聲音減弱的散熱器和馬達外殼的製作方法

2024-02-11 09:26:15 1

專利名稱：聲音減弱的散熱器和馬達外殼的製作方法
技術領域：
本公開大致地指向包括多個散熱片的散熱器，更特別地，指向布置有散熱片的散熱器，該散熱器被配置成使由傳送到散熱片的振動所產生的聲音減弱。
背景技術：
常規的散熱器被布置和配置成包括底板和多個散熱片，多個散熱片 從底板延伸出、並且通過多個槽被隔開。在使用期間，底板分散由電子裝置、馬達、或任何其他的系統產生的熱量，並且空氣經過槽被吹到散熱片上方。典型地，每個散熱片和槽是統一的大小，並且被設計成對於任何給定應用，使冷卻最佳化。但是，在某些應用中，由系統產生的振動可能傳送到散熱片，並且產生討厭的聲音。在散熱器的ー個已知的應用中，離心機包括轉子和適合於藉助於驅動軸驅動轉子的變速馬達。馬達包括馬達外売，馬達外殼包括由鋁構成的大致圓柱形的構件，並且包含定子和馬達的繞組線圈。在使用期間，馬達產生熱量，因此馬達外殼用作散熱器並且裝備有多個散熱片，空氣穿過多個散熱片被吹出以冷卻系統。散熱片具有大致統一的尺寸，並且通過大致統一尺寸的槽被分開。這種設計有效地冷卻馬達，但是可能在某些速度產生討厭的聲音。這是由於所有的散熱片都是相同大小和形狀的事實，因此，它們完全分享共同的諧振、基頻和/或諧頻。更具體地，在某些速度，系統中的振動同時激勵散熱片的基頻、諧振和/或諧頻，並且這產生大聲的討厭的聲音。試驗已經說明了，當上述離心機的馬達加速和減速接近大約83，000RPM的速度時，產生高音調的嗚嗚聲。這個嗚嗚聲也在接近83，000RPM的穩態運轉時產生，但是具有稍微較小的音量。

發明內容
本公開的ー個方面提供一種離心機，包括配置成容納樣品容器的轉子；運轉地連接到轉子的驅動軸；和運轉地連接到驅動軸以便在離心運轉期間轉動驅動軸和轉子的馬達。該馬達包括(i)外売；(ii)與外殼一體的多個實質上平行的散熱片，每個散熱片具有與外殼隔開的自由端，其中多個散熱片的自由端被配置在共同的圓柱形平面中；和(iii)多個實質上平行的槽，每個槽被配置在一對相鄰的散熱片之間並且具有由共同的圓柱形平面和外殼之間的距離限定的槽深。多個槽包括具有共同的槽深的第一組槽和具有與共同的槽深不同的槽深的第二組槽，其中第一組槽和第二組槽被交錯。在ー些方面，第二組槽中的至少兩個槽具有不同的槽深。在ー些方面，第二組槽中的每個槽具有不同的槽深。在ー些方面，每隔ー個的槽具有共同的槽深。
在ー些方面，共同的槽深大於第二組槽中的每個槽的槽深。本公開的另ー個方面提供一種離心機，具有配置成容納樣品容器的轉子；運轉地連接到轉子的驅動軸；和運轉地連接到驅動軸以便在離心運轉期間轉動驅動軸和轉子的馬達。該馬達包括(i)外売；(ii)與外殼一體的多個實質上平行的散熱片，每個散熱片具有與外殼隔開的自由端，其中多個散熱片的自由端被配置在共同的圓柱形平面中；和
(iii)多個實質上平行的槽，每個槽被配置在一對相鄰的散熱片之間並且具有由共同的圓柱形平面和外殼之間的距離限定的槽深。每個槽具有與相鄰的槽的槽深不同的槽深。在ー些方面，多個槽中的至少三個的槽深是不同的。在ー些方面，不同的槽深的深度被隨機地選擇。在ー些方面，至少兩個槽深是相同的。 在ー些方面，至少兩個槽深是不同的，其中具有相同的槽深的槽和具有不同槽深的槽被交錯。在ー些方面，具有相同的槽深的槽是每隔ー個的槽。在ー些方面，多個散熱片中的每個散熱片具有散熱片厚度，並且其中至少兩個散熱片具有不相同的散熱片厚度。本公開的另ー個方面提供一種離心機。該離心機包括配置成容納樣品容器的轉子；運轉地連接到轉子的驅動軸；和運轉地連接到驅動軸以便在離心運轉期間轉動驅動軸和轉子的馬達，其中該馬達包括外殼和從外殼延伸出的多個實質上平行的散熱片。外殼包括本體部分和與本體部分一體的多個突起，多個突起被配置在多對相鄰的散熱片之間，每個突起具有由該突起延伸離開本體部分的距離限定的徑向尺寸。每個突起具有與相鄰的突起的徑向尺寸不同的徑向尺寸。在ー些方面，多個突起中的每個突起具有不同的徑向尺寸。在ー些方面，不同的徑向尺寸的突起沿著外殼被隨機地分布。在ー些方面，多個突起以規則的周期被配置在多對相鄰散熱片之間。在ー些方面，多個突起被配置在每隔ー對的相鄰的散熱片之間。在ー些方面，多個散熱片中的每個散熱片具有與外殼隔開的自由端，其中多個散熱片的自由端被配置在共同的圓柱形平面中。在ー些方面，其中多個突起包括第一、第二和第三連續突起，其中第二連續突起在第一和第三連續突起之間，其中第二連續突起的徑向尺寸大於第一和第三連續突起的徑向尺寸。在ー些方面，多個突起包括第一、第二和第三連續突起，其中第二連續突起在第一和第三連續突起之間，其中第二連續突起的徑向尺寸小於第一和第三連續突起的徑向尺寸。


圖I是按照本公開的原理構成的離心機的部分拆除的側視圖；圖2是組成按照本公開的原理構成的散熱器的圖I的離心機的馬達外殼的立體圖；圖3是經過圖2的線III-III獲得的圖2的馬達外殼的截面圖4是從圖3的邊界IV獲得的圖3的截面圖的詳圖；圖5和圖4 一致，但是包括未包括在圖4中的附加的尺寸標註；圖6是比較由常規的離心機馬達外殼產生的聲級和由本公開的離心機馬達外殼產生的聲級的曲線圖；和圖7是按照本公開的替換實施例構成的散熱器的立體圖。
具體實施例方式圖I描繪了按照本公開的原理構成的離心機10，離心機10包括轉子12、轉動軸14和馬達16，馬達16用於以常規的方式旋轉軸14和轉子12。另外，圖I中描繪的離心機10包括阻尼器18，軸14穿過阻尼器18從馬達16延伸到轉子12。當離心機10以臨界速度被運轉時，如通常理解的，阻尼器18啟動。例如，如本技術領域內通常理解的，馬達16可以包括變速馬達，變速馬達包括配置在馬達外殼22內的定子和繞組線圈布置20。此外，如圖解的，馬達16被配置在冷卻罩24內。在使用期間，例如，空氣可以被引入具有風扇或其他吹風機的冷卻罩24中，以便冷卻馬達16。為了促進這個冷卻，馬達外殼22組成散熱器26，並且包括多個實質上平行的散熱片28，散熱片28被設計成使馬達16的冷卻性能最佳化，以及減弱由于振動所產生的聲音，振動對於離心機10的運轉是固有的。圖2-5描繪了從圖I的離心機10的剩餘部分移開的馬達外殼22。如所示的，馬達外殼22是整體結構，並且包括大致空的圓柱形底板23，底板23具有圓柱形本體部分30和多個散熱片28。如圖3和4所示，多個散熱片28包括第一到第十八散熱片28a-28r。散熱片28與圓柱形本體部分30是一體的，即，例如，散熱片28和圓柱形本體部分30在車床上的車削操作期間由單件的諸如鋁的材料或一般任何其他材料形成。在替換實施例中，馬達外殼22可以具有比第一到第十八散熱片28a-28r多或少的散熱片。本實施例的散熱片28a_28r是大致圓盤形狀，並且從圓柱形本體部分30向外徑向地延伸。也就是說，多個散熱片28中的每個散熱片包括在底板23的圓柱形本體部分30處的固定端32a以及與底板23的圓柱形本體部分30隔開的自由端32b。為了描述，本實施例的圓盤形狀的散熱片28包括大致環狀的板，類似於常規的墊圏。因而，每個散熱片28包括在固定端32a處的內徑ID以及在自由端32b處的外徑0D。在公開的實施例中，所有的散熱片28a-28r具有相同的外徑0D，以致所有的散熱片28a_28r的自由端32b被配置在公共平面Pl中，公共平面Pl在本實施例中組成圓柱形平面。因此，本實施例的馬達外殼22具有外部封套，該外部封套是圓柱形的形狀、並且由圓柱形平面Pl所限定。此外，多個散熱片28a_28r中的每個散熱片具有散熱片厚度t、真實散熱片長度L、以及有效散熱片長度LL。第二到第十八散熱片28b-28r具有共同的散熱片厚度t，並且第一散熱片28a具有比第二到第十八散熱片28b-28r的厚度t大的厚度tl。其他實施例可以包括具有一致厚度的散熱片，或者包括以許多方式改變厚度的散熱片，諸如是，例如，從I到X増加厚度，然後重複對散熱片x+1到I増加厚度的周期的散熱片等等。散熱片也可以以其他公式化的方式改變厚度，或者以更隨機的方式改變厚度。在本實施例中，因為散熱片28包括大致圓盤形狀的散熱片，所以真實散熱片長度L和有效散熱片長度LL也可以被分別表徵為散熱片28的徑向尺寸和有效的徑向尺寸。真 實散熱片長度被限定為散熱片28的固定端32a和自由端32b之間的距離，因此，等於散熱片28的外徑OD和內徑ID之間的距離。在本實施例中，每個散熱片28共享共同的真實散熱片長度し每個散熱片28的有效散熱片長度LL可以被表徵為散熱片28在離心機10的運轉期間易受振動影響的部分的長度。在本實施例中，如將要描述的，至少ー些散熱片28具有不同的有效散熱片長度LL。仍然參照圖2-5，本實施例的馬達外殼22進ー步包括多個實質上平行的槽34和多個突起36。多個槽34在多個散熱片28之間交錯，即，每個槽34被配置在多個散熱片28中的一對相鄰散熱片28之間。多個突起36與馬達外殼22的圓柱形本體部分30和多個散熱片28是一體的，即，突起36、本體部分30和散熱片28由單件材料形成。此外，多個突起36在多個散熱片28中的多對相鄰散熱片28之間延伸。因而，如下面更詳細地描述的，多個散熱片28中的多對相鄰散熱片28共享共同的有效散熱片長度LL，共同的有效散熱片長度LL對於每個散熱片28可以被表徵為散熱片28的自由端32b和突起36之間的距離，突起36被配置在散熱片28和其相鄰的散熱片28之間。在描述的實施例中，多個槽34包括第一到第十七槽34a_34q，以及多個突起36包括第一到第十突起36a-36j。多個突起36a-36j中的每個突起包括大致圓盤形狀的構件，並 且除了第十突起36j之外，從馬達外殼22的鄰近於多個槽34中的一個槽的圓柱形本體部分30延伸。第十突起36j被配置在馬達外殼22的第十八散熱片28r與第一到第十七散熱片28a_28q相反的一端上。如圖5所示以及下面論述的，多個槽34a_34q中的每個槽具有共同的槽寬w和槽深dl-dl7，槽深dl-dl7由散熱片28a-28r的自由端32b和底板23的圓柱形本體部分30或底板23的第一到第九突起36a-36i中的ー個突起之間的距離限定。例如，圖4和5顯示了第一突起36a在第一散熱片28a和第二散熱片28b之間延伸並且限定第一槽34a的槽深dl。第二突起36b在第二散熱片28b和第三散熱片28c之間延伸並且限定與第一槽34a緊鄰的第二槽34b的槽深d2。但是，剰餘的第三到第九突起36c-36i被布置成它們限定交替槽的槽深d，即，第四到第十七槽34d-34i中的每隔ー個的槽34的槽深d。具體地，第三突起36c在第四散熱片28d和第五散熱片28e之間延伸，並且限定第四槽34d的槽深d4 ;第四突起36d在第六散熱片28f和第七散熱片28g之間延伸，並且限定第六槽34f的槽深d6 ;第五突起36e在第八散熱片28h和第九散熱片28i之間延イ申，並且限定第八槽34h的槽深d8 ;第六突起36f在第十散熱片28j和第i^一散熱片28k之間延伸，並且限定第十槽34j的槽深dlO ;第七突起36g在第十二散熱片281和第十三散熱片28m之間延伸，並且限定第十二槽341的槽深dl2 ;第八突起36h在第十四散熱片28η和第十五散熱片28ο之間延伸，並且限定第十四槽34η的槽深dl4 ；以及第九突起36i在第十六散熱片28p和第十七散熱片28q之間延伸，並且限定第十六槽34p的槽深dl6。圖4和5還顯示由第二突起36b分隔的第二散熱片28b和第三散熱片28c共享共同的有效散熱片長度LL2。由第三突起36c分隔的第四散熱片28d和第五散熱片28e共享共同的有效散熱片長度LL3。由第四突起36d分隔的第六散熱片28f和第七散熱片28g共享共同的有效散熱片長度LL4。由第五突起36e分隔的第八散熱片28h和第九散熱片28i共享共同的有效散熱片長度LL5。由第六突起36f分隔的第十散熱片28j和第i^一散熱片28k共享共同的有效散熱片長度LL6。由第七突起36g分隔的第十二散熱片281和第十三散熱片28m共享共同的有效散熱片長度LL7。由第八突起36h分隔的第十四散熱片28η和第十五散熱片28ο共享共同的有效散熱片長度LL8。由第九突起36i分隔的第十六散熱片28p和第十七散熱片28q共享共同的有效散熱片長度LL9。此外，如圖4和5所示，本實施例的突起36a_36j從馬達外殼22的圓柱形本體部分30延伸離開不同的距離。也就是說，第一到第十突起36a-36j包括第一到第十突起高度hl-hlO，第一到第十突起高度hl-hlO由每個突起36a-36j從馬達外殼22的底板23的圓柱形本體部分30延伸離開的距離所限定。因為本實施例的散熱器26是大致圓柱形的並且突起36是大致圓盤形狀的，所以突起高度hl-hlO也可以表徵為突起36的徑向尺寸。本實施例的第一到第十突起高度hl-hlO中的每個突起高度不同於其他突起高度hl-hio。如此配置，第一、第二、第四、第六、第八、第十、第十二、第十四和第十六槽34a、34b、34d、34f、34h、34j、341、34n、34p 中的每個槽分別具有不同的槽深 dl、d2、d4、d6、d8、dlO、dl2、dl4、dl6。每個槽深 dl、d2、d4、d6、d8、dlO、dl2、dl4、dl6 由每個槽 34 在散熱片28a-28r的自由端32b和第一到第九突起36a_36i中的相應ー個突起之間延伸的距離限定。因為本實施例的馬達外殼22不包括鄰近於剰餘的第三、第五、第七、第九、第十一、第 十三和第十五槽34c、34e、34g、34i、34k、34m、34o、34q的突起36，所以第三、第五、第七、第九、第
i、第十三和第十五槽34c、34e、34g、34i、34k、34m、34o、34q包括大致相同的並且由散熱片28的自由端32b和馬達外殼22的底板23的圓柱形本體部分之間的距離限定的槽深d3、d5、d7、d9、dll、dl3 和 dl5。雖然突起36a_36j和槽34a_34q至今已經被描述為分別包括突起高度hl_hl0和槽深dl-dl8，但是這些特徵也可以按照半徑/直徑尺寸被描述，因為本實施例的散熱器26，即，馬達外殼22是圓柱形的。因此，第一到第十突起36a-36j可以被描述為包括彼此不同的第一到第十突起直徑D1-D10。此外，因為第一到第十突起36a-36j分別限定了第一、第二、第四、第六、第八、第十、第十ニ、第十四和第十六槽34&、3413、34(1、34廠3411、34ム341、3411、34p的深度dl、d2、d4、d6、d8、dl0、dl2、dl4和dl6，所以第一、第二、第四、第六、第八、第十、第十二、第十四和第十六槽34a、34b、34d、34f、34h、34j、341、34n、34p可以被描述為具有直接與相應第一到第十突起直徑Dl-DlO相對應的內徑以及與多個散熱片28的外徑OD相等的外徑。此外，因為本實施例的馬達外殼22不包括與其相鄰的突起36，所以剩餘的槽34c、34e、34g、34i、34k、34m、34o、34q中的每個槽包括與散熱片28的內徑ID相等的共同的內徑。考慮到上文，目前掲示的實施例的散熱器26，S卩，馬達外殼22包括由多個槽34分隔的多個散熱片28，其中每隔ー個的槽34具有在散熱片28的自由端32b和底板23的圓柱形本體部分30之間測量的共同的槽深d。剩餘的槽34具有不同的槽深d，不同的槽深d取決於從鄰近於槽34的底板23的圓柱形本體部分30延伸的突起36的突起高度h。槽34的結構可以被描述為包括具有共同的槽深的第一組槽以及具有不同的槽深的第二組槽，其中第一組槽和第二組槽被交錯以使得冷卻和聲音減弱最佳化。例如，在掲示的實施例中，第一組槽包括第三、第五、第七、第九、第十一、第十三、第十五和第十七槽34c、34e、34g、34i、34k、34m、34o和34q，以及第ニ組槽包括第二、第四、第六、第八、第十、第十ニ、第十四和第十六槽3415、34(1、34廠3411、34ム341、3411和34p。這種結構的ー個益處是第ー組槽中的每個槽的深度大於第二組槽中的每個槽的深度。這個結構有利地平衡了冷卻散熱器26和減弱聲音的能力。也就是說，較深的第一組槽通過增加鄰近於底板23以及沿著相鄰的散熱片28的表面面積來使冷卻最大化，以及較淺的第二組槽縮短了相鄰散熱片的有效散熱片長度，這改變了它們的各自的諧振頻率，以便有效地減弱討厭的聲音。
更具體地，配置在每個突起36的相對側上的散熱片28具有共同的有效長度LL，從而具有導致大致相同的聲學性能的大致相同的機械特性，例如，諧振頻率。但是，因為每個突起36具有不同的突起高度h，所以在目前掲示的實施例的馬達外殼22上沒有兩個以上的散熱片28將同時以它們各自的諧振頻率振動，諧振頻率是在常規離心機的運轉期間產生討厭的聲音的主要原因。例如，如本公開的背景技術部分中提及的，試驗已經說明了，當常規離心機的馬達16加速和減速接近近似83，000RPM的速度時，產生討厭的高音調的嗚嗚聲。這個嗚嗚聲也在接近83，000RPM的穩態運轉時產生，但是具有稍微較小的音量。產生這個嗚嗚聲的原因是常規離心機中使用的常規的馬達外売。也就是說，常規馬達外殼配備有由多個槽分隔的多個散熱片，用於冷卻馬達。每個散熱片長度和厚度大致相同，並且每個槽深度和寬度大致相同。如此配置，每個散熱片共享共同的有效長度和諧振、基頻、和/或諧頻，以致所有的散熱片一起諧振並產生高音調的嗚嗚聲。與常規離心機的常規馬達外殼相反，本公開的散熱器26，例如，馬達外殼22的不同的槽深d和突起高度h提供具有不同的有效散熱片長度LL的散熱片28，以致沒有兩個以 上的散熱片28共享共同的諧振、基頻和/或諧頻。這使得由本公開的散熱片28產生的討厭的聲音的音量減小到低於由常規馬達外殼產生的討厭的聲音的音量。圖6是顯示了當馬達在近似ORPM和近似100，000RPM之間運轉時，由用於常規離心機的常規馬達外殼所產生的聲級(細虛線)和由本公開的馬達外殼22產生的聲級(粗實線)的曲線圖。該曲線示了當馬達在近似80，000RPM和近似90，000RPM之間運轉時，常規的馬達外殼顯示出顯著的聲級增加。相反，該曲線示了本公開的馬達外殼22在相同的範圍中沒有顯示出聲級的任何顯著的變化，而是在容許偏差之內維持大致恆定的聲級。在至今描述的馬達外殼22的一個較佳實施例中，多個散熱片28的內徑ID是近似3. 878"，以及多個散熱片的外徑OD是近似5. 95"。因而，同樣與第三、第五、第七、第九、第十一、第十三、第十五和第十七槽34c、34e、34g、34i、34k、34m、34o和34q的深度d3、d5、d7、d9、dll、dl3、dl5和dl7相對應的多個散熱片28的每個散熱片的真實長度L是近似I.036"。此外，第二到第十八散熱片28b-28i■中的每個散熱片具有近似O. 090"的厚度，並且第一散熱片28a具有近似O. 190"的厚度tl。此外，多個槽34中的每個槽具有近似O. 190"的寬度W。在較佳實施例中，第一突起36a的突起直徑Dl是近似4. 278"，這限定了近似0.2"的突起高度hl，第一槽34a的槽深dl為近似等於O. 836"、以及第一散熱片28a的有效散熱片長度LLl為近似等於O. 836 "。第二突起36b的直徑D2是近似4. 478 "，這限定了近似O. 3"的突起高度h2，第二槽34b的槽深d2為近似等於O. 736"，以及第ニ散熱片28b和第三散熱片28c的有效散熱片長度LL2為近似等於O. 736"。第三突起36c的直徑D3是近似4. 878"，這限定了近似O. 5"的突起高度h3，第四槽34d的槽深d4為近似等於O. 536 "、以及第四散熱片28d和第五散熱片28e的有效散熱片長度LL3為近似等於0.536"。第四突起36d的直徑D4是近似4. 228"，這限定了近似O. 175 "的突起高度h4，第六槽34f的槽深d6為近似等於O. 861"，以及第六散熱片28f和第七散熱片28g的有效散熱片長度LL4為近似等於O. 861"。第五突起366的直徑05是近似4.428"，這限定了近似O. 275"的突起高度h5，第八槽34h的槽深d8為近似等於O. 761"，以及第八散熱片28h和第九散熱片28i的有效散熱片長度LL5為近似等於O. 761"。第六突起36f的直徑D6是近似4.338"，這限定了近似0.23"的突起高度h6，第十槽34j的槽深dlO為近似等於O. 806"，以及第十散熱片28j和第i^一散熱片28k的有效散熱片長度LL6為近似等於0.806"。第七突起36g的直徑D7是近似4. 378"，這限定了近似0.25"的突起高度h7，第十二槽341的槽深dl2為近似等於O. 786 "，以及第十二散熱片281和第十三散熱片28m的有效散熱片長度LL7為近似等於O. 786"。第八突起36h的直徑D8是近似4. 278"，這限定了近似O. 2"的突起高度h8，第十四槽34η的槽深dl4為近似等於O. 836"，以及第十四散熱片28η和第十五散熱片28ο的有效散熱片長度LL8為近似等於O. 836"。第九突起36i的直徑D9是近似4. 388"，這限定了近似O. 255"的突起高度h9，第十六槽34p的槽深dl6為近似等於O. 781"，以及第十六散熱片28p和第十七散熱片28q的有效散熱片長度LL9為近似等於O. 781"。最後，第十突起36j的直徑DlO是近似4. 5"，這限定了近似O. 311"的突起高度hlO，以及第十八散熱片28r的有效長度LLlO為近似等於O. 725"。因此，從上文中，目前掲示的實施例的散熱器26，S卩，馬達外殼22，可以被描述為具有多個槽34，每個槽34在存在突起36的時候具有在近似O. 536"到近似O. 861"範圍內的槽深d，在不存在突起36的時候具有近似1.036"的深度。此外，本實施例的散熱片28 可以被描述為具有在近似O. 536"到近似O. 861"範圍內的有效長度LL。更進ー步地，本實施例的突起36可以被描述為具有在近似O. 175"到近似O. 5"範圍內的突起高度h，以及在近似4. 228"到近似4. 878"範圍內的突起直徑D。此處闡述的這些具體尺寸和範圍僅僅是實例，並且其他尺寸和範圍可以可預見地被用於獲得根據本公開的原理的適當的散熱器。此外，從上文中，目前掲示的實施例的散熱器26的突起直徑Dl-DlO和突起高度hl-hio可以被描述為被隨機地選擇，其中突起36的主要特徵是至少ー些突起直徑Dl-DlO和突起高度hl-hlO與其他的突起直徑和突起高度不同，以致至少ー些散熱片28具有不同的有效散熱片長度LL，從而具有不同的機械和聲學性能。在替換的實施例中，突起直徑Dl-Dl和突起高度hl-hlO不必是隨機的，而是例如，可以按照ー些數學關係式、公式和/或函數來確定。其他實施例可以包括以不規則圖案被配置的有效散熱片長度。雖然本公開到目前為止都集中在處於圓柱形的馬達外殼22的形式的散熱器26上，但是此處掲示的原理可以同樣地適用於具有不同的幾何結構的散熱器。例如，圖7描繪了按照本公開的原理構造的並且具有實質上扁平的幾何結構的散熱器126。這種扁平的散熱器126可以被用於冷卻各種類型的電子裝置，諸如半導體、電晶體、ニ極管或任何其他期望和/或要求冷卻的裝置。除了是實質上扁平的以外，圖7中描繪的散熱器126可以與以上參照圖1-5描述的散熱器26相同，包括上述各種選擇性的變化。散熱器126包括具有本體部分130的底板123、多個散熱片128、多個槽134以及多個突起136。本體部分130包括散熱器126的基本上扁平的板部分。多個散熱片128和多個突起136與扁平的本體部分130是一體的，即，扁平的本體部分130、多個散熱片128和多個突起136從諸如鋁的單件材料中經由例如銑削操作被構造。多個散熱片128是大致矩形形狀，並且包括在底板132的本體部分130處的固定端132a和與底板132的本體部分130隔開的自由端132b。在掲示的實施例中，多個散熱片128的自由端132b被配置在共通的平面PlO中。在圖6中，平面PlO是基本上扁平的ニ維平面。多個槽134以與以上參照圖1-4描述的散熱器26的槽34和散熱片28相同的方式在多個散熱片128之間被交錯。此外，散熱器126的多個突起136以與以上參照圖1_4描述的散熱器26的突起36相同的方式在多對相鄰散熱片128之間延伸離開扁平的本體部分130。這個實施例的多個突起136中的每個突起可以與上述突起36相同地被布置、設計、定尺寸和配置，或另外的，以致多個散熱片128中的至少ー些散熱片128具有不同的有效散熱片長度。也就是說，圖7中的散熱器126的突起136可以具有上述相同的突起高度hl-hlO，或者可以具有任ー隨機地選擇的、具有不規則圖案、或經由數學關係式、公式、函數確定的其他突起高度，或另外的。如此配置，散熱器126可以提供與上述散熱器26相同的優點。具體地，通過確保至少ー些散熱片128具有不同的有效散熱片長度，從而具有不同的諧振頻率，散熱器26可以有效地分散熱量以及減弱聲音。由上文看來，應該理解本公開不局限於任何一般的幾何結構的散熱器，而是可以包括圓柱形散熱器、扁平的散熱器或大致任何其他形狀的散熱器。此外，雖然各種公開的散熱器的突起已經被描述為被在多對交替的散熱片之間，但是選擇性的實施例可以具有配置在每第三對散熱片之間的突起、配置在每第四對散熱片之間的突起，或者具有配置成適合於冷卻和減弱聲音的預期目的的大致任何其他結構的突 起。雖然此處描述的散熱器的一個優點是它們提供有效的聲音減弱和冷卻，但是以上相對於圖1-4描述的至少圓柱形散熱器26的另ー個優點是散熱器26，S卩，馬達外殼22的外部封套是圓柱體。這個圓柱形形狀在尺寸和結構兩者上與常規的用於離心機的馬達外殼大致相同，因此，離心機的其他方面不必為了容納散熱器26，S卩，馬達外殼22而被重新設計。例如,如以上參照圖I討論的,馬達外殼22被容納在成形為圓柱體的冷卻罩24之內。通過將馬達外殼22的外部封套維持成與常規的馬達外殼外部封套相同，冷卻罩24的大小和形狀不必改變。公開的散熱器26、126的更進ー步的優點是它們容易被製造。例如，參考圖1_4描述的圓柱形散熱器26，S卩，馬達外殼22，可以容易地從材料的圓柱形原料在例如車床上被機械加工。圓柱形原料可以在車床上被轉動以精密地機械加工散熱片28的外徑OD和處於它們的不同的槽深d的槽34。替代地，以上參照圖7描述的散熱器126可以在常規的銑床上從立方狀材料的標準原料中被製造。原料可以被固定到銑床中並被精密地磨銑成期望的外部尺寸，以及可以通過使適當的磨銑工具在不同的深度穿過原材料來磨銑槽134，以便限定不同深度的槽134。因此，由上文看來，應該理解本公開提供了能夠有效地冷卻主體裝置、同時期望地減弱討厭的聲音的新穎的並且有創造性的散熱器、馬達外殼和離心機。本公開不意欲局限於的此處描述的具體實施例，而是，意欲包括將被本領域的普通技術人員理解的所有的變化、變形和替換。因而，本公開可以被大致限定為包括以下「方面」。方面I。一種離心機，包括配置成容納樣品容器的轉子；運轉地連接到轉子的驅動軸；和運轉地連接到驅動軸以便在離心運轉期間轉動驅動軸和轉子的馬達，其中該馬達包括
(i)外殼；(ii)與外殼一體的多個基本上平行的散熱片，姆個散熱片具有與外殼隔開的自由端，其中多個散熱片的自由端被配置在共同的圓柱形平面中；和(iii)多個基本上平行的槽，每個槽被配置在一對相鄰的散熱片之間，並且具有由共同的圓柱形平面和外殼之間的距離限定的槽深，其中多個槽包括具有共同的槽深的第一組槽、和具有與共同的槽深不同的槽深的
第二組槽，其中第一組槽和第二組槽被交錯。方面2。方面I的離心機，其中第二組槽中的至少兩個槽具有不同的槽深。方面3。在前的方面中的任何一個的離心機，其中第二組槽中的每個槽具有不同的槽深。方面4。在前的方面中的任何一個的離心機，其中每隔ー個的槽具有共同的槽深。方面5。在前的方面中的任何一個的離心機，其中共同的槽深大於第二組槽中的每個槽的槽深。方面6。一種離心機，包括配置成容納樣品容器的轉子；運轉地連接到轉子的驅動軸；和運轉地連接到驅動軸以便在離心運轉期間轉動驅動軸和轉子的馬達，其中該馬達包括⑴外殼；(ii)與外殼一體的多個基本上平行的散熱片，姆個散熱片具有與外殼隔開的自由端，其中多個散熱片的自由端被配置在共同的圓柱形平面中；和(iii)多個基本上平行的槽，每個槽被配置在一對相鄰的散熱片之間，並且具有由共同的圓柱形平面和外殼之間的距離限定的槽深，其中每個槽具有與相鄰的槽的槽深不同的槽深。方面7。方面6的離心機，其中多個槽中的至少三個的槽深是不同的。方面8。方面6或7的離心機，其中不同的槽深的深度被隨機地選擇。方面9。方面6到8的離心機，其中至少兩個槽深是相同的。方面10。方面6到9的離心機，其中至少兩個槽深是不同的，其中具有相同的槽深的槽和具有不同槽深的槽被交錯。方面11。方面6到10的離心機，其中具有相同的槽深的槽是每隔ー個的槽。
方面12。方面6到11的離心機，其中多個散熱片中的每個散熱片具有散熱片厚度，並且其中至少兩個散熱片具有不相同的散熱片厚度。方面13。一種離心機，包括配置成容納樣品容器的轉子；運轉地連接到轉子的驅動軸；和運轉地連接到驅動軸以便在離心運轉期間轉動驅動軸和轉子的馬達，其中該馬達包括外殼和從外殼延伸出的多個基本上平行的散熱片，其中外殼包括本體部分和與本體部分一體的多個突起，多個突起被配置在多對相鄰的散熱片之間，每個突起具有由該突起延伸離開本體部分的距離限定的徑向尺寸，
其中每個突起具有與相鄰的突起的徑向尺寸不同的徑向尺寸。方面14。方面13的離心機，其中多個突起中的每個突起具有不同的徑向尺寸。方面15。方面14的離心機，其中不同的徑向尺寸的突起沿著外殼被隨機地分布。方面16。方面13到15的離心機，其中多個突起以規則的周期被配置在多對相鄰散熱片之間。方面17。方面13到16的離心機，其中多個突起被配置在每隔ー對的相鄰的散熱片之間。方面18。方面13到17的離心機，其中多個散熱片中的每個散熱片具有與外殼隔 開的自由端，其中多個散熱片的自由端被配置在共同的圓柱形平面中。方面19。方面13到18的離心機，其中多個突起包括第一、第二和第三連續突起，其中第二連續突起在第一和第三連續突起之間，其中第二連續突起的徑向尺寸大於第一和第三連續突起的徑向尺寸。方面20。方面13到19的離心機，其中多個突起包括第一、第二和第三連續突起，其中第二連續突起在第一和第三連續突起之間，其中第二連續突起的徑向尺寸小於第一和第三連續突起的徑向尺寸。方面21。在前的方面中的任何一個的離心機，其中共同的槽深大於第二組槽中的最小的槽深。方面22。在前的方面中的任何一個的離心機，其中第一組槽提供增加的表面面積以使冷卻最大化，以及第二組槽提供相鄰的散熱片的減小的有效散熱片長度以減弱聲音。方面23。在前的方面中的任何一個的離心機，其中多個散熱片中的每個散熱片包括大致圓盤形狀的散熱片。方面24。在前的方面中的任何一個的離心機，其中多個散熱片中的每個散熱片具有與外殼隔開的自由端以及有效散熱片長度，有效散熱片長度由散熱片的自由端和突起之間的距離限定，突起在散熱片和相鄰的散熱片之間，有效散熱片長度表徵在離心機運轉期間散熱片對振動敏感的部分，其中多個散熱片中僅僅兩個散熱片具有相同的有效散熱片長度。方面25。在前的方面中的任何一個的離心機，其中外殼是圓柱形外殼。方面26。方面13到20中的任何一個的離心機，其中，多個突起包括配置在第一和第二相鄰的散熱片之間的第一突起，以及配置在第三和第四相鄰的散熱片之間的第二連續突起。方面27。在前的方面中的任何一個的離心機，其中多個散熱片中的至少ー些散熱片共享共同的散熱片厚度，並且多個槽中的至少ー些槽共享共同的槽寬。方面28。在前的方面中的任何一個的離心機，其中多個散熱片中的每個散熱片包括大致矩形的散熱片。方面29。在前的方面中的任何一個的離心機，其中多個散熱片共享共同的外徑。方面30。在前的方面中的任何一個的離心機，其中共同的槽深是近似I. 036英寸，以及不同的槽深中的每個槽深在近似O. 536英寸到近似O. 861英寸的範圍之內。方面31。在前的方面中的任何一個的離心機，其中第一組槽提供增加的表面面積以使冷卻最大化，以及第二組槽提供相鄰散熱片的減小的有效散熱片長度以減弱聲音。
方面32。在前的方面中的任何一個的離心機，其中馬達以在近似ORPM和近似100, 000RPM的範圍內的速度運轉。方面33。在前的方面中的任何一個的離心機，其中每個散熱片的有效散熱片長度在近似0. 536英寸到近似0. 861英寸的範圍之內。方面34。方面13到20的離心機，其中多個突起中的每個突起的突起高度在近似0. 175英寸到近似0. 5英寸的範圍之內。方面35。方面13到20的離心機，其中每個突起具有在近似4. 228英寸到近似 4. 878英寸的範圍內的突起直徑。
權利要求
1.一種離心機，其特徵在於，包括 配置成容納樣品容器的轉子； 運轉地連接到所述轉子的驅動軸；和 運轉地連接到所述驅動軸以便在離心運轉期間轉動所述驅動軸和所述轉子的馬達，其中所述馬達包括 (i)外殼； (ii)與所述外殼一體的多個實質上平行的散熱片，每個散熱片具有與所述外殼隔開的自由端，其中多個散熱片的所述自由端被配置在共同的圓柱形平面中；和 (iii)多個實質上平行的槽，每個槽被配置在一對相鄰的散熱片之間，並且具有由所述共同的圓柱形平面和所述外殼之間的距離限定的槽深， 其中所述多個槽包括具有共同的槽深的第一組槽、和具有與所述共同的槽深不同的槽深的第二組槽，其中所述第一組槽和所述第二組槽被交錯。
2.如權利要求I所述的離心機，其特徵在於，所述第二組槽中的至少兩個槽具有不同的槽深。
3.如權利要求I或2所述的離心機，其特徵在於，所述第二組槽中的每個槽具有不同的槽深。
4.如權利要求I到3中任一項所述的離心機，其特徵在於，所述第一組槽以規則的周期被配置在多對相鄰的散熱片之間。
5.如權利要求I到4中任一項所述的離心機，其特徵在於，每隔一個的槽具有所述共同的槽深。
6.如權利要求I到5中任一項所述的離心機，其特徵在於，所述共同的槽深大於所述第二組槽中的至少一個槽的所述槽深。
7.如權利要求I到6中任一項所述的離心機，其特徵在於，所述共同的槽深大於所述第二組槽中的每個槽的所述槽深。
8.如權利要求I到7中任一項所述的離心機，其特徵在於，所述第二組槽的所述深度被隨機地選擇。
9.如權利要求2到8中任一項所述的離心機，其特徵在於，具有不同的槽深的所述槽被隨機地分布在所述多個散熱片之間。
10.如權利要求I到9中任一項所述的離心機，其特徵在於，所述多個散熱片中的每個散熱片具有散熱片厚度，並且至少兩個所述散熱片具有不同的散熱片厚度。
11.如權利要求10所述的離心機，其特徵在於，末端散熱片具有比所述多個散熱片中的至少一個散熱片的散熱片厚度大的散熱片厚度。
12.如權利要求11所述的離心機，其特徵在於，所述末端散熱片具有所述多個散熱片中的最大的散熱片厚度。
13.如權利要求I到12中任一項所述的離心機，其特徵在於，所述多個散熱片中的每個散熱片包括大致圓盤形狀的散熱片。
14.如權利要求I到13中任一項所述的離心機，其特徵在於，所述外殼包括本體部分和與所述本體部分一體的多個突起，所述多個突起被配置在多對相鄰的散熱片之間，每個突起具有由所述突起延伸離開所述本體部分的距離限定的徑向尺寸，其中每個突起具有與相鄰的突起的徑向尺寸不同的徑向尺寸。
15.如權利要求14所述的離心機，其特徵在於，所述多個突起中的每個突起具有不同的徑向尺寸。
全文摘要
一種離心機，包括配置成容納樣品容器的轉子；運轉地連接到轉子的驅動軸；和馬達。馬達包括外殼；與外殼一體的多個實質上平行的散熱片，每個散熱片具有與外殼隔開的自由端，其中多個散熱片的自由端被配置在共同的圓柱形平面中；和多個實質上平行的槽，每個槽被配置在一對相鄰的散熱片之間，並且具有由共同的圓柱形平面和外殼之間的距離限定的槽深。其中多個槽包括具有共同的槽深的第一組槽和具有與共同的槽深不同的槽深的第二組槽，其中第一組槽和第二組槽被交錯。
文檔編號H02K5/24GK102714446SQ201080044026
公開日2012年10月3日 申請日期2010年9月30日 優先權日2009年10月1日
發明者傑弗裡·H·伯恩斯 申請人:貝克曼考爾特公司