CN115479049A - 用于降噪的风扇框、风扇以及电子设备 - Google Patents

用于降噪的风扇框、风扇以及电子设备 Download PDF

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CN115479049A CN202110599179.7A CN202110599179A CN115479049A CN 115479049 A CN115479049 A CN 115479049A CN 202110599179 A CN202110599179 A CN 202110599179A CN 115479049 A CN115479049 A CN 115479049A
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Abstract

本申请提供了一种用于降噪的风扇框、风扇以及电子设备。风扇框包括内框、外框和隔板。内框形成通风流道并具有第一开口。内框与外框之间具有第一降噪室。第一降噪室与第一开口连通。隔板具有与第一降噪室连通的多个第二开口。隔板位于内框与外框之间，且与内框和/或外框形成第二降噪室。第二开口与第二降噪室连通。第一开口消耗通风流道内的噪声，并将其传到第一降噪室。噪声在第一降噪室中被消耗。第二开口对噪声继续消耗，并将其传到第二降噪室。噪声在第二降噪室中被消耗。通过风扇框的降噪作用，实现对风扇降噪，以降低电子设备的噪声。利用风扇框自身结构进行降噪设计，不会改变风扇的外观或尺寸，可以应用于不同的风扇。

Description

用于降噪的风扇框、风扇以及电子设备
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种用于降噪的风扇框、风扇以及电子设备。
背景技术
在一些电子设备的工作过程中，其内部的电子器件通常会不断地产生热量，如果这些热量长时间没有被排出电子设备外，则会对电子设备的性能造成不良影响，甚至因为过热而对电子器件造成不可逆的损坏。为了对电子器件进行散热，通常在电子设备中设置有风扇，通过风扇产生气流而将电子器件产生的热量带走。
风扇的散热功能主要通过高速旋转的叶轮旋转产生气流。然而，风扇在产生气流的同时也会产生噪声。由于风扇噪声的量级通常与风扇转速的5-6次方成正比，但风扇性能与风扇转速1次方成正比，因此，风扇转速的不断提高将导致风扇噪声不断攀高，甚至达到人耳难以忍受的级别。
发明内容
本申请提供了一种用于降噪的风扇框、风扇以及电子设备，以对风扇进行降噪，从而降低电子设备的整体噪声。
第一方面，本申请提供了一种用于降噪的风扇框，该风扇框应用于风扇。风扇框包括内框、外框和一个或多个隔板。具体的，内框可以形成通风流道，并且内框具有一个或多个第一开口。内框与外框之间具有一个或多个第一降噪室，第一降噪室与第一开口连通。当风扇工作时，通风流道内会产生气流，同时也会产生气动噪声。内框的每个第一开口可以将气动噪声的声波从通风流道传递到各个第一降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在每个第一降噪室中，声波可以被至少部分地消耗。
上述隔板具有多个第二开口，每个第二开口与第一降噪室连通。隔板还与内框和/或外框形成一个或多个第二降噪室，第二降噪室与第二开口连通。每个第二开口可以将第一降噪结构未消耗的声波传递至每个第二降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在每个第二降噪室中，声波可以再次被至少部分地消耗。
另外，上述多个第二开口可以设置成：至少两个第二开口的形状不相同；或者，至少两个第二开口的面积不相同；或者，至少两个第二开口的形状和面积均不相同。这样设置可以使这些第二开口具有不同的声阻和声质量，从而能够针对不同频率的噪声进行降噪，以拓宽第二降噪结构的降噪频带。
因此，通过第一降噪结构和第二降噪结构的耦合降噪作用，可以实现对风扇进行降噪，从而降低电子设备的整体噪声。此外，利用风扇框自身结构进行降噪设计，不需要对风扇的外形进行改变，不会扩大风扇的整体尺寸，因此可以应用在不同尺寸的风扇、甚至是微小型风扇中。
除了设置不同的第二开口以外，还可以通过设置不同的第二降噪室来实现多频段降噪。在隔板与内框和/或外框形成多个第二降噪室的情况下：至少两个第二降噪室沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同；或者，至少两个第二降噪室垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同；或者，至少两个第二降噪室沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同，并且至少两个第二降噪室垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同。通过改变第二降噪室的深度和/或截面，可以将第二降噪结构的共振频率设置成不相同，以便针对不同频率的噪声进行降噪，实现多频段降噪。
在具体的技术方案中，上述第二开口的具体形式不限，例如可以为槽或孔。具体可以针对不同频率的噪声来设置。
上述多个第二开口可以平行排列，每个第二开口为第二槽，这样可以便于通过开模成型制造隔板。
在具体的技术方案中，可以在第二槽的长边设置第二肋条。第二肋条朝向第二降噪室凸出，从而使第二槽和第二肋条形成狭缝结构。当声波与第二开口的内壁摩擦时，该狭缝结构可以增加声波与第二开口的接触面积，从而增大声波的消耗。
另外，上述第二开口也可以为孔。该孔的周边设置有朝向第二降噪室凸出的第二延伸部，从而形成管状结构。该管状结构可以增加声波与第二开口的接触面积，使得声波与第二开口的内表面进行摩擦时，可以增大声波在第二开口内的消耗。
针对低频噪声，还可以将第二延伸部弯折至少一次，使第二延伸部可以设置得更长，增大第二开口的声质量，从而实现对低频噪声进行消耗。
为了使通风流道内的气流在经过各个第一开口时不会进入该第一开口，第一开口在内框与通风流道接触的表面内的宽度，小于其垂直于该表面的深度，使第一开口可以提供较大流阻和一定量的声阻。因此，第一开口在传递和消耗声波的同时，不会影响气流的流动，进而也不会影响风扇的整体散热性能。
上述内框可以具有多个第一开口。这些第一开口可以设置成：至少两个第一开口的形状不相同；或者，至少两个第一开口的面积不相同；或者，至少两个第一开口的形状和面积均不相同。这样设置可以使这些第一开口具有不同的声阻和声质量，从而可以针对不同频率的噪声进行降噪，以拓宽第一降噪结构的降噪频带。
除了设置不同的第一开口，还可以设置不同的第一降噪室来实现多频段降噪。在内框与外框之间具有多个第一降噪室的情况下：至少两个第一降噪室沿着声波传播方向的深度可以设置成不同的；或者，至少两个第一降噪室垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同；或者，至少两个第一降噪室沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同，并且至少两个第一降噪室垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同。通过改变第一降噪室的深度和/或截面，可以将第一降噪结构的共振频率设置成不相同，以便针对不同频率的噪声进行降噪，实现多频段降噪。
在具体的技术方案中，上述第一开口的具体形式不限，例如可以为槽或孔。具体可以针对不同频率的噪声来设置上述第一开口的形状。
上述内框可以具有平行排列的多个第一开口，每个第一开口为第一槽。这样可以便于通过开模成型制造具有第一开口的内框。
在具体的技术方案中，可以在第一槽的长边设置第一肋条。第一肋条朝向第一降噪室凸出，使第一槽和第一肋条形成狭缝结构。当声波与第一开口的内壁摩擦时，该狭缝结构可以增加声波与第一开口的接触面积，从而增大声波的消耗。
另外，上述第一开口也可以为孔。该孔的周边设置有朝向第一降噪室凸出的第一延伸部，从而形成管状结构。该管状结构可以增加声波与第一开口的接触面积，使得声波与第一开口的内表面进行摩擦时，从而增加声波在第一开口内的消耗。
针对低频噪声，还可以将第一延伸部弯折至少一次，使第一延伸部可以设置得更长，增大第一开口的声质量，从而可以对低频噪声进行消耗。
上述每个隔板可以具有至少五个第二开口，每个隔板与内框和/或外框形成至少五个第二降噪室，第二开口与第二降噪室数量相同且一一对应连通。这些第二开口可以设置成形状各不相同，或者面积各不相同，或者形状和面积均各不相同，使得这些第二开口的声阻和声质量均不相同，从而可以对更多不同频率的噪声进行降噪，以拓宽第二降噪结构的降噪频带。
此外，上述第一开口和/或第二开口可以填充有吸声材料，吸声材料也可以对噪声进行吸音。
在具体的技术方案中，上述第一降噪室和/或第二降噪室可以为共振腔，以采用共振原理进行降噪。
第二方面，本申请提供了一种风扇，包括转动叶轮、驱动器以及第一方面的风扇框。具体的，转动叶轮设置在风扇框的通风流道内，驱动器可以驱动转动叶轮旋转。当风扇工作时，转动叶轮在通风流道内旋转以产生气流，同时气流撞击转动叶轮会产生气动噪声。风扇框的每个第一开口将气动噪声的声波从通风流道传递到各个第一降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在各个第一降噪室中，声波可以被至少部分地消耗。每个第二开口可以将第一降噪结构未消耗的声波传递至每个第二降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在每个第二降噪室中，声波可以再次被至少部分地消耗。其中，至少两个第二开口的形状和/或面积不相同，从而使这些第二开口具有不同的声阻和声质量，能够针对不同频率的噪声进行降噪，以拓宽第二降噪结构的降噪频带。
因此，通过第一降噪结构和第二降噪结构的耦合降噪作用，可以实现对风扇进行降噪，从而降低电子设备的整体噪声。此外，利用风扇框自身结构进行降噪设计，不需要对风扇的外形进行改变，不会扩大风扇的整体尺寸，因此可以应用在不同尺寸的风扇、甚至是微小型风扇中。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括外壳、电子器件以及第二方面的风扇。具体的，电子器件和风扇设置在外壳内，风扇可以对电子器件进行散热。当风扇工作时，转动叶轮在通风流道内旋转以产生气流，同时气流撞击转动叶轮会产生气动噪声。风扇框的每个第一开口将气动噪声的声波从通风流道传递到各个第一降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在各个第一降噪室中，声波可以被至少部分地消耗。每个第二开口可以将第一降噪结构未消耗的声波传递至每个第二降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在每个第二降噪室中，声波可以再次被至少部分地消耗。其中，至少两个第二开口的形状和/或面积不相同，从而使这些第二开口具有不同的声阻和声质量，能够针对不同频率的噪声进行降噪，以拓宽第二降噪结构的降噪频带。
因此，通过第一降噪结构和第二降噪结构的耦合降噪作用，可以实现对风扇进行降噪，从而降低电子设备的整体噪声。此外，利用风扇框自身结构进行降噪设计，不需要对风扇的外形进行改变，不会扩大风扇的整体尺寸，因此可以应用在不同尺寸的风扇、甚至是微小型风扇中。
为了便于维修、清洁和更换风扇，可以将风扇与外壳设置成可拆卸地装配。
第四方面，本申请提供了一种用于降噪的风扇框，其内部具有通风流道。具体的，风扇框包括内框和外框，其中，内框可以形成通风流道，并且内框具有一个或多个第一开口。内框与外框之间具有一个或多个第一降噪室，第一降噪室与第一开口连通。本申请的风扇框应用于风扇，当风扇工作时，通风流道内会产生气流，同时也会产生气动噪声。内框的每个第一开口可以将气动噪声的声波从通风流道传递到各个第一降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在各个第一降噪室中，声波可以被至少部分地消耗。因此，通过第一降噪结构的降噪作用，可以实现对风扇进行降噪，从而降低电子设备的整体噪声。此外，利用风扇框自身结构进行降噪设计，不需要对风扇的外形进行改变，不会扩大风扇的整体尺寸，因此可以应用在不同尺寸的风扇、甚至是微小型风扇中。
另外，为了使通风流道内的气流在经过各个第一开口时不会进入该第一开口，第一开口在内框与通风流道接触的表面内的宽度，小于其垂直于该表面的深度，使第一开口可以提供较大流阻和一定量的声阻。因此，第一开口在传递和消耗声波的同时，不会影响气流的流动，进而也不会影响风扇的整体散热性能。
上述内框可以具有多个第一开口。这些第一开口可以设置成：至少两个第一开口的形状不相同；或者，至少两个第一开口的面积不相同；或者，至少两个第一开口的形状和面积均不相同。这样设置可以使这些第一开口具有不同的声阻和声质量，从而可以针对不同频率的噪声进行降噪，以拓宽第一降噪结构的降噪频带。
除了设置不同的第一开口，还可以设置不同的第一降噪室来实现多频段降噪。在内框与外框之间具有多个第一降噪室的情况下：至少两个第一降噪室沿着声波传播方向的深度可以设置成不同的；或者，至少两个第一降噪室垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同；或者，至少两个第一降噪室沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同，并且至少两个第一降噪室垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同。通过改变第一降噪室的深度和/或截面，可以将第一降噪结构的共振频率设置成不相同，以便针对不同频率的噪声进行降噪，实现多频段降噪。
在具体的技术方案中，上述第一开口的具体形式不限，例如可以为槽或孔。具体可以针对不同频率的噪声来设置上述第一开口的形状。
上述内框可以具有平行排列的多个第一开口，每个第一开口为第一槽。这样可以便于通过开模成型制造具有第一开口的内框。
在具体的技术方案中，可以在第一槽的长边设置第一肋条。第一肋条朝向第一降噪室凸出，使第一槽和第一肋条形成狭缝结构。当声波与第一开口的内壁摩擦时，该狭缝结构可以增加声波与第一开口的接触面积，从而增大声波的消耗。
另外，上述第一开口也可以为孔。该孔的周边设置有朝向第一降噪室凸出的第一延伸部，从而形成管状结构。该管状结构可以增加声波与第一开口的接触面积，使得声波与第一开口的内表面进行摩擦时，从而增加声波在第一开口内的消耗。
针对低频噪声，还可以将第一延伸部弯折至少一次，使第一延伸部可以设置得更长，增大第一开口的声质量，从而可以对低频噪声进行消耗。
为了更进一步地降噪，风扇框还可以包括位于内框与外框之间的一个或多个隔板。隔板可以具有一个或多个第二开口，每个第二开口与上述第一降噪室连通。隔板与内框和/或外框可以形成一个或多个第二降噪室；第二开口与第二降噪室连通。隔板的每个第二开口可以将第一降噪结构未消耗的声波传递至每个第二降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在每个第二降噪室中，声波可以再次被至少部分地消耗。通过第一降噪结构和第二降噪结构的耦合降噪作用，实现对通风流道内的气动噪声的降噪。
上述隔板可以具有多个第二开口。这些第二开口可以设置成：至少两个第二开口的形状不相同；或者，至少两个第二开口的面积不相同；或者，至少两个第二开口的形状和面积均不相同。这样设置可以使这些第二开口具有不同的声阻和声质量，从而可以针对不同频率的噪声进行降噪，以拓宽第二降噪结构的降噪频带。
除了设置不同的第二开口以外，还可以通过设置不同的第二降噪室来实现多频段降噪。在隔板与内框和/或外框形成多个第二降噪室的情况下：至少两个第二降噪室沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同；或者，至少两个第二降噪室垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同；或者，至少两个第二降噪室沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同，并且至少两个第二降噪室垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同。通过改变第二降噪室的深度和/或截面，可以将第二降噪结构的共振频率设置成不相同，以便针对不同频率的噪声进行降噪，实现多频段降噪。
在具体的技术方案中，上述第二开口的具体形式不限，例如可以为槽或孔。具体可以针对不同频率的噪声来设置。
上述多个第二开口可以平行排列，每个第二开口为第二槽，这样可以便于通过开模成型制造隔板。
在具体的技术方案中，可以在第二槽的长边设置第二肋条。第二肋条朝向第二降噪室凸出，从而使第二槽和第二肋条形成狭缝结构。当声波与第二开口的内壁摩擦时，该狭缝结构可以增加声波与第二开口的接触面积，从而增大声波的消耗。
另外，上述第二开口也可以为孔。该孔的周边设置有朝向第二降噪室凸出的第二延伸部，从而形成管状结构。该管状结构可以增加声波与第二开口的接触面积，使得声波与第二开口的内表面进行摩擦时，可以增大声波在第二开口内的消耗。
针对低频噪声，还可以将第二延伸部弯折至少一次，使第二延伸部可以设置得更长，增大第二开口的声质量，从而实现对低频噪声进行消耗。
上述每个隔板可以具有至少五个第二开口，每个隔板与内框和/或外框形成至少五个第二降噪室，第二开口与第二降噪室数量相同且一一对应连通。这些第二开口可以设置成形状各不相同，或者面积各不相同，或者形状和面积均各不相同，使得这些第二开口的声阻和声质量均不相同，从而可以更多不同频率的噪声进行降噪，以拓宽第二降噪结构的降噪频带。
此外，上述第一开口和/或第二开口可以填充有吸声材料，吸声材料也可以对噪声进行吸音。
在具体的技术方案中，上述第一降噪室和/或第二降噪室可以为共振腔，以采用共振原理进行降噪。
第五方面，本申请提供了一种风扇，包括转动叶轮、驱动器以及第四方面的风扇框。具体的，转动叶轮设置在风扇框的通风流道内，驱动器可以驱动转动叶轮旋转。当风扇工作时，转动叶轮在通风流道内旋转以产生气流，同时气流撞击转动叶轮会产生气动噪声。风扇框的每个第一开口将气动噪声的声波从通风流道传递到各个第一降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在各个第一降噪室中，声波可以被至少部分地消耗。因此，通过第一降噪结构的降噪作用，可以实现对风扇进行降噪，从而降低电子设备的整体噪声。并且，第一降噪结构利用风扇框自身结构形成，不需要对风扇的外形进行改变，不会扩大风扇的整体尺寸，因此可以应用在不同尺寸的风扇、甚至是微小型风扇中。另外，第一开口在内框与通风流道接触的表面内的宽度，小于其垂直于该表面的深度，这样可以使第一开口提供较大流阻和一定量的声阻，通风流道内的气流在经过各个第一开口时不会进入该第一开口。因此，第一开口在传递和消耗声波的同时，不会影响气流的流动，进而也不会影响风扇的整体散热性能。
第六方面，本申请提供了一种电子设备，包括外壳、电子器件以及第五方面的风扇。具体的，电子器件和风扇设置在外壳内，风扇可以对电子器件进行散热。当风扇工作时，转动叶轮在通风流道内旋转以产生气流，同时气流撞击转动叶轮会产生气动噪声。风扇框的每个第一开口将气动噪声的声波传递至各个第一降噪室中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在各个第一降噪室中，声波可以被至少部分地消耗。因此，通过第一降噪结构的降噪作用，可以实现对风扇降噪，从而降低电子设备的整体噪声。并且，第一降噪结构利用风扇框自身结构形成，不需要对风扇的外形进行改变，不会扩大风扇的整体尺寸，因此可以应用在不同尺寸的风扇、甚至是微小型风扇中。另外，第一开口在内框与通风流道接触的表面内的宽度，小于其垂直于该表面的深度，这样可以使第一开口提供较大流阻和一定量的声阻，通风流道内的气流在经过各个第一开口时不会进入该第一开口。因此，第一开口在传递和消耗声波的同时，不会影响气流的流动，进而也不会影响风扇的整体散热性能。
为了便于维修、清洁和更换风扇，可以将风扇与外壳设置成可拆卸地装配。
附图说明
图1为现有技术中风扇的一种结构示意图；
图2为现有技术中风扇的噪声的频率-声压图；
图3为本申请实施例中电子设备的一种结构示意图；
图4为本申请实施例中风扇的一种结构示意图；
图5为图4的风扇沿A-A方向的截面图；
图6为本申请实施例中风扇框的一种结构示意图；
图7为图6的风扇沿B-B方向的截面图；
图8为本申请实施例中第一降噪结构采用共振消声原理的示意图；
图9为本申请实施例中气流经过第一开口的示意图；
图10为本申请实施例中内框的一种结构示意图；
图11为本申请实施例中内框的另一种结构示意图；
图12为本申请实施例中内框的另一种结构示意图；
图13为本申请实施例中内框的另一种结构示意图；
图14为本申请实施例中内框的另一种结构示意图；
图15为本申请实施例中第一开口的一种结构示意图；
图16为本申请实施例中第一降噪结构对风扇气动影响的测试结果；
图17为风扇安装本申请实施例的第一降噪结构前后的噪声频谱；
图18为本申请实施例中风扇的另一种结构示意图；
图19为图18的风扇沿E-E方向的截面图；
图20为本申请实施例中风扇框的一种结构立体图；
图21为图20的风扇沿F-F方向的截面图；
图22为本申请实施例中第二降噪结构的一种示意图；
图23为图22的第二降噪结构的另一示意图；
图24为本申请实施例中第一降噪结构和第二降噪结构对风扇气动影响的测试结果；
图25为在相同转速和运行背压下，风扇安装第一降噪结构和第二降噪结构前后的噪声测试结果；
图26为风扇安装本申请实施例的第一降噪结构和第二降噪结构前后的声压级频谱对比图。
附图标记：
背景技术部分：
10-风扇； 11-风扇框；
12-转动叶轮； 13-静导叶；
本申请实施例部分：
30-电子设备； 31-外壳；
32-电子器件； 33-风扇；
80-弹簧振子系统； 81-空气柱；
82-振子； 83-弹簧；
84-阻尼； 90-涡层；
331-转动叶轮； 332-风扇框；
333-通风流道； 334-静导叶；
335-第一降噪室； 336-第一开口；
337-隔板； 338-第二开口；
339-第二降噪室； 3311-轮毂；
3312-动叶片； 3321-内框；
3322-外框； 3361-第一延伸部；
3381-第二延伸部。
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。
随着电子设备的性能不断提升，电子器件的功率也随之上升，这导致电子器件产生更多的热量，这就要求提高风扇转速来产生更强的气流。
图1示出现有技术中风扇的一种结构，该风扇可以应用于电子设备，用于为电子器件散热。具体的，该风扇10包括一个风扇框11、一个转动叶轮12和一个静导叶13。具体的，风扇框11具有供气流流动的通风流道，转动叶轮12和静导叶13设置在该通风流道内。静导叶13设置在通风流道的出口处，用于引导气流流出风扇10的方向。静导叶13与风扇框11固定连接，并且相对于风扇框11是固定不动的。转动叶轮12与静导叶13连接，并且转动叶轮12可以相对于静导叶13旋转。当转动叶轮12旋转时，通风流道的入口周围的气体被吸入，然后在转动叶轮12的作用下从出口加速排出，从而在通风流道内形成气流，用于带走电子器件的热量。由于气流经过转动叶轮12后会向四周加速流动，因此静导叶13可以将向四周加速流动的气体朝向通风流道的轴线汇聚，这样不仅可以提高排出风扇10的气流压力，也可以有助于克服风扇10周围的电子器件对排出气流的阻力。
风扇10在工作的过程中产生噪声，主要是因为从入口处进入的气流极其紊乱。这些气流不断拍打在转动叶轮12的叶片上，产生一部分气动噪声；然后气流在经过转动叶轮12后会冲击静导叶13，产生另一部分气动噪声。由于气流无规律地拍打转动叶轮12和静导叶13，因此风扇10的气动噪声的频率也不限于某一特定频率，如图2的噪声频率-声压图所示，气动噪声可能包括低频、中频、高频等各种频率的噪声，这些频段的噪声具有宽频特性和窄频特性。
需要说明的是，在本申请中，低频噪声是指频率<600Hz的噪声，中频噪声是指频率在600～1500Hz范围内的噪声，高频噪声是指频率>1500Hz的噪声。此外，宽频带噪声是指从低频带到高频带，声压幅值相差不大的噪声；窄频带噪声是指主要成分集中分布在狭窄的频率范围内的噪声。
为此，本申请提供了一种用于降噪的风扇框、风扇以及电子设备，以对风扇进行降噪，从而降低电子设备的噪声。
图3示出本申请实施例中电子设备的一种结构。如图3所示，电子设备30包括外壳31、电子器件32以及风扇33，电子器件32和风扇33设置在外壳31内。需要说明的是，电子设备30的类型不限，例如可以为基站、移动终端、计算机、机器人、机床、半导体加工设备、打印机、吸尘器、吹风机或游戏机等，在本申请中不作具体限制。另外，电子器件32的类型也不限，例如可以为处理器、电热丝、集成电路或晶体管等，在本申请中不作具体限制。
在电子设备30工作期间，电子器件32不断地产生热量。为了避免电子器件32过热，风扇33可以对电子器件32进行散热。风扇33可以设置在电子器件32的周围并与外壳31固定连接。风扇33与外壳31可以是可拆卸装配的，例如铆接、螺纹联接或卡接等，从而可以便于维修、清洁和更换风扇33。
图4示出本申请实施例中风扇的一种结构示意图，图5示出图4的风扇沿A-A方向的一部分截面。如图4和图5所示，风扇33包括转动叶轮331、驱动器(图中未示出)和用于降噪的风扇框332。具体的，转动叶轮331包括轮毂3311和动叶片3312，动叶片3312布置在轮毂3311上，动叶片3312与轮毂3311的轴线呈一定角度。风扇框332具有通风流道333，转动叶轮331位于通风流道333内。驱动器可以设置在轮毂3311中，用于驱动转动叶轮331旋转。另外，风扇33还可以包括静导叶334，静导叶334设置在通风流道333的出口处，并与风扇框332固定连接。静导叶334不仅可以引导气流的方向，还可以与转动叶轮331的轮毂3311连接，以向转动叶轮331提供支撑。风扇框332包围转动叶轮331和静导叶334，并与轮毂3311形成环形的通风流道333(或者也可以称为风扇涵道)，动叶片3312驱动气体经通风流道333流向外界。当风扇33工作时，转动叶轮331在通风流道333内旋转以产生气流，同时气流撞击动叶片3312而产生气动噪声。本申请为了解决风扇33的噪声问题，在风扇框332处设置降噪结构，以消耗气动噪声，从而实现风扇33的降噪。下面将详细说明本申请对风扇33的降噪。
图6示出本申请实施例中风扇框的一种结构的立体图，图7示出图6的风扇沿B-B方向的部分截面。在本申请的一个具体实施例中，风扇33包括风扇框332、以及设置在风扇框332内的转动叶轮331和静导叶334。如图6和图7所示，风扇框332包括内框3321和外框3322，内框3321形成通风流道333。具体的，内框3321与外框3322之间具有一个或多个第一降噪室335；内框3321具有一个或多个第一开口336，每个第一开口336与一个第一降噪室335连通。在本申请的实施例中，为了便于描述，以第一降噪结构表示第一开口336和第一降噪室335。
当风扇33工作时，通风流道333内产生流动气体，从而形成气流以带走电子器件32的热量，实现散热功能；同时，气流在通风流道333内撞击转动叶轮331和静导叶334，产生气动噪声。每个第一开口336可以将气动噪声的声波从通风流道333传递到各个第一降噪室335中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在各个第一降噪室335中，声波可以被至少部分地消耗。因此，通过第一降噪结构的降噪作用，可以实现对风扇33进行降噪，从而降低电子设备30的整体噪声。此外，第一降噪结构不需要对风扇33的外形进行改变，可以直接在现有的风扇框332上做出该第一降噪结构，而不会扩大风扇33的整体尺寸，因此，该风扇框332可以应用在不同尺寸的风扇、甚至是微小型风扇中。
需要说明的是，每个第一开口336与一个第一降噪室335连通是指每个第一降噪室335与至少一个第一开口336连通。例如，第一开口336的数量与第一降噪室335的数量可以相等且一一对应连通；或者，第一开口336的数量大于第一降噪室335的数量，即一个第一降噪室335可以与多个(例如2个、4个、5个等)第一开口336连通。
对通风流道333内的气动噪声进行降噪，可以采用不同的消声技术，例如可以采用阻性消声、抗性消声、或阻抗复合性消声等。例如，全部或部分的第一开口336可以为空心的，也就是说第一开口336内的介质为空气。或者，全部或部分的第一开口336也可以填充有吸声材料，从而使第一开口336可以采用阻性消声原理。具体的，吸声材料可以为吸音棉或纤维。或者，第一降噪室335可以采用共振消声原理，具体地，第一降噪室335可以为共振腔。或者，可以将第一开口336设置成空心的，同时将第一降噪室335设置成共振腔，从而使第一开口336和第一降噪室335采用阻抗复合性消声原理，也就是共振消声原理。下面将详细说明第一降噪结构及其降噪原理。
图8示出本申请实施例中第一降噪结构采用共振消声原理的示意图，该实施例的第一降噪结构包括一个第一开口336和一个第一降噪室335。如图8所示，第一降噪结构相当于图8中右图所示的弹簧振子系统80；气动噪声的声波相当于激励力；第一开口336内的空气可以形成空气柱81，空气柱81也可以称为声质量，相当于弹簧振子系统80中的振子82；第一降噪室335相当于弹簧振子系统80的弹簧83。当用于散热的气流沿风扇33的通风流道333流动时，所产生的气动噪声的声波入射到第一降噪结构的表面，即第一开口336与通风流道333接触的表面M，使第一开口336内的空气柱81沿图8中左图的平行双向箭头所示方向进行振动，振动的空气柱81与第一开口336的内壁摩擦(相当于弹簧振子系统80的阻尼84)，从而将声能转化为热能，实现降噪。声波的频率越接近第一降噪结构的固有共振频率，空气柱81的振动幅度越大，声能消耗就越剧烈。
在设计第一降噪结构时，要求第一降噪结构的总体尺寸与待消耗的声波波长为同一个量级，从而才能较佳地实现降噪。因此，空气柱81的质量以及第一降噪室335在声波传播方向的深度决定了第一降噪结构的共振频率，即空气柱81的质量越大、第一降噪室335在声波传播方向的深度越大，共振频率越低。其中，声波传播方向是指声波从第一开口336进入第一降噪室335的传播方向，例如图8中竖直向下的方向。
图9示出本申请实施例中气流经过第一开口的示意图。如图9所示，以一个第一开口336为例进行说明。在内框3321与通风流道333接触的表面M内，第一开口336具有宽度d1。第一开口336沿垂直于前述表面M的长度为第一开口336的深度t1。具体而言，当第一开口336为槽时，其在该表面内的截面可以为条形，该条形具有长边和短边，其中，短边的长度值即为第一开口336的宽度d1。当第一开口336为孔时，其在该表面内的截面可以为圆形或椭圆形，其中，圆的直径值或椭圆的短轴值即为第一开口336的宽度d1。
在设计第一开口336时，为了使通风流道333内的气流在经过各个第一开口336时不会进入该第一开口336，第一开口336的宽度d1小于深度t1，使第一开口336可以提供较大流阻和一定量的声阻。因此，第一开口336在传递和消耗声波的同时，不会影响气流的流动，进而也不会影响风扇33的整体散热性能。
另外，第一开口336的宽度d1越小，第一开口336的声阻增大并且声质量减小，从而提高第一开口336的降噪效果。但宽度d1太小，可能导致对第一开口336的制造精度要求较高，会增加制作难度和成本。
请继续参考图9，气流以平均速度Ug流过第一开口336时，会在第一降噪结构的表面形成一层薄的脱落涡层90。这层涡层90使得气流的流动几乎不受各个第一开口336的影响，同时，涡层90既不会阻隔声波p进入各个第一开口336中，又可以耗散一部分声能并将其转换成热能。这种设计保证第一降噪结构既不影响通风流道333的气流流动，同时还可以引导声波进入第一降噪结构的内部，在此过程中声波能量由于空气柱81与第一降噪结构的内壁摩擦以及声能的转换而不断被消耗。因此，在相同输入功率和转速条件下，采用具有本申请的风扇框332的风扇33与无降噪结构的风扇的散热能力是相同的。也就是说，本申请技术中的风扇框332在降低噪声的同时，并没有降低风扇33的散热功能。
在本申请的实施例中，当内框3321具有多个第一开口336时，这些第一开口336的形状可以是相同的或不同的，尺寸也可以是相同的或不同的。形状和/或尺寸不同的多个第一开口336可以针对不同的降噪频率，并且产生彼此耦合作用，从而可以拓宽第一降噪结构的降噪频带。
下面将详细说明不同形状和/或尺寸的第一开口336对噪声声波的影响。
当内框3321具有多个第一开口336时，第一开口336的形状可以设置成不同的，例如，上述内框3321的第一开口336中，可以使得部分第一开口336为槽，部分第一开口336为孔。上述槽和孔可以分散地分布在内框3321。或者第一开口336的尺寸可以设置成不同的，例如，第一开口336均为圆孔，圆孔的直径设置成不相同。或者第一开口336的形状和尺寸都可以设置成不同的，例如，部分第一开口336为槽，这些槽的宽度不同，部分第一开口336为孔，这些孔的宽度也不同。第一开口336的形状组合和尺寸组合具体可以针对不同频率的噪声来设置。需要说明的是，本实施例中的槽为第一槽，是指在内框3321与通风流道333接触的表面内，其截面形状为条形，具有较小的声阻和较大的声质量。另外，本实施例中的孔为第一孔，是指在内框3321与通风流道333接触的表面内，其截面形状为圆形或椭圆形，具有较大的声阻和较小的声质量。
第一开口336可以是第一槽或第一孔可以理解成：当风扇框332具有一个第一开口336时，第一开口336为第一槽或第一孔；当风扇框332具有多个第一开口336时，这些第一开口336可以都是第一槽，或者可以都是第一孔，或者一部分第一开口336可以是第一槽并且另一部分第一开口336是第一孔。当多个第一开口336既有第一槽又有第一孔时，第一槽和第一孔的声阻和声质量可以互补，以提供更宽的设计裕度，从而可以针对更宽频率范围的噪声进行降噪，也就是说，第一降噪结构可以同时对风扇33的宽频带噪声和窄频带噪声进行降噪，从而可以满足风扇33转速变化带来的降噪变化需求。
如图10所示的实施例，内框3321可以具有多个第一开口336，每个第一开口336为第一槽，这些第一槽的宽度可以相同或不同，长边的长度也可以相同或不同。在内框3321与通风流道333接触的表面内，这些第一开口336可以沿其延伸方向(即长边的延伸方向)平行排列，这样便于通过开模制造这些第一开口336。除了前述排列方式之外，如图11所示的实施例，各个第一开口336还可以与通风流道333的轴线呈一定夹角。或者如图12和图13所示的实施例，各个第一开口336可以垂直于通风流道333的轴线。
在本申请的一些实施例中，第一槽(第一开口336)的长边可以分别设置朝向第一降噪室335凸出的第一肋条，从而形成第一狭缝结构。当声波与第一开口336的内壁摩擦时，第一狭缝结构可以增加声波与第一开口336的接触面积，从而增加声波在第一开口336内的消耗，可以将更多的声能转化为热能。另外，第一狭缝结构也可以具有不同尺寸，也就是第一肋条的凸出长度不同，从而使得内框3321与外框3322之间形成的第一降噪室335也不同。
如图14所示，在本申请的另一些实施例中，内框3321可以具有多个第一开口336。每个第一开口336为第一孔，这些第一孔的宽度可以相同或不同。每个第一孔的周边可以设置朝向第一降噪室335凸出的第一延伸部3361，从而形成第一管状结构。该第一管状结构可以增加声波与第一开口336的接触面积，使得声波与第一开口336的内表面进行摩擦时，从而增加声波在第一开口336内的消耗。此外，第一延伸部3361还可以改变声质量，调控第一降噪结构的共振频率，具体设计根据实际需求来决定第一延伸部3361的延伸长度。
需要说明的是，如图15所示，在上述实施例中，当第一开口336具有第一狭缝结构时，第一开口336的深度t1是指第一开口336的从表面M到第一狭缝结构末端的距离；当第一开口336具有第一管状结构时，第一开口336的深度t1是指第一开口336的从表面M到第一管状结构末端的距离。
由于声波的波长等于声波的传播速度除以频率，因此，声波的频率越低，其波长越长。因此，为了消耗波长更长的声波(对应低频噪声)，可以将第一延伸部3361设置得更长，使声质量更大，从而降低共振频率。为了减小第一管状结构的占用空间，第一延伸部3361可以弯折至少一次。
上述实施例中，当各个第一开口336的形状和面积均相同时，也可以将第一降噪室335设置成不同的，以实现多频段降噪。第一降噪室335可以是任意形状，例如球形或立方体或其他不规则的形状；第一降噪室335在声波传播方向的深度也可以不同。具体的，至少两个第一降噪室335沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同；或者，至少两个第一降噪室335垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同；或者，至少两个第一降噪室335沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同，并且至少两个第一降噪室335垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同。通过改变第一降噪室335的深度和/或截面，可以将第一降噪结构的共振频率设置成不相同，以便针对不同频率的噪声进行降噪，实现多频段降噪。
在本申请的一个具体实施例中，为了拓宽第一降噪结构的共振频带，可以将多个第一开口336设置成不同面积和/或形状，同时第一降噪室335也可以设置成不同形状且在声波传播方向的深度不同。多个不同第一开口336与对应连通的第一降噪室335彼此协作并形成耦合的共振效应，这种增幅作用可以直接作用于第一降噪结构，大幅度增加其内部空气柱81的摩擦振动，从而增强第一降噪结构对不同频率的声波的耗散作用。
实验表明，在相同空间下，这种由不同的第一开口336和不同的第一降噪室335组合而成的共振式降噪结构的吸声作用，优于单一尺寸的共振式降噪结构50％～100％。在这里，单一尺寸的共振式降噪结构是指多个第一开口336的面积和形状相同，多个第一降噪室335的形状相同且在声波传播方向的深度相同。此外，第一降噪结构还可以提供支撑、定位和加固等作用，并且风扇框332外围尺寸不会超过不具备降噪结构的风扇框，即带降噪结构的风扇框332无需改变原来所应用的风扇系统架构。
下面对上述风扇33的一个具体实施例进行实验说明。
一种实验中，风扇33的参数为：转动叶轮331包括7个动叶片3312，转动叶轮331的直径为73mm，动叶片3312的轴向长度为28mm；静导叶334包括9个静叶片；轮毂3311直径为45mm；转动叶轮331的设计最高转速为13000rpm。
该风扇33采用具有第一槽和第一孔两种形状的第一开口336结构。第一槽布置在风扇33角部区域对应转动叶轮331的区域，第一孔布置在角部区域对应静导叶334的区域，第一槽的宽度为0.8mm，第一槽与第一槽间距为4mm，不同周向位置的第一槽的深度不同，最小深度为2.5mm，最大深度为15mm。第一孔的直径为0.8mm，深度为2.5mm。风扇33最外围由呈L型的外框3322密封。该实施例一方面使第一降噪结构不会影响气流，另一方面，不同深度的槽对应不同降噪频率，且会产生彼此耦合作用，从而拓宽第一降噪结构的降噪频带。
图16示出上述第一降噪结构对风扇33气动影响的测试结果，其中横轴表示风扇流量，用Q表示，单位为CFM，纵轴表示风扇33运行背压，用P表示，单位为Pa，测试标准为AMCA210-07。图17示出风扇安装第一降噪结构前后的噪声频谱。
从图16中可以看出，经实验证明，针对上述风扇33，第一槽不会影响风扇33气动特性。另外，从图17中可以看出，在风扇33工作条件下总声功率级降低1dB，第一降噪结构对窄频噪声有很好的抑制效果(3～8dB)，并且在2～3kHz范围存在一定的宽频降噪效果(0.5～1dBA)。
因此，针对尺寸较小的风扇，风扇空间不足以布置较多的耦合降噪结构，所以采用深度不同的第一槽也可以达到耦合降噪的效果。同时，第一槽增加了空气柱81与壁面的接触面积，结合第一孔的高阻特性，可以实现主要针对风扇的窄频噪声、同时兼顾宽频噪声的降噪目的。
图18示出本申请实施例中风扇的另一种结构示意图，图19示出图18的风扇沿E-E方向的一部分截面。如图18和图19所示，风扇33还包括位于内框3321与外框3322之间的一个或多个隔板337。每个隔板337具有一个或多个第二开口338，每个第二开口338与第一降噪结构的第一降噪室335连通。隔板337与内框3321和/或外框3322可以形成一个或多个第二降噪室339。第二开口338与第二降噪室339连通。在本申请的实施例中，为了便于描述，以第二降噪结构表示第二开口338和第二降噪室339。
隔板337的每个第二开口338可以将被第一降噪结构消耗后的声波传递至对应的各个第二降噪室339中，并且同时也可以对声波进行一定的消耗。在各个第二降噪室339中，声波可以被至少部分地消耗。因此，第二降噪室339可以改变整个降噪结构(第一降噪结构和第二降噪机构)对声波的响应，使得更宽、更广范围的声波能够进入整个降噪结构而被消耗，从而拓宽降噪频带，提高降噪效果。此外，第二降噪结构也不需要对风扇33的外形进行改变，可以直接在现有的风扇框332上做出该第二降噪结构，而不会扩大风扇33的整体尺寸，因此，该风扇框332可以应用在不同尺寸的风扇、甚至是微小型风扇中。
需要说明的是，每个第二开口338与一个第二降噪室339连通是指每个第二降噪室339与至少一个第二开口338连通。也就是说，第二开口338的数量与第二降噪室339的数量可以相等且一一对应连通，例如，每个隔板337具有五个第二开口338，且该隔板337与内框3321和/或外框3322形成五个第二降噪室339，该五个第二开口338与五个第二降噪室339分别一一对应连通；或者，第二开口338的数量大于第二降噪室339的数量，例如，隔板337与内框3321和/或外框3322形成多个第二降噪室339，每个第二降噪室339可以与多个(例如2个、4个、5个等)第二开口338连通。
与第一降噪结构类似，针对从第一降噪室335传出的气动噪声进行降噪，可以采用不同的消声技术，例如可以采用阻性消声、抗性消声、或阻抗复合性消声等。例如，全部或部分的第二开口338可以为空心的，或者，全部或部分的第二开口338也可以填充有吸声材料，从而使第二开口338可以采用阻性消声原理。具体的，吸声材料可以为吸音棉或纤维。或者，第二降噪室339可以采用共振消声原理，具体地，第二降噪室339可以为共振腔。或者，可以将第二开口338设置成空心的，也就是说第二开口338内的介质为空气，同时将第二降噪室339设置成共振腔，从而使第二开口338和第二降噪室339采用阻抗复合性消声原理，也就是共振消声原理。当第二降噪结构采用共振消声原理时，其作用原理与第一降噪结构相同，这里不再赘述。
在本申请的实施例中，当隔板337具有多个第二开口338时，这些第二开口338的形状可以是完全相同的、或部分相同的、或完全不同的，尺寸也可以是完全相同的、或部分相同的、或完全不同的。形状和/或尺寸不同的多个第二开口338可以针对不同的降噪频率，并且产生彼此耦合作用，从而可以拓宽第二降噪结构的降噪频带。
在隔板337与第一降噪室335接触的表面内，第二开口338具有宽度d2。第二开口338沿垂直于前述表面的长度为第二开口338的深度t2。具体而言，当第二开口338为槽时，其在该表面内的截面可以为条形，该条形具有长边和短边，其中，短边的长度值即为第二开口338的宽度d2。当第二开口338为孔时，其在该表面内的截面可以为圆形或椭圆形，其中，圆的直径值或椭圆的短轴值即为第二开口338的宽度d2。
第二开口338的宽度d2越小，第二开口338的声阻增大并且声质量减小，从而提高第二开口338的降噪效果。但宽度d2太小，可能导致对第二开口338的制造精度要求较高，会增加制作难度和成本。
另外，在设计第二降噪结构时，还需要将第一降噪结构和第二降噪结构的总体尺寸，与待消耗的声波波长设置为同一个量级，从而才能较佳地实现降噪。
第二开口338的空气柱的质量以及第二降噪室339在声波传播方向的深度决定了第二降噪结构的共振频率，即空气柱的质量越大、第二降噪室339在声波传播方向的深度越大，共振频率越低。其中，声波传播方向是指声波从第二开口338进入第二降噪室339的传播方向。
下面将详细说明不同形状和/或尺寸的第二开口338对噪声声波的影响。
图20示出本申请实施例中风扇框的一种结构立体图，图21示出图20的风扇沿F-F方向的部分截面。当隔板337具有多个第二开口338时，第二开口338的形状可以设置成不同的，例如，上述隔板337的第二开口338中，可以使得部分第二开口338为槽，部分第二开口338为孔。上述槽和孔可以分散地分布于隔板337。或者第二开口338的尺寸可以设置成不同的，例如，第二开口338均为圆孔，可以使得圆孔的直径不同。或者第二开口338的形状和尺寸都可以设置成不同的，例如，部分第二开口338为槽，这些槽的宽度不同，部分第二开口338为孔，这些孔的宽度也不同。第二开口338的形状组合和尺寸组合具体可以针对不同频率的噪声来设置。需要说明的是，本实施例中的槽为第二槽，是指在隔板337与第一降噪室335接触的表面内，其截面形状为条形，具有较小的声阻和较大的声质量。另外，本实施例中的孔为第二孔，是指在隔板337与第一降噪室335接触的表面内，其截面形状为圆形或椭圆形，具有较大的声阻和较小的声质量。
第二开口338可以是第二槽或第二孔可以理解成：当隔板337具有一个第二开口338时，第二开口338为第二槽或第二孔；当隔板337具有多个第二开口338时，这些第二开口338可以都是第二槽，或者可以都是第二孔，或者一部分第二开口338可以是第二槽并且另一部分第二开口338是第二孔。当多个第二开口338既有第二槽又有第二孔时，第二槽和第二孔的声阻和声质量可以互补，以提供更宽的设计裕度，从而可以针对更宽频率范围的噪声进行降噪，也就是说，第二降噪结构可以同时对风扇33的宽频带噪声和窄频带噪声进行降噪，从而可以满足风扇33转速变化带来的降噪变化需求。
在本申请的一些实施例中，隔板337可以具有多个第二开口338，每个第二开口338为第二槽，这些第二槽的宽度可以相同或不同，长边的长度也可以相同或不同。其中，在隔板337与第一降噪室335接触的表面内，这些第二开口338可以沿其延伸方向(即长边的延伸方向)平行排列，这样便于通过开模制造这些第二开口338。
上述第二槽的长边分别设置有朝向第二降噪室339凸出的第二肋条，从而形成第二狭缝结构。第二狭缝结构可以增加声波与第二开口338的接触面积，从而增加声波在第二开口338内的消耗，可以将更多的声能转化为热能。
如图22和图23所示的实施例，隔板337可以具有多个第二开口338，每个第二开口338为第二孔。
上述第二孔的周边可以设置朝向第二降噪室339凸出的第二延伸部3381，从而形成第二管状结构。该第二管状结构可以增加声波与第二开口338的接触面积，从而增加声波在第二开口338内的消耗。此外，第二延伸部3381还可以改变声质量，调控第二降噪结构的共振频率，具体设计根据实际需求来决定第二延伸部3381的延伸长度。
由于声波的波长等于声波的传播速度除以频率，因此，声波的频率越低，其波长越长。因此，为了消耗波长更长的声波(对应低频噪声)，可以将第二延伸部3381设置得更长，使声质量更大，从而降低共振频率。为了减小第二管状结构的占用空间，第二延伸部3381可以弯折至少一次。
请继续参考图22和图23，隔板337可以分别与内框3321和外框3322连接。隔板337的一侧可以设置多个间隔板，这些间隔板将隔板337与内框3321和外框3322共同形成的空间分隔成多个第二降噪室339。
当各个第二开口338的形状和面积均相同时，也可以将至少两个第二降噪室339设置成不同的，以实现多频段降噪。第二降噪室339可以是任意形状，例如球形或立方形或其他不规则的形状。第二降噪室339在声波传播方向的深度也可以不同。具体的，至少两个第二降噪室339沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同；或者，至少两个第二降噪室339垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同；或者，至少两个第二降噪室339沿着声波传播方向的深度可以设置成不相同，并且至少两个第二降噪室339垂直于声波传播方向的截面可以设置成不相同。通过改变第二降噪室339的深度和/或截面，可以将第二降噪结构的共振频率设置成不相同，以便针对不同频率的噪声进行降噪，实现多频段降噪。
在本申请的一个具体实施例中，为了拓宽第二降噪结构的共振频带，可以将多个第二开口338设置成不同面积和/或形状，同时第二降噪室339也可以设置成不同形状且在声波传播方向的深度不同。多个不同第二开口338与对应连通的第二降噪室339彼此协作并形成耦合的共振效应，这种增幅作用可以直接作用于第二降噪结构，大幅度增加其内部空气柱的摩擦振动，从而增强第二降噪结构对不同频率的声波的耗散作用。
如图18所示，在本申请的一个具体实施例中，风扇框332包括方形的外框3322以及圆形的内框3321。需要说明的是，在图18中，方形的外框3322由呈L形的四个板围合形成。在本申请的其他实施例中，外框3322也可以是一体化结构，以简化风扇的装配过程。外框3322和内框3321之间具有一个第一降噪室335，该第一降噪室335呈环形并与通风流道333同轴。内框3321具有多个第一开口336，每个第一开口336为狭缝结构，并且这些第一开口336在内框3321与通风流道333接触的表面内沿其延伸方向平行排列。每个第一开口336与第一降噪室335连通。外框3322具有八个角部，在每个角部处设置有位于内框3321和外框3322之间的一个隔板337，该隔板337具有多个第二开口338，该隔板337与外框3322和内框3321形成多个第二降噪室339。针对每个隔板337，其多个第二开口338可以与前述多个第二降噪室339一一对应连通，即一个第二开口338与一个第二降噪室339连通。
实验表明，在相同空间下，这种由不同的第二开口338和不同的第二降噪室339组合而成的共振式降噪结构的吸声作用，优于单一尺寸的共振式降噪结构50％～100％。在这里，单一尺寸的共振式降噪结构是指多个第二开口338的面积和形状相同，多个第二降噪室339的形状相同且在声波传播方向的深度相同。此外，第二降噪结构还可以提供支撑、定位和加固等作用，并且风扇框332外围尺寸不会超过不具备降噪结构的风扇框，即带降噪结构的风扇框332无需改变原来所应用的风扇系统架构。
因此，上述风扇框332具有两种降噪结构，即第一开口336和第一降噪室335形成的第一降噪结构，以及第二开口338和第二降噪室339形成的第二降噪结构。第一降噪结构和第二降噪结构耦合共振，可以增加降噪的效率，从而在不占用风扇框332外部空间的前提下，实现了宽频降噪，并且这种耦合共振的降噪带宽比只采用一种降噪结构的共振宽1～2个倍频。
下面对上述风扇的一个具体实施例进行实验说明。
一种实验中，风扇33的参数为：风扇33外径为120mm，长度为93mm，转动叶轮331包括5个动叶片3312，静导叶334包括9个静叶片；风扇33的设计最高转速17200rpm，常温工作转速在7200rpm～8300rpm。转动叶轮331通过轮毂3311与静导叶334相连，转动叶轮331的动叶片3312尾缘与静导叶334的静叶片前缘间距约20mm，这部分正是第一降噪结构的第一开口336的布置位置。内框3321具有多个第一开口336，这些第一开口336的宽度为0.8mm，深度为2.5mm，流向长度(即长边)为20mm。风扇33的单个角区可以包括11种不同尺寸、共22个第二降噪结构，第二降噪结构包括多个第二开口338和多个第二降噪室339。为了增加空气柱81与壁面接触面积和调控不同频率的降噪量，一部分第二降噪结构的第二开口338以管状结构的形式深入与之连接的第二降噪室339内部。在该风扇33中，孔结构的第二开口338的直径最小为1mm，最大为4mm，第二降噪室339的横截面积最小为5.6mm2，最大为47.0mm2，第二降噪室339在声波的传播方向上的深度为12.7mm。
图24展示了第一降噪结构和第二降噪结构对风扇33气动影响的测试结果，其中横轴表示风扇流量，用Q表示，单位为CFM，纵轴表示风扇33运行背压(或电子设备30的单位面积阻力)，用P表示，单位为Pa，测试标准为AMCA 210-07。该图中实线和虚线分别表示在相同转速条件下，有降噪结构风扇和无降噪结构风扇的P-Q曲线。可以看出，有降噪结构和无降噪结构对风扇散热能力基本没有影响。
图25示出在相同转速和运行背压下，风扇安装降噪结构前后的噪声测试结果，其中横轴表示风扇转速，用N表示，单位为rpm，纵轴表示声功率级，用Lw表示，单位为dBA。该图中实线和虚线分别为有降噪结构风扇和无降噪结构风扇的噪声测试结果。可以看出，在风扇的调速工作范围，降噪结构的总降噪量为2.6～3.5dBA，这意味着风扇的辐射声能减少了50％左右。
图26给出了有降噪结构风扇和无降噪结构风扇的声压级频谱对比，其横轴表示频率，用freq表示，单位是Hz，纵轴表示平均声压级，用SPL表示，单位是dBA。可以看出，降噪结构的降噪频带主要集中在0.6～4kHz，具有3kHz以上的降噪带宽，符合设计预期，并且这个数值远大于传统降噪结构的降噪带宽(通常为1～1.5kHz)。
因此，该风扇33的第一开口336可以隔离气流，使风扇33的气动性能不受影响，同时第一降噪结构本身性能也不会受紊乱的气流影响。利用第一降噪结构和第二降噪结构的耦合作用，可以消耗在0.6～4kHz范围内噪声，从而实现了宽频降噪效果。
在本申请的实施例中，风扇33可以为如上面任一实施例的有叶风扇，其可以应用于基站、移动终端、计算机、机器人、机床、半导体加工设备、打印机、吸尘器、或游戏机等电子设备中；或者，风扇33也可以是无叶风扇，也就是说，从风扇框332的通风流动流出的气流还需要经过其他流道，例如空气增倍机。
在上述各个实施例中，风扇框332的具体形状不限，例如外框3322可以是方形的或圆形的或其他不规则的形状，内框3321可以是圆形的，以保证气流在通风流道333内顺利流过。
以上实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在另一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
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 (21)

1.一种用于降噪的风扇框，其特征在于，包括内框、外框、以及位于所述内框与所述外框之间的一个或多个隔板，其中：
所述内框形成通风流道，所述内框具有一个或多个第一开口；
所述内框与所述外框之间具有一个或多个第一降噪室，所述第一开口与所述第一降噪室连通；
所述隔板具有与所述第一降噪室连通的多个第二开口，至少两个所述第二开口的形状和/或面积不同；
所述隔板与所述内框和/或所述外框形成一个或多个第二降噪室，所述第二开口与所述第二降噪室连通。
2.如权利要求1所述的风扇框，其特征在于，所述隔板与所述内框和/或所述外框形成多个所述第二降噪室，其中：
至少两个所述第二降噪室沿着声波传播方向的深度不同，和/或
至少两个所述第二降噪室垂直于所述声波传播方向的截面不同。
3.如权利要求1或2所述的风扇框，其特征在于，所述第二开口为槽或孔。
4.如权利要求3所述的风扇框，其特征在于，所述多个第二开口平行排列且为第二槽。
5.如权利要求4所述的风扇框，其特征在于，所述第二槽的长边设置有朝向所述第二降噪室凸出的第二肋条，所述第二槽与所述第二肋条形成狭缝结构。
6.如权利要求3所述的风扇框，其特征在于，所述第二开口为第二孔，所述第二孔的周边设置有朝向所述第二降噪室凸出的第二延伸部，所述第二开口与所述第二延伸部形成管状结构。
7.如权利要求6所述的风扇框，其特征在于，所述第二延伸部弯折至少一次。
8.如权利要求1至7中任一项所述的风扇框，其特征在于，所述第一开口在所述内框与所述通风流道接触的表面内的宽度，小于其垂直于所述表面的深度。
9.如权利要求1至8中任一项所述的风扇框，其特征在于，所述内框具有多个所述第一开口，其中至少两个所述第一开口的形状和/或面积不同。
10.如权利要求1至9中任一项所述的风扇框，其特征在于，所述内框与所述外框之间具有多个所述第一降噪室，其中：
至少两个所述第一降噪室沿着声波传播方向的深度不同，和/或
至少两个所述第一降噪室垂直于所述声波传播方向的截面不同。
11.如权利要求1至10中任一项所述的风扇框，其特征在于，所述第一开口为槽或孔。
12.如权利要求11所述的风扇框，其特征在于，所述内框具有平行排列的多个所述第一开口，所述第一开口为第一槽。
13.如权利要求12所述的风扇框，其特征在于，所述第一槽的长边设置有朝向所述第一降噪室凸出的第一肋条，所述第一槽与所述第一肋条形成狭缝结构。
14.如权利要求11所述的风扇框，其特征在于，所述第一开口为第一孔，所述第一孔的周边设置有朝向所述第一降噪室凸出的第一延伸部，所述第一开口与所述第一延伸部形成管状结构。
15.如权利要求14所述的风扇框，其特征在于，所述第一延伸部弯折至少一次。
16.如权利要求1至15中任一项所述的风扇框，其特征在于，每个所述隔板具有至少五个第二开口，每个所述隔板与所述内框和/或所述外框形成至少五个第二降噪室，所述第二开口与所述第二降噪室数量相同且一一对应连通。
17.如权利要求1至16中任一项所述的风扇框，其特征在于，所述第一开口填充有吸声材料，和/或所述第二开口填充有吸声材料。
18.如权利要求1至17中任一项所述的风扇框，其特征在于，所述第一降噪室为共振腔，和/或所述第二降噪室为共振腔。
19.一种风扇，其特征在于，包括转动叶轮、驱动器、以及如权利要求1至18中任一项所述的风扇框，所述转动叶轮设置于所述风扇框的通风流道内，所述驱动器用于驱动所述转动叶轮相对于所述风扇框旋转。
20.一种电子设备，其特征在于，包括外壳、电子器件以及如权利要求19所述的风扇，所述电子器件和所述风扇设置于所述外壳内，所述风扇用于为所述电子器件散热。
21.如权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述风扇与所述外壳可拆卸装配。
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CN116838627A (zh) * 2023-07-28 2023-10-03 惠州市鑫全盛精密科技有限公司 倒装式轴流散热风扇

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