TWI673943B - 散熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種散熱裝置，用於逸散一熱源所產生之熱能。散熱裝置包含一導熱板、一散熱組件、至少一第一散熱風扇以及一氣流循環組。導熱板用以熱接觸熱源。散熱組件連接於導熱板。至少一第一散熱風扇設置於散熱組件。氣流循環組包含一殼體以及至少一活塞。殼體設置於散熱組件，且具有面對散熱組件的一通風面以及一第一通風孔。第一通風孔位於通風面。至少一活塞可活動地設置於殼體，而產生通過第一通風孔而對散熱組件散熱的一循環氣流。

Description

散熱裝置

本發明係關於一種散熱裝置，特別是一種氣冷式散熱裝置。

隨著電子領域技術的演進，電子元件的效能不斷提升，而效能的提升卻也使電子元件產生的熱量增加。若無法有效將熱量自電子元件排除，電子元件的溫度將因熱量的累積而升高。當電子元件的溫度過高時，便會使電子元件發生當機，甚至燒毀的情形。因此，電子元件通常配置有散熱裝置以排除累積於電子元件的熱量。

一般來說，散熱裝置分成液冷式散熱裝置及氣冷式散熱裝置。液冷式散熱裝置是利用壓縮機或幫浦驅動冷卻管內之冷卻液，使冷卻液與電子元件進行熱交換以排除電子元件之熱量。氣冷式散熱裝置則是利用風扇導引冷空氣，使冷空氣與熱接觸於電子元件的散熱鰭片進行熱交換，進而透過散熱鰭片排除電子元件之熱量。與液冷式散熱裝置相比，氣冷式散熱裝置因無需裝設壓縮機、幫浦及冷卻液而具有成本上之優勢，所以廠商普遍利用氣冷式散熱裝置排除電子元件之熱量。

然而，傳統氣冷式散熱裝置僅以單一路徑導引冷空氣至散熱鰭片，導致累積於散熱鰭片的熱量無法有效地被冷空氣帶走，進而使傳統氣冷式散熱裝置的散熱效率因熱量累積於散熱鰭片而難以提升。

本發明在於提供一種散熱裝置，以解決傳統氣冷式散熱裝置的散熱效率因熱量累積於散熱鰭片而難以提升的問題。

本發明之一實施例所揭露之散熱裝置，用於逸散一熱源所產生之熱能。散熱裝置包含一導熱板、一散熱組件、至少一第一散熱風扇以及一氣流循環組。導熱板用以熱接觸熱源。散熱組件連接於導熱板。至少一第一散熱風扇設置於散熱組件。氣流循環組包含一殼體以及至少一活塞。殼體設置於散熱組件，且具有面對散熱組件的一通風面以及一第一通風孔。第一通風孔位於通風面。至少一活塞可活動地設置於殼體，而產生通過第一通風孔而對散熱組件散熱的一循環氣流。

根據上述實施例所揭露的散熱裝置，藉由設置氣流循環組於散熱組件，而使活塞往復運動而形成的循環氣流能透過殼體的第一通風孔對散熱組件進行散熱。如此一來，第一散熱風扇及氣流循環組便能分別由不同的路徑導引冷空氣至散熱組件進行散熱，而使累積於散熱組件的熱量有效地排除，進而提升散熱裝置的散熱效率。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1及圖2。圖1為本發明第一實施例之散熱裝置及熱源之立體圖。圖2為圖1之散熱裝置及熱源之分解圖。

本實施例之散熱裝置10，用於逸散一熱源20所產生之熱能。熱源20例如為中央處理器。散熱裝置10包含一導熱板100、一散熱組件200、二第一散熱風扇300以及一氣流循環組400。

導熱板100用以熱接觸熱源20。散熱組件200連接於導熱板100。詳細來說，散熱組件200包含多個散熱鰭片210以及多個導熱管220。各散熱鰭片210皆平行於導熱板100，且每一散熱鰭片210具有二散熱面211、一環形側面212以及多個散熱孔213。每一散熱鰭片210中，二散熱面211彼此相對，且環形側面212連接於二散熱面211。這些散熱孔213貫穿二散熱面211。這些導熱管220穿設並熱接觸於這些散熱鰭片210。導熱板100則連接並熱接觸於各導熱管220遠離這些散熱鰭片210的一側。因此，導熱板100自熱源20接收的熱量能透過這些導熱管220傳導至這些散熱鰭片210，以藉由這些散熱鰭片210將熱量逸散於外。此外，本實施例中散熱組件200包含多個導熱管220，但並不以此為限，於其他實施例中，散熱組件亦可僅包含一導熱管。

二第一散熱風扇300設置於各散熱鰭片210之環形側面212的相對兩側，以導引冷空氣至各散熱鰭片210。本實施例中，散熱裝置10包含二第一散熱風扇300，但並不以此為限，於其他實施例中，散熱裝置亦可僅包含一第一散熱風扇。

氣流循環組400包含一殼體410、多個活塞420、一連桿430、一驅動元件440以及一第二散熱風扇450。

殼體410例如為透明殼體，且殼體410以及導熱板100位於這些散熱鰭片210的相對兩側，且導熱板100與殼體410分別覆蓋這些散熱面211中最外側的二散熱面211。

殼體410包含相連的一下殼體411以及一上殼體412。下殼體411設置於散熱組件200，且具有一通風面413及一第一通風孔414。通風面413面對散熱組件200，也就是說，殼體410的通風面413面向這些散熱面211中最遠離導熱板100之散熱面211。第一通風孔414位於通風面413。上殼體412具有多個第二通風孔415以及多個第一容置槽416。這些第二通風孔415分別位於上殼體412的相對兩側。這些第一容置槽416連通於第一通風孔414以及二第二通風孔415。本實施例中，下殼體411具有一第一通風孔414，但並不以此為限，於其他實施例中，下殼體亦可具有多個第一通風孔。

本實施例中各散熱鰭片210皆平行於導熱板100，而殼體410的通風面413面向最外側的散熱面211，但並不以此為限，於其他實施例中，各散熱鰭片亦可改為皆垂直於導熱板，而殼體的通風面便因此改為面對各環形側面。或者，於其他實施例中，亦可保持各散熱鰭片與導熱板彼此的平行關係，而將通風面改為面向各環形側面。

這些活塞420分別可活動地設置於這些第一容置槽416，且各具有一本體4200以及一彈性元件4201。彈性元件4201例如為彈簧且每一活塞420中，彈性元件4201設置於本體4200的一第二容置槽4202中。

請參閱圖3。圖3為圖1之散熱裝置之剖面示意圖之局部放大圖。本實施例中，這些活塞420分別為多個第一活塞421以及多個第二活塞422。這些第一活塞421各具有一第一中心線C1，而這些第二活塞422各具有一第二中心線C2。位於最外側且面向通風面413的散熱面211具有一法線N。這些第一中心線C1以及這些第二中心線C2與法線N間夾一銳角θ例如為60度，而呈現如V型引擎之視覺效果，但並不以此為限，於其他實施例中，這些第一中心線以及這些第二中心線亦可平行於法線，而呈現如直立式引擎之視覺效果。或者，於其他實施例中，這些第一中心線以及這些第二中心線亦可垂直於法線，且兩兩對應而呈現如水平對臥式引擎之視覺效果。再者，於其他實施例中，這些第一中心線以及這些第二中心線亦可垂直於法線，且六中心線以一中心點向外散射，而呈現如星型引擎之視覺效果。

連桿430包含一曲軸431以及多個凸輪432。這些凸輪432設置於曲軸431，且這些活塞420的這些本體4200分別接觸於連桿430的這些凸輪432。驅動元件440例如為馬達或風扇轉子，且連接曲軸431，並用以驅動曲軸431旋轉。曲軸431旋轉時便帶動這些凸輪430旋轉而推動這些活塞420，接著，彈性元件4201抵靠上殼體412而被壓縮，最後，彈性元件4201的彈力便能帶動這些活塞420復位。如此一來，這些活塞420便能藉由連桿430的這些凸輪432以及這些活塞420的彈性元件4201之搭配而分別於這些第一容置槽416中往復活動，進而透過第一通風孔414對這些散熱鰭片210散熱。

第二散熱風扇450連接於連桿430的一側，且驅動元件440以及第二散熱風扇450分別連接於連桿430的相對二側。第二散熱風扇450的旋轉軸線L2與第一散熱風扇300的旋轉軸線L1不平行，以使第一散熱風扇300與第二散熱風扇450藉由不同路徑導引冷空氣對這些散熱鰭片210散熱。此外，第二散熱風扇450所導引之冷空氣亦可排除鄰近熱源20之電子元件(未繪示)周圍之熱量。本實施例中，第二散熱風扇450的旋轉軸線L2例如垂直於第一散熱風扇300的旋轉軸線L1，但並不以此為限，於其他實施例中，第二散熱風扇的旋轉軸線亦可與第一散熱風扇的旋轉軸線夾一銳角例如為30度。此外，本實施例中，第二散熱風扇450以及驅動元件440分別連接於連桿430的相對二側，但並不以此為限，於其他實施例中，第二散熱風扇以及驅動元件亦可連接於連桿的同一側。

本實施例之散熱裝置10運作時，驅動元件440會驅動連桿430旋轉，這些活塞420及第二散熱風扇450便分別受連桿430之帶動而往復運動及旋轉。此時，這些活塞420便因往復運動而於殼體410內形成一循環氣流A(如圖3所示)，而循環於殼體410內的循環氣流A便能通過第一通風孔414而進入這些散熱孔213，進而對這些散熱鰭片210進行散熱。

另一方面，第二散熱風扇450不但能藉由這些第二通風孔415協助殼體410內的循環氣流A對這些散熱鰭片210散熱，也能將冷空氣導引至鄰近熱源20之電子元件(未繪示)周圍，以對電子元件(未繪示)周圍進行散熱。如此一來，第一散熱風扇300導引之冷空氣、循環氣流A以及第二散熱風扇450導引之冷空氣，皆以不同的路徑導引氣流對這些散熱鰭片210散熱，使累積於這些散熱鰭片210的熱量能有效地排除。此外，第二散熱風扇450也能協助排除鄰近熱源20之電子元件(未繪示)周圍的熱量。

舉例來說，以最外側散熱鰭片210中之B點(如圖3所示)為例，於熱源20運作時，無設置氣流循環組400的散熱裝置10中，B點之溫度例如為攝氏53.4度。而額外設有氣流循環組400的散熱裝置10於熱源20運作時，B點之溫度則例如由攝氏53.4度降低為攝氏49.42度。故氣流循環組400能使累積於這些散熱鰭片210的熱量更有效地排除。

另一方面，在額外設置氣流循環組400於散熱裝置10後，鄰近散熱裝置10且高度較低之電子元件例如記憶體(未繪示)、電源轉換器(未繪示)及顯示卡(未繪示)周圍之溫度皆有下降的情形。詳細來說，記憶體(未繪示)周圍之溫度例如由攝氏56.21度下降至攝氏52.45度。電源轉換器(未繪示)周圍之溫度例如由攝氏57.8度下降至攝氏53.25度。顯示卡(未繪示)周圍之溫度例如由攝氏56.42度下降至攝氏55.51度。故氣流循環組400不但能使累積於這些散熱鰭片210的熱量更有效地排除，也能一併排除鄰近熱源20之電子元件周圍之熱量。

此外，因殼體410為透明殼體，散熱裝置10運作時，不但能讓使用者藉由觀察這些活塞420的運動，而判斷散熱裝置10的運作狀況，也能增加散熱裝置10的視覺效果。再者，於其他實施例中，散熱裝置亦可包含多個發光元件，如此一來，散熱裝置便可於這些活塞運作時搭配引擎音效以及發光元件的燈效而產生豐富的聲光效果。

再者，本實施例之氣流循環組400設置於散熱組件200，但並不以此為限，於其他實施例中，氣流循環組亦可透過通用序列匯流排連接器設置於電子裝置外，如此一來，氣流循環組便為獨立的散熱裝置，且能協助排除電子裝置周圍之熱量。

請參閱圖4。圖4為本發明第二實施例之散熱裝置及熱源之剖面示意圖。本實施例中，散熱裝置10a更包含一導風罩500a，以加強第二散熱風扇450a對這些散熱鰭片210a的散熱效果。導風罩500a具有一導風通道510a。導風通道510a之一端對應第二散熱風扇450a，而導風通道510a之另一端則對應這些散熱鰭片210a。如此一來，由第二散熱風扇450a導引之冷空氣，便能進入導風通道510a，並於流出導風通道510a時對這些散熱鰭片210a進行散熱。

請參閱圖5及圖6。圖5為本發明第三實施例之連桿及活塞之分解圖。圖6為本發明第三實施例之散熱裝置之剖面示意圖。

第一實施例中，這些活塞420藉由連桿430的這些凸輪432以及這些活塞420的彈性元件4201之搭配而能往復活動，但並不以此為限，於本實施例中，連桿430b亦可改為一偏心軸，而這些活塞420b改為各包含相連的一本體4200b以及一樞接部4203b，且這些樞接部4203b樞接於連桿430b。如此一來，本實施例中，這些活塞420b便改為藉由連桿430b的偏心軸結構以及這些活塞420的樞接部4203b之搭配而能往復活動。

根據上述實施例所揭露的散熱裝置，藉由設置氣流循環組於散熱組件，而使活塞往復運動而形成的循環氣流能透過殼體的第一通風孔對散熱組件進行散熱。如此一來，第一散熱風扇及氣流循環組便能分別由不同的路徑導引冷空氣至散熱組件進行散熱，而使累積於散熱組件的熱量有效地排除，進而提升散熱裝置的散熱效率。

此外，藉由設置第二散熱風扇於殼體，使第二散熱風扇不僅能再由另一路徑導引冷空氣至散熱鰭片進行散熱，也能導引冷空氣至鄰近熱源之電子元件之周圍進行散熱。如此一來不僅更進一步提升散熱裝置的散熱效率，也使鄰近熱源之電子元件得到額外的散熱效果。

再者，散熱裝置搭配活塞之設計，不僅使散熱裝置單調的外型於視覺上有所變化，也使散熱裝置可搭配發光元件的燈效以及引擎的音效，而於活塞運作時產生較傳統散熱裝置豐富的聲光效果。

雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10、10a‧‧‧散熱裝置

100‧‧‧導熱板

200‧‧‧散熱組件

210、210a‧‧‧散熱鰭片

211‧‧‧散熱面

212‧‧‧環形側面

220‧‧‧導熱管

300‧‧‧第一散熱風扇

400‧‧‧氣流循環組

410‧‧‧殼體

411‧‧‧下殼體

412‧‧‧上殼體

413‧‧‧通風面

414‧‧‧第一通風孔

415‧‧‧第二通風孔

416‧‧‧第一容置槽

420、420b‧‧‧活塞

4200、4200b‧‧‧本體

4201‧‧‧彈性元件

4202‧‧‧第二容置槽

4203b‧‧‧樞接部

421‧‧‧第一活塞

422‧‧‧第二活塞

430、430b‧‧‧連桿

431‧‧‧曲軸

432‧‧‧凸輪

440‧‧‧驅動元件

450、450a‧‧‧第二散熱風扇

500a‧‧‧導風罩

510a‧‧‧導風通道

20‧‧‧熱源

L1、L2‧‧‧旋轉軸線

A‧‧‧循環氣流

N‧‧‧法線

C1‧‧‧第一中心線

C2‧‧‧第二中心線

θ‧‧‧銳角

圖1為本發明第一實施例之散熱裝置及熱源之立體圖。 圖2為圖1之散熱裝置及熱源之分解圖。 圖3為圖1之散熱裝置之剖面示意圖之局部放大圖。 圖4為本發明第二實施例之散熱裝置及熱源之剖面示意圖。 圖5為本發明第三實施例之連桿及活塞之分解圖。 圖6為本發明第三實施例之散熱裝置之剖面示意圖。

Claims (10)

1. 一種散熱裝置，用以逸散一熱源所產生之熱能，該散熱裝置包含：一導熱板，用以熱接觸該熱源；一散熱組件，連接於該導熱板；至少一第一散熱風扇，設置於該散熱組件；以及一氣流循環組，包含一殼體以及至少一活塞，該殼體設置於該散熱組件，且具有面對該散熱組件的一通風面以及一第一通風孔，該第一通風孔位於該通風面，該至少一活塞可活動地設置於該殼體，而產生通過該第一通風孔而對該散熱組件散熱的一循環氣流；其中，該氣流循環組更包含相連的一連桿以及一驅動元件，該至少一活塞接觸於該連桿，該驅動元件用以透過該連桿驅動該至少一活塞往復運動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該散熱組件包含多個散熱鰭片以及一導熱管，該些散熱鰭片以及該導熱板分別連接於該導熱管的相對二側，該導熱管熱接觸該導熱板以及該些散熱鰭片，該氣流循環組的該殼體設置於該些散熱鰭片的一側。
3. 如申請專利範圍第2項所述之散熱裝置，其中每一該散熱鰭片具有二散熱面以及一環形側面，每一該散熱鰭片中，該二散熱面彼此相對，該環形側面連接於該二散熱面，該通風面面向最外側的該散熱面。
4. 如申請專利範圍第2項所述之散熱裝置，其中每一該散熱鰭片具有二散熱面以及一環形側面，每一該散熱鰭片中，該二散熱面彼此 相對，該環形側面連接於該二散熱面，該通風面面向該些環形側面。
5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述之散熱裝置，其中該連桿包含一曲軸以及多個凸輪，該些凸輪設置於該曲軸，該至少一活塞的數量為多個，且該些活塞分別接觸於該連桿的該些凸輪，該驅動元件連接該曲軸，並用以驅動該曲軸旋轉，以令該曲軸帶動該些凸輪推動該些活塞往復運動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之散熱裝置，其中該氣流循環組更包含一第二散熱風扇，該第二散熱風扇設置於該連桿的一側，且該第二散熱風扇的旋轉軸線與該第一散熱風扇的旋轉軸線不平行。
7. 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置，其中該第二散熱風扇以及該驅動元件分別連接於該連桿的相對二側。
8. 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置，其中該第二散熱風扇以及該驅動元件連接於該連桿的同一側。
9. 如申請專利範圍第6項所述之散熱裝置，更包含一導風罩，該導風罩具有一導風通道，該導風通道之一端對應該第二散熱風扇，該導風通道之另一端對應該些散熱鰭片。
10. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該殼體為透明殼體。