风扇及除尘散热系统的制作方法

本公开属于电气元件技术领域，涉及一种风扇及除尘散热系统。

背景技术：

电子设备运行过程中，其内部的发热元件会产生大量的热量，如电脑主板上的CPU等电子元器件。在相关技术中，电子设备内组装有与发热元件位置相应的散热风扇，该散热风扇通过加速发热元件处的空气流动，以降低发热元件的温度。相应地，在电子设备的壳体上设有相应的通风口，以散发热空气。

在散热风扇带动空气流动过程中，空气中的粉尘等异物会附着于散热风扇上。因而，电子设备需要定期保养，才能保证安全和使用寿命。若未及时有效对散热风扇进行除尘工作，则会导致散热风扇出风受阻、散热风扇寿命降低、电子设备散热性能下降及噪音越来越大等不良现象，甚至导致电子设备过热而损坏。

在相关技术中，对电子设备通过人工除尘和风扇反转除尘等除尘方式。其中人工除尘包括开启电子设备的壳体并拆除散热风扇以进行除尘。风扇反转除尘是利用风扇在高速反向旋转的过程中可以抖掉一部分扇叶上的积灰同时可以将堆积在散热翅片上的灰尘揭落并吹走而达到除尘的目的。

然而，人工除尘的除尘效率低，且不能保证除尘的及时有效，经常拆机还容易导致电子设备损坏。而利用风扇反转除尘，其除尘结构复杂；排气模式和除尘模式下除尘窗会有打开和关闭动作，可靠性低，排气时风阻大。排尘口和排风口方向和位置不同，给系统堆叠设计带来不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提供一种风扇及除尘散热系统。

具体地，本公开是通过如下技术方案实现的：

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种风扇，包括壳体和转动连接于所述壳体内的扇叶组件，所述壳体包括与所述扇叶组件对应的进风口、排风口及除尘口，所述壳体与所述扇叶组件之间形成第一空间及第二空间，所述第一空间的容积大于所述第二空间的容积，所述排风口与所述第一空间相对应，所述除尘口与所述第二空间相对应，所述扇叶组件正转以使空气从排风口排出；所述扇叶组件反转以使空气从除尘口排出。

在一实施例中，所述壳体的内部形成一中空的空气流动空间，所述扇叶组件组装至所述壳体且位于该空气流动空间内。

在一实施例中，所述壳体包括第一壁、第二壁及环绕连接所述第一壁与第二壁的外周壁，所述排风口及除尘口设于所述外周壁上，所述进风口开设于第一壁上，所述扇叶组件组装于所述第二壁上且与所述进风口相对设置。

在一实施例中，所述外周壁包括圆弧状的弧形部、沿弧形部切向延伸的第一直边部及第二直边部，所述扇叶组件的轴线与所述弧形部的轴线相互平行且所述扇叶组件朝向第二直边部方向偏心设于所述第二壁上。

在一实施例中，所述壳体包括连接所述第一壁与所述第二壁的间隔部，所述间隔部设于所述第二空间内且与所述外周壁的内壁之间形成除尘通道，所述除尘通道与所述除尘口相导通。

在一实施例中，所述除尘通道位于所述扇叶组件的切向。

在一实施例中，所述间隔部向所述第一空间侧凸出以形成楔形结构。

在一实施例中，所述间隔部上设有弧形面，所述弧形面与所述扇叶组件的轴线共线。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种除尘散热系统，包括如上所述的风扇及组装于所述风扇的散热器，所述散热器设有与所述排风口及除尘口相匹配的出气通道。

在一实施例中，所述出气通道包括散热通道及与所述散热通道间隔设置的排尘通道，所述散热通道与所述排风口相导通，所述排尘通道与所述除尘口相导通。

在一实施例中，所述散热器还包括若干翅叶，所述翅叶用于将所述散热通道间隔以形成若干出风口。

在一实施例中，所述排尘通道的截面积大于所述出风口的截面积。

本公开的实施例提供的技术方案可以具有以下有益效果：

该风扇的扇叶组件相对于壳体偏心设置，使得扇叶组件两侧壳体所包容的空间形成的容积不同。在相同转速下，扇叶组件正转时驱动空气流通的速度小于扇叶组件反转时驱动空气流通的速度。扇叶组件反转时空气流通速度大并形成射流，以使得风扇进行自动除尘，除尘效果好。风扇通过控制扇叶组件正反转以进行散热或除尘动作，控制方便。

风扇与散热器结合以形成除尘散热系统，其有效降低电子元器件的温度，散热效率好。通过控制扇叶组件的反转以进行自动除尘动作，电子设备运行稳定。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种风扇的立体结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种除尘散热系统的立体结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种除尘散热系统的剖视结构示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的控制方法的流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的判断除尘指令有效性的流程图。

图6是根据一示例性实施例示出的电子设备启动时的控制方法的流程图。

其中，风扇10；壳体11；进风口111；排风口112；除尘口113；第一壁114；第二壁115；外周壁116；弧形部1161；第一直边部1162；第二直边部1163；间隔部117；弧形面1171；第一空间118；第二空间119；除尘通道1191；扇叶组件12；散热器20；散热通道21；出风口211；排尘通道22；翅叶23。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

如图1和图3所示，风扇10包括壳体11和转动连接于壳体11内的扇叶组件12，壳体11包括与扇叶组件12对应的进风口111、排风口112及除尘口113，进风口111位于扇叶组件12的轴向，排风口112及除尘口113位于扇叶组件12的径向。在扇叶组件12转动时，空气自进风口111向扇叶组件12处流动，并随着扇叶组件12转动而使空气从排风口112或除尘口113排出。进风口111的口径小于扇叶组件12的回转直径，空气进入到壳体11内均能被扇叶组件12所带动。

扇叶组件12偏心设于壳体11上，在壳体11与扇叶组件12之间形成第一空间118及第二空间119。其中，第一空间118及第二空间119分别位于扇叶组件12的两侧，第一空间118的容积大于第二空间119的容积。排风口112与第一空间118相对应，第二空间119与除尘口113相对应。当扇叶组件12正向转动时，空气自进风口111进入壳体11并沿扇叶组件12进入第一空间118，而后从排风口112以第一速度输出。当扇叶组件12反向转动时，空气自进风口111进入壳体11沿扇叶组件12进入第二空间119，而后从除尘口113以第二速度输出。其中，当扇叶组件12的转动速度相同时，第二速度大于第一速度。相应地，扇叶组件12正转以使空气从排风口112排出从而实现散热功能，扇叶组件12反转以使空气从除尘口113排出从而实现自动除尘功能。

该风扇10的扇叶组件12相对于壳体11偏心设置，使得扇叶组件12两侧壳体11所包容的空间形成的容积不同。在相同转速下，扇叶组件12正转时驱动空气流通的速度小于扇叶组件12反转时驱动空气流通的速度，扇叶组件12反转时空气流通速度大并形成射流，以使得风扇10进行自动除尘，除尘效果好。风扇10通过控制扇叶组件12正反转以进行散热或除尘动作，控制方便。

在壳体11的内部形成一中空的空气流动空间，扇叶组件12组装于壳体11且位于该空气流动空间内，扇叶组件12将该空气流动空间间隔形成第一空间118及第二空间119。在一实施例中，壳体11为薄壁结构件，包括第一壁114、第二壁115及环绕连接第一壁114与第二壁115的外周壁116，第一壁114、第二壁115及外周壁116合拢所包围的空间即为空气流动空间。排风口112及除尘口113设于外周壁116上，进风口111开设于第一壁114上，扇叶组件12组装于第二壁115上且与进风口111相对设置，第一壁114与第二壁115相对设置并通过外周壁116连接。

第一壁114与第二壁115相互平行使得壳体11呈一扁平状结构，外周壁116的横截面呈“U”字形结构并向两侧延伸以连接至第一壁114与第二壁115，排风口112及除尘口113位于外周壁116的开口部位。扇叶组件12设于该壳体11内，其轴向的两端面与第一壁114及第二壁115相互平行，两者间的间距小，以使空气沿扇叶组件12的径向输出。第一空间118及第二空间119位于扇叶组件12的径向方向上，通过扇叶组件12在壳体11内的偏心安装，使得第一空间118与第二空间119的容积不同。

相应地，该风扇10运行除尘功能时，输出带灰尘等异物的空气所需空间小，为避免灰尘堆积于除尘口113，提高除尘口113处的空气流动速度，有利于风扇10的除尘效率。而风扇10执行散热功能时，需要增加风扇10的散热面积，相应的采用容积较大的第一空间118，有利于扩大散热所需空间，提高散热效率，充分利用电子设备内有限的空间，使得散热及除尘效果好。

扇叶组件12组装于壳体11内，在其运转过程中，壳体11内空气流动空间的形状会对空气的流动性产生较大影响。如圆弧形的表面相对于转角的表面的空气流动性强，产生的紊流少，能量损耗少，空气的流动速度快。

如图3所示，在一实施例中，外周壁116包括圆弧状的弧形部1161、沿弧形部1161切向延伸的第一直边部1162及第二直边部1163。扇叶组件12的轴线与弧形部1161的轴线相互平行且扇叶组件12朝向第二直边部1163方向偏心设于第二壁115上。

外周壁116设置圆弧形的弧形部1161，扇叶组件12的轴线与该弧形部1161的轴线相互平行，在扇叶组件12旋转过程中，空气沿扇叶组件12的轴向进入到壳体11内，并沿扇叶组件12的切向输出以使空气在壳体11内流动。空气沿扇叶组件12的径向输出并受限于弧形部1161及第一直边部1162或第二直边部1163，使空气自排风口112及除尘口113排出，相应地，排风口112及除尘口113设于第一直边部1162与第二直边部1163之间。

第一直边部1162及第二直边部1163位于弧形部1161切向，空气沿外周壁116的流动顺畅，紊流少，对空气的能量消耗少，风速高。第一直边部1162及第二直边部1163位于弧形部1161切向，弧形部1161的中心线穿过弧形部1161的轴线，相应地，扇叶组件12位于该中心线与第二直边部1163之间，使扇叶组件12相对于弧形部1161偏心设置，进而使得第一空间118大容积大于第二空间119的容积。

扇叶组件12包括中心轴、连接至中心轴的叶轮及驱动中心轴的动力元件，叶轮呈圆盘状，沿径向设有若干间隔的扇叶。扇叶组件12与壳体11形成的第二空间119，该第二空间119呈喇叭开口，随着距离的增加，风扇10反转输出的气流逐渐分散，从而降低了风速及扩大除尘口113的宽度，在有限的电子设备内部空间，其除尘口113范围需要进行限定。

在一实施例中，壳体11包括连接第一壁114与第二壁115的间隔部117，间隔部117设于第二空间119内且与外周壁116的内壁之间形成除尘通道1191，除尘通道1191与除尘口113相导通。间隔部117平行于外周壁116并向扇叶组件12的切线方向延伸，在间隔部117与外周壁116之间形成除尘通道1191，该除尘通道1191位于扇叶组件12的切线方向。扇叶组件12反转过程中，其将扇叶组件12的扇叶上附着的积灰等异物脱落并随空气沿除尘通道1191输出。设置间隔部117限定了除尘通道1191的宽度，使扇叶组件12输出至除尘口113的风速稳定，同时，还稳定了除尘口113的宽度，有利于除尘功能的运行。

间隔部117用以稳定除尘通道1191的宽度，使得除尘通道1191的截面积稳定。可选地，间隔部117朝向内壁面一侧的表面为平面状，以减少紊流及降低空气中能量的损失。间隔部117的另一侧朝向扇叶组件12。风扇10在行使除尘功能时，为提高空气向除尘通道1191输出的通过量，间隔部117向第一空间118侧凸出以形成楔形结构。可选地，间隔部117上设有弧形面1171，弧形面1171与扇叶组件12的轴线共线。

间隔部117设为楔形结构，并在其中朝向扇叶组件12的一侧表面设为弧形面1171。扇叶组件12的回转平面与间隔部117之间形成一均匀的间距，通过调节该间距使得扇叶组件12将空气沿除尘通道1191输出，空气流通速度快，输出集中度高。

该风扇10可与其它组件结合实用，以实现散热、除尘等功能，并将该功能应用于电子设备上。

如图2和图3所示，除尘散热系统包括风扇10及组装于风扇10的散热器20，散热器20设有与排风口112及除尘口113相匹配的出气通道。

散热器20用于贴合至电子设备的发热元件，两者之间通过直接或间接的热传递，以降低发热元件的表面温度。风扇10于散热器20装配连接，风扇10正转以加速空气的流通速度，使得散热器20周围的空气流通速度加快。空气与散热器20之间热交换效率提高，降低散热器20的表面温度，热交换产生的热空气通过出气通道输出。

在散热器20的出气通道与除尘口113相匹配，在风扇10反转过程中，携带有灰尘的空气从除尘口113输出并沿出气通道外出电子设备外。由于风扇10的偏心设置，除尘口113输出的空气流速大，除尘效果明显。

出气通道包括散热通道21及与散热通道21间隔设置的排尘通道22，散热通道21与排风口112相导通，排尘通道22与除尘口113相导通。

散热器20设有环形的散热壁，出气通道位于散热壁围绕的区域内。其中，将出气通道分隔成散热通道21及排尘通道22，有利于控制散热器20的空气流通路径，稳定散热效果。其中，散热通道21及排尘通道22可通过分隔壁分隔或者通过散热用的翅叶23进行分隔。

在一实施例中，散热器20还包括若干翅叶23，翅叶23用于将散热通道21间隔以形成若干出风口211。翅叶23之间相互平行，相互之间的间距可相等或不同，设置翅叶23可增加散热器20的散热面积。除尘通道1191位于出气通道的一端且与散热通道21并列，排尘通道22的截面积大于出风口211的截面积。出风口211和排尘通道22的截面呈矩形，且两者的长度相等，排尘通道22的截面积大于出风口211的截面积，使得排尘通道22的宽度大于出风口211的宽度，以提高除尘效率。在一实施例中，排尘通道22的宽度大于除尘通道1191的宽度，除尘通道1191输出的带灰尘等异物的空气能完全沿排尘通道22输出。

图4是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的控制方法的流程图。如图4所示，一种电子设备的控制方法用于控制电子设备的除尘功能及散热功能。电子设备包括发热元件及如上的除尘散热系统，除尘散热系统用于调节发热元件的工作温度，控制方法包括以下步骤：

步骤S101：风扇10正转以进行散热动作。

步骤S102：检测是否接收到除尘指令。

步骤S103：当接受到除尘指令时，判断发热元件的工作温度是否处于预设温度范围内。

步骤S104：当发热元件的工作温度处于预设温度范围内时，控制风扇10反转以进行除尘动作。

步骤S105：当发热元件的工作温度未处于预设温度范围内时，控制风扇10正转以进行散热动作。

在电子设备的正常运行过程中，风扇10正转以进行散热工作。在电子设备上手动输入除尘指令以控制风扇10进行除尘动作。在风扇10执行该指令时，需要先判断发热元件是否处于预设温度范围，该预设温度范围为发热元件的正常工作温度范围。例如：发热元件的正常工作范围为40～60摄氏度，当输入的除尘指令时，发热元件所处的工作温度为45摄氏度，处于预设温度范围内，则风扇10反转以执行除尘指令。当输入的除尘指令时，发热元件所处的工作温度为61摄氏度，未处于预设温度范围内，则风扇10继续正转以进行散热功能，不执行除尘指令。通过除尘散热系统调节其所应用的发热元件的工作温度，并在接收到除尘指令时，通过判断发热元件所处的温度来确定是否执行该除尘指令。有效利用发热元件处于预设温度范围内的时间段，执行除尘动作，对电子设备的影响小，又能及时有效的去除灰尘，延长电子设备的使用寿命，保持系统运行的稳定。

图5是根据一示例性实施例示出的判断除尘指令有效性的流程图。如图5所示，在一实施例中，基于前述的控制方法流程图的基础上，在步骤104后增加以判断除尘指令是否有效的步骤，其中还包括步骤S106：

步骤S106；判断除尘指令是否符合预设条件；

当除尘指令符合预设条件时，控制风扇10反转以进行除尘动作；

当除尘指令不符合预设条件时，控制风扇10正转以进行散热动作。

在电子设备内手动输入除尘指令，其输入的除尘指令是否符合该电子设备的预设条件，该预设条件包括除尘运行时间需小于预设时长。如预设条件为除尘功能单次运行时间小于4分钟，若手动输入的指令超过4分钟，则该除尘指令为无效指令，风扇10正转以进行散热动作。又或者预设条件为在除尘功能过程中间隔运行散热功能，若散热功能的运行时长小于除尘指令的预设时长，则继续控制风扇10执行输入除尘指令的剩余时长。即在风扇10在运行除尘功能的过程中，发热元件的温度升高并超过预设温度范围，则风扇10正转以执行散热功能。当发热元件温度降至预设温度范围内时，手动输入的除尘指令是否还有剩余时间，若有剩余时间，则为有效的除尘指令，风扇10执行除尘指令，若没有剩余时间，则为无效的除尘指令，风扇10执行散热功能。通过设置预设条件以进行除尘指令有效性的判断，使风扇10能准确执行除尘指令，除尘效果好。

图6是根据一示例性实施例示出的电子设备启动时的控制方法的流程图。如图6所示，在电子设备的启动状态下，发热元件的温度小于预设温度范围。控制风扇10执行自动除尘指令，以提高电子设备的除尘效果，且避免资源的浪费。在一实施例中，包括以下步骤：

步骤S201：启动除尘散热系统。

步骤S202：控制风扇10反转以进行除尘动作。

步骤S203：风扇10反转运行达到预设时长，控制风扇10正转以进行散热动作。

步骤S204：检测是否接收到除尘指令。

步骤S205：当接受到除尘指令时，判断发热元件的工作温度是否处于预设温度范围内。

步骤S206：当发热元件的工作温度处于预设温度范围内时，控制风扇10反转以进行除尘动作。

步骤S207：当发热元件的工作温度未处于预设温度范围内时，控制风扇10正转以进行散热动作。

在电子设备启动阶段，风扇10先执行自动除尘功能，有利于清除附着于扇叶表面的浮尘，避免灰尘的积累。同时，电子设备在启动阶段，发热元件的温度低，需提高发热元件的工作，以使发热元件处于适宜的工作温度范围内。此时应当避免风扇10运行散热功能，而风扇10执行除尘功能可以充分利用该时间段，提高电子设备的整洁性。当然在本实施例中，还可以进一步添加上述判断除尘指令有效性的步骤。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。