗系统的散热需求和低噪声的系统要求，开发高性能风机盒成为制约核心路由器等ICT设备持续演进的关键因素。

发明内容

本申请提供了一种风扇组件及通信设备，用以在保证送风量时并降低轴流风扇的噪声。

第一方面，提供了一种风扇组件，该风扇组件包括一个壳体，该壳体用于容纳轴流风扇，风扇组件的轴流风扇在设置时设置在该壳体内。此外，该壳体还连接有一个导风盖，该导风盖上设置有入风口，并且该导风盖的入风口内设置了整流栅格。在使用时，通过提高轴流风扇的转速来提供较大的送风量。同时，由于入风口进入的气流在平面的非均匀性会产生强力漩涡，从而增加轴流风扇宽频和窄频噪声，因此，通过设置的整流栅格实现进风导风和均流功能，从而降低风机组件在入风口的紊流噪声，从而降低整个轴流风扇的噪声。并且整流栅格设置在入风口内，降低了占用的空间。

在具体设置时，该壳体可以采用金属壳体或者其他材质制备而成的壳体。

所述导风盖上还设置有与所述轴流风扇配合的吸音结构。用以降低噪音。

在一个具体可实施的方案，所述吸音结构为设置在所述导风盖的腔体，以及设置在所述腔体上的多个吸音孔。通过腔体，以及设置在所述腔体上的多个吸音孔吸附声音。

在一个具体的可实施方案，所述吸音结构包括设置在所述导风盖的腔体，以及填充在所述腔体内的吸音材质。通过在腔体内设置吸音材质进行吸音。

在具体设置吸音结构时，吸音结构环绕所述轴流风扇设置。从而更好的进行降噪。

在具体设置该吸音结构时，所述导风盖朝向所述轴流风扇的一面设置有盖合在所述轴流风扇的筒状结构；且所述吸音结构设置在所述筒状结构内。

其中的轴流风扇包括一个底座，该底座设置在所述壳体内且与所述导风盖分列在所述壳体两侧，且所述底座上设置有出风口；所述入风口及所述出风口之间形成所述轴流风扇的通风通道；还包括一个叶轮，该叶轮包括与所述底座相对设置的轮毂，以及设置在所述轮毂上的叶片；其中，所述底座与所述轮毂之间设置有连通所述轴流风扇的通风通道的缝隙；所述轮毂靠近所述入风口的一端设置有与所述缝隙连通的出风孔；此外，还包括电机，该电机设置在所述底座内并用于驱动所述叶轮转动。通过设置的缝隙以及出风孔，将轴流风扇的通风通道中的空气吸附到轴流风扇内进行散热。

在具体设置轮毂时，所述轮毂靠近所述入风口的一端设置有间隔设置的第一顶壁及第二顶壁；其中，所述第二顶壁靠近所述入风口；所述出风孔包括设置在所述第一顶壁上的至少一个第一通孔，以及设置在所述第二顶壁的第二通孔，其中，所述至少一个第一通孔在所述第二顶壁上的垂直投影与所述第二通孔不重叠。通过第一通孔及第二通孔改变气流的流动方向。

在具体设置第一通孔及第二通孔时，所述第一通孔的个数为多个，且所述多个第一通孔在所述第二顶壁上的垂直投影环绕所述第二通孔。

在具体设置轴流风扇时，所述轴流风扇的个数为多个，且所述多个轴流风扇为单排排列或阵列排列，所述整流栅格个数也为多个，且所述多个整流栅格与所述轴流风扇一一对应设置。提高了降噪的效果。

在具体设置壳体时，所述壳体内设置有多个容纳腔，且所述多个轴流风扇一一对应设置在所述多个容纳腔内。通过设置的容纳腔来容纳轴流风扇，更进一步的降低了噪声。

第二方面，提供了一种通信设备，该通信设备包括上述任一项的风扇组件。通过设置的整流栅格实现进风导风和均流功能，从而降低风机组件在入风口的紊流噪声，从而降低整个轴流风扇的噪声。

附图说明

图1为本申请实施例提供的风扇组件的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的风扇组件的分解示意图；

图3为本申请实施例提供的轴流风扇的分解示意图；

图4为本申请实施例提供的叶轮的剖视图；

图5为图1所示的风扇组件的气流流动示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

为了方便理解，首先说明一下本申请实施例提供的风扇组件的应用场景，该风扇组件应用于基站设备中，如通信设备中，用于给通信设备进行送风。

如图1及图2中所述，图1中示出了本申请实施例提供的风扇组件的结构示意图。图2示出了风扇组件的分解示意图。在本申请实施例提供的风扇组件中，主要包括三个部件，分别为壳体10、轴流风扇30、导风盖20，当然还包括用于对轴流风扇30监控的监控单元40，该监控单元40与现有技术中的监控单元40相同，在此不予赘述。

继续参考图1及图2，本申请实施例提供的风扇组件的壳体10主要有钣金结构件构成，如通过钣金件拼接而成，或者采用钣金件折弯形成，当然也可以采用其他的材质制备，如塑料。该壳体10的主要作为可更换单元，用以提供轴流风扇30、监控单元40的安装固定，并将其与通讯设备系统固定连接，从而与通讯系统形成完整的散热风道，并且具有可更换维护功能。

在具体设置轴流风扇30时，该轴流风扇30的个数可以为一个或者多个，如1个、2个、3个等不同的个数的轴流风扇30。在容纳多个轴流风扇30时，该多个轴流风扇30为单排排列或阵列排列，如图1中所示，该轴流风扇30的个数为三个，且三个轴流风扇30沿壳体10的长度方向单排排列设置。当然图1中仅仅示出了一种具体的轴流风扇30的排列方式，在本申请实施例中对风扇组件中的轴流风扇30的个数以及排列方式可以根据需要进行选择不同的排列方式，如阵列排列，或者呈三角形、菱形等不同的方式进行排列。

在具体设置多个轴流风扇30时，可以采用一个或者多个容纳腔，如该壳体10内设置有多个容纳腔，并且多个轴流风扇30一一对应设置在多个容纳腔内。在具体设置容纳腔时，可以在壳体10内设置隔板，将壳体10内的空间分隔成不同的容纳腔用来容纳轴流风扇30。当然，也可以采用一个容纳腔来容纳多个轴流风扇30，此时，该容纳腔即为壳体10围成的容纳腔。

为了配合轴流风扇30，在该壳体10上还设置了一个导风盖20，该导风盖20安装壳体10上且位于轴流风扇30的进风侧。该导风盖20用于给轴流风扇30提供进风流道。在设置该导风盖20时，导风盖20上设置有与轴流风扇30配合的入风口22，并且在该入风口22处设置了整流栅格21，该整流栅格21可以采用不同的材料，如金属、塑料等材质制备而成。并且该整流栅格21的尺寸分布可采用不同的设计，但是在设置该整流栅格21时，应当保证从入风口22进入的非均匀气流在流经过整流栅格21后变得均匀、平稳，从而降低非均匀气流在流经轴流风扇30时产生的噪声。在设置上述整流栅格21时，该整流栅格21与轴流风扇30采用一一对应的方式设置，在轴流风扇30的个数为多个时，对应的整流栅格21的个数也为多个。此外，将整流栅格21设置在了入风口22内，从而避免整流栅格21占用额外的空间，便于整个风扇组件小型化发展。

此外，为了更进一步的进行降噪，如图5所示，在导风盖20上还设置有与轴流风扇30配合的吸音结构40。在具体设置该吸音结构40时，该吸音结构40设置在了导风盖20朝向轴流风扇30的一侧，即导风盖20朝向壳体10内的一侧。在具体设置时，如图5所述，轴流风扇30与导风盖20之间具有一定的间隙，该吸音结构40设置在轴流风扇30与导风盖20之间的间隙内。并且在设置时，该吸音结构40环绕该轴流风扇30设置，并且吸音结构40与轴流风扇30采用一一对应的方式设置，即每个吸音结构40环绕一个轴流风扇30设置，从而可以更好的吸附轴流风扇30产生的噪音。在具体设置该吸音结构40时，如图5中所示，该导风盖20朝向轴流风扇30的一面设置有一个筒状结构23，该筒状结构23用于盖合在轴流风扇30上，在筒状结构23盖合在轴流风扇30上时，该筒状结构23与轴流风扇30之间具有间隙，在吸音结构40固定在筒状结构23的内壁上时，位于该间隙内。并且该吸音结构40具有跟轴流风扇30的外轮廓相配合的面，如图5中所示，在轴流风扇30的外轮廓为斜面时，对应的该吸音结构40具有相配合的斜面。应当理解的是，图5中所示的筒状结构23仅仅为本申请实施例提供的一种吸音结构40的具体设置结构，在本申请实施例提供的风扇组件中，还可以采用其他的结构来支撑吸音结构40。

在吸音结构40实现吸音效果时，可以通过不同的方式来实现。如在图5所示的结构中，该吸音结构40为设置在导风盖20的腔体，以及设置在腔体上的多个吸音孔，该吸音孔为直径比较小的孔，如其孔径为1～5mm，具体的为1mm、3mm、5mm等不同的直径的孔。在空气从吸音孔进入到腔体，会消耗能量，从而降低音量，即利用小孔吸声原理降低轴流风扇30及其谐波噪声。在吸音孔设置在导风盖20上时，该吸音孔呈蜂窝状排列在导风盖20上。在导风盖20上具有筒状结构23时，该吸音孔设置在导风盖20与筒状结构23的内壁围成的角处。

当然，除了上述吸音孔外，该吸音结构40还可以采用其他的结构。如该吸音结构40包括设置在导风盖20上的腔体，以及填充在该腔体内的吸音材质。在具体设置时，该腔体指的是导风盖20与轴流风扇30的进风侧之间的间隙，该吸音材质为采用高分子材料(具有弹性/吸音特性)实体，如吸音棉、矿渣棉等常见的吸音材质。通过该吸音材质可以吸附轴流风扇30的噪声，更进一步的降低风扇组件产生的噪声。

对于本申请实施例提供的轴流风扇30，如图3及图4所示，其中，图3示出了轴流风扇30的分解示意图，图4示出了叶轮31的结构示意图。首先参考图3，该轴流风扇30包括一个叶轮31、电机32以及底座33，其中，底座33主要作为轴流风扇30的支撑元件，对电机32通过多个肋条或静导叶进行支撑。如图5所示，该底座33设置在壳体10内，在轴流风扇30固定在壳体10时，通过底座33外沿与壳体10固定连接来实现的。在设置底座33时，底座33与导风盖相对设置，在导风盖上设置入风口时，在底座33上设置了出风口，并且入风口与出风口之间形成轴流风扇的通风通道；在具体形成该通风通道时，是通过底座33与叶轮31围成的。在使用时，叶轮31抽取的风通过底座33吹出，如图5中箭头所示的空气的流动方向。

如图3中所示，图3中示出了该底座33上设置有一个与电机32配合的筒体，电机32插入在该筒体内进行固定，并用于驱动叶轮31转动。该电机32在设置时，通过轴承支撑对叶轮31形成转动支撑，并通过绕组中变换的电流形成旋转磁场，驱动叶轮31旋转。在具体设置时，该电机32的定子部分与底座33固定连接，而转子部分与叶轮31固定连接。一并参考图3及图4，在设置叶轮31时，该叶轮31包括一个轮毂312以及设置在该轮毂312上的叶片311，该轮毂312为一个铁壳，并且轮毂312内设置有磁铁(电机33的转子)，该磁铁固定在铁壳内表面，铁壳再安装或成型固定于叶片311内形成转子。在叶轮31与电机32连接时，如图5中所示，该轮毂312与底座33相对而置，并且轮毂312包裹了部分电机32的结构，同时，在底座33与轮毂312之间形成一个间隙，该间隙与通风通道连通，使得空气在通风通道内流通时，能够进入到电机32内部进行散热，如图5中所示的折弯的箭头，并且该轮毂312的第一端设置有出风孔313，在进行散热时，如图5中所示，由于叶轮31的转动使得叶轮31上方形成负压区，在负压的作用下，将通风通道内的空气通过缝隙抽入到轴流风扇30内，并通过出风孔313抽出，以对轴流风扇30进行散热。

在具体设置该轮毂312时，如图4中所示，该轮毂312包括靠近入风口的一端设置间隔设置的第一顶壁3121及第二顶壁3122。如图4中所示，第一顶壁3121与第二顶壁3122之间具有间隙，并且第二顶壁3122靠近入风口，第一顶壁3121靠近电机一侧。该轮毂312的出风孔313包括设置在第一顶壁3121上的至少一个第一通孔3131，以及设置在第二顶壁3122的第二通孔3132，轴流风扇30内的空气在流动时，首先流过第一通孔3131，之后在通过第二通孔3132流出轴流风扇30。在具体设置该第一通孔3131及第二通孔3132时，至少一个第一通孔3131在第二顶壁3122上的垂直投影与第二通孔3132不重叠。从而使得从第一通孔3131流出的空气无法直接流入到第二通孔3132内，必须折弯后才能从第二通孔3132流出，从而避免空气直接流出轴流风扇30。并且通过将空气折弯，降低了气流的动力，避免高压气流直接进入到叶轮区的低压区。

在具体设置该第一通孔3131及第二通孔3132时，如图4中所示，第一通孔3131的个数为多个，而第二通孔3132的轴线与轴流风扇30的轴线一致，并且在设置时，多个第一通孔3131在第二顶壁3122上的垂直投影环绕第二通孔3132。在使用时，多个第一通孔3131中的气体流出后，通过第二顶壁3122的遮挡后，从第二通孔3132流出。因此，在轴流风扇3030内的空气不能直接冲出轮毂312，从而改善了气流在汇合时的气压。相比于现有技术中风扇组件内的轴流风扇30电机32散热孔为直接敞开式，造成高速气流直接从叶轮31的散热孔直接喷出，而且高速回流会再次流入叶片311，从而影响叶面的压力分布，产生叶面气流分离的情况。在本申请实施例提供的轮毂312改善了气流在从出风孔313流出时的方向，降低气流在流出时产生的噪声。

在具体设置轮毂312的侧壁时，该侧壁包括至少一段外凸的弧形的侧壁。如图4中所示，该侧壁包括一个弧形的顶部，以及一段直筒型的侧壁。在气流流动时，首先沿着直筒型的侧壁流动，之后在达到轮毂312的顶部时，沿着弧形的侧壁运动，从而改变在轮毂312顶部流出时的方向，降低了气流产生的噪音。

当然，该电机32还包括驱动电路，该驱动电路主要是对电机32进行驱动和转速控制，并监控电机32的运转状态。该驱动电路与现有技术中的驱动电路相同，在此不予赘述。

为了方便理解本申请实施例提供的风扇组件，以图5所示的气流流动方向来说明本申请实施例提供的风扇组件的工作过程。在使用时，壳体10外面的非均匀气流流经导风盖20的整流栅格21变成平稳而均匀，然后流入混流叶轮31的叶片区域，通过叶轮31叶片311进行加压、加速向下形成高压、高速气流流经底座33的静导叶后流出壳体10；而部分流出叶轮31的叶片区的高压气流从轮毂312与底座33间的缝隙流入电机32内部，从而对电机32进行散热，并继续向上低压区通过轮毂312的排气孔形成高速气流，再经过出风孔313使得气流速度降低并从叶轮31的低压的中心区，再次进入叶片区域。

通过上述描述可以看出，在本申请实施例提供的风扇组件，通过设置的轴流风扇可以增大送风量，可以兼顾通信设备散热所需的高风量及高风压要求，从而提供高性价比的散热解决方案。通过导风盖的入风口22组合设计新型的整流栅格21，实现进风均流，从而降低风机盒入风口22紊流噪声；在导风盖内部空间采用吸音空腔或者填充具有消声特性的材料，降低风机盒宽频噪声和窄频噪声；采用马达隐式散热架构，降低散热孔回流喷射噪声。充分利用风扇组件内部空间布局整流栅格21、导风盖内部消音结构、马达隐式散热架构，不增加额外空间。

此外，本申请实施例还提供了一种通信设备，如ICT设备，该通信设备包括机框、设置在所述机框内的电气设备，以及设置在所述机框上并用于给所述电气设备通风的上述任一项的风扇组件。其中，该电气设备可以为业务单板、网板、背板、供电组件等常见的电气设备。在本申请实施例提供的风扇组件，通过设置的轴流风扇可以增大送风量，可以兼顾通信设备散热所需的高风量及高风压要求，从而提供高性价比的散热解决方案。通过导风盖的入风口22组合设计新型的整流栅格21，实现进风均流，从而降低风机盒入风口22紊流噪声；在导风盖内部空间采用吸音空腔或者填充具有消声特性的材料，降低风机盒宽频噪声和窄频噪声；采用马达隐式散热架构，降低散热孔回流喷射噪声。充分利用风扇组件内部空间布局整流栅格21、导风盖内部消音结构、马达隐式散热架构，不增加额外空间。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种风扇组件，其特征在于，壳体，设置在所述壳体内的轴流风扇，以及与所述壳体连接的导风盖；其中，所述导风盖上设置有与所述轴流风扇配合的入风口，且所述入风口内设置有整流栅格；

所述轴流风扇包括：

底座，设置在所述壳体内且与所述导风盖分列在所述壳体两侧，且所述底座上设置有出风口；所述入风口及所述出风口之间形成所述轴流风扇的通风通道；

叶轮，包括与所述底座相对设置的轮毂，以及设置在所述轮毂上的叶片；其中，所述底座与所述轮毂之间设置有连通所述轴流风扇的通风通道的缝隙；所述轮毂靠近所述入风口的一端设置有与所述缝隙连通的出风孔；

电机，设置在所述底座内并用于驱动所述叶轮转动；

所述通风通道通过所述底座和所述叶轮围成，且所述出风孔与所述通风通道连通。

2.根据权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，所述导风盖上还设置有与所述轴流风扇配合的吸音结构。

3.根据权利要求2所述的风扇组件，其特征在于，所述吸音结构为设置在所述导风盖的腔体，以及设置在所述腔体上的多个吸音孔。

4.根据权利要求2所述的风扇组件，其特征在于，所述吸音结构包括设置在所述导风盖的腔体，以及填充在所述腔体内的吸音材质。

5.根据权利要求2～4任一项所述的风扇组件，其特征在于，所述吸音结构环绕所述轴流风扇设置。

6.根据权利要求5所述的风扇组件，其特征在于，所述导风盖朝向所述轴流风扇的一面设置有盖合在所述轴流风扇的筒状结构；且所述吸音结构设置在所述筒状结构内。

7.根据权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，所述轮毂靠近所述入风口的一端设置有间隔设置的第一顶壁及第二顶壁；其中，所述第二顶壁靠近所述入风口；所述出风孔包括设置在所述第一顶壁上的至少一个第一通孔，以及设置在所述第二顶壁的第二通孔，其中，所述至少一个第一通孔在所述第二顶壁上的垂直投影与所述第二通孔不重叠。

8.根据权利要求7所述的风扇组件，其特征在于，所述第一通孔的个数为多个，且所述多个第一通孔在所述第二顶壁上的垂直投影环绕所述第二通孔。

9.根据权利要求7所述的风扇组件，其特征在于，所述轴流风扇的个数为多个，且所述多个轴流风扇为单排排列或阵列排列，所述整流栅格个数也为多个，且所述多个整流栅格与所述轴流风扇一一对应设置。

10.根据权利要求8所述的风扇组件，其特征在于，所述壳体内设置有多个容纳腔，且所述多个轴流风扇一一对应设置在所述多个容纳腔内。

11.一种通信设备，其特征在于，包括机框、设置在所述机框内的电气设备，以及设置在所述机框上并用于给所述电气设备通风的如权利要求1～10任一项的风扇组件。

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