排风通道装置及采用该装置的笔记本电脑.pdf

本发明公开了一种排风通道装置以及一种采用该装置的笔记本电脑。该排风通道装置用于与一个拥有排风口的待散热设备连接，给待散热设备散热，包括：连接部，与排风口连接；主体，包括：外壳体，包括第一端面和第二端面，第一端面的截面积小于第二端面的截面积，第二端面为一封闭的端面；气流出口，设置在第一端面上；气流孔，设置于第二端面上或外壳体上靠近第二端面的部位，连接部固定在气流孔周围的外壳体上。笔记本电脑具有散热排风口，该排风口连至排风通道装置的气流入口。本发明实现了电器设备，尤其是诸如笔记本电脑等小型电子产品的排风口既能散热排风，又能(防水)密封。

1.  一种排风通道装置，用于与一个拥有排风口的待散热设备连接，给所述待散热设备散热，其特征在于，包括：
连接部，与所述排风口连接；
主体，包括：
外壳体，包括第一端面和第二端面，所述第一端面的截面积小于所述第二端面的截面积，所述第二端面为一封闭的端面；
气流出口，设置在所述第一端面上；
气流孔，设置于所述第二端面上或所述外壳体上靠近所述第二端面的部位，所述连接部固定在所述气流孔周围的所述外壳体上。

2.  如权利要求1所述的排风通道装置，其特征在于，所述外壳体呈锥形。

3.  如权利要求2所述的排风通道装置，其特征在于，所述装置还包括：
中心管，设置在所述外壳体内，所述中心管的最大截面积小于所述第一端面的截面积；
所述气流出口为所述中心管和所述外壳体间形成的缝隙。

4.  根据权利要求3所述的排风通道装置，其特征在于，所述中心管后端设置有法兰部。

5.  根据权利要求1所述的排风通道装置，其特征在于：
所述连接部包括：
连接通道，其第一端形成所述气流入口，第二端连接至所述外壳体，并通过所述气流孔与所述气流加速腔相连通；
连接法兰，设置在所述连接通道的第一端。

6.  根据权利要求5所述的排风通道装置，其特征在于，所述装置还包括：单向阀，设置在所述连接通道与所述外壳体的连接处。

7.  一种笔记本电脑，具有散热用的排风口，其特征在于，还包括排风通道装置，所述排风通道装置包括：
连接部，与所述排风口连接；
主体，包括：
外壳体，包括第一端面和第二端面，所述第一端面的截面积小于所述第二端面的截面积，所述第二端面为一封闭的端面；
气流出口，设置在所述第一端面上；
气流孔，设置于所述第二端面上或所述外壳体上靠近所述第二端面的部位，所述连接部固定在所述气流孔周围的所述外壳体上。

8.  如权利要求7所述的笔记本电脑，其特征在于，所述外壳体呈锥形。

9.  如权利要求8所述的笔记本电脑，其特征在于，所述排风通道装置还包括：
中心管，设置在所述外壳体内，所述中心管的最大截面积小于所述第一端面的截面积；
所述气流出口为所述中心管和所述外壳体间形成的缝隙。

10.  根据权利要求7所述的笔记本电脑，其特征在于：
所述排风通道装置的所述连接部包括：
连接通道，其第一端形成所述气流入口，第二端连接至所述外壳体，并通过所述气流孔与所述气流加速腔相连通；
连接法兰，设置在所述连接通道的第一端；以及
所述排风通道装置还包括：单向阀，设置在所述连接通道与所述外壳体的连接处。

排风通道装置及采用该装置的笔记本电脑
技术领域
本发明涉及散热装置，具体涉及一种排风通道装置及采用该装置的笔记本电脑。
背景技术
随着移动计算能力的提高和因特网的普及，笔记本电脑由于其可随时随地接收、发送和处理信息而越来越受到人们的青睐。
对于在野外工作或用于军用的笔记本电脑来说，由于工作环境严酷，因而通常要使用笔记本加固机，以适应各种气候条件。对笔记本加固机要求是要满足防水密封条件下的散热性能。
目前业界采用全密封无风扇结构，或半密封有风扇有风口结构，也有密封后在机外加风扇结构，共同的特点：都是采用传统的粘弹性密封材料实现密封，无法达到既能散热排风，也可密封防水。
国际市场的加固笔记本电脑主流机型，如日本CF-29，通常全密封无风扇结构。能实现一定的密封等级，如防滴水，泼水等。但是，这种结构散热困难，不具有散热排风与密封兼顾的特点。随着笔记本电脑升级换代，功耗剧增，这一问题日益突出。
国内市场加固笔记本电脑主流机型，如太极和浪潮金刚系列加固机，采用全密封无风扇结构，或半密封有风口结构，也有密封后在机外加风扇结构。这些方案不是牺牲散热，就是牺牲防水密封。密封与散热这一矛盾实际上尚未圆满解决。
业界还提出了一种防水笔记本型电脑，采用风扇驱动频率切换装置，在笔记本型电脑上加装风扇门，笔记本型电脑在正常使用(不潮湿)时，使用者可将风扇门打开，而当处于潮湿的场合时(如在户外下雨时)，使用者可将风扇门关闭而使风扇停止转动。这是一种简单解决方案，但该方案也不能实现散热风口既要排风，又能防水密封的功能。而且，切换需手动开关风扇门；很不方便，而且实际上未实现导风阻水功能。是以部分牺牲散热效果为代价。随着CPU的升级，功耗剧增，风扇门的方案的缺点日益突出。
因此，在现有技术中，电器设备，尤其是小型电子产品(包括笔记本电脑)散热与密封的矛盾是业界的一个难题。如果实现风口密封，散热气流就无法排除。随着CPU功耗的剧增，此问题亟待解决。
发明内容
为解决上述至少一个技术问题，一方面，本发明的实施例提供了一种排风通道装置，用于与一个拥有排风口的待散热设备连接，给所述待散热设备散热，其特征在于，包括：连接部，与所述排风口连接；主体，包括：外壳体，包括第一端面和第二端面，所述第一端面的截面积小于所述第二端面的截面积，所述第二端面为一封闭的端面；气流出口，设置在所述第一端面上；气流孔，设置于所述第二端面上或所述外壳体上靠近所述第二端面的部位，所述连接部固定在所述气流孔周围的所述外壳体上。
另一方面，提供了一种笔记本计算机，具有散热用的排风口，其特征在于，还包括排风通道装置，所述排风通道装置包括：连接部，与所述排风口连接；主体，包括：外壳体，包括第一端面和第二端面，所述第一端面的截面积小于所述第二端面的截面积，所述第二端面为一封闭的端面；气流出口，设置在所述第一端面上；气流孔，设置于所述第二端面上或所述外壳体上靠近所述第二端面的部位，所述连接部固定在所述气流孔周围的所述外壳体上。
众所周知：二极管具有单向导电功能。本发明的实施例则提出了一种机械的单向导流结构和加速锥形腔体方案，模仿二极管的特性，以机械结构实现在单方向上对液态介质阻力大，对气态介质阻力小。采用加速或压力差结构在局部区域形成一种单向的对液态介质阻力大，对气态介质阻力小的过渡区以实现密封。
利用本发明的方案，可以实现一切功能自动进行，且结构简单，小型化，不需手动操作，不采用复杂，贵重零件，易于在小型电子产品上使用。
本发明的实施例靠单向导流和加速锥形腔体结构在小型电子产品的局部区域形成密封风口，在单方向上，对气流阻力小，易于排除，对水阻力大，水被隔离，无法进入机内，实现排风口既能排除气流，又能防水密封。
具体而言，通过采用适当的结构，包括气流加速腔体，外壳体的锥形加速部，水流中心管以及环隙，接在小型电子产品的排风口，对排除的气流进行加速，在局部区域产生压力差。环隙的高速气流喷出时、可与水流相互摩檫，在出口处局部形成一种过渡区——雾区。雾态，是气液二相的过渡态，在该区有与气液二态兼容的特点，物质处于雾态，与气液二态随时处于快速的互相转换之中，因此对气态的阻力小，使气态通过融入雾区被迅速传走。特点是：
1.过渡区——雾区对气流的阻力小。雾气——小水滴的密度小，对高速喷出的气流，是一个单向呈现的阻力小，易于气流向外扩散的良好小环境。
2.高速气流：对外部雨流是一个高速屏障，对水流呈现很高的单向阻力。难以进入，一旦进入过渡区，就被打为小水滴——雾气而在空中飘散。
本发明的实施例具有以下技术效果：
1.在设备工作状态下，通过气流加速腔对设备散热排风口排出的气流进行加速，并利用气流出口，将液体迅速雾化，从而形成对外部雨流的屏障，从而解决了业界的难题，使得排风口可以排风、阻水，改善了机器的可靠性。对于诸如加固笔记本电脑来说，尤其大大改善了高功耗下的可靠性。工作时密封等级可达IEC中的IP52-54(防滴防淋雨)，这种方案针对笔记本电脑CPU功耗日益增加的问题有明显优势。
2.环境适应性提高：以无形的单向导流的特性，代替传统粘弹材料的密封，避免了传统粘弹材料使用中因遭遇高、低温、机械外力、化学作用易于老化，影响密封效果所带来的弊端。
3.通过在气流入口与气流加速腔之间设置单向阀，可以防止液体在设备非工作状态下的侵入。
4.不需手动操作，自动实现导风、阻水。
附图说明
附图构成本说明书的一部分，与说明书一起用来说明本发明的原理。附图中：
图1是本发明的实施例的排风通道装置的立体结构示意图；
图2是图1中的排风通道装置的立体分解结构示意图；以及
图3是图1中的排风通道装置于工作状态下的剖视工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示例性实施例进行说明。附图中，相同的部件用相同的标号表示。
本发明旨在解决电器设备，特别是小型电子产品(包括加固笔记本电脑)的散热排风口的防水密封问题。利用本发明的方案，可实现IEC IP52-54密封标准(防滴、防泼水、防雨流)。
由于本方案涉及一些新问题，因此需要全面理解密封的定义：密封就是将结合面间的间隙封闭、隔离或切断泄漏通道，增加泄漏通道中的阻力，或者在通道中加设小型做功元件，对泄漏物质造成压力，与引起泄漏的压差部分抵消或完全平衡，以阻止泄漏。
本发明的实施例涉及水的一些主要特性。密封介质水具有下列特性：状态不断变化；在自然界里，水分周而复始地循环着，并在循环运动中不断改变着自身的状态。
一般的笔记本排风口在需要防水、防滴、或防淋时，散热和密封是一对矛盾，如果采用传统密封，就会无法排风。如果要散热排风，就难以防水，水就会从风口进入机内。其主要原因之一，是气、液二态相差较大，气体基本上不溶于水，二态无法相容，液态对气态相互形成较大阻力。任何一种材料都无法实现对一种介质阻力大，另一种介质阻力小。
本发明的实施例中包含了实现单向导流和气流加速腔的结构。使散热排风口既能排除气流，也能防水密封。
如图3所示，小型电子产品(如加固笔记本)的排风口通过本发明实施例的装置对排除气流加速，在出口将雨流打成水雾，实现一雾化区，便于气体排除，液体被阻隔；具有单向导流(沿A方向)的特性，即：对一种状态的介质(如液体)阻力大，对另一种状态的介质(如气体)阻力小。
设置单向压力阀14，其方向允许流体由机内排出机外(A方向)，反之截止，从而实现双重保护作用。
疏导与密封相结合，在阻碍外部水流时，与环隙8并联的中心管6起疏导和旁路作用，增强对外部水流的单向阻力。
本方案对风口采取以单向导流和加速锥形腔体为核心的特殊密封措施，为实现整体的密封效果，整机其他环节也需要达到规定的密封要求。
参见图1和图2，排风通道装置包括主体1和连接部2。主体1包括：外壳体，其前部为锥形加速部3；中心管6，设置在外壳体内，与外壳体共同围成气流加速腔5，中心管6的后端形成有封闭气流加速腔5的法兰部7。中心管6在主体1中限定形成水流通道10。结合参见图3，外壳体具有第一端面(即对应于气流出口端面15的端面)和第二端面(即对应于法兰部7的端面)，第一端面的截面积小于第二端面的截面积，第二端面为以法兰部7封闭的端面。
连接部2包括：连接通道，其第一端形成气流入口21，第二端连接至外壳体，并与气流加速腔5相连通；连接法兰23，设置在连接通道的第一端。气流入口21用于将主体1与设备的排风口相连接。
在外壳体上靠近第二端面的部位形成有气流孔(未指出)，连接部2固定在气流孔周围的所述外壳体上。可选择地，气流孔也可设置在第二端面上，这种情况下，连接部也相应地连接到第二端面上。
在主体1的前端，由外壳体的锥形加速部3与中心管6共同限定有一环隙(气流出口)8。环隙8设置为适于利用喷出的气流来雾化液体。主体1中具有一气流加速腔5，气流加速腔5的前部沿朝向环隙8的方向截面渐小，以在A方向对气流进行加速。
结合参见图3，在连接通道与气流加速腔5之间还设置有单向压力阀(单向阀)14。
工作原理和过程见图3。
当需要提高小型电子产品如笔记本电脑(电器设备)的风口密封效果时，将产品的排风口与本结构的气流入口21相连，当机内的风扇鼓出的气流经气流入口21，单向压力阀14，导入气流加速腔5时，沿A方向，经锥形加速3加速后由环隙8喷出。在雨流较大时，水流中心管(中心管)6对较多的水流起旁路作用。
当气液二态在环隙8的气流出口端面15接触时，由于环隙8喷出的气流速度很大，是一个锥形环高速气流，液体(如雨流)速度相对较小，两流体之间产生很大的摩檫力，将液体雾化，在外部雨量较大，锥形环高速气流的气流冲击雨滴，使其飞散雾化，这就在锥形环喷嘴附近形成一个过渡区“雾化区”。是气流与水雾的混合物，他实际上对气体、液体都是相容的，水雾对气体的阻力较小，因此排出的热气流可以进入“雾化区”，融入雾气中，然后穿过该区域，气体迅速扩散流入大气，本方案使机内气流可以单向(A方向)低阻的排除；而再猛烈的雨滴到了“雾化区”，也化成了飘荡的雾气，在高速喷出的气流面前，这个雾气轻而易举地被吹走，因此相对而言，此环隙8对水流形成较大阻力。与外界的雨流、或射水的压力抵消或完全平衡，阻止泄漏，水一般不可能进入机内。也就是说，在环隙8处对水形成单向较高的阻力。
散热风机不转时的密封是这样实现的。靠单向压力阀14。单向压力阀14的方向是允许流体由机内排除机外(A方向)，反之截止。如果风机不转或笔记本未开机，此时单向压力阀14截止，任何外来水流(B方向)不可能进入机内。
疏导与密封堵截相结合。在水流较强时，与环隙8并联的中心管6起疏导和旁路作用，中心管6相对于环隙8，是一个直径和截面积较大的区域，对流体，主要是对水流10呈现的阻力较小，水流10总是自然地走阻力小的路径，被中心管6疏导和分路。实际上加大了对水流的阻隔效果。
散热排风口的单向导流和加速锥形腔体结构与密封方案。实现了在单方向上对一种状态的介质(如液体)阻力大，对另一种状态的介质(如气体)阻力小。对外部，风口既能防水(密封)，对内部，又能顺利排出气流(散热)的效果。
由于此单向导流方案不采用复杂，贵重零件，易实现小型化。针对小型电子产品的密封散热问题，如笔记本电脑功耗日益增加状况下的密封问题有优势。
尽管本发明已经参照附图和优选实施例进行了说明，但显然，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明作出各种更改和变化。本发明的各种更改、变化由所附的权利要求书及其等同物的内容涵盖。