CN102076202B - 热交换装置及应用热交换装置的密闭式电器设备 - Google Patents

Abstract

一种热交换装置，包括一壳体、一内循环风扇、一外循环风扇及一热交换单元。内循环风扇、外循环风扇以及热交换单元设置在壳体内。内循环风扇与外循环风扇位于热交换单元的相同侧。本发明同时公开一种密闭式电器设备。

Description

热交换装置及应用热交换装置的密闭式电器设备

技术领域

本发明关于一种密闭式电器设备及其热交换装置。

背景技术

随着电子产品朝向高性能发展，也造成电子产品的发热温度越来越高，因而容易产生不稳定现象，影响电子产品可靠度与使用寿命，因此散热已成为电子产品的重要课题之一。在密闭式电器设备中，通常会利用热交换装置来对密闭式电器设备内部作散热。

图1A为传统热交换装置1的分解示意图，图1B为图1A所示热交换装置1的侧视剖面图。请参照图1A及图1B所示，热交换装置1是由内循环风扇11、外循环风扇12以及热交换单元13设置在壳体14内，并由盖体15盖合所形成。其中，内循环风扇11与外循环风扇12分别设置在热交换单元13的上下两侧。因此，当内循环风扇11转动时密闭式电器设备内部的热空气会沿方向I1被导入壳体14，外循环风扇12转动则会将外部冷空气沿方向O1导入壳体14。而内部热空气与外部冷空气沿着不同方向I1、O1进入壳体14内的热交换单元13后，借由热交换单元13的通道壁面进行热交换。由方向I1导入使得的热空气经过热交换单元13的热交换作用转变为冷空气，再沿方向I2回到密闭式电器设备内部；由方向O1导入的外部冷空气则经过热交换单元13的热交换作用转变为热空气，再沿方向O2导出至外部。借由热交换单元13的热交换，可对密闭式电器设备产生散热的功效。

然而，当应用热交换装置1的密闭式电器设备所处位置淹水时，由于外循环风扇12设置在热交换装置1的下侧，因此水会从外循环风扇12的位置渗入并使得外循环风扇12损坏，进而也会造成热交换装置1失去散热功效。

再者，由于内、外循环风扇11及12分别位于热交换单元13的相对侧，因此外循环风扇12的电源线、以及与电路板11连接的控制线路等都必须穿过热交换单元13，造成配线上的不便。且内循环风扇11与外循环风扇12分别设置在不同的固定座16及17，亦使材料成本增加。且当内循环风扇11与外循环风扇12都必须维修时，使用者必须将整个盖体15拆除，才能分别对位于不同侧的风扇11及12进行维修，亦造成维修时的不便。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种易于维修、可降低配线复杂度、且可避免水从外循环风扇渗入造成损坏的热交换装置，及应用上述热交换装置的密闭式电器设备。

本发明的其他目的为提供一种散热效率较好，且散热所需容积较小的热交换装置，及应用上述热交换装置的密闭式电器设备。

为达上述目的，依据本发明的一种热交换装置包括一壳体、一热交换单元、一内循环风扇以及一外循环风扇。内、外循环风扇及热交换单元设置在壳体内，且内、外循环风扇位于热交换单元的相同侧。

为达上述目的，依据本发明的一种热交换装置包括一壳体、一内循环风扇、一外循环风扇以及一热交换单元。内、外循环风扇及热交换单元设置在壳体内。热交换单元具有二个倾斜面，各倾斜面具有多个风口分别对应于内、外循环风扇。

为达上述目的，依据本发明的一种密闭式电器设备包括一机壳、一电子组件以及一热交换装置。电子组件设置在机壳内，热交换装置至少部分设置在机壳内，且外露于机壳。

在本发明一实施例中，热交换单元具有多个内循环空隙层及多个外循环空隙层彼此交错设置，且内、外循环空隙层彼此不相通。

在本发明一实施例中，各内循环空隙层具有一入风口及一出风口分别位于热交换单元的两侧，各外循环空隙层具有一入风口及一出风口分别位于热交换单元的两侧。

在本发明一实施例中，热交换单元更具有二个倾斜面，该些内循环空隙层的该些入风口位于热交换单元的其中的一倾斜面，该些外循环空隙层的该些入风口或该些出风口位于热交换单元其中另一倾斜面。

在本发明一实施例中，该些内循环空隙层及该些外循环空隙层在侧面剖视时实质呈中空五边形。

在本发明一实施例中，内循环风扇与外循环风扇转动所产生的气流方向相同或相反。

在本发明一实施例中，内循环风扇与外循环风扇可为各自独立的风扇，或者内循环风扇与外循环风扇为共轴设置而同步转动。

承上所述，依据本发明的一种热交换装置的内循环风扇与外循环风扇位于热交换单元的相同侧，换句话说，内循环风扇与外循环风扇可以都设置在热交换装置的上侧，借此本发明的热交换装置能够避免水从外循环风扇渗入而造成损坏。再者，由于内循环风扇与外循环风扇都位于热交换单元的相同侧，借此控制线路及电源线等配线可不需穿过热交换单元，以降低配线的复杂度。且当内循环风扇与外循环风扇都必须维修时，使用者只需拆除一侧的盖体即可同时对内循环风扇与外循环风扇进行维修，借此可使本发明的热交换装置更易于维修。

另外，本发明的热交换装置的热交换单元可具有二个倾斜面分别对应内循环风扇与外循环风扇，且热交换单元的内循环空隙层的入风口及外循环空隙层的入风口或出风口分别位于不同倾斜面上。借此，该些风口的表面积可以增加，进而可以增加该些风扇的出风量或入风量，以提升本发明的热交换装置的散热效率。

更进一步地，若配合内循环风扇与外循环风扇都设置在热交换装置的相同侧，更可同时提升热交换装置的散热效率；或者在达到相同散热效率的条件下，能够缩小热交换装置散热所需容积。

附图说明

图1A为传统热交换装置的分解示意图，图1B为如图1A的热交换装置的侧视剖面图；

图2A为本发明优选实施例的密闭式电器设备的侧面剖视图；

图2B为本发明优选实施例的热交换装置的分解示意图；

图3为本发明优选实施例的热交换装置的另一形态的侧面剖视图；

图4A为本发明优选实施例的热交换单元的示意图，图4B及图4C是如图4A的热交换单元的不同剖面图；以及

图5为本实施例的热交换装置的另一形态的分解示意图。

主要元件符号说明

1、2、2a：热交换装置

11、22、22a：内循环风扇

12、23、23a：外循环风扇

13、3：热交换单元

14、21、21a：壳体

15、26：盖体

16、17：固定座

211、212：子壳体

24：固定元件

25：控制单元

261：开孔

31、32：倾斜面

33：内循环空隙层

331、341：入风口

332、333、342：出风口

34：外循环空隙层

A：密闭式电器设备

A1：机壳

A2：电子组件

I1、I2、O1、O2：方向

R：旋转轴

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明优选实施例的一种密闭式电器设备及其热交换装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

图2A为本发明优选实施例的密闭式电器设备A的侧面剖视图，图2B为本发明优选实施例的热交换装置2的分解示意图，密闭式电器设备A例如可以是伺服器设备或者其他大型密闭式电器设备。

请参照图2A所示，密闭式电器设备A包括一机壳A1、一电子组件A2以及一热交换装置2。电子组件A2设置在机壳A1内，电子组件A2运作时会产生废热，故需以本发明提供的热交换装置2进行散热。需注意的是，在图2A中，电子组件A2简略表示，实际应用时对应不同功能的密闭式电器设备A，应有不同结构的电子组件A2。

热交换装置2至少部分设置在机壳A1内，且外露于机壳A1。在本实施例中，以热交换装置2全部设置在机壳A1内作说明，其非限制性。

请参照图2A及图2B所示，热交换装置2包括一壳体21、一内循环风扇22、一外循环风扇23以及一热交换单元3。

壳体21的材质及形状非限制性。另外，壳体21内与热交换单元3配合可形成一内循环通道及一外循环通道。内循环通道作为密闭式电器设备A的机壳A1内部热气体流经热交换单元3进行排热的循环通道，外循环通道作为密闭式电器设备A的机壳A1外部冷气体流经热交换单元3进行吸热而排放至外部的循环通道。

内循环风扇22设置在壳体21内，且位于内循环通道。内循环风扇22例如可以是轴流式风扇或离心式风扇，而离心式风扇又可分为横流式风扇或斜流式风扇。在此，以内循环风扇22是轴流式风扇作说明，其非限制性。

外循环风扇23设置在壳体21内，且位于外循环通道。外循环风扇23例如可以是轴流式风扇或离心式风扇，而离心式风扇又可分为横流式风扇或斜流式风扇。在此，以外循环风扇23是轴流式风扇作说明，其非限制性。其中，内循环风扇22与外循环风扇23位于热交换单元3的相同侧，本实施例以上侧为例，其非限制性。

需注意的是，内循环风扇22与外循环风扇23转动所产生的气流方向可以是相同(如图2A所示)或相反(如图3所示)。换句话说，由于热空气固定会向上对流，因此内循环风扇22转动所产生的气流方向固定为吸气的方向I1，但外循环风扇23可以借由叶片不同的排列方式或者转动方向，来改变其转动所产生的气流方向可以是吸气的方向(O1往O2，如图2A所示)或排气的方向(O2往O1，如如图3所示)。

热交换单元3设置在壳体21内，热交换单元3的材质例如可以是铝、铜或其他导热系数较高的材质。图4A为本实施例的热交换单元3的示意图，图4B及图4C是热交换单元3的不同剖面图。

请先参照图2A、图4A至图4C所示，在本实施例中，热交换单元3由侧面(如图4B及图4C)观察可具有二个倾斜面31、32作说明，其非限制性。其中，倾斜面31、32非必须是平面，亦可以是曲面或弧面，或是其他规则或不规则表面等。热交换单元3更可具有多个内循环空隙层33及多个外循环空隙层34彼此交错设置且彼此不相通。换句话说，热交换单元3是由如图4B的内循环空隙层33与如图4C的外循环空隙层34交错层叠设置构成，且内循环空隙层33及外循环空隙层34之间并以散热片间隔使彼此不相通。因此，相邻的内循环空隙层33与外循环空隙层34分属不同的循环通道。另外，在此以该些内循环空隙层33及该些外循环空隙层34在侧面剖视时(即以如图4B及图4C的角度剖视)实质呈中空五边形为例，其非限制性。需注意的是，实质呈中空五边形是表示倾斜面31、32亦可以是由曲面或弧面所构成。

值得一提的是，热交换单元3可以是该些内循环空隙层33及该些外循环空隙层34分别成型后再组合形成，或者先成型热交换单元3的外壳，再利用散热片间隔该些内循环空隙层33及该些外循环空隙层34而形成。

各内循环空隙层33具有一入风口331及至少一出风口332分别位于热交换单元3的两侧，一出风口333可设置在内循环空隙层33的下方。出风口332、333可择一设置或两者同时设置。各外循环空隙层34具有一入风口341及一出风口342分别位于热交换单元3的两侧。其中，该些内循环空隙层33的该些入风口331位于其中的一倾斜面，例如倾斜面31；该些外循环空隙层34的该些入风口341或该些出风口(如图3所示)位于其中另一倾斜面，例如倾斜面32。

在本实施例中，该些内循环空隙层33的该些入风口331及该些外循环空隙层34的该些入风口341是位于热交换单元3的相同侧，并分别对应内循环风扇22及外循环风扇23(如图2A所示)。另外，如图3所示，当然，该些内循环空隙层的该些入风口亦可与该些外循环空隙层的该些出风口是位于热交换单元3的相同侧，并分别对应内循环风扇22及外循环风扇23。

如图2B所示，在本实施例中，热交换装置2更可包括一固定元件24、一控制单元25及一盖体26，其非限制性。

固定元件24可与壳体21是一体成型的，内循环风扇22及外循环风扇23分别设置在固定元件24的相对侧。当然，固定元件24非为必要元件，亦可由内循环风扇22及外循环风扇23的框体直接固定于壳体21，借由框体区隔内循环通道及外循环通道。

控制单元25例如可以是电路板，并与内循环风扇22及外循环风扇23电性连接。控制单元25可以用来控制内循环风扇22及外循环风扇23的转向及/或转速。更进一步地，控制单元25更可控制内循环风扇22及外循环风扇23以相反于热交换转向的方向转动，用以清除堆积的灰尘，亦即例如正转用以热交换，反转用以除尘。

盖体26具有多个开孔261对应于内循环风扇22，并盖合在壳体21上。而盖体26与壳体21的结合方式例如可为粘合、卡合、锁合、螺合、嵌合或焊接，在此以盖体26与壳体21锁合作说明，其非限制性。

因此，如图2A及图4A所示，当内循环风扇22转动时密闭式电器设备A内部的热空气会沿方向I1被导入，外循环风扇23转动则会将外部冷空气沿方向O1导入，而内部热空气与外部冷空气沿着不同方向I1、O1进入热交换单元3后，会在热交换单元3内进行热交换，使得内部热空气转变为冷空气再沿方向I2回到密闭式电器设备A内部，外部冷空气则转变为热空气再沿方向O2导出外部，借此即可对密闭式电器设备A产生散热的功效。

而由于热交换装置2的内循环风扇22与外循环风扇23位于热交换单元3的上侧。借此，本实施例的热交换装置2可以避免水从外循环风扇23渗入而造成损坏。再者，由于内循环风扇22与外循环风扇23都位于热交换单元3的相同侧，借此与控制单元25电性连接的控制线路及电源线等配线可不需穿过热交换单元3，以降低配线的复杂度。

且当内循环风扇22与外循环风扇23都必须维修时，使用者只需拆除盖体26即可同时对内循环风扇22与外循环风扇23进行维修，借此可使本实施例的热交换装置2更易于维修。

另外，本实施例的热交换装置2的热交换单元3可具有二个倾斜面31、32分别对应内循环风扇22与外循环风扇23。且如图4A至图4C所示，热交换单元3的内循环空隙层33的入风口331及外循环空隙层34的入风口341或出风口分别位于不同倾斜面31、32上。借此，如图2A所示，该些风口的表面积可以增加，进而可以增加内循环风扇22与外循环风扇23的出风量或入风量，以提升本实施例的热交换装置2的散热效率。更进一步地，配合内循环风扇22与外循环风扇23都设置在热交换装置2的相同侧，更可同时提升热交换装置2的散热效率；或者在达到相同散热效率的条件下，能够缩小热交换装置2散热所需容积。

请参照图5所示，其为本实施例的热交换装置2a的另一形态的分解示意图。本实施例与前述实施例的差异在于：内循环风扇22a与外循环风扇23a为共轴设置，换句话说，内循环风扇22a与外循环风扇23a共用单一旋转轴R。借此，内循环风扇22a与外循环风扇23a可以仅利用一个电机来驱动，以减少元件数量并降低制作成本。值得一提的是，当内循环风扇22a及外循环风扇23a同轴转动时，内循环风扇22a与外循环风扇23a可借由选用叶片的不同而使得所产生的气流方向为相同(如图2A所示)或相反(如图3所示)。

另外，壳体21a可由二个子壳体211及212所构成。而子壳体211、212的结合方式例如可为粘合、卡合、锁合、螺合、嵌合或焊接，在此以锁合作说明。而在本实施例中，子壳体211四边向外折90度形成固定部，固定部上有多个圆孔以及多个螺帽柱，而子壳体212同样四边有固定部，固定部上有圆孔，子壳体212的圆孔对应子壳体211的螺帽柱的位置，可利用螺丝锁合使子壳体211及212彼此结合。

值得一提的是，如图2A的密闭式电器设备A亦可应用如图5的热交换装置2a。

综上所述，依据本发明的一种热交换装置的内循环风扇与外循环风扇位于热交换单元的相同侧，换句话说，内循环风扇与外循环风扇可以都设置在热交换装置的上侧，借此本发明的热交换装置能够避免水从外循环风扇渗入而造成损坏。再者，由于内循环风扇与外循环风扇都位于热交换单元的相同侧，借此控制线路及电源线等配线可不需穿过热交换单元，以降低配线的复杂度。且当内循环风扇与外循环风扇都必须维修时，使用者只需拆除一侧的盖体即可同时对内循环风扇与外循环风扇进行维修，借此可使本发明的热交换装置更易于维修。

另外，本发明的热交换装置的热交换单元可具有二个倾斜面分别对应内循环风扇与外循环风扇，且热交换单元的内循环空隙层的入风口及外循环空隙层的入风口或出风口分别位于不同倾斜面上。借此，该些风口的表面积可以增加，进而可以增加该些风扇的出风量或入风量，以提升本发明的热交换装置的散热效率。

更进一步地，若配合内循环风扇与外循环风扇都设置在热交换装置的相同侧，更可同时提升热交换装置的散热效率；或者在达到相同散热效率的条件下，能够缩小热交换装置散热所需容积。

以上所述仅为举例，并非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在本发明的范围中。

Claims (16)

1.一种热交换装置，包括：

一壳体；

一内循环风扇，设置在该壳体内；

一外循环风扇，设置在该壳体内；以及

一热交换单元，设置在该壳体内，该内循环风扇与该外循环风扇位于该热交换单元的相同侧。

2.根据权利要求1所述的热交换装置，还包括：

一固定元件，该内循环风扇及该外循环风扇分别设置在该固定元件的相对侧。

3.根据权利要求1所述的热交换装置，其中该热交换单元具有多个内循环空隙层及多个外循环空隙层彼此交错设置。

4.根据权利要求3所述的热交换装置，其中该些内循环空隙层与该些外循环空隙层彼此不相通。

5.根据权利要求3所述的热交换装置，其中各内循环空隙层具有一入风口及一出风口分别位于该热交换单元的两侧。

6.根据权利要求5所述的热交换装置，其中各外循环空隙层具有一入风口及一出风口分别位于该热交换单元的两侧。

7.根据权利要求6所述的热交换装置，其中该热交换单元更具有二个倾斜面，该些内循环空隙层的该些入风口位于其中的一倾斜面，该些外循环空隙层的该些入风口或该些出风口位于其中另一倾斜面。

8.根据权利要求6所述的热交换装置，其中该些内循环空隙层的该些入风口及该些外循环空隙层的该些入风口是位于该热交换单元的相同侧，并分别对应该内循环风扇及该外循环风扇。

9.根据权利要求6所述的热交换装置，其中该些内循环空隙层的该些入风口及该些外循环空隙层的该些出风口是位于该热交换单元的相同侧，并分别对应该内循环风扇及该外循环风扇。

10.根据权利要求3所述的热交换装置，其中该些内循环空隙层及该些外循环空隙层实质呈中空五边形。

11.根据权利要求1所述的热交换装置，其中该内循环风扇与该外循环风扇转动所产生的气流方向相同或相反。

12.根据权利要求1所述的热交换装置，其中该内循环风扇与该外循环风扇为共轴设置。

13.根据权利要求12所述的热交换装置，其中当该内循环风扇及该外循环风扇同轴转动时，该内循环风扇与该外循环风扇所产生的气流方向相同或相反。

14.根据权利要求1所述的热交换装置，其中该内循环风扇及该外循环风扇为轴流式风扇或离心式风扇。

15.根据权利要求1所述的热交换装置，还包括一控制单元，与该内循环风扇及该外循环风扇电性连接。

16.一种密闭式电器设备，包括：

一机壳；

一电子组件，设置在该机壳内；以及

根据权利要求1至15项任一所述的热交换装置，其部分设置在该机壳内，且外露于该机壳。