CN102954036A - 风扇模组和包括其的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风扇模组和包括该风扇模组的电子设备。该风扇模组可包括：壳体，包括：基板；上盖，设置得面对该基板且具有第一进气口；以及侧壁，连接该上盖和该基板，该侧壁上设置有出风口；毂，与所述第一进气口对应地且枢转地安装于该基板上；以及叶轮组件，连接到该毂从而与所述毂一起旋转以产生气流，其中该叶轮组件的高度与所述基板的上沿和所述上盖的上沿之间的距离基本相同，且其中该叶轮组件的直径与所述第一进风口的直径基本相同。该风扇模组在总体高度一定的情况下，能显著增大风量。

Description

风扇模组和包括其的电子设备

技术领域

本发明涉及一种风扇模组和包括该风扇模组的电子设备，更具体地，涉及一种可提高风量的风扇模组以及包括该风扇模组的笔记本计算机。

背景技术

诸如笔记本计算机等的电子设备在不断提高其性能的同时，亦朝向轻薄化方向发展。性能的提高通常伴随着功耗的增大，而轻薄化趋势又带来紧凑密闭的设备空间。双重挤压之下，电子设备的散热问题变得日益突出。如何在有限的空间里尽可能多地为系统提供散热所需的风量，成为当前笔记本计算机等电子产品散热模组设计的难点。轻薄型笔记本计算机等电子产品的散热和噪声问题成为众多产品的短板，常常为用户所抱怨。

图1示出笔记本计算机采用的常规风扇模组，即离心风扇10。如图1所示，常规离心风扇10可包括壳体1和设置于壳体1中的扇芯。壳体1可以包括进风口3和出风口5，扇芯可以包括可绕轴旋转的毂4以及从毂4伸出的多个扇叶6。扇叶6夹置在壳体1的上盖和下盖之间，毂4和扇叶6可以一起旋转以产生散热气流。在现有技术中，通常从以下三个方面来提高风量：对离心风扇的叶片形状进行优化设计；对离心风扇的涡壳形状进行优化设计；以及优化扇叶与涡壳之间的配合。然而，这些方法始终局限于传统的上盖/扇叶/下盖三明治结构，受到风扇总高的限制，无法行之有效地提高扇叶高度，性能提升有限。

决定风扇风量的重要因素包括扇叶高度和大小。对于轻薄型笔记本计算机而言，如何在有限的高度内，提高风扇的性能，目前缺乏有效的办法，这也使得产品设计受到极大的局限。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种风扇模组，其可以在不增加风扇总体高度的情况下，提高风量。

本发明的另一目的在于提供一种风扇模组，其可以在保持风量的情况下，降低风扇噪声。

本发明的又一目的在于提供一种风扇模组，其可以在保持风量且不增大噪声的同时，降低风扇模组的总体高度，从而为系统设计提供更大的空间。

根据本发明的一个方面，一种风扇模组可包括：壳体，包括：基板；上盖，设置得面对该基板且具有第一进气口；以及侧壁，连接该上盖和该基板，该侧壁上设置有出风口；毂，与所述第一进气口对应地且可枢转地安装于该基板上；以及叶轮组件，连接到该毂从而与所述毂一起旋转以产生气流，其中该叶轮组件的高度可与所述基板的上沿和所述上盖的上沿之间的距离基本相同，且其中该叶轮组件的直径可与所述第一进风口的直径基本相同。

在一示范性实施例中，该叶轮组件的上沿可与该上盖的上沿基本共面。

在一示范性实施例中，该叶轮组件可包括：多个扇叶，从该毂的外周表面向外延伸。

在一示范性实施例中，该叶轮组件还可包括：密封环，设置在所述多个扇叶的外侧的上边缘处以连接所述多个扇叶。

在一示范性实施例中，该密封环的外径可与该第一进风口的直径基本相同。

在一示范性实施例中，该密封环的上沿与该上盖的上沿可以基本共面。

在一示范性实施例中，该密封环的外径与该第一进风口的直径可以基本相同。

在一示范性实施例中，该密封环的下表面的外侧具有一向下突出的突起部分，该突起部分的表面随着离密封环中心的距离的增大而逐渐向下倾斜。

在一示范性实施例中，在高度方向上，所述密封环与所述上盖之间没有间隙。

在一示范性实施例中，所述基板可包括：第二进气口，设置得与所述上盖的第一进气口对应；以及支承元件，设置于所述基板的第二进气口处以用于可枢转地安装所述毂。

在一示范性实施例中，所述风扇模组还可包括：转矩产生装置，设置于所述毂中以用于产生使所述毂旋转的转矩；以及转速调节装置，电连接到所述转矩产生装置以用于调节所述毂的转速。

根据本发明的另一方面，一种风扇模组可包括：壳体，包括：基板；上盖，设置得面对该基板且具有第一进气口；以及侧壁，连接该上盖和该基板，该侧壁上设置有出风口；毂，与所述第一进气口对应地且可枢转地安装于该基板上；以及叶轮组件，连接到该毂从而与所述毂一起旋转以产生气流，其中该叶轮组件的直径可与所述第一进风口的直径基本相同，且该叶轮组件的上沿可与所述上盖的上沿基本平齐。

在一示范性实施例中，所述叶轮组件可包括：多个扇叶，从所述毂的外周表面向外延伸。

在一示范性实施例中，所述叶轮组件还可包括：密封环，设置在所述多个扇叶的与所述毂相反的一端的上边缘处以连接所述多个扇叶。

在一示范性实施例中，该密封环的外径可与该第一进风口的直径基本相同。

根据本发明的又一方面，一种电子设备可包括：机壳；以及安装于该机壳内的风扇模组，该风扇模组可包括：壳体，包括：基板；上盖，设置得面对该基板且具有第一进气口；以及侧壁，连接该上盖和该基板，该侧壁上设置有出风口；毂，与所述第一进气口对应地且可枢转地安装于该基板上；以及叶轮组件，连接到该毂从而与所述毂一起旋转以产生气流，其中该叶轮组件的高度与所述基板的上沿和所述上盖的上沿之间的距离基本相同，且其中该叶轮组件的直径与所述第一进风口的直径基本相同。

在一示范性实施例中，该电子设备可以是笔记本计算机和平板式计算机中的一种。

在一示范性实施例中，该叶轮组件的上沿可以与该上盖的上沿基本平齐。

在一示范性实施例中，该叶轮组件可包括：多个扇叶，从该毂的外周表面向外延伸；以及密封环，设置在所述多个扇叶的与所述毂相反的一端的上边缘处以连接所述多个扇叶，其主动该密封环的外径与该第一进风口的直径基本相同。

本发明的风扇模组能在有限的风扇总体高度内提高扇叶的高度，从而增大风量，或者在保持风量的同时降低转速，从而降低噪声。又或者，本发明的风扇模组能降低风扇的总体高度而保持风量，且不增大风扇噪声，从而为包括该风扇模组的电子设备的设计提供更大的空间。

附图说明

通过参照附图详细描述示范性实施例，本发明的以上和其他特征和优点将变得更加明显，附图中：

图1示出常规的风扇模组；

图2示出根据本发明一示范性实施例的风扇模组；

图3示出图2所示的风扇模组中包括的一部件；

图4A和图4B分别示出常规风扇模组的侧面剖视图和根据本发明一示范性实施例的风扇模组的侧面剖视图；

图5示意性示出根据本发明一示范性实施例的风扇模组内的气流；

图6是曲线图，示出常规风扇模组与根据本发明一示范性实施例的风扇模组的效果对比。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示范性实施例。

图2示出根据本发明一示范性实施例的风扇模组，即离心风扇100，图3示出图2所示的离心风扇100所包括的一部件。

如图2所示，离心风扇100可包括壳体。具体而言，壳体可包括基板11、上盖12以及侧壁13。基板11和上盖12彼此面对地设置且彼此间隔开一预定距离，该距离可基本决定离心风扇100的总体高度。侧壁13将基板11与上盖12彼此连接在一起，从而壳体可以定义一空腔。

上盖12可以具有第一进风口14，第一进风口14优选具有例如圆形。侧壁13上可设置有出风口15。这样，即可形成完整的风道。气流从第一进风口14进入壳体内部，然后通过出风口15排出到壳体之外。

可选但并非必需地，基板11还可包括与第一进风口14对应的第二进风口(未示出)。第二进风口优选地可以与第一进风口14同轴设置，且第二进风口的直径可以不同于例如小于第一进风口14。当包括第二进风口时，基板11还可包括安装于第二进风口处的支承部件(未示出)以用于安装毂20。

壳体11、12和13可利用导热材料例如诸如铝合金的金属形成。

毂20可以对应于第一进风口14可旋转地安装到基板11上。优选地，毂20的旋转轴线可以与第一进风口14的圆心重合。

毂20内可安装有转矩产生装置(未示出)以产生使毂20旋转的转矩。例如，转矩产生装置可包括固定到基板11上的定子以及枢接到定子上的转子，转子固定到毂20。转矩产生装置的结构为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。

此外，在本发明一示范性实施例中，离心风扇100还可以包括一转速调节装置(未示出)。转速调节装置可以设置在风扇模组的壳体之外且电连接到转矩产生装置以用于调节毂20的转速。转速调节装置可以是例如手动调节旋钮，或者是例如转速调节芯片，转速调节芯片可以根据所检测的温度来自动调节毂20的转速，进而调节风量。同样，转矩产生装置的构造为本领域技术人员所熟知，此处亦不再赘述。

叶轮组件30可以包括从毂20的外周表面向外伸出的多个扇叶31(见图3)。从而，扇叶31可以与毂20一起旋转以产生散热气流。扇叶31的数量和叶片形状可被优化以提高风量。

在本发明一示范性实施例中，可选但非限制性地，叶轮组件30还可以包括密封环32(见图3)。密封环32可以设置在所述多个扇叶31的与毂20相反的一端的上边缘处以连接所述多个扇叶31。图3详细示出毂20、多个扇叶31和密封环32所构成的部件。毂20、多个扇叶31和密封环32可以一体形成，或者单独形成然后粘合到一起。毂20、多个扇叶31和密封环32可由轻质材料例如塑料形成。

在本发明一示范性实施例中，不同于常规的三明治结构，上盖12的第一进风口14的直径可以增大从而与叶轮组件30的直径基本相同。也就是说，叶轮组件30可以不夹在上盖12与基板11之间。这可以从附图4A和4B的剖视图更好地看出。图4A示出常规风扇模组的侧视图，图4B是根据本发明一示范性实施例的风扇模组的侧视图。如图1和4A所示，在常规离心风扇10中，由于扇叶6夹在壳体1的基板与上盖之间，所以在垂直方向上，扇叶6的上沿与壳体1的上盖之间留有间隙G1，扇叶6的下沿与壳体1的基板之间留有间隙G2，从而保证扇叶6能正常旋转。然而，在本发明中，如图2和4B所示，由于叶轮组件30可以不夹在上盖12与基板11之间，所以在垂直方向(即毂20的旋转轴方向)上，叶轮组件30的上沿与上盖12之间不需要常规离心风扇中那样的间隙G1。换言之，叶轮组件30的上沿可以进一步向上扩展，例如可以延伸到与上盖12的上沿基本平齐，从而叶轮组件30的高度可以与从基板11的上沿到上盖12的上沿之间的距离基本相同。可以理解，在本发明中，叶轮组件30的下沿与基板11的上表面之间亦尚余一间隙G2以保证叶轮组件30的正常旋转，但是该间隙G2尽可能地小。换言之，本发明无意提高叶轮组件30的下沿的高度，而是将叶轮组件30的上沿的高度提高到与上盖12的上沿基本平齐的水平。所以，虽然尚有一间隙G2在叶轮组件30的下沿与基板11的上表面之间，但是与图1和4A所示的现有技术相比，叶轮组件30的上沿可提高到与壳体的上盖12的上沿基本平齐的水平。因此，与现有技术相比，可以认为叶轮组件30的高度增大到与从基板11的上沿到上盖12的上沿之间的距离“基本相同”的水平。

如上所述，叶轮组件30的高度可以增大。具体而言，如图2和4B所示，扇叶31的上沿可向上延伸，使得扇叶31上的密封环32的上表面可以与上盖12的上表面基本共面。在另一示范性实施例中，叶轮组件30可以不包括密封环32，此时扇叶31的上沿可以延伸到与上盖12的上沿基本平齐。考虑到不增加风扇模组的总体高度，叶轮组件30可以不延伸地超过上盖12的上沿。

图4B中示出毂20的上表面高于上盖12和密封环32的上表面，但是这样加大了整个风扇模组的高度。本领域技术人员可以理解，本发明不限于此。例如，作为一个优选的实施例，毂20的上表面可以形成得与上盖12的上表面基本共面，或者比上盖12的上表面更低，从而不会因为毂20而增大风扇模组的总体高度，以实现更轻薄的设计。参照图2和图4B可以理解，当毂20的上表面形成得与上盖12的上表面基本共面或比之更低时，这并不会影响叶轮组件30和壳体的设计，即不会影响本发明的实施。

参照图4A和4B，在风扇模组的总体高度保持不变的情况下(即图4B中毂20的上表面与上盖12的上表面共面或比上盖12的上表面更低)，根据本发明一示范性实施例的风扇模组的叶轮组件30可以具有更大的高度。通常，扇叶高度的增大能达到1.5-2mm，从而起到大幅提高风量的作用。以5mm高的离心风扇为例，扇叶高度的增大达到约30％，从而在保持转速和噪声不变的情况下，风量可增加约30％。

如前所述，叶轮组件30的直径可以与第一进风口14的直径基本相同。当叶轮组件30包括密封环32时，密封环32的外径可以与第一进风口14的直径基本相同。应理解，叶轮组件30的外沿与第一进风口14的圆周之间有一间隙G3(见图4B)以保证叶轮组件30的正常旋转，但是该间隙G3尽可能地小从而不显著影响气流的密闭性，而且使叶轮组件30能尽可能地大。因此，叶轮组件30的直径可以视为与第一进风口14的直径基本相同。

在本发明一示范性实施例中，由于第一进风口14的直径增大，所以能增大叶轮组件30的高度。优选地，叶轮组件30包括如前所述的密封环32，密封环32可以在旋转时与上盖12配合以保证气流的密闭性，从而提高风量。密封环32的宽度可以不同地调节。此外，由于密封环32在多个扇叶31的远端将扇叶31彼此连接，所以密封环32可以减小扇叶31的末梢的振动，从而显著地降低噪声。

可以理解，密封环32的厚度可以与上盖12基本相同。密封环32的上表面可以与上盖12的上表面基本共面。在垂直方向上，密封环32与上盖12之间可以没有间隙，从而保证气流的密闭性。

根据本发明一示范性实施例，如图4B所示，可选但不是必须地，密封环32的下表面的外侧可以具有一向下突出的突起部分。优选地，突出部分的表面随着离密封环中心的距离的增大而逐渐向下倾斜，即向下弯曲，这能在图5中更好地看出。如图5所示，当扇叶扇动空气向外流动时，由于密封环32的外边缘处的向下突起，气流不会通过密封环32与上盖12之间的间隙3流到壳体外部。从而，密封环32的该结构有助于确保气流的密闭性，从而提高风量。

图6是曲线图，示出常规风扇模组与根据本发明一示范性实施例的风扇模组的性能测试对比。常规风扇模组和根据本发明一示范性实施例的风扇模组均具有6mm的总体高度。在相同的转速条件下分别对其进行风压和风量的测量，结果示于图6。如图6所示，与常规风扇模组相比，根据本发明一示范性实施例的风扇模组的风量提高了约28％，风压提高了约44％。

如上所述，根据本发明一示范性实施例，在不增大风扇模组的总体高度的情况下，通过增大第一进风口14的直径并增大叶轮组件的高度，能够显著得增加风量而无需提高转速，也不会产生转速提高导致的噪声增大。此外，在维持风量的情况下，本发明的风扇模组能适当降低扇叶的转速，从而显著减小噪声。

在本发明又一示范性实施例中，通过在扇叶31的末梢设置密封环32，还可以减小扇叶31的振动，从而显著降低噪声。

在本发明又一示范性实施例中，在维持风量且不增大噪声的情况下，可以适当减小风扇模组的总体高度，从而为诸如笔记本计算机的电子设备的轻薄化设计提供更大的灵活度。

此外，本发明一示范性实施例还提供一种电子设备(未示出)，该电子设备可包括上述风扇模组中的至少一种。该电子设备可包括机壳，一个或多个风扇模组可设置在电子设备的机壳中。风扇模组的高度可以与电子设备的机壳定义的空腔高度相适应，或者设置于电子设备的机壳内的一紧凑空间中。机壳还可包括一个或多个通风口。例如，以笔记本计算机为例，笔记本计算机的底座机壳的底表面上可以有一进气口，风扇模组在底座机壳内设置得使风扇模组的第一进气口与底座机壳的进气口对应。空气可通过底座机壳的底表面上的进气口进入机壳，进而进入到风扇模组的第一进风口14，然后从风扇模组的侧壁上的出风口15排出，经过底座机壳内的导流路径，然后从底座机壳的侧壁上的另一通风口排出到电子设备外。在空气的循环过程中，带走电子设备产生的热量。本发明的风扇模组还可以与其他散热元件诸如散热鳍片、热管等组合使用，从而提高散热效果。

所述电子设备可以是但不限于笔记本计算机、平板计算机等。本领域技术人员可以理解，本发明的风扇模组还可以应用到其他电子设备例如平板显示器，诸如液晶显示器、有机发光二极管显示器、等离子体显示面板等。

此外，本领域技术人员可以理解，本发明的风扇模组不仅可以如上面示例的那样应用于电子设备中以用于散热，而且还可以应用于电子设备中以用于导流，即引导空气或其他流体沿特定方向流动，或者还可以用于其他方面的目的。

虽然上面参照附图描述了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员应理解，可以在形式和细节上进行各种变化而不背离本发明的思想和范围。因此，所公开的实施方式应被视为示范性而非限制性的，本发明的范围仅由所附权利要求及其等价物定义。

Claims (13)

1.一种风扇模组，包括：

壳体，包括：

基板；

上盖，设置得面对所述基板且具有第一进气口；以及

侧壁，连接所述上盖和所述基板，所述侧壁上设置有出风口；

毂，与所述第一进气口对应地且枢转地安装于所述基板上；以及

叶轮组件，连接到所述毂从而与所述毂一起旋转以产生气流，

其中所述叶轮组件的高度与所述基板的上沿和所述上盖的上沿之间的距离基本相同，且

其中所述叶轮组件的直径与所述第一进风口的直径基本相同。

2.如权利要求1所述的风扇模组，其中所述叶轮组件的上沿与所述上盖的上沿基本共面。

3.如权利要求1所述的风扇模组，其中所述叶轮组件包括：

多个扇叶，从所述毂的外周表面向外延伸。

4.如权利要求3所述的风扇模组，其中所述叶轮组件还包括：

密封环，设置在所述多个扇叶的外侧的上边缘处以连接所述多个扇叶。

5.如权利要求4所述的风扇模组，其中所述密封环的上沿与所述上盖的上沿基本共面。

6.如权利要求4所述的风扇模组，其中所述密封环的外径与所述第一进风口的直径基本相同。

7.如权利要求4所述的风扇模组，其中所述密封环的下表面的外侧具有一向下突起的突起部分，该突起部分的表面随着离密封环中心的距离的增大而逐渐向下倾斜。

8.如权利要求1所述的风扇模组，其中所述基板包括：

第二进气口，设置在所述基板的与所述上盖的第一进气口对应的部分中；以及

支承元件，设置于所述基板的第二进气口处以用于枢转地安装所述毂。

9.如权利要求1所述的风扇模组，还包括：

转矩产生装置，设置于所述毂中以用于产生使所述毂旋转的转矩；以及

转速调节装置，电连接到所述转矩产生装置以用于调节所述毂的转速。

10.一种电子设备，包括：

机壳；以及

安装于所述机壳内的风扇模组，所述风扇模组包括：

壳体，包括：

基板；

上盖，设置得面对所述基板且具有第一进气口；以及

侧壁，连接所述上盖和所述基板，所述侧壁上设置有出风口；毂，与所述第一进气口对应地且可枢转地安装于所述基板上；以及叶轮组件，连接到所述毂从而与所述毂一起旋转以产生气流，

其中所述叶轮组件的高度与所述基板的上沿和所述上盖的上沿之间的距离基本相同，且

其中所述叶轮组件的直径与所述第一进风口的直径基本相同。

11.如权利要求10所述的电子设备，其中所述电子设备是笔记本计算机和平板式计算机中的一种。

12.如权利要求10所述的电子设备，其中所述叶轮组件的上沿与所述上盖的上沿基本共面。

13.如权利要求10所述的电子设备，其中所述叶轮组件包括：

多个扇叶，从所述毂的外周表面向外延伸；以及

密封环，设置在所述多个扇叶的与所述毂相反的一端的上边缘处以连接所述多个扇叶，

其中所述密封环的外径与所述第一进风口的直径基本相同。

Images