專利名稱：離心式鼓風機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及便攜式電子產品，更具體而言，涉及尤其適于在便攜式電子產品的空氣冷卻系統中使用的鼓風機或者風扇。
背景技術：
通常在電子設備的冷卻系統中實現軸流風扇以及離心式風扇或者鼓風機，以在電子設備變得過熱時幫助它們冷卻下來。典型的風扇設計包括葉輪，其具有相對于彼此以相等的角度間隔開的葉片。均勻地間隔的風扇葉片使得葉輪平衡。在風扇葉片并不均勻地間隔開時，葉輪可能具有聲學偽像(artifact)、不平衡問題以及熱損失。不平衡可能導致增加的振動應力、對風扇的承載和電機結構的磨損以及質量問題。通常，風扇的噪聲源是空氣流以及來自電機。氣流引起的噪聲源之一是葉片通過頻率(Blade Passage Frequency, BPF)音調(tone)。BPF和相關的諧波與在每個風扇葉片經過固定的參考點時產生的壓力分布有關。葉片尖端創建周期性的壓力波，其創建音調。主要的電機噪聲源是電極通過頻率(Pole Passage Frequency,PPF)音調。PPF是由風扇的電機中的電極創建的·振動以及所導致的壓力波。BPF將通常被感知為音調，并且如果其與PPF —致，則可以被放大。BPF音調和PPF音調從鼓風機或者風扇散發，并且當聽得見時，可能使包含鼓風機或者風扇的產品的使用者厭煩。噪聲的另一源來自與風扇的支柱或者任何其它類型的障礙物的交互作用。因此，期望具有減少的噪聲的足夠平衡的風扇。
實用新型內容本公開的一個實施例的一個目的是要提供一種具有不對稱葉片間隔的離心式鼓風機。廣義地說，在本文中公開的實施例描述了在離心式鼓風機中具有可接受的平衡的非一致葉片間隔以及離心式鼓風機在便攜式電子產品中的實現方式。根據一個實施例，描述了離心式鼓風機。該離心式鼓風機至少包括具有多個電極通路(pole pass)的電機以及61個葉片，其中電極通路的數目是偶數，并且61個葉片中的每一個葉片與具有標稱葉片角度值的標稱葉片角度關聯，該標稱葉片角度值是相鄰葉輪葉片之間的角位移。61個葉輪葉片每一個都關于中心轂被不對稱地間隔開，以使得每個葉輪葉片關于中心轂被定位成使得標稱葉片角度值的總和等于360°，并且離心式鼓風機的操作特性值被視為在操作特性值的預定范圍內。在所描述的實施例中，其中第一標稱葉片角度值為5. 33°，第二標稱葉片角度值為5. 35° ;第三標稱葉片角度值為5. 48° ;第四標稱葉片角度值為5. 23° ;第五標稱葉片角度值為5. 97° ;第六標稱葉片角度值為5. 54° ；第七標稱葉片角度值為5. 33° ;第八標稱葉片角度值為5. 52° ;第九標稱葉片角度值為5.90° ;第十標稱葉片角度值為6. 05° ;第^^一標稱葉片角度值為6. 05° ;第十二標稱葉片角度值為6. 15° ;第十三標稱葉片角度值為5.55° ;第十四標稱葉片角度值為5.53° ;第十五標稱葉片角度值為5. 93° ;第十六標稱葉片角度值為6. 08° ;第十七標稱葉片角度值為6. 27° ;第十八標稱葉片角度值為6. 53° ;第十九標稱葉片角度值為6. 45° ;第二十標稱葉片角度值為6. 60° ;第二^^一標稱葉片角度值為6. 55° ;第二十二標稱葉片角度值為6.59° ;第二十三標稱葉片角度值為5. 53° ;第二十四標稱葉片角度值為6. 28° ;第二十五標稱葉片角度值為5. 58° ;第二十六標稱葉片角度值為5. 75° ;第二十七標稱葉片角度值為5. 48° ;第二十八標稱葉片角度值為5. 45° ;第二十九標稱葉片角度值為5. 84° ;第三十標稱葉片角度值為5. 25。;以及第三i^一標稱葉片角度值為5. 23° ,第三十二標稱葉片角度值為5. 65°，第三十三標稱葉片角度值為5.27°，第三十四標稱葉片角度值為5.96°，第三十五標稱葉片角度值為5. 93° ,第三十六標稱葉片角度值為5. 35° ,第三十七標稱葉片角度值為6. 57° ;第三十八標稱葉片角度值為6. 48° ;第三十九標稱葉片角度值為6.25° ;第四十標稱葉片角度值為6. 27° ;第四十一標稱葉片角度值為6. 32° ;第四十二標稱葉片角度值為6. 02° ;第四十三標稱葉片角度值為5. 87° ;第四十四標稱葉片角度值為6. 04° ;第四十五標稱葉片角度值為5. 21° ;第四十六標稱葉片角度值為5. 20° ;第四十七標稱葉片角度值為5. 43° ;第四十八標稱葉片角度值為5. 77° ;第四十九標稱葉片角度值為6. 27° ;第五十標稱葉片角度值為5. 72° ;第五十一標稱葉片角度值為5. 84° ;第五十二標稱葉片角度值為6. 47° ;第五十三標稱葉片角度值為6. 35° ;第五十四標稱葉片角度值為6. 32° ;第五十五標稱葉片角度值為6. 46° ;第五十六標稱葉片角度值為6. 58° ;第五十七標稱葉片角度值為6. 37° ;第五十八標稱葉片角度值為5. 54° ;第五十九標稱葉片角度值為5. 87° ;第六十標稱葉片角度值為5. 78° ,以及第六i^一標稱葉片角度值為
6.26°。在所描述的實施例的一個方面中，葉片角度每一個都具有+/-5%的公差。根據本公開，在電子設備的 冷卻系統中的離心式鼓風機在可接受的平衡下具有不對稱葉片間隔。根據一組有利的期望聲學偽像以及與在相等風扇葉片間隔的情況下發現的平衡類似的平衡來確定不對稱葉片間隔。在一個實施例中，風扇葉輪可以包括61個風扇葉片。根據本公開的一個實施例的一個技術效果是提供了具有減少的噪聲的足夠平衡的鼓風機。根據
以下結合附圖的詳細說明，本實用新型其它各方面和優點將變得明顯，其中所述附圖通過示例的方式圖示了本實用新型的原理。
根據
以下結合附圖的詳細說明，所描述的實施例將變得容易理解，在附圖中，相似的附圖標記指的是相似的結構元素，并且其中圖1是具有關于中心轂一致地間隔開的葉片的葉輪的頂視平面圖。圖2是具有關于中心轂不一致地間隔開的葉片的葉輪的實施例的頂視平面圖。圖3是比較了具有一致葉片間隔的葉輪與具有不一致葉片間隔的葉輪沿著基膜的聲音頻率分布的曲線圖。圖4是由具有一致地間隔開的葉輪葉片的風扇與具有不一致地間隔開的葉輪葉片的風扇產生的聲音的圖形比較。圖5是由具有一致地間隔開的葉輪葉片的風扇和具有13個不一致地間隔開的葉輪葉片的風扇產生的聲音的圖形比較。圖6是一種用于制造根據所描述的實施例的風扇的方法的流程圖。圖7是一種用于制造根據另一實施例的風扇的方法的流程圖。圖8至圖10示出了具有根據所描述的實施例的不對稱葉片分布的風扇組件的附加實施例。在附圖3中，附圖標記“3 — I”指示“一致間隔”，“3 — 2”指示“不一致間隔”，“3 —3”指示“沿著基膜的位置(頻率)”，且“3 - 4”指示“神經元觸發強度(數目/時間)”；在附圖4中，附圖標記“4 -1”指示“頻率(Hz)”，“4 — 2”指示“聲壓級別(dBA)”，“4 — 3”指示“一致，頻率:2300, dBA 26. 6，，，“4 — 4”指示“不一致，頻率:2300, dBA 26. 4”，“4 — 5” 指示“不一致，頻率:1900, dBA 17. 3”，“4 — 6” 指示“不一致，頻率:2700，dBA 12. 8”，“4 - 7”指示“具有一致間隔的葉輪”，且“4 - 8”指示“具有不一致間隔的葉輪”；在附圖5中，附圖標記“5 -1”指示“頻率(Hz)”，“5 — 2”指示“聲壓級別(dBA)”，“5 — 3” 指示“不一致，頻率1300，dBA :30.4”，“5 — 4” 指示“不一致，頻率1100，dBA 24. 6”，“5 — 5” 指示“不一致，頻率:1300, dBA 27. 8”，“5 — 6” 指示“不一致，頻率1500，dBA 28. 3”，“5 — 7”指示“具有13個一致間隔的葉片的葉輪”，且“5 — 8”指示“具有13個不一致間隔的葉片的葉輪”；在附圖10中，附圖標記“10 — I”指示“葉片數目”，且“10 — 2”指示“葉片角度”。
具體實施方式
所描述的實施例涉及可以在諸如膝上式計算機之類的便攜式電子設備的冷卻系統中實現的離心式風扇或者鼓風機。將理解，所描述的實施例也可以在諸如臺式計算機之類的其它非便攜式電子設備中使用。在所描述的實施例中的離心式風扇或者鼓風機為便攜式電子設備提供空氣冷卻，同時與傳統風扇相比減少了從風扇散發的感知到的聲音。以下參照圖1至圖12討論各實施例。然而，本領域技術人員將容易理解，在本文中關于這些圖給出的詳細描述僅用于解釋性目的，而本實用新型延伸超過這些有限的實施例。如上所討論的，典型的風扇設計包括具有一致葉片間隔的葉輪。也就是說，如圖1所示，葉輪100的葉片110相對于彼此以相等的角度A、B、C間隔開。如圖1所示，葉片110之間的角度A、B、C彼此相等。由于葉輪100的質量均勻地分布，葉片110的一致間隔提供了平衡，并且在風扇旋轉時還提供了隨著時間恒定的音調頻率。通常而言，葉輪100具有素數個葉片，以避免使葉片的諧波對齊(line up)或者與電機中的電極的諧波融合。通常為葉片的數目選擇素數，這是由于電極通路通常為偶數。將理解，如果葉片的諧波和電極的諧波對齊，則來自風扇的噪聲將增加。因此，工業標準是在葉輪具有素數個葉片時提供均勻間隔的葉片。最小化來自風扇的噪聲的一種方法是控制由風扇生成的純音調的頻譜分布。將音調的能量分散在多個離散頻率之上可以使得通過減小對音調BPF的感知而使音調對聽眾來說似乎不太嘈雜。使風扇葉片不均勻地間隔，同時維持葉輪平衡是控制純音調效果的一種方法。圖2圖示了具有不均勻間隔開的葉片210的離心式鼓風機的葉輪200。如圖所示，角度D、E、F彼此不相等。為了確定不一致葉片間隔布置的間隔，可以以正弦幅度模式(pattern)修改均勻間隔的風扇葉片110的位置。可以用于根據正弦調制修改的角度間隔的公式如下Θ j' = Θ j+ Δ Θ sin (m Θ J其中Qi是在一致間隔布置中的第i個葉片的原始間隔角度，Θ/是在修改之后第i個標稱葉片角度的新間隔角度，Λ Θ是間隔角度改變的最大百分比(調制幅度)，并且m是將使用的正弦模式的數目(在風扇的單個旋轉中調制周期(modulation cycle)重復的次數)。將理解，以上闡述的公式可以適用于諸如軸流風扇之類的較大風扇，其可以通過在葉輪的關鍵位置上添加重量來平衡。由這一正弦調制導致的噪聲由以下公式表示
權利要求1.一種離心式鼓風機，其特征在于包括 具有多個電極通路的電機，其中所述電極通路的數目為偶數；以及 61個葉輪葉片，其中所述61個葉輪葉片中的每一個葉輪葉片與具有標稱葉片角度值的標稱葉片角度關聯，所述標稱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每一個都關于中心轂被不對稱地間隔開，以使得每一個葉輪葉片關于所述中心轂被定位成使得所述標稱葉片角度值的總和等于360°，并且所述離心式鼓風機的操作特性值被視為在操作特性值的預定范圍內，其中第一標稱葉片角度值為5. 33° ,第二標稱葉片角度值為5. 35° ;第三標稱葉片角度值為5. 48° ;第四標稱葉片角度值為5. 23° ;第五標稱葉片角度值為5. 97° ;第六標稱葉片角度值為5. 54° ;第七標稱葉片角度值為5. 33° ；第八標稱葉片角度值為5. 52° ;第九標稱葉片角度值為5. 90° ;第十標稱葉片角度值為6.05° ;第^^一標稱葉片角度值為6. 05° ;第十二標稱葉片角度值為6. 15° ;第十三標稱葉片角度值為5. 55° ;第十四標稱葉片角度值為5. 53° ;第十五標稱葉片角度值為5. 93° ;第十六標稱葉片角度值為6. 08° ;第十七標稱葉片角度值為6. 27° ;第十八標稱葉片角度值為6. 53° ;第十九標稱葉片角度值為6.45° ;第二十標稱葉片角度值為6. 60° ;第二i^一標稱葉片角度值為6. 55° ;第二十二標稱葉片角度值為6. 59° ;第二十三標稱葉片角度值為5. 53° ;第二十四標稱葉片角度值為6. 28° ;第二十五標稱葉片角度值為5. 58° ;第二十六標稱葉片角度值為5. 75° ;第二十七標稱葉片角度值為5. 48° ;第二十八標稱葉片角度值為5. 45° ;第二十九標稱葉片角度值為5. 84° ;第三十標稱葉片角度值為5. 25° ；以及第三十一標稱葉片角度值為5. 23°，第三十二標稱葉片角度值為5. 65°，第三十三標稱葉片角度值為5. 27° ,第三十四標稱葉片角度值為5. 96° ,第三十五標稱葉片角度值為5.93°，第三十六標稱葉片角度值為5. 35°，第三十七標稱葉片角度值為6. 57° ;第三十八標稱葉片角度值為6. 48° ;第三十九標稱葉片角度值為6. 25° ;第四十標稱葉片角度值為6.27° ;第四十一標稱葉片角度值為6. 32° ;第四十二標稱葉片角度值為6. 02° ;第四十三標稱葉片角度值為5. 87° ;第四十四標稱葉片角度值為6. 04° ;第四十五標稱葉片角度值為5. 21° ;第四十六標稱葉片角度值為5. 20° ;第四十七標稱葉片角度值為5. 43° ;第四十八標稱葉片角度值為5. 77° ;第四十九標稱葉片角度值為6. 27° ;第五十標稱葉片角度值為5. 72° ;第五十一標稱葉片角度值為5. 84° ;第五十二標稱葉片角度值為6. 47° ;第五十三標稱葉片角度值為6. 35° ;第五十四標稱葉片角度值為6. 32° ;第五十五標稱葉片角度值為6. 46° ;第五十六標稱葉片角度值為6. 58° ;第五十七標稱葉片角度值為6. 37° ;第五十八標稱葉片角度值為5. 54° ;第五十九標稱葉片角度值為5. 87° ;第六十標稱葉片角度值為5. 78°，以及第六i^一標稱葉片角度值為6. 26°。
2.根據權利要求1所述的離心式鼓風機，其特征在于所述標稱葉片角度值中的每一個具有+/-5%的公差范圍。
專利摘要本公開涉及離心式鼓風機，所述離心式鼓風機包括具有多個電極通路的電機，其中所述電極通路的數目為偶數；以及61個葉輪葉片，其中所述61個葉輪葉片中的每一個葉輪葉片與具有標稱葉片角度值的標稱葉片角度關聯，所述標稱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每一個都關于中心轂被不對稱地間隔開，以使得每一個葉輪葉片關于所述中心轂被定位成使得所述標稱葉片角度值的總和等于360°，并且所述離心式鼓風機的操作特性值被視為在操作特性值的預定范圍內。本公開的一個實施例解決的一個問題是要提供一種具有不對稱葉片間隔的離心式鼓風機。根據本公開的一個實施例的一個用途是提供了具有減少的噪聲的足夠平衡的鼓風機。
文檔編號F04D29/30GK202900767SQ20122045557
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年8月29日
發明者C·R·都克, J·T·蒂本科 申請人:蘋果公司