CN102926979A - 振膜风扇、应用该振膜风扇的手机及膜片振动通风方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振膜风扇、应用该振膜风扇的手机及膜片振动通风方法,振膜风扇包括一封闭腔体和振动器件，所述封闭腔体内设有主动振膜、一个以上进风整流片和一个以上出风整流片，所述振动器件与控制电路连接带动主动振膜振动，所述进风整流片设于进风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于外侧，其上开有进风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭进风孔，所述出风整流片设于出风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于内侧，其上开有出风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭出风孔，所述主动振膜通过空气带动进风整流片或出风整流片上的从动振膜往复振动，从而从整流层的进风口或出风口抽风或送风。

Description

振膜风扇、应用该振膜风扇的手机及膜片振动通风方法

技术领域

本发明涉及通风领域，尤其涉及数码产品如手机等的通风装置。 

背景技术

现有的数码产品如手机的体积越来越小，性能越来越高，散热问题也日渐凸显，由于结构和体积的限制，很难将普通风扇安装到手机里实现主动散热，因此，目前的散热方式为被动散热，被动散热方式是通过导热材料将中央处理器（CPU）、存储器（Memory）等发热量大的部位的热量均匀的传导到机身各处的金属板上实现散热的。这种方式需通过各接触面之间的高效热传递来实现，需要添加可塑性的导热材料来填充空隙，例如，使用导热硅脂或石墨烯导热膜，这样不仅会增加成本且生产工艺复杂。同时，为了使热量尽量分布均匀和增大散热面，用于导热的金属板需要有一定的厚度和面积，这样也会增加成本且不利于产品的轻薄化。手机结构一般为正面安装显示屏，背面安装电池，这两个部件的导热性均比较差。同时外壳多为塑料材质，导热性也很差。因此，即使使用被动散热方式使热量在手机内部扩散均匀，仍无法很好的将热量传递到手机的外部，该种散热方式效率较低，用户使用一段时间后会感到手机发烫，造成手机运行速度减慢甚至死机，影响手机使用性能。因此，手机散热问题随着手机主频的提高、内核数量的增加和用户对多媒体应用需求的提高，将越来越突出。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用膜片振动实现空 气流动，进而实现定向送风的振膜风扇、应用该振膜风扇的手机及膜片振动通风方法。 

本发明所采用的技术方案是：振膜风扇包括一封闭腔体和振动器件，所述封闭腔体内设有主动振膜、一个以上进风整流片和一个以上出风整流片，所述振动器件与控制电路连接带动主动振膜振动，所述进风整流片设于进风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于外侧，其上开有进风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭进风孔，所述出风整流片设于出风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于内侧，其上开有出风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭出风孔，所述主动振膜通过空气带动进风整流片或出风整流片上的从动振膜往复振动，从而从整流层的进风口或出风口抽风或送风。 

上述方案中，优选所述从动振膜采用将中心部位与周边的连接部分镂空实现。 

上述方案中，优选所述进风整流片和出风整流片采用两层相同材料制成，每一层的一半在中心部位开出一个以上孔作为进风孔或出风孔，另一半将中心部位与周边的连接部分镂空作为从动振膜，而后将两层交叉将每一层的孔与另一层的从动振膜紧贴上下叠合而成进风整流片和出风整流片。 

上述方案中，优选所述振动器件为电磁线圈或压电陶瓷器件。 

本发明应用振膜风扇的手机技术方案为：手机包括一个以上振膜风扇和控制模块，所述控制模块设于手机主板上，所述振膜风扇包括 一封闭腔体和振动器件，所述封闭腔体内设有主动振膜、一个以上进风整流片和一个以上出风整流片，所述振动器件与控制电路连接带动主动振膜振动，所述进风整流片设于进风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于外侧，其上开有进风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭进风孔，所述出风整流片设于出风口处，用以将空气的往复流动转换为定向流动，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于内侧，其上开有出风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭出风孔，所述主动振膜通过空气带动进风整流片或出风整流片上的从动振膜往复振动，从而从整流层的进风口或出风口抽风或送风，所述手机外壳上开有一个以上的散热孔，散热孔之间连通形成风道，所述振膜风扇设于风道之间，进风口或出风口与散热孔连通以进风或出风，使得散热孔之间风道空气流通实现手机腔体的通风散热。 

上述方案中，优选所述从动振膜采用将中心部位与周边的连接部分镂空实现。 

上述方案中，优选所述进风整流片和出风整流片采用两层相同材料制成，每一层的一半在中心部位开出一个以上孔作为进风孔或出风孔，另一半将中心部位与周边的连接部分镂空作为从动振膜，而后将两层交叉将每一层的孔与另一层的从动振膜紧贴上下叠合而成进风整流片和出风整流片。 

上述方案中，优选所述振动器件为电磁线圈或压电陶瓷器件。 

上述方案中，优选所述控制模块连接有设置于手机腔体内的温度 传感器，以在手机腔体内温度到达设定值时启动或停止振膜风扇通风散热。 

本发明的膜片振动通风方法，包括以下步骤： 

(1)设置一封闭腔体和振动器件，封闭腔体内设有主动振膜、一个以上进风整流片和一个以上出风整流片，所述振动器件与控制电路连接带动主动振膜振动，所述进风整流片设于进风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于外侧，其上开有进风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭进风孔，所述出风整流片设于出风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于内侧，其上开有出风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭出风孔； 

(2)通过振动器件带动主动振膜振动； 

(3)主动振膜振动通过空气带动进风整流片或出风整流片上的从动振膜往复振动，从而从整流层的进风口或出风口抽风或送风。 

本发明的有益效果是：通过膜片振动实现通风散热时，每一组振膜风扇中可以包含一个或多个整流片，也可以存在多种整流片的组合形式。同时振膜风扇的放置位置及数量也非常灵活，可以在手机等产品中利于实现主动散热的适当位置放置一组或多组振膜风扇，设计出利于空气流动的结构方案，很好的实现散热。所以，通过膜片振动实现手机主动散热的形式是多种多样的，且大多数带动膜片振动的振动器件成本较低，体积也较小。因此，利用膜片振动实现主动散热的方式，具有结构简单、灵活性强、体积小，成本低、散热效果好的优点。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中： 

图1为本发明具体实施例一的非工作状态原理图； 

图2为本发明具体实施例一的进风状态原理图； 

图3为本发明具体实施例一的出风状态原理图； 

图4为本发明具体实施例一的振动器件驱动电路图； 

图5为本发明具体实施例一的整流片结构示意图； 

图6为本发明具体实施例一的整流片另一种结构形式示意图； 

图7为本发明实施例一的立体结构示意图； 

图8为本发明具体实施例二的非工作状态原理图； 

图9为本发明具体实施例二的进风状态原理图； 

图10为本发明具体实施例二的出风状态原理图； 

图11为本发明应用振膜风扇的手机结构示意图。 

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图，对本发明作进一步的详细说明，如图1至图4所示，本发明具体实施例一中振膜风扇包括一封闭腔体1和电磁线圈2，封闭腔体内设有主动振膜3、一个进风整流片4和一个以上出风整流片5，电磁线圈2与控制电路连接并与主动振膜3安装成一体用以带动主动振膜3振动，电路图如图5所示，通过输入一个频率为F0的方波信号，通过如下驱动电路，该驱动电路通过两个放大器及若干电阻电容，构成一个AB类音频放大器，输入的方波通过C1,R1的积分运算转换 为正弦波，R2,R3通过配置不同的阻值实现不同的放大倍数，R4,R5配置同样的阻值实现信号反相功能，R6,R7配置同样的阻值实现AB类功放的1/2偏压,最后通过Vout1,Vout2输出一组互为反相的正弦波驱动信号，驱动信号连接到电磁线圈2两端，通过电磁线圈2的振动带动主动振膜3振动，从而实现空气的往复流动，进风整流片4设于进风口11处，包括一层从动振膜41和一层整流层42，整流层42设于外侧，其上开有进风孔43，从动振膜41非振动状态时贴紧封封闭进风孔43，出风整流片5设于出风口12处，包括一层从动振膜51和一层整流层52，整流层52设于内侧，其上开有出风孔53，从动振膜51非振动状态时贴紧封封闭出风孔53，主动振膜3振动时，通过往复运动实现腔体容积大小的变化，腔体容积的变化使内部与外部形成气压差，会在腔体的进风口11或出风口12产生空气流动，当腔体的容积增大时，内部压强减小，从进风口11处吸入空气；当腔体容积减小时，内部压强增大，从出风口12排出空气，通过不断的改变腔体容积的大小，可以在开口处产生往复的空气流动,如图6所示，本实施例一中的进风整流片4和出风整流片5是通过在两片pc膜片上，每一层的一半在中心部位开出一孔作为进风孔43或出风孔53，另一半将中心部位与周边的连接部分近似“卍”字形纹镂空作为从动振膜41、51，而后将两片pc膜片将每一片的孔与另一层的从动振膜紧贴接合而成一个进风整流片和出风整流片的整体，这样工序、材料、成本实现最低。当然也可如图7所示，将中心部位与周边的连接部分近似星形纹镂空作为从动振膜41、51。 

当主动振膜3振动向下，如图2所示，腔体的容积增大，进风整流片4的上层整流层42工作在固定状态，下层从动振膜41向下，此时出风整流片从动振膜51和整流层52均不动，空气从从动振膜41镂空部分进入，实现进风；当主动振膜3振动向上，如图3所示，腔体容积减小，进风整流片5的下层整流层52工作在固定状态，从动振膜51向上，此时进风整流片从动振膜41和整流层42均不动，空气从从动振膜51镂空部分送出，实现送风功能,从而主动振膜3往复上下振动实现将腔体开口处的往复的空气流动转化为空气的定向流动。图8、图9、图10所示分别为本发明具体实施例二的非工作状态原理图、进风状态原理图、出风状态原理图，两个实施例的工作原理是相同的，区别仅仅在于具体实施例一的进风整流片4和出风整流片5是两片pc膜交叉贴合而成，而具体实施例二的进风整流片4和出风整流片5分别是在中间整流层42、52上下分别贴合一层从动振膜41、51形成。 

如图11所示，为应用振膜风扇的手机结构示意图，手机10包括两个振膜风扇20、30和控制模块，手机外壳上设有两个散热孔101、102，散热孔101、102之间形成风道（内部空气流通通道）40，两个振膜风扇20、30分别设于手机外壳10两侧的散热孔101、102处，其中一个振膜风扇20的进风口201与手机的散热孔101连通，出风口202则通过内部空气流通通道40（流经手机主板等主要发热器件上方）连通到另一个振膜风扇30的进风口301，振膜风扇30的出风口302则与散热孔102连通，使得散热孔之间风道40空气流通实现 了手机10腔体内的通风散热，控制模块设于手机主板上，可连接有设置于手机腔体内的温度传感器，以在手机腔体内温度到达设定值时启动或停止振膜风扇通风散热。 

在整机设计上，可采用在手机中同时安装主动散热和被动散热装置，通过温度来控制振膜风扇的工作状态。在温度超过设定值时启动或停止振膜风扇，使用主动散热方式实现快速散热，待温度降低到设定值以下后，关闭振膜风扇，采用被动散热方式，减少能耗。从而，可以实现散热和电量消耗的平衡，获得更好的用户体验。通过振膜风扇实现手机主动散热时，每一组振膜风扇中可以包含一个或多个整流片，也可以存在多种整流片的组合形式。对于振膜风扇的放置位置及数量也非常灵活，可以在手机中利于实现主动散热的适当位置放置一组或多组振膜风扇，设计出利于空气流动的结构方案，很好的实现手机的散热。可见，通过膜片振动实现手机主动散热的形式是多种多样的，且大多数带动膜片振动的器件成本较低，体积也较小。因此，利用膜片振动实现手机主动散热的方式，具有结构简单、灵活性强、体积小，成本低、散热效果好的优点。主动振膜通过空气带动进风整流片或出风整流片上的从动振膜往复振动，从而从整流层的进风口或出风口抽风或送风。 

以上具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种振膜风扇，其特征在于：所述振膜风扇包括一封闭腔体和振动器件，所述封闭腔体内设有主动振膜、一个以上进风整流片和一个以上出风整流片，所述振动器件与控制电路连接带动主动振膜振动，所述进风整流片设于进风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于外侧，其上开有进风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封闭进风孔，所述出风整流片设于出风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于内侧，其上开有出风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封闭出风孔，所述主动振膜通过空气带动进风整流片或出风整流片上的从动振膜往复振动，从而从整流层的进风口或出风口抽风或送风。

2.如权利要求1所述振膜风扇，其特征在于：所述从动振膜采用将中心部位与周边的连接部分镂空实现。

3.如权利要求2所述振膜风扇，其特征在于：所述进风整流片和出风整流片采用两层相同材料制成，每一层的一半在中心部位开出一个以上孔作为进风孔或出风孔，另一半将中心部位与周边的连接部分镂空作为从动振膜，而后将两层交叉将每一层的孔与另一层的从动振膜紧贴接合而成进风整流片和出风整流片。

4.如权利要求1-3所述振膜风扇，其特征在于：所述振动器件为电磁线圈或压电陶瓷器件。

5.一种应用振膜风扇的手机，其特征在于：所述手机包括一个以上振膜风扇和控制模块，所述控制模块设于手机主板上，所述振膜风扇包括一封闭腔体和振动器件，所述封闭腔体内设有主动振膜、一个以上进风整流片和一个以上出风整流片，所述振动器件与控制电路连接带动主动振膜振动，所述进风整流片设于进风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于外侧，其上开有进风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭进风孔，所述出风整流片设于出风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于内侧，其上开有出风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭出风孔，所述主动振膜通过空气带动进风整流片或出风整流片上的从动振膜往复振动，从而从整流层的进风口或出风口抽风或送风，所述手机外壳上开有一个以上的散热孔，散热孔之间连通形成风道，所述振膜风扇设于风道之间，进风口或出风口与散热孔连通以进风或出风，使得散热孔之间风道空气流通实现手机腔体的通风散热。

6.如权利要求4所述应用振膜风扇的手机，其特征在于：所述从动振膜采用将中心部位与周边的连接部分镂空实现。

7.如权利要求5所述应用振膜风扇的手机，其特征在于：所述进风整流片和出风整流片采用两层相同材料制成，每一层的一半在中心部位开出一个以上孔作为进风孔或出风孔，另一半将中心部位与周边的连接部分镂空作为从动振膜，而后将两层交叉将每一层的孔与另一层的从动振膜紧贴上下叠合而成进风整流片和出风整流片。

8.如权利要求4至6任一权利要求所述应用振膜风扇的手机，其特征在于：所述振动器件为电磁线圈或压电陶瓷器件。

9.如权利要求4至6任一权利要求所述应用振膜风扇的手机，其特征在于：所述控制模块连接有设置于手机腔体内的温度传感器，以在手机腔体内温度到达设定值时启动或停止振膜风扇通风散热。

10.一种膜片振动通风方法，包括以下步骤：

(1)设置一封闭腔体和振动器件，封闭腔体内设有主动振膜、一个以上进风整流片和一个以上出风整流片，所述振动器件与控制电路连接带动主动振膜振动，所述进风整流片设于进风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于外侧，其上开有进风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭进风孔，所述出风整流片设于出风口处，包括一层从动振膜和一层整流层，所述整流层设于内侧，其上开有出风孔，所述从动振膜非振动状态时贴紧封封闭出风孔；

(2)通过振动器件带动主动振膜振动；

(3)主动振膜振动通过空气带动进风整流片或出风整流片上的从动振膜往复振动，从而从整流层的进风口或出风口抽风或送风。

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