帶有非對稱葉片間距的離心式鼓風(fēng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及帶有非對稱葉片間距的離心式鼓風(fēng)機。具有帶有可以接受的平衡的非對稱的葉片間距的電子設(shè)備的冷卻系統(tǒng)中的離心式鼓風(fēng)機。不對稱的葉片間距是根據(jù)一組所希望的有利的聲學(xué)偽像以及類似于利用相等的風(fēng)扇葉片間距發(fā)現(xiàn)的平衡的平衡而確定的。在一個實施例中，風(fēng)扇葉輪可包括三十一個風(fēng)扇葉片。
【專利說明】帶有非對稱葉片間距的離心式鼓風(fēng)機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及便攜式電子產(chǎn)品，更具體而言，涉及特別適用于便攜式電子產(chǎn)品的氣冷系統(tǒng)中的鼓風(fēng)機或風(fēng)扇。
【背景技術(shù)】
[0002]通常在電子設(shè)備的冷卻系統(tǒng)中實現(xiàn)了軸向和離心式風(fēng)扇或鼓風(fēng)機，以當(dāng)電子設(shè)備變得太熱時冷卻它們。典型的風(fēng)扇設(shè)計包括具有以相對于彼此相等的角度間隔的葉片的葉輪。均勻間隔的風(fēng)扇葉片可使葉輪平衡。當(dāng)風(fēng)扇葉片不均勻地間隔時，葉輪會具有聲學(xué)偽像(acoustic artifact)、不平衡問題、以及發(fā)熱。不平衡會導(dǎo)致振動應(yīng)力增大、對軸承以及風(fēng)扇的電動機結(jié)構(gòu)的磨損、以及質(zhì)量問題。
[0003]通常，風(fēng)扇的噪聲源是空氣流動以及電動機的聲音。流動所產(chǎn)生的噪聲源中的一個是葉片通過頻率(BPF)音。BPF以及相關(guān)的諧波涉及當(dāng)每一個風(fēng)扇葉片通過固定參考點時所產(chǎn)生的壓力擾動。葉尖產(chǎn)生周期性的壓力波(pressure wave),而壓力波又產(chǎn)生音。
[0004]主要電動機噪聲源是桿通過頻率(PPF,pole passage frequency)音。PPF是由風(fēng)扇的電動機中的桿所產(chǎn)生的振動以及所得到的壓力波。BPF通常將被感覺為音，并且如果它與PPF重合，會被放大。BPF和PPF音從鼓風(fēng)機或風(fēng)扇發(fā)出，并且當(dāng)可聽到時，對包含該鼓風(fēng)機或風(fēng)扇的產(chǎn)品的用戶而言是煩人的。另一噪聲源來自于與風(fēng)扇上的支柱或任何其他類型障礙物的交互。因此，需要除去了噪聲的充分平衡的風(fēng)扇。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一般說來，此處所公開的各實施例描述了離心式鼓風(fēng)機中的帶有可以接受的平衡的非均勻葉片間距以及將離心式鼓風(fēng)機實現(xiàn)于便攜式電子產(chǎn)品中。
[0006]描述了離心式鼓風(fēng)機。離心式鼓風(fēng)機至少包括具有多個桿通道(pass)的電動機和三十一個葉片，其中桿通道的數(shù)量是偶數(shù)，每一個葉片都與具有額定葉片角度值的額定葉片角度相關(guān)聯(lián)，額定葉片角度值是相鄰葉輪葉片之間的角位移。三十一個葉輪葉片中每一個都圍繞中心輪轂(hub)非對稱地間隔，以便每一個葉輪葉片圍繞中心輪轂的位置都對應(yīng)于以使得額定葉片角度值的總和等于360°的方式選擇的編號，離心式鼓風(fēng)機的操作特性值被視為在預(yù)先確定的操作特性值的范圍內(nèi)。在所描述的實施例中，第一額定葉片角度值是10.7792°，第二額定葉片角度值是11.5672° ;第三額定葉片角度值是12.7214° ;第四額定葉片角度值是12.6427° ;第五額定葉片角度值是11.7955° ;第六額定葉片角度值是10.7489° ;第七額定葉片角度值是10.2102° ;第八額定葉片角度值是10.5044° ;第九額定葉片角度值是11.4303° ;第十額定葉片角度值是11.2102° ;第^^一額定葉片角度值是11.6129° ;第十二額定葉片角度值是13.0226° ;第十三額定葉片角度值是11.2263° ；第十四額定葉片角度值是10.8982° ;第十五額定葉片角度值是9.9924° ;第十六額定葉片角度值是12.0156° ;第十七額定葉片角度值是13.4934° ;第十八額定葉片角度值是13.0156° ;第十九額定葉片角度值是12.3276° ;第二十額定葉片角度值是12.4769° ；第二十一額定葉片角度值是11.9995° ;第二十二額定葉片角度值是11.6586° ;第二十三額定葉片角度值是10.5831° ;第二十四額定葉片角度值是9.7324° ;第二十五額定葉片角度值是9.8737° ;第二十六額定葉片角度值是10.1688° ;第二十七額定葉片角度值是12.4466° ;第二十八額定葉片角度值是10.2032° ;第二十九額定葉片角度值是13.0570° ;第三十額定葉片角度值是13.3521° ;第三十一額定葉片角度值是13.2334°。在所描述的實施例的一方面，每一個葉片角度都具有+/-5%的容差。
[0007]通過下文結(jié)合作為示例示出了本發(fā)明的原理的各個附圖進行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]通過參閱各個附圖以及下面的詳細(xì)描述，將更容易地理解所描述的各實施例，其中相同的附圖標(biāo)記表示類似的結(jié)構(gòu)元件，以及其中:
[0009]圖1是具有圍繞中心輪轂均勻間隔的葉片的葉輪的頂部平面圖。
[0010]圖2是具有圍繞中心輪轂不均勻間隔的葉片的葉輪的實施例的頂部平面圖。
[0011]圖3是將帶有均勻葉片間距的葉輪與帶有非均勻葉片間距的葉輪沿著基膜的聲頻分布進行比較的圖形。
[0012]圖4是由帶有均勻間隔的葉輪葉片的風(fēng)扇和帶有非均勻間隔的葉輪葉片的風(fēng)扇所產(chǎn)生的聲音的圖解對比。
[0013]圖5是由帶有均勻間隔的葉輪葉片的風(fēng)扇和帶有13個非均勻間隔的葉輪葉片的風(fēng)扇所產(chǎn)生的聲音的圖解對比。
[0014]圖6是根據(jù)所描述的實`施例的制造風(fēng)扇的方法的流程圖。
[0015]圖7是根據(jù)另一實施例的制造風(fēng)扇的方法的流程圖。
[0016]圖8-12示出了根據(jù)所描述的實施例具有非對稱分布的葉片的風(fēng)扇組件的額外的實施例。
【具體實施方式】
[0017]所描述的各實施例涉及可以在諸如膝上型計算機之類的便攜式電子設(shè)備的冷卻系統(tǒng)中實現(xiàn)的離心式風(fēng)扇或鼓風(fēng)機?？梢岳斫猓枋龅母鲗嵤├部梢杂糜谥T如臺式計算機之類的其他非便攜式電子設(shè)備中。所描述的各實施例中的離心式風(fēng)扇或鼓風(fēng)機為便攜式電子設(shè)備提供空氣冷卻，同時降低了與常規(guī)的風(fēng)扇相比從風(fēng)扇發(fā)出的感覺到的聲音。
[0018]下面參考圖1 - 12討論了各實施例。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地理解，這里參考這些圖形給出的詳細(xì)描述只是說明性的，因為本發(fā)明可以延伸到這些限制的實施例以外。
[0019]如上文所討論的，典型的風(fēng)扇設(shè)計包括具有均勻的葉片間距的葉輪。即，葉輪100的葉片110以相對于彼此相等的角度A、B、C間隔，如圖1所示。如圖1所示，葉片110之間的角度A、B、C彼此相等。葉片110的均勻間距提供了平衡，因為葉輪100的質(zhì)量均勻地分布，以及還在風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時隨著時間的推移提供恒定的音調(diào)頻率。通常，葉輪100具有質(zhì)數(shù)數(shù)量的葉片，以避免使葉片的諧波排列或與電動機中的桿的諧波合并。通常選擇質(zhì)數(shù)作為葉片的數(shù)量，因為桿通道通常是偶數(shù)?？梢岳斫?，如果葉片的諧波和桿的諧波排列，則來自風(fēng)扇的噪聲將被增大。因此，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)葉輪具有質(zhì)數(shù)數(shù)量的葉片時提供均勻間隔的葉片。
[0020]一種最小化來自風(fēng)扇的噪聲的方法是控制由風(fēng)扇所產(chǎn)生的純音的頻譜分布。在多個離散頻率上分散音的能量可以通過降低對音調(diào)BPF的感覺，使音對聽者而言不太嘈雜。在保持葉輪平衡的情況下不均勻地間隔風(fēng)扇葉片是一種控制純粹的音影響的方法。圖2示出了具有不均勻間隔的葉片210的離心式鼓風(fēng)機的葉輪200。如圖所示，角度D、E、F彼此不相等。為確定非均勻葉片間距布局的間隔，可以以正弦振幅圖案來修改均勻間隔的風(fēng)扇葉片110的位置。根據(jù)正弦調(diào)制可以用于修改的角度間隔的公式是:
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種離心式鼓風(fēng)機,包括: 具有多個桿通道的電動機，其中所述桿通道的數(shù)量是偶數(shù)；以及 多個葉輪葉片，其中所述多個葉輪葉片中的每一個都與一額定葉片角度相關(guān)聯(lián)，所述額定葉片角度是相鄰葉輪葉片之間的角位移，其中所述多個葉輪葉片中每一個都圍繞中心輪轂非對稱地間隔，以便每一個葉輪葉片圍繞所述中心輪轂的位置都對應(yīng)于以使得額定葉片角度值的總和等于360°的方式選擇的編號，所述離心式鼓風(fēng)機的操作特性值被視為在預(yù)先確定的操作特性值的范圍內(nèi)，其中第一額定葉片角度值是10.7792°，第二額定葉片角度值是11.5672° ;第三額定葉片角度值是12.7214° ;第四額定葉片角度值是12.6427° ；第五額定葉片角度值是11.7955° ;第六額定葉片角度值是10.7489° ;第七額定葉片角度值是10.2102° ;第八額定葉片角度值是10.5044° ;第九額定葉片角度值是11.4303° ；第十額定葉片角度值是11.2102° ;第^^一額定葉片角度值是11.6129° ;第十二額定葉片角度值是13.0226° ;第十三額定葉片角度值是11.2263° ;第十四額定葉片角度值是10.8982° ;第十五額定葉片角度值是9.9924° ;第十六額定葉片角度值是12.0156° ；第十七額定葉片角度值是13.4934° ;第十八額定葉片角度值是13.0156° ;第十九額定葉片角度值是12.3276° ;第二十額定葉片角度值是12.4769° ;第二十一額定葉片角度值是11.9995° ;第二十二額定葉片角度值是11.6586° ;第二十三額定葉片角度值是10.5831° ;第二十四額定葉片角度值是9.7324° ;第二十五額定葉片角度值是9.8737° ;第二十六額定葉片角度值是10.1688° ;第二十七額定葉片角度值是12.4466° ;第二十八額定葉片角度值是10.2032° ;第二十九額定葉片角度值是13.0570° ;第三十額定葉片角度值是13.3521° ;第三十一額定葉片角度值是13.2334°。
2.如權(quán)利要求1所述的離心式鼓風(fēng)機，其中，所述額定葉片角度值中的每一個都具有+/-5%的容差范圍。
【文檔編號】F04D25/08GK103671243SQ201210331387
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】C·R·都克, J·T·蒂本科 申請人:蘋果公司