CN102929367A - 散热装置、离心式风扇模块及装设有散热装置的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种散热装置、其离心式风扇模块及装设有此散热装置的电子装置。散热装置包含一散热鳍片模块及一离心式风扇模块。离心式风扇模块包含一蜗壳形外框及一离心式扇叶。蜗壳形外框包含一进气口、一大出气口及一小出气口。进气口与小出气口皆开设于蜗壳形外框的同面。大出气口连接散热鳍片模块。离心式扇叶枢设于蜗壳形外框内，用以分别送出气流至大出气口与小出气口。小出气口开设于蜗壳形外框对应离心式扇叶的一最高风速流动路径上。

Description

散热装置、离心式风扇模块及装设有散热装置的电子装置

技术领域

本发明涉及一种离心式风扇模块，特别是涉及一种用以改善高温问题的离心式风扇模块。

背景技术

随着电脑移动化的市场需求，笔记型电脑(Notebook)机壳内部已无法预留出足够的自然对流空间，供散热设计所需的空间。尤其在高频元件(例如中央处理器和绘图芯片)，已经面临相当散热设计执行上的瓶颈。因此，利用离心式风扇产生强制对流散热方法已经是现在笔记型电脑散热机制的主要架构。

纵然使用离心式风扇产生强制对流可以加速散热，还是很难符合笔记型电脑日趋严格的标准。这些标准已经不只是要求电脑内的芯片能够运作，还包含对噪音的标准、笔记型电脑底板温度的标准等。因此，包含离心式风扇的散热装置还有许多改善的空间，有待各厂商投入研发的努力。

具体而言，由于笔记型电脑的散热技术大都采用分离式散热器(RemoteHeat Exchanger，RHE)，分离式散热器是将散热鳍片(Fin)放至于一离心式风扇(Fan)的出风口之处，且通过一热管加以收集上述高频元件的热能，其优点是散热鳍片与风扇位置的摆设可与上述的高频元件的位置无关。

然而，当自出风口输出的气流通过散热鳍片并夹带散热鳍片的热能而形成热风后，此些热风将有可能再次被吸回风扇内，由于散热鳍片仍具有一定的高温，使得此些热风通过自然对流和热辐射的方式被传导至散热鳍片的上下方的笔记型电脑的机壳表面，而在此机壳表面衍生温度过高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热装置、其离心式风扇模块及装设有此散热装置的电子装置，用以阻绝通过散热鳍片的热风回到离心式风扇模块中，提升离心式风扇模块的散热性能，进而解决散热鳍片的上下方机壳表面温度过高的问题。

本发明的另一目的在于提供一种散热装置、其离心式风扇模块及装设有此散热装置的电子装置，用以宣泄离心式风扇模块内过高的压力，有助于减少离心式风扇模块内高频的噪音。

为达上述目的，本发明所提供的散热装置包含一散热鳍片模块及一离心式风扇模块。离心式风扇模块包含一蜗壳形外框、一离心式扇叶及一马达。蜗壳形外框包含一进气口、一大出气口、一小出气口。进气口开设于蜗壳形外框的一面。大出气口位于蜗壳形外框的蜗壳口，且连接此散热鳍片模块。离心式扇叶枢设于蜗壳形外框内，沿一时针方向旋转，藉进气口吸入空气，并同时自大出气口与小出气口送出气流。马达驱动离心式扇叶旋转。小出气口开设于蜗壳形外框的此面、较进气口邻近此散热鳍片模块，更进一步，小出气口位于蜗壳形外框的此面对应离心式扇叶的一最高风速流动路径上。

本发明的另一实施例中，小出气口呈梯形、扇形或三角形。

此另一实施例中，小出气口包含相对的第一边及第二边，该第一边较该第二边邻近该散热鳍片模块，其中该第一边的长度大于该第二边的长度。

本发明的其他实施例中，两个小出气口分别对称地位于蜗壳形外框的两个相对面。

本发明的其他实施例中，最高风速流动路径为该气流离开该旋转的离心式扇叶后且与该散热鳍片模块的一长边呈正交的一行进方向。

本发明的其他实施例中，此散热装置还包含一挡墙。挡墙位于蜗壳形外框的一面，且位于进气口与小出气口之间及进气口与散热鳍片模块之间。

本发明所提供的电子装置包含一机壳及一上述的散热装置，散热装置位于机壳中。

本发明所提供的离心式风扇模块，包含一离心式扇叶及一蜗壳形外框。离心式扇叶枢设于蜗壳形外框中。蜗壳形外框具有相对的两个面。蜗壳形外框包含两个进气口、一大出气口及两个梯形孔。此两个进气口分别开设于蜗壳形外框的两个面，用以输入空气至离心式扇叶。大出气口位于蜗壳形外框的两个面之间，用以输入离心式扇叶的大部分气流。此两个梯形孔分别开设于蜗壳形外框的此两个面，且对应离心式扇叶的一最高风速流动路径上，用以输入离心式扇叶的小部分气流。

本发明的另一实施例中，各梯形孔中其邻近大出气口的一边较其远离大出气口的一边长。

本发明的其他实施例中，最高风速流动路径为气流离开旋转的离心式扇叶后且与大出气口的一长边呈正交的一行进方向。

本发明的其他实施例中，离心式风扇模块还包含两个挡墙。此两个挡墙分别位于蜗壳形外框的两个面，且位于进气口与小出气口之间及进气口与大出气口之间。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

图1是本发明散热装置于一实施例下的上视图；

图2是图1沿2-2剖面线的剖面图及气流运动示意图；

图3是本发明散热装置的梯形孔的气流流速的模拟结果示意图；

图4是本发明离心式风扇模块的梯形孔的正负压混和区的模拟结果示意图；

图5是本发明散热装置于另一实施例下的上视图；

图6是本发明装设有此散热装置的电子装置的截面示意图。

主要元件符号说明

100、101：散热装置                    600：散热鳍片模块

200：离心式风扇模块                   610：散热鳍片

300：蜗壳形外框                       700：热管

310：腔室                             800：电子装置

320：进气口                           810：机壳

330：大出气口                         A：正负压混和区

340：小出气口                         C：时针方向

341：第一边                           H：热风

342：第二边                           P：最高风速流动路径

350：挡墙                             T1：喷口位置

400：离心式扇叶                       T2：散热鳍片模块上方位置

500：马达                      W1、W2：冷风气流

具体实施方式

以下将以图示及详细说明清楚说明本发明的精神，如熟悉此技术的人员在了解本发明的实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

如上所述，本发明提供一种散热装置、其离心式风扇模块及装设有此散热装置的电子装置，通过改良离心式风扇模块的结构，用以提供另一分流气流，并加速此分流气流的流速，用以阻绝通过散热鳍片的热风回到离心式风扇模块中，提升离心式风扇模块的散热性能及散热装置的整体散热效率，进而解决散热鳍片的上下方机壳表面温度过高的问题。

请参照图1及图2，图1绘示本发明散热装置100于一实施例下的上视图。图2是绘示图1沿2-2剖面线的剖面图及气流运动示意图。

此散热装置100主要包含一散热鳍片模块600、一离心式风扇模块200以及一热管700(图2)。

散热鳍片模块600包含多个散热鳍片610用以增加散热表面积。热管700的一端贴合一或多个散热标的(例如中央处理器、绘图芯片处理器或/及通讯芯片处理器，图中未示)，热管700的另端与散热鳍片模块600相接合。如此，散热标的所产生的热经导热性良好的热管700传导至散热鳍片模块600。热管700的另端与散热鳍片模块600相接合的具体实施可例如为贯穿每一散热鳍片610或焊接于每一散热鳍片610的外侧，但本发明不限于此。

离心式风扇模块200包含一蜗壳形外框300、一离心式扇叶400及一马达500。蜗壳形外框300内具有一腔室310，其外表面至少具有两个进气口320、一大出气口330、两个小出气口340。本实施例中，两个进气口320分别开设于蜗壳形外框300的两相对面。大出气口330即为蜗壳形外框300的蜗壳口，为一主要出气口，其截面积大于各小出气口340的截面积。此外，大出气口330连接上述的散热鳍片模块600，并接通散热鳍片模块600。具体来说，散热鳍片模块600匹配地套接于大出气口330上，但本发明不限于此。

离心式扇叶400枢设于蜗壳形外框300的腔室310内，且正对此两个进气口320。工作时，离心式扇叶400沿一固定时针方向C旋转，通过此两个进气口320吸入空气后，并同时朝散热鳍片模块600的方向送出冷风气流W1、W2，大部分的冷风气流W1自蜗壳口送出的同时，也有小部分的冷风气流W2分别自各小出气口340送出。马达500位于蜗壳形外框300内，并轴接离心式扇叶400，用以驱动离心式扇叶400旋转。

离心式扇叶400朝散热鳍片模块600的方向送出气流的路径中具有一最高风速流动路径P，如图所示，此最高风速流动路径P被定义为气流离开此旋转的离心式扇叶400后，且与散热鳍片模块600(或大出气口330)的长边(或长轴方向)呈正交所行进的方向。

此两个小出气口340分别对称地开设于蜗壳形外框300的此两个相对面，与各进气口320同面，各小出气口340较进气口320邻近此散热鳍片模块600，且各小出气口340落于最高风速流动路径P上。然而，本发明不限于此。其他实施例中，蜗壳形外框300仅具单面时，蜗壳形外框300也可仅具单个进气口320及单个小出气口340。

此外，各出气口具一几何图形，此几何图形例如为梯形(包含垂直梯形及等腰梯形)、扇形、三角形等。

本发明的此实施例以梯形为例，梯形包含相对的第一边341与第二边342，第一边341较邻近散热鳍片模块600，第二边342较远离散热鳍片模块600，且第一边341的长度大于第二边342的长度。

如此，当马达500驱动离心式扇叶400旋转时，离心式扇叶400提供冷风气流W1至散热鳍片模块600，用以带走各散热鳍片610表面的热量并形成热风H。冷风气流W1形成热风H后便离开散热鳍片模块600，或集合于散热鳍片模块600周围。此时，离心式扇叶400所提供的冷风气流W2分别自各小出气口340送出，使得自散热鳍片模块600上下方皆有朝相同方向输出的冷风气流W2。此二冷风气流W2可与热风H混合以降低其温度。

此外，请参照图1及图3，图3是绘示本发明散热装置100的梯形孔的气流流速的模拟结果示意图。

由于各小出气口340例如呈梯形，第一边341的长度大于第二边342的长度，使得由各小出气口340会产生扇形喷流(Sector Jet)的冷风气流W2。

由图3的模拟结果可知，此冷风气流W2具相当高的风速，其喷口T1的流速范围为例如2～5公尺(m)/秒(s)，而通过散热鳍片模块600上方位置T2的流速范围也可为2～4公尺(m)/秒(s)，因此足以将热风H带离各进气口320，阻绝热风H经各进气口320回到离心式风扇模块200的腔室310中，故，便可提升离心式风扇模块200的散热性能及散热装置100的整体散热效率。此外，由于小出气口340可宣泄离心式风扇模块200的蜗壳形外框300内的压力，由此降低离心式风扇模块200的噪音。

请参照图4，图4是绘示本发明离心式风扇模块200的梯形孔的正负压混和区A的模拟结果示意图。

再者，由图4的模拟结果可知，在离心式风扇模块200的单体设计下，且无系统阻抗的条件时，此梯形的小出气口340可为正负压混和区A，意即，此梯形的小出气口340靠近第一边341的区域造成正压(即排气现象)T，其压力范围为约0～10巴；此梯形的小出气口340靠近第二边342的区域造成负压(即吸气现象)，其压力范围约为-5～-2.5巴，而无扇形喷流现象出现。

请参照图5，图5绘示本发明散热装置101于另一实施例下的上视图。

另一实施例中，散热装置101还包含一挡墙350。挡墙350安装于蜗壳形外框300具小出气口340的一面，阻隔于进气口320与小出气口340之间，以及进气口320与散热鳍片模块600之间，但不阻隔于小出气口340与散热鳍片模块600之间，用以防止热风由散热鳍片模块600通过进气口320而回流至蜗壳形外框300内。挡墙350材质可以一弹性热绝缘材料用以阻挡热风，并同时作为与邻近结构之间的隔热与振动缓冲之用。

当离心式扇叶400旋转时，由于蜗壳形外框300上设计有挡墙350，可防止热风回流至蜗壳形外框300内。在某些实施例中，蜗壳形外框上可能不需要挡墙(例如散热鳍片模块和进气口的距离很远)。

请参照图6，图6是绘示本发明装设有此散热装置101的电子装置800的截面示意图。

本发明所限的电子装置800并不刻意限制于某一领域中，可例如为笔记型电脑或投影机等等。此实施例中以笔记型电脑为例，此笔记型电脑包含一机壳810及一上述的散热装置101。散热装置100设至于机壳810中，用以解决散热鳍片610的上下方机壳810表面温度过高的问题。此外，蜗壳形外框300二面的挡墙350分别贴合于上下方机壳810，更防止热风回流至蜗壳形外框300内。

由上述本发明上述实施例可知，应用本发明的散热装置，可用以阻绝通过散热鳍片的热风回到离心式风扇模块中，提升离心式风扇模块的散热性能，进而达成整体的流场速度加快冷空气的增加，使整个散热装置区域的温度能够被降低，也解决接近散热装置的笔记型电脑机壳的积热问题。同时，本发明的散热装置也可宣泄离心式风扇模块内过高的压力，有助于减少离心式风扇模块内高频的噪音。

本发明所揭露如上的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种散热装置，包含：

散热鳍片模块；以及

离心式风扇模块，包含：

蜗壳形外框，具有进气口、大出气口及小出气口，该进气口开设于该蜗壳形外框的一面，该大出气口位于该蜗壳形外框的一蜗壳口，且连接该散热鳍片模块，该小出气口开设于该蜗壳形外框的该面、较该进气口邻近该散热鳍片模块；

离心式扇叶，枢设于该蜗壳形外框内，沿一时针方向旋转，藉该进气口吸入空气，并同时自该大出气口与该小出气口送出气流；以及

马达，驱动该离心式扇叶旋转，

其中该小出气口还位于该蜗壳形外框的该面对应该离心式扇叶的一最高风速流动路径上。

2.如权利要求1所述的散热装置，其中该小出气口呈梯形、扇形或三角形。

3.如权利要求2所述的散热装置，其中该小出气口包含相对的第一边及第二边，该第一边较该第二边邻近该散热鳍片模块，其中该第一边的长度大于该第二边的长度。

4.如权利要求1所述的散热装置，其中两个该小出气口分别对称地位于该蜗壳形外框的两个相对面。

5.如权利要求1所述的散热装置，其中该最高风速流动路径为该气流离开该旋转的离心式扇叶后且与该散热鳍片模块的一长边呈正交的一行进方向。

6.如权利要求1所述的散热装置，还包含：

挡墙，位于该蜗壳形外框的该面，且位于该进气口与该小出气口之间及该进气口与该散热鳍片模块之间。

7.一种电子装置，包含：

机壳；以及

如权利要求1至6其中之一所述的散热装置，位于该机壳中。

8.一种离心式风扇模块，包含：

离心式扇叶；以及

蜗壳形外框，容纳该离心式扇叶于其中，具有相对的两个面，包含：

两个进气口，分别开设于该蜗壳形外框的该两个面，用以输入空气至该离心式扇叶；

一大出气口，位于该蜗壳形外框的该两个面之间，用以输入该离心式扇叶的大部分气流；以及

两个梯形孔，分别开设于该蜗壳形外框的该两个面，且对应该离心式扇叶的一最高风速流动路径上，用以输入该离心式扇叶的小部分气流。

9.如权利要求8所述的离心式风扇模块，其中每一该些梯形孔中其邻近该大出气口的一边较其远离该大出气口的一边长。

10.如权利要求8所述的离心式风扇模块，其中该最高风速流动路径为该气流离开该旋转的离心式扇叶后且与该大出气口的一长边呈正交的一行进方向。

11.如权利要求8所述的离心式风扇模块，还包含：

两个挡墙，分别位于该蜗壳形外框的该两个面，且位于该进气口与该小出气口之间及该进气口与该大出气口之间。

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