CN115788969A - 一种用于风道前端的消声降噪装置及散热风扇 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于风道前端的消声降噪装置和散热风扇，用于涉及计算机降噪技术领域，吸音支撑外壳和共振消音内壳相互嵌套安装，吸音支撑外壳和共振消音内壳之间形成用于消音的空腔夹层；共振消音内壳的截面呈U型槽状，吸音支撑外壳和共振消音内壳均为圆环形，当气流从圆环的内圈通过时，声音在共振消音内壳的U型环槽之内反复冲击，声音的能量转换为共振消音内壳的能量，噪音得以降低；共振消音内壳的表面呈阵列状贯通开设音孔，一部分声音经过音孔进入吸音支撑外壳和共振消音内壳之间的空腔夹层，在空腔夹层内反复反射，最终使声音得以降低。通过金属微孔板本身的特性、以及吸音支撑外壳和共振消音内壳的造型设计，共同起到削弱声音的效果，避免增大风道口气动噪声的同时，最大程度增加吸音降噪效果。

Description

一种用于风道前端的消声降噪装置及散热风扇

技术领域

本发明涉及计算机降噪技术领域，更进一步涉及一种用于风道前端的消声降噪装置。此外，本发明还涉及一种散热风扇。

背景技术

服务器主要利用气冷的方式实现内部散热，通过风扇将外界的气流引入服务器内部。服务器用风扇在不断提速，运行时会产生极大的气动噪声。与此同时，机械硬盘等存储设备容量越来越高，存储设备对噪声振动的敏感度也越来越高，风扇的气动噪声增大与存储设备对振动环境的高要求两者相互叠加，导致机械硬盘的读写性能严重下降，此外，机器前方位置的声品质也会降低。

由于服务器内部的空间限制以及流场的复杂性，寻常的消声器或者消声结构与材料都难以直接用到服务器的消声降噪设计中。当下解决的措施比较简单，主要是蜂窝网和周边粘贴吸音棉两种方式，其中蜂窝网主要通过稳流从而降低气动噪声，降噪效果十分有限；吸音棉对吸声降噪效果较好，但是为保证足够的流场通道，吸音棉只能粘贴在服务器四周壁面上，吸声降噪效果大打折扣，对风扇前方的硬盘区域降噪效果不均衡，无法达到预期效果。目前的噪声控制技术的吸声、隔声、消声手段并无革命性创新，吸声降噪材料的性能水平相差较小。

对于本领域的技术人员来说，如何更为有效地降低散热风扇的噪音，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种用于风道前端的消声降噪装置，能够削弱风扇进气口处的噪音，通过多种手段的组合实现更好的消音降噪效果，具体方案如下：

一种用于风道前端的消声降噪装置，包括吸音支撑外壳和共振消音内壳，所述吸音支撑外壳和所述共振消音内壳相互嵌套安装，所述吸音支撑外壳和所述共振消音内壳之间形成用于消音的空腔夹层，两者共同安装于风扇前方；

所述吸音支撑外壳和所述共振消音内壳均为圆环形，所述共振消音内壳包括共振前壁面、共振底壁面、共振后壁面，所述共振前壁面、所述共振底壁面、所述共振后壁面围成的截面呈U型槽状；

所述共振消音内壳为金属微孔板，其表面呈阵列状贯通开设音孔。

本发明采用吸音支撑外壳和共振消音内壳双层结构设计，使噪音在共振消音内壳的内腔中不断反射实现削弱，噪音引起金属薄壳的共振消音内壳振动实现削弱，噪音经过音孔进入吸音支撑外壳和共振消音内壳之间的空腔夹层被削弱。利用这些结构特性之间的共同配合，实现气动噪音的削弱降低效果，能够有效地降低风扇产生的气动噪声。

可选地，所述吸音支撑外壳和所述共振消音内壳均为薄壳结构，所述吸音支撑外壳包括吸音前壁面、吸音底壁面、吸音后壁面。

吸音支撑外壳和共振消音内壳相互装配时，吸音前壁面和共振前壁面形成扁平的夹层，吸音底壁面和共振底壁面形成扁平的筒状夹层，吸音后壁面和共振后壁面形成扁平的夹层，三个夹层之间并不完全独立，三者相互连通。

可选地，所述共振前壁面的内圈边缘设置迎风挡板，所述迎风挡板的内圈直径小于所述吸音后壁面的内圈直径。

迎风挡板的内圈直径更小，消声结构入风口处的迎风挡板切入实际风道，通过迎风挡板的实体结构，针对性地削弱从风扇传递往风扇前端的噪声，也即逆着气流方向传递的噪音。

可选地，所述迎风挡板的内圈直径为所述吸音后壁面的内圈直径的80％-95％。

迎风挡板的内圈直径比例根据流体流速确定，流速越高入口直径相对越大，流速越低入口直径相对越小。

可选地，所述迎风挡板从外边缘向内边缘朝向内侧倾斜。

整个迎风挡板形成圆锥台形面，近似于喇叭口造型，迎风挡板对气流起到引导汇聚的作用，使气流更加平顺地流入。

可选地，所述迎风挡板的迎风侧截面为流线型，迎风挡板的背风侧截面为直线型。

迎风挡板的作用有两个，一个作用是通过倾斜的造型设计，使气流更加平顺地流动，另一个作用是通过迎风挡板的内圈附近的壁面对逆向传递的噪音起到阻挡削弱的效果。

可选地，所述迎风挡板的背风侧截面的倾角为10度-30度。

通过合理地布置迎风挡板的倾角，即可以满足对气流的引导作用，也能够实现对反向的噪音起到阻挡削弱的功能。

可选地，所述迎风挡板的外边缘迎风侧与所述吸音支撑外壳的内边缘迎风侧对齐。

在吸音支撑外壳和迎风挡板之间不形成台阶结构，气流可以更加平顺地受到引导，沿着迎风挡板的引导方向流动。

可选地，所述吸音支撑外壳和所述共振消音内壳之间的空腔夹层内设置内层吸音棉。

通过共振消音内壳形成的凹槽状环结构空腔结构实现共振吸声，主要用于削弱中低频噪音，通过设置内层吸音棉主要用于削弱高频噪音，通过不同的方式实现高频、中频、低频各个不同频率的噪音吸收。

可选地，所述吸音后壁面的内表面设置环形吸音棉。

环形吸音棉可以对噪音起到吸收的效果，提升对噪音的吸收削弱效果。

可选地，所述环形吸音棉的截面为三角形，朝向内圈方向的表面的倾角大于朝向外圈方向的表面的倾角。

不对称的环形吸音棉靠近气流的一侧较陡峭，气流不易形成死角；远离气流的一侧较平缓，平缓的表面面积更大，声音多次反射到环形吸音棉，被环形吸音棉吸收，减少噪音逃逸。

可选地，所述吸音后壁面的内表面设置用于卡装所述环形吸音棉的环形凹槽。

环形吸音棉可以嵌入吸音后壁面的内表面设置的环形凹槽，通过环形凹槽对环形吸音棉起到更好的定位效果，增强环形吸音棉的稳定性。

可选地，所述共振消音内壳开设的音孔面积为所述共振消音内壳整体面积的20％-30％。

通过合理地布置开孔的数量和尺寸，使得噪音更好地经过音孔进入吸音支撑外壳和共振消音内壳之间的空腔夹层。共振消音内壳开设的音孔的分布形式并不限定，通常采用中心对称的布置方式。

本发明还提供一种散热风扇，包括上述任一项所述的用于风道前端的消声降噪装置。

本发明提供一种用于风道前端的消声降噪装置，安装于风扇的前方，吸音支撑外壳和共振消音内壳相互嵌套安装，吸音支撑外壳和共振消音内壳之间形成用于消音的空腔夹层；共振消音内壳包括共振前壁面、共振底壁面共振后壁面围成的截面呈U型槽状，并且吸音支撑外壳和共振消音内壳均为圆环形，共振消音内壳为金属微孔板制成，当气流从圆环的内圈通过时，声音在共振消音内壳的U型环槽之内反复冲击，声音的能量转换为共振消音内壳的能量，噪音得以降低；共振消音内壳的表面呈阵列状贯通开设音孔，一部分声音经过音孔进入吸音支撑外壳和共振消音内壳之间的空腔夹层，在空腔夹层内反复反射，最终使声音得以降低。本发明通过金属微孔板本身的特性、以及吸音支撑外壳和共振消音内壳的造型设计，共同起到削弱声音的效果，有效避免增大风道口气动噪声的同时，最大程度的增加吸音降噪效果。本发明提供的散热风扇能够实现相同的技术效果。

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为本发明的用于风道前端的消声降噪装置的迎风侧轴测示意图；

图2为本发明的用于风道前端的消声降噪装置的背风侧轴测示意图；

图3为吸音支撑外壳的轴测示意图；

图4为共振消音内壳的轴测示意图；

图5为本发明的用于风道前端的消声降噪装置的整体剖面结构示意图；

图6为本发明的用于风道前端的消声降噪装置的局部剖面结构示意图；

图7为环形吸音棉的剖面结构示意图；

图8为散热风扇的整体结构示意图。

图中包括：

吸音支撑外壳1、吸音前壁面11、吸音底壁面12、吸音后壁面13、共振消音内壳2、共振前壁面21、共振底壁面22、共振后壁面23、迎风挡板24、内层吸音棉3、环形吸音棉4。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种用于风道前端的消声降噪装置，能够削弱风扇进气口处的噪音。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的用于风道前端的消声降噪装置和散热风扇做进一步的详细介绍说明。

结合图1和图2所示，分别为本发明的用于风道前端的消声降噪装置两个不同方向的轴测示意图；本发明所展示的附图中，都是以某种特定的具体实施方式为例进行展示，并不代表本发明仅以附图当中展示的方案作为唯一的实现方式。其中图1展示迎风侧的角度，图2展示背风侧的角度，气流从迎风侧流向背风侧。结合图5，为气流的流动方向示意图，图中箭头表示气流的流动方向，气流从左侧向右侧移动，图5中的左侧为迎风侧，右侧为背风侧，风扇安装在图5当中结构的右侧。

本发明提供一种用于风道前端的消声降噪装置，该降噪装置安装于风扇的前方进风口；其中包括吸音支撑外壳1和共振消音内壳2等结构，吸音支撑外壳1和共振消音内壳2相互嵌套安装，吸音支撑外壳1在外侧，共振消音内壳2在内侧。吸音支撑外壳1和共振消音内壳2之间形成用于消音的空腔夹层，也即吸音支撑外壳1和共振消音内壳2之间存在并未紧密接触的部分，未紧密接触的部分形成空腔夹层。

吸音支撑外壳1和共振消音内壳2均为圆环形，吸音支撑外壳1和共振消音内壳2的中心沿轴向形成贯通的圆孔。结合图4所示，为共振消音内壳2的轴测示意图，共振消音内壳2包括共振前壁面21、共振底壁面22、共振后壁面23，结合图5，本发明中的共振前壁面21、共振底壁面22、共振后壁面23围成的截面呈U型槽状，整个共振消音内壳2的内腔为U型槽状的环形结构，该环形结构作为消声室。

需要注意的是，共振前壁面21和共振后壁面23可以设置为环形的平板结构，也即图5、图6中的共振前壁面21和共振后壁面23的截面为直线；也可以采用向外侧凸出或向内侧凹陷的弧状结构，共振前壁面21和共振后壁面23的截面为弧线。相应的，结合图5、图6所示，共振底壁面22的截面为直线，当然可以采用向外侧凸出或向内侧凹陷的弧状结构，此时共振底壁面22的截面为弧线。

吸音支撑外壳1和共振消音内壳2的外形相近，两者都是截面为U型槽状的圆环形结构，吸音支撑外壳1套在共振消音内壳2的外侧，两者连接形成一体，共同安装在风扇的进气口位置，气流先经过本发明提供的用于风道前端的消声降噪装置，后经过风扇。

本发明的共振消音内壳2为金属微孔板，共振消音内壳2为金属薄壳结构，其表面呈阵列状贯通开设音孔，每个音孔贯通开设在薄壳的表面，音孔的贯通方向与其所在位置的表面相互垂直。共振消音内壳2的厚度与噪音的频率相关，根据噪音主要分布的频率范围确定共振消音内壳2的厚度。

共振消音内壳2为金属微孔板制成，其结构强度相对较弱，吸音支撑外壳1位于外侧，吸音支撑外壳1的结构强度更强，对共振消音内壳2起到支撑强化的作用，吸音支撑外壳1为实体结构，避免噪音泄露到外界。吸音支撑外壳1和共振消音内壳2固定为一体形成消声降噪装置的整体结构，整体结构更较高的强度。

结合图5，当气流从左侧向右侧流动时，经过圆环中心的气流通道，噪音进入共振消音内壳2的内腔中，在共振消音内壳2的内腔中不断反射，使噪音的能量逐渐削弱，噪音的一部分能量转移到金属薄壳结构的共振消音内壳2中，使共振消音内壳2形成振动，吸收噪音当中的能量；由于共振消音内壳2的表面设置若干细小的音孔，音孔可以供噪音经过，经过音孔的噪音到达吸音支撑外壳1和共振消音内壳2形成的空腔夹层内，在空腔夹层内不断反射，其能量不断被削弱。

结合图4，在一种具体的实施例中，共振消音内壳2上的音孔呈阵列分布，共振前壁面21和共振后壁面23上开设的音孔为中心对称放射状分布，共振底壁面22形成若干排阵列状分布，共振前壁面21上的音孔和共振后壁面23上的音孔沿轴向对应，共振前壁面21上的音孔和共振后壁面23上的音孔一排排相互对应布置。

本发明采用吸音支撑外壳1和共振消音内壳2双层结构设计，使噪音在共振消音内壳2的内腔中不断反射实现削弱，噪音引起金属薄壳的共振消音内壳2振动实现削弱，噪音经过音孔进入吸音支撑外壳1和共振消音内壳2之间的空腔夹层被削弱。利用这些结构特性之间的共同配合，实现气动噪音的削弱降低效果，能够有效地降低风扇产生的气动噪声。

在上述方案的基础上，本发明的吸音支撑外壳1和共振消音内壳2均为薄壳结构，吸音支撑外壳1为金属微孔板制成的薄壳结构。吸音支撑外壳1可以采用塑胶材料制成的薄壳结构，为了具有足够的结构强度，吸音支撑外壳1的厚度通常需要大于共振消音内壳2的厚度，避免受到气流的作用或者冲击时发生变形。吸音支撑外壳1也可以采用金属或者其他的材料制成，本发明并不做具体的限定。

共振消音内壳2为金属微孔板制成的薄壳结构，但吸音支撑外壳1的具体形式不限，出于节省材料的考虑，吸音支撑外壳1可以采用薄壳结构，吸音支撑外壳1还可以采用厚度更大的壳状结构，吸音支撑外壳1的内表面与共振消音内壳2的外表面配合形成空腔夹层，吸音支撑外壳1的外表面形状不做具体的限定。

吸音支撑外壳1包括吸音前壁面11、吸音底壁面12、吸音后壁面13，结合图3、图5，吸音前壁面11和吸音后壁面13均为环形的板面结构，吸音底壁面12为环形的筒状结构，吸音前壁面11的外边缘和吸音后壁面13的外边缘分别固定于吸音底壁面12的两个边缘，三者共同围成U型槽状的环形空腔。

吸音支撑外壳1和共振消音内壳2相互装配时，吸音前壁面11和共振前壁面21形成扁平的夹层，吸音底壁面12和共振底壁面22形成扁平的筒状夹层，吸音后壁面13和共振后壁面23形成扁平的夹层。三个夹层之间并不完全独立，三者相互连通。在安装时，吸音前壁面11的内侧边缘和共振前壁面21的内侧边缘分别固定连接，保持密封。吸音后壁面13的内侧边缘和共振后壁面23的内侧边缘分别固定连接，保持密封。使三个夹层共同形成的整个空腔夹层不与外界连通，进入空腔中的噪音不会泄露到外界。

结合图4、图5所示，共振前壁面21的内圈边缘设置迎风挡板24，迎风挡板24的内圈直径小于吸音后壁面13的内圈直径，也即图5当中R1<R2，R1表示迎风挡板24的内圈直径，R2表示吸音后壁面13的内圈直径。由于吸音支撑外壳1对共振消音内壳2形成结构支撑，吸音支撑外壳1的尺寸大于共振消音内壳2的尺寸，吸音后壁面13的内圈直径小于共振后壁面23的内圈直径，也即吸音后壁面13的宽度大于共振后壁面23的宽度。在共振前壁面21的内圈边缘设置迎风挡板24，迎风挡板24的外圈固定连接于共振前壁面21的内圈。结合图5所示，两条虚线表示吸音后壁面13的内圈直径，由于迎风挡板24的内圈直径更小，因此虚线穿过迎风挡板24。图5中的箭头方向表示风流方向，两条虚线所形成的通道为实际风道，消声结构入风口处的迎风挡板24切入实际风道，通过迎风挡板24的实体结构，针对性地削弱从风扇传递往风扇前端的噪声，也即图5中从右向左传递的噪音。

迎风挡板24和共振前壁面21采用一体化成型制造，迎风挡板24为实体结构，在迎风挡板24上并不设置开孔结构，以保证迎风挡板24能够平滑顺畅地引导气流流动，使气流逐渐向中心汇聚。气流从迎风挡板24中心的开孔进入，并从吸音后壁面13中心的开孔排出。

具体地，本发明当中迎风挡板24的内圈直径为吸音后壁面13的内圈直径的80％-95％，包含两个端点值，例如迎风挡板24的内圈直径为吸音后壁面13的内圈直径的80％、85％、90％、95％等具体的数值。迎风挡板24的内圈直径比例根据流体流速确定，流速越高入口直径相对越大，流速越低入口直径相对越小。具体的对应关系本发明在此不做具体的限定，可以通过试验或仿真等方式确定最合适的直径尺寸。

优选地，本发明中的迎风挡板24从外边缘向内边缘朝向内侧倾斜，结合图5，其中展示了迎风挡板24的两个截面，靠上的迎风挡板24截面从左上向右下倾斜，靠下的迎风挡板24截面从左下向右上倾斜，从横向上看，迎风挡板24的外边缘位于内边缘之前。整个迎风挡板24形成圆锥台形面，近似于喇叭口造型，迎风挡板24对气流起到引导汇聚的作用，使气流更加平顺地流入。

迎风挡板24的作用有两个，一个作用是通过倾斜的造型设计，使气流更加平顺地流动，另一个作用是通过迎风挡板24的内圈附近的壁面对逆向传递的噪音起到阻挡削弱的效果。因此本发明的迎风挡板24并不一定设置为倾斜造型，还可以与共振前壁面21采用相同的延伸趋势，这些具体的实施方式都应包含在本发明的保护范围之内。

迎风挡板24的迎风侧截面为流线型，迎风挡板24的背风侧截面为直线型。结合图5，迎风挡板24的截面呈楔形尖角结构，左侧的截面线为流线型曲线，右侧的截面线为直线。迎风挡板24的迎风面采用流线型的设计可以对气流起到更平滑的引导效果，使气流得以更为顺利地实现汇聚。

迎风挡板24的背风侧截面的倾角为10度-30度，结合图7所示，图中的夹角γ表示迎风挡板24的背风侧截面的倾角，也即迎风挡板24的背风侧截面与竖直线之间的夹角，通过合理地布置迎风挡板24的倾角，即可以满足对气流的引导作用，也能够实现对反向的噪音起到阻挡削弱的功能。

迎风挡板24为回转体结构，呈中心对称，需要注意的是，迎风挡板24的迎风侧表面的曲率各个位置并不完全相等，靠近外圈的曲率更小，靠近内圈的曲率更大，迎风挡板24的迎风侧表面的曲率从外圈向内圈逐渐增大，整个迎风挡板24的厚度从外圈向内圈逐渐减小。

结合图5、图6所示，迎风挡板24的外边缘迎风侧与吸音支撑外壳1的内边缘迎风侧对齐，在吸音支撑外壳1和迎风挡板24之间不形成台阶结构，因此气流可以更加平顺地受到引导。如图4所示，在迎风挡板24的外圈处的迎风面一侧凸出设置一圈环形的台阶结构，这圈环形的台阶结构与吸音支撑外壳1的吸音前壁面11的内圈相互配合，实现对齐配合的效果。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明在吸音支撑外壳1和共振消音内壳2之间的空腔夹层内设置内层吸音棉3，结合图6所示，内层吸音棉3主要包括三块，内层吸音棉3分别位于吸音前壁面11和共振前壁面21形成扁平的夹层，吸音底壁面12和共振底壁面22形成扁平的筒状夹层，吸音后壁面13和共振后壁面23形成扁平的夹层。前壁面和后壁面对应的内层吸音棉3为环形的平板，底壁面对应的内层吸音棉3为圆筒形结构。

内层吸音棉3的三个部分可以是一体成型的设置方式，也可以是三者相互独立的设置方式，其中三个部分的每个也可以由多块吸音棉拼接形成，这些具体的设置形式都属于本发明所要保护的范围。前壁面和后壁面对应的内层吸音棉3的宽度可以相等，也可以采用不相等的设置形式，这些具体的实施方式都应受到本发明的范围保护。

本发明通过共振消音内壳2形成的凹槽状环结构空腔结构实现共振吸声，主要用于削弱中低频噪音，通过设置内层吸音棉3主要用于削弱高频噪音，通过不同的方式实现高频、中频、低频各个不同频率的噪音吸收。

结合图6，本发明在吸音后壁面13的内表面设置环形吸音棉4，环形吸音棉4凸出于吸音后壁面13的内表面，环形吸音棉4可以对噪音起到吸收的效果，提升对噪音的吸收削弱效果。

结合图7所示，本发明所采用的环形吸音棉4的截面为三角形，三角形的其中一个侧面粘贴固定在吸音后壁面13的内表面，三角形的另外两个侧面朝向气流的进气方向，朝向气流的进气方向的两个侧面当中，其中一个朝向内圈方向，也即图7中左下方的侧面，另一个朝向外圈方向，也即图7中左上方的侧面，这两个侧面当中，朝向内圈方向的表面的倾角大于朝向外圈方向的表面的倾角。如图6、图7所示，α为朝向内圈方向的表面与竖直面之间的夹角，β为朝向外圈方向的表面与竖直面之间的夹角，倾角β大于倾角α，整个环形吸音棉4的截面为非对称结构，也即不是等腰三角形，截面三角形的三条边各不相等。

环形吸音棉4朝向内圈方向的表面靠近气流，通过仿真模拟可知，不对称的环形吸音棉4靠近气流的一侧较陡峭，气流不易形成死角，保证气流顺畅地流通；远离气流的一侧较平缓，平缓的表面面积更大，声音多次反射到环形吸音棉4，被环形吸音棉4吸收，减少噪音逃逸。

本发明通过设置环形吸音棉4，增强中部消声室内噪声消声能力，同时避免增加风道涡流，降低气动噪声，有效避免增大风道口气动噪声的同时，最大程度的增加吸音降噪效果。

具体地，为了实现安装环形吸音棉4，在吸音后壁面13的内表面设置用于卡装环形吸音棉4的环形凹槽，环形凹槽的深度小于环形吸音棉4的厚度，环形吸音棉4可以嵌入吸音后壁面13的内表面设置的环形凹槽，通过环形凹槽对环形吸音棉4起到更好的定位效果，增强环形吸音棉4的稳定性。

结合图7所示，其中在环形吸音棉4的右侧凸出设置一块长条形的结构，也即图7中的虚线右侧部分，此部分与吸音后壁面13内表面设置的环形凹槽相互匹配，可以恰好嵌入环形凹槽之内，保证连接的稳定性。

需要指出的是，环形吸音棉4的各个侧面的截面可以是直线形，也可以是弧线形，这些具体的实施方式都应包含在本发明的保护范围之内；由于各个侧面之间存在交界的位置，各个侧面之间的交界位置可以形成尖角，如图7所示的情况，也可以在交界位置设置圆弧形的平滑过渡，这些具体的实施方式都应包含在本发明的保护范围之内。

具体地，本发明中共振消音内壳2开设的音孔面积为共振消音内壳2整体面积的20％-30％，也即整个共振消音内壳2开孔率为20％-30％，包含两个端点值，通过合理地布置开孔的数量和尺寸，使得噪音更好地经过音孔进入吸音支撑外壳1和共振消音内壳2之间的空腔夹层。共振消音内壳2开设的音孔的分布形式并不限定，通常采用中心对称的布置方式。

本发明所提供的用于风道前端的消声降噪装置整体结构包括吸音支撑外壳1、共振消音内壳2、内层吸音棉3、环形吸音棉4四个部分，吸音支撑外壳1主要用于对共振消音内壳2提供足够的刚度支撑，共振消音内壳2上除了迎风挡板24的位置之外，其他位置均需要设置微孔，内层吸音棉3被夹装在吸音支撑外壳1、共振消音内壳2之间的空腔夹层之内，环形吸音棉4采用粘贴的方式固定在吸音支撑外壳1的吸音后壁面13内表面。本发明的结构设计方案能够极大程度将逆流体方向的噪声汇聚在共振消音内壳2的内腔，也即消声室内部，并通过消声室、吸音棉、微孔薄板等结构与材料进行多种方式的吸声降噪，可以对风道前端的噪声有着明显的消声降噪效果。

本发明所提供的用于风道前端的消声降噪装置可以特定针对性的削弱从风扇传递往风扇前端的噪声，采用创新性结构设计方案可以使得噪声集中于降噪结构内部并进行多重降噪，增强消声降噪效果，并且不会额外增加风道流阻。

本发明一种散热风扇，包括上述的用于风道前端的消声降噪装置，该散热风扇能够实现上述所介绍的技术效果。该风扇的其他部分结构请参考现有技术，本发明在此不再赘述。

结合图8，图中A表示风扇本体，B表示本发明提供的用于风道前端的消声降噪装置，箭头表示气流的方向，气流从左侧进入，从右侧排出。在该实施例中，本发明的用于风道前端的消声降噪装置直接固定在风扇本体的进风口处，消声降噪装置中心的开孔正对风扇的进风口，气流先流经消声降噪装置，后流经风扇本体。

该散热风扇借助于消声降噪装置的U型槽状环形内腔使噪音不断反射，在反射的过程中使其能量得以降低，达到的降噪的效果；同时借助共振消音内壳2的金属结构，将噪音的振动转换为金属的振动，削弱噪音的能量，达到的降噪的效果；借助共振消音内壳2开设的音孔使噪音进入吸音支撑外壳1和共振消音内壳2之间的空腔夹层，噪音在空腔夹层之内反复进行反射，最终实现噪音的削弱，达到的降噪的效果。本发明中的结构造型设计主要用于削弱中低频噪音，通过设置内层吸音棉3和环形吸音棉4吸收高频噪音，进入吸音支撑外壳1和共振消音内壳2之间的空腔夹层中噪音被内层吸音棉3吸收削弱，环形吸音棉4位于气流出口附近，吸收共振消音内壳2内部的噪音。

具体地，本发明中的用于风道前端的消声降噪装置通过支架、安装孔、卡扣等形式装配在风扇前方或者风道前方，也即本发明的消声降噪装置可以直接固定在风扇上，也可以安装在风扇的进气风道内，气流先经过本发明的用于风道前端的消声降噪装置，再通过风扇。

对于采用支架的结构，需要在消声降噪装置的吸音支撑外壳1的后端吸音后壁面13固定安装支架结构，支架结构与风扇本体相对固定连接，支架结构起到转接的作用，并可以限定消声降噪装置与风扇本体之间的间距，通过设定不同的间距，可以匹配不同的风扇结构，或者与不同的机箱内部结构相适应。对于支架结构来说，可以一体式固定在吸音支撑外壳1上，也可以采用分体式的结构设计，支架分别与吸音支撑外壳1和风扇采用可拆卸的连接方式。支架结构可以通过若干横纵交叉的杆件制成，不影响气流的正常流动。

采用安装孔的结构，只需要在吸音后壁面13上设置开孔，并通过螺栓穿过孔并实现固定连接，这是比较简单且方便安装的形式。

采用卡扣连接的方式，需要在吸音支撑外壳1的后端吸音后壁面13设置公扣、风扇上设置母扣，或者在吸音后壁面13上设置母扣、风扇上设置公扣，利用公扣和母扣之间的相对配合装配，实现固定连接。通过卡扣连接装配的方式，能够实现快速的插拔，方便拆卸和更换，以便于后期检修，是一种良好的设置形式。但需要注意卡扣的结构强度，以避免在长期使用的过程中老化损坏。

对于消声降噪装置与风扇本体之间的固定形式，可以不局限为一种，也可以同时设置多种不同的连接结构，在便于装配时根据使用需要选择使用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，包括吸音支撑外壳(1)和共振消音内壳(2)，所述吸音支撑外壳(1)和所述共振消音内壳(2)相互嵌套安装，所述吸音支撑外壳(1)和所述共振消音内壳(2)之间形成用于消音的空腔夹层，两者共同安装于风扇前方；

所述吸音支撑外壳(1)和所述共振消音内壳(2)均为圆环形，所述共振消音内壳(2)包括共振前壁面(21)、共振底壁面(22)、共振后壁面(23)，所述共振前壁面(21)、所述共振底壁面(22)、所述共振后壁面(23)围成的截面呈U型槽状；

所述共振消音内壳(2)为金属微孔板，其表面呈阵列状贯通开设音孔。

2.根据权利要求1所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述吸音支撑外壳(1)和所述共振消音内壳(2)均为薄壳结构，所述吸音支撑外壳(1)包括吸音前壁面(11)、吸音底壁面(12)、吸音后壁面(13)。

3.根据权利要求1所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述共振前壁面(21)的内圈边缘设置迎风挡板(24)，所述迎风挡板(24)的内圈直径小于所述吸音后壁面(13)的内圈直径。

4.根据权利要求3所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述迎风挡板(24)的内圈直径为所述吸音后壁面(13)的内圈直径的80％-95％。

5.根据权利要求4所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述迎风挡板(24)从外边缘向内边缘朝向内侧倾斜。

6.根据权利要求5所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述迎风挡板(24)的迎风侧截面为流线型，迎风挡板(24)的背风侧截面为直线型。

7.根据权利要求6所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述迎风挡板(24)的背风侧截面的倾角为10度-30度。

8.根据权利要求7所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述迎风挡板(24)的外边缘迎风侧与所述吸音支撑外壳(1)的内边缘迎风侧对齐。

9.根据权利要求2至8任一项所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述吸音支撑外壳(1)和所述共振消音内壳(2)之间的空腔夹层内设置内层吸音棉(3)。

10.根据权利要求9所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述吸音后壁面(13)的内表面设置环形吸音棉(4)。

11.根据权利要求10所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述环形吸音棉(4)的截面为三角形，朝向内圈方向的表面的倾角大于朝向外圈方向的表面的倾角。

12.根据权利要求11所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述吸音后壁面(13)的内表面设置用于卡装所述环形吸音棉(4)的环形凹槽。

13.根据权利要求10所述的用于风道前端的消声降噪装置，其特征在于，所述共振消音内壳(2)开设的音孔面积为所述共振消音内壳(2)整体面积的20％-30％。

14.一种散热风扇，其特征在于，包括权利要求1至13任一项所述的用于风道前端的消声降噪装置。

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