CN104169831B - 主动冷却风扇 - Google Patents

Abstract

本申请的方面通常涉及主动冷却或移除在计算装置(440、740)中由处理器(610)所产生的热量(620)。更具体地，由处理器(610)产生的热量(620)可使用风扇(200、700、800)从计算装置(440)排出。风扇(200)可包括在叶轮(220、720、820)或叶片上的进气口(204)，叶片移动空气穿过叶轮部分(314)和风道(316)并从风扇(200、700、800)的壳体(210、710、810)排出。风扇(200、700、800)的组件可被配置在壳体(210、710、810)内以增加进气口(204)的面积，其在计算装置(440、740)中不被如键盘或显示器等特征544)阻碍。

Description

主动冷却风扇

相关申请的交叉引用

本申请是于2013年2月4日提交的美国专利申请号13/758,455的继续申请，其为于2012年4月3日提交且现已放弃的美国专利申请号13/438,350的继续申请，其享有于2012年3月15日提交的美国临时专利申请61/611，191的提交日期的权益，这些申请的公开内容通过引用并入本文。

背景技术

在通常的计算装置中，处理器和其他组件可能产生大量的热。重要的是移除来自处理器的某些热量以保护该处理器以及装置内的其他组件。为了排出热量，通常通过一个热管和/或多个热管输送到散热片组。热量移动穿过散热片组的散热片。鼓风扇或风扇将空气吹过散热片以迫使来自计算装置的热量出去。

由于计算装置变得更薄和更紧凑，对于风扇进气口存在较少的空间。如果在如膝上型电脑等的计算装置上的键盘围绕装置上的大部分面积，风扇进气口可能需要在键盘以下。这可能导致风扇进气口更小，例如具有更小的空气开口。由于更小的进气口，风扇的叶轮或叶片必须更快移动以提供足够量的空气通过散热片组用于冷却。不断增加的速度可能导致更多的噪声并且需要更多地耗费装置电源。这对这些装置的用户来说可能是烦恼，并且也可能降低装置的性能。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种用于排出来自计算装置的热量的风扇。风扇包括壳体，其具有在允许空气离开壳体的开口中终止的风道。壳体还包括在开口的相对侧上的一对边缘。风扇还包括被容纳在第一部件内的叶轮。叶轮包括用于移动空气通过壳体的一个或多个叶片。叶轮和开口被布置为使得通过边缘的假想平面穿过叶轮的至少一部分。

在一个示例中，叶轮进一步包括中心并且假想平面通过中心部分。在另一示例中，壳体被布置为使得气流以局部环形的模式穿过壳体。在另一示例中，壳体具有通常圆形的形状。

本公开的另一方面提供了一种计算装置。计算装置包括具有顶表面和与顶表面相邻的侧表面的壳体。计算装置还包括被配置为执行指令的处理器。在执行指令的过程中产生热量。计算装置包括用于接收由处理器所产生的热量的散热片组。散热片组与侧壁相邻设置在壳体内。计算装置还包括风扇。风扇具有风扇罩，风扇罩具有第一部件和第二部件。风扇罩的第二部件包括在用于允许空气离开风扇罩的开口中终止的风道。风扇罩的第二部件还包括在开口的相对侧上的一对边缘。风扇罩的开口被定位为邻近散热片组以及风扇罩的第一部件与侧壁相邻。风扇还包括被容纳在风扇罩的第一部件内的叶轮。叶轮包括用于空气穿过壳体和中心部分的一个或多个叶片。风扇罩和叶轮被布置为使得通过叶轮的中心部分并与侧壁正交的假想平面不穿过散热片组。

在一个示例中，叶轮和开口被布置为使得通过边缘的第二假想平面穿过叶轮的至少一部分。在另一示例中，叶轮被定位在风扇罩内，使得第二假想平面穿过中心部分。在另一示例中，壳体的第一部件和第二部件被布置为使得气流以局部环形的模式穿过壳体。在进一步示例中，风扇罩具有通常圆形的形状。

附图说明

图1A是现有技术的风扇的示意图。

图1B是现有技术中风扇和计算装置的局部截面图。

图2是根据本发明的示例实施方式的风扇的示意图。

图3是图2的风扇的另一示意图。

图4是根据本发明的示例实施方式的计算装置的局部截面图。

图5是根据本发明的示例实施方式的计算装置的局部截面图。

图6是根据本发明的示例实施方式的计算装置的另一局部截面图。

图7是根据本发明的示例实施方式的计算装置的进一步局部截面图。

图8是根据本发明的示例实施方式的计算装置的另一局部截面图。

具体实施方式

本公开的方面通常涉及主动冷却或移除由在计算装置中的处理器产生的热量。在通常的移动式计算装置(如膝上型电脑)中，热量通过一个热管和/或多个热管传输到散热片组。鼓风机迫使空气在散热片组的散热片上以排出来自该装置的热量。图1A是计算装置140以及该计算装置的风扇100、散热片组130和侧壁142的典型布置的局部俯视图。图1B是计算装置140的局部截面图。

风扇100是具有壳体110的通常现有技术风扇的一个示例。壳体的叶轮部分114容纳风扇的叶轮120或叶片。在叶轮上是风扇进气口104(见图1B)。壳体的第二部件包括在壳体的边缘118A和118B之间的开口中结束的风道116。表示通过开口118的边缘118A和118B进入图1A的页面(如图1所示)的假想平面的假想线150不越过壳体110的叶轮120或叶轮部分114。如图1A和1B所示，风道116位于叶轮120和散热片组130之间。例如，还与计算装置的侧壁142正交的、进入图1A页面并通过叶轮120的中心124穿过x轴线的假想平面越过散热片组130。

如上所述，来自处理器的热量经由一个热管和/或多个热管传递到散热片组。进气口(未示出)允许空气流过风扇100的壳体110。例如，空气在负z方向(由方向线z所示)流进叶轮120的叶片，以及在正x方向(由方向线x所示)进入风道116。因此，气流102通常进入图1A的页面以及在负z方向移动到图1B的风扇内。一旦通过叶轮，由箭头112所描述的气流朝散热片组130穿过风道116。气流112在图1A和图1B的正x方向移动。然后，气流从风道116移动并通过散热片组130，从散热片组收集热量。由箭头132所描述的受热气流然后经由一个或多个排气开口(未示出)发送通过侧壁142并从计算装置排出。

如图1B所示，键盘146可减少暴露到计算装置140的顶表面144的风扇进气口104的面积。此外，如果计算装置的外形很薄，大约一厘米或更少，计算装置内用于组件的空间有限。例如，如果键盘占据一半的组件空间，就存在很少的风扇空间。风扇叶轮的叶片必须非常薄，例如大约2.5毫米。由于该宽度，叶片在将空气抽吸到风扇内变得非常低效。这可由于键盘的阻碍而加剧。因此，为了保持一定体积的空气穿过进气口和进入风扇100，必须增加叶轮的速度(与在风扇100和空气源之间没有如键盘146等障碍物的风扇100相比)。

与风扇100相比，如图2所示的风扇200可被配置为减少由计算装置内的诸如键盘或显示器等特征阻碍的风扇进气口的面积。在这个示例中，风扇200包括壳体210，该壳体在叶轮220上的壳体顶部206内具有风扇进气口204。不同于如图2所示完全打开，风扇进气口可包括带有允许空气流进叶轮220的多个开口的帽部。开口可以是允许足够体积的空气流过以为计算装置提供冷却的任何结构。

风扇壳体的内部可包括叶轮部分和用于允许空气流过风扇的风道。例如，图3是风扇200的俯视图，移除了顶部部分206。壳体210包括容纳叶轮220和风道316的叶轮部分314。风道316在壳体的边缘318A和318B之间的开口318中结束。这种布置允许空气从进气口流过叶轮部分314和风道316以及从开口318出去。风扇200的壳体210包括通常圆形的形状，给出了通过壳体的气流模式是局部环形形状或线圈。

开口318的边缘可与叶轮220的至少一部分一致。例如，由假想线350表示的，通过开口318的边缘318A和318B延伸到图3页面内的假想平面越过叶轮220和壳体210的叶轮部分314。在该示例中，尽管在其他结构中由假想线350表示的假想平面从叶轮的中心324偏离，但是通过开口边缘的假想线可在叶轮中心324以上或以下或通过叶轮中心越过叶轮220(参见图8)。

风扇可靠近计算装置的侧壁设置在计算装置内。例如，图4是包括风扇200、散热片组430和计算装置的侧壁442的示例计算装置440的局部俯视图。在该示例中，风道316位于靠近叶轮220和散热片组430中的每个而不在叶轮220和散热片组430之间。与图1A相比，叶轮220被定位为比靠近侧壁142的叶轮120接近侧壁442。在该布置中，散热片组不直接在计算装置的侧壁和叶轮之间。例如，从与计算装置的侧壁242正交的叶轮中心324由假想线460所表示的平面不越过散热片组430。例如，图5是图4所示的布置的局部截面面图。

计算装置可包括处理器、存储器、指令和通常出现在通用计算机的其他组件。例如，如图6所示，计算装置440可包括多个特征，如处理器610、热管620、风扇200和散热片组430。处理器610实际上根据计算装置440的特征的布置可包括一个或多个处理器。将会理解的是，在图4、5和6中所示出的布置仅是说明性的示例，并且不是计算装置400的特征的要求布置、定位、尺寸等。计算装置440可包括各种移动计算装置，如手机、平板电脑、电子书阅读器、上网本、膝上型电脑，或具有例如几厘米或更少的相对较薄外形的其他这样装置。

如图5所示，如键盘(例如，在膝上型电脑或带有小键盘的手机的情况下)或显示器(例如，在移动电话、平板电脑、电子书阅读器、上网本、笔记本电脑的情况下)的计算机特征544仅覆盖进气口204的一部分。因为叶轮靠近侧壁442，进气口204的部分204A不被特征544阻碍。这允许叶轮220用比现有技术风扇100的叶轮120更少的力将更大体积的空气吹入到风扇内。

如上所述，计算装置可包括产生热量的处理器，一些热量可被风扇从计算装置中排出。如图6所示，由处理器610产生的该热量移动到(通过热量箭头612所示)热管620。热管620被定位为邻近并接触散热片组430。风扇200的叶轮220在箭头502的方向(参见图5)将空气吹过风扇进气口204。空气在气流箭头622朝散热片组430的一般方向上由叶轮220移动并通过叶轮部分314和风道部分316。空气继续通过收集热量的散热片组430。受热的空气然后从计算装置440移动出去，如箭头642所示。

回到图5，如键盘(例如，在膝上型电脑或带有小键盘的手机的情况下)或显示器(例如，在移动电话、平板电脑、电子书阅读器、上网本、膝上型电脑的情况下)的计算机特征544仅覆盖风扇进气口204的一部分。因为叶轮靠近侧壁442，风扇进气口204的部分204A不被结构544所阻碍。

其他壳体结构也可捕获上述风扇200的益处。例如，图7的风扇700包括被布置在通常矩形壳体710内的叶轮720。类似于壳体210，风扇700的壳体710给出了通过壳体的气流模式是局部环形形状。此外，开口718的边缘718A和718B也与叶轮720的至少一部分一致，如表示进入图7的页面的平面的虚线750所示。图7还示出了具有散热片组730和侧壁730的计算装置740的局部视图。表示通过叶轮720的中心724并与侧壁742正交的假想平面的假想线760不越过散热片组730。在另一示例中，风扇800具有类似于710的壳体810，由于它具有带有局部环形气流的通常矩形形状。然而，叶轮820和散热片组830与图7的叶轮720和散热片组730相比处于不同的方向。在该示例中，如上所述，通过开口边缘的假想平面与叶轮820的中心一致。

在本公开中所描述的风扇在允许计算装置更薄更轻而不牺牲风扇的处理速度或效率方面可以是有利的。由于风扇靠近侧壁，进气口也可靠近侧壁。该布置允许进气口被定位为远离键盘或显示器，从而增加在计算装置中不被如键盘或显示器等特征阻碍的进气口的面积。

由于可利用如上所述特征的这些和其他变化和组合而不背离权利要求所限定的主题，应将实施例的上述描述认为是说明而不是对由权利要求限定的主题的限制。同样需要理解的是，提供本文所公开的示例(以及表达为“如”、“包括”等的子句)不应解释为限制所要求保护的主题到具体示例中；相反，这些示例旨在示出许多可能实施例中的仅一个。此外，在不同附图中相同的附图标记可表示相同或相似的元件。

工业适用性

本公开可用于移除在计算装置中由处理器产生的热量。

Claims (8)

1.一种用于排出来自计算装置的热量的风扇，所述风扇包括：

壳体，所述壳体具有在允许空气离开所述壳体的开口中终止的风道，所述壳体进一步具有在所述开口的相对侧上的一对边缘；以及

叶轮，所述叶轮容纳在所述壳体内，所述叶轮包括用于移动空气穿过所述壳体的一个或多个叶片；

其中，所述一对边缘的两个边缘被定位在所述叶轮的一侧上，以及其中，所述叶轮和所述开口被布置为使得通过所述边缘的假想平面穿过所述叶轮的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的风扇，其中，所述叶轮进一步包括中心部分并且所述假想平面穿过所述中心部分。

3.根据权利要求1所述的风扇，其中，所述壳体被布置为使得气流以局部环形模式穿过所述壳体。

4.根据权利要求1所述的风扇，其中，所述壳体具有通常圆形的形状。

5.一种计算装置，包括：

壳体，所述壳体具有顶表面和与所述顶表面相邻的侧壁；

处理器，所述处理器被配置为执行指令，由此在执行指令过程中产生热量；

用于接收由所述处理器所产生的热量的散热片组，所述散热片组与所述侧壁相邻设置在所述壳体内；以及

风扇，所述风扇包括：

风扇罩，所述风扇罩具有第一部件和第二部件，所述风扇罩的第二部件包括在用于允许空气离开所述风扇罩的开口中终止的风道，所述风扇罩的第二部件还包括在所述开口的相对侧上的一对边缘，所述风扇罩的所述开口被定位为邻近所述散热片组并且所述风扇罩的第一部件与侧壁相邻，以及

被容纳在所述风扇罩的所述第一部件内的叶轮，所述叶轮包括用于移动空气穿过所述风扇罩和中心部分的一个或多个叶片；

其中，所述风扇罩和所述叶轮被布置为使得通过所述叶轮的所述中心部分并与所述侧壁正交的假想平面不穿过所述散热片组，以及其中，所述叶轮和所述开口被进一步布置为使得通过所述边缘的第二假想平面穿过所述叶轮的至少一部分。

6.根据权利要求5所述的计算装置，其中，所述叶轮被定位在所述风扇罩内，使得所述第二假想平面穿过所述中心部分。

7.根据权利要求5所述的计算装置，其中，所述风扇罩的所述第一部件和所述第二部件被布置为使得气流以局部环形的模式穿过所述风扇罩。

8.根据权利要求5所述的计算装置，其中，所述风扇罩具有通常圆形的形状。