CN106535556B - 冷却模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却模块，其包括声源、传递单元、吸音共振腔以及冷却单元；传递单元包括传递腔体；吸音共振腔包括吸音通道以及吸音腔体，且吸音通道连接传递腔体以及吸音腔体，吸音共振腔具有第一共振频率；冷却单元包括吸热端以及散热端，当冷却单元接收到具有冷却频率的声音信号时，吸热端的热能会被传递至散热端；传递单元连接声源、吸音共振腔以及冷却单元；传递腔体的两端分别连接声源以及冷却单元，且吸音通道在传递腔体的两端之间的内表面上形成开口。

Description

冷却模块

技术领域

本发明涉及一种温控装置，具体为一种冷却模块。

背景技术

现今应用在各种电子装置的散热模块中，很多是通过风扇转动所带来的气流来冷却电子装置。上述这种应用风扇的散热模块在运转时会因为气体与叶片或壳体的摩擦或撞击而产生噪音。同时，因为这种散热系统需要风扇不断以高速转动，除了会产生噪音外，更会缩短整体散热模块的寿命。

现有的散热模块中，还有利用热声致冷器(thermoacoustic refrigerator)来散热的散热模块，其通过声波的共振来让气体分子不断被压缩或膨胀，进而让热能可以自一吸热端往散热端传递。上述这种散热模块不需转动元件，在散热模块的良率及寿命上都有改善，但是依然会有额外的噪音产生。

发明内容

本发明提供一种冷却模块，其可以降低在运作时所产生的噪音。

本发明的实施例的冷却模块包括声源、传递单元、吸音共振腔以及冷却单元；传递单元包括传递腔体；吸音共振腔包括吸音通道以及吸音腔体，且吸音通道连接传递腔体以及吸音腔体，吸音共振腔具有第一共振频率；冷却单元包括吸热端以及散热端，当冷却单元接收到具有冷却频率的声音信号时，吸热端的热能会被传递至散热端；传递单元连接声源、吸音共振腔以及冷却单元；传递腔体的两端分别连接声源以及冷却单元，且吸音通道在传递腔体的两端之间的内表面上形成开口。

在本发明的一实施例中，上述的传递腔体具有一与该冷却频率相同或相近的第二共振频率，且第一共振频率与第二共振频率彼此不同。

在本发明的一实施例中，上述的声源、传递单元以及冷却单元依序沿着一直线排列，吸音通道与传递腔体形成一T字型连接。

在本发明的一实施例中，上述的声源为风扇、引擎或压缩机。

在本发明的一实施例中，上述的吸音通道的最小截面积较吸音腔体的最小截面积小。

在本发明的一实施例中，上述的吸音共振腔符合其中f为第一共振频率，其中ν为声速，A为吸音通道的截面积，V₀为吸音腔体的体积，L为吸音通道的长度。

在本发明的一实施例中，上述的冷却单元还包括至少一第一热交换器、至少一第二热交换器、一吸热共振腔以及一片状堆叠单元。吸热端及散热端位于吸热共振腔中。第一热交换器自吸热端并往吸热共振腔外延伸，且第二热交换器自散热端并往吸热共振腔外延伸。片状堆叠单元配置于吸热端与散热端之间。片状堆叠单元形成多个沿着一方向延伸的片状通道，这些片状通道连接散热端及吸热端。

在本发明的一实施例中，上述的吸音共振腔的内表面具有吸音材料。

基于上述，本发明的实施例的冷却模块包括吸音共振腔，因此声源所产生的声音信号中频率与第一共振频率的部分不会传递至冷却单元，进而降低冷却模块所产生的噪音。

附图说明

图1是依照本发明的第一实施例的一种冷却模块的示意图。

图2A及图2B是依照本发明的第二实施例的一种冷却模块的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

图1是依照本发明的第一实施例的一种冷却模块的示意图。请参照图1，在本发明的第一实施例中，冷却模块100包括声源110、传递单元120、吸音共振腔130以及冷却单元140。传递单元120包括传递腔体122，且传递单元120连接声源110、吸音共振腔130以及冷却单元140。声源110用于产生声音信号至传递腔体122中，进而让声音信号可以在传递腔体122中传递。

本实施例的吸音共振腔130包括吸音通道132以及吸音腔体134，且吸音通道132连接传递腔体122以及吸音腔体134。具体来说，吸音共振腔130是一种亥姆霍兹共振器(Helmholtz Resonator)，其中吸音通道132的最小截面积较吸音腔体134的最小截面积小，且吸音共振腔130具有第一共振频率。吸音通道132连接到传递腔体122，并在传递腔体122的内表面上形成一开口131。

本实施例的冷却单元140包括吸热端141以及散热端143。当冷却单元140接收到具有冷却频率的声音信号时，吸热端141的热能会被传递至散热端143。由于本实施例的传递腔体122的两端分别连接声源110以及冷却单元140，且吸音通道132在传递腔体122的两端之间的内表面上形成开口131，因此开口131位于声源110到冷却单元140的路径上。

换句话说，传递腔体122在声源110和冷却单元140之间形成一路径供声音信号传递，且上述路径会经过吸音共振腔130的吸音通道132在传递腔体122形成的开口131。因此，当声源110发出的声音信号中具有频率与吸音共振腔130的第一共振频率相同的声音信号时，上述的声音信号中频率与第一共振频率相同的部分声音信号的音量就会降低，进而使传递到冷却单元140的声音信号的音量降低。

简单来说，本实施例的冷却模块100可以通过吸音共振腔130来提供一个良好的降噪效果。进一步来说，本实施例的声源110、传递单元120以及冷却单元140依序沿着一直线排列，上述的吸音通道132与传递腔体122形成一T字型连接。因此吸音共振腔130可以先对声源110所发出的声音信号作降噪处理，接着再将降噪处理过后的声音信号传递至冷却单元140。

详细来说，本实施例的传递腔体122具有一第二共振频率。换句话说，当声音信号的频率和第二共振频率相同时，上述的声音信号可以在传递腔体122形成驻波(Standingwave)，且第二共振频率与冷却频率相同或相近。因此，当声源110所产生的声音信号的频率接近第二共振频率时，传递腔体122可以增强所述的声音信号并传递到冷却单元140中，进而提升冷却单元140的冷却效率。

本实施例的吸音共振腔130的第一共振频率与传递腔体122的第二共振频率彼此不同，因此冷却模块100可以通过传递腔体122来改善冷却单元140的冷却效率，同时通过吸音共振腔130来降低非冷却单元140所需的声音信号，进而降低冷却模块100的整体噪音。

详细来说，上述的吸音共振腔130符合其中f为第一共振频率，其中ν为声速，A为吸音通道的截面积，V₀为吸音腔体的体积，L为吸音通道的长度。因此，当传递单元所传递的声音信号中有频率与第一共振频率相同时，具有第一共振频率的声音信号会让吸音共振腔130共振，进而消耗上述声音信号中具有第一共振频率的声音能量，并让传递到冷却单元140A的声音信号中具有第一共振频率的声音的音量降低。

本实施例的冷却单元140还包括第一热交换器142、第二热交换器144、吸热共振腔146以及片状堆叠单元148。吸热端141及散热端143位于吸热共振腔146中。第一热交换器142自吸热端141并往吸热共振腔146外延伸，其适于将热能自吸热共振腔146外往吸热端141传递。第二热交换器144自散热端143并往吸热共振腔146外延伸，其适于将热能自散热端143往吸热共振腔146外传递。

上述的片状堆叠单元148配置于吸热端141与散热端143之间。片状堆叠单元148形成多个沿着一方向d1延伸的片状通道147，这些片状通道147连接散热端141及吸热端143，因此气体可以在片状通道147中在散热端141和吸音端143之间流动。

具体来说，冷却单元140是一热声致冷器(thermoacoustic refrigerator)。当声音信号在吸热共振腔146形成驻波时，吸热共振腔146中的气体就会来回震荡，同时在吸热端膨胀，并在散热端收缩。由于气体于膨胀时会降温，在压缩时会升温，因此气体可以在散热端放热，在吸热端吸热，进而提供良好地致冷效果。更进一步来说，当冷却单元140接收到频率为冷却频率的声音信号时，吸热共振腔146中气体的温度梯度会大于片状堆叠单元148的温度梯度，进而可以提供一个良好地致冷效果，将吸热端141的热能带往散热端143。

图2A及图2B是依照本发明的第二实施例的一种冷却模块的示意图，其中图2B是图2A中所绘示的第二实施例的冷却模块100A沿着方向d2所绘示的鸟瞰剖面示意图。请参照图2A及图2B，本发明的第二实施例的冷却模块100A类似于上述的冷却模块100，惟其不同之处在于本发明的第二实施例的冷却模块100A的吸音共振腔130A的内表面具有吸音材料136A，进而可以提供更佳的降噪效果。

另一方面，本实施例的传递单元120A还包括声源通道124A。声源通道124A连接声源110A以及传递腔体122A，且声源通道124A的最小截面积小于传递腔体122A的最小截面积。本实施例的声音信号中频率与第二共振频率相同的部分声音信号可以有效率地传递至冷却单元140A，而吸音共振腔146A还可以提供良好地降噪功能。

在本发明上述的实施例中，传递单元与冷却单元之间的连接并不限于上述的连接方式，在其它实施例中，冷却单元跟传递单元之间还可以以截面积较小的通道连接。

详细来说，本发明的第二实施例的声源110A为风扇，且声源110A配置于一通道112A中。传递单元120A的声源通道124A与通道112A连接，进而让风扇所形成的气流和声音会经过声源通道124A在通道112A上所形成的开口。具体来说，本实施例的声源110A在通道112A中产生气流及声音往方向d2传递，进而经过声源通道124A来使部分声音往方向d1传递。本发明的实施例的声源110A并不限于此上述的风扇，在其它实施例中，声源还可以是引擎或压缩机。

本发明的第二实施例的传递单元120A中的传递腔体122A与冷却单元140A连接，来自声源110A的声音信号可以通过传递腔体122A往冷却单元A传递。冷却单元140A包括第一热交换器142A、第二热交换器144A、吸热共振腔146A、片状堆叠单元148A、支架143A以及支架141A。支架143A用于固定第二热交换器144A和片状堆叠单元148A、支架141A用于固定第一热交换器142A和片状堆叠单元148A，片状堆叠单元148A形成多个片状通道147A在第一热交换器142A和第二热交换器144A之间。

因此，当本实施例的声音信号通过传递单元120A往冷却单元140A传递时，声音信号会经过吸音通道132A在传递腔体122A形成的开口131A，进而让特定频率的声音信号(也就是频率和吸音共振腔130A的第一共振频率相同的声音信号)不会传递至冷却单元140A，进而提供降噪功能。同时，声音信号还可以在传递腔体122A形成驻波，通过所述驻波的频率与冷却单元140A所需的冷却频率的搭配，声音信号可以更有效率的在吸热共振腔146A共振，进而让气体在片状通道147A之间来回震荡、压缩并提供良好的致冷效果。

综上所述，本发明的实施例的冷却模块因为具有吸音共振腔，其连接到传递单元，因此当声音信号自声源发出往冷却单元传递时会经过吸音共振腔在传递单元上形成的开口。由于本发明的实施例的吸音共振腔具有第一共振频率，其可以让特定频率的声音信号在里面共振，进而使所述频率的声音信号不会继续往冷却单元传递，因此特定频率的声音信号会被滤除，进而提供良好的降噪功能。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种冷却模块，包括：

一声源；

一传递单元，包括一传递腔体；

一吸音共振腔，包括一吸音通道以及一吸音腔体，该吸音通道连接该传递腔体以及该吸音腔体，该吸音共振腔具有一第一共振频率；以及

一冷却单元，包括一吸热端以及一散热端，当该冷却单元接收到具有一冷却频率的声音信号时，该吸热端的热能会被传递至该散热端，其中该传递单元连接该声源、该吸音共振腔以及该冷却单元，该传递腔体的两端分别连接该声源以及该冷却单元，该吸音通道在该传递腔体的两端之间的内表面上形成开口。

2.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，该传递腔体具有一与该冷却频率相同或相近的第二共振频率，且该第一共振频率与该第二共振频率彼此不同。

3.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，该声源、该传递单元以及该冷却单元依序沿着一直线排列，该吸音通道与该传递腔体形成一T字型连接。

4.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，该声源为风扇、引擎或压缩机。

5.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，该吸音通道的最小截面积较该吸音腔体的最小截面积小。

6.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，该吸音共振腔符合其中f为第一共振频率，其中ν为声速，A为吸音通道的截面积，V₀为吸音腔体的体积，L为吸音通道的长度。

7.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，该冷却单元还包括至少一第一热交换器、至少一第二热交换器、一吸热共振腔以及一片状堆叠单元，该吸热端及该散热端位于该吸热共振腔中，该第一热交换器自该吸热端并往该吸热共振腔外延伸，该第二热交换器自该散热端并往该吸热共振腔外延伸，该片状堆叠单元配置于该吸热端与该散热端之间，该片状堆叠单元形成多个沿着一方向延伸的片状通道，该些片状通道连接该散热端及该吸热端。

8.根据权利要求1所述的冷却模块，其特征在于，该吸音共振腔的内表面具有吸音材料。