用于计算机装置中的透气疏水膜.pdf

一种减少液体侵入计算机装置内部体积的机构。在本发明的一些实施例中，透气疏水装置通过气流系统减少液体侵入计算机装置。在另一个实施例中，透气疏水装置包括透气疏水膜。还描述和主张了其他实施例。

1、  一种计算机装置，包括：
将由通过所述计算机装置的内部体积的气流进行冷却的一个或多个部件；
允许所述气流通过所述内部体积的开口；以及
透气疏水膜，将通过所述透气疏水膜引导所述气流。

2、  根据权利要求1所述的计算机装置，其中所述透气疏水膜具有至少为0.02磅每平方英寸(psi)的水进入压强。

3、  根据权利要求2所述的计算机装置，其中所述透气疏水膜具有至少为0.1psi的水进入压强。

4、  根据权利要求1所述的计算机装置，其中将引导所述气流通过所述计算机装置的顶表面。

5、  根据权利要求4所述的计算机装置，其中引导所述气流通过所述计算机装置的顶表面包括将所述开口定位在所述计算机装置的所述顶表面中。

6、  根据权利要求4所述的计算机装置，其中所述计算机装置的所述顶表面包括键盘的一个或多个按键，并且其中引导所述气流通过所述计算机装置的所述顶表面包括将所述开口定位在键盘的所述一个或多个按键下方。

7、  根据权利要求4所述的计算机装置，其中所述计算机装置的所述顶表面包括腕垫，并且其中引导所述气流通过所述计算机装置的所述顶表面包括将所述开口定位在所述顶表面上的腕垫下方。

8、  根据权利要求1所述的计算机装置，其中所述透气疏水膜包括从聚四氟乙烯(PTFE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的组中选择的至少一种材料。

9、  根据权利要求1所述的计算机装置，还包括：
产生通过所述内部体积的气流的风扇，其中所述开口靠近所述风扇。

10、  一种计算机装置，包括：
将由通过所述计算机装置的内部体积的气流进行冷却的一个或多个部件；
传送装置，所述传送装置允许所述气流进入所述计算机装置的内部体积中；
透气疏水装置，将通过所述透气疏水装置引导所述气流。

11、  根据权利要求10所述的计算机装置，其中将引导所述气流通过所述计算机装置上的顶表面。

12、  根据权利要求11所述的计算机装置，其中所述透气疏水装置靠近所述传送装置。

13、  根据权利要求11所述的计算机装置，其中所述计算机装置的顶表面包括键盘的一个或多个按键，并且其中引导所述气流通过所述计算机装置的顶表面包括将所述开口定位在键盘的所述一个或多个按键下方。

14、  根据权利要求10所述的计算机装置，其中所述透气疏水装置具有至少为0.02磅每平方英寸(psi)的水进入压强。

15、  根据权利要求14所述的计算机装置，其中所述透气疏水装置具有至少为0.1psi的水进入压强。

用于计算机装置中的透气疏水膜
技术领域
本发明总体上涉及计算机装置的气体冷却。更具体而言，本发明的一些实施例涉及计算机装置的空气冷却，该计算机装置包括疏水膜，以减少侵入计算机装置内部体积中的液体。
背景技术
个人计算机技术面临着在计算机装置工作期间保持其冷却的不断增长的挑战。为了保持竞争力，计算机制造商正在向着更隐蔽的设计转变，这导致计算机装置具有更小尺度。随着这些计算机装置尺寸减小，以及其处理能力增强，设计有效的气体冷却(例如气流冷却)变得更加困难。对于诸如膝上型电脑或笔记本的便携式个人计算机(PC)的制造商而言尤其存在这种情况，这些制造商优先考虑提出显著冷却难题的装置工业设计。这常常是因为维持隐蔽设计限制了在装置中包括例如底部通风孔、侧通风孔和/或前通风孔。结果，保持气流通过这种类型的计算机装置非常困难，这导致计算机装置工作时摸起来很温热。在计算机装置上定位传导装置(例如通风孔或其他开口)的任何选项都进一步受到这种通风孔可能会在使用和/或操作员误用期间暴露于液体入侵的限制。液体通过开口侵入计算机装置中可能对例如部件电路和/或电源造成突然而严重的损伤。
附图说明
在附图中以示例方式而不是以限制方式例示了本发明的各实施例，附图中：
图1是示出了根据本发明一些实施例用于减少液体侵入的计算机装置的图示。
图2是示出了根据本发明其他实施例用于减少液体侵入的计算机装置的图示。
具体实施方式
图3示出了根据本发明一些实施例的计算机装置300。计算机装置300代表任何具有计算能力的装置，其中提供计算能力可能需要冷却计算装置300的一个或多个部件330。在本发明的一些实施例中，计算机装置可以是台式计算机、膝上型计算机、个人数字助理、写字板PC和任何类似装置之一。为了冷却一个或多个部件330，计算机装置300可以包括传送装置，以允许气体通过内部体积390流动。内部体积390可以是计算装置300内部的一些或全部空间。在图3中，这种传送装置是由开口310表示的，允许由气体输入流350表示的气体流动。替代地或此外，传送装置可以包括开口320，其允许排出气体流360。在一些实施例中，传送装置可以包括至少一个进气口和一个排气口。开口310和320被图示为位于计算机装置300的表面395中，但传送装置也可以位于计算机装置300的一个或多个表面上。
为了例示本发明的一些实施例，将开口310示为用于供气流350流入内部体积390的入口，而将开口320示为用于供气流360流出内部体积390的出口。在一些实施例中，单个传送装置可以在一个时间是用于供气流流出内部体积390的出口，在另一个时间是用于供气流流入内部体积390的入口。气流中的气体可以是计算机装置300可能工作于其中的环境的任何气态混合物。在一些实施例中，气体包括空气。在描述本发明的一些实施例时在此使用“空气”的提法。相关领域的普通技术人员将认识到在这里的本发明的一些实施例的描述中提到“空气”可以扩展到包括多种类似空气的气体的任何气体。然而应当指出，这里特别相对于空气描述了透气疏水装置的空气渗透性。
气流350可以从计算机装置300的外部和/或从计算机装置300的另一内部体积流入内部体积390。类似地。气流360可以从内部体积390流向计算机装置300的外部和/或从计算机装置300的另一内部体积。计算机装置300可以任选地包括一个或多个额外的开口370、380，以通过多个额外气流辅助冷却一个或多个部件330。
为了防止液体通过给定开口侵入内部体积390中，如本文所述，引导通过给定传送装置的气流使其流经透气疏水装置340。在一个实施例中，引导气流通过透气疏水装置340包括将透气疏水装置340定位成邻近气流通过的开口。在各实施例中，例如，透气疏水装置340可以完全位于计算机装置300的内部，部分位于计算机装置300的内部或位于计算机装置300的外表面中。为了例示本发明的一些实施例，将气流350示为被引导通过透气疏水装置340。替代地或此外，例如，可以通过各种方式将气流360和/或其他气流引导通过一个或多个其他透气疏水装置。
在本发明的一些实施例中，表面395可以是计算机300的顶表面。如本文所述，在计算机装置300在顶表面中具有一个或多个开口的情况下，增大了液体侵入计算机装置300的内部体积390的风险。可以通过引导通过顶表面开口的气流通过透气疏水装置来抵消这种通过顶表面侵入的增大的风险。这里所述的是用于以各种方式引导一个或多个气流通过透气疏水装置以减少液体侵入计算装置内部体积的各实施例。
图1是示出了根据本发明一些实施例具有用于减少液体侵入的疏水装置的计算机装置100的范例的图示。计算机装置100代表包括至少一个传送装置的任何计算装置，传送装置允许气流通过计算机装置100的内部体积。在本发明的各实施例中，计算机装置100可以是多种便携式计算装置的任何装置。如本文所使用的，便携式计算装置是指可以在未连接到固定(即不可移动的)电源的同时工作的任何计算装置。这种便携式计算装置的范例包括，但不限于膝上型电脑、笔记本、桌上型替换物、轻薄超便携超移动个人计算机(UMPC)、写字板PC、个人数字助(PDA)和任何其他类似的可以包括传送装置以允许气流通过计算机装置内部体积的装置。或者，计算机装置100可以是非便携式装置，例如台式计算机或服务器。
计算机装置100具有表面105，表面105具有至少一个开口115，允许气流120通过计算机装置100的内部体积110。开口115可以是任何允许气体流动的其他传送装置，如上文参考传送装置310所述。内部体积110代表计算机装置100内部的任何空间的至少一部分。在一个实施例中，内部体积110可以代表计算机装置110内部具有专用气冷系统的隔离隔间。开口115代表允许空气流经内部体积110的任何传送装置。在一个实施例中，开口115可以包括计算机装置100中划定至少一部分内部体积110的结构中的开口。例如，开口115可以是进气通风孔，以允许气流120在内部体积110内部和内部体积110外部之间流动。替代地或此外，这种传送装置可以包括例如出口通风孔、流道或允许气流通过内部体积110的其他装置的任何组合。为了简洁起见，以下对本发明实施例的论述将包括“通风孔”或“开口”的提法。本领域的普通技术人员要理解，可以将涉及“通风孔”或“开口”的本发明的实施例描述扩展应用到任何传送装置。
可以引导气流120以通过例如对流来冷却计算机装置100的一个或多个部件125。在一些实施例中，一个或多个部件125的一些或全部可以位于内部体积110中，引导气流120通过该内部体积，如在直接对流冷却的情况下那样。在此将冷却一个或多个部件理解为表示降低一个或多个部件125中至少一个的温度。一个或多个部件125代表计算机装置100中可能需要冷却以帮助提供计算机装置100的计算能力的任何部件。在一个实施例中，一个或多个部件可以包括在计算机装置100工作期间会发热的电气部件。这种部件的范例可以包括，但不限于诸如处理器、计算机存储器、图形硬件、电源和散热器件的集成电路。
在本发明的一些实施例中，计算机装置100还可以包括用于产生气流120的通风装置。在各实施例中，这种通风装置例如可以包括压缩空气供应和/或真空机构。在图1中，由风扇145表示通风装置，风扇145从内部体积110汲取出口空气150，以帮助产生气流120。此外，可以向开口115、内部体积110和/或诸如风扇145的通风装置并入其他结构(未示出)或为其配置其他结构，以有效地引导气流120，从而最佳地冷却一个或多个部件125。这种结构例如可以包括热管和附着于风扇145的远程热交换器，以从位于远处的部件消除热量。为了简洁起见，以下对本发明实施例的论述将包括“风扇”的提法。本领域的普通技术人员要理解，可以将涉及“风扇”的本发明的实施例描述扩展应用到任何通风装置。
取决于用户是正常使用还是误用计算机装置100，并取决于开口115的定位，内部体积110可能受到液体135的侵入。液体135侵入内部体积110可能对一个或多个部件125有害，和/或可以对计算机装置100的工作有其他不利影响。为了减少液体135对内部体积110的任何侵入，本发明的一些实施例向计算机装置100增加透气疏水装置，以减少任何液体对计算机装置内部体积的侵入。在一个实施例中，要将气流120引导通过透气疏水装置。
透气疏水装置可以包括，但不限于既提供空气渗透性又提供疏水性的结构、材料、织物、涂层和/或化合物质的任何组合。透气疏水装置可以借助一个或多个特征提供其空气渗透性，所述一个或多个特征包括但不限于其化学性质、多孔性、结构、编织法、织物经纬密度、涂布和计算机装置100之内的配置。
如本文所使用的，可以将透气疏水装置理解为充分“透气”，其中气流通过透气疏水装置的空间速度等于或大于对于透气疏水装置所暴露的给定压强差的最小空间速度。用于测量透气疏水装置的空气渗透性的方法包括：跨过透气疏水装置提供参考压强差，并进行测量以探测气流是否以等于或大于所提供的参考压强差所需最小空间速度的空间速度通过透气疏水装置。应当指出，计算机装置充分流动的空气还可以在低于这一所提供压强差的压强差下流动，如同在透气疏水装置不止充分“透气”的情况下那样。可以由“流动参数”表示空气渗透率的测量结果，“流动参数”是流经透气疏水装置区域的比例(例如，以[mm³/(sec·mm²)]测量)或除以该流动所需的压强差(例如以帕斯卡(Pa)测量)(mm/sec)。流动参数较高的膜将具有更高的空气渗透率。在本发明的一些实施例中，在透气疏水装置具有至少为3.0mm/(P·sec)的流动参数时，认为是透气的。这种第一种水平的空气渗透率被图示为至少支持大部分具有允许气流通过个人计算机装置内部体积的传送装置的个人计算机装置的气流要求。在本发明的其他实施例中，在透气疏水装置具有至少为13.0mm/(Pa·sec)的流动参数时，认为其是透气的。这种第二种水平的空气渗透率被图示为至少支持大部分具有允许气流通过便携式计算机装置内部体积的传送装置的便携式计算机装置的气流要求。
类似地，透气疏水装置可以借助一个或多个特征提供其疏水性，所述一个或多个特征包括但不限于其化学性质、多孔性、结构、编织法、织物经纬密度、涂布和计算机装置100之内的配置。尽管根据本发明的各实施例，疏水装置可以排斥若干种液体的任何液体，但在这里参考排斥水的性质定义疏水性自身。
可以由为了使水渗透通过透气疏水装置出口而在透气疏水装置入口处所需的最小水压量来量化透气疏水装置的疏水性。将水滴一开始出现在透气疏水装置出口时的压强视为透气疏水装置的进水压强。应当指出，也可以在压强大于该参考最小压强的压强下防止水侵入，如同在透气疏水装置不止充分“疏水”的情况下那样。例如，可以用磅每平方英寸(psi)作为单位测量水进入压强。
在本发明的一些实施例中，在透气疏水装置具有至少高达0.02psi的水进入压强时，认为是疏水的。这种第一水平的疏水性被图示为有效地消除了以诸如下雨、喷洒、薄雾等偶然暴露形式存在于透气疏水装置上的水的任何侵入。在本发明的其他实施例中，在透气疏水装置具有至少高达0.1psi的水进入压强时，认为其是疏水的。这种第二水平的疏水性被图示为有效地消除以更大量存在于透气疏水装置上(例如，通过泼洒、泄露等)且根据其自身的表面张力而能够汇聚于其上的一定量水的任何侵入。
例如，透气疏水装置可以包括单种材料和/或结构，其被形成为既透气又疏水。透气疏水装置可以替代地或额外地包括相对于气流120串行设置的多个独立部件装置。透气疏水装置可以替代地或额外地包括彼此相邻定位的多个分层部件装置。透气疏水装置可以替代地或额外地包括以化学和/或机械方式保持在一起的多个层压部件装置。透气疏水装置可以替代地或额外地包括网、编织纤维材料、非编织纤维材料和多孔非纤维材料中的一种或多种。
在图1的示范性实施例中，膜130代表透气疏水装置。为了简洁起见，以下对本发明实施例的论述将包括“透气疏水膜”或简单的“膜”的提法。本领域的普通技术人员要理解，可以将提到“透气疏水膜”(或简单地“膜”)的本发明的实施例描述扩展应用到任何透气疏水装置。
在本发明的各实施例中，膜130可以由多种疏水材料的任何材料制成。多种疏水材料可以包括，但不限于各种疏水聚合物和共聚物。这些聚合物和共聚物包括疏水性含氟聚合物，例如聚氟乙烯、氟化乙丙烯(FEP)、四氟乙烯/全氟烃基全氟乙烯醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。包括PTFE和/或PET且可以有效实施本发明的各实施例一些商用产品包括，但不限于Gore-和多种疏水材料还包括硅氧烷以及诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)和硅树脂的聚合化硅氧烷(聚硅氧烷)。可以通过多种形式使用这些材料的每一种，例如，用于形成膜130的疏水结构和/或在膜130的结构上形成疏水涂层。
再次参考图1，可以定位膜130，从而引导气流120通过透气疏水膜130。在该范例中，膜130位于内部体积110之内，靠近开口115。在将气流120引导通过透气疏水膜130时，可能被引导通过开口115的任何液体135都可能在透气疏水膜130上汇聚成珠，而不会侵入计算机装置100的内部体积110中。
在不同实施例之间，开口115、膜130和内部体积110彼此之间的相对配置可以变化。在一个实施例中，例如可以将膜定位在计算机装置100外部。由此，膜130可以从计算机装置100外部覆盖开口115，用户更容易对其进行清洁和/或更换。替代地或此外，可以在内部体积内部110，离开开口115处进一步设置类似于膜130的膜。替代地或此外，可以定位透气疏水装置的至少一部分，从而在透气疏水装置的该至少一部分上方，而不是通过其引导气流。在这种实施例中，被诸如一个或多个部件125的部件加热的空气可以通过透气疏水装置向上渗透，以在气流120中被排出，同时可以防止气流120通过透气疏水装置向下侵入部件。例如，可以使用粘合剂将膜130保持在适当位置。替代地或此外，可以通过计算机制造领域公知的多种机械和/或化学装置的任一种来定位、粘附和/或支撑膜130。因此，除非是描述本发明的特定实施例所必需的，不在本文中更详细地论述各种定位、粘附和/或支撑膜130的装置。
图2包括计算机装置200，以分解图示出了计算机装置200以例示本发明的一些实施例。计算机装置200包括要耦合到计算机装置顶部230以及计算机装置200工作面240上的键盘的按键260的计算机装置基座220。在将计算机装置基座220耦合到计算机装置顶部230时，形成了至少一个内部体积(未示出)，部件205可以位于其中。部件205代表前述一个或多个部件的范例。可以在计算机装置200中包括风扇215以产生冷却部件205的气流。
本发明的一些实施例可以将开口定位成靠近计算机装置200的“顶”表面，同时使通过开口侵入计算机装置200内部体积中的任何液体最小化。如本文所使用的，计算机装置的顶表面被理解为是指在根据任何期望的工作方式对计算机装置200进行取向时，基本面向上方的计算机装置200的表面，从而其暴露于液体降落、泄露、泼洒到所述表面的可能性。要理解的是，在相对于计算机装置200的一种工作模式可以将计算机装置200的一个表面视为顶表面而相对于计算机装置200的不同工作模式可以将计算机装置200的不同表面视为顶表面的意义上，计算机装置可以具有超过一个顶表面。
替代地或此外，本发明的一些实施例可以将开口定位成靠近计算机装置200的“工作”表面，同时使通过开口侵入计算机装置200内部体积中的任何液体最小化。在计算机装置200的示范性情况下，开口250处于也是工作表面240的顶表面中。工作表面240被理解为被设计成在计算机装置200正常工作期间受到各种频繁用户接触的任何表面。工作表面的范例可以是具有一个或多个用户接口部件的任何表面，所述用户接口部件例如是键盘、触摸板、鼠标板、按钮等。在一个实施例中，可以将开口定位成靠近计算机装置200的用户在使用期间放置其手掌的地方。在固定在适当位置时，可以将按键260视为工作表面240的一部分。在相对于既是顶表面又是工作表面240的表面定位诸如开口250的开口时，开口可能会有液体侵入的可能。然而，计算机装置的工作表面未必是计算机装置的顶表面，反之亦然。在一个实施例中，可以将通风孔250设置地靠近风扇215。这会使所用的通风孔和膜的尺寸最小化，但仍然允许可感知的流动。
开口可以是例如给定表面中的开口，从而可以定位成靠近给定表面。或者，开口可以是除了给定表面的表面中的开口(其中，尽管如此开口仍靠近所述给定表面)，从而将其定位成靠近所述给定表面。在本发明的一些实施例中，将开口定位成靠近计算机装置200的给定表面包括将开口定位在给定表面下方的表面中。在本实施例中，在流经给定开口期间，引导气流通过给定表面。
举例来说，可以将开口定位在计算机装置顶部230上作为顶表面的表面中，从而将开口定位得靠近顶表面。更具体而言，将开口280定位在顶表面中允许在流经开口280期间引导空气通过顶表面。或者，可以通过将开口250定位在工作表面240下方，从而相对于工作表面240定位开口250。更具体而言，开口250被定位在作为工作表面240一部分的按键260下方，且在流经开口280期间引导空气通过包括按键260的表面(例如在按键260之间、周围和/或下方流动)。
空气通过通风孔250和280流动并分别被引导通过疏水膜210和290。替代地或此外，可以相对于工作表面240上的特定结构定位开口，其中在气流流经开口期间在这种结构周围、通过这种结构和/或在这种结构下方引导气流。这种结构的一个范例是诸如腕垫(未示出)的人体工程学元件。
在计算机装置200中包括膜210和290允许将通风孔250和280定位在计算机装置200的工作表面、顶表面或其他表面中，同时减少通过这些表面的液体侵入。这样能够在定位用于对计算机装置部件进行气冷的通风孔和/或设定其大小中有更多选择。相对较大的开口250可以位于工作表面240上键盘的按键260下方。膜210的尺寸和空气渗透率能够导致通过计算机装置200的一个或多个内部体积的显著气流。与此同时，膜210、290的疏水性能够导致侵入计算机装置200的一个或多个内部体积的液体减少。
本文描述了用于减少计算机装置中液体侵入的技术。在以下描述中，阐述了很多具体细节。然而，可以不用这些特定细节实施本发明的实施例。在其他情况下，未详细示出公知的结构和技术，以免混淆对本说明书的理解。