CN113534927A - 离心式散热风扇与电子装置的散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离心式散热风扇与电子装置的散热系统，离心式散热风扇包括壳体与叶轮。壳体具有沿轴设置的至少一入风口与位于不同径向上的至少一第一出风口与一第二出风口，其中第一出风口与第二出风口彼此相对且分离。叶轮沿轴设置于壳体内。

Description

离心式散热风扇与电子装置的散热系统

技术领域

本发明涉及一种散热风扇与散热系统，尤其涉及一种离心式散热风扇与电子装置的散热系统。

背景技术

一般而言，为了提升笔记本电脑内的散热效果，不外乎采用降低系统热阻或是提升其内散热风扇的效能。然因笔记本电脑的外观朝向轻薄化且不喜太多的散热孔，因此导致系统热阻较大，进而使散热风扇的吸风量减少，而让外部环境的空气不易进入系统以产生散热所需的热对流。

同时，现有离心式风扇的叶片之间气隙较大，也因此不易控制气流而容易造成回流，以致风压不足，从而影响散热效率。再者，一旦增大入风口而提高入风量的同时，若扇叶并未提供对应的结构，则也容易造成漏风等情形。

此外，由于电子装置(例如笔记本电脑或平板计算机)的设计趋势逐渐朝向轻薄化，因此在内部空间极为有限的情形下，其内安装的散热风扇也随着被要求需以薄型化作为目标，进而造成在空间受限的情况下，散热风扇的气流并无法顺利地进出散热风扇，而影响其散热效率。

基于上述，在现有系统热阻已存在的情形下，势必针对散热风扇的风压与风量提供有效地提升手段，方能有效解决上述问题。

发明内容

本发明是针对一种离心式散热风扇与电子装置的散热系统，其中离心式散热风扇具有位于不同径向上且彼此相对的双出风口，以兼具散热效能及系统配置。

根据本发明的实施例，离心式散热风扇包括壳体与叶轮。壳体具有沿轴设置的至少一入风口与位于不同径向上的至少一第一出风口与一第二出风口，其中第一出风口与第二出风口彼此相对且分离。叶轮沿轴设置于壳体内。

根据本发明的实施例，电子装置的散热系统包括机体、设置在机体内的多个热源与至少一离心式散热风扇。离心式散热风扇包括壳体与叶轮。壳体具有沿轴设置的至少一入风口与位于不同径向上的至少一第一出风口与一第二出风口，其中第一出风口与第二出风口彼此相对且分离。叶轮沿轴设置于壳体内。

基于上述，由于离心式散热风扇在其不同径向上设置有第一出风口与第二出风口，且彼此相对而分离，因此能针对电子装置内部的热源配置而有不同的对应方式。此举破除现有技术中对于离心式散热风扇的设计概念，而让气流从轴向的入口被吸入壳体后，在经过叶轮的旋转带动并压缩的过程中，即可先行从第一出风口部分排出，也正由于对于离心式散热风扇的整体而言，其是不断地从轴向的入口将外部气流吸入，因此对于第二出风口而言，其仍能维持所需的出风量，因此对于风扇整体的出风量而言，采用所述不同径向的出风口，其总出风量明显优于现有技术的单出风口设计。

附图说明

图1A是本发明一实施例的离心式散热风扇的爆炸图；

图1B是图1A的离心式散热风扇的俯视图；

图2A是本发明另一实施例的离心式散热风扇的爆炸图；

图2B是图2A的离心式散热风扇的俯视图；

图3至图5是本发明不同实施例的离心式散热风扇的示意图；

图6A至图6D是本发明不同实施例的电子装置的散热系统的俯视示意图；

图7A至图7F示出第一出风口的不同范围。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1A是本发明一实施例的离心式散热风扇的爆炸图。图1B是图1A的离心式散热风扇的俯视图。请同时参考图1A与图1B，在本实施例中，离心式散热风扇100包括壳体110与叶轮120。壳体110具有沿轴L1设置的至少一入风口(在此以入风口E1、E2为例)与位于不同径向上的至少一第一出风口(在此以第一出风口E3为例)与第二出风口E4，其中第一出风口E3与第二出风口E4彼此相对且分离。叶轮120沿轴L1设置于壳体110内(也就是轴L1视为叶轮120的旋转轴)。需先说明的是，关于离心式散热风扇100的驱动方式(例如以马达连接叶轮120而带动其旋转)已可从现有技术得知，因而本实施例予以省略而不赘述。当叶轮120在壳体110内以轴L1旋转时，即会产生气流从入风口E1、E2进入壳体110，并从径向的第一出风口E3、第二出风口E4流出壳体110。

进一步地说，壳体110包括底座112、上盖111与侧墙113，其中底座112具有入风口E2，上盖111具有入风口E1，侧墙113实质上立于上盖111与底座112之间，以在三者结合后形成第一出风口E3与第二出风口E4。叶轮120组装于壳体110后形成至少一渐扩流道P1，在此以壳体110的舌端113c为渐扩流道P1的起点，且舌端113c相邻第二出风口E4，渐扩流道P1的渐扩方向与叶轮120的旋转方向D1一致(皆为图1B所示逆时针方向)，正由于流道宽度(叶轮120的叶片末端与壳体110的侧墙113之间的间隙)也是随着旋转方向D1而逐渐扩增，因此出风量也会因应所在流道位置随之增加，其中第一出风口E3位于渐扩流道P1的中间段，第二出风口E4位于渐扩流道P1的末端，也因此使第二出风口E4的出风量是大于第一出风口E3的出风量，亦即对于离心式散热风扇100而言，第二出风口E4仍被视为主出风口，而第一出风口E3则视为副出风口。在本实施例中，第一出风口E3的出风径向与第二出风口E4的出风径向存在非90度夹角，以确保两者于结构上是彼此分离的状态，其中第二出风口E4是平面式出风口。

以下是以第二出风口E4为基准而进一步定义第一出风口E3的相对位置及开口范围。如图1B所示，由于第一出风口E3是随着渐扩流道P1而设置，因此其也会具有与渐扩流道P1一致的渐扩式弧形开口，而有别于平面式开口的第二出风口E4。在此，壳体110具有相对于轴L1的参考径向R1，平行于第二出风口E4所在平面N1，进一步地以参考径向R1为基准(将其视为0度)且沿叶轮120的旋转方向D1上，本实施例的第一出风口E3的起点位在相对于参考径向R1呈圆心角θ1为30度的位置，而第一出风口E3的终点位在相对于参考径向R1呈圆心角θ2为150度的位置，也就是本实施例的第一出风口E3的径向范围相对于轴L1存在120度的圆心角。

还需提及的是，本实施例的第一出风口E3在轴L1上的正投影尺寸小于壳体110在轴L1上的正投影尺寸。也就是如图1A所示，沿平行于轴L1的厚度(高度)方向上，第一出风口E3具有尺寸h2，其小于侧墙113的尺寸h1。也就是说，本实施例的第一出风口E3是属于半开口结构，相当于侧墙113具有不同厚度的结构113a与结构113b，其中第一出风口E3位于结构113b处，以藉此控制离心式散热风扇100的出风方位，尤其适于针对散热系统是处于分层配置的状态，也就是热源所在位置与其他结构沿平行于轴L1的厚度方向上是分属于不同层次，因此本实施例的第一出风口E3能针对热源所在而提供所需的散热效能。

再者，由于第一出风口E3属于半开口结构，因此本实施例的渐扩流道P1因此而被区分为第一流道P11、第二流道P12与第三流道P13，第三流道P13连接在第一流道P11与第二流道P12之间，且同样依循渐扩特征而使流道宽度是从第一流道P11、第三流道P13与第二流道P12依序渐扩。舌端113c被视为第一流道P11的起点，且第三流道P13与第一出风口E3彼此路径重迭，进而形成第一流道P11、第一出风口E3(第三流道P13)、第二流道P12与第二出风口E4的循环式邻接结构，同时也让气流从第一出风口E3排出时，仍有部分气流能继续沿第三流道P13被叶轮120压缩且传送至第二流道P12而继续压缩，最终从第二出风口E4排出。

图2A是本发明另一实施例的离心式散热风扇的爆炸图。图2B是图2A的离心式散热风扇的俯视图。请同时参考图2A与图2B，其中与前述实施例相同的构件是以相同标号示出且不再赘述。在本实施例中，离心式散热风扇200包括壳体210与叶轮120，其中壳体210包括上盖211、底座212以及立于两者之间的侧墙213，与前述实施例不同处在于，侧墙213包括彼此相对的结构213a与结构213b，其中结构213a具有舌端213c，进而使叶轮120与壳体210形成渐扩流道P2，以及彼此相对的第一出风口E3与第二出风口E4，其中渐扩流道P2包括维持渐扩特征的第一流道P21与第二流道P22，即第一流道P21的流道宽度小于第二流道P22的流道宽度。

此外，壳体210同样具有以平行第二出风口E4所在的平面N1的参考径向R1作为基准，而不同处在于，第一出风口E3的起点位在相对于参考径向R1呈圆心角θ3为-20度的位置，第一出风口E3的终点位在相对于参考径向R1呈圆心角θ4为180度的位置，也就是第一出风口E3的径向范围相对于轴L1存在200度的圆心角。

图3至图5是本发明不同实施例的离心式散热风扇的示意图。请先参考图3，所示离心式散热风扇300的壳体310具有多个第一出风口E5，沿着渐扩流道分布且分别位于不同径向。在此并未限制相邻第一出风口E5的间距，其能依据散热系统的需求而加以适当地调整。请参考图4，所示离心式散热风扇400的壳体410具有多个第一出风口E5、E61～E64，其中第一出风口E5如图3所示，而第一出风口E61～E64则分别呈现不同开口轮廓，在此并未限制第一出风口E5、E61～E64的开口轮廓，其能依据散热系统的需求而予以适当地调整。

请参考图6A至图6D，所示离心式散热风扇500的壳体510除了沿渐扩流道分布而位于不同径向的第一出风口E71～E74之外，还具有相邻于第一出风口E71～E74的多个导流结构511，各导流结构511从第一出风口E71～E74延伸移离叶轮120，亦即是背离轴L1而延伸。

图6A至图6D是本发明不同实施例的电子装置的散热系统的俯视示意图。需先叙明的是，以下散热系统皆可依据需求而采用上述不同实施例的离心式散热风扇100～500。请先参考图6A，所示电子装置的散热系统包括机体20、多个热源21、22、热传导组件24、散热鳍片23以及离心式散热风扇600，其中热源21、22包括电子芯片，例如是中央处理器与显示芯片，其分别通过热传导组件24而将所产生的热量传送至散热鳍片23。在本实施例中，离心式散热风扇600的第一出风口E3对应热源21、22，而第二出风口E4对应散热鳍片23，因而此散热系统中，离心式散热风扇600主要仍以第二出风口E4对散热鳍片23进行散热，然由于第一出风口E3也能直接对热源21、22进行散热，因此相对而言，热源21、22所传至散热鳍片23的热量可望减少，进而能减轻离心式散热风扇600在第二出风口E4处的散热负担，因此本实施例通过让离心式散热风扇600以不同径向的第一出风口E3、第二出风口E4而能达到热负担予以分散的效果，并因而提高整体的散热效率。

在此，热传导组件24是以热管(heat pipe)为例，但在其他未示出的实施例中，其也可为热导板(vapor chamber)。

请参考图6B，与前述实施例不同处在于本实施例的离心式散热风扇600A例如是利用前述图5所示，而具有位于出风口处的导流结构610，以对应地将排出的气流能导向热源21、22，且最终将散热气流同机体20A的同一侧排出。

请参考图6C，在本实施例的机体20B中所采的是另一形式的配置，即让离心式散热风扇600的第一出风口E3、第二出风口E4各自对应一热源21、22与各自对应一散热鳍片23。请参考图6D，所示散热系统则进一步地利用一对离心式散热风扇600，而使各自对应一热源与各自对应一散热鳍片23，其中对于热源21、22而言，其还能同时承受从不同离心式散热风扇600的第一出风口E3所排出的气流，而待散热汇流后再从机体20C排出。

基于上述图6A至图6D所示，电子装置的散热系统通过离心式散热风扇600因其第一出风口E3与第二出风口E4的存在，而能对应不同热源21、22配置的状态，进而提高电子装置的散热系统的适用范围。

图7A至图7F示出第一出风口的不同范围，且经检测其出风量而取得如下表格所示的相关数据，其中叶轮120的转速为4000rpm，风量单位是CFM(Cubic Feet per Minute):

从上述表格能清楚得知，在以第一出风口E8范围处于圆心角150度的前提下，其起点ST与终点EN的改变也会因此造成第一出风口E8与第二出风口E4的对应风量的改变。已通过叶轮120的轴L1的平面N2为基准，其中平面N2平行于第二出风口E4所在的平面N1。当起点ST小于-20度时(如图7A所示ST位于-30度的位置)，则总出风量较小，而当终点EN的位置的圆心角逐渐增加时，则第一出风口E8的出风量也会随之增加，而一旦图7F所示的第一出风口E8的出风量大于第二出风口E4的出风量。基于上述，本实施例对于第一出风口E8的范围将会限定在图7B至图7E所示的范围，相当于起点ST的位置需大于圆心角-20度处，而终点EN的位置需小于圆心角180度处，以确保总出风量提升的前提下兼具第一出风口E8的出风量小于第二出风口E4的出风量。

综上所述，在本发明的上述实施例中，由于离心式散热风扇在其不同径向上设置有第一出风口与第二出风口，且彼此相对而分离，因此能针对电子装置内部的热源配置而有不同的对应方式。此举破除现有技术中对于离心式散热风扇的设计概念，而让气流从轴向的入口被吸入壳体后，在经过叶轮的旋转带动并压缩的过程中，即可先行从第一出风口部分排出，也正由于对于离心式散热风扇的整体而言，其是不断地从轴向的入口将外部气流吸入，因此对于第二出风口而言，其仍能维持所需的出风量，因此对于风扇整体的出风量而言，采用所述不同径向的出风口，其总出风量明显优于现有技术的单出风口设计。

再者，对于离心式散热风扇而言，由于渐扩流道的设计，因此第二出风口仍维持较大出风量而以其作为主要的散热气流而不致因第一出风口的存在而减弱其风量，因而就离心式散热风扇的整体来说，第一出风口的存在即可作为在维持原整体出风量之外，还能通过第一出风口作为额外的散热气流排出而增加离心式散热风扇的使用模式。

此外，电子装置的散热系统也因离心式散热风扇在其不同径向上设置有第一出风口与第二出风口，因此能依据所需的内部热源配置而提供对应的散热方案，以利于对电子装置的散热系统予以优化并提高其适用范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (22)

1.一种离心式散热风扇，其特征在于，包括：

壳体，具有沿轴设置的至少一入风口与位于不同径向上的至少一第一出风口与第二出风口，其中所述第一出风口与所述第二出风口彼此相对且分离；以及

叶轮，沿所述轴设置于所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述叶轮与所述壳体形成至少一渐扩流道，所述第一出风口位于所述渐扩流道的中间段，所述第二出风口位于所述渐扩流道的末端。

3.根据权利要求2所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述壳体内壁具有舌端，位于所述渐扩流道的起点，所述舌端相邻所述第二出风口，且所述渐扩流道的渐扩方向与所述叶轮的旋转方向一致。

4.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述叶轮与所述壳体形成第一流道与第二流道，所述第一流道、所述第一出风口、所述第二流道与所述第二出风口循环式地依序邻接。

5.根据权利要求4所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述第一流道的流道宽度小于所述第二流道的流道宽度。

6.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述第一出风口的出风径向与所述第二出风口的出风径向存在非90度夹角。

7.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述第二出风口是平面式出风口。

8.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述第一出风口的径向范围相对于所述轴存在200度的圆心角。

9.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述壳体具有相对于所述轴的参考径向，平行所述第二出风口所在平面，以所述参考径向为基准且沿所述叶轮的旋转方向上，所述第一出风口的起点位在相对于所述参考径向呈圆心角为-20度的位置，所述第一出风口的终点位在相对于所述参考径向呈圆心角为180度的位置。

10.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述第二出风口的出风量大于所述第一出风口的出风量。

11.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述第一出风口在所述轴上的正投影尺寸小于所述壳体在所述轴上的正投影尺寸。

12.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述壳体具有位于不同径向上的多个第一出风口。

13.根据权利要求1所述的离心式散热风扇，其特征在于，所述壳体还具有至少一导流结构，位于所述第一出风口且延伸移离所述轴。

14.一种电子装置的散热系统，其特征在于，包括：

机体；

多个热源，设置于所述机体内；

至少一离心式散热风扇，设置于所述机体内，所述离心式散热风扇包括:

壳体，具有沿轴设置的至少一入风口与位于不同径向上的至少一第一出风口与第二出风口，其中所述第一出风口与所述第二出风口彼此相对且分离，所述第一出风口与所述第二出风口分别对应所述多个热源；以及

叶轮，沿所述轴设置于所述壳体内。

15.根据权利要求14所述的电子装置的散热系统，其特征在于，所述多个热源包括至少一电子芯片，而所述电子装置的散热系统还包括热传导组件与散热鳍片，且所述电子芯片经由所述热传导组件而传热至所述散热鳍片，所述第一出风口对应所述电子芯片，所述第二出风口对应所述散热鳍片。

16.根据权利要求14所述的电子装置的散热系统，其特征在于，所述多个热源包括与所述第一出风口对应的电子芯片以及与所述第二出风口对应的另一电子芯片，而所述电子装置的散热系统还包括热传导组件与散热鳍片，以及另一热传导组件与另一散热鳍片，所述电子芯片经由所述热传导组件而传热至所述散热鳍片，所述另一电子芯片经由所述另一热传导组件而传热至所述另一散热鳍片。

17.根据权利要求14所述的电子装置的散热系统，其特征在于，所述叶轮与所述壳体形成至少一渐扩流道，所述第一出风口位于所述渐扩流道的中间段，所述第二出风口位于所述渐扩流道的末端。

18.根据权利要求17所述的电子装置的散热系统，其特征在于，所述壳体内壁具有舌端，位于所述渐扩流道的起点，所述舌端相邻所述第二出风口，且所述渐扩流道的渐扩方向与所述叶轮的旋转方向一致。

19.根据权利要求14所述的电子装置的散热系统，其特征在于，所述叶轮与所述壳体形成第一流道与第二流道，所述第一流道、所述第一出风口、所述第二流道与所述第二出风口循环式地依序邻接，所述第一流道的流道宽度小于所述第二流道的流道宽度。

20.根据权利要求14所述的电子装置的散热系统，其特征在于，所述第二出风口是平面式出风口，所述第一出风口的径向范围相对于所述轴存在200度的圆心角，且所述第一出风口的出风径向与所述第二出风口的出风径向存在非90度夹角。

21.根据权利要求14所述的电子装置的散热系统，其特征在于，所述壳体具有相对于所述轴的参考径向，平行所述第二出风口所在平面，以所述参考径向为基准且沿所述叶轮的旋转方向上，所述第一出风口的起点位在相对于所述参考径向呈圆心角为-20度的位置，所述第一出风口的终点位在相对于所述参考径向呈圆心角为180度的位置。

22.根据权利要求14所述的电子装置的散热系统，其特征在于，所述第二出风口的出风量大于所述第一出风口的出风量。

Images