專利名稱：帶空氣口外殼內(nèi)的吹風(fēng)裝置,包含該吹風(fēng)裝置的冷卻單元及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吹風(fēng)裝置，用于將吸入到葉輪中心的空氣從葉輪的四周吹出。本發(fā)明還涉及一種冷卻單元，該單元包括空氣吹風(fēng)裝置。本發(fā)明還涉及一種電子裝置，例如筆記本計算機，該計算機包括這種吹風(fēng)裝置。
背景技術(shù)：
一種電子裝置，例如筆記本計算機，裝有微處理器。該微處理器在工作時將產(chǎn)生熱量。當(dāng)微處理器的操作速度和執(zhí)行的功能在數(shù)目上增加時，該微處理器產(chǎn)生的熱量便增加。裝有冷卻單元的常規(guī)電子裝置可以充分冷卻該微處理器。
該冷卻單元和微處理器裝在一起，裝在電子裝置的外殼內(nèi)。該冷卻單元包括散熱器和離心吹風(fēng)裝置。該散熱器可散熱地連接于該微處理器。該吹風(fēng)裝置將冷卻空氣吹在散熱器上。
該吹風(fēng)裝置包括葉輪和安裝該葉輪的外殼。該葉輪可以轉(zhuǎn)動。該外殼具有空氣入口、螺旋氣室和空氣出口。該空氣入口通向葉輪的轉(zhuǎn)動的中心。該螺旋形氣室包圍該葉輪?？諝獬隹谖挥诼菪龤馐业某隹诙?，或者位于該氣室的下游端部。
當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動時，空氣便從電子裝置外殼的內(nèi)部或者外部抽吸到葉輪的轉(zhuǎn)動中心。利用離心力將空氣從葉輪的邊緣吹到螺旋室中。該螺旋室設(shè)計成可以將離開葉輪的空氣速度能量轉(zhuǎn)換成壓力能量。在氣室中，空氣被收集和吹到空氣出口。該空氣通過空氣出口吹到起冷卻空氣作用的散熱器上。結(jié)果，熱量便從微處理器發(fā)散出去，因為在微處理器和冷卻空氣之間形成熱交換。當(dāng)空氣流從電子裝置外殼中流出時，該熱量便排出電子裝置的外殼。
在這種吹風(fēng)裝置中，從葉輪邊緣進入螺旋氣室的空氣流收集到氣室中，并輸送到空氣出口。因此，在螺旋氣室中的空氣壓力從氣室的輸入端到氣室的輸出端逐漸增加?？諝鈮毫υ诔隹诘木o前方位置突然降低。因此，氣室具有靠近其輸出端的高壓區(qū)域。
常規(guī)吹風(fēng)裝置中，該空氣入口具有理想的圓形橫截面，與葉輪共軸線，并且與螺旋氣室連通。因此，在對應(yīng)于上述高壓區(qū)域的位置氣室中空氣壓力高于入口的空氣壓力。如果這樣，則螺旋室中的部分空氣將突然經(jīng)過空氣入口流出葉輪外殼。換言之，空氣經(jīng)過葉輪外殼的入口漏出，因而不能可靠地將空氣從空氣入口輸送到空氣出口。
日本專利申請公開公告NO.10-326986公開一種風(fēng)扇裝置，在這種裝置中可以防止空氣突然從葉輪外殼中經(jīng)空氣入口流出。在這種風(fēng)扇裝置中，用一個環(huán)形件圍繞該葉輪，用于引導(dǎo)空氣，以防止空氣突然流出。
然而在這種先有技術(shù)風(fēng)扇裝置中，這些隨葉輪一起轉(zhuǎn)動的環(huán)形件以及固定這種環(huán)形件的構(gòu)件是必不可少的。
因此葉輪的結(jié)構(gòu)變得很復(fù)雜，該葉輪由許多部件組成。這樣便增加了風(fēng)扇裝置的制造成本。
發(fā)明概要本發(fā)明的目的是提供一種吹風(fēng)裝置，該吹風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)簡單，可以防止空氣漏出，并且其制造成本低。
本發(fā)明的另一目的是提供一種冷卻單元，該單元具有吹風(fēng)裝置，該吹風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)簡單，可以防止空氣從空氣入口漏出。
本發(fā)明的再一目的是提供一種具有吹風(fēng)裝置的電子裝置，該吹風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，可以防止空氣經(jīng)空氣入口漏出。
為了達到這些目的，本發(fā)明一方面的空氣吹風(fēng)裝置包括可轉(zhuǎn)動的葉輪和安裝該葉輪的外殼。該外殼具有至少一個圓形的入口和出口，前者可以將空氣引入到葉輪的轉(zhuǎn)動中心，而后者做成為可以收集從葉輪外邊緣吹出的空氣。該入口具有邊緣、突出部和一個開孔，該突出部從對應(yīng)于高壓區(qū)域的那部分邊緣伸向葉輪的轉(zhuǎn)動中心。該高壓區(qū)域位于外殼中。在高壓區(qū)域中，該空氣達到最大壓力。該開孔為非圓形形狀。
在這種裝置中，突出部從對應(yīng)于高壓區(qū)域的那部分邊緣伸向葉輪的轉(zhuǎn)動中心。因此，空氣很難從高壓區(qū)域經(jīng)入口流出。因此只需改變?nèi)肟陂_孔的形狀便可以防止空氣從入口流出。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明第一實施例的筆記本計算機的透視圖；圖2是筆記本計算機的透視圖，示出裝在筆記本計算機中用來冷卻微處理器的冷卻單元，該微處理器配置在該計算機的外殼內(nèi)；圖3是透視圖，示出該冷卻單元和微處理器之間的位置關(guān)系；圖4是冷卻單元的分解透視圖；圖5是平面圖，示出空氣入口的開孔；圖6是沿圖5的F6-F6線截取的橫截面圖；圖7是橫截面圖，示出空氣入口的形狀和空氣達到最高壓力的高壓區(qū)域之間的位置關(guān)系；圖8是吹風(fēng)裝置的橫截面圖，示出在外殼中的壓力分布；圖9是吹風(fēng)裝置的平面圖，示出開孔為非圓形空氣入口中空氣流速的分布；圖10是吹風(fēng)裝置的平面圖，示出開孔為理想圓形的空氣入口中空氣流速的分布，該開孔與葉輪共軸線；圖11是本發(fā)明第二實施例吹風(fēng)裝置的平面圖。
實施本發(fā)明的最好模式下面參考圖1～10說明本發(fā)明的第一實施例。
圖1和圖2示出筆記本計算機1或者電子裝置。該筆記本計算機1包括主單元2和支撐在該主單元2上的顯示單元3。
該主單元2包括形狀像一個扁盒子的外殼4，該外殼4具有底壁4a、頂壁4b、前壁4c和兩個側(cè)壁4d。該主單元2還包括裝在頂壁4b上的鍵盤5。
顯示單元3包括顯示器外殼6和液晶顯示板7。該顯示板7固定在顯示器外殼6中。活頁裝置(未示出)將顯示器外殼6連接于外殼4的外邊緣，使得顯示器外殼6可以轉(zhuǎn)動。該液晶顯示板7具有顯示屏7a。該顯示屏7a通過開口8漏出，該開口形成在顯示外殼6的前部。
如圖2所示，該外殼4包括印刷電路板10和冷卻單元20，該印刷電路板10沿外殼4的底壁4a延伸。作為發(fā)熱部件的半導(dǎo)體組件11裝在印刷電路板10的上表面上。該組件11是微處理器，該處理器是筆記本計算機1的主要元件。該半導(dǎo)體組件11具有底襯12和集成晶片13。該底襯12焊接在印刷電路板10上的上表面上。該集成晶片13裝在該底襯12上表面的中央部分。在工作時，該集成晶片13產(chǎn)生大量熱量，該半導(dǎo)體組件11因此必須要冷卻，以保持在穩(wěn)定條件下工作。
該冷卻單元20設(shè)計成可以冷卻半導(dǎo)體組件11。如圖2～4所示，冷卻單元20包括接收熱量的塊21、散熱器22、傳熱管23和離心吹氣裝置24。
該受熱塊21稍微大于集成晶片13。彈性件25將受熱塊21固定在集成電路板10上。
該彈性件25具有壓板26和四個腿部分27。螺釘28將該壓板26固定于受熱塊21的上表面上。該腿部分27沿徑向方向從壓板26的四個角伸出。在腿部分的遠端用螺釘30將該腿部分27固定于印刷電路板10的四個突出部29。這些腿部分27起彈簧作用，將受熱塊21壓在半導(dǎo)體組件11上，該受熱塊21固定于壓板26。該受熱塊21因此可以被推壓在集成晶片13上，因此與該集成晶片13形成導(dǎo)熱連接。
散熱器22具有許多散熱片32。該散熱器22沿計算機外殼4的左側(cè)壁4d延伸，對著在該側(cè)壁4d上形成的排氣孔33。
該導(dǎo)熱管23的一個端部23a可導(dǎo)熱地連接于受熱塊21，而其另一端部23b連接于散熱器22。因此，由集成晶片13放出的熱量便可以傳送到受熱塊21，然后再經(jīng)傳熱管23傳到散熱器22。
如圖3～6所示，離心吹氣裝置24包括外殼35和葉輪36。該外殼35是扁平的外殼，其中安裝葉輪36。該外殼35由外殼主體37和蓋子38組成。該外殼主體37具有底板39和側(cè)壁40。該側(cè)壁40直立在該底板39的外周上。該蓋子38和底板39其形狀均像一個盤子，構(gòu)成外殼35的外壁。該側(cè)壁40是彎曲的，像一段弧，構(gòu)成外殼35的外周壁。蓋子38固定于側(cè)壁40的上邊緣，對著外殼主體37的底板39。
外殼35具有兩個圓形入口42a和42b以及一個出口43。一個入口42a形成在蓋子38的中央部分，而另一入口42b形成在底板39的中央部分。形狀像圓盤的馬達支撐件44位于入口42b中。兩個入口42a和42b彼此相對，沿外殼35的厚度方向分開一定距離。出口43通向主體37的側(cè)壁40。該開口是橢圓形的，沿外殼35的直徑延伸。
外殼35裝在計算機外殼4的底壁4a上，出口43對著外殼4的排氣口33。因此，散熱器22配置成對著外殼35的出口43，配置在該出口43和排氣口33的中間。
葉輪36具有輪轂45和許多葉片46。該輪轂45是空心圓筒。該葉片46從該輪轂45的圓筒面伸出，與該輪轂45的圓周面相切。該葉輪36裝在外殼35的蓋子38和底板39之間，配置成使得葉片36的根部對著入口42a和42b。
葉輪36連接于固定在馬達支撐件44上的馬達47。該馬達47可以使葉輪36順時針方向轉(zhuǎn)動，如圖5和7所示。在葉輪36轉(zhuǎn)動時，在入口42a和42b中將出現(xiàn)負壓。因此空氣從外殼35的外面經(jīng)入口42a和42b抽入到葉輪36的中央，如圖6的箭頭所示。因此可利用向心力使抽入的空氣離開葉輪36的外圓周。
如圖4～6所示，外殼35具有包圍葉輪35的螺旋室48。該螺旋室48做成為可以收集離開葉輪36外周的空氣，并將該空氣引導(dǎo)到出口43。它具有將空氣的速度能量轉(zhuǎn)變成壓力能量的功能。螺旋氣室48的形狀由外殼主體37的側(cè)壁40決定。該側(cè)壁40圍繞葉輪36。
如圖7所示，螺旋室48具有起點P1和終點P2。該起點P1靠近出口43的一端43a。終點P2偏離起點P1，沿葉輪36的轉(zhuǎn)動方向偏離預(yù)定角度θ。沿出口43伸出的另一端43b位于一條從終點P2伸出的直線上。
側(cè)壁40和葉輪36外周之間的距離d在起始點P1是最短的，并且從起始點P1到終點P2逐漸增加。
圖8表示葉輪36轉(zhuǎn)動時在外殼35中觀測到的壓力分布。從圖8可以明顯看出，外殼35中的空氣壓力(Pa)在靠近葉輪36中心的葉片46根部位置是最低的，而且在靠近出口43的位置也是很低的。空氣壓力沿葉輪36的轉(zhuǎn)動方向從起始點P1到終點P2逐漸增加。
在外殼35中的空氣壓力(Pa)在靠近位于螺旋氣室48最外側(cè)的那部分側(cè)壁40處增大?？諝鈮毫?Pa)達到其峰值的高壓區(qū)域49，靠近終點P2，偏離起始點P1。它比點P1和P2之間的中點P3更靠近終點P2。
在圖7中示出高壓區(qū)域49，該高壓區(qū)域由外殼35和葉輪36之間的位置關(guān)系確定。在圖7中，點A是葉輪36的轉(zhuǎn)動中心，點B是出口43該另一端43b的位置，而點C是出口43該一個端部43a的位置。在圖7中，直線X連接B和C，而直線Y穿過點A，并與直線X直角相交，直線Z連接點A和螺旋室48的終點P2，而點D是直線Y和側(cè)壁40的交點。該高壓區(qū)域47是由終點P2、點A和點D確定的區(qū)域PAD。該區(qū)域的一端達到終點P2，而另一端與螺旋室48的中點P3隔開一定距離。
在入口42a和42b的邊緣上分別形成兩個突出部50，其形狀像一段弧，伸向葉輪36的轉(zhuǎn)動中心(即點A)。兩個入口的邊緣是圓形的，并且除開突出部分50，與葉輪36共軸。
入口42a和42b具有由于形成突出部50而在高壓區(qū)域49變化的曲率。入口42a以及入42b中沒有一個具有完全圓形的橫截面。
如圖7所示，任何一個突出部50均伸向葉輪36的轉(zhuǎn)動中心(點A)，在其中心部分伸出的量最大。換言之，在兩個突出部50的中間部分和中心點(點A)之間的距離L比突出部50任何其它部分和中心點(點A)之間的距離短。高壓區(qū)域49位于連接突出部50中點和葉輪36轉(zhuǎn)動中心(點A)的直線上。
圖9示出流過離心吹風(fēng)裝置24入口42a和42b的空氣流速分布，該吹風(fēng)裝置24具有非圓形的開孔。圖10示出流過入口的空氣流速分布，該入口對應(yīng)于入口42a和42b，并具有完全圓形的和與葉輪36共軸的開孔。
如圖9所示，從兩個入口(42a、42b)中任一個入口的突出部中間部分50到螺旋室48起始點P1的那部分區(qū)域中，空氣以正壓力流動。而兩個入口中任一個入口的其余區(qū)域中，空氣以負壓力流動。因此，空氣被抽吸到葉輪36的轉(zhuǎn)動中心。
如圖10所示，從兩個入口(42a、42b)中任一個靠近螺旋室48終點P2的點到其起始點P1延伸的那部分邊緣，空氣局部地以正壓力流動。
在圖9所示的離心吹風(fēng)裝置24中，流過開孔非圓形的入口42a和42b的那部分空氣得到正壓力。然而它的流速降低到0.1～0.5m/s。而在圖10所示的入口42a和42b的開孔完全為圓形的離心吹風(fēng)裝置24中，具有正壓力的那部分空氣以0.4～1.0m/s的流速流過入口42a和42b。很明顯，這種流速高于圖9所示裝置的流速。另外，以正壓流動的空氣流速范圍比圖9所示裝置的流速范圍寬。
如上所述，分別具有非圓形開孔的入口42a和42b既可降低以正壓流過的空氣的流速，也可降低其流速范圍。這是因為對應(yīng)于高壓區(qū)域49的入口42a和42b的這部分邊緣由于具有突出部50而與高壓區(qū)域49分開一端距離。
即，在第一實施例中，只改變?nèi)肟?2a和42b的開孔形狀便可以防止空氣從入口42a和42b漏出。而沒有使葉輪36的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。即也沒有增加部件的數(shù)目。因此，提供的離心吹風(fēng)裝置24成本低，因而售價低廉。
另外，可以有效地將空氣從入口42a和42b引向出口43。結(jié)果，增加了對著出口43的散熱器22的冷卻效率，從而增強了對半導(dǎo)體組件11的冷卻。
在第一實施例中，入口中任一入口的一部分邊緣伸向葉輪的轉(zhuǎn)動中心，使得入口的開孔變成非圓形。然而本發(fā)明不限于這種特征。
例如，入口可以具有與葉輪共軸線的完全圓形開口。在這種情況下，可以在外殼的具有入口的蓋子和底板上配置防漏氣的板，由此蓋住入口的對應(yīng)于螺旋室高壓區(qū)域的那部分邊緣。
在此種裝置中，防漏氣板起從入口邊緣伸向葉輪轉(zhuǎn)動中心的突出部的作用。這些板使得任何一個出口看起來像具有非圓形的開口。這些板可以防止入口漏氣，和第一實施例中的突出部防止漏氣一樣。
本發(fā)明不限于上述第一實施例。圖11示出本發(fā)明的第二實施例。
第二實施例不同于第一實施例之處在于入口55的形狀。在其它結(jié)構(gòu)方面，第二實施例基本上與第一實施例相同，與第一實施例部件相同的部件用相同的編號表示，并且不再說明。
圖11是從外殼35的蓋子38看去的離心吹風(fēng)裝置24的平面圖。該蓋子38具有入口55，底板(未示出)也具有入口。該入口55具有完全的真正圓形開孔，并彼此共軸線，該入口55相對于葉輪36的轉(zhuǎn)動中心(點A)是偏心的，其中心遠離螺旋室48的高壓區(qū)域。
入口55中任一個入口的中心H與葉輪36的轉(zhuǎn)動中心(點A)偏離距離L。因此入口中任一個入口55的對應(yīng)于高壓區(qū)域49的那部分邊緣伸向葉輪36的轉(zhuǎn)動中心(點A)。
在這種配置中，入口55均偏心于葉輪36。因此，入口55中任一入口對應(yīng)于高壓區(qū)域49的那部分邊緣伸離高壓區(qū)域49。
因此，只需相對于葉輪36偏心配置入口55便可以防止空氣在入口55的漏氣，這有助于降低成本。
工業(yè)應(yīng)用本發(fā)明采用簡單的結(jié)構(gòu)防止空氣在入口的漏氣。因此本發(fā)明可以將空氣有效地從入口引到出口，而同時解決了成本高的問題。
權(quán)利要求
1.一種吹風(fēng)裝置，包括轉(zhuǎn)動的葉輪；以及裝有該葉輪的外殼，該外殼具有至少一個圓形入口和出口，前者做成為可以將空氣引入到葉輪的轉(zhuǎn)動中心，而后者做成為可以收集流出葉輪外周的空氣，該入口具有邊緣、突出部和開孔，該突出部從對應(yīng)于高壓區(qū)域的那部分邊緣伸向葉輪的轉(zhuǎn)動中心，該高壓區(qū)域位于外殼中，在此高壓區(qū)域中空氣達到最大壓力，該開孔為非圓形的形狀。
2.一種吹風(fēng)裝置，包括轉(zhuǎn)動的葉輪；以及包含該葉輪的外殼，該外殼具有至少一個圓形入口和出口，前者做成為可以將空氣引導(dǎo)到葉輪的轉(zhuǎn)動中心，而后者做成為可以收集從葉輪外周流出的空氣，該入口具有完全圓的開孔，該開孔相對于葉輪的轉(zhuǎn)動中心是偏心的，而且位于遠離外殼中的高壓區(qū)域，在該高壓區(qū)域中，空氣達到最大壓力。
3.如權(quán)利要求1或2所述的吹風(fēng)裝置，其特征在于，該外殼具有包圍葉輪的螺旋室，該螺旋室收集從葉輪外周流出的空氣，并將該空氣引到出口，高壓區(qū)域位于該螺旋室中。
4.如權(quán)利要求3所述的吹風(fēng)裝置，其特征在于，該螺旋室具有起始點和沿葉輪轉(zhuǎn)動方向與該起始點分開一定距離的終點，該外殼中的高壓區(qū)域靠近該終點。
5.如權(quán)利要求3所述的吹風(fēng)裝置，其特征在于，在外殼中的高壓區(qū)域比起始點和終點之間的中點更靠近終點。
6.如權(quán)利要求1所述的吹風(fēng)裝置，其特征在于，入口的開孔除開從邊緣伸出突出部的區(qū)域外，入口的開孔是圓形的，并與該葉輪共軸線。
7.如權(quán)利要求1或6所述的吹風(fēng)裝置，其特征在于，在外殼中的高壓區(qū)域位于從葉輪轉(zhuǎn)動中心伸到該突出部的一條直線上。
8.如權(quán)利要求1或2所述的吹風(fēng)裝置，其特征在于，該外殼包括一對超過葉輪的彼此相對的壁，各個壁具有入口。
9.一種冷卻單元，包括散熱器，該散熱器可導(dǎo)熱地連接于發(fā)熱部件；以及吹風(fēng)裝置，該吹風(fēng)裝置將冷卻空氣吹在散熱器上，包括轉(zhuǎn)動葉輪和包含該葉輪的外殼，其中，該外殼具有至少一個圓形入口和出口，前者做成為可以將空氣引導(dǎo)到葉輪的轉(zhuǎn)動中心，而后者做成可以收集從葉輪外周流出的空氣，該入口具有邊緣、突出部和開孔，該突出部從對應(yīng)于外殼中高壓區(qū)域的那部分邊緣伸向葉輪的轉(zhuǎn)動中心，在該高壓區(qū)域中，空氣達到最高壓力，該開孔具有非圓形的形狀。
10.如權(quán)利要求9所述的冷卻單元，其特征在于，該散熱器配置在對著通風(fēng)裝置出口的位置。
11.如權(quán)利要求9或10所述的冷卻單元，其特征在于，吹風(fēng)裝置的外殼具有圍繞葉輪的螺旋室，該螺旋室收集從葉輪外周流出的空氣，并將該空氣引到出口，該高壓區(qū)域位于螺旋室中。
12.一種電子裝置，包括裝有發(fā)熱部件的外殼；以及吹風(fēng)裝置，該吹風(fēng)裝置裝在外殼中，以便冷卻發(fā)熱部件，該吹風(fēng)裝置包括轉(zhuǎn)動葉輪和包含葉輪的外殼，其中，該外殼具有至少一個圓形入口和出口，前者做成為可以將空氣引導(dǎo)到葉輪的轉(zhuǎn)動中心，而后者做成為可以收集從葉輪外周流出的空氣，該入口具有邊緣、突出部和開孔，該突出部從對應(yīng)于外殼高壓區(qū)域的那部分邊緣伸向葉輪的轉(zhuǎn)動中心，在該高壓區(qū)域中空氣達到最高壓力，該開孔具有非圓形的形狀。
13.如權(quán)利要求12所述的電子裝置，其特征在于，該發(fā)熱部件可熱傳導(dǎo)地連接于散熱器，該散熱器配置在對著該吹風(fēng)裝置出口的位置。
全文摘要
吹風(fēng)裝置(24)包括葉輪(36)和包含該葉輪(36)的外殼(35)，該外殼(35)具有至少一個圓形入口(42a，42b)和出口(43)，前者做成為可以將空氣引到葉輪(36)的轉(zhuǎn)動中心，而后者做成為可以收集從該葉輪(36)外周流出的空氣。該入口(42a，42b)具有邊緣、突出部(49)和開孔。該突出部(49)從對應(yīng)于高壓區(qū)域(48)的那部分邊緣伸向葉輪(36)的轉(zhuǎn)動中心。該高壓區(qū)域位于外殼中。在區(qū)域(48)中，空氣達到最高壓力。入口(42a，42b)的開孔具有非圓形的形狀。
文檔編號F04D29/44GK1578879SQ0282164
公開日2005年2月9日 申請日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者橋本英司, 內(nèi)山朝誠 申請人:株式會社東芝