CN1959857A - 用于平板显示装置的冷却设备和该冷却设备的横流风扇 - Google Patents

Abstract

一种用于平板显示装置的冷却设备，包括：平板显示模块；用于保护平板显示模块前部的前盖；用于保护平板显示模块后部的后盖；允许外部空气引入到后盖中的、形成在后盖一部分上的空气入口；允许引入到后盖中的空气从其排出的、形成在后盖另一部分上的空气出口；布置在后盖内侧并和形成在后盖上的空气出口对准的横流风扇；以及形成在后盖中并和形成在后盖上的空气出口对准的空气出口通道。横流风扇的内径与横流风扇的外径之比为0.69±0.03。

Description

用于平板显示装置的冷却设备和该冷却设备的横流风扇

技术领域

本发明涉及一种平板显示装置，更具体地，涉及一种用于平板显示装置的冷却设备，该冷却设备可以通过改进横流风扇的结构以低噪音运转，同时将内部的热量迅速驱散到外部。

背景技术

不同于阴极射线管(CRT)，平板显示器使用一种以矩阵图案分布的驱动电路，以便通过不同地激励像素而实现图像。最近，由于平板显示装置具有占据空间较小的优点而被广泛使用。例如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子显示板(PDP)以及电致发光(EL)等各种平板显示模块已经应用于平板显示装置。

同CRT相比，使用平板显示模块的平板显示装置减小了厚度。但是，由于要在显示装置的狭窄空间中结合许多发热元件，因此必须有效地将在该平板显示模块运作期间由平板显示装置中的发热元件产生的热量驱散到外部。

实际上，在PDP情况下，由于图像是通过放电气体的放电实现的，所以就产生了高温热量。因此，如果高温热量没有迅速驱散，该显示装置可能会发生故障。显然，在其它类型平板显示装置的情况中，散热性能是决定其质量的非常重要的因素。

为了局部散热，将散热片连接在产生大量热量的特定元件的后表面上，以冷却该特定元件。此外，通常为了散热，在平板显示装置的盖上形成许多孔，这样冷空气可以穿过这些孔。但是，尽管可以期望特定元件的冷却效果，但是热量却不能有效驱散到外部。因此，该平板显示装置不能稳定运作。即，平板显示装置的内部温度升高会使平板显示装置的性能恶化。

为了解决上述问题，在与形成显示装置的方向正交的方向上，在后盖的后部中央安装轴流风扇。该轴流风扇强迫平板显示装置的内部高温空气通过显示装置的后侧排出到外部。在这种情况下，尽管聚集在显示装置中的热量可以有效地释放到外部，但是在该轴流风扇运作过程中产生过大的噪音。而且，必须在显示装置的后表面和墙壁之间提供10厘米或更多的间隙，以便于可以排出空气。此外，由于在轴流风扇和平板显示模块之间的间隙以及轴流风扇的厚度，该平板显示装置的整体厚度增加了。

此外，来自该轴流风扇所产生的噪音干扰了对声音的收听。

发明内容

因此，本发明涉及一种平板显示装置的冷却设备，该冷却设备能够基本上解决由于相关技术的限制和缺陷所导致的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种平板显示装置的冷却设备，将其设计为使得平板显示装置更小巧，同时有效地驱散平板显示装置中的内部热量。

本发明的另一个目的是提供一种平板显示装置的冷却设备，该冷却设备可以使噪音最小化并可以低成本制造。

本发明的再一个目的是提供一种冷却设备，该冷却设备可以减小平板显示装置的尺寸，并通过在适当位置上安装风扇而改善散热效率。

本发明的又一个目的在于提供一种冷却设备，该冷却设备适于小巧的平板显示装置，并可以用低电压产生空气流并减小噪音的产生。

对于本发明的其它优点、目的和特征，一部分将在下面的说明书中阐释，一部分对于本领域普通技术人员来说根据对下文的研究将变得清楚，或可以从本发明的实践中了解到。通过所写说明书和权利要求书以及所附附图中具体指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其它优点。

为了实现这些目的和其它优点，根据本发明的目的，作为实施和概述，这里提供一种用于平板显示装置的冷却设备，包括：平板显示模块；用于保护平板显示模块前部的前盖；用于保护平板显示模块后部的后盖；允许外部空气引入到后盖中的、形成在后盖一部分上的空气入口；允许引入到后盖中的空气从其排出的、形成在后盖另一部分上的空气出口；布置在后盖内侧并和形成在后盖上的空气出口对准的横流风扇；以及形成在后盖中并和形成在后盖上的空气出口对准的空气出口通道，其中横流风扇的内径与横流风扇的外径之比为0.69±0.03。

在本发明的另一个方面，提供一种用于平板显示装置的冷却设备，包括：平板显示模块；支撑平板显示模块前部的前盖；支撑平板显示模块后部的后盖；允许外部空气引入到后盖中的、在后盖上形成的空气入口；使引入的空气排出的、在后盖上形成的空气出口；布置在后盖内侧并和空气出口对准的横流风扇；以及形成在后盖中并和形成在后盖上的空气出口对准的空气出口通道，其中横流风扇的叶片安装角度为24.2±1.5°。

在本发明的又一个方面，提供一种平板显示装置，包括：平板显示模块；用于将外部空气引入到平板显示装置中的空气入口；用于排出平板显示装置内部空气的空气出口；以及布置在平板显示装置内、用于排出内部空气的横流风扇，其中横流风扇的叶片安装角度为24.2±1.5°，并且横流风扇的内径与横流风扇的外径之比为0.69±0.03。

根据本发明，该平板显示装置可以设计得更小，并且该平板显示装置的内部热量可以有效地排出。

此外，该风扇适于设计为低噪音运作，由此改善用户的舒适性。

可以理解，本发明前面的概括描述和下面的具体描述都是示例性和说明性的，其意图是对如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

所包含的附图提供对本发明的进一步理解，并结合在本申请中并构成了其一部分，该附图示出本发明的实施方式，并和说明书一起用于说明本发明的原理。在这些图中：

图1是根据本发明实施例的具有冷却设备的平板显示装置的透视图；

图2是图1的平板显示器的局部剖开透视图；

图3是沿线I-I′的截面图；

图4是根据本发明实施例的横流风扇的示意性截面图；

图5是图4的A部分的放大图；

图6是表示对应于图6的横流风扇叶片内径和外径之比(Di/Do)的噪音量图表；

图7是表示对应于叶片安装角度的噪音量图表；

图8是对应于最大弯度值的噪音量图表；

图9是对应于充实度(solidity)的噪音量图表；和

图10是图1的平板显示装置的后视图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施方式，在附图中示出了这些实施例的例子。只要有可能，在全部附图中相同的参考标号将用于表示相同或相似部分。

图1是根据本发明实施例的平板显示装置的透视图。

参见图1，本实施例的平板显示装置1包括：平板显示模块2；用于支撑和保护该平板显示模块2前部的前盖3；和用于支撑和保护该平板显示模块2后部的后盖4。在后盖4的上部周边上形成通过其将平板显示装置1的内部热空气排出的空气出口5。该空气出口5具有多个狭缝。

可以从由LCD、FED、PDP、EL组成的组中选择该平板显示模块2。优选地，该平板显示模块2示例性的可以是产生高温热量的PDP。

前盖3和后盖4确定用于容纳该平板显示模块2的空间，并保护放置在此空间中的元件。前盖3和后盖4是相互组装在一起的两个独立部分。但是，本发明也不限于这种情况。例如，前盖3和后盖4也可以是彼此整合的一个单体，只要它们能够保护显示装置的前后部分即可。在设置在平板显示模块2的表面上的发热元件和后盖4的内表面之间存在预定的间隙，使得空气流通过该间隙，以便冷却该发热元件，并随后通过空气出口5排出。

现在将参考上述平板显示装置，介绍本发明的冷却设备的操作。

当平板显示装置1运转时，在平板显示模块2上产生大量的热。这里，由进入的空气冷却放置在平板显示模块2的后表面上的发热元件所产生的热空气。然后，热空气向上流动并通过空气出口5排出。这是用于将热空气排出平板显示装置的自然对流，由此提高了冷却效率。这里，更优选地是允许将外部空气引入通过平板显示装置1的底面周边部分的整个区域，并经过显示模块2后部的整个区域排出。

此外，在后盖4的倾斜边缘部分上设置空气出口5，这样可以向上排出热空气，由此热空气能更有效地流动。

而且，由于平板显示模块2的前表面暴露于外部侧，因此从显示模块2前部产生的热可以通过外部空气的自然对流而迅速地驱散。

图2是图1的平板显示器的局部剖开透视图。

参见图2，在平板显示装置1的纵向方向上将横流风扇7安装在平板显示装置1的内侧上部。该横流风扇提供了对准空气出口5的空气出口通道，这样由叶轮3强迫吹风。

在后盖4的顶部表面设置间隙，通过该横流风扇7经由该间隙将内部的热空气排出到外部侧。由于可以通过后盖4的顶部表面将热空气排出，因此可以更有效地实现空气排出，以减少气流阻力和气流噪音，由此提高该平板显示装置的散热效率。

对横流风扇7作更详细的介绍，该横流风扇7包括放置在后盖4的纵向方向上的叶轮(图3中10)和用于沿着叶轮10的纵向方向以预定间隔分开叶轮10并提高叶轮强度的圆盘11。该横流风扇7还包括连接到电机14的驱动轴15。通过该驱动轴15将电机14的转动力传递到横流风扇。

将叶轮10放置在壳体18中，当叶轮10转动时用于引导空气流。该壳体18包括放置在叶轮10前面并与叶轮10隔开的涡壳12，和放置在叶轮10后面并与叶轮10隔开的稳定器13。在图中叶轮10顺时针转动。

图3是沿线I-I′的截面图。

当横流风扇7运转时，后盖4中的内部空气向上流动，并由涡壳12引导排出到外部侧。

如上所述，由于横流风扇7完全相对于后盖4的顶部表面的整个纵向长度延伸，因此可以排出相当大量的空气。如上所述，由于和现有技术相比，空气排出区域增加了，因此可以减少气流阻力和气流噪音。此外，由于通过后盖4的顶部表面排出热空气，因此不需要在安装显示装置的墙壁和后盖4的后表面之间设置间隙。因此，可以将该平板显示装置紧凑安装在墙壁上，由此占用相对小的空间。

同时，众所周知，在例如空调的设备中必须形成高的恒定压力，以允许空气流过例如扰动气流的热交换器的障碍物。但是，由于平板显示装置具有少数障碍物，因此即使在低的恒定压力下，空气也可以平稳流动。特别是，考虑到显示装置的特点，风扇必须以低噪音运作。为了减少风扇噪音，本申请的发明人已经研究找到可以实现低噪音和高气流的横流风扇的条件。

现在将介绍能够实现低噪音和高气流的横流风扇的结构。这里，由于产生高气流的条件取决于横流风扇的RPM，因此将参考使用适当噪音值作为主要因素所获得的信息来介绍该横流风扇。噪音条件对于例如电视系统的带有声音系统的显示装置是最重要的。

图4是图3的横流风扇的示意性截面图，图5是图4的A部分的放大图。

参见图4和图5，如上所述，该横流风扇包括壳体18和叶轮10。该壳体包括涡壳12和稳定器13。

现在将介绍该横流风扇的设计因素。

影响横流风扇性能的涡壳12的设计因素包括涡壳极限末端角度α4、涡壳半径R2和出口角度α1。

稳定器13的设计因素包括稳定器安装角度α3、尖部半径R1和稳定器分散角度α2。

叶轮10的设计因素包括叶片的内径Di和外径Do的比(Di/Do)、充实度、最大弯度值和叶片安装角度θ。

由于涡壳12和稳定器13的尺寸和结构受到平板显示装置的厚度和操作平板显示装置的其它元件的限制，因此涡壳12和稳定器13的形状要根据平板显示装置的尺寸、结构和形状事先调整。因此，当假设将涡壳12和稳定器13的形状设置为具有下列规格时，要计划叶轮10的结构。

在涡壳12中，涡壳极限末端角度α4是30°，涡壳半径R2是32mm，涡壳出口角度α1是40°。

在稳定器13中，稳定器安装角度α3是80°，尖部半径R1是10mm，稳定器分散角度α2是10°。该规格是由本申请的发明人利用44英寸等离子显示板通过进行多次测试获得的。

使用上述的涡壳和稳定器规格，执行用于找出叶轮10设计因素值的测试。该测试是在26dB基础上进行的，因为一直到该值时当用户观看电视时都不会感觉到不舒服。

参见图6，在曲线的两端，比率(Di/Do)从最低比率(0.69)开始增加。因此，优选地将比率(Di/Do)设为大致在0.69±0.03的范围内。

叶片安装角度θ是表示叶片弦线延长线的倾角的值。参见图7，当叶片安装角度θ设为24.2°时，产生最低噪音。当叶片安装角度θ从24.2°增加或减小时，噪音增加。因此，将叶片安装角度θ设为大致在24.2±1.5°的范围内。此外，在该叶片安装角度θ的范围内，将叶片数目设置在20±2的范围内。

由7长(CL)定义了最大弯度值。参见图8，当最大弯度值为10％时，产生的噪音最小。噪音随着该最大弯度值从10％增加或减小而变大。因此，优选地将该最大弯度值设为大致在10±3％的范围内。

充实度是(弦长(CL)/间距(P))的值。参见图9，当充实度为0.8时，产生的噪音最低。随着充实度从0.8增加或减小，噪音增加。因此，优选地将充实度设为大致在0.8±0.1的范围内。

当值位于叶轮10的每个设计因素的范围中央时，产生的噪音最小。

此外，由于叶片的内径和外径之比以及叶片的安装角度直接影响噪音的产生，因此这些设计因素必须保持在合适的值。

现在将介绍根据本发明平板显示装置的冷却设备的运转。

图10是图1的平板显示装置的后视图。

参见图10，除了上部空气出口外，还在后盖4上形成下方空气入口16和后部空气入口17。

在后盖4的下部周边的倾斜部分上形成下方空气入口16，以引导外部冷空气进入该平板显示装置。通过该下方空气入口引入的冷空气补偿通过空气出口5排出的热空气。也就是说，引入的冷空气补偿由自然对流产生的负压和由通过空气出口5排出的空气所产生的负压。

通过该下方空气入口16引入的冷空气冷却设置在平板显示模块2的后表面上的元件，然后经由横流风扇7通过空气出口5排出。

优选地沿着后盖4的下部周边的整个纵向长度形成该下方空气入口16，由此可以均衡地冷却元件。图中箭头指示空气流动方向。

沿着后盖4的上部周边的整个纵向长度形成横流风扇7，并在贯穿后盖4的上方表面的整个区域上形成有效排气区域。因此，在冷却元件的过程中，通过该下方空气入口16引入的冷空气向上流动，然后通过空气出口5排出。如果减小横流风扇7的长度，会减小平板显示装置的两内侧的散热效率。不过，由于有效排出区域足够大，因此仍然可以提高散热效率。

有些元件(即，电力单元)产生高温热量，有些元件(即，带载封装芯片(TCP))需要低温条件。

为了满足每种元件的运行条件，优选地将需要热稳定性的元件接近下方空气入口16放置，这样它们可以通过引入的冷空气迅速冷却。此外，优先地将产生大量热的元件接近横流风扇7放置，这样由这些元件产生的热量可以迅速被驱散，而不会影响其它电路。

对于那些不能改变其安装位置的元件，设置后方空气入口17。也就是说，在对应于平板显示模块2的放置发热元件的特定部分的后盖4的部分上形成后方空气入口17。因此，对应于该后方空气入口17放置的发热元件可以通过经后方空气入口17引入的冷空气迅速冷却。如果可以改变该发热元件的安装位置，可以省去后方空气入口开口部件。也就是说，可以调整发热元件的安装位置，使其更接近横流风扇7或下方空气入口16。

如上所述，由于沿着后盖4的侧部周边之一的长度布置横流风扇，因此后盖内部的热空气可以迅速排出，由此提高了散热效率和平板显示装置的运作可靠性。

根据本发明，由于不需要安装鼓风机的空间，因此可以将该平板显示装置设计得更小，同时提供足够的散热效率。

此外，由于在该显示装置中的高空气速度而不需要分别在后盖上独立制作空气入口和出口孔，因此后盖的强度不会恶化。因此，不需要使用高强度钢板制造该后盖，由此减少了制造成本。

由于适当地设置风扇的安装位置，因此简化了结构，并由此可以减小平板显示装置的尺寸。

由于使横流风扇的结构最优化，因此该风扇可以以低噪音和高气流运作。由此，当观看电视时用户不会察觉到不适。

本领域技术人员明白，本发明可以进行各种修改和变换。因此，本发明覆盖了落入所附权利要求及其等效范围之内的本发明的各种修改和变型。

Claims (20)

1.一种用于平板显示装置的冷却设备，包括：

平板显示模块；

用于保护该平板显示模块前部的前盖；

用于保护该平板显示模块后部的后盖；

形成在后盖一部分上、用于允许外部空气引入到后盖中的空气入口；

形成在后盖另一部分上、用于允许引入到后盖中的空气从其排出的空气出口；

布置在后盖内侧并和形成在后盖上的空气出口对准的横流风扇；以及

形成在横流风扇里并和后盖的空气出口对准的空气出口通道，

其中横流风扇的内径与横流风扇的外径之比为0.69±0.03。

2.如权利要求1所述的冷却设备，其中所述横流风扇具有30°的涡壳极限末端角度、32mm的涡壳半径、40°的涡壳出口角度、80°的稳定器安装角度、10mm的尖部半径和10°的稳定器分散角度。

3.如权利要求1所述的冷却设备，其中横流风扇叶片的最大弯度值是10±3％。

4.如权利要求1所述的冷却设备，其中横流风扇叶片的充实度是0.8±0.1。

5.如权利要求1所述的冷却设备，其中所述横流风扇叶片的数目是20±2。

6.如权利要求1所述的冷却设备，其中所述横流风扇的叶片安装角度是24.2±1.5°。

7.如权利要求1所述的冷却设备，其中当从平板显示装置的右侧观察时，所述横流风扇顺时针转动。

8.如权利要求1所述的冷却设备，其中在所述后盖的上部周边部分上形成后盖的空气出口。

9.如权利要求1所述的冷却设备，其中在所述后盖的下部周边部分上形成后盖的空气入口。

10.一种用于平板显示装置的冷却设备，包括：

平板显示模块；

支撑平板显示模块前部的前盖；

支撑平板显示模块后部的后盖；

形成在后盖上、用于允许外部空气引入到后盖中的空气入口；

形成在后盖上、使引入的空气排出的空气出口；

布置在后盖内侧并和所述空气出口对准的横流风扇；以及

和形成在该后盖上的空气出口对准的横流风扇的空气出口通道，

其中横流风扇的叶片安装角度为24.2±1.5°。

11.如权利要求10所述的冷却设备，其中所述横流风扇具有30°的涡壳极限末端角度、32mm的涡壳半径、40°的涡壳出口角度、80°的稳定器安装角度、10mm的尖部半径和10°的稳定器分散角度。

12.如权利要求10所述的冷却设备，其中横流风扇叶片的最大弯度值是10±3％。

13.如权利要求10所述的冷却设备，其中横流风扇叶片的充实度是0.8±0.1。

14.如权利要求10所述的冷却设备，其中所述横流风扇叶片的数目是20±2。

15.如权利要求10所述的冷却设备，其中当从平板显示装置的右侧观察时，所述横流风扇顺时针转动。

16.如权利要求10所述的冷却设备，其中在所述后盖的上部周边部分上形成后盖的空气出口。

17.如权利要求10所述的冷却设备，其中在所述后盖的下部周边部分上形成后盖的空气入口。

18.一种平板显示装置，包括：

平板显示模块；

用于将外部空气引入到显示装置中的空气入口；

用于排出所述显示装置内部空气的空气出口；和

布置在平板显示装置内、用于排出内部空气的横流风扇，

其中横流风扇的叶片安装角度为24.2±1.5°，并且横流风扇的内径与横流风扇的外径之比为0.69±0.03。

19.如权利要求18所述的平板显示装置，其中横流风扇叶片的最大弯度值是10±3％。

20.如权利要求18所述的冷却设备，其中横流风扇叶片的充实度是0.8±0.1。

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