TW201137237A - Heat dissipation device and airflow generator thereof - Google Patents
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Description
201137237 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種散熱裝置’尤其涉及一種用於電子裝置 中對發熱電子元件進行散熱的散熱裝置及其所採用的氣 流產生器。 [先前技術] [0002] 在電子裝置例如電腦中’常採用一散熱裝置對其内部的 電子元件如CPU進行散熱。該散熱裝置包括一設於電子元 件上的散熱器及設於散熱器上的一散熱風扇，該散熱器 Ο 具有複數散熱片，散熱風扇運轉產生氣流並吹向散熱片 ，以將傳至散熱片的熱量帶走。 [0003] 然而，當散熱風扇以較高的速度運轉時，容易產生噪音 並且有可能造成運轉不穩定。另外，散熱風扇中，為達 到一定風量，馬達必需具備相應的尺寸大小，從而無法 滿足電子裝置朝向輕薄化方向發展的要求p ...... .-,.. .. .. 【發明内容】 〇 [_]有鑒於此，有必要提供一種適^進行微型化設計且具有 較好靜音效果的氣流產生器，並提供一種使用該氣流產 生器的散熱裝置。 [0005] 一種氣流產生器，包括一殼體及設於該殼體内的複數氣 流產生單元，其中每一氣流產生單元包括一箱體、一振 膜及一驅動件，該振膜設於該箱體内並將該箱體的内部 空間分隔成一第一腔室與—第二腔室，該第二腔室藉由 一氣孔與外界連通，該振臈在該驅動件的作用下壓縮第 二腔室内的氣體並產生由該氣孔向外喷出的一氣流。 099113149 表單編號A0101 第3頁/共22頁 0992023257-0 201137237 [0006] 一種散熱裝置，包括一散熱器及設於該散熱器上的一氣 流產生器。該氣流產生器包括一殼體及設於該殼體内的 複數氣流產生單元，其中每一氣流產生單元包括一箱體 、一振膜及一驅動件，該振膜設於該箱體内並將該箱體 的内部空間分隔成一第一腔室與一第二腔室，該第二腔 室藉由一氣孔與外界連通，該振膜在該驅動件的作用下 壓縮第二腔室内的氣體並產生由該氣孔喷向散熱器的一 氣流。 [0007] 上述散熱裝置的氣流產生器中，藉由驅動件帶動振膜運 動而產生氣流，無需像散熱風扇一樣設置馬達、轉子等 零件，因此具有較好的靜音效果。該氣流產生單元結構 簡單，適合進行薄型化設計。 【實施方式】 [0008] 如圖1與圖2所示為本發明散熱裝置100的一較佳實施例。 該散熱裝置100包括一散熱器10及設於該散熱器10上的一 氣流產生器20。 [0009] 該散熱器10包括一吸熱底板11及設置於該吸熱底板11上 的複數散熱片12。該吸熱底板11用於與一熱源如一電子 元件接觸以吸收熱量。該等散熱片12相互平行設置，且 於相鄰兩散熱片12之間形成的氣流通道13。散熱器10的 四個角的位置分別具有一安裝部14，每一安裝部14上設 有一安裝孔1 5。 [0010] 請一併參閱圖3與圖4，該氣流產生器20包括一殼體30及 設於該殼體30内的複數氣流產生單元40。該殼體30包括 一底座31及蓋設於該底座31上的一上蓋32。該上蓋32具 099113149 表單編號 A0101 第 4 頁/共 22 頁 0992023257-0 201137237 Ο 有—頂板321及由該頂板321的周緣向下延伸的一側壁 322。該上蓋32的四個角的位置分別具有一安裝部323， 每—安裝部323上設有一通孔324。另外，上蓋32的每一 女裝部3 2 3的下側對應通孔3 2 4的位置設有一支撑元件 325如一凸台。當氣流產生器2〇安裝於散熱器上時，該 等支撐元件325對應設於散熱器1〇的安裝部丨4上，並使殼 體30上的通孔324分別對準散熱器1〇的安裝孔15，藉由 四個鎖合件1〇1如螺桿分別穿過殼體上的通孔324並與 散熱器10的安裝孔15接合，從而將氣流產生器2〇與散熱 器10固定在一起。由於散熱器10與氣流產生器2〇之間設 有支撐元件325，從而在散熱器1〇與氣流產生器2〇之間形 成一間隔。 [0011] ❹ 請一併參閱圖5 ’該等氣流產生單元4〇均收容於由該底座 31與上蓋32合圍形成的一收容空間内，並呈陣列分佈。 每一氣流產生單元40包括一矩形的箱體41、設於該箱體 41内一振膜42、及設於該振膜42上的_驅動件43。該箱 體41具有一朝下的開口 44 (圖4所示）\殼體3〇的底座 31貼設於該等氣流產生單元40的底部，且該底座31上於 對應每一氣流產生單元40的驅動件43的位置設有一圓形 的氣孔311。 [0012] 該振膜42呈水平設置於箱體41内，並將箱體41内的空間 隔離成一第一腔室411與一第二腔室412。該第一腔室 411與第二腔室412分別位於振膜42的上、下兩側，且該 第二腔室412藉由該氣孔311與外界連通。該驅動件43設 於該振膜42上並位於振膜42的中間位置。該驅動件43可 099113149 表單编號Α0101 第5頁/共22頁 0992023257-0 201137237 產生週期性的運動，從而帶動該振膜42上、下振動。本 實施例中，該驅動件43為一壓電片（以下同樣以43標示 )，該壓電片43可藉由粘接的方式與振膜42結合。所述 壓電片43係由具有壓電效應的材料製成，如陶瓷、聚合 物或複合材料等。該壓電片43在交流電壓的驅動下能夠 在其厚度方向產生交替的彎曲變形，從而帶動振膜421產 生上、下振動。 [0013] 該氣流產生器20工作時，藉由對每一氣流產生單元40的 壓電片43 (即驅動件）施加交流電壓，使得壓電片43在 其厚度方向產生交替的彎曲變形，並帶動該振膜42產生 週期性的上、下振動，從而反復地對箱體41的第二腔室 412内的氣體進行壓縮，以在底座31的氣孔311處產生喷 向散熱器10的高速氣流，該高速氣流快速進入散熱器10 的氣流通道13内並與散熱片12進行熱交換，從而將傳至 散熱片12的熱量帶走。 [0014] 請參閱圖6-8，下面以單個氣流產生單元40的一個運動週 期具體說明氣流的產生過程。 [0015] 氣流的產生過程可劃分為三個階段。在第一階段，對該 氣流產生單元40的壓電片43施加一正電壓（或負電壓） ，使該壓電片43產生向下彎曲變形，並由該壓電片43帶 動振膜42向下彎曲以壓縮第二腔室412。如圖6所示，該 振膜42由初始水平位置運動至圖中虛線A所示位置的過程 中，第二腔室412内的氣體被壓縮並向氣孔311運動，從 而形成由氣孔311流向散熱器10的一第一氣流102，該第 一氣流102沿散熱片12之間的氣流通道13向前運動並與散 099113149 表單編號A0101 第6頁/共22頁 0992023257-0 201137237 熱片12進行熱交換以將傳至散熱片12的熱量帶走。 [0016] 在第二階段，對該氣流產生單元40的壓電片43施加一相 反的電壓，使該壓電片43產生向上彎曲變形，在該壓電 片43的驅動作用下，該振膜42由圖6虛線A所示位置運動 返回至圖7所示的水平位置。在此過程中，進入散熱器10 的氣流通道13内的第一氣流102繼續向前運動，同時，氣 流產生器20與散熱器10的間隙之間的空氣在靠近氣孔311 的位置被吸入至散熱器10的氣流通道13内並形成一第二 _ 氣流103，該第二氣流103的流量可高達第一氣流102的 Ο 十倍。 [0017] 在第三階段，該振膜42繼續向上彎曲變形，並由圖7所示 的水平位置運動至圖8中虛線B所示的位置。在此過程中 ，第一腔室411的體積被壓縮，而第二腔室412的體積則 被擴張，氣流產生器20與散熱器10的間隙之間的空氣經 氣孔311被吸入至第二腔室412内（如圖8中箭頭104所示 )，以供下一運動週期中使用，進入散熱器10的氣流通 〇 道13内的第二氣流103則繼續向前運動，並推動第一氣流 102向前運動，該第一氣流102在接近散熱器10的吸熱底 板11處向兩侧流動。 [0018] 該氣流產生單元40中，藉由壓電片43帶動振膜42反復地 進行上述週期性運動，從而源源不斷地產生吹向散熱器 10的氣流，以將散熱器10上的熱量帶走。另外，藉由對 壓電片43上施加不同週期的交流電壓，可控制所產生的 氣流的流量大小，以使氣流得到充分地利用。 099113149 表單編號A0101 第7頁/共22頁 0992023257-0 201137237 [0019] 該散熱裝置100中，藉由氣流產生器20提供氣流來吹拂散 熱器10以帶走散熱器10的熱量。該氣流產生器20中的氣 流產生單元40的數量可根據要求進行選擇。該氣流產生 單元40中無需像散熱風扇一樣設置馬達、轉子等零件， 因此具有較好的靜音效果。該氣流產生單元40結構簡單 ，適合進行薄型化設計。 [0020] 該散熱裝置100中，氣流產生器20的的氣流產生單元40的 驅動件43為壓電片，該驅動件43還可以為其他元件。 [0021] 如圖9所示為本發明散熱裝置100a的另一實施例，該散熱 裝置100a亦包括散熱器10與氣流產生器20a，該氣流產 生器20a與上一實施例中的氣流產生器20的區別僅在於氣 流產生單元40a所使用的驅動件43a不同。本實施例中， 每一氣流產生單元40a的振膜42上所設的驅動件43a包括 一軟鐵431、環繞於該軟鐵431周圍的一線圈432及一磁 體433，該線圈432可以直接纏繞於該軟鐵431上或設於 該振膜42上。該等氣流產生單元40的線圈432相互串接並 與外部的控制電路相連。該磁體433位於第一腔室411内 ，該磁體433設於箱體41上並與該軟鐵431呈相對設置。 該驅動件43a的元件的位置關係亦可以進行對換，即將磁 體433設於振膜42上，而將軟鐵431與線圈432設於該箱 體41上。 [0022] 該氣流產生器2 0 a工作時，藉由對每一氣流產生單元4 0 a 的驅動件43a的線圈432通入交變電流，以對軟鐵431進 行磁化。當向線圈432中通入一正向電流時，軟鐵431被 磁化且其極性與磁體433的極性相反，此時軟鐵431與與 099113149 表單編號A0101 第8頁/共22頁 0992023257-0 201137237 Ο [0023] Q [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] 磁體433相互排斥，由於磁體433固定於箱體41上，軟鐵 431在排斥力的作用下遠離磁體433運動，從而帶動振膜 42向下運動。相反地，當向線圈432中通入一反向電流時 ，軟鐵431被磁化且其極性與磁體433的極性相同，此時 軟鐵431與與磁體433相互吸引，軟鐵431在吸力的作用 下朝向磁體433運動，從而帶動振膜42向上運動。本實施 例中的母一氣流產生早元4 0 a在一個運動週期内的氣流產 生過程與圖6-8中所示的產生過程相同。另外，藉由對線 圈432中通入不同週期的交變電流，可控制振膜42的振動 幅度’從而控制所產生的氣流的流量大小，以使氣流得 到充分地利用。 综上所述’本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利 申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡 熟悉本案技藝之人士 ’在爰依本發明精神所作之等效修 飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明散熱裝置的一較佳實施例組裝圖。 圖2為圖1所示散熱裝置的立體分解圖。 圖3為圖2所示散熱裝置中的氣流產生器的立體分解圖。 圖4為圖3的倒視圖。 圖5為圖1所示散熱裝置沿V-V線的剖視圖。 圖6為顯示圖1所示散熱裝置工作過程的一示意圖。 圖7為顯示圖1所示散熱裝置工作過程的又一示意圖。 099113149 表單編號A0101 第9頁/共22頁 0992023257-0 201137237 [0031] 圖8為顯示圖1所示散熱裝置工作過程的再一示意圖。 [0032] 圖9為本發明散熱裝置的氣流產生器的另一實施例的剖視 圖。 [0033] 【主要元件符號說明】 散熱裝置：100、100a [0034] 散熱器：10 [0035] 氣流產生器：20、20a [0036] 吸熱底板：11 [0037] 散熱片：12 [0038] 氣流通道：13 [0039] 安裝部：14 [0040] 安裝孔：15 [0041] 殼體：30 [0042] 氣流產生單元：40、40a [0043] 底座：31 [0044] 氣孔：311 [0045] 上蓋：32 [0046] 頂板：321 [0047] 侧壁：322 [0048] 安裝部：323 099113149 表單編號A0101 第10頁/共22頁 0992023257-0 201137237 [0049] it孑L I 324 [0050] 支撐元件： 325 [0051] 鎖合件：101 [0052] 箱體：41 [0053] 振膜：42 [0054] 驅動件：43 卜43a [0055] 軟鐵：431 [0056] 線圈：432 [0057] 磁體.4 3 3 [0058] 開口 ： 44 [0059] 第一腔室： 411 [0060] 第二腔室： 412 [0061] 虛線：A、B [0062] 第一氣流： 102 [0063] 第二氣流： 103 [0064] 箭頭：104 099113149 表單編號A0101 第11頁/共22頁 0992023257-0
Claims (1)
- 201137237 七、申請專利範圍： 1 . 一種氣流產生器，包括一殼體及設於該殼體内的複數氣流 產生單元，其改良在於：每一氣流產生單元包括一箱體、 一振膜及一驅動件，該振膜設於該箱體内並將該箱體的内 部空間分隔成一第一腔室與一第二腔室，該第二腔室藉由 一氣孔與外界連通，該振膜在該驅動件的作用下壓縮第二 腔室内的氣體並產生由該氣孔向外喷出的一氣流。 2 .如申請專利範圍第1項所述之氣流產生器，其中該驅動件 為設於振膜上的一壓電片。 3 .如申請專利範圍第1項所述之氣流產生器，其中該驅動件 包括一軟鐵、環繞於該軟鐵周圍的一線圈、及一磁體，該 軟鐵設於振膜或箱體其中之一上，該磁體相對設於未設置 該軟鐵的振膜或箱體其中之一上。 4 .如申請專利範圍第3項所述之氣流產生器，其中該軟鐵設 於該振膜，該磁體設於該箱體上。 5 .如申請專利範圍第4項所述之氣流產生器，其中該線圈纏 繞於該軟鐵上或設於該振膜上。 6如申請專利範圍第1項所述之氣流產生器，其中該殼體包 括一底座及蓋設於該底座上的一上蓋，所述氣流產生單元 設於該底座與上蓋之間，每一氣流產生單元朝向底座設有 一開口，所述氣孔設於該底座上。 7. 如申請專利範圍第1項所述之氣流產生器，其中所述氣 流產生單元呈陣列分佈。 8. —種散熱裝置，包括一散熱器，基特徵在於：該散熱裝 置還包括如申請專利範圍第1 -7項中任意一項所述之氣流 099113149 表單編號A0101 第12頁/共22頁 0992023257-0 201137237 產生器，該氣流產生器設於該散熱器上，所述氣孔與散熱 器相對。 9. 如申請專利範圍第8項所述之散熱裝置，其中該散熱器 包括一吸熱底板及設於該吸熱底板上的複數散熱片，相鄰 兩散熱片之間形成一氣流通道，所述氣孔與氣流通道相對 〇 10. 如申請專利範圍第8項所述之散熱裝置，其尹該氣流 產生器與散熱器之間形成一間隔。 Ο 099113149 表單編號A0101 第13頁/共22頁 0992023257-0
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