CN101400897A - 送风装置和电子设备以及它们的控制方法 - Google Patents

送风装置和电子设备以及它们的控制方法 Download PDF

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Abstract

风扇(43)构成离心风扇。转速检测电路(65)检测叶轮(44)的实际转速。乖离检测电路(69)检测由提供给风扇(43)的控制信号所指定的指定转速与实际转速的乖离量。在乖离检测电路(69)中，在实际转速超过指定转速预定的乖离量时，输出预定的信号。本发明的发明人发现当将风扇(43)构成为离心风扇时，随着风扇(43)的送风口的堵塞，叶轮(44)的实际转速会大于指定转速。如上所述，由乖离检测电路(69)检测指定转速与实际转速的乖离量。能够根据从乖离检测电路(69)输出的信号来简单地确定送风口的堵塞、即送风口处的尘埃堆积。

Description

送风装置和电子设备以及它们的控制方法
技术领域
本发明涉及具有生成气流的风扇的送风装置。
背景技术
例如在专利文献1中所公开的那样，在热水供给装置中安装风扇。在对风扇的故障进行检测时，对所指定的风扇的指定转速与风扇的实际转速进行比较。当实际转速大幅低于指定转速时，检测到风扇的故障即进气口、排气口的堵塞或风扇的老化。
专利文献1：日本特开平8—178273号公报
专利文献2：日本特开2005—4675号公报
专利文献3：日本特开平9—182489号公报
专利文献4：日本特开2004—263989号公报
通常，在所谓笔记本个人计算机中，在对CPU进行冷却时，会利用离心风扇。本发明的发明人按照上述方式在离心风扇的排气口处尝试了对堵塞进行检测。在离心风扇的排气口处再现了堵塞即尘埃的堆积。但是确认了利用上述的方法无法检测出排气口的堵塞。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于提供能够对离心风扇的排气口的堵塞进行检测的送风装置和电子设备。
为了达到上述目的，根据第一发明，提供一种送风装置，其特征在于，该送风装置具有：构成离心风扇的风扇，其根据叶轮的旋转来生成气流；与风扇连接的转速检测电路，其检测叶轮的实际转速；以及乖离检测电路，其检测由提供给风扇的控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量，并且在实际转速超过指定转速预定的乖离量时输出预定信号。
如上所述，本发明的发明人发现了这样的情况，即：当将风扇构成为离心风扇时，随着风扇的送风口的堵塞，风扇叶轮的实际转速会大于指定转速。因此，例如，当尘埃堆积在风扇的送风口时，叶轮的实际转速会超过指定转速预定的乖离量。乖离量由乖离检测电路来检测。从而乖离检测电路输出预定信号。因此能够根据信号来简单地确定送风口处的尘埃堆积。从而能够检测出送风口的堵塞。
在对这样的送风装置进行控制时，提供了送风装置的控制方法，其特征在于，该送风装置的控制方法具有以下过程：向根据叶轮的转速来生成气流的风扇提供指定叶轮转速的控制信号的过程；检测叶轮的实际转速的过程；检测由控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量的过程；以及在实际转速超过指定转速预定的乖离量时输出预定信号的过程，其中，风扇构成离心风扇。
可以将以上那样的送风装置组装到电子设备中。此时，电子设备具有：壳体；构成离心风扇的风扇，其容纳在壳体中，根据叶轮的旋转来生成气流；与风扇连接的转速检测电路，其检测叶轮的实际转速；以及乖离检测电路，其检测由提供给风扇的控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量，并且在实际转速超过指定转速预定的乖离量时输出预定信号。根据这样的电子设备，能够与上述同样地检测出送风口的堵塞。
根据第二发明，提供了一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有：壳体；构成离心风扇的风扇，其容纳在壳体中，根据叶轮的旋转来从送风口送出空气；集尘部件，其设置在从送风口开始延伸的气流的流通通路中；与风扇连接的转速检测电路，其检测叶轮的实际转速；以及乖离检测电路，其检测由提供给风扇的控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量，并且在实际转速超过指定转速预定的乖离量时向集尘部件输出检测到预定量的尘埃堆积的检测信号。
如上所述，本发明的发明人发现了这样的情况，即：当将风扇构成为离心风扇时，随着风扇的送风口的堵塞，风扇叶轮的实际转速会大于指定转速。在电子设备中，在从风扇的送风口开始延伸的气流的流通通路中设置有集尘部件。因此，例如当集尘部件捕获到尘埃时，风扇的送风口产生堵塞。从而叶轮的实际转速超过指定转速预定的乖离量。由乖离检测电路检测乖离量。从而乖离检测电路输出预定信号。能够根据信号来简单地确定送风口处的尘埃堆积。从而能够检测出尘埃在集尘部件上的堆积即送风口的堵塞。
在对这样的电子设备进行控制时，提供了电子设备的控制方法，其特征在于，该电子设备的控制方法包括以下过程：向风扇提供指定叶轮转速的控制信号的过程，其中，该叶轮通过旋转而向集尘部件生成气流，该集尘部件设置在从风扇开始延伸的气流的流通通路中；检测叶轮的实际转速的过程；检测由控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量的过程；以及在实际转速超过指定转速预定的乖离量时向集尘部件输出检测到预定量的尘埃堆积的检测信号的过程。此时，风扇构成离心风扇。
附图说明
图1是概略性地示出本发明的电子设备的一个具体示例即笔记本电脑的外观的立体图。
图2是概略性地示出设备主体的底面的样子的立体图。
图3是概略性地示出设备主体的内部结构的局部放大立体图。
图4是概略性地示出冷却装置的结构的局部剖面图。
图5是概略性地示出集尘部件的结构的立体图。
图6是概略性地示出笔记本电脑的控制系统的框图。
图7沿图4中的7—7线的局部放大剖面图。
图8是对应于图4而概略性地示出冷却装置工作时的状态的局部剖面图。
图9是对应于图7而概略性地示出从设备主体取下集尘部件的状态的局部放大剖面图。
图10是对应于图7而概略性地示出从设备主体取下集尘部件的状态的局部放大剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的一个实施方式。
(第一实施方式)
图1概略性地示出本发明的电子设备的一个具体示例即笔记本个人计算机(笔记本电脑)11的外观。该笔记本电脑11具有：薄型的设备主体12；以及转动自如地与该设备主体12连接的显示器用壳体13。设备主体12的表面安装有键盘14和指针设备(pointing device)15这样的输入装置。使用者可以通过键盘14和指针设备15来输入指示和数据。
例如将LCD(液晶显示器)面板模块16这样的显示装置安装到显示器用壳体13中。LCD面板模块16的画面面向设置在显示器用壳体13上的窗口17。在画面上可以显示文本和图形。使用者可以根据这样的文本和图形来对笔记本电脑11的工作进行确认。显示器用壳体13可以通过相对于设备主体12的摆动来与设备主体12叠合在一起。
如图2所示，在设备主体12的壳体18上设置有吸气口21和排气口22。吸气口21例如也可以被设置在壳体18的底板上。排气口22例如也可以被设置在从壳体18的底板的周缘竖起的周壁上。吸气口21从壳体18外侧的空间向壳体18内侧的空间导入空气。排气口22从壳体18内侧的空间向壳体18外侧的空间排出空气。通常，在将笔记本电脑11放置在桌子上时，壳体18的底板与桌子的表面相对。此时，能够避免排气口22被遮住。
在壳体18的底板上从壳体18的外侧装卸自如地安装着集尘部件23。在安装时，在壳体18的底板上设置有开口24。集尘部件23从开口24进入壳体18的内侧。集尘部件23被固定在壳体18的底板上。在固定时，例如利用一对螺钉25。螺钉25被拧入到壳体18的底板中。
集尘部件23具有拉手26。拉手26容纳于在壳体18的底面上与开口24连续地设置的凹部27中。在取下集尘部件23时，使用者例如可以用指尖拉住拉手26。后面将对集尘部件23进行详细的描述。
如图3所示，在设备主体12内容纳有印刷电路板单元31。印刷电路板31具有印刷电路板32以及安装在印刷电路板32的表面上的LSI(大规模集成电路)封装33、33。在LSI封装33、33中，例如在小型的陶瓷基板上安装有CPU(中央运算处理装置)芯片(未图示)和视频芯片(未图示)。CPU芯片例如根据OS(Operating System：操作系统)和应用软件来实施运算处理。视频芯片例如根据CPU芯片的运算处理来执行图像处理。
冷却装置34与LSI封装33连接。冷却装置34具有送风装置即风扇单元35。在风扇单元35与排气口22之间设置有散热片部件36。散热片部件36具有彼此平行地延伸的多片散热片37。在散热片37彼此之间设置有气流的流通通路。风扇单元35生成从流通通路向排气口22排出的气流。通过气流的运动将散热片37的热量排出到壳体18的外侧。
导热板38、38与CPU芯片和视频芯片叠放。各导热板38和散热片37通过热传导部件即热管39彼此连接。热管39将热量从导热板38传递到散热片37。热量从CPU芯片和视频芯片传递到导热板38。
风扇单元35具有风扇外壳41。该风扇外壳41设置有预定的容纳空间。在风扇外壳41上形成有吸气用开口42。吸气用开口42将风扇外壳41内侧的容纳空间与风扇外壳41外侧的空间彼此连接。在风扇外壳41的容纳空间内容纳有风扇43。
如图4所示，风扇43构成为所谓离心风扇。风扇43具有叶轮44。叶轮44具有旋转体45以及在旋转体45的周围从旋转体45呈放射状扩展的多片叶片46。当叶轮44绕旋转中心轴47旋转时，空气从吸气用开口42沿着旋转中心轴47被导入。通过叶轮44的旋转而在离心方向上产生气流。
风扇外壳41设置有配置在叶轮44的离心方向外侧的包围壁41a、以及分别与包围壁41a的上端和下端连接的顶板41b(参照图3)和底板41c。包围壁41a的内壁面对叶轮44的叶片46的外端。在顶板41b和底板41c上设置有上述吸气用开口42。包围壁41a、顶板41b和底板41c上设置有送风口48。送风口48配置在叶轮44的离心方向外侧。
送风口48面对散热片部件36。离心方向的气流沿着包围壁41a的内壁被引导至送风口48。这样，从送风口48排出气流。气流通过散热片部件36的作用而到达排气口22。即，散热片部件36设置了从送风口48向排气口22延伸的流通通路。在流通通路内设置有各散热片37。
由图4可知，在送风口48(风扇43)与散热片37之间的流通通路内设置有集尘部件23。集尘部件23具有与散热片37的上游邻接的多个栅格部件51。栅格部件51可以由彼此平行地扩展的板片构成。栅格部件51沿着包含散热片37的假想平面扩展。栅格部件51的下游边缘可与散热片37的上游边缘连续。至少散热片37的上游边缘在栅格部件51的背后偏离气流。
栅格部件51的个数可以根据栅格部件51的厚度来决定。另外，栅格部件51的个数可以根据捕获的尘埃的大小、和散热片37的散热所需要的风扇43的风量来决定。在此，每隔一片散热片37配置一个栅格部件51。其结果，与散热片37彼此之间的间隔相比，栅格部件51彼此之间的间隔被设定得更大。通过栅格部件51来捕获线头这样的较大的污物。避免污物进入到散热片部件36中。同时，尘埃这样的较小的污物通过栅格部件51彼此之间以及散热片37彼此之间从而从排气口2排出到外侧。另外，通过栅格部件51可以捕获小的污物。
如图5所示，集尘部件23具有容纳栅格部件51的框体52。该框体52在送风口48和散热片部件36之间设置了气流的流通通路。各栅格部件51配置在流通通路内。框体52和栅格部件51可以利用树脂材料来成型。
在此，可以在栅格部件51的上游边缘形成毛面。在形成这样的毛面时，可以将很多微粒粘在栅格部件51的表面上。另外，可以在成型的模具中预先形成毛面。并且，在形成毛面时，例如可以利用砂纸的研磨来使栅格部件51的表面粗糙。也可以不形成毛面而对栅格部件51的表面赋予轻度的粘着性。这样的粘着性例如可以利用涂膜来形成。
在框体52上形成有多个刮扫部件53。刮扫部件53从框体52向下游突出。刮扫部件53可以设置在邻接的栅格部件51彼此的中间位置处。刮扫部件53例如可以由长方体的小片构成。刮扫部件53可以通过一体成型而与框体成为一体。刮扫部件53的表面可以与栅格部件同样地形成有毛面。
如图6所示，笔记本电脑11具有风扇控制电路61。风扇控制电路61根据CPU芯片62的温度控制风扇43的叶轮44的转速。在进行控制时，生成控制信号。控制信号中记载了叶轮44的指定转速。
驱动电路63与风扇控制电路61连接。风扇43的电动机与驱动电路63连接。驱动电路63根据占空比或电压值来控制电动机的旋转速度。向驱动电路63提供上述控制信号。驱动信号反映了控制信号中记载的指定转速。这样，风扇43根据叶轮44的旋转来产生气流。
例如编码器等的转速检测电路65与风扇控制电路61连接。转速检测电路65检测叶轮44的转速、即实际转速。转速检测电路65生成转速信息信号。转速信息信号中可以记载叶轮44的实际转速。
温度传感器66与风扇控制电路61连接。温度传感器66例如对CPU芯片62的温度进行检测。在进行这样的检测时，可以将温度传感器66嵌入到CPU芯片62内。温度传感器66向风扇控制电路61提供温度信息信号。温度信息信号中可以记载CUP芯片62的温度。
例如存储器67等的存储电路与风扇控制电路61连接。存储器67中构造有数据表68。在该数据表68中，针对CPU芯片62的每个温度写入了叶轮44的指定转速和后面叙述的阈值。风扇控制电路61根据CPU芯片62的温度来从数据表68获取叶轮44的指定转速。
乖离检测电路69与风扇控制电路61连接。在该乖离检测电路69中，判断是否高于叶轮44的实际转速。在进行判断时，乖离检测电路69计算指定转速和实际转速的乖离量即差分。在对指定转速进行指定时，可以从风扇控制电路61向乖离检测电路69提供控制信号。另外，乖离检测电路69可以根据温度信息信号从数据表68获取指定转速。可以根据转速信息信号来确定实际转速。乖离检测电路69根据记载于温度信息信号中的CPU芯片62的温度来从数据表68获取指定的阈值。将指定转速与实际转速的乖离量与阈值进行比较。
视频芯片71与CPU芯片62连接。上述LCD面板模块16与视频芯片71连接。当实际转速从指定转速乖离了预定的乖离量时，乖离检测电路69向CPU芯片62输出警告信号。CPU芯片62根据警告信号来实施运算处理。视频芯片71根据CPU芯片62的运算处理在LCD面板模块16的画面上显示预定的信息。
如图7所示，当从壳体18的外侧将集尘部件23安装到开口24中时，利用散热片部件36和集尘部件23的作用而在送风口48和排气口22之间形成气流的流通通路。在向风扇43供电时，从送风口48排出气流。所排出的气流沿着流通通路被引导至排气口22。这样，气流从排气口22强烈地排出。散热片37高效地释放热量。虽然栅格部件51形成得比散热片37厚，但是由于在栅格部件51彼此之间确保了充分的间隔，因此可以确保流量充分的气流。
壳体18内的空气被聚集到风扇单元35中。灰尘不仅通过吸气口21而且还通过所有间隙进入到壳体18内。这种灰尘被卷入到从送风口48排出的气流中。例如如图8所示，微小的尘埃54和较短的灰尘55通过集尘部件23和散热片部件36。微小的尘埃54和较短的灰尘55从排气口22排出。另一方面，较长的灰尘56被栅格部件51捕获。随着时间的经过，根据送风的流量，灰尘逐渐堆积到栅格部件51上。
此时，在风扇43中对叶轮44的转速进行控制。在控制时，风扇控制电路61检测CPU芯片62的温度。风扇控制电路61根据温度信息信号而在控制信号中记载预定的指定转速。电动机根据控制信号所确定的指定转速使叶轮44旋转。转速随着温度的上升而提高。这样，可以防止CPU芯片62的高温。
转速检测电路65对叶轮44的实际转速进行检测。温度信息信号和转速信息信号被提供给乖离检测电路69。乖离检测电路69根据CPU芯片62的温度来确定叶轮44的指定转速。然后，乖离检测电路69计算指定转速和实际转速的乖离量。将计算出的乖离量与阈值进行比较。
当由于灰尘56等的尘埃的堆积，从而实际转速超过指定转速阈值以上的乖离量时，乖离检测电路69向CPU芯片62输出预定的警告信号。CPU芯片62根据警告信号来实施运算处理。视频芯片71根据CPU 62的运算处理来实施图像处理。在LCD面板模块16的画面上显示例如警告窗口。在窗口内提示卸下和清扫集尘部件23。这样，使用者可以知晓集尘部件23的清扫的确切时间。
如上所述，可以从壳体18的底板上卸下集尘部件23。此时，堆积的灰尘56保持在集尘部件23上。因此，可以从流通通路中清除灰尘56。这样，可以可靠地去除灰尘56。从集尘部件23清除了灰尘56。只要将清扫后的集尘部件23重新安装到壳体18的底板上即可。这样，可以在气流的流通通路中始终流过充分流量的气流。散热片37高效地释放热量。可以可靠地防止在散热片37中由于尘埃导致的过热。
而且，例如如图9所示，在卸下集尘部件23时，使用者可以用指尖拉住拉手26。此时，从拉手26的末端对框体52施力。结果引起框体52的旋转运动。这样，刮扫部件53会接触到散热片37的上流边缘。
之后，在将集尘部件23从开口24拉出时，例如如图10所示，刮扫部件53继续刮着散热片37的上游边缘。从而堆积在散热片37的上流边缘的灰尘57被刮到了刮扫部件53上。这样，可以将堆积在散热片37上游边缘的灰尘57刮下。可以从流通通路中清除灰尘57。这样，可以在气流的流通通路中始终流过充分流量的气流。
本发明的发明人发现了这样的情况，即：当将风扇43构成为离心风扇时，随着集尘部件23中的尘埃堆积量的增大，叶轮44的实际转速从指定转速开始增大。在如上所述的HDD 11中，当尘埃堆积到集尘部件23上时，叶轮44的实际转速超过指定转速预定的乖离量。从而，可以简单地确定集尘部件23上的尘埃堆积量。可以可靠地检测出送风口48的堵塞。可以简单地确定集尘部件23的清扫时期。
在以上这样的风扇单元中35中，也可以利用CPU芯片62来执行乖离检测电路69的处理。此时，CPU芯片62可以根据软件程序来执行运算处理。

Claims (5)

1.一种送风装置，其特征在于，该送风装置具有：
构成离心风扇的风扇，其根据叶轮的旋转来生成气流；
与风扇连接的转速检测电路，其检测叶轮的实际转速；以及
乖离检测电路，其检测由提供给风扇的控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量，并且在实际转速超过指定转速预定的乖离量时输出预定信号。
2.一种送风装置的控制方法，其特征在于，该送风装置的控制方法包括以下过程：
向根据叶轮的旋转生成气流的风扇提供指定叶轮转速的控制信号的过程；
检测叶轮的实际转速的过程；
检测由控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量的过程；以及
在实际转速超过指定转速预定的乖离量时输出预定信号的过程，
其中，风扇构成离心风扇。
3.一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有：
壳体；
构成离心风扇的风扇，其容纳在壳体中，根据叶轮的旋转来生成气流；
与风扇连接的转速检测电路，其检测叶轮的实际转速；以及
乖离检测电路，其检测由提供给风扇的控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量，并且在实际转速超过指定转速预定的乖离量时输出预定信号。
4.一种电子设备，其特征在于，该电子设备具有：
壳体；
构成离心风扇的风扇，其容纳在壳体中，根据叶轮的旋转来从送风口送出空气；
集尘部件，其设置在从送风口开始延伸的气流的流通通路中；
与风扇连接的转速检测电路，其检测叶轮的实际转速；以及
乖离检测电路，其检测由提供给风扇的控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量，并且在实际转速超过指定转速预定的乖离量时向集尘部件输出检测到预定量的尘埃堆积的检测信号。
5.一种电子设备的控制方法，其特征在于，该电子设备的控制方法包括以下过程：
向风扇提供指定叶轮转速的控制信号的过程，其中，该叶轮通过旋转而向集尘部件生成气流，该集尘部件设置在从风扇开始延伸的气流的流通通路中；
检测叶轮的实际转速的过程；
检测由控制信号确定的指定转速与实际转速的乖离量的过程；以及
在实际转速超过指定转速预定的乖离量时向集尘部件输出检测到预定量的尘埃堆积的检测信号的过程，
其中，风扇构成离心风扇。
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