CN114458616B - 一种散热风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种散热风扇，属于笔记本制备技术领域。该装置一种散热风扇，其中，包括：主体，所述主体包括风扇进风面以及位于所述风扇进风面内部的中心轴传动面；在所述中心轴传动面的周向上间隔设置有凸起结构；扇叶，部分所述扇叶连接在所述中心轴传动面和所述风扇进风面之间，部分所述扇叶连接在所述凸起结构和所述风扇进风面之间；所述扇叶和所述中心轴传动面之间形成用于吹入空气流的入风角，所述凸起结构用于改变所述入风角的角度以控制吹入所述入风角气流的流场。本实施例通过在中心轴传动面设置凸起结构，由此改变了入风角的角度，从而使得吹入风扇进风面气流的速度和方向发生改变，进而在降低风扇噪声的同时，提高风扇的流量和风压。

Description

一种散热风扇
技术领域
本发明涉及笔记本制备技术领域，尤其涉及一种用于笔记本的散热风扇。
背景技术
对于笔记本电脑来说，风扇的散热性能决定了笔记本的使用性能；而且风扇是笔记本噪声的主要来源。为此，需要通过优化风扇的扇叶以改善风扇的散热性能和降低风扇的噪声。
现有技术中在解决上述问题时，将风扇中的扇叶设计成不等间距。通过不等间距设计，使得风扇在旋转过程原本同一频段的声音尖锐度被打散，从而起到降低啸叫音的作用，进而提高了声品质。然而，现有技术的不等间距设计方案由于风扇入风角不同导致空气进入量不均匀，因此还存在空气流量降低以及风压降低的缺点。
发明内容
本发明提供一种散热风扇，能够在降低风扇噪声的同时提高风扇性能。
为实现上述目的，根据本申请实施例第一方面提供一种散热风扇，其中，包括：主体，所述主体包括风扇进风面以及位于所述风扇进风面内部的中心轴传动面；在所述中心轴传动面的周向上间隔设置有凸起结构；扇叶，部分所述扇叶连接在所述中心轴传动面和所述风扇进风面之间，部分所述扇叶连接在所述凸起结构和所述风扇进风面之间；所述扇叶和所述中心轴传动面之间形成用于吹入空气流的入风角，所述凸起结构用于改变所述入风角的角度以控制吹入所述入风角气流的流场。
可选的，所述凸起结构为月牙形凸起结构。
可选的，所述月牙形凸起结构有多个，多个所述月牙形凸起结构对称设置在所述中心轴传动面周向上。
可选的，月牙形凸起结构半径是中心轴传动面半径的0.5-0.8倍。
可选的，每个与所述中心轴传动面周向相连接的所述扇叶对应的入风角是相同的。
可选的，每个与所述凸起结构相连接的所述扇叶对应的入风角按照预设曲线关系呈规律性变化。
可选的，所述扇叶在所述风扇进风面一端呈等间距分布。
可选的，所述凸起结构上起始扇叶对应的入风角与所述中心轴传动面连接的扇叶对应的入风角相同。
为实现上述目的，根据本申请实施例第一方面提供一种散热风扇中扇叶位置的确定方法，其中，包括：获取连接在所述中心轴传动面周向上扇叶对应的入风角，以及月牙形凸起结构的数量；将所获取的入风角确定为所述月牙形凸起结构中起始扇叶对应的入风角；针对所述月牙形凸起结构中起始扇叶之外的任一所述扇叶：基于所述月牙形凸起结构中所述扇叶的连接次序、所述初始入风角，以及所述月牙形凸起结构的数量，确定所述扇叶对应的入风角；针对所述月牙形凸起结构中任一所述扇叶：根据所述扇叶对应的入风角，确定扇叶在所述凸起结构和所述风扇进风面之间的连接位置。
可选的，所述根据所述扇叶对应的入风角，确定扇叶在所述凸起结构和所述风扇进风面之间的连接位置，包括：基于等间距原则，确定所述扇叶一端与所述风扇进风面的连接位置；基于所述扇叶对应的入风角，确定所述扇叶另一端与所述凸起结构的连接位置。
基于上述，本实施例提供的散热风扇，在使用时，将中心轴传动面设置在风扇进风面的内部，并在中心轴传动面的周向上间隔设置有凸起结构；之后将一部分扇叶连接在中心轴传动面和风扇进风面之间，并将另一部分扇叶连接在凸起结构和风扇进风面之间，从而在扇叶和中心轴传动面之间形成用于吹入空气流的入风角。本实施例通过在中心轴传动面设置凸起结构，由此改变了入风角的角度，从而使得吹入风扇进风面气流的速度和方向发生改变，进而在降低风扇噪声的同时，提高风扇的流量和风压。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1为现有散热风扇的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的散热风扇的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的散热风扇凸起结构对应入风角的示意图；
图4为本发明实施例连接凸起结构的部分扇叶入风角的变化曲线示意图；
图5为本发明实施例提供的散热风扇中扇叶位置的确定方法的流程示意图；
图6本发明实施例提供的散热风扇和现有散热风扇的风压-流量曲线示意图；
图7为本发明实施例提供的散热风扇和现有散热风扇的FFT峰值的曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做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。
如图1所示，为现有散热风扇的结构示意图。
现有散热风扇包括：主体10和扇叶20。主体10包括风扇进风面101以及位于风扇进风面101内部的中心轴传动面102。扇叶20连接在中心轴传动面102和风扇进风面101之间，且连接在中心轴传动面102和风扇进风面101之间的若干个扇叶20之间呈不等间距设置。扇叶20和中心轴传动面102之间形成用于吹入空气流的入风角。现有散热风扇通过设置不等间距的扇叶使得风扇在旋转过程中原本同一频段的声音尖锐度被打散，从而起到降低风扇噪声的同时提高声品质；然而不等间距的扇叶会导致风扇入风角不同，从而使得入风角的空气进入量不均匀，进而导致流量和风压降低。
如图2所示，为本发明实施例提供的散热风扇的结构示意图。
一种散热风扇，包括：主体10，主体10包括风扇进风面101以及位于风扇进风面101内部的中心轴传动面102；在中心轴传动面102的周向上间隔设置有凸起结构103；扇叶20，部分扇叶20连接在中心轴传动面20和风扇进风面20之间，部分扇叶20连接在凸起结构20和风扇进风面101之间；扇叶20和中心轴传动面102之间形成用于吹入空气流的入风角，凸起结构103用于改变入风角的角度以控制吹入入风角气流的流场。
具体地，中心轴传动面也就是hub面，中心轴传动面在中心轴的作用下带动扇叶转动，从而实现笔记本风扇的散热。
本实施例提供的散热风扇，在使用时，将中心轴传动面设置在风扇进风面的内部，并在中心轴传动面的周向上间隔设置有凸起结构；之后将一部分扇叶连接在中心轴传动面和风扇进风面之间，并将另一部分扇叶连接在凸起结构和风扇进风面之间，从而在扇叶和中心轴传动面之间形成用于吹入空气流的入风角。本实施例通过在中心轴传动面面设置凸起结构以改变入风角的角度，从而控制吹入入风角气流的流场以便吹入入风角的空气流更加均匀；由此在降低风扇噪声的同时提高了风扇的风压和流量。
在这里，流场用于指示某一时刻气流运动的空间分布；也就是，在某一时刻气流运动的流速和流向的统称。本实施例通过设置凸起结构以改变吹入风扇入风角气流的流速和流向，从而使得吹入风扇入风角的气流更加均匀。
如图3所示，为本发明实施例提供的散热风扇凸起结构对应入风角的示意图。在优选的实施例中，所述凸起结构为月牙形凸起结构。月牙形凸起结构也就是半圆性结构的一部分。散热风扇凸起结构对应入风角为月牙形凸起结构的切线与中心轴传动面切线形成的夹角，如图3所示。
具体地，由于月牙形凸起结构内壁与中心轴传动面的周向外表面呈相切状态连接，并且月牙形凸起结构与中心轴传动面相连接处平滑过渡。由此，连接在月牙形凸起结构上扇叶对应的入风角随着月牙外表面的弧度呈规律性的曲线变化，从而在改变了风扇入风角气流流速的同时改变了入风角气流的流向。
在优选的实施例中，月牙形凸起结构有多个，多个月牙形凸起结构对称设置在中心轴传动面周向上。由此，在风扇转动过程中风扇重心能够保持平衡，从而平稳转动，不会发生抖动。
例如，两个月牙形凸起结构对称分布在中心轴传动面周向上；或者，四个月牙形凸起结构对称分布在中心轴传动面周向上，或者，八个月牙形凸起结构对称分布在中心轴传动面周向上。
月牙形凸起结构的半径是根据中心轴传动面周向上所分布的月牙形结构数量而确定的。例如，针对同一中心轴传动面：当中心轴传动面周向上分布两个月牙形凸起结构时，月牙形凸起结构对应的半径为R1,当中心轴传动面周向上分布八个月牙形凸起结构时，月牙形凸起结构对应的半径为R2；通常情况下，R2小于R1，这样才能是实现月牙形凸起结构与中心轴传动面相连接处平滑过渡。本领域技术人员应当能基于中心轴传动面半径适应性选取月牙形凸起的半径尺寸，以实现平滑过渡，在此不做具体限定。
在优选的实施例中，月牙形凸起结构半径是中心轴传动面半径的0.5-0.8倍。由此，月牙形凸起结构正好外切于中心轴传动面的周向上，而且月牙性凸起结构的两端与中心轴传动面平滑过渡；而且通过选取适当的半径能够有效控制风扇气流的流场。
在优选的实施例中，每个与中心轴传动面周向相连接的扇叶对应的入风角是相同的。
具体地，与中心轴传动面周向相连接的一部分扇叶中每个扇叶对应的入风角是相同的；而与月牙形凸起结构相连接的另一部分扇叶中每个扇叶对应的入风角按照预设曲线关系呈规律性变化，也就是说，另一部分扇叶对应的入风角是不同的。
如图4所示，为本发明实施例提供的凸起结构的部分扇叶入风角的变化曲线示意图。
连接凸起结构的部分扇叶中每个扇叶对应的入风角φ按照如下公式(1)和公式(2)计算得到：
Figure GDA0003883175390000061
Figure GDA0003883175390000062
其中，基准风扇入风角
Figure GDA0003883175390000063
n为凸起结构的个数或者是扇叶变化的组数，k表示扇叶的序号，，例如第k个扇叶。
与中心轴传动面周向相连接的部分扇叶对应的入风角是相同的，而与凸起结构相连接的扇叶对应的入风角是呈规律性的变化，因此从整体上看，扇叶呈不等间距分布。由于与凸起结构相连接的扇叶对应的入风角是呈规律性的变化，因此从局部上看，与凸起结构相连接的部分扇叶也是呈不等间距分布。由于扇叶不等间距的设计改变吹入入风角气流的流速，使得风扇在旋转过程原本同一频段的声音尖锐度被打散，进而起到降低啸叫音，提高声品质。而且由于入风角的规律性变化还能改变吹入入风角气流的流向，从而使得吹入风扇入风角的气流更加均匀，进而提高了吹入风扇气流的风压和流量。因此，本发明实施例通过设置凸起结构使得风扇在降低噪声的同时提高了风扇的性能。
在优选的实施例中，所述扇叶在所述风扇进风面一端呈等间距分布。具体地，针对凸起结构对应的扇叶：扇叶的一端连接凸起结构，另一端连接风扇进风面；若干个扇叶的一端在凸起结构上呈不等间距分布，若干个扇叶的另一端在风扇进风面呈等间距分布；由此，使得与凸起结构相连接的部分扇叶所对应的入风角按照预设曲线关系呈规律性变化。
在优选的实施例中，与中心轴传动面连接的所有扇叶对应的入风角是相同的；而且，所述凸起结构上起始扇叶对应的入风角与所述中心轴传动面连接的扇叶对应的入风角相同。由此实现了凸起结构与中心轴传动面是平滑过渡。
如图5所示，为本发明实施例提供的散热风扇中扇叶位置的确定方法的流程示意图。一种散热风扇中扇叶位置的确定方法，具体包括如下步骤：
S501，获取连接在所述中心轴传动面周向上扇叶对应的入风角，以及月牙形凸起结构的数量；
S502，将所获取的入风角确定为所述月牙形凸起结构中起始扇叶对应的入风角；
S503，针对所述月牙形凸起结构中起始扇叶之外的任一所述扇叶：基于所述月牙形凸起结构中所述扇叶的连接次序、所述初始入风角，以及所述月牙形凸起结构的数量，确定所述扇叶对应的入风角；
S504，针对所述月牙形凸起结构中任一所述扇叶：根据所述扇叶对应的入风角，确定扇叶在所述凸起结构和所述风扇进风面之间的连接位置。
具体地，连接在中心轴传动面周向上所有扇叶对应的入风角相同。基于公式(1)和公式(2)，能够确定凸起结构中每个扇叶对应的入风角。之后，针对任一扇叶确定扇叶两端分别与凸起结构以及风扇进风面的连接位置。由于与凸起结构相连接的所有扇叶对应的入风角呈规律性变化，因此不仅能够改变入风角气流的流速，还能够改变吹入入风角气流的流向，从而使得吹入风扇入风角的气流更加均匀，进而提高了吹入风扇气流的风压和流量。因此，本发明实施例通过设置凸起结构使得风扇在降低噪声的同时提高了风扇的性能。
在优选的实施例中，所述根据所述扇叶对应的入风角，确定扇叶在所述凸起结构和所述风扇进风面之间的连接位置，包括：基于等间距原则，确定所述扇叶一端与所述风扇进风面的连接位置；基于所述扇叶对应的入风角，确定所述扇叶另一端与所述凸起结构的连接位置。由此通过将扇叶设计成不等间距分布，改变了吹入入风角气流的流速，使得风扇在旋转过程原本同一频段的声音尖锐度被打散，进而起到降低啸叫音，提高声品质。
如图6所示，为本发明实施例提供的散热风扇和现有散热风扇的风压-流量曲线示意图。
根据图6能够直观的看出来，在相同声音响度的条件下，相比现有散热风扇，本发明散热风扇的流量提升了5.1％，风压提升了13.4％。
如图7所示，为本发明实施例提供的散热风扇和现有散热风扇的FFT峰值的曲线示意图。
根据图7能够直观的看出来，在相同声音响度的条件下，现有散热风扇的FFT peak为21dB，本发明散热风扇的FFT peak为15dB，下降了6dB。
一种散热风扇中扇叶位置的确定装置，具体包括：获取模块，用于获取连接在所述中心轴传动面周向上扇叶对应的入风角，以及月牙形凸起结构的数量；第一确定模块，用于将所获取的入风角确定为所述月牙形凸起结构中起始扇叶对应的入风角；第二确定模块，用于针对所述月牙形凸起结构中起始扇叶之外的任一所述扇叶：基于所述月牙形凸起结构中所述扇叶的连接次序、所述初始入风角，以及所述月牙形凸起结构的数量，确定所述扇叶对应的入风角；第三确定模块，用于针对所述月牙形凸起结构中任一所述扇叶：根据所述扇叶对应的入风角，确定扇叶在所述凸起结构和所述风扇进风面之间的连接位置。
在优选的实施例中，第三确定模块包括：第一确定单元，用于基于等间距原则，确定所述扇叶一端与所述风扇进风面的连接位置；第二确定单元，用于基于所述扇叶对应的入风角，确定所述扇叶另一端与所述凸起结构的连接位置。
上述装置可执行本发明一实施例所提供的散热风扇中扇叶位置的确定方法，具备执行散热风扇中扇叶位置的确定方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的散热风扇中扇叶位置的确定方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种散热风扇，其中，包括：
主体，所述主体包括风扇进风面以及位于所述风扇进风面内部的中心轴传动面；在所述中心轴传动面的周向上间隔设置有凸起结构；
扇叶，部分所述扇叶连接在所述中心轴传动面和所述风扇进风面之间，部分所述扇叶连接在所述凸起结构和所述风扇进风面之间；
所述扇叶和所述中心轴传动面之间形成用于吹入空气流的入风角，所述凸起结构用于改变所述入风角的角度以控制吹入所述入风角气流的流场。
2.根据权利要求1所述的散热风扇，其中，所述凸起结构为月牙形凸起结构。
3.根据权利要求2所述的散热风扇，其中，所述月牙形凸起结构有多个，多个所述月牙形凸起结构对称设置在所述中心轴传动面周向上。
4.根据权利要求3所述的散热风扇，其中，月牙形凸起结构半径是中心轴传动面半径的0.5-0.8倍。
5.根据权利要求1所述的散热风扇，其中，每个与所述中心轴传动面周向相连接的所述扇叶对应的入风角是相同的。
6.根据权利要求1所述的散热风扇，其中，每个与所述凸起结构相连接的所述扇叶对应的入风角按照预设曲线关系呈规律性变化。
7.根据权利要求1所述的散热风扇，其中，所述扇叶在所述风扇进风面一端呈等间距分布。
8.根据权利要求1所述的散热风扇，其中，所述凸起结构上起始扇叶对应的入风角与所述中心轴传动面连接的扇叶对应的入风角相同。
9.一种如权利要求1至8任一所述散热风扇中扇叶位置的确定方法，其中，包括：
获取连接在所述中心轴传动面周向上扇叶对应的入风角，以及月牙形凸起结构的数量；
将所获取的入风角确定为所述月牙形凸起结构中起始扇叶对应的入风角；
针对所述月牙形凸起结构中起始扇叶之外的任一所述扇叶：基于所述月牙形凸起结构中所述扇叶的连接次序、所述月牙形凸起结构中起始扇叶对应的入风角，以及所述月牙形凸起结构的数量，确定所述扇叶对应的入风角；
针对所述月牙形凸起结构中任一所述扇叶：根据所述扇叶对应的入风角，确定扇叶在所述凸起结构和所述风扇进风面之间的连接位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述扇叶对应的入风角，确定扇叶在所述凸起结构和所述风扇进风面之间的连接位置，包括：
基于等间距原则，确定所述扇叶一端与所述风扇进风面的连接位置；
基于所述扇叶对应的入风角，确定所述扇叶另一端与所述凸起结构的连接位置。
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