CN109915399A - 一种低噪音散热风扇及减噪方法 - Google Patents

一种低噪音散热风扇及减噪方法 Download PDF

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刘育维
王瑜评
刘家俊
林承纬
萧钰伦
王伟安
蔡佩珊
张夙慧
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Abstract

本发明公开了一种低噪音散热风扇，包括扇框和容置于所述扇框中的风扇组件，所述扇框上设置有出风口，所述出风口处设置有散热鳍片，所述散热鳍片通过一散热歧管与一发热元件连接，其特征在于，所述扇框包括上盖、下盖和侧墙，所述风扇组件位于所述上盖和所述下盖之间；所述侧墙外侧壁形成有一空腔，且所述侧墙内壁开设有多个沿伸至所述空腔内的开孔。本发明提供的一种低噪音散热风扇，可针对现有风扇的扇叶数所对应的扇叶噪音频率，设计出符合扇叶噪音频率的实体空腔来吸收扇叶噪音。

Description

一种低噪音散热风扇及减噪方法
技术领域
本发明涉及一种电子设备用散热组件，特别是一种低噪音散热风扇。该散热风扇可应用于笔记本电脑的散热。本发明还涉及一种风扇的减噪方法。
背景技术
随着电脑技术的日益发展，使用者越来越重视产品的使用体验。以笔记本电脑为例，使用过程中的静音要求要求也越来越受到用户的重视。如何降低笔记本电脑内的噪音更是大家重视的方向，而众所周知，在目前笔记本电脑硬盘相当部分已替换为固态硬盘的大形势下，目前笔记本电脑中最容易发出声响的就是散热风扇。而且尤其是笔记本电脑在运行大型软件，尤其是需要大量图形运算的游戏软件时，散热风扇所发出的噪音更是无法忽视。
一般地，笔记本电脑的散热方式是通过散热风扇旋转带动空气，再让空气流动带走散热鳍片上的热量，以此达到冷却的目的。但现在随着笔记本电脑的日益轻薄化，散热风扇也越来越薄，这导致散热风扇的扇叶在运转时更会造成因为设计问题导致特定频率的噪音产生，严重的时候会影响到风扇转数，进而降低散热性能。
目前，为了避免这一问题，常规的做法是：1)在散热风扇的底座开口处, 做部分遮蔽的设计，但这样会影响风的流量，降低散热性能。2)针对散热风扇的扇叶形状进行优化设计，但这往往造成较高的时间成本和人力成本。
可见，现有技术中存在的上述问题，亟待改进。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的一方面目的在于提供一种低噪音散热风扇。
为了实现上述目的，本发明一个方面提供的一种低噪音散热风扇，包括扇框和容置于所述扇框中的风扇组件，所述扇框上设置有出风口，所述出风口处设置有散热鳍片，所述散热鳍片通过一散热歧管与一发热元件连接，其中，所述扇框包括上盖、下盖和侧墙，所述风扇组件位于所述上盖和所述下盖之间；所述侧墙外侧壁形成有一空腔，且所述侧墙内壁开设有多个沿伸至所述空腔内的开孔。
作为优选，所述侧墙围绕所述风扇组件设置，整体呈U字形，且U字形的所述侧墙的开口一端形成所述出风口。
作为优选，所述侧墙包括相互扣合形成空腔的第一部分和第二部分。
作为优选，所述风扇组件的平均噪音频率fn与所述空腔的关系为：其中，c为声音传播速度；s为所述空腔的截面积；L为所述空腔的长度；V为空腔体积。
作为优选，所述散热歧管上设置有散热单元，所述散热单元构造为通过固定支脚固定于至少一发热元件上并通过所述散热歧管传递热量至散热鳍片。
本发明的另一方面还提供一种减噪方法，该方法包括：
1)获取风扇组件的平均噪音频率fn；
2)围绕所述风扇组件设置侧墙，所述侧墙的外侧壁形成有一空腔，且所述侧墙内壁开设有多个沿伸至所述空腔内的开孔；其中，依据如下公式确定所述空腔的大小，其中，c为声音传播速度；s为所述空腔的截面积；L为所述空腔的长度；V为空腔体积。
作为优选，作为优选，所述侧墙围绕所述风扇组件设置，整体呈U字形，且U字形的所述侧墙的开口一端形成所述出风口。
作为优选，所述侧墙包括相互扣合形成空腔的第一部分和第二部分。
作为优选，所述散热歧管上设置有散热单元，所述散热单元构造为通过固定支脚固定于至少一个发热元件上并通过所述散热歧管传递热量至散热鳍片。
与现有技术相比较，本发明提供的一种低噪音散热风扇，可针对现有风扇的扇叶数所对应的扇叶噪音频率，设计出符合扇叶噪音频率的实体空腔来吸收扇叶噪音，达成减噪的目的。且，空腔的自然频率越靠近扇叶噪音的频率，其减噪效果越好。
应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。
本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
图1为本发明的一种低噪音散热风扇的后视图；
图2为本发明的一种低噪音散热风扇的立体结构示意图；
图3为本发明的一种低噪音散热风扇的主视图。
图4为图3中沿A-A线的剖面结构示意图。
图5为本发明的低噪音散热风扇的侧墙的结构示意图。
主要附图标记：
低噪音散热风扇-1；散热鳍片-2；上盖-3；电源线-4；散热歧管-5；散热单元-6；固定支脚-7；侧墙-8；下盖-9；第一部分-81；第二部分-82；空腔-83；开孔-84。
具体实施方式
下面，结合附图对本申请的具体实施例进行详细的描述，但不作为本申请的限定。
应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
如图1至图5所示，本发明一个方面提供的一种低噪音散热风扇1，包括扇框(图中未标注)和容置于所述扇框中的风扇组件(图中未标注)，所述扇框上设置有出风口，所述出风口处设置有散热鳍片2，所述散热鳍片2通过一散热歧管5与一发热元件(图中未示出)连接，其中，所述扇框包括上盖3、下盖9和侧墙8，所述风扇组件位于所述上盖3和所述下盖9之间；所述侧墙8外侧壁形成有一空腔83，且所述侧墙8内壁开设有多个沿伸至所述空腔83内的开孔。
本发明的主要原理在于通过在欲降低噪音的组件外部建立一实体的空腔，本实施例先以风扇组件为主，通过变更的空腔83内的体积可以控制实体空腔的自然频率，在风扇模块运转时，利用实体空腔83内的空气振动的物理现象来吸收扇叶噪音，达到减噪的目的。具体地，作为优选，所述侧墙8围绕所述风扇组件设置，整体呈U字形，且U字形的所述侧墙8的开口一端形成所述出风口。
图5示出了构成本发明的实施例中所述的侧墙的结构示意图，如图所示，作为优选，所述侧墙8包括相互扣合形成空腔83的第一部分81和第二部分 82。
为了实现对噪音的调节，在一些实施例中，所述风扇组件的平均噪音频率fn与所述空腔的关系为：其中，c为声音传播速度；s为所述空腔的截面积；L为所述空腔的长度；V为空腔体积。
作为优选，所述散热歧管5上设置有散热单元(图中未标注)，所述散热单元构造为通过固定支脚7固定于至少一发热元件上并通过所述散热歧管5 传递热量至散热鳍片。
本发明的另一方面还提供一种减噪方法，该方法包括：
1)获取风扇组件的平均噪音频率fn；
2)围绕所述风扇组件设置侧墙，所述侧墙的外侧壁形成有一空腔，且所述侧墙内壁开设有多个沿伸至所述空腔内的开孔；其中，依据如下公式确定所述空腔的大小，其中，c为声音传播速度；s为所述空腔的截面积；L为所述空腔的长度；V为空腔体积。
以下根据上述公式获得的实体得到的实体空腔的参数如下表1：
表1：
频率(Hz) 设计前的能量(a) 设计后的能量(b) 改善(a-b)
3004 100％ 82％ 18％
3104 100％ 53％ 47％
3204 100％ 0％ 100％
3304 100％ 52％ 48％
3504 100％ 90％ 10％
表2
扇叶数 67
转速 3000
Hz 3250
风扇模块高度(m) 0.006
降噪器体积(m<sup>3</sup>) 5.97486E-07
声速(m/s) 340
厚度(m) 0.0015
开孔面积(m<sup>2</sup>) 3.14159E-06
Fc 3204
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种低噪音散热风扇，包括扇框和容置于所述扇框中的风扇组件，所述扇框上设置有出风口，所述出风口处设置有散热鳍片，所述散热鳍片通过一散热歧管与一发热元件连接，其特征在于，所述扇框包括上盖、下盖和侧墙，所述风扇组件位于所述上盖和所述下盖之间；所述侧墙外侧壁形成有一空腔，且所述侧墙内壁开设有多个沿伸至所述空腔内的开孔。
2.如权利要求1所述的低噪音散热风扇，其特征在于，所述侧墙围绕所述风扇组件设置，整体呈U字形，且U字形的所述侧墙的开口一端形成所述出风口。
3.如权利要求1所述的低噪音散热风扇，其特征在于，所述侧墙包括相互扣合形成空腔的第一部分和第二部分。
4.如权利要求1所述的低噪音散热风扇，其特征在于，所述风扇组件的平均噪音频率fn与所述空腔的关系为：
其中，c为声音传播速度；s为所述空腔的截面积；L为所述空腔的长度；V为空腔体积。
5.如权利要求1所述的低噪音散热风扇，其特征在于，所述散热歧管上设置有散热单元，所述散热单元构造为通过固定支脚固定于至少一发热元件上并通过所述散热歧管传递热量至散热鳍片。
6.一种减噪方法，该方法包括：
1)获取风扇组件的平均噪音频率fn；
2)围绕所述风扇组件设置侧墙，所述侧墙的外侧壁形成有一空腔，且所述侧墙内壁开设有多个沿伸至所述空腔内的开孔；其中，依据如下公式确定所述空腔的大小，其中，c为声音传播速度；s为所述空腔的截面积；L为所述空腔的长度；V为空腔体积。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述侧墙围绕所述风扇组件设置，整体呈U字形，且U字形的所述侧墙的开口一端形成所述出风口。
8.如权利要求1所述的低噪音散热风扇，其特征在于，所述侧墙包括相互扣合形成空腔的第一部分和第二部分。
9.如权利要求1所述的低噪音散热风扇，其特征在于，所述散热歧管上设置有散热单元，所述散热单元构造为通过固定支脚固定于至少一个发热元件上并通过所述散热歧管传递热量至散热鳍片。
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