CN111486132A - 一种改善散热风扇返流的引流降噪装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善散热风扇返流的引流降噪装置，包括引流通路和固定支架，其中，所述引流通路设置于所述固定支架上，并通过所述固定支架设置于狭小空间内侧或外侧，所述引流通路入口设置于散热风扇入流区域或出流区域，并且与所述入流区域或出流区域组成闭合的流动通路，所述引流通路出口延伸至所述狭小空间的外框之外。本发明还公开了一种制作和使用所述引流降噪装置的方法。本发明能够减少狭小空间下散热风扇下游组件引起的返流对散热风扇入流和出流的影响，使散热风扇流动顺畅，在不降低甚至提高风扇散热性能的情况下降低散热风扇的宽频和离散单音噪声。

Description

一种改善散热风扇返流的引流降噪装置及其方法

技术领域

本发明涉及风扇散热和降噪技术领域，尤其涉及一种狭小空间下改善散热风扇返流的引流降噪装置及其方法。

背景技术

散热风扇常用于服务器机柜和电源模块等狭小空间的散热。由于狭小空间内电子器件排列紧密发热严重，通常需要多个散热风扇组成散热单元强制散热。散热风扇的安装一般有向内出风和向外出风两种方式。为了满足风量要求散热风扇往往工作在较高转速，带来了很高的气动噪声。另外，当散热风扇为向内出风时，由于狭小空间自身的限制以及内部下游组件的阻挡，气流可能发生折返形成返流。当风扇进风一侧具有挡板隔绝返流时，返流会形成涡流，影响风扇出流，主要造成宽频噪声增加；当风扇进风一侧存在缝隙，返流会返回风扇进风一侧，同时影响风扇入流和出流，造成宽频和离散单音噪声的增加。另一方面，由于返流造成的流量折损，为了达到足够的散热效果，散热风扇需要工作在更高的转速下，进一步增加了气动噪声。

因此，如何在狭小空间内降低返流影响实现降噪是一个亟需解决的问题。由于狭小空间内部流动通道有限，可以增加适当的引流通道减小流动阻力，降低由于返流产生的宽频和离散单音噪声，进一步地，将返流重新引入狭小空间内或夹层内换热，可以减少返流造成的流量损失，间接降低散热风扇工作所需的转速，实现进一步降噪。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够在狭小空间内通过控制散热风扇返流抑制宽频和离散单音气动噪声的引流装置及其方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，鉴于现有产品的上述缺陷，本发明将要解决的技术问题是在狭小空间内，如何在不影响风扇入流和出流的情况下控制改善返流抑制涡流产生以实现降低宽频和离散单音噪声的效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，包括引流通路和固定支架，其中，所述引流通路设置于所述固定支架上，并通过所述固定支架设置于狭小空间内侧或外侧，所述引流通路入口设置于散热风扇入流区域或出流区域，并且与所述入流区域或出流区域组成闭合的流动通路，所述引流通路出口延伸至所述狭小空间的外框之外。所述返流为散热风扇下游组件引起的与正常风向相悖的气体流动特征。

进一步地，所述引流通路为弯曲管路。

进一步地，所述引流通路为一个通路或多个通路，或是多个通路的组合。

进一步地，所述多个通路的组合为一个入口对应多个出口，或多个入口对应一个出口，或是两种方案的任意组合。

进一步地，所述引流通路入口正对或侧对所述散热风扇的下游组件引起的返流方向，与所述散热风扇侧边缘及所述狭小空间的外框紧密贴合或与所述狭小空间的外框直接相连。所述引流通路出口延伸至狭小空间外框之外并不影响散热风扇入流和出流。

进一步地，所述引流通路自身构成狭小空间的夹层，所述夹层位于所述狭小空间内侧或外侧，所述引流通路入口引导所述狭小空间的返流进入所述夹层以进一步换热。

进一步地，所述夹层内设置有肋片或翅片增强换热。

进一步地，所述固定支架与所述引流通路为一体结构或拼装结构。

进一步地，所述散热风扇是单个轴流散热风扇或多个轴流散热风扇的串联或并联形式。

本发明还涉及一种制作和使用如权利要求1-9所述的改善散热风扇返流的引流降噪装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据所述散热风扇和所述狭小空间外形制作一个引流降噪装置，根据返流方向确定引流通道入口位置及闭合方式，根据所述狭小空间外形确定引流通道弯曲形式及出口位置，根据所述引流通道形状确定所述固定支架位置及固定方式；

步骤2、将步骤1所述引流降噪装置安装在所述狭小空间内侧或外侧，所述引流通路通过所述固定支架与所述狭小空间紧密连接。

在有限空间内风扇散热和降噪技术领域，本发明可以控制散热风扇下游组件引起的返流，抑制散热风扇入流和出流处涡流的产生，起到降低宽频和离散单音噪声的作用，本发明装置还可以构成狭小空间的夹层进一步增加换热，降低散热风扇工作所需转速以实现进一步降噪。

以下将结合附图对本发明的构思、具体组成结构和技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明一个较佳实施例的三维结构示意图；

图2是本发明一个较佳实施例安装示意图；

图3是本发明一个较佳实施例的后视安装示意图；

图4是本发明一个较佳实施例的正视图；

图5是本发明一个较佳实施例的后视图；

图6是本发明一个较佳实施例的侧视图；

图7是狭小空间下散热风扇返流示意图。

其中：1-狭小空间，2-散热风扇，3-引流降噪装置，4-引流通路，5-固定支架，6-夹层，7-肋片。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例1

如图1、2、3、4、5、6所示，本实施例改善散热风扇返流的引流降噪装置3包括引流通路4和固定支架5，引流通路4为弯曲管路，与狭小空间1的外形相适应，引流通路4设置于固定支架5上，通过固定支架5设置于狭小空间1外侧，引流通路4入口设置于散热风扇2入流区域形成闭合的流动通路，引流通路4弯曲使其出口延伸至狭小空间1的外框之外，且引流通路4自身构成狭小空间1的夹层6，夹层内设置有肋片7增强换热。

如图7所示，在狭小空间下当散热风扇下游存在大量元件时，风扇排气受到阻碍，气体流动方向发生改变，一部分扭曲继续向下游流动，另一部分折返形成返流。一方面返流形成涡流会产生较高的宽频噪声，另一方面返流将进一步阻碍风扇的排气使风扇流量减小，不利于散热。当散热风扇与狭小空间外框之间存在缝隙时，其中大部分返流会折返回到风扇进气一侧，被风扇再次吸入，形成吸入涡，这很可能也增加了风扇产生的离散单音噪声。

如图2和3所示，本实施例根据狭小空间1及散热风扇2的安装关系，将引流通路4的入口设置在散热风扇缝隙处，即入流区域正对返流的方向，将大部分返流引出狭小空间，使其不被风扇重新吸入，减小风扇与吸入涡流相互作用产生的噪声。引流通路4为两个独立的弯曲管路，但不遮挡风扇的入流，分别引出两个缝隙的返流。引流通路4的两个独立通路分别向上和向下弯曲并变形构成狭小空间1的夹层6，其出口与狭小空间流动出口平齐。返流经过引流通路4的转向进入夹层6中，参与狭小空间的换热，间接增加了散热风扇的散热能力，进而可以降低散热所需的风扇转速，降低其气动噪声。为了增加夹层6的换热能力，在夹层6内设置有肋片7增加换热面积。在消声室中针对类似图1的某狭小空间1的散热风扇2进行实验，验证了引流降噪装置的降噪效果，在无夹层6的情况下，仅通过引流通路4将返流引出狭小空间1即可有效降低宽频和离散单音噪声。

如图1、4、5、6所示，引流装置3的外形与狭小空间1相适应，本例固定支架5根据狭小空间1的外形选取为支脚卡扣的形式，与夹层6和引流通路4一体成型。引流通路4的入口形状与安装风扇之间的缝隙形状有关，需保证气密性。夹层6的长宽高根据空间限制及狭小空间外框的大小确定。可以预见，若狭小空间1外形、散热风扇2大小及安装位置发生改变，本发明的引流通路4以及固定支架5的外形可以做出相应调整，而夹层6为非必选项，可以根据实际情况选择有无。

具体在使用时，首先根据狭小空间外形及散热风扇安装情况制作一个引流降噪装置，其中，根据散热风扇安装情况及返流特征选择引流通路的组合形式、引流通路入口所处的区域(风扇入流或出流区域)以及引流通路的入口形状，根据狭小空间的限制选择是否采用夹层换热，根据狭小空间尺寸确定夹层处于狭小空间内侧或外侧以及夹层的尺寸，根据引流通路、夹层和狭小空间外形确定固定支架形式；然后将该引流降噪装置安装在狭小空间外框上，通过固定支架使得引流通路与狭小空间外框紧密贴合。

实施例2

在实施例1的基础上，可以考虑引流通路的组合形式，在散热风扇2出流区域的狭小空间外框上开孔，与夹层6连通，形成新的引流通路。当狭小空间安装允许时，可以将两个夹层6连通形成环形夹层包裹狭小空间外框，此时为多个引流通路入口对应一个出口的组合形式。

实施例3

本实施例对于多个散热风扇2串联的情况的应用，并不改变引流装置的原理和作用方式，本发明同样可以应用于复杂的风扇排列中。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，包括引流通路和固定支架，其中，所述引流通路设置于所述固定支架上，并通过所述固定支架设置于狭小空间内侧或外侧，所述引流通路入口设置于散热风扇入流区域或出流区域，并且与所述入流区域或出流区域组成闭合的流动通路，所述引流通路出口延伸至所述狭小空间的外框之外。

2.如权利要求1所述的一种改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，所述引流通路为弯曲管路。

3.如权利要求1所述的改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，所述引流通路为一个通路或多个通路，或是多个通路的组合。

4.如权利要求3所述的改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，所述多个通路的组合为一个入口对应多个出口，或多个入口对应一个出口，或是两种方案的任意组合。

5.如权利要求1所述的改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，所述引流通路入口正对或侧对所述散热风扇的下游组件引起的返流方向，与所述散热风扇侧边缘及所述狭小空间的外框紧密贴合或与所述狭小空间的外框直接相连。

6.如权利要求1所述的改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，所述引流通路自身构成狭小空间的夹层，所述夹层位于所述狭小空间内侧或外侧，所述引流通路入口引导所述狭小空间的返流进入所述夹层以进一步换热。

7.如权利要求6所述的改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，所述夹层内设置有肋片或翅片。

8.如权利要求1所述的改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，所述固定支架与所述引流通路为一体结构或拼装结构。

9.如权利要求1所述的改善散热风扇返流的引流降噪装置，其特征在于，所述散热风扇是单个轴流散热风扇或多个轴流散热风扇的串联或并联形式。

10.一种制作和使用如权利要求1-9所述的改善散热风扇返流的引流降噪装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据所述散热风扇和所述狭小空间外形制作一个引流降噪装置，根据返流方向确定引流通道入口位置及闭合方式，根据所述狭小空间外形确定引流通道弯曲形式及出口位置，根据所述引流通道形状确定所述固定支架位置及固定方式；

步骤2、将步骤1所述引流降噪装置安装在所述狭小空间内侧或外侧，所述引流通路通过所述固定支架与所述狭小空间紧密连接。

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