专利名称：具有集尘功能的风扇模块及其集尘单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在电子设备中使用的风扇模块，更具体地涉及包括利用离心力去除空气中的灰尘的集尘单元的风扇模块。
背景技术：
诸如主板、显卡(graphic card)、硬盘、中央处理器(CPU)、电源等多个电子元器件装载于诸如计算机、自动取款机(ATM)、置顶盒、显示装置、医学装置、工业计算机、通信装置等电子设备。电子元器件在运转期间产生大量热，并且该热极大地影响电子设备的性能和寿命。因此，在大部分电子设备中安装有用于冷却在运转期间产生的热的冷却部件。通常，冷却部件被分为局部冷却部件和系统冷却部件。在诸如中央处理器(CPU)、 显卡处理单元(GPU)等生热相对大的半导体元器件中使用用于降低特定电子元器件温度的局部冷却部件。例如，局部冷却部件包括热辐射板、冷却风扇、诸如珀耳帖效应元件等的热电元件、利用水的液体冷却部件、热管等。用于电子设备的内部温度的系统冷却部件包括安装于电子装置的外壳上并且强制地交换内部空气与外部空气的风扇。风扇可以分为用于强制地吸入冷的外部空气的吸气风扇和用于强制地排出热的内部空气的排气风扇。在大部分电子装置中，同时安装局部冷却部件和系统冷却部件，其中，通过局部冷却部件取自电子元器件的热经由系统冷却部件被辐射到外部。当被用作系统冷却部件的吸气风扇或者排气风扇运转时，外部空气向内流动并且各种灰尘也流入电子装置。由于长时间聚集在电子装置中的灰尘产生电子元器件的电短路 (electric shortage)或者劣化电子元器件的热辐射性能，该灰尘对于电子设备的性能或者寿命具有不利影响。特别地，由于金属性灰尘等流入到在不同于家用电器的工业场所使用的电子设备，存在金属性灰尘对电子设备产生致命损害的问题。为了解决上述问题，最近已提议在外部空气流入的吸气风扇的前方或者后方安装去除灰尘的过滤器。然而，由于过滤器干扰空气的平顺流动，并且降低了总的冷却效率。另夕卜，由于超过临界值的灰尘量吸到过滤器之后，被吸收的灰尘量快速地增加，热辐射效率急速下降。结果，虽然使用者应周期性地更换过滤器，但是过滤器的周期性更换对于使用者是非常不便的。由流动空气中的灰尘产生的问题不限于电子设备。例如，诸如电视、音频系统、冰箱、空调等家用电器也存在如下问题当家用电器长时间运转时，大量灰尘聚集于外壳中。 另外，通风系统或者电扇具有如下问题通风系统的管道或窗或者电扇的内部或外围均被灰尘弄脏。
发明内容
发明要解决的问题
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努力做出本发明以解决现有技术中存在的问题，并且本发明的目的是提供用于有效地去除流入到电子设备或者家用电器的空气中的各种灰尘的部件，而不会劣化电子设备或者家用电器的热辐射性能。另外，本发明的另一目的是提供用于有效地去除空气中的灰尘的部件，通过将该部件安装于诸如通风系统的管道或者窗等空气流动路径的中间来有效地去除空气中的灰
/K土。用于解决问题的方案为了实现上述目的，一种用于安装于电子设备或者家用电器的外壳并且将空气输入到所述外壳中的风扇模块包括集尘单元，所述集尘单元具有旋转区域、至少一个吸气口和至少一个排气口，所述至少一个吸气口和所述至少一个排气口与所述旋转区域连通；以及风扇，所述风扇与所述集尘单元结合，并且将所述空气输入到所述旋转区域，其中，所述集尘单元包括壳体，所述壳体具有位于其中的所述旋转区域以及在所述壳体的前端和后端的与所述旋转区域连通的开口部；旋转诱导部，所述旋转诱导部与所述旋转区域的前端结合并且诱导所述空气螺旋地旋转，所述旋转诱导部包括所述至少一个吸气口 ；引导壁，所述引导壁在所述旋转区域的后端与所述壳体不分离地结合，并且朝向沿所述旋转区域的纵向的中心轴线突出，所述引导壁围绕与所述旋转区域的中心轴线同轴布置的所述至少一个排气口 ；以及集尘箱，所述集尘箱与所述壳体结合并且经由连接到所述壳体的集尘路径或者形成于所述壳体的集尘孔收集在所述旋转区域中旋转的灰尘。另外，所述风扇包括产生沿风扇的旋转轴的空气流的轴流式风扇(axial fan)，并且所述旋转区域的中心轴线与所述风扇的旋转轴同轴地布置。此外，所述引导壁与所述旋转区域的中心轴线垂直地布置。而且，所述引导壁的后端部与所述壳体不分离地结合，并且所述引导壁的前端布置于所述旋转区域中。发明的效果根据本发明，利用离心力有效地去除通过风扇运转而流入到电子设备、家用电器等的外壳中的空气中的各种灰尘。另外，由于未采用过滤器，吸入空气的平顺流动未被干扰，并且防止冷却效率下降。此外，在长期的基础(basis)上，由于聚集在电子设备中的灰尘量被最小化，所以能够极大地改善电子设备等的热辐射效率。而且，当本发明的风扇模块或者集尘单元被安装于诸如通风系统的管道或者窗等空气流动路径的中间时，能够有效地去除空气中的灰尘。
图1至图3分别是示出根据本发明的第一实施方式的风扇模块100的立体图、分解立体图和截面图。图4是示出集尘单元的主视图。图5是示出壳体侧面上的吸气口的部分截面图。图6至图8分别是示出根据本发明的第一实施方式的变型实施方式的风扇模块 100的立体图、分解立体图和截面图。图9是示出壳体中的旋转引导件的截面图。图10至图12是示出包括根据本发明的第一实施方式的风扇模块的电子设备的截面图。图13至图15分别是示出根据本发明的第二实施方式的风扇模块200的立体图、 截面图和分解立体图。图16是示出辅助集尘单元的立体图。图17是示出根据变型实施方式的集尘单元的截面图。图18和图19分别是示出根据本发明的第一实施方式的在管道中的风扇模块和在壁的窗上的风扇模块的图。*对图中重要元件的附图标记的说明女100、200:风扇模块 110:风扇120 集尘单元130 第一部分131 壳体132、144:凸缘133:引导槽134:遮蔽板136 覆盖板138 集尘路径139 反馈路径140 第二部分141 引导壁142 引导管150 集尘箱152 集尘孔154 反馈孔260 辅助集尘单元I:吸气口0:排气口R 旋转区域C 外壳D 管道W 壁
具体实施例方式现在将对优选实施方式进行详细介绍，在附图中示出优选实施方式的实施例。在风扇模块中，为了便于说明，前端表示空气流入的第一部分，后端表示与第一部分相反的第二部分。另外，纵向表示连接前端与后端的虚拟线的方向。此外，灰尘表示空气中的诸如绒毛、小颗粒、尘埃等异物。第一实施方式图1至图3分别是示出根据本发明的第一实施方式的风扇模块100的立体图、分解立体图和截面图。根据本发明的第一实施方式的风扇模块100包括用于产生空气流的风扇110和用于过滤流动空气中的灰尘的集尘单元120。集尘单元120可以与风扇110的一侧结合。风扇110包括由马达驱动的旋转轴112和放射状地布置于旋转轴112周围的多个旋转叶片114。凸缘116可以形成于风扇110的前端或者后端用于将风扇110与集尘单元 120或者与电子设备的外壳结合。在本发明的实施方式中，具体地，电子设备、家用电器等中广泛用于冷却或者排气的小轴流式风扇可以用作风扇110。该轴流式风扇使空气沿旋转轴112的方向流动。虽然其他种类的风扇也可以用作风扇110，但是优选地使用轴流式风扇，以紧凑地生产待安装于电子设备或者家用电器中的风扇模块100。由于在计算机等中使用的轴流式风扇具有高风量和低气压，所以集尘单元120的设计必须基于轴流式风扇的高风量和低气压。由于用于真空吸尘器等的高压型鼓风扇具有大的噪声和大的尺寸，所以难以将鼓风扇安装于具有限制空间的计算机等中。因此，本发明提供具有集尘功能且包括用于计算机的系统冷却的小噪声和低气压的小轴流式风扇的风扇模块。另外，本发明使用的风扇110可以是包括安装于框架上的旋转轴112和多个旋转叶片114的完整产品或者可以包括安装在集尘单元120的元件(壳体等)上的旋转轴112 和多个旋转叶片114。风扇的上述构成也可以应用于其他实施方式。利用离心力收集流动空气中的灰尘的集尘单元120包括流动空气旋转的旋转区域R。随着旋转区域R中的空气旋转速度增大(即，随着离心力增大)，集尘效率增加。具体地，如上所述，由于用于计算机的轴流式风扇具有相对低的气压，所以集尘单元120可以被设计成使得气压损失最小化并且空气的旋转速度最大化。根据本发明的第一实施方式的集尘单元120包括被设置为旋转区域R的内部空间，与旋转区域R连通的吸气口 I形成于集尘单元120的前端。另外，引导壁141形成于旋转区域R的后端。引导壁141沿旋转区域R的外周突出到旋转区域R的内部。由引导壁 141的内端围绕的贯穿部起到排气口 0的功能。此外，集尘单元120包括收集在旋转区域R中旋转的灰尘的集尘箱150。风扇110可以与集尘单元120的前端或者后端结合。为了使进入旋转区域R的外部空气流具有均一压力，优选地，风扇Iio与集尘单元120的后端结合，即，与引导壁141的
后立而结合。集尘单元120也可以形成为单体。为了便于制造，如图2所示，优选地独立地制造包括吸气口 I与旋转区域R的第一部分130和包括引导壁141与排气口 0的第二部分140 并且通过组装第一部分130和第二部分140形成集尘单元120。作为选择，第一部分130和第二部分140可以被制造成单体。第一部分130包括壳体131和凸缘132。壳体包括被设置为旋转区域R的内部空间和在壳体131的前端和后端与旋转区域R连通的开口部。凸缘132从壳体131的前端开口部的外周向外突出。该壳体的内部空间被设置为旋转区域R。与壳体131的内部空间连通的多个引导槽133形成于凸缘132的前端面。多个引导槽133中的每一个引导槽通过壳体131的前端开口部和覆盖各引导槽133的内端部的遮蔽板134而起到吸气口 I的功能。由于通过注塑成型方法形成集尘单元120是简单的并且是容易的，所以优选地， 第一部分130的壳体131具有大致圆管形状。因此，壳体131的中心轴线被布置成与和集尘单元120结合的风扇110同轴。形成于壳体131中的旋转区域R从前端到后端可以具有恒定的内径。作为选择， 如图所示，旋转区域R可以具有后端内径大于前端内径的变化的内径。在本发明的第一实施方式中，壳体131中的旋转区域R从前端起被划分为第一旋转区域Rl和第二旋转区域R2，使得邻近后端的第二旋转区域R2的内径大于第一旋转区域 Rl的内径。通过上述结构，当第一旋转区域Rl中的旋转空气和灰尘流入到第二旋转区域R2 时，受离心力影响较大的灰尘迅速地移动到第二旋转区域R2的内壁，并且与清洁空气分离。结果，即使在小空间中仍能有效地分离灰尘，并且集尘单元120的尺寸被最小化。另外，优选地，第一旋转区域Rl的内径大于布置于后端的引导壁141的前端部的外径。当第一旋转区域Rl的内径小于引导壁141的前端部的外径时，在第一旋转区域Rl中旋转的灰尘可以在灰尘移动到第二旋转区域R2的内壁之前经由排气口 0被输出。具体地， 当集尘单元120形成为具有薄轮廓使得第一旋转Rl的后端非常接近排气口 0时，通过在第一旋转区域Rl的后端形成具有更大内径的第二旋转区域R2而可以增加灰尘的收集率。另外，为了最小化气压损失的目的，优选地，第二旋转区域R2的内径与风扇110的直径类似大小或者大于风扇110的直径。在图3中，第一区域Rl和第二区域R2的内径不是逐渐地变化的而是在边界部分急剧地改变。当内径逐渐增加时，集尘单元120应当被伸长以增加集尘的效率。为了形成具有更薄轮廓的风扇模块的目的，如图所示，优选地，第一旋转区域Rl和第二旋转区域R2 的内径急剧地或者不连续地变化。因此，经由吸气口 I流入到壳体131的空气螺旋地旋转并在第一旋转区域Rl中向前移动并且旋转半径在第二旋转区域R2中进一步地增加，使得受离心力影响较大的灰尘能够沿第二旋转区域R2的内壁迅速地转动。另外，受离心力影响较小的清洁空气能够经由接近第一旋转区域Rl的后端的排气口 0平顺地排出。集尘路径138以使得集尘路径138大致沿切线方向被连接到壳体131的周面的方式与壳体131连通。因此，通过离心力而沿着壳体131的内壁旋转的灰尘经由沿切线方向连接的集尘路径138被平顺地排出到集尘箱150。当集尘路径138被连接到壳体131的后端或者接近壳体131后端的位置时，在旋转区域R的后端旋转的灰尘被平顺地收集。作为选择，可以在壳体131的侧面形成与集尘箱150连通的集尘孔(未示出)，而不形成集尘路径138。设计吸气口 I使得空气旋转地流入到旋转区域R。因此，吸气口 I的出口方向与壳体131的纵向大致垂直，并且沿着旋转区域R的切线方向。为了防止气压损失或者由于流动空气与旋转区域R的内壁的强碰撞而导致的灰尘散射的目的，优选地，与旋转区域R的切线方向相比，吸气口 I的出口方向稍微偏向中心轴线，并且稍微偏向壳体131的后端。在本发明的第一实施方式中，多个引导槽133被形成为具有从凸缘132的外围部向中央部指向的螺旋形状。为了平顺地吸气的目的，如图所示，在凸缘132上密集地形成多个引导槽133并且在引导槽133之间形成非常薄的侧壁135。由于侧壁135的厚度根据引导槽133的数量而变化，因此侧壁135不限于图中示出的形状。在引导槽133的外端的内壁可以被形成为与凸缘132的前端面垂直。为了空气流入集尘单元120时自然地改变空气方向的目的，如图4的前视图所示，优选地，在引导槽133 外端的内壁133-1被形成为具有倾斜面使得内壁的底部更接近旋转区域R。另外，引导槽133的底面133-2可以形成为与壳体131的纵向垂直。为了防止输入的灰尘由于与侧壁135的端部碰撞而散射的目的，如图3所示，优选地，引导槽133的底面133-2被形成为向壳体131的后端部倾斜。因此，从外部输入的空气进入到引导槽133，然后空气的方向沿着螺旋引导槽133 改变。接着，空气经由遮蔽板134的背面流入壳体131。由于引导槽133的底面133-2倾斜，空气输入方向的矢量具有纵向分量。结果，空气沿着壳体131的内壁旋转地进一步平顺地移动到风扇110。在第一实施方式中，利用引导槽133和遮蔽板134，多个吸气口 I对称地形成于壳体131的前端开口部的外围。吸气口 I的形状和位置未被限制并且可以改变为具有各种形状和位置。例如，如图5中的局部截面图所示，多个吸气口 I可以沿着外周形成于接近壳体 131的前端部的侧面。优选地，与旋转区域R连通的吸气口 I的输出方向的矢量具有纵向分量。当风扇模块100安装于电子设备的外壳时，吸气口 I暴露于外壳的外部。因此，当吸气口形成于壳体131的侧面时，用于安装于外壳的凸缘132形成于吸气口 I的后端。作为吸气口 I的另一形状，可以在壳体131的前开口部处形成多个沿着预定方向倾斜的固定叶片以用于改变空气流动方向，并且固定叶片之间空间也可以被用作吸气口 I。第二部分140包括引导壁141和凸缘144。引导壁141包括排气口 0，并且凸缘 144从引导壁141的后端向外突出。凸缘144被用于与电子设备等的外壳或者风扇100结
I=I O引导壁41防止由于离心力而沿壳体131的内壁旋转的灰尘在灰尘被收集到集尘箱150并且经由排气口排出与灰尘分离的清洁空气之前经由排气口 0排出。由于灰尘沿壳体131的内壁旋转，所以引导壁141的一端与壳体131不分离地结合并且引导壁141的另一端以预定宽度朝壳体131的中心轴线突出。由引导壁141的另一端围绕的贯穿部被设置为排气口 0。排气口 0的直径充分地大于风扇110的旋转轴112的直径，使得由旋转叶片114产生的气压能够被最大化地传递到旋转区域R。引导壁141可以关于壳体131的中心轴线形成为竖直壁。在附图中，引导壁141具有直径沿从前端到后端的方向逐渐增加的漏斗形状，使得在与壳体131的后端结合的风扇110和引导壁141之间能够产生空间并且风扇110的气压损失能够被最小化。引导壁141的前端布置于旋转区域R，并且引导壁141的后端与旋转区域R的后端不分离地与壳体131结合。具体地，优选地，引导壁141的前端布置于壳体131的第二旋转区域R2。结果，弓丨导壁141的前端部的外径可以小于第二旋转区域R2的内径。另外，优选地，引导壁141的前端布置于比壳体131的第一旋转区域Rl稍接近后端的位置。结果，流入第二旋转区域R2的灰尘不会移动到排气口 0，而是由于离心力移动到壳体131的内壁。因此，仅是去除了灰尘的清洁空气经由排气口 0被排出。当风扇110被安装成与引导壁141充分地分离或者风扇110安装于另一侧时，引导壁141能够关于壳体131的中心轴线形成为竖直壁。在图中，具有圆管形状的引导管142与引导壁141的前端结合。引导管142与壳体131同轴布置并且引导管142的后端与排气口 0的外围不分离地结合。当风扇模块100被形成为具有薄轮廓时，引导壁141具有短的长度。结果，沿壳体 131的内壁旋转的灰尘中的具有相对轻重量的灰尘可能与清洁空气一起掠过排气口 0。引导管142在保持排气口 0直径的情况下防止上述现象。用于与第一部分的壳体131结合的连接部件146形成于引导壁141的后端或者形成于凸缘144。连接部件146可以包括用于与壳体131结合的螺纹或者可以包括供壳体131 的后端插入的插入槽。作为选择，连接部件146可以包括通过静配合类型与壳体131的后端结合的结合部件。例如，集尘箱150可以以抽屉类型与壳体131结合使得集尘箱150与壳体131是分离的。另外，可以在集尘箱150的一侧形成用于移除被收集灰尘的门(未示出)。此外， 集尘箱150可以具有接触壳体的开口面。如图所示，集尘箱150可以具有接触壳体的封闭面，并且可以于封闭面形成与集尘路径138连通的集尘孔152。而且，可以以使得壳体131的侧面上的贯穿部无需经由集尘路径138即可与集尘箱150的集尘孔152连通的方式形成集尘箱150。优选地，集尘孔152形成为关于中心偏置。例如，由于集尘孔152布置于上部位置， 即使当风扇模块100被安装成顺时针转动90度，也可以平顺地进行集尘功能。图6至图8分别是示出根据本发明的第一实施方式的变型实施方式的风扇模块 100的立体图、分解立体图和截面图。集尘单元120包括将集尘箱150的空气排到壳体131 的反馈路径139。作为选择，可以在壳体131的一侧形成与集尘箱150连通的反馈孔(未示出)，而不形成反馈路径139。集尘箱150可以具有接触壳体的开口面。作为选择，如图所示，集尘箱150可以具有接触壳体的封闭面，并且可以于封闭面与和集尘路径138连通的集尘孔152分离地形成与反馈路径139或者壳体131的反馈孔(未示出)连通的反馈孔154。反馈路径139的一端与集尘箱150的反馈孔IM连通，并且反馈路径139的另一端与旋转区域R的前端部连通。当反馈路径139连接到壳体131时，集尘箱150的内压下降并且灰尘更易于被供给到集尘箱150。当未形成反馈路径139时，由于集尘箱150的内压，灰尘不易于经由集尘路径138被输入。为了形成反馈路径139的目的，在本发明的第一实施方式中，至少一个弓丨导槽133 的外端部与反馈路径139连通，并且至少一个引导槽133的整体由覆盖板136遮蔽。当未安装覆盖板136时，由于从外部吸入空气而可能不能平顺地排出集尘箱150的内部空气。优选地，覆盖板136从遮蔽板134的一侧突出并且覆盖板136与遮蔽板134被形成为单体。如图9所示，旋转引导件170可以形成于遮蔽板134的内部，该遮蔽板134遮蔽集尘单元120中的壳体131的前端开口部。根据实验，可以在旋转区域R 1和旋转区域R2中的壳体131的中心轴线附近观察到在相同地方旋转的漩涡灰尘，并且漩涡灰尘可以经由排气口 0排出。当旋转引导件170形成于旋转区域，特别是形成于第一旋转区域R时，防止漩涡灰尘在相同地方旋转。旋转引导件170包括诸如缸体、圆管等圆周面，并且旋转引导件170与壳体131同轴地布置。为了最小化气压损失的目的，旋转引导件170的后端布置于排气口 0的前方。图10至图12是示出包括根据本发明的第一实施方式的风扇模块的电子设备(例如，计算机)的截面图。如图所示，电子设备包括安装多个电子元器件的外壳(Case)c。吸气孔72形成于外壳C的一侧，并且排气孔74形成于外壳C的另一侧。虽然优选风扇模块100安装于外壳C的内部，但是风扇模块100可以安装于外壳C 的外部。当风扇模块100安装于外壳C的内部时，风扇模块100被安装成使得吸气口 I面对吸气孔72。当风扇模块100安装于壳体C的外部时，风扇模块100被安装成使得排气口0面对吸气孔72。利用风扇模块100的电子设备的系统冷却可以以各种类型来实现。例如，当风扇模块100安装于吸气孔72时，风扇110如图10所示形成于集尘单元 120的后端。作为选择，当风扇模块100安装于吸气孔72时，风扇110如图11所示形成于集尘单元120的前端。虽然在图中未示出，风扇110可以形成于集尘单元120的后端和前
端两方。另外，为了增加排气压力(exhaust pressure)的目的，可以进一步地于排气孔74 上形成排气风扇70。此外，如图12所示，集尘单元120形成于吸气孔72并且通过利用形成于排气孔74 上的排气风扇70产生进入集尘单元120的空气流。由于图10至图12示出用于根据本发明的第一实施方式的风扇模块100的示例性安装方法，在另一实施方式中集尘单元120、风扇110和排气风扇70可以以不同方式结合。 对于本领域技术人员来说，在没有其他附图的情况下也可以理解各种组合。在下文中，将参照图3说明根据本发明的第一实施方式的风扇模块100的运转。当风扇110开始运转时，外部空气经由壳体131的吸气口 I流入到旋转区域R。第一旋转区域Rl的旋转空气经由吸气口 I螺旋地旋转并且前进。清洁空气经由邻近第一旋转区域Rl后端的排气口 0被排出，并且受离心力影响较大的灰尘通过离心力沿着壳体131的内壁旋转。在第一旋转区域R 1中沿着内壁旋转的灰尘进入具有较大内径的第二旋转区域 R2，并且同时迅速地移动到壳体131的内壁。接着，灰尘在引导壁141与壳体131之间的空间中旋转并且被收集于集尘箱150。第二实施方式图13至图15分别是示出根据本发明的第二实施方式的风扇模块200的立体图、 截面图和分解立体图。本发明的第二实施方式在如下方面与第一实施方式相同风扇模块200包括风扇 110和与风扇110结合的集尘单元120。风扇模块200还包括结合在集尘单元120的后端的辅助集尘单元260以用于从经由排气口 0排出的空气中再次去除灰尘。虽然在图中示出形状与第一实施方式不同的集尘单元120，但是集尘单元120可以具有各种形状。在通过利用离心力去除灰尘方面，根据第二实施方式的集尘单元120可以与根据第一实施方式的集尘单元120具有完全相同的功能。根据第二实施方式的风扇模块200的集尘单元120包括第一壳体210、与第一壳体210的后端结合的引导部220、与第一壳体210的前端结合的旋转诱导部(inducing part) 230以及与引导部220的后端结合的辅助集尘单元沈0。第一壳体210包括内部空间并且引导部220分离和去除灰尘。集尘箱240布置于第一壳体210、引导部220和旋转诱导部230的组装体(assembly)的下方并且与该组装体结合。第一壳体210具有圆管形状，且第一壳体的前端和后端是开口的并且提供作为旋转区域R的内部空间。引导部220包括第二壳体222、引导壁224、凸缘2 和引导管226。第二壳体222 具有内径与第一壳体210的内径相同的圆管形状。引导壁224的外端部与第二壳体222不
12分离地结合并且引导壁224的内端部突入第二壳体222的内部。凸缘2 从第二壳体222 的后端向外突出。引导管226与第二壳体222同轴地布置于引导壁224的前端。由于引导壁224与引导管2 分别具有与第一实施方式的引导壁141和引导管 142相同的功能，故省略对引导壁2M和引导管2 的说明。集尘路径228以使得集尘路径 228大致沿切线方向与第二壳体222的周面连接的方式与第二壳体222连通。由于集尘路径2 与第二壳体222和引导壁2M之间的空间连通，优选地，集尘路径2 与第二壳体222的后端结合。至少，集尘路径228与第二壳体222在引导管226的前端部的后部结合。旋转诱导部230诱导流入第一壳体210的空气以使空气螺旋地旋转。该旋转诱导部230包括具有内径与第一壳体210内径相同的圆管形状的第三壳体231、布置于第三壳体 231中的帽子形状的遮蔽部232以及从遮蔽部232的外表面延伸并且连接到第三壳体231 的内表面的多个固定叶片234。用于与电子设备的外壳或者风扇210连接的凸缘235可以形成于第三壳体231。遮蔽部232被安装成使得开口部布置于后端部。多个固定叶片234以均一的间隔距离被连接到遮蔽部232的外表面。结果，由多个固定叶片234划分的多个吸气口 I沿周向以均一的间隔距离布置于遮蔽部232的外围。多个固定叶片234中的每个固定叶片诱导输入的空气在第一壳体210中螺旋地旋转。结果，各吸气口 I的输出方向的矢量包括纵向分量和第一壳体210或者第三壳体231 的切线方向分量。用于将集尘箱240中的部分空气排出到第一壳体210的反馈路径238与第三壳体 231的侧壁结合。反馈路径238的一端与集尘箱240的反馈孔244连通并且反馈路径238 的另一端与第三壳体和遮蔽部232之间的空间连通。在本发明的第二实施方式中，覆盖至少一个吸气口 I的覆盖板239与旋转诱导部 230的前端面结合，并且反馈路径238形成于由覆盖板239覆盖的所述至少一个吸气口 I的内部空间。反馈路径238可以不连接到第三壳体而连接到第一壳体210。当反馈路径238被连接到第一壳体210时，优选地，反馈路径238被连接到第一壳体210的前端部以防止旋转区域R中的旋转灰尘由于反馈空气而散射。优选地，旋转诱导部230的后端和引导部220的前端被布置成沿纵向彼此间隔。如图14所示，当旋转诱导部230的后端和引导部220的前端彼此分离时，经由吸气口 I流动的清洁空气经由排气口 0自然地排出。另外，相对重的灰尘由于离心力而沿第二壳体222 的内壁旋转，并且经由集尘路径2 被收集于集尘箱M0。集尘箱240包括分别与集尘路径2 和反馈路径238连通的集尘孔242和反馈孔 244。虽然优选第一壳体210、第二壳体222和第三壳体231具有彼此相同的内径，但是第一壳体210、第二壳体222和第三壳体231的直径可以沿从前端到后端的方向逐渐增加。第二壳体222与第一壳体210的后端不分离地结合，并且第三壳体231与第一壳体210的前端不分离地结合。优选地，第一壳体210、第二壳体222和第三壳体231沿着空气流动路径彼此同轴布置。
如图所示，第一壳体210、引导部220和旋转诱导部230可以独立地制造并且可以被组装。作为选择，第一壳体210、引导部220和旋转诱导部230可以被制成单体。另外，在第一壳体210、第二壳体222和第三壳体231被制造为单个圆管之后，遮蔽部232和固定叶片234可以形成于该单个圆管的前端以构成多个吸气口 I，并且引导壁224 可以与该单个圆管的后端结合。必要时，不同的方法可以应用于制造和组装。基于从引导部220的排气口 0排出的空气仍螺旋地旋转，辅助集尘单元260通过再次循环被排出的空气而去除灰尘。辅助集尘单元260包括主体沈1、辅助旋转路径沈6、辅助集尘箱沈5、集尘路径 267和反馈路径沈9。主体包括圆形的贯穿部，并且辅助旋转路径266在贯穿部沈8的外围处沿着周向形成于主体261的前端的侧面。辅助集尘箱265与辅助旋转路径266分离，并且辅助集尘路径267与反馈路径269连接辅助旋转路径266和辅助集尘箱沈5。如图16所示，辅助集尘单元260可以进一步包括短的圆管形状的第四壳体263和从第四壳体263的后端向第四壳体沈3的中心轴线延伸的辅助引导壁264。贯穿部268形成于辅助引导壁264的中心。第四壳体263与辅助引导壁264之间的空间被设置为辅助旋转路径沈6。优选地，第四壳体263具有与集尘单元120的第二壳体222的内径相同的内径。另夕卜，优选地，第四壳体263的中心轴线与一壳体210、第二壳体222和第三壳体231的中心轴线一致。此外，优选地，贯穿部沈8的中心布置于第四壳体沈3的中心轴线。与辅助集尘箱265的内部空间连通的辅助集尘路径267沿着切线方向被连接到第四壳体沈3，并且排出辅助集尘箱265中的清洁空气的辅助反馈路径269也沿着切线方向被连接到第四壳体。为了有效地收集流入到辅助旋转路径沈6的灰尘的目的，优选地，辅助旋转路径 266具有凹形截面，并且辅助引导壁沈4的内边缘以预定角度朝前端部弯曲。然而，由于流入到第四壳体263的灰尘通过离心力沿第四壳体沈3的内壁旋转，即使辅助引导壁沈4的内边缘未弯曲，仍能获得集尘效果。如图所示，辅助集尘箱265可以被制造成使得前端部的侧面是开口的。作为选择， 辅助集尘箱265可以被制造成使得前端部的侧面是封闭的。当前端部的侧面是开口的时， 辅助集尘箱265被组装成使得开口侧面被集尘箱MO的侧面封闭。可以安装单个辅助集尘单元260或者可以连续地安装至少两个辅助集尘单元 260。另外，辅助集尘箱265可以被安装成与用于去除被收集灰尘的主体261分离。作为选择，用于去除灰尘的门(未示出)可以独立地形成于辅助集尘箱沈5。另外，辅助集尘箱265和主体261可以形成为单体。作为选择，辅助集尘箱265和集尘箱240可以形成为单体，或者辅助集尘箱265可以与集尘箱240的侧面结合。当辅助集尘箱265和集尘箱240被形成为单体时，与辅助集尘单元沈0的集尘路径267和反馈路径 269连通的孔可以分别地进一步形成于集尘箱M0。为了防止集尘箱240收集的灰尘经由反馈路径269排出的目的，优选地，利用侧壁(未示出)使经由引导部220的集尘路径228 收集灰尘的空间与经由辅助集尘单元沈0的集尘路径267收集灰尘的空间分离。根据本发明的第二实施方式的风扇模块200可以与第一实施方式类似地安装于各种类型的电子设备的外壳C。
在下文中，将参照图13至15说明根据本发明的第二实施方式的风扇模块200的运转。在图14中，实线表示灰尘的流动路径，虚线表示清洁空气的流动路径。当风扇110开始运转时，外部空气流入到集尘单元120中。在外部空气通过旋转诱导部230的吸气口 I之后，外部空气螺旋地旋转并且流入第一壳体210。外部空气经由引导部220的排气口 0被排出。空气中的灰尘通过离心力沿第一壳体210的内壁旋转并且沿纵向前进。灰尘沿引导部220的第二壳体222的内壁旋转并且最终经由集尘路径2 被收集到集尘箱M0。流入集尘箱MO的部分空气经由反馈路径238返回到旋转诱导部230，S卩，由覆盖板239和固定叶片234形成的空间，接着该部分空气再次流入第一壳体210。由于从引导部220的排气口 0排出的空气仍螺旋地旋转，即使该空气从排气口 0 排出，该空气仍沿引导壁224的后端面快速地扩散。清洁空气经由辅助集尘单元沈0的贯穿部268被排出，并且空气中的灰尘通过离心力在辅助集尘单元沈0的辅助旋转路径沈6中沿第四壳体沈3的内侧面旋转，并且经由辅助集尘路径267被收集于辅助集尘箱沈5。流入到辅助集尘箱沈5的空气经由反馈路径 269再次排到辅助旋转路径沈6，并且接着经由贯穿部268排到风扇110。在上述实施方式中，风扇模块100和200的集尘单元120可以设计为具有各种类型。例如，如图17所示，在壳体210中引导壁224的前端可以插入到旋转诱导部的遮蔽部 232 中。虽然本发明的风扇模块100和200用于去除流入诸如计算机、自动取款机(ATM)、 置顶盒、显示装置、医学装置、工业计算机、通信装置等电子设备或者诸如电视机、音频系统、冰箱、空调等家用电器的外壳的灰尘，但是风扇模块100和200的用途不受限制。因此，风扇模块100和200可以安装于空气流动路径的中间以去除空气中的灰尘。例如，风扇模块100可以如图18所示安装于通风系统的管道D的中间，并且风扇模块100可以安装于替代通风设备的壁W的窗。风扇模块100可以用于防止外部灰尘流入并且可以通过去除排出空气中的灰尘而用于防止环境污染。另外，可以使用本发明的风扇模块替代电子设备的中央处理器(CPU)的辐射热的冷却器。在本公开中，CPU表示主板上的CPU、显卡上的GPU以及用于控制各种模块运转的半导体器件中的一个。通常，CPU冷却器包括接触CPU并且吸收CPU的热的热辐射块、连接到热辐射块并且将热辐射块的热散到外部的多个热辐射片以及安装在热辐射片的一侧的冷却风扇。由于长时间使用电子设备，通过冷却风扇流动的灰尘聚集于热辐射片之间的间隙，由此降低了冷却效率。结果，严重劣化了 CPU的性能。通过安装本发明的风扇模块替代现有技术的冷却风扇可防止CPU的性能由于灰尘而劣化。另外，通过将集尘单元与鼓风装置的风扇结合可以事先去除流入诸如电扇等鼓风装置的风扇的灰尘。例如，通过围绕电扇的风扇的后部安装外壳以及通过将本发明的集尘单元安装于外壳能够去除输入的灰尘。此外，构成本发明的风扇模块100和200的集尘单元120本身能够被用作独立的集尘装置。当集尘单元在具有足够的通风强度或者足够的吸力的环境下使用时，可以由集尘单元去除灰尘而无需风扇110。
虽然说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于这里所说明的实施方式，在本发明中可以进行各种变型和修改。另外，显而易见的是，本发明覆盖这些变型和修改，只要其落在所附权利要求和其等同物的范围即可。
权利要求
1.一种风扇模块，其用于安装于电子设备或者家用电器的外壳并且将空气输入到所述外壳中，所述风扇模块包括集尘单元，所述集尘单元具有旋转区域、至少一个吸气口和至少一个排气口，所述至少一个吸气口和所述至少一个排气口与所述旋转区域连通；以及风扇，所述风扇与所述集尘单元结合，并且将所述空气输入到所述旋转区域；其中，所述集尘单元包括壳体，所述壳体具有位于其中的所述旋转区域以及在所述壳体的前端和后端的与所述旋转区域连通的开口部；旋转诱导部，所述旋转诱导部与所述旋转区域的前端结合并且诱导所述空气螺旋地旋转，所述旋转诱导部包括所述至少一个吸气口 ；引导壁，所述引导壁在所述旋转区域的后端与所述壳体不分离地结合，并且朝向沿所述旋转区域的纵向的中心轴线突出，所述引导壁围绕与所述旋转区域的中心轴线同轴布置的所述至少一个排气口 ；以及集尘箱，所述集尘箱与所述壳体结合并且经由连接到所述壳体的集尘路径或者形成于所述壳体的集尘孔收集在所述旋转区域中旋转的灰尘。
2.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，所述风扇包括产生沿风扇的旋转轴的空气流的轴流式风扇，并且所述旋转区域的中心轴线与所述风扇的旋转轴同轴地布置。
3.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，所述引导壁与所述旋转区域的中心轴线垂直地布置。
4.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，所述引导壁的后端部与所述壳体不分离地结合，并且所述引导壁的前端布置于所述旋转区域中。
5.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，圆管形状的引导管与围绕所述至少一个排气口的所述引导壁的圆周结合并且向所述旋转区域的前端延伸，所述引导管与所述旋转区域的中心轴线同轴地布置。
6.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，所述旋转区域包括第一旋转区域和第二旋转区域，所述第二旋转区域布置于所述第一旋转区域后方并且具有比所述第一旋转区域的直径大的直径。
7.根据权利要求6所述的风扇模块，其特征在于，所述第一旋转区域和所述第二旋转区域具有不连续表面。
8.根据权利要求6所述的风扇模块，其特征在于，所述引导壁的后端部与所述壳体的内壁不分离地结合并且所述引导壁的前端部布置于所述第二旋转区域中，所述引导壁的前端部的外径小于所述第一旋转区域的内径。
9.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，所述旋转诱导部包括遮蔽部，所述遮蔽部是具有开口端和封闭端的帽子形状，并且所述封闭端被布置成面对所述壳体的内部；以及多个固定叶片，所述多个固定叶片结合于所述遮蔽部的外侧面与所述壳体之间，并且以预定角度倾斜，其中，相邻的所述固定叶片之间的空间被设置为所述至少一个吸气口。
10.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，凸缘从所述壳体的前端的所述开口部的外周向外突出，其中，所述旋转诱导部包括至少一个引导槽，所述至少一个引导槽布置于所述凸缘的前端面，所述至少一个引导槽的内端部与所述壳体的旋转区域连通；以及遮蔽板，所述遮蔽板与所述壳体的前端结合并且覆盖所述壳体的开口部和所述至少一个引导槽的一部分，并且所述遮蔽板与所述至少一个引导槽之间的空间被设置为所述至少一个吸气口。
11.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，所述壳体为圆管形状，所述旋转诱导部包括覆盖所述壳体的前端的开口部的遮蔽板和位于所述壳体的侧面的贯穿开口，并且所述贯穿开口被设置为所述至少一个吸气口。
12.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，所述壳体的侧面包括反馈孔或者与所述集尘箱和所述旋转区域连通的反馈路径。
13.根据权利要求1所述的风扇模块，其特征在于，所述风扇模块还包括与所述集尘单元的后端结合的辅助集尘单元，其中，所述辅助集尘单元包括主体，所述主体包括与所述壳体的旋转区域连通的贯穿部和在所述贯穿部外围的辅助旋转路径；辅助集尘箱，所述辅助集尘箱与所述辅助旋转路径分离；以及辅助集尘路径，所述辅助集尘路径连接所述辅助集尘箱和所述辅助旋转路径，用于收集在所述辅助旋转路径中旋转的灰尘。
14.根据权利要求13所述的风扇模块，其特征在于，所述风扇模块还包括辅助反馈路径，所述辅助反馈路径连接所述辅助集尘箱和所述辅助旋转路径，用于将所述辅助集尘箱的空气排到所述旋转区域。
15.一种用于安装于电子设备或者家用电器的外壳的集尘单元，该集尘单元围绕内部空间并且从流入所述内部空间的空气中去除灰尘，所述集尘单元包括壳体，所述壳体具有位于其中的旋转区域以及在所述壳体的前端和后端的开口部，所述壳体的侧面包括集尘路径或者集尘孔；集尘箱，所述集尘箱与所述壳体结合并且与所述集尘路径或者所述集尘孔连通； 引导壁，所述引导壁在所述旋转区域的后端与所述壳体不分离地结合，并且朝向沿所述旋转区域的纵向的中心轴线突出，所述引导壁围绕与所述旋转区域的中心轴线同轴布置的至少一个排气口 ；以及旋转诱导部，所述旋转诱导部与所述旋转区域的前端结合并且诱导所述空气螺旋地旋转，所述旋转诱导部包括至少一个吸气口。
16.根据权利要求15所述的集尘单元，其特征在于，所述旋转区域包括第一旋转区域和第二旋转区域，所述第二旋转区域布置于所述第一旋转区域后方并且具有比所述第一旋转区域的直径大的直径。
17.根据权利要求16所述的集尘单元，其特征在于，所述引导壁的后端部与所述壳体的内壁不分离地结合并且所述引导壁的前端部布置于所述第二旋转区域，所述引导壁的前端部的外径小于所述第一旋转区域的内径。
18. 一种冷却部件，其包括热辐射块，所述热辐射块与中央处理器结合并且接受所述中央处理器的热； 热辐射片，所述热辐射片连接到所述热辐射块并且将所述热辐射块的热排到外部；以及风扇模块，所述风扇模块与所述热辐射片结合， 其中，所述风扇模块包括集尘单元，所述集尘单元具有旋转区域、至少一个吸气口和至少一个排气口，所述至少一个吸气口和所述至少一个排气口与所述旋转区域连通；以及风扇，所述风扇与所述集尘单元结合，并且将所述空气输入到所述旋转区域， 其中，所述集尘单元包括壳体，所述壳体具有位于其中的所述旋转区域以及在所述壳体的前端和后端的与所述旋转区域连通的开口部；旋转诱导部，所述旋转诱导部与所述旋转区域的前端结合并且诱导所述空气螺旋地旋转，所述旋转诱导部包括所述至少一个吸气口 引导壁，所述引导壁在所述旋转区域的后端与所述壳体不分离地结合，并且朝向沿所述旋转区域的纵向的中心轴线突出，所述引导壁围绕与所述旋转区域的中心轴线同轴布置的所述至少一个排气口 ；以及集尘箱，所述集尘箱与所述壳体结合并且经由连接到所述壳体的集尘路径或者形成于所述壳体的集尘孔收集在所述旋转区域中旋转的灰尘。
全文摘要
公开了在电子设备等中使用的风扇模块。本发明的风扇模块包括集尘部，其具有吸气口和排气口并且具有旋转区域，该旋转区域形成连结吸气口与排气口的通道，并且集尘部具有用于收集在旋转区域旋转的灰尘和碎屑的集尘箱；以及风扇，该风扇被接合到集尘部的一侧并且使空气流入旋转区域。本发明能够利用离心力有效地去除包含于由于风扇的作用而流入到电子设备、家用电器等的外壳中的空气中的各种形式的灰尘和碎屑。另外，由于未使用过滤器，所以具有如下优点由于被吸入空气的平顺流动未被干扰，所以冷却效率未由于集尘而降低。另外，从长远角度看，由于聚集在电子设备内部的灰尘和碎屑的量被最小化，因此能够实质地改善电子设备等的散热效率。
文档编号B04B3/00GK102473026SQ201080034566
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月8日 优先权日2009年8月3日
发明者朴城撤, 金哲玄 申请人:Vl系统有限公司