一种扑翼式压电陶瓷散热风扇 |
|||||||
| 申请号 | CN202010610845.8 | 申请日 | 2020-06-29 | 公开(公告)号 | CN111734691A | 公开(公告)日 | 2020-10-02 |
| 申请人 | 浙江大学; | 发明人 | 崔佳欢; 李建新; 昌隆; 袁晨泰; 郭易详; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种扑翼式压电陶瓷 散热 风 扇，包括：底座，以及安装在所述底座上的散热组件，所述散热组件包括翼骨架、翼片以及压电陶瓷片，所述翼片由左翼和右翼组成，所述左翼和右翼分别固定在所述翼骨架上部的左右两侧，所述压电陶瓷片由左压电陶瓷片和右压电陶瓷片组成，所述左压电陶瓷片和右压电陶瓷片分别固定在所述翼骨架下部的左右两侧，所述翼骨架接地，所述左压电陶瓷片接正极，所述右压电陶瓷片接负极。底座不占用 通风 面积，与现有压电陶瓷风扇相比通风面积更大，风道阻 力 更小。翼片振动方式模仿昆虫翅膀振动方式，具有更高的 气动 效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种扑翼式压电陶瓷散热风扇，其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 一种扑翼式压电陶瓷散热风扇技术领域[0001] 本发明涉及散热风扇领域，特别是涉及一种扑翼式压电陶瓷散热风扇。 背景技术[0002] 现有的散热风扇类型主要有含油轴承风扇，磁悬浮风扇以及滚珠风扇。它们无法避免老化导致明显的故障率升高和效率降低的问题。风扇既有机械故障，也有电气故障，机械故障主要由轴承磨损引起，也可能是由于风扇翼片和外壳随使用时间变形而引起。越来越多的金属风扇外壳与翼片正在被塑料外壳所取代。电气故障是由于电机线圈老化，最终无法转动或线圈接地引起的，其中机械故障远比电气故障概率要高，大约占总概率的65％。随着时间的推移，风扇和电机出现故障的频次是逐渐增加的。在逐渐老化期间，风扇的转速和空气流量不断降低。 [0003] 目前，压电陶瓷风扇主要是由压电风扇翼片和压电风扇驱动电源两大部分组成，其工作原理是利用压电陶瓷的逆压电效应，压电陶瓷在电场的作用下，压电陶瓷会产生变形(产生位移)，施加一定频率的交变电压，并通过机械放大，最终达到风向稳定、高速、能够长期工作的风扇效果。压电风扇无电磁干扰，使用寿命长，结构紧凑。现有的压电陶瓷风扇解决了使用寿命的问题，但结构设计存在缺陷，底座阻碍大量通风面积，风力受此影响会减小，无法实现最佳散热效果。 发明内容[0004] 本发明实施例的目的是提供一种扑翼式压电陶瓷散热风扇，以解决现有压电陶瓷风扇底座占用通风面积大，风道阻力大的问题。 [0005] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是： [0006] 本实施例提供一种扑翼式压电陶瓷散热风扇，包括：底座，以及安装在所述底座上的散热组件，所述散热组件包括翼骨架、翼片以及压电陶瓷片，所述翼片由左翼和右翼组成，所述左翼和右翼分别固定在所述翼骨架上部的左右两侧，所述压电陶瓷片由左压电陶瓷片和右压电陶瓷片组成，所述左压电陶瓷片和右压电陶瓷片分别固定在所述翼骨架下部的左右两侧，所述翼骨架接地，所述左压电陶瓷片接正极，所述右压电陶瓷片接负极。 [0007] 进一步地，所述翼骨架上部为倒L型，下部为长方形。 [0009] 进一步地，所述左翼和右翼分别使用0.01mm厚的304薄钢板。 [0010] 进一步地，所述左压电陶瓷片和右压电陶瓷片的宽度均与翼骨架下部相同。 [0011] 进一步地，还包括导线槽，其截面为“凸”字型结构，卡接在底座一侧，用于保护裸漏的导线。 [0012] 进一步地，所述左翼和右翼为仿蜻蜓翅膀外形、蝴蝶翅膀外形或蒲扇外形，振动下由于自身惯性产生8字型摆动。 [0013] 进一步地，所述底座上具有左导线孔、右导线孔以及三导线孔。 [0014] 进一步地，所述翼骨架、左压电陶瓷片和右压电陶瓷片上均焊接有导线，左压电陶瓷片的导线穿过左导线孔后进入三导线孔中，右压电陶瓷片的导线穿过右导线孔后进入三导线孔中，翼骨架的导线直接进入三导线孔中，三根导线通过三导线孔进入导线槽。 [0015] 进一步地，三根导线通过统一插入正/负极的理线管中，所述理线管为金属圆环，可将导线压紧固定，理线管延伸到导线槽外，外接正/负极电源。 [0016] 本发明与背景技术相比，具有的有益效果是： [0017] 1.仿生压电陶瓷风扇有着无电磁干扰、结构简单等特点，与传统风扇相比，故障率低，使用寿命长。压电风扇作为一种主动冷却解决方案，在以下应用环境中表现出色：需要高可靠性；不允许存在电磁干扰；预计会出现灰尘、存在腐蚀性或极端温度的环境；需要将可听噪声保持在最低限度的环境。 [0018] 2.底座不占用通风面积，与现有压电陶瓷风扇相比通风面积更大，风道阻力更小。 [0020] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见的是，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的特定实施例，其不是对本发明的保护范围的限制。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，当然还可以根据本发明的如下实施例及其附图获得一些其它的实施例和附图。 [0021] 图1为根据本发明的一个实施例提供的一种四风扇并联整体的结构示意图； [0022] 图2为根据本发明的一个实施例提供的整体正面的结构示意图； [0023] 图3为根据本发明的一个实施例提供的翼片及翼骨架的结构示意图； [0024] 图4为根据本发明的一个实施例提供的翼骨架与底座链接处的结构示意图； [0025] 图中，翼片1，翼骨架2，压电陶瓷片3，底座4，导线槽5，左翼1-1，右翼1-2，翼骨架焊点2-1，左压电陶瓷片3-1，右压电陶瓷片3-2，压电陶瓷片左焊点3-1-1，压电陶瓷片右焊点3-2-1，三导线孔4-1，左导线孔4-2-1，右导线孔4-2-2，理线管5-1。 具体实施方式[0026] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 [0027] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。 [0028] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“左”、“右”等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。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0029] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。 [0030] 现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。 [0031] 请参考图1-4，本实施例提供一种扑翼式压电陶瓷散热风扇，其通过模仿昆虫翅膀振动方式实现侧面出风，进而可以避免风扇底座阻塞进风口，以实现增大通风面积，减小风道阻力，并提高气动效率，满足在特殊环境中工作或需要超长使用寿命设备的散热需要。新型压电陶瓷散热风扇包括：底座4以及安装在所述底座4上的散热组件，所述散热组件包括翼片1、翼骨架2以及压电陶瓷片3，所述翼片1由左翼1-1和右翼1-2组成，所述左翼1-1和右翼1-2分别固定在所述翼骨架2上部的左右两侧，所述压电陶瓷片3由左压电陶瓷片3-1和右压电陶瓷片3-2组成，所述左压电陶瓷片3-1和右压电陶瓷片3-2分别固定在所述翼骨架2下部的左右两侧，所述翼骨架接地，所述左压电陶瓷片3-1接正极，所述右压电陶瓷片3-2接负极。 [0032] 本实施例中，所述翼骨架2上部为倒L型，下部为长方形，由0.1mm厚的304钢片或铜片等具有较高杨氏模量的材料制作，宽2-25mm之间。 [0033] 本实施例中，所述左翼1-1和右翼1-2分别使用0.01mm厚的304薄钢板等低杨氏模量材料制作，质地柔软，每个翼片由左、右两半构成，为左右可拆结构。所述左翼1-1和右翼1-2为仿蜻蜓翅膀外形、蝴蝶翅膀外形或蒲扇外形，振动下由于自身惯性产生8字型摆动。 [0034] 本实施例中，所述左压电陶瓷片3-1和右压电陶瓷片3-2的宽度均与翼骨架2下部相同。 [0035] 本实施例中，还包括导线槽5，导线槽5由刚性材料制作，其截面为“凸”字型结构，卡接在底座4一侧，用于保护裸漏的导线。 [0036] 本实施例中，所述底座4由刚性材料制作，与压电陶瓷片3宽度一致，底座4上设计有宽约0.6mm、深约12mm的凹槽，凹槽用于固定压电陶瓷片3与翼骨架2，凹槽两侧有左导线孔4-2-1、右导线孔4-2-2以及三导线孔4-1。 [0037] 本实施例中，所述翼骨架2、左压电陶瓷片3-1和右压电陶瓷片3-2上均焊接有导线，左压电陶瓷片3-1的导线穿过左导线孔4-2-1后进入三导线孔4-1中，右压电陶瓷片3-2的导线穿过右导线孔4-2-2后进入三导线孔4-1中，翼骨架2的导线直接进入三导线孔4-1中，三根导线通过三导线孔4-1进入导线槽5。 [0038] 请进一步参考图2，左压电陶瓷片3-1-1和右压电陶瓷片3-1-2按照“+、—、+、—”极性排列，使用快干胶紧密粘接在翼骨架的两侧。压电陶瓷片振动带动翼骨架产生共振，实现风扇功能。 [0039] 压电陶瓷片3与翼骨架2装配后的结构插入底座4的凹槽中，使用热熔胶填充剩余空隙进行固定。左翼1-1，右翼1-2使用胶水粘贴在翼骨架两侧，翼片模仿蜻蜓翅膀外形，在高速振动下由于自身惯性产生8字型摆动，将风向由纵向改为横向，增大风道通风面积，减小风道阻力，提高气动效率。 [0040] 请进一步参考图4，翼骨架焊点2-1、压电陶瓷片左焊点3-1-1以及压电陶瓷片右焊点3-2-1上分别焊接导线。焊接在压电陶瓷片上的导线的另一端通过底座的左导线孔4-2-1和右导线孔4-2-2进入三导线孔4-1中，焊接在翼骨架上的导线，直接进入三导线孔4-1中。三根导线通过三导线孔4-1进入导线槽5，并通过统一插入正/负极的理线管5-1中。理线管 5-1为薄金属圆环，可将导线压紧固定。理线管5-1延伸到导线槽5外，可外接正/负极电源。 [0041] 需要说明的是，翼片形状不仅可以为蜻蜓翅膀形状，也可为蝴蝶翅膀，蒲扇等其他叶形。翼骨架使用材料不仅可以为钢板、铜板，也可为其他金属板或具有类似刚度的材料。翼片不仅可以使用极薄金属片，也可使用其他低材料。 [0042] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈