CN102026524A - 自清洁机壳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自清洁机壳。本发明提供了从电气设备机壳内部去除灰尘或碎屑的温度控制系统和方法。将一个或多个风扇放置在机壳的外部或外部附近。所述风扇或者反转运行、正转运行、脉冲运行，或者以反转脉冲运行模式运行，以产生通过机壳的湍流气流。气流模式的改变有助于排出灰尘和颗粒。一旦空气携带灰尘和颗粒，风扇可以排出灰尘和颗粒。此外，某些实施例提供了叶片或其他组件，以进一步引导气流。温度控制系统可以用于用风扇排气的任何电气设备。温度控制系统具有低成本的优点，并提供了用于确保灰尘不在外壳内的部件上聚积的有效方法。

Description

自清洁机壳

技术领域

本发明具体地涉及一种自清洁机壳。

背景技术

电气设备需要一定的温度范围以正常运行。为了维持温度范围，通常将风扇放置在电气设备的机壳(容纳电气设备的外壳)中，以排出热空气并吸入冷空气。不幸的是，风扇通常还吸入灰尘和其他小颗粒。灰尘和小颗粒能在电气设备的机壳中聚积。在某些情况下，灰尘形成尘球，尘球能在机壳内聚积热量或使电路元件短路。为了防灰尘，许多电气设备机壳包括过滤器，以去除来自所吸收的空气的灰尘或颗粒。不幸的是，过滤器需要定期维护和更换，这对电气设备用户产生了额外成本。

发明内容

对于上述问题和其他问题，考虑在此描述的实施例。在此描述的实施例一般的涉及从电气设备外壳内部去除灰尘或碎屑的温度控制系统和方法。将一个或多个风扇放置在机壳的外部上或外部附近。所述风扇或者反转运行、正转运行、脉冲运行，或者以反转脉冲运行模式运行，以产生通过机壳的湍流气流。气流模式的改变有助于去除灰尘和颗粒。一旦空气携带灰尘和颗粒，风扇可以排出灰尘和颗粒。此外，某些实施例提供了叶片或其他组件，以进一步引导气流。温度控制系统可以用于用风扇排气的任何电气设备。温度控制系统具有低成本的有点，并提供了用于确保灰尘不在机壳内的部件上聚积的有效方法。

用语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表达，运行中可结合和可不结合。例如，表述“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”和“A、B和/C”中的每一个都表示单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、或A、B和C一起。

术语“一个”实体指的是一个或多个该实体。例如，术语“一个”、“一个或多个”和“至少一个”在此可交换使用。还应注意，术语“包括”、“包含”、和“具有”可以交换使用。

在此使用的术语“自动的”和其变体指的是当执行过程或操作时无需实质人力投入而完成的任何过程或操作。但是，即使执行过程或操作使用了实质的或非实质的人力投入，如果该投入是在执行过程或操作之前接受的，则该过程或操作也可以是自动的。如果人力投入影响如何执行过程或操作，则人力投入被认为是实质性的。同意执行过程或操作的人力投入并不被认为是“实质性的”。

在此所使用的术语“计算机可读介质”指的是参与向用于执行的处理器提供指令的有形存储器。所述介质可以采取很多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质、传输介质。例如，非易失性介质包括NVRAM、或磁或光盘。易失性介质包括动态存储器，例如主存储器。例如，计算机可读介质的通常形式包括软盘、软磁盘、硬盘、磁带、或任何其他磁性介质、磁光介质、CD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔的图案的任何其他物理介质、RAM、PROM、EPROM、快闪EPROM、诸如存储卡之类的固态介质、任何其他存储芯片或存储盒、计算机可读的任何其他介质。当将计算机可读介质配置成数据库时，应当理解，数据库可以是任何类型的数据库，例如关系数据库、层次数据库、面向对象的数据库等。因此，本发明被认为包括存储实现本发明的软件的有形存储介质和现有技术公认的等价物和后续介质。

在此所使用的术语“确定”、“计算”、“估算”和其变体可以交换使用，并且包括任何类型的方法、过程、数学运算或技术。

在此使用的术语“模块”指的是任何已知的或后开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑、或能够执行与部件有关的功能的硬件和软件的组合。同时，尽管以示例实施例的方式描述了本发明，但是应当意识到，本发明的各个方面可以独立要求保护。

附图说明

结合附图描述本发明：

图1是包括温度控制系统的计算机系统的方框图；

图2是可操作以控制机壳的内部温度的内部温度模块的实施例的方框图；

图3是用于在机壳中维持温度的过程的实施例的流程图；

图4是用于从机壳内清洁灰尘的过程的实施例的流程图；

图5是示出气流通过机壳内部的示例性机壳的第一轴侧图；

图6是示出气流通过机壳内部的示例性机壳的第二轴侧图；

图7是示出气流通过机壳内部的示例性机壳的第三轴侧图；

图8是示出气流通过机壳内部的示例性机壳的第四轴侧图；和

图9是示出气流通过机壳内部的示例性机壳的第五轴侧图；

在附图中，相似的部件和/或特征可以具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种部件可以由附图标记之后的区别相似部件的字母来区别。如果说明书中只使用了第一附图标记，该描述适用于具有相同的第一附图标记的相似部件中的任何一个，而不考虑第二附图标记。

具体实施方式

下面的描述只提供了实施例，并不意味着限制本发明的范围、适用性或结构。下面的描述将向本领域技术人员提供用于实施具体实施方式的可行的说明。将会理解，在不脱离所附权利要求中所阐明的本发明的精神和范围的情况下，能够在部件的功能和布置中进行各种改变。

图1示出了计算机系统100的一个实施例，该计算机系统可以形成容纳在机壳中的电气设备。应当注意，在此描述的实施例可以用于容纳在外壳中的任意类型的电气设备或发热设备。只是作为示例来描述计算机系统100。示出计算机系统100包括可以通过总线155电连接的硬件单元。硬件单元可以包括一个或多个中央处理器(CPU)105；一个或多个输入设备110(例如，鼠标、键盘等)；和一个或多个输出设备115(例如，显示设备、打印机等)。计算机系统100还可以包括一个或多个存储设备120。通过示例，存储设备120可以是磁盘驱动器、光存储设备、可以是可编程的和/或可闪存更新等的固态存储设备(例如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM))。

计算机系统100还可以包括计算机可读存储介质读取器125；通信系统130(例如，调制解调器、网卡(无线或有线的)、红外通讯设备等)；和包括如上所述的RAM和ROM设备的工作存储器140。在某些实施例中，计算机系统100还可以包括加速处理单元135，加速处理单元可包括DSP和/或专用处理器等。

计算机可读存储介质读取器125还可以连接到计算机可读存储介质，其一起(和可选的，与存储设备120结合)综合表示用于临时和/或更永久的容纳计算机可读信息的远程的、本地的、固定的和/或可去除的存储设备和存储介质。通信系统130可以与网络120和/或如上就系统100所述的其他任何计算机交换数据。此外，如此所述，术语“存储介质”可以代表一个或多个用于存储数据的设备，包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁性RAM、磁芯存储器、磁盘存储介质、光存储介质、闪速存储器、和/或其他用于存储信息的机器可读介质。

计算机系统100还可以包括当前位于工作存储器140中的软件单元，包括操作系统145和/或其他代码150(例如，运行辅助服务器300的程序代码)。应当认识到，计算机系统100的可选实施例可以具有根据上述的众多变化。例如，还可以使用定制的硬件和/或可以在硬件、软件(包括可移植软件，例如小应用程序)或两者中运行特定元件。此外，还可以采用到其他计算机设备的连接，例如网络输入/输出设备。

计算机系统100还可以包括温度管理系统，其包括内部温度模块160。尽管显示内部温度模块160是与CPU105分开的，但是内部温度模块160可以用作CPU105所操作的模块。内部温度模块160可以是可操作以测量和维持容纳计算机系统100的外壳的内部温度的硬件和/或软件。在实施例中，内部温度模块160接收传感器数据，并响应于传感器数据以调整风扇运转来改变外壳或机壳内的气流。根据来自传感器的数据，风扇的运转可以是动态的。因此，根据风扇运转期间所收集的数据或关于如何最佳冷却机壳或机壳内的部件的历史数据，如何运转风扇的精确方法是可变的。

温度管理系统可以包括传感器，例如，一个或多个温度传感器165、一个或多个芯片上温度传感器180、一个或多个光学灰尘传感器190、一个或多个气流传感器185等。这些传感器是已知的，将不再这里详细说明。重要的是，传感器提供关于机壳中的组件的功能和温度或机壳总体的温度的数据。此外，传感器可以提供关于风扇运转的数据。

为了控制机壳内的气流，内部温度模块160与风扇控制器170通信，风扇控制器170可以是硬件和/或软件组件。可操作风扇控制器170来分开控制各自放置在机壳的一侧的一个或多个风扇175，或者将空气从机壳内排出到外部环境中。风扇控制器170通过单独控制每个风扇来分开控制风扇。因此，一个风扇可以是脉冲运行的，而另一个风扇是反转的。特别地，风扇控制器170可以使一个或多个风扇以顺时针旋转运行、以逆时针旋转运行、以脉冲旋转运行、停止运行、或改变风扇速度。此外，如果机壳包括两个或多个风扇，每个风扇可以与其他风扇分开得到控制。根据并响应于从内部温度模块160发出的信号来控制风扇。

在某些实施例中，内部温度模块160还与叶片控制器195通信，叶片控制器195控制一个或多个叶片196。叶片可以是改变进入风扇的气流方向的格栅或者是放置在外壳内的能够引导外壳内的气流的翼片。因此，叶片控制器196响应于来自内部温度模块160的信号，能够通过旋转或操作叶片196来改变叶片196的方向。

图2中示出了内部温度模块200的实施例，内部温度模块200可以与内部温度模块160(图1)相同或相似。如同结合附图1所说明的，内部温度模块200可以是分立组件，或者是CPU105(图1)的功能或一部分。内部温度模块200可以是硬件单元和/或软件单元。在实施例中，内部温度模块200包括逻辑控制器202、存储器206和输入/输出端口204。逻辑控制器202执行指令，以确定是否需要根据传感器数据改变风扇运行。结合图3和图4来说明由逻辑控制器所执行的方法的实施例。存储器206包括结合图1所描述的能够使得内部温度模块200存储用于逻辑控制器202的计算机可执行指令或数据的任何存储器。在实施例中，存储器可以存储显示用于冷却外壳内的一个或多个组件的趋势和最佳方法的历史温度数据。输入/输出端口204包括结合图1所说明的用于与传感器、风扇控制器170或叶片控制器195通信的任何通信组件或模块。

图3中示出了用于在外壳中维持温度范围的方法300的实施例。通常，方法300开始于开始操作并终止于结束操作。尽管图3中示出了方法300的步骤的通常顺序，但是方法300可以包括更多或更少的步骤，或者可以排列与图3中所示的步骤顺序不同的步骤顺序。方法300可以作为由计算机系统(例如内部温度模块160)所执行的一组计算机可执行指令来执行，并被编码并存储于计算机可读介质上。在下文中，将参考结合图1-2所描述的系统、组件、模块、数据结构等来说明方法300。

在步骤304中，计算机系统100通电。通电包括向包括内部温度模块160的组件提供电力，并完成任何测试和初始化。通电之后，在步骤308中，计算机系统100正常运行。然后，在步骤312中，内部温度模块160可以判定是否存在用于容纳计算机系统100的外壳的预定清洁。清洁是改变通过外壳的气流以去除灰尘和碎屑或者防止灰尘聚积在任一区域中的过程。清洁可以是周期性的，例如，每天、每周等。如果存在用于外壳的预定清洁，则为“是”，方法300到达步骤332。如果没有用于外壳的预定清洁，则为“否”，方法300到达步骤316。

内部温度模块160连续地或者以预定间隔接收来自附于关键部件上的芯片上温度传感器180的温度数据。在步骤316中，将该温度数据与温度阈值比较。阈值可以由计算机系统用户或制造商来设定。如果温度超过阈值，则部件处于高温。如果部件处于高温，则为“是”，方法300到达步骤320。如果部件不是处于高温，则为“否”，方法300到达步骤324。

与温度传感器180一样，内部温度模块160可以连续地或者周期性地接收来自测量吸入的空气温度的温度传感器165的温度数据。与步骤316一样，在步骤320中，将吸入的空气的温度数据与预定温度阈值比较。阈值可以由计算机系统用户来设定。如果温度超过阈值，则吸入的空气处于高温。如果吸入的空气处于正常温度，则为“是”，方法300到达步骤332。如果吸入的空气处于高温，则为“否”，方法300到达步骤324。

内部温度模块160还连续地、周期性或者在某一事件(数据中的剧烈变化)发生时接收来自一个或多个气流传感器185的数据。在步骤324中，将该气流数据与阈值比较。阈值可以由计算机系统用户来设定。如果气流超过阈值，则气流是正常的，为“否”，方法300到达步骤328。如果气流降低，则为“是”，方法300到达步骤332。

与吸入的空气处的温度传感器165一样，内部温度模块160可以连续地或周期性地接收来自测量外壳环境的温度的温度传感器165的温度数据。在步骤328中，分析该外壳温度数据，以判定外壳中的温度是否升高了。内部温度模块200可以经过两次以上测量来寻求总体温度增加。如果外壳温度升高了，则外壳可能由于问题而在发热。如果外壳温度升高了，则为“是”，方法300到达步骤332。如果外壳温度没有升高或保持不变，则为“否”，方法300返回步骤308，以过一段时间再次监视外壳。

与吸入的空气处的温度传感器165一样，在步骤332中，内部温度模块160可以连续地或周期性地接收来自温度传感器165的温度数据，并将该温度与预定温度阈值比较。阈值可以由计算机系统用户来设定。如果外壳温度超过阈值，则外壳处于高温。如果外壳温度是可接受的(在正常运行极限内)，则为“是”，方法300到达步骤336。如果外壳温度超过可接受温度极限，则为“否”，方法300返回步骤308，以检修温度问题。

在步骤336中，内部温度模块160可以运行用于外壳的清洁循环。结合图4说明清洁循环的实施例。可以响应于某一事件(高温、气流减小、所检测到的灰尘增加等)或周期性地运行清洁循环。清洁循环试图排除外壳中所聚积的灰尘。因为每个系统在外壳内的部件的结构和风扇、格栅、叶片等的数量与方向方面不同，所以如何运行清洁循环也将不同。但是，图4中提供了一些一般原则，其将排除任何不必要的试验以确定如何运行操作循环。

在清洁循环之后，内部温度模块160可以再次检测外壳的运行温度。内部温度模块160如步骤332一样接收温度数据，并再次将其与阈值比较。如果外壳温度是可接受的(在正常运行极限内)，则为“是”，方法300到达步骤344。如果外壳温度超过可接受的温度极限，则为“否”，方法300返回步骤308，以检修温度问题。在步骤344中，内部温度模块160完成清洁循环。如果完成了清洁循环，则为“是”，方法300到达步骤308。如果没有完成清洁循环，则为“否”，方法300返回步骤336。

图4中示出了用于从外壳中清洁灰尘和颗粒的方法400的示例实施例。通常，方法400开始于开始操作，终止于结束操作。尽管图4中示出了方法400的步骤的通常顺序，但是方法400可以包括更多或更少的步骤，或者排列与图4中所示的步骤顺序不同的步骤顺序。方法400可以作为由计算机系统(例如内部温度模块160)所执行的一组计算机可执行指令来执行，并被编码并存储于计算机可读介质上。在下文中，将参考结合图1-2所描述的系统、部件、模块、数据结构等同时参考图5到图9中所示示例性机壳来说明方法400。应当注意，这是示例性清洁方法。清洁循环将根据外壳内的部件的结构和风扇、格栅、叶片等的数量与方向而变化。

随着风扇175运行以产生通过外壳的气流，系统100正常运行。图5的示例性外壳示出了具有三个风扇：风扇A502、风扇B504和风扇C506的外壳500。如箭头508、510和512所示，风扇502、504和506各自旋转以将空气从外部环境吸入外壳500中。如箭头514、516和518所示，空气通常以直流方式移动通过外壳500。在步骤404中，内部温度模块200的逻辑控制器202确定风扇B504应当关闭，并将信号发送到用于风扇控制器170的输入/输出端口204。如图6所示，风扇控制器170关闭风扇B504。气流如图6所示改变。在此情况下，从风扇A502和风扇C506推入外壳中的空气旋到外壳500的中间。简单来说，空气将充满由未运行的风扇留下的空间。在步骤408中，内部温度模块200的逻辑控制器202等候预定时间段，并判定是否完成了序列。如果完成了序列，则为“是”，方法400到达步骤412。如果没有完成序列，则为“否”，方法400返回步骤408。

然后，在步骤412中，内部温度模块200的逻辑控制器202决定再次打开风扇B504。因此，风扇502、504和506的运行恢复到图5中所示的正常运行。然后，在步骤416中，内部温度模块200的逻辑控制器202决定如图7中所示关闭风扇A502和风扇C506。这时，只有风扇B504运行，被迫使进入外壳中的空气旋到外壳的外侧。在步骤420中，内部温度模块200的逻辑控制器202等候预定时间段，并判定是否完成了序列。如果完成了序列，则为“是”，方法400到达步骤424。如果没有完成序列，则为“否”，方法400返回步骤420。

然后，在步骤424中，如图8中所示，内部温度模块200的逻辑控制器202决定脉冲运行风扇502、504和506。脉冲运行风扇意味着重复地将风扇打开短暂的时间段(例如，一秒)然后将风扇关闭短暂的时间段(例如，一秒)。如图8中所示，脉冲运行风扇502、504和506引起湍流气流。在步骤428中，内部温度模块200的逻辑控制器202等候预定时间段，并判定是否完成了序列。如果完成了序列，则为“是”，方法400到达步骤432，其中在步骤432中，内部温度模块200的逻辑控制器202重复风扇的脉冲运行。如果没有完成序列，则为“否”，方法400返回到步骤428。在步骤432之后，在步骤436中，内部温度模块200的逻辑控制器202再次判定是否完成了序列。如果完成了序列，则为“是”，方法400到达步骤440。如果没有完成序列，则为“否”，方法400返回到步骤436。

然后，在步骤440中，内部温度模块200的逻辑控制器202打开风扇A502和风扇C。然后，如图9中所示，内部温度模块200的逻辑控制器202可以使风扇B504的方向反转。这时，如图9中所示，风扇502、504和506可以在外壳500中产生强烈的漩涡或涡流。在步骤448中，内部温度模块200的逻辑控制器202再次等候预定时间段，并判定是否完成了序列。如果完成了序列，则为“是”，方法400到达步骤452，其中在步骤452中，内部温度模块200的逻辑控制器202打开风扇B504，使系统100恢复到图5中所示的正常运行。如果没有完成序列，则为“否”，方法400返回到步骤448。

该示例性清洁循环示出了如何操作一个或多个风扇的功能可以产生不同的气流模式。本领域技术人员将能确定如何根据风扇的数量以及外壳的形状与结构来改进清洁循环以获得更好的结果。此外，清洁循环也可以是通过其他传感器(例如灰尘监视器)触发。因此，除了使用温度之外，在步骤314中还可以可选择地使用灰尘传感器190，以确定外壳中的灰尘水平。如果灰尘超过预定阈值，则可以运行清洁循环，并再次检测灰尘水平。

在前面的描述中，为了说明，以特定顺序描述了方法。应当意识到，在可选实施例中，可以以与上述顺序不同的顺序来执行上述方法。还应当意识到，可以通过硬件部件执行上述方法，或者可以在机器可执行指令的序列中实现上述方法，上述机器可执行指令可以用于使得机器(例如，通用或专用处理器、或者用指令编程的逻辑电路)执行上述方法。上述机器可执行指令可以存储在一个或多个机器可读介质中，例如，CD-ROM或其他类型的光盘、软盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁/光卡、闪存、或适合于存储电子指令的其他类型的机器可读介质。或者，可以通过硬件和软件的组合来执行上述方法。

说明书中给出了具体细节以供彻底理解上述实施例。但是，本领域普通技术人员应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践上述实施例。例如，可以在方框图中示出电路，以避免在不必要的细节处使上述实施例不清楚。也就是说，已知的电路、过程、算法、结构和技术可以在没有不必要的细节的情况下示出，以避免使上述实施例不清楚。

同样，应注意，实施例是作为被描绘成流程图、操作程序图、数据流程图、结构图、或方框图的过程来描述的。尽管流程图可以将操作描述成顺序过程，但是可以平行的或并行的执行许多操作。虽然当完成操作时过程终止，但是该过程可以有未包括在附图中的额外步骤。过程可以对应于方法、函数、步骤、子程序、辅程序等。当过程对应于函数时，其终止对应于函数返回调用函数或主函数。

此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言、或上述各项的任意组合来执行实施例。当在软件、固件、中间件或微码中执行时，执行必要任务的程序代码或代码段被存储在诸如存储介质之类的机器可读介质中。处理器可以执行必要任务。代码段可以表示步骤、函数、辅程序、程序、例行程序、子程序、模块、软件包、类，或者表示指令、数据结构或程序语句的任意组合。代码段可以通过传送和/或接收信息、数据、自变量、参数、或存储内容而耦合到另一代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可以通过任何合适的装置(包括存储器共享、信息传递、令牌传递、网络传输等)进行传递、转送或传输。

尽管在此详细描述了本发明的示例性实施例，但是应当理解，还可以以不同的方式实现和应用发明构思，所附的权利要求意欲理解为包括现有技术所限定的范围之外的上述变化。

Claims (10)

1.一种温度管理系统，其包括：

温度传感器，所述温度传感器可操作以测量容纳电气设备的外壳的内部的温度；

风扇，所述风扇可操作以使空气通过所述外壳；

风扇控制器，所述风扇控制器可操作以控制所述风扇；

内部温度模块，其与所述温度传感器以及所述风扇控制器通信，所述内部温度模块可操作以接收来自所述温度传感器的温度数据，可操作以判定所述风扇是否应执行清洁循环，可操作以向所述风扇控制器发送进行所述清洁循环的信号，其中，所述清洁循环需要所述风扇反转气流并脉冲运行以改变所述外壳内的气流模式。

2.根据权利要求1所述的温度管理系统，包括第二风扇，其中，所述风扇控制器分开控制每个所述风扇。

3.根据权利要求2所述的温度管理系统，其中，在所述清洁循环过程中，所述第二风扇以不同于所述风扇的方式运行。

4.根据权利要求1所述的温度管理系统，还包括芯片上温度传感器。

5.根据权利要求1所述的温度管理系统，还包括灰尘传感器。

6.根据权利要求1所述的温度管理系统，还包括气流传感器。

7.根据权利要求1所述的温度管理系统，还包括：

叶片，所述叶片可操作以引导气流；

叶片控制器，其与所述内部温度模块通信，所述叶片控制器可操作以响应于来自所述内部温度模块的信号改变所述叶片的方向。

8.根据权利要求1所述的温度管理系统，其中，所述内部温度模块包括：

存储器，其可操作以存储指令；

输入/输出端口，其可操作以与所述温度传感器以及所述风扇控制器通信；

逻辑控制器，其与所述存储器以及所述输入/输出端口通信，所述逻辑控制器可操作以执行对于温度问题的检修，并可操作以进行所述清洁循环。

9.根据权利要求8所述的温度管理系统，其中，所述存储器可操作以存储温度数据，所述温度数据包括历史温度数据。

10.根据权利要求1所述的温度管理系统，其中，所述内部温度模块还可操作地向所述风扇控制器发送进行两个以上清洁循环中的一者的信号。

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