CN1316332C

CN1316332C - 计算机装置及其散热模块

Info

Publication number: CN1316332C
Application number: CNB2003101188679A
Authority: CN
Inventors: 赖志锡
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2023-12-01
Also published as: CN1624621A

Abstract

一种计算机装置，包括主机、显示单元及散热模块。在主机外部具有壳体，一电路单元设置在壳体内部。在电路单元上包括第一热源(中央处理单元)、一第二热源(存储器)。散热模块设于壳体内部的电路单元上，通过散热模块对于电路单元上多个元件进行对流，以达到散热作用。散热模块包括传导组件、两第一风扇组件、导引板件及第二风扇组件，其传导组件具有热交换单元，连接于第一热源(中央处理单元)。热交换单元位于壳体内部，两第一风扇组件靠近壳体外部，通过两第一风扇组件将外界较低温度的气体流朝向于壳体内部进行吹送，并经由导引板件导引而输送至壳体内部，最后再经第二风扇组件将壳体内部经过热交换的气流排放至壳体外部。

Description

计算机装置及其散热模块

技术领域

本发明涉及一种计算机装置及其散热模块，特别是涉及一种利用散热模块以达到具有良好散热效果的计算机装置。

背景技术

目前使用于笔记型计算机的高瓦数散热系统中，除了水冷散热器之外，其它均是利用风扇产生的风量及热交换结构(例如：散热片(fin))进行热交换，并且在完成了热交换后立即地将具有热量的气体排出机器外部。

由于所需的风量较大，在气体高速通过散热片时会产生相当大的噪音，并且由于散热片较接近外侧，所以噪音会由出风口直接传出。再者，在系统中除了CPU之外仍有其它的发热元件，例如：VCC(提供CPU用的电源)、RAM(DDR、SO-DIMM)、CHIPSET、VGA等等。在CPU周围的这些元件通常利用另外一系统风扇、或是与CPU处于同一散热系统、或是仅采用单一独立热沉(heat sink)及通过CPU风扇一部分的风量来进行散热。

然而，以上方式除了会造成CPU散热时的负担之外，这些元件的温度也会对于CPU的温度造成影响。此外，在传统架构的风扇位置中，由于散热片较为接近系统的外侧，因而造成风扇的位置往往较深入机器的内部，由此方式虽可降低部分系统内部的温度，但却会造成散热模块的进风温度较高、进风不易等现象发生，严重影响风扇的散热能力。

以图1所示的现有笔记型计算机N′的内部结构图为例，笔记型计算机N′包括有一壳体B0、一主机板B1及一散热装置B2，其中，主机板B1是设置于壳体B0的内部。在壳体B0的一侧边上形成有一出风口b10。在主机板B1上设置有CPU b11、多个芯片组(b12，b13)、RAM(DDR、SO-DIMM)b14、VCC(提供CPU用的电源)b15等电子元件。散热装置B2包括有一热导管b20、两风扇(b21，b22)与两热交换单元(b23，b24)。两热交换单元b23，b24是由多个散热片(fin)所构成，热交换单元b23设置于CPU b11之上、b24设置于邻接出风口b10的位置上，而热导管b20连接于两热交换单元b23、b24之间，通过热交换单元b23与CPU b11进行热交换。两风扇b21、b22分别以邻接于两热交换单元b23、b24的方式而设置于主机板B1之上，通过两风扇b21、b22对于两热交换单元b23、b24及热导管b20进行空气的吹送，随后经由出风口b10将具有较高温度的空气排放至外界。

由此可知，当两风扇b21、b22对于两热交换单元b23、b24进行空气吹送时，气体高速通过热交换单元b23、b24时会产生相当大的噪音，并且由于热交换单元b23、b24较为接近外侧，所以噪音会直接由出风口b10直接传到外部。另外，由于热交换单元b23、b24较为接近笔记型计算机N′的外侧，因而造成两风扇b21、b22的位置往往较深入机器的内部，由此方式虽可降低部分系统内部的温度，但却会造成散热装置B2的进风温度较高、进风不易等现象发生，严重影响两风扇b21、b22的散热能力。

发明内容

随着CPU及周边运算速度的增快，随即产生的就是热的问题，而如何在有限空间中散出机器系统中的热而使得机器能稳定运作，为目前各系统厂所积极研究的课题。

有鉴于此，本发明的目的在于有效率地散掉CPU所产生的热量，更对其它发热体做有效的降温，以达到安静稳定的基本要求。

为达成上述目的，本发明提供一种计算机装置及其散热模块。计算机装置包括一主机及一显示单元，其中，主机的外部具有一壳体，并且一电路单元设置于壳体的内部。在电路单元上至少包括有一第一热源(中央处理单元)、一第二热源(存储器)。散热模块设置于壳体内部的电路单元之上，通过散热模块对于电路单元上的多个元件进行对流，如此以达到散热的作用。散热模块包括有一传导组件、两第一风扇组件、一导引板件及第二风扇组件，其中，传导组件具有一热交换单元，此热交换单元连接于第一热源(中央处理单元)。热交换单元位于壳体的内部，而两第一风扇组件靠近壳体的外部，通过两第一风扇组件将外界的较低温度的气体流朝向于壳体的内部进行吹送，并且经由导引板件的导引而输送至壳体的内部，最后再经由的第二风扇组件将壳体的内部的经过热交换的气体流排放至壳体的外部。

本发明还提供一种散热模块，用以通过一外界的初始气流对于一壳体内的至少一第一热源与一第二热源进行散热，该散热模块包括：至少一传导组件，设置于该第一热源上，该传导组件是用以吸收该第一热源所产生的热量；以及至少一第一风扇组件，设置于该外界与该传导组件之间，该第一风扇组件用以将该外界的该初始气流导引至该传导组件以形成至少一第一气流，并且该第一气流经导引流经该第二热源形成了至少一第二气流，该第一气流与该第二气流之间具有一温度梯度。

附图说明

图1为现有笔记型计算机(N′)中的内部结构图；

图2为本发明第一实施例中的计算机装置(N1)的外部结构立体图，计算机装置(N1)的内部包括有一散热模块(M1)；

图3为图2中的计算机装置(N1)的内部结构立体图；以及

图4为本发明第二实施例中的计算机装置(N2)的内部结构立体图，计算机装置(N2)的内部包括有一散热模块(M2)。

具体实施方式

图2表示根据本发明的具有散热模块M1的计算机装置N1的外部结构立体图。在本发明中，计算机装置N1为一笔记型计算机(notebook)，散热模块M1设置于其内部，通过散热模块M1以对于计算机装置N1的内部元件进行散热处理。散热模块M1也可应用在其它具有相同热量产生的装置上，不限定于笔记型计算机之上。

第一实施例

图2表示根据本发明第一实施例中的计算机装置N1的外部结构立体图。

计算机装置N1包括一主机H、一显示单元D、一键盘K及一散热模块M1(见图3)。在主机H的外部具有一壳体C，并且一电路单元E是设置于壳体C的内部(见图3)。显示单元D是沿着一轴心a-a而枢接于主机H之上，并且显示单元D电连接于该电路单元E。键盘K设置于壳体C的外部且电连接于电路单元E。散热模块M1设置于壳体C内部的电路单元E，通过散热模块M1对于电路单元E上的多个元件进行对流，如此以达到散热的作用。

图3表示根据图2中的计算机装置N1的内部结构立体图。

由图3可知，电路单元E包括有一主机板e100、中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)E 1、一存储器(Memory)E2、一显示卡(VGA card)E3、多个电源接脚(VCC，CHOKE，MOS等)E4等电子元件，其中，中央处理单元El、存储器E2电连接于主机板e100上。以中央处理单元E1、存储器E2为例子，当进行计算机装置N1的相关操作时，中央处理单元E1、存储器E2分别会产生不等大小的热量。

以下将通过第一热源Q1、第二热源Q2分别表示中央处理单元E1、存储器E2，即，第一热源Q1(中央处理单元E1)、第二热源Q2(存储器E2)。在单位时间下，第一热源Q1(中央处理单元E1)所产生的热量不小于第二热源Q2(存储器E2)所产生的热量。

壳体C为矩形状构件，其中，在壳体C的一侧边具有一入风口V1，并且在壳体C的另一侧边具有一出风口V2。主机板e100设置于壳体C内部，并且第一热源Q1、第二热源Q2分别配置于主机板e100之上。

散热模块M1包括有一传导组件1、两第一风扇组件2(2′)、一导引板件3、一第二风扇组件4。以下是针对传导组件1、两第一风扇组件2(2′)、第二风扇组件4的结构及其相互间的连接关系提出说明。

传导组件1包括有一热交换单元10，此热交换单元10连接于第一热源Q1之上，通过热交换单元10吸收第一热源Q1所产生的热源。在本实施例中，热交换单元10是由多个散热片(fin)所构成。

两第一风扇组件2(2′)与导引板件3设置于壳体C的内部，并且两第一风扇组件2(2′)以并列方式设置于壳体C的入风口V1与主机板e100的第一热源Q1之间，即，两第一风扇组件2(2′)设置于壳体C的入风口V1与传导组件1的热交换单元10之间，或是说两第一风扇组件2(2′)设置于外界S与传导组件1的热交换单元10之间，而导引板件3设置于两第一风扇组件2(2′)的外周围，通过导引板件3可将两第一风扇组件2(2′)所驱动的气体沿着一既定方向进行导引。一第二风扇组件4设置于壳体C的出风口V2。

整体而言，热交换单元10位于壳体C的内部，而两第一风扇组件2(2′)靠近壳体C的外部入风口V1处，通过两第一风扇组件2(2′)将外界的气体流朝向于壳体C的内部进行吹送，并且经由导引板件3的导引而输送至壳体C的内部热源处，最后再经由第二风扇组件4将壳体C的内部的经过热交换的气体流排放至壳体C的外部。

以下是对本发明所提出的散热原理提出更为详细的说明。

由图3中可知，由于热交换单元10设置于壳体C的内部，未靠近任何的入风口V1或出风口V2，因而当两第一风扇组件2、2′所形成的具有高速的初始流F0吹送至热交换单元10，高速流动的初始气流F0作用于热交换单元10上的噪音可被电路单元E的主机板e100、键盘K所阻绝(见图2)，如此以提供使用者较佳的使用环境。

由于两第一风扇组件2、2′邻接壳体C外侧，所以通过两第一风扇组件2、2′所送入的初始气流F0的温度会接近或等于壳体C的外部温度，在相对于电路单元E的第一热源Q1、第二热源Q2而言，初始流F0的温度为最低的。换言之，以温度为最低的空气(初始流F0)对于电路单元E上的温度为最高的区域(第一热源Q1与传导组件1)进行吹送，形成最大的温度梯度，故具有最高的热交换效率。

当初始流F0经过了第一热源Q1、传导组件1与显示卡E3且完成了第一次热交换之后便形成了一第一气流(first air fiow)F 1，因第一气流F1在经由第一热源Q1、传导组件1与显示卡E3等元件后会被加热，所以，第一气流F1具有较初始流F0高的温度。虽然第一气流F1所具有的温度较高，但由于第一气流F1所具有较大的流量，故第一气流F1所具有的温度仍比第二热源Q2与多个电源接脚E4等元件的温度低。随后，当第一气流F1经分别导引流经第二热源Q2与多个电源接脚E4等元件且完成了第二次热交换后，便形成了一第二气流(second air flow)F2，在第一气流F1与第二气流F2之间具有温度梯度，具体地该第一气流的温度比该第二气流的温度高。

在第一气流F1的作用下，第二热源Q2与多个电源接脚E4等元件是可得到相当理想的散热，如此第二热源Q2与多个电源接脚E4所产生的热量将不会影响第一热源Q1(中央处理单元E1)的温度，同时更可通过主机板e100将第一热源Q1(中央处理单元E1)所产生的热量传送至其它元件上以进行再次的散热。在本实施例中，第二风扇组件4可将第二气流F2排放至壳体C的外部。

基于上述各元件的设置方式可清楚了解，本发明计算机装置N1在散热模块M1的作用下，散热模块M1是采用逆向思考的方式进行思考，通过设置于靠近壳体C外部的两第一风扇组件2、2′对于设在壳体C内部的热交换单元10进行吹送，如此可达到相当理想的热交换效率。

此外，第二风扇组件4的设置与否是可根据实际需求而决定，即，第二风扇组件4是根据第二气流F2的温度大小而决定。换言之，第二气流F2的温度大小决定了所需第二风扇组件4的风量的大小及其瓦特数的高低。再者，就第二风扇组件4的大小，或是其它额外增设的风扇的大小或抽入、排出而言也必须根据散热模块M1的总排出风量而决定。

举例而言，通过简易的实验结果可知，若第一热源Q1(中央处理单元E1)的发热瓦数为100w时，第一次热交换后(散热模块M1的传导组件1与)的第一气流F1的温度为48℃[此时环境(外界S)的温度为35℃(初始流F0)、当静压为零时进行裸测且最大风量为8CFM的两第一风扇组件2(2′)]。由此可知，若不利用另外的系统风扇时，则必须在系统的远离两第一风扇组件2(2′)的另一侧设置有多个孔洞，如此以避免热量累积在系统内部，造成系统过热的情况发生。

第二实施例

图4是表示根据本发明第二实施例中的计算机装置N2的内部结构立体图，在计算机装置N2的内部包括有一散热模块M2。

与第一实施例的差异点在于：与图3中的计算机装置N1的散热模块M1相比，计算机装置N2的散热模块M2还包括有另一热交换单元10′与一热导管5。其它相同于计算机装置N1的散热模块M1的各元件均采用相同的符号，于此便不再赘述。

热交换单元10′是由多个散热片所构成，该热交换单元10′设置于壳体C的另一侧边的一出风口V3与第一风扇组件2之间。热导管5连接设置于热交换单元10、热交换单元10′之间。

因此，第一热源Q1(中央处理单元E1)所产生的部分热量可经由热导管5的作用而传递至热交换单元10′，进而再通过第一风扇组件2对于热交换单元10′进行吹送的情况下，热交换单元10′是得以降温，而其所排放的热量可经由出风口V3而排放自外界。

虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限制本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可做更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种计算机装置，处于具有初始气流的一外界，该计算机装置包括：

一主机，具有一壳体及一电路单元，该电路单元设置于该壳体之内，并且该电路单元至少具有一第一热源与一第二热源；

一显示单元，电连接于该电路单元；以及

一散热模块，用以对于该外界与该壳体内部进行对流，该散热模块包括：

至少一传导组件，设置在该第一热源上，该传导组件用以吸收该第一热源所产生的热量；以及

至少一第一风扇组件，设置于该外界与该传导组件之间，该第一风扇组件用以将该外界的该初始气流导引至该传导组件以形成至少一第一气流，并且该第一气流经导引流经该第二热源形成了至少一第二气流，该第一气流与该第二气流之间具有一温度梯度。

2.如权利要求1所述的计算机装置，其中，该第一热源所产生的热量不小于该第二热源所产生的热量。

3.如权利要求1所述的计算机装置，其中，该第一风扇组件设置于邻近该壳体的一侧边。

4.如权利要求1所述的计算机装置，其中，该壳体还包括有一入风口，该第一风扇组件设置于该入风口与该传导组件之间。

5.如权利要求1所述的计算机装置，其中，该传导组件包括有一热交换单元，该热交换单元连接于该第一热源。

6.如权利要求5所述的计算机装置，其中，该热交换单元是一热交换鯺片。

7.如权利要求1所述的计算机装置，其中，该第一热源为一中央处理单元。

8.如权利要求1所述的计算机装置，其中，该第二热源为一存储器。

9.如权利要求1所述的计算机装置，还包括有一热导管，该热导管将该传导组件的热量传送至该第一风扇组件的一侧。

10.如权利要求3所述的计算机装置，还包括有一第二风扇组件，该第二风扇组件设置于邻近该壳体的另一侧边，是用以将该第二气流导引至该壳体的外部。

11.如权利要求1所述的计算机装置，其中，该第一气流的温度比该第二气流的温度高。

12.一种散热模块，用以通过一外界的初始气流对于一壳体内的至少一第一热源与一第二热源进行散热，该散热模块包括：

至少一传导组件，设置于该第一热源上，该传导组件是用以吸收该第一热源所产生的热量；以及

13.如权利要求12所述的散热模块，其中，该第一热源所产生的热量不小于该第二热源所产生的热量。

14.如权利要求12所述的散热模块，其中，该第一气流的温度比该第二气流的温度高。

15.如权利要求12所述的散热模块，其中，该壳体还包括有一入风口，该第一风扇组件设置于该入风口与该传导组件之间。

16.如权利要求12所述的散热模块，其中，该传导组件包括有一热交换单元，该热交换单元连接于该第一热源。

17.如权利要求12所述的散热模块，其中，该第一热源为一中央处理单元。

18.如权利要求12所述的散热模块，其中，该第二热源为一存储器。

19.如权利要求12所述的散热模块，还包括有一热导管，该热导管是将该传导组件的热量传送至该第一风扇组件的一侧。

20.如权利要求12所述的散热模块，还包括有一第二风扇组件，该第二风扇组件用以将该第二气流导引至该壳体的外部。