用于改進(jìn)的體積阻力風(fēng)機(jī)設(shè)備、系統(tǒng)和方法的技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中描述的實(shí)施例總體上涉及用于改進(jìn)的體積阻力風(fēng)機(jī)和轉(zhuǎn)子的技術(shù)、設(shè)備、系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代化計(jì)算系統(tǒng)在操作期間產(chǎn)生熱量。熱量可能影響系統(tǒng)的某些平臺(tái)部件，并且因此通常需要從系統(tǒng)消散或去除該熱量。可以使用各種熱管理技術(shù)和/或散熱技術(shù)來限制或降低計(jì)算系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。例如，可以通過使用風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)創(chuàng)建空氣的流動(dòng)來使處理器產(chǎn)生的熱量消散。此外，可以結(jié)合風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)來實(shí)施各種平臺(tái)級(jí)冷卻裝置以增強(qiáng)散熱，例如，熱管、散熱器、散熱片、通風(fēng)孔、相變材料或基于液體的冷卻劑。
[0003]便攜式計(jì)算系統(tǒng)中使用的傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)可以產(chǎn)生空氣的氣流來去除或消散熱量，但是它們也會(huì)產(chǎn)生高水平的噪聲并占用大量的空間。這在筆記本計(jì)算機(jī)中可能造成問題，例如，因?yàn)槿梭w工程學(xué)的聲學(xué)極限可能很低，以確保得到令人滿意的用戶體驗(yàn)，而且由于便攜式計(jì)算系統(tǒng)的不斷減小的尺寸而使外殼內(nèi)的空間也是有限的。由于人體工程學(xué)的聲學(xué)限制以及其他制約，傳統(tǒng)系統(tǒng)的冷卻能力可能受到熱限制，因?yàn)椴辉试S標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)機(jī)以其最大速度運(yùn)行，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)效率降低和系統(tǒng)冷卻能力降低。另外，尺寸按比例縮小以適應(yīng)便攜式計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)可用的有限空間的傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的效率也下降，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的冷卻能力降低。因此，存在對(duì)用于筆記本計(jì)算機(jī)的改進(jìn)的冷卻技術(shù)的需要。
【附圖說明】
[0004]圖1A-1B示出了風(fēng)機(jī)的實(shí)施例。
[0005]圖1C-1D示出了轉(zhuǎn)子板的實(shí)施例。
[0006]圖2A示出了轉(zhuǎn)子材料的實(shí)施例。
[0007]圖2B-2G示出了轉(zhuǎn)子的實(shí)施例。
[0008]圖3A-3B示出了轉(zhuǎn)子的實(shí)施例。
[0009]圖3C示出了風(fēng)機(jī)的實(shí)施例。
[0010]圖3D示出了轉(zhuǎn)子的實(shí)施例。
[0011]圖4A示出了系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0012]圖4B-4C示出了風(fēng)機(jī)的實(shí)施例。
[0013]圖5A-5B示出了曲線圖的實(shí)施例。
[0014]圖5C示出了風(fēng)機(jī)的實(shí)施例。
[0015]圖示出了曲線圖的實(shí)施例。
[0016]圖6示出了系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例總體上涉及被設(shè)計(jì)為改進(jìn)計(jì)算系統(tǒng)中的冷卻的技術(shù)。各種實(shí)施例提供了包括體積阻力風(fēng)機(jī)的技術(shù)，所述風(fēng)機(jī)包括包含多種構(gòu)造和材料的圓柱形轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子的至少一部分包括多孔材料。在體積阻力風(fēng)機(jī)中用包括多孔材料的圓柱形轉(zhuǎn)子代替?zhèn)鹘y(tǒng)的基于葉片的轉(zhuǎn)子可以在給定空氣流量下降低風(fēng)機(jī)聲級(jí)，并且可以隨著轉(zhuǎn)子的尺寸或厚度的下降而相對(duì)于基于葉片的轉(zhuǎn)子的類似的尺寸下降提高風(fēng)機(jī)的效率，從而允許在所有的工作負(fù)荷下的提高平臺(tái)熱性能、提高的冷卻能力、提高的系統(tǒng)性能和提高的聲學(xué)性能。描述并要求保護(hù)了其它實(shí)施例。
[0018]在各種實(shí)施例中，傳統(tǒng)的計(jì)算系統(tǒng)風(fēng)機(jī)包括具有多個(gè)露出的鰭片或葉片的轉(zhuǎn)子。這些基于葉片的轉(zhuǎn)子盡管能夠使空氣流動(dòng)，但同時(shí)產(chǎn)生了不合乎需要的量的噪聲(例如，葉片通過噪聲等)，并且占用了計(jì)算系統(tǒng)的外殼內(nèi)的不合乎需要的量的空間。由于所產(chǎn)生的噪聲的量的原因，往往要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)者限制傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)允許運(yùn)行的速度。例如，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)往往受到制約而不能以其最高速度運(yùn)行，因?yàn)榛谌~片的轉(zhuǎn)子在這一速度以及其它高速度上所產(chǎn)生的噪聲超過了所確立的人體工程學(xué)聲學(xué)極限(例如，所容許的系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲量)。另夕卜，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的效率往往依賴于轉(zhuǎn)子以及相關(guān)聯(lián)的鰭片或葉片的尺寸，其迫使設(shè)計(jì)者在提高的冷卻能力與降低的形狀因子尺寸之間做出權(quán)衡。由于這些以及其它考慮因素的原因，系統(tǒng)往往采取其它措施來避免過熱，例如，處理器節(jié)流，而這同樣是不合乎需要的。因此，需要用于計(jì)算系統(tǒng)冷卻的改進(jìn)的技術(shù)。
[0019]實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)元件。元件可以包括被布置為執(zhí)行某些操作的任何結(jié)構(gòu)。對(duì)于一組給定的設(shè)計(jì)參數(shù)或性能限制而言，可以按需將每一元件實(shí)施為硬件、軟件或其任何組合。盡管通過示例的方式利用某些布置中的特定元件描述了實(shí)施例，但是實(shí)施例可以包括替代的布置中的元件的其它組合。
[0020]值得注意的是，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或者“實(shí)施例”的任何引用是指結(jié)合包括在至少一個(gè)實(shí)施例中的實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。說明書中各處出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”和“在實(shí)施例中”未必全都指同一個(gè)實(shí)施例。對(duì)于短語“一些實(shí)施例”和“各種實(shí)施例”而言也是這樣。
[0021 ] 在各實(shí)施例中，本文描述了多個(gè)風(fēng)機(jī)和轉(zhuǎn)子，其中，每個(gè)轉(zhuǎn)子的至少一部分可以包括或包含多孔材料或其它布置，以限制葉片通過噪聲、寬帶噪聲等。盡管文中描述的實(shí)施例涉及不同外罩內(nèi)的轉(zhuǎn)子的某些布置，并且涉及用于轉(zhuǎn)子的不同實(shí)施例的不同材料和布置，應(yīng)當(dāng)理解，外罩可以包括任何適合的構(gòu)造，并且轉(zhuǎn)子可以包括或包含任何適合的多孔材料或其它類似的布置，并且仍然落在所描述的實(shí)施例內(nèi)。在一些實(shí)施例中，風(fēng)機(jī)可以包括無外罩離心式風(fēng)扇，其可以被稱為徑流式或盤式風(fēng)扇，并且可以與文中描述的其它風(fēng)機(jī)相同或類似，只是沒有外罩。出于說明而非限制的目的，本文參考了特定外罩和轉(zhuǎn)子構(gòu)造。像這樣，實(shí)施例不限于該方面。
[0022]圖1A示出了設(shè)備100。在一些實(shí)施例中，設(shè)備100可以包括體積阻力風(fēng)機(jī)(VRB)10。如圖1A所示，VRB 100可以包括多個(gè)部件，例如電動(dòng)機(jī)或輪轂102、轉(zhuǎn)子104、外罩106、入口 108和出口 110。實(shí)施例不限于圖1A所示的部件數(shù)量、類型或布置。文中描述的各種實(shí)施例是指圖1A所示的雙輸入、單輸出風(fēng)機(jī)。實(shí)施例不限于該背景。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以使用VRB 100的任何適合的布置，其仍然落在所描述的實(shí)施例的范圍內(nèi)，所描述的實(shí)施例包括但不限于圖1B、1C、2G、3C、4A、4B、4C、5C等所示的布置。
[0023]在一些實(shí)施例中電動(dòng)機(jī)和/或輪轂102可以包括任何適合的能夠使轉(zhuǎn)子104轉(zhuǎn)動(dòng)以創(chuàng)建氣流的電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)引擎、熱機(jī)或氣動(dòng)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)，和/或包括輪轂或被布置為支撐轉(zhuǎn)子104并且將轉(zhuǎn)子104耦合至電動(dòng)機(jī)102的其它支撐機(jī)構(gòu)。在各種實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)和/或輪轂102可以包括AC電動(dòng)機(jī)、帶電刷的DC電動(dòng)機(jī)和無電刷的DC電動(dòng)機(jī)。例如，電動(dòng)機(jī)102可以包括由設(shè)備100的內(nèi)部或外部電源供電的DC電動(dòng)機(jī)?？梢栽赩RB 100的特定實(shí)施方式的尺寸和性能限制的基礎(chǔ)上選擇電動(dòng)機(jī)和/或輪轂102的尺寸和位置。
[0024]在一些實(shí)施例中，夕卜罩106可以包括殼體或外殼，其被布置為安裝或以其它方式容納電動(dòng)機(jī)和/或輪轂102和104或者使其穩(wěn)定。在各種實(shí)施例中，外殼106可以包括被配置有一個(gè)或多個(gè)入口 108以及一個(gè)或多個(gè)出口 110的塑料或金屬部件。例如，外罩106可以包括頂部入口 108、與頂部入口 108相對(duì)的底部入口(未示出)以及出口 110。在各種實(shí)施例中，可以沿轉(zhuǎn)子104的軸向布置入口 108，并且可以沿轉(zhuǎn)子104的徑向布置出口 110，盡管如文中別處所述，實(shí)施例不受該背景的限制。在各種實(shí)施例中，外罩可以包括多于一個(gè)出口，從而實(shí)現(xiàn)(例如)雙出口構(gòu)造。在一些實(shí)施例中，外罩106可以包括塑料部件，例如注塑塑料部件，其為VRB 100提供入口、出口和流量管理特征。盡管文中描述的各種實(shí)施例包括外罩106，但是應(yīng)當(dāng)理解，一些實(shí)施例可以包括沒有外罩的風(fēng)機(jī)，其中，不使用包圍的外罩，并且氣流可以通過轉(zhuǎn)子或者整個(gè)360度地圍繞轉(zhuǎn)子出風(fēng)。還描述并要求保護(hù)了其它實(shí)施例。
[0025]在各種實(shí)施例中，VRB 100包括轉(zhuǎn)子104。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子104可以被布置為提高VRB 100的空氣壓力和/或流動(dòng)。轉(zhuǎn)子104可以具有適合于引發(fā)空氣流動(dòng)的任何尺寸或形狀。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子104可以包括圓柱形轉(zhuǎn)子104，其中，轉(zhuǎn)子104的至少一部分包括多孔材料。例如，如文中別處所述，轉(zhuǎn)子104的一個(gè)或多個(gè)部分可以包括或者包含泡沫、網(wǎng)狀泡沫、織物、分層織物、無紡織物、切割或沖壓金屬或者任何其它適合的多孔介質(zhì)或材料。在一些實(shí)施例中，可以使用一種或多種不同材料來形成轉(zhuǎn)子104，并且仍然落在所描述的實(shí)施例內(nèi)。將參考圖1B-1C、2A-2G、3A-3B和3D來更詳細(xì)地描述轉(zhuǎn)子104的各種實(shí)施例。
[0026]圖1B示出了設(shè)備120，其可以與圖1A的設(shè)備100相同或類似，其中，相似的元件具有類似的附圖標(biāo)記。例如，設(shè)備120可以包括VRB 120的視圖，其中，去除了外罩106的頂部部分，以顯露轉(zhuǎn)子104。盡管文中被稱為轉(zhuǎn)子104，但是應(yīng)當(dāng)理解，轉(zhuǎn)子104可以包括任何適合的材料或構(gòu)造，其包括但不限于文中描述的其它實(shí)施例。
[0027]如圖1B所示，在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子104可以是被固定至電動(dòng)機(jī)和/或輪轂102的圓盤。例如，轉(zhuǎn)子104可以包括外徑105和內(nèi)徑107，在一些實(shí)施例中，外徑包括轉(zhuǎn)子104的周界，并且內(nèi)徑107包括用以將轉(zhuǎn)子104容納和/或固定至電動(dòng)機(jī)和/或輪轂102的開口。在一些實(shí)施例中，將內(nèi)徑107選擇為與電動(dòng)機(jī)和/或輪轂102的半徑一致。
[0028]圖1C示出了可以與圖1A的設(shè)備100以及圖1B的設(shè)備120相同或類似的設(shè)備140，其中，相似的元件具有類似的附圖標(biāo)記。例如，設(shè)備150可以包括VRB 140的另一視圖，在該視圖中，去除了外罩106的頂部部分，以顯露轉(zhuǎn)子104，并且在一些實(shí)施例中設(shè)備150可以另外示出轉(zhuǎn)子104以及底板142的側(cè)視圖。
[0029]在各種實(shí)施例中，圖1C可以更加清晰地示出轉(zhuǎn)子104的多孔性。在圖1C所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子104可以包括具有能夠在VRB 140中產(chǎn)生空氣流的孔隙度的任何適合的材料或者由該材料構(gòu)成?？紫抖然蛘呖障堵士梢园ú牧蟽?nèi)的空隙或空的空間的量度，并且是空隙的體積相對(duì)于總體積所占的分?jǐn)?shù)，處于0-1之間或者是在0-100%之間的百分比。在各種實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子104或轉(zhuǎn)子104的多孔部分可以包括被選擇為具有處于10孔/每英寸(ppi)與lOOppi之間的材料。還描述并要求保護(hù)了其它實(shí)施例。
[0030]在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子104可以包括圖1C所示的固態(tài)泡沫材料。固態(tài)泡沫可以包括輕便的蜂窩工程材料中的重要類型。在各種實(shí)施例中，可以基于這些泡沫的孔隙結(jié)構(gòu)將這些泡沫分成兩類:開放蜂窩結(jié)構(gòu)的泡沫(又被稱為網(wǎng)狀泡沫)和閉合蜂窩泡沫。在一些實(shí)