[发明专利]低构型轴流单叶片压电风扇

说明书

发明领域

本发明涉及压电风扇，尤其涉及一种低构型轴流单叶片压电风扇。

背景技术

在本领域，采用风扇在电路板上吹送空气来冷却是众所周知的。通常，这采用压电型风扇或旋转型风扇来实现。

旋转型风扇有许多缺点。它们需要许多包括轴承的运动部件，其中轴承需要某种类型的润滑。旋转型风扇一般也比压电风扇有更大的尺寸和更大的能源消耗需求，并且旋转型风扇可产生显著的电磁干扰(EMI)和无线电频率干扰(RFI)噪声信号。此外，旋转型风扇一般比压电风扇的寿命更短。

压电风扇已经用于替代旋转型风扇，且呈现出显著的优点，它们有更少的运动部件、产生非常少的热，且可用于有很宽的温度范围、很宽的湿度范围的恶劣环境，或者甚至用于危险的爆炸性气体环境中。

现有技术的压电风扇通常是采用双叶片设计而制造的。这两个折弯式叶片一般互相异相180度振动。这两个叶片的互补的前后运动形成动态平衡，而且将该设备的振动和噪声减到最小。遗憾的是，双叶式压电风扇的高度(在电路板上方的高度)在许多应用场合不能被接受。

图1显示了一根据现有技术的双叶式压电风扇100。在图1中，外壳102支撑着两个风扇叶片104和104’，该两叶片互相异相180度被驱动。压电元件在外壳102的内部，由一对导线106、106’激励。叶片104’周围的气流模式由箭头来表示，其中箭头示出了进出风扇100的气流。现有技术的风扇，比如图1中所示的，有很高的构型且占用较大的空间体积。虽然它们容易应用到空间限制不是问题的应用场合，但它们不适于冷却现代电子产品中密集组装的电子元件。

图2显示了现有技术中另一扁平型双叶片压电风扇200的实施例。风扇200含有两个风扇叶片202、202’，该两叶片由一安装杆203所分开。每一风扇叶片含有一压电元件204，该压电元件被驱动而产生风扇叶片202、202’的偏转。有一电流激励该压电元件，在图2中这通过附接于元件204上的正负导线示出。

风扇叶片周围的气流模式由示出了进出风扇的气流的箭头来表示。主进入气流在风扇的角部206进入，而次进入气流沿风扇的侧边缘208处进入。风扇的排出气流在与安装杆203相对的风扇端部210处排出。

压电风扇200有一显著的设计缺陷。进入风扇200的气流是非轴向的，因而由于通道的缘故需要相当大的体积。此外，对于特定的应用场合，该双叶片设计的高度可能要受到限制。

因此，在本领域中，一种低构型的单叶片压电风扇将被作为一种改进，该风扇提供了一种低能源、低噪声、低成本和低振动的设计，且能提供一充分轴向的气流来冷却粗糙的专用外壳组件中的电子元件，该外壳组件是为使电子产品的总体尺寸更小而设置的。

附图简要说明

图1显示了一种根据现有技术的双叶片压电风扇；

图2显示了根据现有技术的双叶片压电风扇的另一实施例；

图3显示了根据本发明的低构型轴流单叶片压电风扇的一实施例；

图4显示了图3中所示的低构型轴流单叶片压电风扇的平面图；

图5显示了图3中所示的添加了叶片止挡块的低构型轴流单叶片压电风扇的侧视图；

图6A-6C显示了具有卷绕电极设计的压电元件的顶视图、侧视图和底视图。

优选实施例的详细描述

图3显示了低构型轴流单叶片压电风扇300的一实施例。该风扇的主要优点是在低外形包装中的自身通道(self-ducting)的轴向气流设计。

参照图3，设有一压电风扇组件300。风扇300含有一基本中空且纵向延伸的外壳302，该外壳有一近端304和一远端306。外壳302包括一基板308、一顶部封盖310和一对位于基板308和顶部封盖310之间的低构型侧壁312、312’。在外壳302的近端304的空气进入区域和在外壳302的远端306的空气排出区域形成一从空气进入区域到空气排出区域延伸的轴向空气流。

风扇300还含有一单独风扇叶片314，其位于外壳302的内部且通过多个垂直安装柱316附接于外壳的靠近空气进入区域附近。这些安装柱316的外形很窄，以促使在安装柱316之间从空气进入区域到空气排出区域的空气流动。在一实施例中，该单独风扇叶片314包含一有较高硬度-质量比的石墨复合材料。该单独风扇叶片314依据设计方案还可有锥度。