CN218514740U - 风扇装置及电子设备 - Google Patents

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CN218514740U CN202222390135.6U CN202222390135U CN218514740U CN 218514740 U CN218514740 U CN 218514740U CN 202222390135 U CN202222390135 U CN 202222390135U CN 218514740 U CN218514740 U CN 218514740U
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高向正
杨源儒
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Abstract

本申请实施例提供一种风扇装置及电子设备,风扇装置包括具有腔体的风扇壳体,风扇壳体上具有进风口和出风口,进风口和出风口面向风扇壳体的不同侧;进风口和出风口均与腔体相连通;进风口的边缘具有导流壁,导流壁的延伸方向和进风口的轴向相交,且导流壁被配置为将进风口的气流导向腔体内。本申请的风扇装置在进风口处的流致噪声得到了改善,风扇装置的性能也得到了提升。

Description

风扇装置及电子设备
技术领域
本申请涉及终端设备技术领域,特别涉及一种风扇装置及电子设备。
背景技术
随着科技的发展,人们对电子设备的散热性能的要求也不断提高。
电子设备中通常会采用风扇比如离心风扇进行强制对流散热,以满足人们对电子设备的散热性能的要求。但是风扇在运转的过程,会产生噪声。风扇作为电子设备中噪声的核心来源,影响了用户的使用体验。
风扇的进风口位置的噪声对于整个风扇的噪声贡献较大,如何降低风扇在进风口位置的噪声已成为有待解决的技术问题。
实用新型内容
本申请提供了一种风扇装置及电子设备,减小了风扇装置的进风口的流致噪声,提升了风扇装置的性能。
本申请实施例第一方面提供一种风扇装置,该风扇装置包括具有腔体的风扇壳体,风扇壳体上具有进风口和出风口,进风口和出风口面向风扇壳体的不同侧;进风口和出风口均与腔体相连通;进风口的边缘具有导流壁,导流壁的延伸方向和进风口的轴向相交,且导流壁被配置为将进风口的气流导向腔体内。
本申请实施例通过风扇装置的进风口边缘的导流壁的设置,由于导流壁的延伸方向和进风口的轴向相交,且导流壁被配置为将进风口的气流导向风扇装置的腔体内,这样通过导流壁能够对进风口的气流起到导流的作用,以降低进风口的流致噪声的同时,提升了风扇装置的性能。
在一种可选的实施方式中,导流壁的第一端连接于进风口的外端面边缘,并向进风口的径向外侧扩张,以围成扩张端口;导流壁的第二端位于导流壁的第一端朝向腔体的一侧,扩张端口的内径大于导流壁的第二端所围成的内径。
这样通过扩张端口能够减小进风口的气流在进风口内的流动梯度,从而降低进风口的流致噪声,提升风扇装置的性能。
在一种可选的实施方式中,导流壁的第二端围成的形状与扩张端口相适配,以便在确保改善进风口的流致噪声,提升风扇装置的性能的同时,能够避免导流壁的第二端围成的形状对进风口的进风量造成影响。
在一种可选的实施方式中,扩张端口的形状为圆形,以便气流通过进风口能够顺利进入腔体内,达到降噪的目的。
在一种可选的实施方式中,导流壁的第二端沿进风口的轴向延伸至进风口的内端面边缘,以便通过导流壁对进风口的气流起到较好的导流作用,使得气流可以沿着导流壁的第二端进入腔体内。
在一种可选的实施方式中,导流壁为圆弧形壁,以便增强导流壁的顺滑性,进一步在减小进风口的气流在进风口内的流动梯度,改善进风口的流致噪声,提升风扇装置的性能。
在一种可选的实施方式中,沿导流壁的第一端至导流壁的第二端的方向上,进风口的口径逐渐递减,以便确保导流壁表面沿第一端至第二端的方向上的平整性和顺滑性,使得导流壁可以形成圆弧形壁的同时,还能够增强导流壁对气流的导流作用。
在一种可选的实施方式中,导流壁相对于进风口的外端面朝向腔体的一侧弯折,以形成导流壁的第二端,以便在通过导流壁改善进风口的流致噪声,提升风扇装置的性能的同时,能够通过导流壁的第二端,还能够阻挡风扇装置内气流从进风口处的泄露,从而提升风扇装置的压升。
在一种可选的实施方式中,导流壁为圆弧形壁时,导流壁对应的倒圆角的半径等于或者大于风扇壳体在进风口处的厚度。
这样由于导流壁对应的倒圆角的半径等于或者大于风扇壳体在进风口处的厚度,能够便于通过冲压的方式形成具有导流壁的风扇壳体。
在一种可选的实施方式中,导流壁围成喇叭状开口,以便通过进风口处设置的喇叭状开口,对进风口的气流起到更好的导流作用,从而改善进风口的流致噪声,提升风扇装置的性能。
在一种可选的实施方式中,风扇壳体为内部具有腔体的蜗壳,进风口设于蜗壳的顶面,出风口位于蜗壳的侧面,这样能够确保进风口和出风口位于风扇壳体的不同侧,以便气流可以经由进风口进入蜗壳的腔体内,并经在蜗壳内经加压和离心后能够出风口流出,以便实现风扇装置的散热性能。
在一种可选的实施方式中,蜗壳包括蜗壳顶板、蜗壳底板和蜗壳侧板,蜗壳底板和蜗壳顶板位于蜗壳侧板相对的两侧,并与蜗壳侧板围成腔体,进风口位于蜗壳顶板上,蜗壳顶板、蜗壳底板和蜗壳侧板围成出风口,以便确保进风口和出风口均与腔体连通的同时,能够使得进风口和出风口位于风扇壳体的不同侧,以便于实现风扇装置的离心功能。
在一种可选的实施方式中,风扇装置还包括叶轮,叶轮位于腔体内,并与进风口相对设置。这样气流在经进风口的导流壁的导流的作用下通过进风口进入腔体内后,可以在叶轮的推动下经离心后从出风口流出,实现风扇装置的散热性能的同时,能够降低进风口的流致噪声,提升风扇装置的性能。
本申请实施例第二方面提供一种电子设备,该电子设备包括壳体组件和如上任一项的风扇装置,风扇装置位于壳体组件内。
本申请实施例通过电子设备内的风扇装置的设置,由于风扇装置的进风口处导流壁的设置,能够降低进风口的流致噪声,提升风扇装置的性能,以便为电子设备带来更高的散热设计功耗。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图一;
图2为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图二;
图3为本申请实施例提供的电子设备的散热原理图;
图4为图2中E部的放大图;
图5为图2中F部的局部放大图;
图6为相关技术中风扇装置在进风口处气流的流向示意图;
图7为本申请实施例提供的风扇装置的结构示意图;
图8为图7中风扇装置在G-G方向的剖视图;
图9为图8中H部的放大图;
图10为本申请实施例提供的图8中H部的另一种结构示意图;
图11为本申请实施例提供的风扇装置的爆炸图;
图12为本申请实施例提供的风扇装置与相关技术中的风扇装置的等电压曲线图。
附图标记说明:
100-电子设备;1-屏幕件;11-显示屏;12-屏幕壳体;2-机座;21-底壳;211-进风区域;2111-进风孔;212-出风区域;2121-出风孔;
3-风扇装置;31-风扇壳体;311-蜗壳顶板;3111-进风口;3112-外端面边缘;3113-内端面边缘;3114-导流壁;3115-第一端;3116-第二端;
312-蜗壳底板;313-蜗壳侧板;3131-蜗壳围板;3132-第一端部;3133-第二端部;3134-螺旋段;3135-延伸段;3136-蜗舌;314-出风口;315-腔体;316-高压区域;317-低压区域;
32-叶轮;321-轮盘;322-扇叶;4-转轴组件;5-键盘;6-触控板;7-散热器;8-散热板;9-热管;o1-轴向。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。
涡流:对于气体而言,主要指的时无规则的小型气体环流,会增加气体流动过程中的阻力。
本申请实施例提供一种电子设备,该电子设备可以包括但不限于为笔记本电脑、平板电脑(即pad)、手机、无人机、虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)设备、个人计算机(personal computer,PC)、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、手持计算机、智能穿戴设备、销售终端(Point of Sales,POS)等内部具有风扇装置的电子设备。
下面以笔记本电脑为例,对本申请实施例的电子设备的结构作进一步阐述。
图1和图2分别示意了为电子设备在打开状态在不同视角下的结构示意图。
以笔记本电脑为例,参考图1和图2所示,电子设备100比如笔记本电脑可以包括屏幕件1、机座2和转轴组件4。其中,转轴组件4位于屏幕件1与机座2的连接处,以便屏幕件1通过转轴组件4与机座2转动连接,来改变笔记本电脑的构型,从而将屏幕件1相对于机座2转动至一定角度,使得电子设备100呈打开状态(如图1和图2所示),或者将屏幕件1相对于机座2转动至叠设在机座2上,使得电子设备100呈闭合状态。
继续参考图1所示,屏幕件1包括显示屏11和屏幕壳体12,显示屏11包括相对设置的显示面和非显示面,屏幕壳体12内具有与显示屏11结构相适配的装配腔(在图中未示意),显示屏11装配在装配腔内,以与屏幕壳体12共同构成了屏幕件1。其中,屏幕壳体12背离显示屏11的一面形成了电子设备100比如笔记本电脑的A面。屏幕件1设有显示屏11的一面形成了电子设备100比如笔记本电脑的B面。
从图1可以看出,转轴组件4可以位于机座2和屏幕壳体12之间,机座2可以通过转轴组件4与屏幕壳体12转动连接。在外力的作用下,通过转动屏幕件1可以来改变电子设备100比如笔记本电脑的构形,使得电子设备100呈打开状态或者闭合状态。转轴组件4的结构可以参考现有技术中电子设备内的相关描述,在此不再做进一步阐述。
参考图1和图2所示,电子设备100可以包括壳体组件,屏幕壳体12和机座2共同组成了电子设备100比如笔记本电脑的壳体组件(在图中未标示),使得电子设备100的壳体组件在外力的作用下,可以随着电子设备100一同呈现打开状态或者闭合状态。
如图1中所示,电子设备100比如笔记本电脑还可以包括键盘5、触控板6和电路板(在图中未示意)。机座2内具有安装腔(在图中未示意),电路板可以设在安装腔内。键盘5和触控板6作为电子设备100比如笔记本电脑中两种不同的输入模块,均可以嵌设在机座2朝向显示屏11的一面上,并与电路板电连接,向电子设备100发出命令或者输入数据等。
其中,机座2设有键盘5和触控板6的一面构成了电子设备100比如笔记本电脑的C面,机座2与键盘5和触控板6相对的一面为机座2的底壳21,底壳21所在的一面构成了电子设备100比如笔记本电脑的D面。
电路板上通常设置有大量的电子元器件(在图中未示意),比如中央处理器(Central Processing Unit,CPU)等。中央处理器作为电子设备100的运算核心和控制核心,主要用于电子设备100中的数据处理和运算。同时,中央处理器作为电子设备100中主要的发热元件,在运行时会发出大量的热量,严重者甚至会影响电子设备100的使用。
图3示意了一种电子设备的散热原理图。
为了对电路板上的电子元器件比如CPU进行散热,参考图3所示,电子设备100还包括风扇装置3a,风扇装置3a位于壳体组件内,比如风扇装置3a可以位于机座2的安装腔内,以便通过风扇装置3a对电路板上的电子元器件比如CPU进行散热。
具体的,参考图3所示,电子设备100比如笔记本电脑还可以包括散热板8、热管9和散热器7。散热板8、热管9和散热器7均位于机座2的安装腔内。散热器7可以设置在风扇装置3a的出风口314a处,散热板8可以覆盖在发热元件比如CPU上,以便对通过热传导吸收CPU上的热量,对CPU进行热传导散热。
如图3中所示,热管9的一端与散热板8连接,热管9的另一端穿设在散热器7内,以便通过热管9将散热板8吸收的CPU上的热量传递至散热器7内。这样通过风扇装置3a在运行时从出风口314a产生的风量,带走散热器7的热量,从而实现对电路板上发热元件的散热,提升电子设备100的散热效果。
示例性的,散热器7可以包括但不限于翅片散热器,散热板8可以包括但不限于为由金属制备而成的散热片或者散热块,热管9包括但不限于为铜管、铝管或者其他导热性能较好的管状结构。其中,风扇装置3可以与电路板电连接,以便通过电路板调节风扇装置3的转速,提升电子装置的散热效率。
图3示意了图2中E部的放大图,图4示意了图2中F部的局部放大图。
为了实现风扇装置3a对电路板上发热元件的散热,如图2中所示,机座2的底壳21上设置有进风区域211和出风区域212。参考图2至图4所示,进风区域211可以与风扇装置3a的进风口3111a相对设置,散热器7可以位于出风区域212,并与出风区域212相对设置。这样电子设备100外部的气流可以通过进风区域211进入风扇装置3a的进风口3111a,在风扇装置3运行时,出风口314a的气流可以经由散热器7从出风区域212排至电子设备100的外部,从而通过气流带走散热器7的热量,达到电路板上发热元件比如CPU的散热效果。
参考图4所示,底壳21在与风扇装置3a的进风口3111a的位置处开设有多个进风孔2111,多个进风孔2111均匀的排布在底壳21上与进风口3111a相对位置处,以形成进风区域211。相应的,参考图5所示,底壳21在与散热器7的位置处开设有多个出风孔2121,多个出风均匀的排布在底壳21上与散热器7相对位置处,以形成出风区域212。示例性的,进风孔2111和出风孔2121可以包括但不限于为圆形通孔、条形通孔、多边形通孔或者其他形状的通孔。
参考图2并结合图4所示,进风区域211的长度可以大于风扇装置3a的长度,进风区域211的宽度可以小于风扇装置3a的宽度,使得一些气流可以沿着风扇装置3a的进风口3111a的轴向(在图中未标示)进入风扇装置3a内,另一些气流可以沿着与进风口3111a的轴向呈一定角度进入风扇装置3a内,这样在确保风扇装置3a的进风量的同时,能够对风扇装置3a的部分结构进行遮挡,从而增强电子设备100的美观性能。
需要说明的是,进风区域211的长度所在的方向和风扇装置3a的长度所在的方向与电子设备100的长度方向相同,进风区域211的宽度所在的方向和风扇装置3a的宽度所在的方向与电子设备100的宽度方向相同。电子设备100的长度方向可以参考图2中的X方向,电子设备100的宽度方向可以参考图2中的Y方向。
可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备100比如笔记本电脑的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件,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。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
需要说明的是,随着电子设备100的类型的不同,壳体组件以及电子设备100的结构也有所不同,比如,当电子设备100为平板电脑时,显示屏11可以嵌设在机座2的表面,电路板同样设置于机座2的安装腔内,机座2则单独构成电子设备100的壳体组件,机座2背离显示屏11的一面为电子设备100的底壳21。在此不再做进一步阐述。
电子设备100中通常采用会提高风扇装置3a的转速,对电路板上的发热元件进行强制对流散热,将电路板上的热量快速的排至电子设备100的外部。现有的电子设备100比如笔记本电脑中的风扇装置3a一般均采用离心风扇,以便在电路板上的发热元件进行强制对流散热的同时,能够减小电子设备100的厚度。但是风扇装置3a比如离心风扇在运转过程中会有噪声产生。风扇装置3a作为电子设备100比如笔记本电脑中噪声的核心来源,严重影响了用户的使用体验。
离心风扇产生的噪声一般包括机械噪声和气动噪声,机械噪声主要来自离心风扇的在这和安装过程的工艺等缺陷。气动噪声一般包括离散噪声和流致噪声。离散噪声,一般来自离心风扇在运转的过程中,离心风扇的蜗舌与扇叶等的动静干涉所引发的噪声。流致噪声也可以称为宽带噪声,可以来自离心风扇在运转的过程中,由于气流的涡流所引发的涡脱落(即涡流脱落)等现象所造成的噪声。
转速可以影响到风扇装置3a的风速、风量、风压、噪音和功率,甚至使用寿命。转速越高,风扇装置3a的性能越强,即风速越快,风量越大、风压越大,同时,转速增高,会导致风扇装置3a运转时所产生的噪音也越大。因此,降低风扇装置3a比如离心风扇的噪声一方面可以提高用户对电子设备100的使用体验,另一方面还可以反向提升风扇装置3a的性能。
对于电子设备100比如笔记本电脑内的风扇装置3a通常采用的传统的风扇装置比如离心风扇,进风口3111a的噪声对于整个风扇装置3a的噪声贡献较大。
图6示意了传统的风扇装置在进风口处气流的流向示意图。
参考图6所示,如图6所示,进风口3111a通常设置在风扇壳体31a的蜗壳顶板311a上,传统的风扇装置3a的进风口3111a为常规的圆心通孔设计(即平口设计),使得进风口3111a的外端面边缘3112a与蜗壳顶板311a的外表面(朝向风扇装置3a外部的一面)的连接处、以及进风口3111a的内端面边缘3113a与蜗壳顶板311a的内表面(朝向风扇装置3a内部的一面)的连接处均为直角。
参考图6所示,在部分气流沿着进风口3111a的轴向o1进入进风口3111a时,通过进风口3111a的气流将在外端面边缘3112a,直接发生较大的转向(比如90度转向),而产生较大的流动梯度,并产生涡流,从而引发涡脱落现象,在进风口3111a产生较大的流致噪声。
参考图6所示,在部分气流沿着与进风口3111a的轴向o1呈一定夹角(比如垂直于进风口3111a的轴向o1)进入进风口3111a时,该部分气流在由风扇壳体31a的外部经由进风口3111a的通道内壁(在图中未标示),流动至风扇装置3a的腔体315a的过程中,会在外端面边缘3112a、以及内端面边缘3113a分别产生一次较大的转向(比如90度转向),而产生较大的流动梯度,并产生涡流,从而引发涡脱落现象,在进风口3111a产生较大的流致噪声,使得风扇装置3a在进风口3111a的噪声较大。
风扇装置3a的噪音解决功能,目前已成为电子设备100比如笔记本电脑等的核心竞争力之一。因此,如何降低风扇装置3a在进风口3111a的噪音已成为迫切需要解决的问题。
为此,本申请实施例提供了一种风扇装置,能够减小风扇装置的进风口的流致噪声,提升风扇装置的性能。
下面结合附图和实施例对本申请的风扇装置的结构作进一步阐述。
图7示意了风扇装置的结构示意图,图8示意了图7中风扇装置在G-G方向的剖视图。
参考图7和图8所示,风扇装置3包括具有腔体315的风扇壳体31,风扇壳体31上具有进风口3111和出风口314,进风口3111和出风口314面向风扇壳体31的不同侧;进风口3111和出风口314均与腔体315相连通,使得气流可以经由进风口3111的进入腔体315内,并经由出风口314排至风扇壳体31的外部,以便通过出风口314排出的气流对电子设备100中电路板上的发热器件进行散热。
图9示意了图8中H部的放大图。
参考图7至图9所示,进风口3111的边缘具有导流壁3114,导流壁3114可以形成进风口3111的通道内壁。导流壁3114的延伸方向和进风口3111的轴向o1相交,且导流壁3114被配置为将进风口3111的气流导向腔体315内,以便在不增加风扇装置3的结构尺寸的基础上,通过导流壁3114在进风口3111的边缘的设置,能够改变进风口3111的结构,这样通过导流壁3114能够对进入进风口3111的气流起到导流的作用。相较于传统的风扇装置3的进风口3111(如图6中所示),在导流壁3114的导流作用下,能够避免气流在进风口3111内直接转向,降低气流在进风口3111内的流动梯度,使得气流在进风口3111内的流动较为平缓,以减小气流在进风口3111内发生涡流的情况,从而改善气流在进风口3111内的流动状态以及涡脱落现象,从而改善并降低进风口3111的流致噪声。
与此同时,由于进风口3111流致噪声的降低,使得风扇装置3在运行时的气动噪声以及整体噪声均能够在一定程度上得到改善,以便在电子设备100比如笔记本电脑所允许的范围内,能够提升风扇装置3的转速,从而提升了风扇装置3的性能比如风速、风量、风压等。
参考图9所示,导流壁3114的第一端3115连接于进风口3111的外端面边缘3112(即进风口3111的外端面的边缘),并向进风口3111的径向外侧扩张,以围成扩张端口。导流壁3114的第二端3116位于导流壁3114第一端3115朝向腔体315的一侧。其中,扩张端口的内径大于导流壁3114的第二端3116所围成的内径。其中,进风口3111的径向外侧可以理解为进风口3111的径向上背离进风口3111的一侧。进风口3111的内端面位于腔体315内,进风口3111的外端面位于进风口3111背离腔体315的一侧。进风口3111的内端面边缘3113可以理解为内端面的边沿。
相较于传统的风扇装置3a的进风口3111a(如图6中所示),本申请通过导流壁3114的第一端3115向进风口3111的径向外侧扩张,以围成扩张端口,能够改变进风口3111的结构以及进风口3111的外端面边缘3112与风扇壳体31的外表面的连接状态,使得进风口3111的外端面边缘3112与风扇壳体31的外表面的连接区域(在图中未标示)较为平缓。
参考图9所示,在部分气流沿着进风口3111的轴向o1进入进风口3111时,进入进风口3111的气流将在导流壁3114的第一端3115和第二端3116的导流下流动至腔体315内,能够避免气流在进风口3111的朝向腔体315的一端(即进风口3111的内端)流动时,直接发生较大的转向(比如90度转向),从而改善该部分气流在进风口3111流动至腔体315的过程中的流动梯度,从而改善该部分气流在进风口3111的涡流和涡脱落现象,从而降低进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能。
参考图9所示,在部分气流沿着与进风口3111的轴向o1呈一定夹角(比如垂直于进风口3111的轴向o1)进入进风口3111时,该部分气流在能够在导流壁3114的第一端3115的导流下进入进风口3111内,能够避免该部分气流在进风口3111的外端面边缘3112直接通过较大角度(比如90度)的转向进入进风口3111内,并在该部分气流进入进风口3111内,能够在导流壁3114的导流下,继续流动至腔体315内,从而避免该部分气流直接在进风口3111的朝向腔体315的一端,直接发生较大的转向(比如90度转向),从而有效的改善了该部分气流在进风口3111流动至腔体315的过程中的流动梯度,从而改善该部分气流在进风口3111的涡流和涡脱落现象,从而降低进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能。
因此,无论气流是沿着进风口3111的轴向o1还是沿着与进风口3111的轴向o1呈一定夹角,进入进风口3111内,本申请实施例通过导流壁3114的设置,均能够有效的改善气流通过进风口3111流动至腔体315的过程中的流动梯度、涡流以及涡脱落,从而降低进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能。
除此之外,相较于传统的风扇装置3a的进风口3111a(如图6中所示),通过扩张端口的设置,还能增大进风口3111在外端面边缘3112处的口径,以增大进风口3111的进风量。
参考图9所示,导流壁3114的第二端3116沿进风口3111的轴向o1延伸至进风口3111的内端面边缘3113(即进风口3111的内端面的边缘),使得进风口3111的通道内壁均为导流壁3114,以便通过导流壁3114的第二端3116对进风口3111的气流起到较好的导流作用,使得气流可以沿着导流壁3114的第二端3116进入腔体315内。继续参考图9所示,导流壁3114的第二端3116围成的形状与扩张端口相适配,即扩张端口的形状与导流壁3114的第二端3116围成的形状相同。
这样通过对扩张端口和导流壁3114的第二端3116围成的形状进行限定,在确保导流壁3114对气流具有一定的导流作用,确保改善进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能的同时,由于能够避免导流壁3114的第二端3116围成的形状影响进风口3111在与导流壁3114的第二端3116的口径,从而能够避免导流壁3114的第二端3116围成的形状对进风口3111的进风量造成影响,以确保进风口3111的进风量。
在一些实施例中,扩张端口的形状可以包括但不限于为圆形,即导流壁3114的第二端3116围成的形状也为圆形。由于圆形风道相较于矩形风道的风道强度大,阻力小,因此通过扩张端口的圆形设置,能够减小气流在进风口3111内的阻力,确保气流通过进风口3111能够顺利进入腔体315内的同时,还可以达到降噪的目的。
如图9中所示,导流壁3114可以为圆弧形壁,以便增强导流壁3114的顺滑性,进一步减小气流在进风口3111内的流动梯度,使得气流在导流壁3114的导流作用下能够较平缓的进入腔体315内,通过改善气流在进风口3111的涡脱落现象,从而改善进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能。
图10示意了图8中H部的另一种结构示意图。
在一些实施例中,参考图10所示,导流壁3114还可以为导流斜面或者其他导流壁结构,在本实施例中,对于导流壁3114的结构不做进一步限定。
下面以圆弧形壁为例,对本申请实施例的风扇装置的结构作进一步阐述。
参考图9所示,沿导流壁3114的第一端3115至导流壁3114的第二端3116的方向上,进风口3111的口径逐渐递减,以便确保导流壁3114表面沿第一端3115至第二端3116的方向上的平整性和顺滑性,使得导流壁3114可以形成圆弧形壁的同时,还能够确保导流壁3114的第二端3116能够向进风口3111的径向内侧收缩,以形成收拢端。这样在流经导流壁3114的第一端3115的气流朝向导流壁3114的第二端3116流动时,导流壁3114的第二端3116能够对该气流继续导流,以便增强导流壁3114对气流的导流作用,进一步减小气流在进风口3111内的流动梯度,改善进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能。其中,进风口3111的径向内侧可以理解为进风口3111的径向上朝向进风口3111的一侧。
如图8所示,导流壁3114围成喇叭状开口。其中,喇叭状开口较大的一端形成导流壁3114的扩张端口,喇叭状开口较小的一端形成导流壁3114的收拢端口。由于导流壁3114位于进风口3111的边缘,因此,本申请的进风口3111的边缘所围成的形状也为喇叭状开口,导流壁3114构成了进风口3111的通道内壁,此时进风口3111也为喇叭状开口。这样在不改变风扇装置3的结构尺寸的基础上,通过进风口3111处设置的喇叭状开口,能够对进风口3111的气流起到更好的导流作用,从而改善进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能。
如图9中所示,导流壁3114相对于进风口3111的外端面朝向腔体315的一侧弯折,以形成导流壁3114的第二端3116导流壁3114的第二端3116。由于导流壁3114位于进风口3111的边缘,进风口3111与导流壁3114的第二端3116相对的一端(即进风口3111的内端)也为相对于风扇壳体31的顶面,朝向腔体315内部弯折的弯折结构。
由于风扇壳体31上进风口3111所在的位置为低压区域317,风扇壳体31内低压区域317朝向出风口314的一侧为高压区域316,这样在通过导流壁3114改善进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能的同时,通过导流壁3114的第二端3116还能够阻挡在腔体315的高压区域316和低压区域317之间,以避免风扇装置3内气流从高压区域316泄露到低压区域317的泄露,从而提升风扇装置3的压升。
如图9中所示,在导流壁3114为圆弧形壁时,导流壁3114对应的倒圆角的半径可以等于风扇壳体31在进风口3111处(即风扇壳体31中蜗壳顶板311)的厚度,或者,在一些实施例中,导流壁3114对应的倒圆角的半径还可以大于蜗壳顶板311的厚度。在本实施例中,对于进风口3111处风扇壳体31(即蜗壳顶板311)的厚度不做进一步限定。本申请通过对导流壁3114对应的倒圆角的半径进行限定,在确保改善进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的压升的同时,还能够便于通过现有的冲压的方式形成具有导流壁3114的风扇壳体31,以简化风扇壳体31的制造过程。
图11示意了风扇装置的爆炸图。
参考图11并结合图8所示,风扇装置3还包括叶轮32,叶轮32位于腔体315内,并与进风口3111相对设置,以便在气流在导流壁3114的导流作用下通过进风口3111进入叶轮32的周侧边缘时,在叶轮32的转动下,可以推动进入叶轮32的周侧边缘的气流高速转动,使得气流获得较大的能量并经离心后,从出风口314流出,进入散热器7内,对散热器7进行散热,从而带走散热器7上吸收的发热元件的热量,实现对发热元件比如CPU的散热。
叶轮32可以包括轮盘321和多个扇叶322,轮盘321与进风口3111相对设置,且轮盘321的轴向o1与进风口3111的轴向o1为同一条直线。多个扇叶322间隔设置并均匀排布在轮盘321的周侧外侧。这样在叶轮32转动时,风扇壳体31外部的气流可以被吸吸入进风口3111,气流在导流壁3114的导流的作用下通过进风口3111进入相邻扇叶322的间隔(简称叶间流道,在图中未标示)内,扇叶322在轮盘321的带动下,将带动叶间流道内的气流一起转动。在随着扇叶322转动的同时,叶间流道内的气流还可以在叶轮32的推动下高速转动,使得气流获得较大的能量后,经离心后从甩出叶间流道,气流的压力能和动能增加后从出风口314流出,从而通过出风口314的气流对电子设备100的电路板上的发热元件进行散热的同时,由于导流壁3114的设置,还能够降低进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能。
需要说明的是,轮盘321可以与电子设备100的电路板电连接,以便通过电路板对轮盘321的转动进行控制,以便在电路板的控制下,通过轮盘321带动扇叶322转动,从而通过风扇装置3对电子设备100的电路板上的发热元件进行散热。
参考图11并结合图7所示,风扇壳体31为内部具有腔体315的蜗壳,进风口3111设于蜗壳的顶面,出风口314位于蜗壳的侧面,这样能够确保进风口3111和出风口314位于风扇壳体31的不同侧,以便气流可以经由进风口3111进入蜗壳的腔体315内,并经在蜗壳内经加压和离心后能够出风口314流出,以便实现风扇装置3的散热性能的同时,使得本申请实施例的方风扇装置3可以作为离心风扇,应用于笔记本电脑、平板电脑、手机、无人机等电子设备100的壳体组件内,对电子设备100内的电路板上的发热元件进行散热。
继续参考图11至图7所示,蜗壳包括蜗壳顶板311、蜗壳底板312和蜗壳侧板313,蜗壳底板312和蜗壳顶板311位于蜗壳侧板313相对的两侧,并与蜗壳侧板313围成腔体315,以便将叶轮32容置在腔体315内。其中,进风口3111可以位于蜗壳顶板311上,蜗壳顶板311、蜗壳底板312和蜗壳侧板313可以围成出风口314。这样在确保进风口3111和出风口314均与腔体315连通的同时,能够使得进风口3111可以位于风扇壳体31的顶面,出风口314位于风扇壳体31的侧面,确保进风口3111和出风口314位于风扇壳体31的不同侧,以便于实现风扇装置3的离心功能。
如图11所示,蜗壳顶板311和蜗壳底板312可以为相互平行的板状结构,该板状结构的形状与蜗壳侧板313的结构相适配。蜗壳侧板313可以包括蜗壳围板3131和蜗舌3136,蜗壳围板3131围设在蜗壳底板312上,蜗壳顶板311盖设在蜗壳围板3131上。蜗壳围板3131的第一端部3132与蜗舌3136连接,蜗壳围板3131的第二端部3133与蜗壳围板3131的第一端部3132的相对设置,并与蜗壳顶板311、蜗壳底板312和蜗舌3136共同围设成出风口314。出风口314可以包括但不限于为矩形出风口314。
需要说明的是,蜗壳围板3131可以包括螺旋段3134和延伸段3135,螺旋段3134可以采用螺旋线型设计,螺旋段3134朝向蜗舌3136的一端构成了蜗壳围板3131的第一端部3132,螺旋段3134的朝向延伸段3135的一端与延伸段3135连接,延伸段3135的端部沿着背离螺旋段3134的方向延伸,并构成了蜗壳围板3131的第二端部3133。蜗壳比如蜗壳围板3131和蜗舌3136的结构设计可以参考现有技术中离心风扇中蜗壳的相关设计要求,在此不做进一步阐述。
图12示意了本申请实施例提供的风扇装置与相关技术中的风扇装置的等电压曲线图。
为了验证导流壁3114的加入对风扇装置3的性能的提升,本申请实施例以相关技术中的风扇装置3a(如图6中所示)为对比组,以噪声值为38dB为例,对对比组和本申请的风扇装置3在38dB下的等电压曲线进行了测试,测试结果如图12所示。
本申请的PQ曲线指的是在对应一个电压下的风扇装置的风压风量曲线(即等电压曲线),一般用于描述风扇装置的特性,也称为散热风扇特性曲线。P代表了PQ曲线中的压力,Q代表了PQ曲线中的流量。P-Q值可以理解为风扇装置的进风口与出风口二端压力差与当时状态下流量Q的对应值。
本申请的风扇装置3的PQ曲线为S1,对比组的风扇装置3a的PQ曲线为S2。从图12中可以看出,本申请的风扇装置3的PQ曲线要明显高于风扇装置3a的PQ曲线,即本申请的风扇装置3的PQ曲线在各段处的P-Q值均明显高于风扇装置3a,从而提高了本申请的风扇装置3的PQ表现。
由于导流壁3114的引入,使得进风口3111为喇叭状开口,这样能够使得本申请的风扇装置3的噪声较小,因此可以通过调高本申请的风扇装置3的转速,使得风扇装置3的噪声达到38dB,这样在相同的噪声值下,由于风扇装置3的转速的调高,可以提升风扇装置3的性能比如风量、风压等,从而使得本申请的风扇装置3的PQ曲线在各段处的P-Q值均明显高于风扇装置3a。
在上述基础上,本申请提供的电子设备100内包括上述的风扇装置3,风扇装置3可以设置在电子设备100的壳体组件内,以替代传统的风扇装置3a,以便风扇装置3可以利用散热器7、热管9和散热板8对电路板上的发热元件比如CPU进行散热。具体风扇装置3在电子设备100内的设置,以及对发热元件的散热原理可以参考上述中的相关描述,在此不再做进一步赘述。
由于风扇装置3的进风口3111处导流壁3114的设置,能够降低进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能,以便为电子设备100带来更高的散热设计功耗(ThermalDesign Power,TDP)表现。
一般电子设备100的TDP主要应用于CPU,CPU的TDP值对应CPU在满负荷(CPU利用率为100%的理论上)可能会达到的最高散热热量,散热器7必须保证在CPU的TDP最大的时候,CPU的温度仍然在设计范围之内。因此,CPU的实际功耗一般会小于TDP,尤其对于支持超频的CPU来说TDP仅能代表其在满负荷频率状态下释放的热量。因此,本申请通过导流壁3114的引入,降低风扇装置3的进风口3111的流致噪声,提升风扇装置3的性能,能够为电子设备100比如CPU来更高的TDP表现。
需要说明的是,电子设备100的壳体组件以及其他结构可以参考上述中的相关描述,在此不再做进一步阐述。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

Claims (14)

1.一种风扇装置,其特征在于,包括具有腔体的风扇壳体,所述风扇壳体上具有进风口和出风口,所述进风口和所述出风口面向所述风扇壳体的不同侧;所述进风口和所述出风口均与所述腔体相连通;所述进风口的边缘具有导流壁,所述导流壁的延伸方向和所述进风口的轴向相交,且所述导流壁被配置为将所述进风口的气流导向所述腔体内。
2.根据权利要求1所述的风扇装置,其特征在于,所述导流壁的第一端连接于所述进风口的外端面边缘,并向所述进风口的径向外侧扩张,以围成扩张端口;所述导流壁的第二端位于所述导流壁的第一端朝向所述腔体的一侧,所述扩张端口的内径大于所述导流壁的第二端所围成的内径。
3.根据权利要求2所述的风扇装置,其特征在于,所述导流壁的第二端围成的形状与所述扩张端口相适配。
4.根据权利要求3所述的风扇装置,其特征在于,所述扩张端口的形状为圆形。
5.根据权利要求2所述的风扇装置,其特征在于,所述导流壁的第二端沿所述进风口的轴向延伸至所述进风口的内端面边缘。
6.根据权利要求5所述的风扇装置,其特征在于,所述导流壁为圆弧形壁。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的风扇装置,其特征在于,沿所述导流壁的第一端至所述导流壁的第二端的方向上,所述进风口的口径逐渐递减。
8.根据权利要求7所述的风扇装置,其特征在于,所述导流壁相对于所述进风口的外端面朝向所述腔体的一侧弯折,以形成所述导流壁的第二端。
9.根据权利要求8所述的风扇装置,其特征在于,所述导流壁为圆弧形壁时,所述导流壁对应的倒圆角的半径等于或者大于所述风扇壳体在所述进风口处的厚度。
10.根据权利要求7所述的风扇装置,其特征在于,所述导流壁围成喇叭状开口。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的风扇装置,其特征在于,所述风扇壳体为内部具有所述腔体的蜗壳,所述进风口设于所述蜗壳的顶面,所述出风口位于所述蜗壳的侧面。
12.根据权利要求11所述的风扇装置,其特征在于,所述蜗壳包括蜗壳顶板、蜗壳底板和蜗壳侧板,所述蜗壳底板和所述蜗壳顶板位于所述蜗壳侧板相对的两侧,并与所述蜗壳侧板围成所述腔体,所述进风口位于所述蜗壳顶板上,所述蜗壳顶板、所述蜗壳底板和所述蜗壳侧板围成所述出风口。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的风扇装置,其特征在于,还包括叶轮,所述叶轮位于所述腔体内,并与所述进风口相对设置。
14.一种电子设备,其特征在于,包括壳体组件和如权利要求1-13中任一项所述的风扇装置,所述风扇装置位于所述壳体组件内。
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