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离心风扇及风冷系统

文献发布时间:2024-04-18 19:58:53


离心风扇及风冷系统

技术领域

本申请涉及电子设备散热技术领域,特别涉及一种离心风扇及风冷系统。

背景技术

随着对电子设备的性能需求不断提升,功耗和发热也在不断恶化。电子设备产生的热量需要及时疏散到环境中,风冷技术是目前电子设备主要的散热方式之一,风冷系统中的风扇极大的决定着设备风冷散热的性能,而且随着电子设备与人们生活的紧密相关,风扇噪音也会极大的影响电子设备的使用体验。结合电子设备的轻薄化需求及风扇的类型特点,电子设备风冷系统通常采用离心式风扇实现散热,但在小型化电子设备中较难平衡离心风扇出风性能提升的需求和控制风噪的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种离心风扇及风冷系统,该离心风扇能够满足风扇出风性能的提升,并兼顾噪音不恶化,达到提升风扇散热性能的同时兼顾降低风扇噪音的效果。

本申请实施例的第一方面提供一种离心风扇,包括壳体和叶轮,壳体内具有腔体,壳体上具有进风口和出风口,叶轮转动设置在腔体内,且叶轮的周侧面与腔体的内侧面间具有间隔以形成气流通道,出风口和进风口分别与气流通道连通。通过叶轮转动能够加快气流通道内空气的流动,使腔体外部的空气能够快速的由进风口进入,并经过气流通道后从出风口高速排出,进而实现散热功能。

腔体的内侧面包括依次相连的凸起面、第一导流面和第二导流面,凸起面与出风口的一端相连,第二导流面与出风口的另一端相连,从第二导流面与第一导流面相连的一端至第二导流面与出风口相连的一端,第二导流面与叶轮的周侧面间在所述叶轮的径向方向上的距离逐渐增大。也就是说,从第二导流面与第一导流面相连一端开始,气流通道具有宽度(沿径向方向上宽度)由窄逐渐变宽的区域,该部分区域可以作为离心风扇的加压区,气流在通过由窄逐渐变宽的该部分区域时,可以实现对气流的加压以提升风扇的出风量。

凸起面和第一导流面的相交线与叶轮的周侧面间在径向方向上的距离为第一距离,第一距离可以为径向线与叶轮周侧面的交点和该径向线与该相交线的交点之间线段的长度。

第一导流面和第二导流面的相交线与叶轮的周侧面间在径向方向上的距离为第二距离,第二距离可以为径向线与叶轮周侧面的交点和该径向线与该相交线的交点之间线段的长度。

第二距离小于第一距离。凸起面可以是腔体的内侧面上凸起形成的,凸起面朝向腔体内凸起,会导致气流通道在凸起面位置处发生尺寸突变,也可以理解为,从凸起面至第二导流面的方向上,气流通道在凸起面的位置处经过一次宽度由宽到窄的变化,气流通道在第一导流面的位置处经过二次由宽到窄的变化。气流通道的宽度最窄位置处位于第二导流面和第一导流面相接的位置处,气流通道的宽度最窄位置处较为远离凸起面(尺寸突变处),与相关技术的离心风扇相比,在同等噪音要求下(如凸起面与周侧面间距一致),第二距离就可以相对更小,也就能够使离心风扇具有更强的加压能力,使离心风扇的出风性能更强,利于提升离心风扇的散热性能,在提升散热性能的同时保证噪音的不恶化。

而且,由于第二距离小于第一距离,凸起面与叶轮的周侧面之间的宽度变化对离心风扇的性能产生的影响相对较小,因而第一距离可以相对较大一些,减小出风口位置处至凸起面处的截面积变化率,叶轮转动并经过凸起面位置处时,该位置处的尺寸突变可以在一定程度上减小,使得在凸起面位置处产生的压力脉动减弱,从而降低噪音,能够实现离心风扇的降噪,可以一定程度上做到风扇性能提升与降噪的兼顾,同时实现离心风扇性能的提升和降噪。

在一种可能的实现方式中,从第一导流面与凸起面相连的一端至第一导流面与第二导流面相连的一端,第一导流面与叶轮的周侧面间在径向方向上的距离逐渐减小,也即在凸起面至第二导流面的方向上形成一个宽度逐渐缩小的通道。也就是说,在凸起面和第二导流面与周侧面形成的加压区之间设置了一个逐渐缩小的通道,便于实现第二距离相比于第一距离的缩小,且具有较高的过渡顺滑性,减小宽度变化而引起的噪音等,利于在提升离心风扇性能的条件下,进一步减小噪音。

在一种可能的实现方式中,从第一导流面与凸起面相连的一端至第一导流面与第二导流面相连的一端,第一导流面与叶轮的周侧面间在径向方向上的距离呈单调递减,在实现第一导流面与叶轮周侧面间距离递减的条件下,利于降低第一导流面的结构设计难度,便于设计及生产实现。

在一种可能的实现方式中,第一导流面为朝向叶轮弯曲的弧面,凸起面包括第一弧形面,第一弧形面为朝向腔体内凸起的弧面,第一弧形面的一端与第一导流面相连形成曲面,凸起面和第一导流面的相交线为过该曲面曲线的凹凸拐点并垂直于径向方向的直线。使第一导流面和凸起面均为弧面,具有较好的顺滑性,利于气流在第一导流面与周侧面间形成的逐渐缩小的通道内的平滑过渡,也有利于提升第二弧形面和弧形的第一导流面之间连接的顺滑性,能够减小由于宽度尺寸变化对气流的影响,利于提升离心风扇的出风及降噪性能。

在一种可能的实现方式中,第二导流包括相连的第二弧形面和第二平面,第二弧形面与第一导流面相连,第二平面与出风口相连。通过使第二导流面与第一导流面相连的部分为第二弧形面,能够使加压区内的空气流动更加的顺滑,减小气体的能量耗散,更利于实现对空气的加压,利于提升离心风扇的出风性能。

此外,通过使第二导流面与出风口相连的部分为第二平面,利于扩大出风口的开口,也利于提升离心风扇的出风性能。

在一种可能的实现方式中,第二弧形面和第一导流面相连共同形成朝向叶轮弯曲的弧面,具有很好的顺滑性,使气流能够实现在第一导流面与周侧面形成的逐渐缩小通道至第二导流面与周侧面形成的加压区域通道之间的顺滑过渡,进一步减小由于宽度尺寸变化对气流的影响,也能够保证对气流的加压效果,利于提升离心风扇的出风及降噪性能。

在一种可能的实现方式中,凸起面还包括与第一弧形面另一端相连的第一平面,第一平面与出风口相连,从第一平面与第一弧形面相连的一端至第一平面与出风口相连的一端,第一平面朝向腔体外倾斜,使出口位置处呈敞开状,能够进一步增大出风口的开口,利于提升离心风扇的出风性能。

在一种可能的实现方式中,壳体包括侧壁、相对设置的底壁和顶壁,侧壁位于底壁和侧壁之间,侧壁、底壁和顶壁共同围成腔体,底壁和顶壁的至少一个上开设有进风口,侧壁上开设有出风口,侧壁的内表面形成腔体的内侧面。通过底壁、侧壁及顶壁装配构成壳体,利于提升壳体装配成型的灵活性,便于生产实现。

在一种可能的实现方式中,叶轮包括轮盘和多个扇叶,多个扇叶一端固定在轮盘上,多个扇叶的另一端端面与叶轮的周侧面齐平,多个扇叶利于提升离心风扇的出风量,进而提升离心风扇的散热性能。

本申请实施例的第二方面提供一种风冷系统,用于对发热器件散热,包括散热装置、传热装置和上述任一的离心风扇。散热装置位于离心风扇的出口处,散热装置与传热装置连接,传热装置用于与发热器件连接。通过包括离心风扇,该离心风扇可以在满足出风性能提升的条件下,兼顾噪音不恶化,实现降噪的目的,同时能够达到提升离心风扇散热性能、降低离心风扇噪音的效果,从而能够实现风冷系统的高散热和低噪音性能。能够很好的为电子设备提供充分的散热能力,使电子设备性能很好的释放,利于提升电子设备的性能及降噪体验。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;

图2为图1中电子设备沿A-A面的剖面结构示意图;

图3为本申请实施例提供的一种电子设备中风冷系统的结构示意图;

图4为相关技术中的离心风扇的内部结构示意图;

图5为本申请实施例提供的一种离心风扇的结构示意图;

图6为本申请实施例提供的一种离心风扇的拆分结构示意图;

图7为本申请实施例提供的一种叶轮的结构示意图;

图8为本申请实施例提供的一种离心风扇的内部结构示意图;

图9为本申请实施例提供的一种离心风扇内部结构的正面示意图;

图10为相关技术中离心风扇的速度场仿真模拟图;

图11为本申请实施例提供的一种离心风扇的速度场仿真模拟图。

附图标记说明:

100-电子设备;

101-第一外壳;101a-壳盖;101b-底壳;1011-通风口;

102-第二外壳;

103-发热器件;

104-风冷系统;

10-离心风扇;

11-壳体;11a-底壁;11b-侧壁;11c-顶壁;

111-腔体;

112-内侧面;

1121-凸起面;1121a-第一弧形面;1121b-第一平面;

1122-第一导流面;

1123-第二导流面;1123a-第二弧形面;1123b-第二平面;

113-进风口;

114-出风口;

115-气流通道;

12-叶轮;

121-周侧面;

122-轮盘;

123-扇叶;

20-散热装置;

30-传热装置;

105-电路板;

106-按键结构;

107-触控区域;

108-显示屏幕;

109-容置腔;

110-电源键。

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。

本申请实施例提供的一种电子设备,可以包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、二合一平板/电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备(virtual reality,简称VR)、增强现实设备(augmented reality,简称AR)、路由器、充电宝、移动wifi、车载设备等具有散热需求的电子设备。

例如,在本申请实施例中,以该电子设备为笔记本电脑为例,对本申请实施例提供的电子设备示例说明。

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

参见图1所示,电子设备100可以包括有两个壳体,例如,分别为第一外壳101和第二外壳102,电子设备100还可以包括转动机构(图中未示出),第一外壳101和第二外壳102分别位于转动机构的两侧,第一外壳101和第二外壳102可以分别与转动机构连接,通过转动机构可以实现第一外壳101和第二外壳102的转动配合,从而实现笔记本电脑的开合。

电子设备100还可以包括有按键结构106,按键结构106可以设置在第一外壳101上,按键结构106可以用于识别用户的操作信息,实现与用户的人机交互等。

其中,应当理解的是,该按键结构106可以是凸出的按钮结构件,或者,该按键结构106也可以是虚拟按键等。

第一外壳101上还可以具有触控区域107,触控区域107也可以用于识别用户的操作信息,如手势信息等,丰富电子设备100的操作体验。

第一外壳101上还可以具有电源键110,电源键110用于实现对电子设备的开启与关闭。

电子设备100还可以包括有显示屏幕108,显示屏幕108可以设置在第二外壳102上,显示屏幕108用于实现图像等的显示。

当然,在一些其他示例中,显示屏幕108也可以用于识别用户的操作信息,如用户的操作位置信息、手势信息等。

显示屏幕108可以包括显示面板,显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystaldisplay,简称LCD),有机发光二极管(organic light-emitting diode,简称OLED),有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light emittingdiode的,简称AMOLED),柔性发光二极管(flex light-emitting diode,简称FLED),mini-LED,micro-LED,Micro-OLED,量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes,简称QLED)等。

其中,第一外壳101可以具有容置腔,电子设备的结构器件可以容纳在该容置腔内,在一些示例中,第二外壳102也可以具有容置腔,第二外壳102的容置腔也可以用于容纳电子设备的结构器件。

图2为图1中电子设备沿A-A面的剖面结构示意图。

参见图2所示,以第一外壳101为例,第一外壳101可以包括底壳101b和壳盖101a,壳盖101a可以盖设在底壳101b上,壳盖101a和底壳101b共同围成容置腔109,电子设备的结构器件固定在容置腔109内。

其中,按键结构106、触控区域107及电源键110等可以分别位于第一外壳101的壳盖101a上。

示例性的,电子设备100还可以包括有处理器(图中未示出),例如,处理器可以包括中央处理器(central processing unit,简称CPU),应用处理器(applicationprocessor,简称AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processing unit,简称GPU),图像信号处理器(image signal processor,简称ISP),控制器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,简称DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,简称NPU)等。

处理器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。处理器中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。

处理器可以包括一个或多个接口,处理器可以通过接口连接电子设备100的其他器件,例如实现处理器与电子设备100的传感器、音频模块、显示屏幕、摄像头等模块的连接。

示例性的,处理器可以包括通用串行总线(universal serial bus,简称USB)接口(图中未示出),USB接口可以开设在第一外壳101上,可以用于连接电子设备和外围设备。

例如,USB接口可以用于连接充电器,以通过充电器实现该电子设备100充电。USB接口也可以用于连接其他电子设备,例如存储设备等,实现电子设备100与其他电子设备之间的数据传输。

当然,在一些其他示例中,该USB接口还可以用于连接其他电子设备,例如可以用于外接投影设备、VR设备等。

电子设备100还可以包括电池、充电模块及电源管理模块等,充电模块用于接收充电器的充电输入,以为电池充电。示例性的,如充电管理模块可以通过USB接口接收充电器的充电输入。

电源管理模块用于连接电池、充电管理模块与处理器,充电管理模块为电池充电的同时,还可以通过电源管理模块为电子设备100供电。电源管理模块接收电池和/或充电管理模块的输入,可以为处理器、存储器、显示屏幕、摄像头等供电。

电源管理模块还可以用于监测电池,例如监测电池的容量,电池的循环次数,电池的健康状态(漏电、阻抗)等参数。

电子设备100还可以包括摄像头(图中未示出),通过摄像头可以实现摄像功能。

电子设备100还可以包括音频模块、扬声器、麦克风等(图中未示出),以实现电子设备100的音频功能。其中,音频模块用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中,音频模块可以设置于处理器中,或将音频模块的部分功能模块设置于处理器中。

扬声器,也称“喇叭”,用于将音频电信号转换为声音信号,电子设备100可以通过扬声器输出声音,实现对声音的播放。麦克风,也称“话筒”、“传声器”,用于将声音信号转换为电信号,电子设备100可以通过麦克风接收外部的声音。

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的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备可以包括比图示更多或更少的结构部件,或者组合某些结构部件,或者拆分某些结构部件,或者不同的结构部件布置。

例如,电子设备100还可以包括压力传感器、触摸传感器、天线、通信模块等等。

继续参见图2所示,电子设备还可以包括有电路板105,发热器件103可以设置在电路板105上,发热器件103及电路板105均可以固定在容置腔内。其中,该发热器件103可以是工作运行时会发热,并需要进行散热的任意器件,例如,可以是上述的处理器、电池等。

可以理解的是,电子设备100包括的发热器件103的数量可以是多个或者一个,具体发热器件103的数量及类型可根据需求选择设定。

为实现对发热器件103的散热,可以采用风冷散热的方式实现电子设备100的散热,例如,参见图2所示,电子设备还可以包括有风冷系统104,风冷系统104可以实现对电子设备的散热。

其中,风冷系统104可以包括有离心风扇10,离心风扇10可以邻近发热器件103设置,离心风扇10能够加快周围环境(如容置腔内)空气的流动,快速与发热器件103换热,实现对发热器件103热量的散热效果。

示例性的,离心风扇10可以与电路板105电连接,电路板105能够实现对离心风扇10的驱动以及控制等。

在一些示例中,第一外壳101上还可以开设有通风口1011,例如,在底壳101b的侧壁上可以开设有通风口1011,通风口1011可以贯穿底壳101b的侧壁,使通风口1011可以与容置腔连通,也就通过通风口1011连通了容置腔和电子设备的外部环境,从而实现电子设备内部和外部之间空气的流通,进一步提升散热效果。

需要说明的是,图2中仅示出了第一外壳101上开设有一个通风口1011。为实现电子设备内外空气的流通,第一外壳101上的通风口1011数量可以为多个,例如,可以为两个,其中一个通风口可以作为进风口,其中另一个通风口可以作为出风口。

图3为本申请实施例提供的一种电子设备中风冷系统的结构示意图。

参见图3所示,风冷系统104还可以包括散热装置20和传热装置30,其中,传热装置30可以用于实现发热器件103和散热装置20之间的高性能传热。

在一些示例中,传热装置30可以是均温板(vapor chambers,简称VC)、热管等具有高传热性能的装置。

散热装置20可以用于为离心风扇10和传热装置30提供换热场所,以实现更加强化的换热效果。在一些示例中,散热装置20可以是板翅式直散热片、针鳍式散热片等强化换热装置。

散热装置20可以位于离心风扇10的出风口114处,传热装置30可以位于散热装置20与发热器件103之间,传热装置30可以分别与散热装置20、发热器件103热接触,可以实现热量在发热器件103、传热装置30及散热装置20之间的传递。

发热器件103产生的热量可以通过传热装置30高效的导通至散热装置20中,离心风扇10运行时可以加速冷空气的流动,使出风口114处可以产生高速气流,并使该高速气流能够穿过散热装置20,从而与散热装置20实现热交换,吸收散热装置20中的热量而形成热空气流,热空气流可以将热量带到电子设备外部的环境中,示例性的,如热空气流可以通过底壳上的通风口排出至电子设备外部,实现对电子设备的散热。

随着对电子设备性能需求的不断提升,功耗和散热在不断的恶化,电子设备的热量需要及时疏散到环境中,风冷方式的风冷系统,其散热性能极大取决于风扇,高散热效果成为离心风扇追求的主要性能之一。此外,随着电子设备与人们日常生活的紧密相关,风扇噪音也会极大的影响设备的使用体验,因而,如何提升离心风扇的性能,并降低离心风扇的噪音是风冷式风冷系统能力提升的关键。

图4为相关技术中的离心风扇的内部结构示意图。

参见图4所示,常见的离心风扇200可以包括有扇叶201和蜗壳202,蜗壳202内具有腔体202a,扇叶201设置在腔体202a内,并且扇叶201与蜗壳202的侧壁内表面之间具有间隙,从而形成气流通道203,也即在扇叶201与蜗壳202的侧壁内表面之间具有气流通道,在蜗壳202上可以分别开设有进风口(图中未示出)和出风口202b,进风口和出风口202b可以分别与气流通道连通203。

其中,扇叶201转动设置在蜗壳202的腔体202a内,扇叶201转动能够使气流快速的经由进风口、气流通道203从出风口排出,进而通过离心风扇200能够提升环境中空气的流动。图4中箭头示意扇叶201逆时针转动时,空气气流的流动方向。

为提升离心风扇200的性能,在蜗壳202侧壁的内表面上可以设置有凸起的蜗舌204,蜗舌204可以位于侧壁内表面邻近出风口202b的位置处。由于侧壁内表面凸起形成蜗舌204,使蜗舌204的外表面与扇叶201的周侧面之间的距离较窄,也即蜗舌204可以是蜗壳202的侧壁内表面与扇叶201距离最近的部分,位于蜗舌204与扇叶201之间的气流通道203就会变窄。

从蜗舌204的位置至出风口202b处,气流通道203存在由窄逐渐变宽的区域,如图4中的加压区202c,气流在通过由窄至宽的区域时,可以实现对气流的加压以提升风扇的出风量。

而且凸起的蜗舌204还能够使加压区202c和出风口202b区域之间形成物理隔断,防止风扇出风口202b的空气被扇叶201转动带入至加压区202c,而导致风扇出风性能的下降。

经过大量结构设计经验表面,蜗舌与扇叶周侧面之间的间隙越小,离心风扇200的出风量越高,散热性能越好。但是蜗舌处的气流通道宽度越窄,会使每个扇叶旋转并刷过此处时,空气在迅速变窄的通道处形成剧烈的压力脉动,从而产生大量的噪音。因而,蜗舌与扇叶周侧面之间的间隙越小,离心风扇的噪音就会越大。难以保证在提升离心风扇散热性能的同时还能够兼顾噪音的不恶化。

基于此,本申请实施例提供一种离心风扇,可以在满足离心风扇出风性能提升的条件下,还能够兼顾噪音不恶化,实现降噪的目的,同时能够达到提升离心风扇散热性能、降低离心风扇噪音的效果。该离心风扇能够为电子设备提供充分的散热能力,以支持电子设备性能的释放,利于提升电子设备的性能,使用户拥有良好的散热/降噪体验。

图5为本申请实施例提供的一种离心风扇的结构示意图。

参见图5所示,离心风扇10可以包括壳体11和叶轮12,其中,壳体11作为离心风扇10的主要承载结构件,壳体11内可以具有腔体111,用于容纳叶轮12,或者,也可以用于容纳离心风扇10的其他结构件。

壳体11上开设有进风口113和出风口114,进风口113和出风口114分别可以为壳体11上的通孔,进风口113可以与壳体11内的腔体111连通,出风口114也可以与壳体11内的腔体111连通。

需要说明的是,在本申请实施例中,对壳体11的成型材质不作限制,例如,壳体11的成型材质可以是塑料、金属、合金等。

对壳体11的装配成型方式也不作限制,例如,壳体11可以一体成型的结构件,如壳体11可以使通过如注塑成型等方式一体成型的结构件。

或者,在一些示例中,壳体11也可以使由分体的结构件装配形成的。具体的材质及装配方式可根据实际需求选择设定。

本申请实施例中,以壳体11由分体结构件装配形成为例说明,分体结构件装配形成壳体11具有较高的设计灵活性,利于降低生产设计难度且便于实现。

图6为本申请实施例提供的一种离心风扇的拆分结构示意图。

示例性的,结合图5和图6所示,壳体11可以包括底壁11a、侧壁11b和顶壁11c,其中,顶壁11c和底壁11a可以相对设置,侧壁11b可以位于底壁11a和顶壁11c之间,这样顶壁11c、侧壁11b和底壁11a可以共同围成壳体11的腔体111,侧壁11b的内表面(面向箱体的一面)可以形成腔体111的内侧面112。

其中,底壁11a和顶壁11c可以分别为平面,侧壁11b位于底壁11a和顶壁11c之间,侧壁11b可以在垂直于底壁11a和顶壁11c的方向上具有一定的延伸高度,以保证底壁11a、顶壁11c及侧壁11b能够形成腔体111。

在顶壁11c或底壁11a的至少一个上可以开设有进风口113,在侧壁11b上可以开设有出风口114,也即出风口114位于顶壁11c和底壁11a之间。

需要说明的是,进风口113可以为一个,例如图5和图6中所示,在顶壁11c上可以开设通孔以形成进风口113。

当然,在一些其他示例中,进风口113也可以为多个,例如,可以为两个,如在顶壁11c和底壁11a上可以分别开设有通孔以形成两个进风口。

在本申请实施例中,以在顶壁11c上开设有一个进风口113为例说明。

叶轮12可以转动设置在由底壁11a、侧壁11b和顶壁11c围成的腔体111内,叶轮12可以绕着轴线o转动(结合图7所示),以平行于轴线的方向为叶轮12的轴向方向。

叶轮12的形状可以为圆形,其轴线可以为过叶轮12的圆心并垂直于叶轮12的直线。在本申请实施例中,以径向方向为平行于叶轮12的直径/半径的方向,叶轮12的轴向方向可以与径向方向相互垂直。可以理解的是,径向方向可以是过叶轮12圆心并垂直于叶轮12的轴向方向的任一方向(示例性的,如图7中的y方向),径向方向可以包括多个方向。

壳体11上的进风口113可以位于叶轮12沿轴向方向上的一侧,出风口114可以位于叶轮12沿径向方向上的一侧(参照图5所示)。

图7为本申请实施例提供的一种叶轮的结构示意图。

参见图7所示,叶轮12可以包括有周侧面121,周侧面121可以是叶轮12周向上最外侧的表面,也可以理解为周侧面121以叶轮12的轴线o为中心线,以叶轮12的半径为半径形成的圆周面。

叶轮12可以包括有轮盘122和多个扇叶123,多个扇叶123可以固定在轮盘122上,轮盘122可以带动多个扇叶123转动,进而使叶轮12转动。

多个扇叶123可以环绕轴线o环形呈阵列分布在轮盘122上,多个扇叶123可以等间隔的排布。多个扇叶123利于提升离心风扇10的出风量,进而提升离心风扇10的散热性能。

其中,轮盘122的形状可以为圆形,扇叶123可以近似呈弧形板状结构,多个扇叶123一端可以固定在轮盘122上,另一端端面可以与叶轮12的周侧面121齐平。

扇叶123的具体数量在本申请实施例中不作限制,具体可以根据实际需求选择设定。

叶轮12还可以包括有环形的加强件124,环形加强件124与多个扇叶123背向轮盘122的一端固定,通过加强件124将多个扇叶123连接固定成一个整体的结构件,利于加强扇叶123的强度,提升整个叶轮12的稳定性。环形加强件124在周向上的外侧面可以与叶轮12的周侧面121齐平,在一些示例中,环形加强件124在周向上的外侧面、以及多个扇叶123背向轮盘122的另一端端面可以共同形成叶轮12的周侧面121。

离心风扇10还可以包括有驱动结构(图中未示出),例如,驱动结构可以固定在轮盘122上,驱动结构与轮盘122连接,并带动轮盘122转动,进而通过轮盘122带动多个扇叶123一起转动。

图8为本申请实施例提供的一种离心风扇的内部结构示意图。需要说明的是,图8中未示出离心风扇的顶壁。

参见图8所示,叶轮12转动装配在腔体111内,叶轮12的周侧面121和腔体111的内侧面112(也即侧壁11b的内表面)之间具有间隔,以形成气流通道115,气流通道115与侧壁11b上的出风口114及顶壁上的进风口分别连通。

叶轮12转动就能够加快气流通道115内空气的流动,使腔体111外部的空气能够快速的由进风口进入,并经过气流通道115后从出风口114高速排出。

其中,叶轮12的转动方向可以是顺时针转动,或者,叶轮12的转动方向也可以是逆时针转动。

图9为本申请实施例提供的一种离心风扇内部结构的正面示意图。

结合图9所示,腔体111的内侧面112可以包括凸起面1121、第一导流面1122和第二导流面1123。

凸起面1121一端与出风口114的一端相连,凸起面1121另一端与第一导流面1122的一端相连,凸起面1121和第一导流面1122相连的位置处可以形成相交线(参照图8中的相交线L1)。

第一导流面1122的另一端与第二导流面1123的一端相连,第一导流面1122和第二导流面1123相连的位置处可以形成相交线(参照图8中的相交线L2)。第二导流面1123的另一端与出风口114的另一端相连。

以凸起面1121和第一导流面1122的相交线L1与叶轮12的周侧面121间在径向方向上的距离为第一距离。其中,可以作分别与轴线o和相交线L1相交的径向线(沿径向方向且过圆心的直线),例如,径向线可以垂直于轴线o和相交线L1,第一距离可以为该径向线与叶轮12的周侧面121的交点和该径向线与相交线L1的交点之间线段的长度。

例如,图9为离心风扇10的正视示图,以将离心风扇的结构投影至底壁11a上为例,其中,以叶轮12的轴线在底壁11a上的投影为o1,凸起面1121和第一导流面1122的相交线L1在底壁11a上的投影为点o2,过连接轴线的投影点o1与相交线L1的投影o2的径向线为y1,第一距离d1为径向线y1与叶轮12的周侧面121的交点和径向线y1与相交线的投影点o2的交点间的线段长度。

相应的,以第一导流面1122和第二导流面1123的相交线L2与叶轮12的周侧面121间在径向方向上的距离为第二距离,其中,可以作分别与轴线o和相交线L2相交的径向线,例如,该径向线可以垂直于轴线o和相交线L2,第二距离可以为该径向线与叶轮12的周侧面121的交点和该径向线与相交线L2的交点之间线段的长度。

例如,参见图9所示,以将离心风扇的结构投影至底壁11a上为例,其中,以第一导流面1122和第二导流面1123的相交线在底壁11a上的投影为点o3,过连接轴线的投影点o1与相交线L2的投影点o3的径向线为y2,第二距离d2为径向线y2与叶轮12的周侧面121的交点和径向线y2与相交线的投影o3的交点间的线段长度。

可以理解的是,径向线y1和径向线y2分别对应为两个不同的径向方向,两个径向方向可以相交,两者之间具有一定的夹角。

第二距离d2小于第一距离d1,也就是说,第二导流面1123和第一导流面1122相交线L2与周侧面121间的距离小于凸起面1121和第一导流面1122相交线L1与周侧面121间的距离。可以理解的是,凸起面1121可以是腔体111的内侧面112上凸起形成的,凸起面1121朝向腔体111内凸起,会导致气流通道115在凸起面1121位置处发生宽度(沿径向方向的宽度)尺寸突变,也就是说,从凸起面1121至第二导流面1123的方向上,气流通道115在凸起面1121的位置处经过一次宽度由宽到窄的变化,气流通道115在第一导流面1122的位置处经过二次由宽到窄的变化。

结合图8和图9所示,从第二导流面1123与第一导流面1122相连的一端至第二导流面1123与出风口114相连的一端,第二导流面1123与叶轮12的周侧面121之间在径向方向上的距离可以逐渐增大,也就是说,从第二导流面1123与第一导流面1122相连一端(如相交线L2)开始,气流通道115具有宽度由窄逐渐变宽的区域,该部分区域可以作为离心风扇的加压区,例如图9中所示的加压区10a,气流在通过宽度由窄逐渐变宽的该部分区域时,实现对气流的加压以提升风扇的出风量。

继续参见图9所示,也就是说,腔体111的内侧面112与叶轮12的内表面之间在径向方向上的最小距离位于第二导流面1123和第一导流面1122的相交线位置处,气流通道115的宽度最窄位置处位于第二导流面1123和第一导流面1122相接的位置处,气流通道115的最窄位置处较为远离凸起面1121(尺寸突变处)。与相关技术相比,在同等噪音要求下(如凸起面与周侧面间距都一致的条件下),第二距离d2就可以相对更小,也就能够使离心风扇具有更强的加压能力,使离心风扇的出风性能更强,利于提升离心风扇的散热性能,在提升散热性能的同时保证噪音的不恶化。

而且,由于第二距离d2小于第一距离d1,凸起面1121与叶轮12的周侧面121之间的宽度变化对离心风扇10的性能产生的影响相对较小,因而与相关技术比,第一距离d1可以相对较大一些,减小出风口114位置处至凸起面1121处的截面积变化率,叶轮12转动并经过凸起面1121位置处时,该位置处的尺寸突变可以在一定程度上减小,使得在凸起面1121位置处产生的压力脉动减弱,从而降低噪音,能够实现离心风扇的降噪,可以一定程度上做到风扇性能提升与降噪的兼顾,以同时实现离心风扇性能的提升和降噪。

继续参见图9所示,从第一导流面1122与凸起面1121相连的一端至第一导流面1122与第二导流面1123相连的一端,第一导流面1122与叶轮12的周侧面121之间在径向方向上的距离逐渐减小,也即在凸起面1121至第二导流面1123的方向上形成一个宽度逐渐缩小的通道。

也就是说,在凸起面1121和第二导流面1123与周侧面121形成的加压区之间设置了一个逐渐缩小的通道,便于实现第二距离相比于第一距离的缩小,且具有较高的过渡顺滑性,减小宽度变化而引起的噪音等,利于在提升离心风扇10性能的条件下,进一步减小噪音。

示例性的,从第一导流面1122与凸起面1121相连的一端至第一导流面1122与第二导流面1123相连的一端,第一导流面1122与叶轮12的周侧面121间在径向方向上的距离可以呈单调递减的方式逐渐减小,在实现第一导流面1122与叶轮12周侧面121间距离递减的条件下,利于降低第一导流面1122的结构设计难度,便于设计及生产实现。

第一导流面1122可以为朝向叶轮12弯曲的弧面,使第一导流面1122为弧面,具有较好的顺滑性,利于气流在第一导流面1122与周侧面121间形成的逐渐缩小的通道内的平滑过渡,能够减小由于宽度尺寸变化对气流的影响,利于提升离心风扇10的出风及降噪性能。

继续参见图9所示,凸起面1121可以包括第一弧形面1121a和第一平面1121b,其中,第一弧形面1121a的一端可以与第一导流面1122相连,第一弧形面1121a可以是朝向叶轮12凸起的弧面,第一弧形面1121a和第一导流面1122相连形成曲面,利于提升第一弧形面1121a和弧形的第一导流面1122之间连接的顺滑性,减小宽度尺寸变化对气流的影响。

凸起面1121与第一导流面1122的相交线也就是为凸面的第一弧形面1121a和为凹面的第一导流面1122的相交线,第一弧形面1121a和第一导流面1122相连形成曲面,过该曲面曲线的凹凸拐点并垂直于径向方向的直线即为第一弧形面1121a和第一导流面1122的相交线。如图9中所示,为凸面的第一弧形面1121a和为凹面的第一导流面1122形成的曲面在底壁11a上的投影为该曲面的曲线,该曲线的凹凸拐点即为点o2,过该拐点o2垂直于径向方向的直线即为凸起面1121与第一导流面1122的相交线(如图8中的L1)。

第一弧形面1121a的另一端可以与第一平面1121b的一端相连,第一平面1121b的另一端可以与出风口114的一端相连,第一弧形面1121a的另一端与第一平面1121b的一端可以实现平滑过渡连接。

第一平面1121b可以是倾斜平面,具体的,从第一平面1121b与第一弧形面1121a相连的一端,至第一平面1121b与出风口114相连的一端,第一平面1121b朝向腔体111外倾斜,使出风口114位置处可以呈敞开状,能够进一步增大出风口114的开口,利于提升离心风扇的出风性能。

继续参见图9所示,第二导流面1123可以包括第二弧形面1123a和第二平面1123b,其中,第二弧形面1123a一端与第一导流面1122相连,第二弧形面1123a另一端与第二平面1123b的一端相连,第二弧形面1123a另一端与第二平面1123b一端可以实现平滑过渡连接,第二平面1123b的另一端与出风口114的另一端相连。从第二导流面1123与第一导流面1122相连一端开始,气流通道115宽度由窄逐渐增大变宽可以作为加压区,使第二导流面1123与第一导流面1122相连的部分为第二弧形面1123a,能够使加压区内的空气流动更加的顺滑,减小气体的能量耗散,更利于实现对空气的加压,利于提升离心风扇的出风性能。

此外,使第二导流面1123与出风口114相连的部分为第二平面1123b,利于扩大出风口114的开口,也利于提升离心风扇的出风性能。

其中,第一导流面1122和第二导流面1123相连可以共同形成朝向叶轮12弯曲的弧面,具有很好的顺滑性,使气流能够实现在第一导流面1122与周侧面121形成的逐渐缩小通道至第二导流面1123与周侧面121形成的加压区域通道之间的顺滑过渡,进一步减小由于宽度尺寸变化对气流的影响,也能够保证对气流的加压效果,利于提升离心风扇的出风及降噪性能。

图10为相关技术中离心风扇的速度场仿真模拟图,图11为本申请实施例提供的一种离心风扇的速度场仿真模拟图。

对本实施例上文中的相关技术中的离心风扇200和本申请实施例中的离心风扇10的速度场进行仿真模拟,其中,相关技术中离心风扇200的蜗舌与扇叶周侧面之间的间隙与本申请实施例离心风扇10的第一距离d1相等。

结合图10和图11所示,在叶轮转速相同的条件下,相关技术中的离心风扇200,其出风量为2.56cfm,其中,cfm为出风量单位,意为风量-立方英尺每分(cubic feet perminute),指单位时间内通过风扇出风口(或进风口)截面的空气体积。

本申请实施例的离心风扇10,其出风量为2.84cfm,也就是说,在转速相同的条件下,本申请实施例的离心风扇其出风量提升了11%。

相关技术中的离心风扇200,其最大出风速度为23.28m/s,其中,m/s为风速单位,意为米每秒,指风行进的距离。本申请实施例的离心风扇10,其最大出风速度为23.19m/s,风速相当且离心风扇的出风噪音效果也基本相当。

综上,本申请实施例提供的离心风扇在同等噪音要求的条件下,能够实现出风量的显著提升,相应的,在同等出风量要求的条件下,能够实现显著的降噪效果。

需要说明的是,本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值,可能会存在一定范围的误差,这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。

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。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。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。

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