CN115822993A - 散热装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种散热装置及电子设备，所述散热组件包括风扇和导流板，所述导流板位于所述风扇的进风端，且与所述风扇相对设置，所述导流板包括第一部分和第二部分，所述第一部分设有安装通孔，所述安装通孔沿所述导流板的厚度方向贯穿所述第一部分，沿所述散热装置的进风端向出风端的方向上，所述安装通孔的孔径逐渐变小，所述第二部分安装于所述安装通孔，且与所述安装通孔的孔壁间隔设置。本申请的技术方案能够改善风扇前端的乱流，将气流导向风扇的最佳工作区域，从而使风扇的转动更加稳定，让风扇的工作效率更高，减少风扇叶片高低压区域气流对冲产生涡流的能量损耗，以及涡流破裂产生的气动噪声。

Description

散热装置及电子设备

技术领域

本申请涉及散热技术领域，尤其涉及一种散热装置及电子设备。

背景技术

目前各种电子设备中基本采用风扇对内部组件进行降温。风扇使电子设备中有气流流动，气流从发热的组件拂过带走热量，从而实现对内部组件的降温。随着电子设备的功能升级和功率增加，内部组件工作时累积的热量增多，一般采用提高风扇的转速来对内部组件进行及时降温。但风扇的转速过快，风扇进气端的乱流会导致风扇产生较大的气动噪声，影响用户的使用体验。

发明内容

本申请的实施例提供一种散热装置及电子设备，能够改善风扇前端的乱流，将气流导向风扇的最佳工作区域，从而使风扇的转动更加稳定，让风扇的工作效率更高，减少风扇叶片高低压区域气流对冲产生涡流的能量损耗，以及涡流破裂产生的气动噪声。

第一方面，本申请提供一种散热装置，包括风扇和导流板，所述导流板位于所述风扇的进风端，且与所述风扇相对设置，所述导流板包括第一部分和第二部分，所述第一部分设有安装通孔，所述安装通孔沿所述导流板的厚度方向贯穿所述第一部分，沿所述散热装置的进风端向出风端的方向上，所述安装通孔的孔径逐渐变小，所述第二部分安装于所述安装通孔，且与所述安装通孔的孔壁间隔设置。

可以理解的是，第一部分可以将气流整合，气流由导流板的进风端的一侧经过安装通孔后流向导流板的出风端的一侧时，且由于安装通孔的孔径沿进风端向出风端的方向逐渐变小，气体的流向会被集中，从而起到整合气流的效果。

一种可能的实施方式中，所述第二部分包括第一环面，所述第一环面与所述安装通孔的孔壁相对设置，所述周面包括第一环面，沿所述散热装置的进风端向出风端的方向上，所述第一环面的直径逐渐变小。

可以理解的是，在实际使用中，风扇转动通风时，气体会从第二部分远离风扇的一侧经过第一环面流向第二部分朝向风扇的一侧。由于沿散热装置的进风端向出风端的方向上，第一环面的直径逐渐减小，气体沿第一环面流动时流向逐渐变化，最终呈汇聚型吹向风扇。

一种可能的实施方式中，所述第二部分还包括进风面，所述进风面为所述第二部分朝向所述散热装置的进风端的表面，所述进风面为凸面。

一种可能的实施方式中，所述进风面包括中间区域和边缘区域，所述中间区域为平面，所述边缘区域为凸面，所述边缘区域环绕所述中间区域设置。

可以理解的是，进风面可以对气流进行导向，使气流从中间区域流向边缘区域，然后经过第一部分与第二部分之间的间隙吹向风扇。

一种可能的实施方式中，所述第一部分包括第一表面，所述第一表面为所述第一部分朝向所述风扇的表面，所述安装通孔的孔壁与所述第一表面的最大夹角为锐角。

可以理解的是，当孔壁与第一表面的最大夹角为锐角时，气流可以呈集中状态进入风扇，从而在气流被整合后，气流可以流向叶片的最佳工作区域，减少流向叶片远离轮毂的一端的气流，从而减少叶片对气流的阻力，进而减少气流与叶片的冲突，可以在提升风扇的进气效果的同时，降低风扇的噪音。

一种可能的实施方式中，所述导流板具有中心轴线，所述导流板关于中心轴线中心对称，所述安装通孔的轴心与中心轴线重合、所述第二部分的轴心与中心轴线重合。

一种可能的实施方式中，所述风扇包括安装架和转子，所述转子安装于所述安装架的内部，且可相对所述安装架转动，所述转子包括轮毂和多个叶片，多个所述叶片均固定连接于所述轮毂，且环绕所述轮毂间隔设置。

一种可能的实施方式中，所述转子的外边缘的直径为第一直径，所述安装通孔位于所述第一表面的开口的直径为第二直径，所述第二直径与所述第一直径相等。

可以理解的是，第一直径大于第二直径时，经导流板整合的气流仅能吹向风扇的部分区域，风扇无法充分被利用，从而致使风扇的散热效率下降。第一直径小于第二直径时，经导流板整合的气流范围会超过风扇的外边缘，部分气流会撞向安装架而使气流的方向发生改变，从而致使经导流板整合后的气流再次产生乱流。气流方向无法控制，乱流冲击叶片而导致高速转动的风扇产生较大的噪音，影响用户的使用体验。本实施例中，由于第一直径与第二直径相同，经过导流板汇聚的气流不仅可以吹向风扇的整个区域，也不会有气流撞向安装架而产生噪音，在提高风扇的散热效率的同时，还可以降低风扇的工作噪声，从而为用户带来更好的使用体验。

一种可能的实施方式中，所述第二部分包括背风面，所述背风面为所述第二部分朝向所述风扇的表面，所述背风面的直径与所述轮毂的直径相等。

一种可能的实施方式中，所述导流板还包括连接部分，所述连接部分固定连接于所述第一部分与所述第二部分之间。

可以理解的是，背风面的直径与轮毂的直径相等可以使导流板整合后的气流均吹向叶片，有利于提高风扇的工作效率。

第二方面，本申请提供一种电子设备，包括功能组件和如上所述的散热装置，所述功能组件位于所述散热装置的出风端。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，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，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；

图2是图1所示的风扇的结构示意图；

图3是图1所示的导流板的结构示意图；

图4是图3所示的导流板的第一部分的结构示意图；

图5是图4所示的一种第一部分的剖面示意图；

图6是图4所示的另一种第一部分的剖面示意图；

图7是图3所示的导流板的第二部分的结构示意图；

图8是图7所示的导流板的第二部分的剖面示意图；

图9是图1所示的电子设备工作时气体流向的示意图；

图10是图3所示的导流板剖面视图下气流的流向示意图；

图11是图1所示的电子设备工作时的气流流向的仿真示意图。

具体实施方式

为了方便理解，首先对本申请的实施例所涉及的术语进行解释。

和/或：仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

多个：是指两个或多于两个。

连接：应做广义理解，例如，A与B连接，可以是A与B直接相连，也可以是A与B通过中间媒介间接相连。

下面将结合附图，对本申请的具体实施方式进行清楚地描述。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的电子设备1000的结构示意图。

电子设备1000包括机箱100、功能组件200和散热装置300。功能组件200和散热装置300均安装于机箱100的内部。散热装置300位于功能组件200的一侧，且与功能组件200相对设置。功能组件200工作时产生热量，散热装置300将气流吹向功能组件200，气流带走功能组件200的热量，以实现对功能组件200的散热，避免功能组件200因温度过高而无法正常工作的情况发生。

其中，电子设备1000可以为但不仅限于为服务器、路由器、交换机、超级计算机、AI(Artificial Intelligenc，人工智能)设备或车载设备等。如下将以电子设备1000为服务器为例进行说明，但应当理解，并不以此为限。

散热装置300包括风扇400和导流板500。导流板500位于风扇400的一侧，且靠近风扇400的进风端。功能组件200位于风扇400的另一侧，且靠近风扇400的出风端。即，导流板500和功能组件200分别位于风扇400的相对两侧。导流板500可以对气体进行引流，以整合自风扇400的进风端进入风扇400内部的气体流向，减少乱流流经风扇400时产生的气动噪声，并提升风扇400对气流的有效利用率。经导流板500整合后的气体可自风扇400的进风端进入风扇400的内部，再在风扇400的作用下自风扇400的出风端吹向功能组件200，以实现对功能组件200的散热。示例性的，导流板的中心轴线与风扇的中心轴线重合。

需说明的是，图1的目的仅在于示意性的描述机箱100、功能组件200和散热装置300的连接关系，并非是对各个设备的连接位置、具体构造及数量做具体限定。而本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备1000的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备1000可以包括比图1所示的更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图1所示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

请参阅图2，图2是图1所示的风扇400的结构示意图。

风扇400包括转子410和安装架420。转子410安装于安装架420，且可以相对于安装架420转动。转子410可以包括多个叶片411和轮毂412，多个叶片411均固定连接于轮毂412。多个叶片411环绕轮毂412间隔设置。轮毂412环绕其轴线转动时，可带动多个叶片411环绕轮毂412的轴线转动，多个叶片411转动可将风扇400进风端的气体引流至风扇400的出风端。

风扇400具有最佳工作区域，最佳工作区域为叶片411靠近轮毂412的一端。最佳工作区域的叶片411部分转动时的线速度较小，对气流的阻力较小。叶片411远离轮毂412的一端转动时的线速度较大，因此其对气流的阻力较大。在风扇400工作过程中，减少流向叶片411远离轮毂412的一端的气流，使气流尽量流向最佳工作区域，可以减小风扇400对气流的阻力，避免由于气流经过风扇的阻力大产生乱流，从而减少了乱流流经风扇产生的噪音。

导流板500能够改善风扇400前端的乱流，将气流导向风扇400的最佳工作区域，从而使风扇400的转动更加稳定，让风扇400的工作效率更高，减少风扇400的叶片411高低压区域气流对冲产生涡流的能量损耗，以及涡流破裂产生的气动噪声。

请再参阅图3，图3是图1所示的导流板500的结构示意图。

导流板500包括第一部分510、第二部分520和连接部分530，第一部分510围绕第二部分520，且与第二部分520间隔设置，连接部分530固定连接于第一部分510和第二部分520之间。示例性的，第一部分510、第二部分520和连接部分530可一体成型，以减少导流板500的制备成本。在其他一些实施例中，第一部分510、第二部分520和连接部分530也可以通过组装形成一体化的结构，本申请对此不作具体限制。

请参阅图4，图4是图3所示的导流板500的第一部分510的结构示意图。其中，为了便于说明，定义导流板500的厚度方向为X轴方向。

第一部分510设有安装通孔511，安装通孔511位于第一部分510的中部，且沿导流板500的厚度方向(图4所示的X轴方向)贯穿第一部分510。其中，沿X轴方向上，安装通孔511的孔径逐渐变小。具体而言，第一部分510还包括第一表面5101和第二表面5102，沿X轴方向上，第一表面5101和第二表面5102相对设置。第一表面5101为第一部分510朝向风扇400的表面，第二表面5102为第一部分510背离风扇400的表面。安装通孔511可以呈喇叭状，安装通孔511的孔径沿X方向逐渐变小。安装通孔511的轴心平行于X轴。

可以理解的是，上述结构的第一部分510可以将气流整合，气流由第二表面5102的一侧经过安装通孔511后流向第一表面5101的一侧时，且由于安装通孔511的孔径由第二表面5102至第一表面5101逐渐变小，气体的流向会被集中，从而起到整合气流的效果。

一种可能的实施方式中，请参阅图5，图5是图4所示的一种第一部分510的剖面示意图，其中剖切面为图4所示的B-B面。安装通孔511的孔壁5111可以为凸面。安装通孔511的孔壁5111与第一表面5101的最大夹角A可以为锐角。安装通孔511的孔壁5111与第二表面5102的最大夹角B可以为钝角。或者，安装通孔511的孔壁5111可与第二表面5102相切。

可以理解的是，当孔壁5111与第一表面5101的最大夹角A为锐角时，气流可以呈集中状态进入风扇400，从而在气流被整合后，气流可以流向叶片411的最佳工作区域，减少流向叶片411远离轮毂412的一端的气流，从而减少叶片411对气流的阻力，进而减少气流与叶片411的冲突，可以在提升风扇400的进气效果的同时，降低风扇400的噪音。

另一种可能的实施方式中，请参阅图6，图6是图4所示的另一种第一部分510的剖面示意图，其中剖切面为图4所示的B-B面。安装通孔511的孔壁5111还可以为平面。安装通孔511的孔壁5111与第一表面5101的夹角A可以为锐角。安装通孔511的孔壁5111与第二表面5102的夹角B呈钝角。

示例性的，请再参阅图2，风扇400中转子410的外边缘的直径可以为第一直径D1。请再参阅图4，安装通孔511的孔径最小处的直径可以为第二直径D2。其中，第一直径D1的大小可以与第二直径D2的大小相同。

可以理解的是，第一直径D1大于第二直径D2时，经导流板500整合的气流仅能吹向风扇400的部分区域，风扇400无法充分被利用，从而致使风扇400的散热效率下降。第一直径D1小于第二直径D2时，经导流板500整合的气流范围会超过风扇400的外边缘，部分气流会撞向安装架420而使气流的方向发生改变，从而致使经导流板500整合后的气流再次产生乱流。气流方向无法控制，乱流冲击叶片411而导致高速转动的风扇400产生较大的噪音，影响用户的使用体验。一种可能的实施方式中，第一直径D1与第二直径D2相同。可以理解的是，经过导流板500汇聚的气流不仅可以吹向风扇400的整个区域，也不会有气流撞向安装架42而产生噪音，在提高风扇400的散热效率的同时，还可以降低风扇400的工作噪声，从而为用户带来更好的使用体验。

请结合参阅图7和图8，图7是图3所示的导流板500的第二部分520的结构示意图，图8是图7所示的导流板500的第二部分520的剖面示意图，其中剖切面为图7所示的C-C面。

第二部分520可以为圆饼状。具体而言，第二部分520包括第一端面521、第二端面522和第一环面523。第一端面521和第二端面522相背设置，第一环面523连接于第一端面521与第二端面522之间。第一端面521朝向风扇400，第二端面522背离风扇400。第一端面也即为第二部分的背风面，第二端面也即为第二部分的出风面。第一环面523与第一端面521的夹角C可以为钝角。具体而言，所述第一环面与所述第一端面对的最大夹角可以为钝角。第一环面523的直径沿X方向逐渐减小。其中，第一端面521的直径可以与轮毂412的直径相同，以使导流板500整合后的气流均吹向叶片411，有利于提高风扇400的工作效率。在其他一些实施例中，沿第二端面522向第一端面521的方向上，第一环面523的直径也可以均等。

可以理解的是，在实际使用中，风扇400转动通风时，气体会从第二端面522的一侧经过第一环面523流向第一端面521的一侧。由于沿第二端面522向第一端面521的方向上，第一环面523的直径逐渐减小，气体沿第一环面523流动时流向逐渐变化，最终呈汇聚型吹向风扇400。

请再结合参阅图7和图8，示例性的，第二端面522可以包括第二环面5221和第一凸面5222。第二环面5221环绕第一凸面5222设置。第二环面5221远离第一凸面5222的一端可以与第一环面523连接。

可以理解的是，第二环面5221可以为凸面，且连接于第一环面523与第一凸面5222之间。示例性的，第一环面523和第一凸面5222可以通过第二环面5221圆角过渡连接。

请再参阅图3，第二部分520安装于第一部分510的安装通孔511。第一部分510和第二部分520可以通过连接部分530固定。第一部分510的安装通孔511的轴心可以与第二部分520的轴心重合。第二部分520与安装通孔511的孔壁间隔设置，且与安装通孔511的孔壁形成环形间隙540。其中，沿X轴方向上，第一部分510的安装通孔511的直径逐渐缩小，且第二部分520的第一环面523的直径也逐渐缩小。安装通孔511的直径缩小的变化速度大于第一环面523的直径缩小的变化，由此，环形间隙540逐渐变窄。

示例性的，第一凸面5222包括中间区域2221和边缘区域2222。中间区域2221为平面，边缘区域2222为凸面。边缘区域2222环绕中间区域2221设置。第一端面521可与第一表面5101平齐。中间区域2221可与第一部分510的第二表面5102平齐。其中，第一部分510的厚度为第一表面5101与第二表面5102之间的距离。第二部分520的厚度为中间部分与第一端面521之间的距离。第一部分510的厚度可与第二部分520的厚度相同。

本实施例中，导流板500的连接部分530可以包括四个连接柱。四个连接柱的一端连接第一部分510，且另一端连接第二部分520。四个连接柱均匀间隔设置。从而使第一部分510和第二部分520形成一个整体，便于导流板500安装于风扇400的进风端的一侧。其中，四个连接柱的一端连接安装通孔511的孔壁，另一端连接第二部分520的周面。

示例性的，导流板500具有中心轴线，导流板500关于中心轴线中心对称，安装通孔511的轴心与中心轴线重合、第二部分520的轴心与中心轴线重合。

请结合参阅图9、图10和图11，图9是图1所示的电子设备1000工作时气体流向的示意图，图10是图3所示的导流板500剖面视图下气流的流向示意图，其中剖切面为图3所示的D-D面。图11是图1所示的电子设备工作时的气流1流向的仿真示意图。

在散热装置300工作时，气体会从导流板500远离风扇400的一侧，流向风扇400远离导流板500的一侧的功能组件200。在此过程中，气体首先流经导流板500，且穿过第一部分510与第二部分520之间的环形间隙540。由于沿第二表面5102向第一表面5101的方向上，环形间隙540逐渐变窄，因此导流板500将位于风扇400进风端一侧的气体进行整流，使其形成汇聚型的气流1后再吹向风扇400。经导流板汇聚的气流1吹向风扇400的最佳工作区域，从而减少流经叶片411的远离轮毂412的一端的气流1，减少气流1流通的阻力，提升风扇400的进气效率。本申请的导流板500将其远离风扇400一侧的乱流进行整合，使气体的流向较为集中，不仅提升了风扇400的进气效率，而且减少了乱流流经风扇400时产生的气动噪音，提升了用户的使用体验。

可以理解的是，由于环形间隙540在背离风扇400一侧的开口面积大于其朝向风扇400一侧的开口面积，由此可以增加导流板500的进气面积，从而提升风扇400的进气效率。提升风扇400的进气效率可以使更多的气流1流向功能组件200，更快的降低功能组件200的温度，改善功能组件200的工作稳定性。

需要说明的是，本实施例中的安装架420和导流板500可以连接设置，也即为，安装架420与导流板500之间可以没有间隙。或者，安装架420和导流板500可以为一体成型，安装架420和导流板500共同构成风扇框架结构。

此外，散热装置300还包括吸音棉。一种可能的实施方式中，吸音棉可以设置于安装架420与导流板500之间，比如，贴在安装架420朝向导流板500的表面，和/或，贴在导流板500朝向安装架420的表面，不仅可以吸收风扇400工作时产生的噪声，而且在风扇400工作发生振动而导致安装架420与导流板500之间发生撞击时，吸音棉还可以缓冲安装架420和导流板500之间的相互作用力，避免由于安装架420与导流板500之间发生撞击而产生噪声，从而减少散热装置300的工作噪声。

另一种可能的实施方式中，吸音棉还可以设置在安装架420的周面，不仅可以吸收风扇400工作时产生的噪生，而且在散热装置300与电子设备1000的功能组件200连接时，还可缓冲散热装置300与功能组件200之间的相互作用力，减少散热装置300与功能组件200之间发生碰撞而产生的噪声。此外，吸音棉还可以直接设于安装架420和/或导流板500的表面，从而吸收该部件在工作中产生的噪声，提升用户的使用体验。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种散热装置，其特征在于，包括风扇和导流板，所述导流板位于所述风扇的进风端，且与所述风扇相对设置，所述导流板包括第一部分和第二部分，所述第一部分设有安装通孔，所述安装通孔沿所述导流板的厚度方向贯穿所述第一部分，沿所述散热装置的进风端向出风端的方向上，所述安装通孔的孔径逐渐变小，所述第二部分安装于所述安装通孔，且与所述安装通孔的孔壁间隔设置。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第二部分包括第一环面，所述第一环面与所述安装通孔的孔壁相对设置，沿所述散热装置的进风端向出风端的方向上，所述第一环面的直径逐渐变小。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述第二部分还包括进风面，所述进风面为所述第二部分朝向所述散热装置的进风端的表面，所述进风面为凸面。

4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述进风面包括中间区域和边缘区域，所述中间区域为平面，所述边缘区域为凸面，所述边缘区域环绕所述中间区域设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的散热装置，其特征在于，所述第一部分包括第一表面，所述第一表面为所述第一部分朝向所述风扇的表面，所述安装通孔的孔壁与所述第一表面的最大夹角为锐角。

6.根据权利要求1-5任一项所述的散热装置，其特征在于，所述导流板具有中心轴线，所述导流板关于中心轴线中心对称，所述安装通孔的轴心与中心轴线重合、所述第二部分的轴心与中心轴线重合。

7.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述风扇包括安装架和转子，所述转子安装于所述安装架的内部，且可相对所述安装架转动，所述转子包括轮毂和多个叶片，多个所述叶片均固定连接于所述轮毂，且环绕所述轮毂间隔设置。

8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述转子的外边缘的直径为第一直径，所述安装通孔位于所述第一表面的开口的直径为第二直径，所述第二直径与所述第一直径相等。

9.根据权利要求7或8所述的散热装置，其特征在于，所述第二部分包括背风面，所述背风面为所述第二部分朝向所述风扇的表面，所述背风面的直径与所述轮毂的直径相等。

10.根据权利要求1-9任一项所述的散热装置，其特征在于，所述导流板还包括连接部分，所述连接部分固定连接于所述第一部分与所述第二部分之间。

11.一种电子设备，其特征在于，包括功能组件和如权利要1-10任一项所述的散热装置，所述功能组件位于所述散热装置的出风端。

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