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TW201445051A - 散熱系統 - Google Patents

散熱系統 Download PDF

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TW201445051A
TW201445051A TW102117397A TW102117397A TW201445051A TW 201445051 A TW201445051 A TW 201445051A TW 102117397 A TW102117397 A TW 102117397A TW 102117397 A TW102117397 A TW 102117397A TW 201445051 A TW201445051 A TW 201445051A
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TW
Taiwan
Prior art keywords
air inlet
piezoelectric fan
heat dissipation
piezoelectric
opening
Prior art date
Application number
TW102117397A
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English (en)
Inventor
Chang-Hsu Yen
Chien-Yu Lin
Original Assignee
Asustek Comp Inc
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Publication date
Application filed by Asustek Comp Inc filed Critical Asustek Comp Inc
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
    • H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
    • H05K7/20172—Fan mounting or fan specifications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B45/047—Pumps having electric drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
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  • Thermal Sciences (AREA)
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Abstract

本案揭示一種散熱系統，包括一殼體、一熱源以及一壓電風扇。殼體具有一上殼及一下殼，其中上殼及下殼的至少其中之一具有至少一入風口。熱源及壓電風扇皆位於殼體內，其中壓電風扇具有一開口，且開口面對熱源，且入風口緊鄰開口設置，其中氣體藉由入風口進入開口，壓電風扇再將氣體往熱源方向導出。

Description

散熱系統
本案是有關於一種散熱系統，且特別是有關於一種不需使用有扇葉之風扇的散熱系統。
隨著電子產品輕薄化的設計概念，針對目前的薄型電子產品，因為CPU效能的提高，所以需要導入主動式的散熱系統，否則會有過熱問題。但是薄型電子產品無法將傳統有扇葉的風扇應用於其中。因此，利用壓電材料或電磁感應的振動薄膜等不具有扇葉的風扇以解決散熱問題，成為各家廠商競相研究的項目。
習用的一種散熱系統中，是在一個密封的系統空間中利用壓電材料產生擺動、震動以形成氣流進而對系統內部的零件的溫度進行降溫，這對於局部的熱點(Hot spot)是極具效率的，但是因為此系統是密封的，所以在發熱時間久了之後，系統內的整體環境溫度持續增加，熱空氣無法排出，且冷空氣無法進入，所以系統的整體散熱效率就會變差。
圖1為習用另一種散熱系統的示意圖。由圖1可知，在壓電風扇110固定在殼體120的側壁122上設置開口124，且此開 壓電風扇110固定在殼體120的側壁122上設置開口124，且此開口124對應壓電風扇110的設置處，所以可藉由側壁122的開口124以將殼體120外部的冷空氣藉由吸風以灌進殼體120內部來降低系統內部的環境溫度。然而，因為散熱系統100的進氣及出氣只能經由位於側壁122上的開口124，所以極有可能熱氣被排出的瞬間因為壓電風扇110狀態的改變而又隨即被吸入殼體120內，因此仍是無法有效提升散熱系統100的整體散熱效率。
本案提供一種具有良好散熱效率的散熱系統。
本案的一種散熱系統，包括一殼體、一熱源以及一壓電風扇。殼體具有一上殼及一下殼，其中上殼及下殼的至少其中之一具有至少一入風口。熱源及壓電風扇皆位於殼體內，其中壓電風扇具有一開口，且開口面對熱源，且入風口緊鄰開口設置，其中氣體藉由入風口進入開口，壓電風扇再將氣體往熱源方向導出。
基於上述，在本案之散熱系統中，經由在殼體適當地開孔以使壓電風扇的進風及出風不會互相干擾，而能夠減少系統內的擾流，有效增進降溫的效果。
為讓本案的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧散熱系統
110、230‧‧‧壓電風扇
120、210‧‧‧殼體
122、216‧‧‧側壁
124、232‧‧‧開口
200、200a‧‧‧散熱系統
212‧‧‧上殼
212a、212c‧‧‧入風口
212b‧‧‧第一側邊
212d‧‧‧出風口
214‧‧‧下殼
220‧‧‧熱源
230a、230b‧‧‧壓電材料
234‧‧‧第二側邊
圖1為習用另一種散熱系統的示意圖。
圖2為本案一實施例之散熱系統的示意圖。
圖3為散熱系統的壓電風扇作用時的示意圖。
圖4為本案另一實施例之散熱系統的示意圖。
圖5為壓電風扇所排出的氣體的中心風速與距離的關係圖。
圖6.1~6.3為對應圖5之壓電風扇與入風口的位置關係的示意圖。
下面將參照所附圖式以更全面地敍述本案的各實施例。本案的各實施例也可表現為許多不同的形態，而不應理解為侷限於本文所列舉的實施例。
圖2為本案一實施例之散熱系統的示意圖。請參考圖2，本實施例之散熱系統200包括殼體210、熱源220以及壓電風扇230。殼體210的材質例如為塑膠，且殼體210具有上殼212及下殼214，其中本實施例的上殼212具有一個入風口212a，但殼體210的下殼214並無設置任何開孔。熱源220及壓電風扇230皆位於殼體210內，其中壓電風扇230具有一個開口232，而壓電風扇230的開口232面對熱源220，且入風口212a緊鄰壓電風扇230的開口232設置。
圖3為散熱系統的壓電風扇作用時的示意圖。請同時參 考圖2及圖3，殼體210還具有環繞上殼212與下殼214周緣的多個側壁216，且本實施例的側壁216與下殼214相同，其上皆並未設置任何開孔。此外，熱源220與入風口212a重疊，由於本實施例的入風口212a的口徑相當大，因而位於入風口212a下方的熱源220被包含於入風口212a的範圍中。本實施例的熱源220為會發熱的電子零件，例如晶片或是設置有晶片的板卡等等，而壓電風扇230例如是由兩片互相交疊在一起但未互相接觸的壓電材料230a、230b而形成，且其中藉由提供給壓電風扇230不同的電場，進而產生正壓電效應(direct piezoelectric effect)及逆壓電效應(converes piezoelectric effect)，此正壓電效應及逆壓電效應讓壓電風扇230的兩片壓電材料230a、230b互相靠近或遠離以使氣體藉由開口232被抽吸進來或由開口232將氣體排出。
詳細而言，當提供給壓電風扇230的第一電場是使兩片壓電材料230a、230b朝向彼此變形時，因為變形而形成的壓力會使氣體經由開口232朝向前方流動並經過熱源220(即使氣體往熱源220的方向流動)，然後從熱源220的相對遠離壓電風扇230的一側處經由入風口212a排出於散熱系統200之外。而當提供給壓電風扇230第二電場時，兩片壓電材料230a、230b是以相對遠離彼此的方向而變形時，氣體會從熱源220的相對靠近壓電風扇230的一側處經由入風口212a進入散熱系統200之內。經由不斷地改變提供給壓電風扇230的電場所引起的正壓電效應及逆壓電效應，以將散熱系統200之外的冷空氣抽吸入散熱系統200之內， 並將散熱系統200之內的熱空氣排出於散熱系統200之外。
需特別說明的是，提供給壓電風扇230的電場是急速地改變，且正壓電效應及逆壓電效應所引起的進氣與排氣都是經由壓電風扇230的開口232而達成，所以如果沒有在殼體210對應緊鄰壓電風扇230的開口232處設置入風口212a，剛被壓電風扇230排出的熱空氣便極有可能被壓電風扇230再次抽吸進去而無法排出於系統之外，所以整個散熱系統200內的溫度會緩慢上升而無法有效下降，散熱效果並不佳。
而本實施例因為在殼體210的上殼212設置有口徑相當大的入風口212a，使得因為壓力驟變而被壓電風扇230排出的氣體可以以較快的流速流經熱源220後從入風口212a相較於遠離壓電風扇230的一側被排出，而當電場再變使壓電風扇230抽吸氣體時，在入風口212a相對靠近壓電風扇230的一側的空氣因為距離壓電風扇230較近所以會被及時吸入。簡單來說，即是能夠有效地將熱空氣排出於殼體210之外、並將殼體210之外的冷空氣抽吸進來，因此散熱系統200可具有較佳的散熱效果。
圖4為本案另一實施例之散熱系統的示意圖。請參考圖4，本實施例與上述實施例大致相同，因此相同或相似的元件標號代表相同或相似的元件，而本實施例與上述實施例不同之處在於本實施例的入風口212c的口徑並不大，且殼體210更設置有出風口212d，而熱源220則位於入風口212c及出風口212d之間(意即熱源220未與入風口212c重疊)；除了與前一實施例一樣入風口 212c仍需緊鄰開口232設置之外，出風口212d與開口232之間的距離需大於入風口212c與開口232之間的距離，且入風口212c更位於部分的壓電風扇230上。
此處所指之入風口212c位於部分的壓電風扇230上是指入風口212c的第一側邊212b並未與壓電風扇230的第二側邊234(標示於圖6.1中)切齊，而是第二側邊234會位在入風口212c的範圍內的情況，因此入風口212c會與部分的壓電風扇230重疊。而有關於壓電風扇230的作用方式已於上述實施例說明，所以此處便不再贅述。而需注意的是，藉由設置入風口212c以及出風口212d，且將入風口212a及出風口212d分隔一段距離以位於熱源220的相對兩側，更可有效地防止散熱系統200a入風及出風時流體的互相干擾，進而提升散熱系統200a的散熱效果。
須說明的是，入風口212c的位置也可以依照實際需求而改變，且因應入風口212c的位置不同，壓電風扇230所排出的氣體也會因為受到吸氣的干擾而使氣體的可達距離有所不同，以下將有更進一步的說明。
圖5為壓電風扇所排出的氣體的中心風速與距離的關係圖，而圖6.1~6.3為對應圖5之壓電風扇與入風口的位置關係的示意圖。請先看圖6.1，其表示入風口212c的第一側邊212b與壓電風扇230的第二側邊234齊平；圖6.2表示壓電風扇230的第二側邊234會位在入風口212c的範圍內(即壓電風扇230的部分與入風口212c重疊)；而圖6.3表示壓電風扇230的第二側邊234並未位 在入風口212c的範圍(即壓電風扇230未與入風口212c重疊)，且殼體210的上殼212覆蓋於壓電風扇230的上方且更突出於壓電風扇230。
接著由圖5可以看出，當壓電風扇230的第二側邊234外凸於入風口212a的第一側邊212b約1釐米的情況時，被排出的氣體粒子可達約30釐米處；而當壓電風扇230的第二側邊234內縮於入風口212a的第一側邊212b約2釐米的情況時，被排出的氣體粒子僅可達約6釐米處；而當壓電風扇230的第二側邊234與入風口212a的第一側邊212b切齊的情況時，則是介於6釐米與30釐米之間，約13釐米處。由此可知，壓電風扇230的第二側邊234外凸於入風口212a的第一側邊212b會減少進氣與出氣互相干擾的情況，進而達成較佳的散熱效果，但本案不以此為限。
附帶一提的是，雖然上述的實施例僅以上殼212具有入風口212a、上殼212具有入風口212c及出風口212d為例說明，但是本領域人員在詳讀本說明書之後，應也能夠想到於下殼214處設置入風口212a/212c及出風口212d的至少其中一種，其中位於上殼212、下殼214的入風口212a(及出風口212d)的位置是否需要相對應，可依照實際的需求來設計及改變，本案並不將此設限。
於本案之散熱系統中，在殼體設置有入風口(及出風口)，使得壓電風扇可將殼體之內的熱空氣有效地排出於殼體之外，而將殼體之外的冷空氣抽吸入殼體之內，以藉由良好的熱對流現象 而達成良好的散熱效果。
雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本案的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧散熱系統
210‧‧‧殼體
212‧‧‧上殼
212a‧‧‧入風口
214‧‧‧下殼
220‧‧‧熱源
230‧‧‧壓電風扇

Claims (7)

  1. 一種散熱系統，包括：一殼體，具有一上殼以及一下殼，其中該上殼及該下殼的至少其中之一具有至少一入風口；一熱源，位於該殼體內；以及一壓電風扇，位於該殼體內，該壓電風扇具有一開口，該開口面對該熱源，且該入風口緊鄰該開口設置，其中氣體藉由該入風口進入該開口，該壓電風扇再將氣體往該熱源方向導出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱系統，其中該入風口與部分的該壓電風扇重疊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的散熱系統，其中該熱源與該入風口重疊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的散熱系統，其中該熱源未與該入風口重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的散熱系統，其中該上殼及該下殼的至少其中之一具有至少一出風口，該出風口與該開口之間的距離大於該入風口與該開口之間的距離。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的散熱系統，其中該熱源位於該入風口與該出風口之間。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的散熱系統，其中該殼體的該上殼及該下殼同時具有該入風口及該出風口。
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