TW201226831A - Eddy heat-dissipating apparatus and the heat-dissipating fin thereof - Google Patents

Description

201226831 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種散熱裝置及其散熱鰭片，尤其是 一種可導引空氣產生渴流之渦流式散熱裝置及其散熱鰭 Ά ° ......... 【先前技術】 目月U較常見之用於電子產品散熱的習知散熱裝置9， 請參照第1圖所示，包含—基板91及二熱交換件92。該 基板91係由高導熱材質之金屬加工製成，且該基板％之 相對二側分別設有一管路911，該二管路911分別可供高 溫液體通過。各該熱交換件92分別結合於該基板91，且 各該熱交換件92皆具有數個散熱鰭片921，以便該基板 91所吸收之熱能可直接傳導至各該散熱鰭片％〗後散 逸；其中，各該散熱鰭片921之間分別形成有一氣流通道 922,以供低溫空氣通過與各該散熱鰭片921相接觸並進 行熱交換。 該習知散熱裝置9應用於電子產品的散熱時，主要 係將該二管路911連接一高溫液體循環管路，以便經由該 基板91卩熱傳導方式持續吸收該二管路911 β之高溫液 體的熱能，並利用低溫空氣通過各該氣流通道922後將各 該散熱鰭片戶斤吸收之熱能排放至外界，藉此達到降低 電子產品之工作溫度的目的。 然而，上述習知散熱裝置9於實際使用時，大致仍 具有以下所述之諸多缺點： 201226831 1、 散熱效果不佳：該習知散熱裝置9主要係藉由 增加各該熱交換件92之散熱鰭片921的數量來增加散熱 面積’以便&升對電子產品的散熱效果；然而，以該熱交 換件92之s又a十而吕，在該熱父換件92尺寸保持不變的情 形下，由於增加該散熱鰭片921的數量係相對縮減了各該 栽！ 通道922供低溫空氣流通的範圍大小；因此，容易導 致各該氣流通道922内空氣的流動受到阻礙，進而造成各 該氣流通道922内產生積熱現象，相對影響該習知散熱裝 ^ 置9整體之散熱效果。 … 2、 熱傳導效率有限：由於上述習知散熱裝置9僅 單純藉由該基板91來吸收各該管路911内高溫液體之熱 ; 能後，再傳遞至各該熱交換件92後散逸；因此，導致該 〜 基板91與高溫液體之間熱能的傳遞速度相當有限，故亦 容易影響其散熱效率。 3、 無法達到薄型化設計：由於該熱交換件％除了 必須具有足夠數量之散熱鰭片921來增加散熱面積，更進 # 一步必須於各該散熱鰭片921之間預留適當的間隙方可避 免產生積熱現象；因此，導致該習知散熱裝置9之體積不 易縮減，無法朝向更輕薄短小的方向研發設計。| 4、 製造成本高：由於増加該散熱鰭片921之數 量，不僅相對增加製造該熱交換件92所需材料之外，更 必須花費大量的製作時間；因此，導致製造成本相當昂 貴。 綜上所述’上述習知散熱襞置9大致仍具有散執效 果不佳、熱傳導效率有限、無法達到薄型化設計及製造成 201226831 本南等諸多缺點，故仍有加以改良之必要。 【發明内容1 本發明目的乃改良習知散熱裝置容易產生積熱現象 造成散熱效果不佳之缺點，以提供一種玎導弓丨空氣產生馬 流之渦流式散熱骏置，以提升整體之散熱效果。 本發明另—目的係提供一種渦流式散熱裝置，藉由 導引低溫空氣旋轉產生渦流之方向配合高溫液體流動之方 向，以提升整體之熱傳導效率。 +贫明再一目的係提供一種渦流式散熱裝置，藉由 縮減整體體積仍可維持良好之散熱效果，而易於朝向^ 化方向研發設計。 本發明又一目的係提供一種散熱鰭片，該散熱鰭片 可增加空氣之熱對流效果，以便降低製造成本。 為達到前述發明目的，本發明所運用之技術内容包 含有· 一種渦流式散熱裝置，係包含：—熱交換管，具有 -入液端及1液端，該人液端係經由—流通空間鱼該出 液端相連通’·及數個散熱鰭片，各該散熱鰭片皆包ς了一 本體’係排列設置於錢管；及數個渦流產 八 別設置於各該讀，且各制生件轉有—小捏端: -大控端及-迎顯，各該魏面之树 徑端與各該大徑端，且各該迎風面分別朝向== 此外，本發日狀職式散熱裝置财以具有數個散 201226831 22，散細片皆包含—本體及數_流產生件， 生件設置_本體’且各該满流產生件皆具有 、—大徑端及—迎風面，⑽小徑端係朝向該本 ^，各該大徑端_向該本體之另—端，各該迎風 面之相對二端分顺接各該祕端與各該大徑端，該 迎風面分別朝向各該小徑端。 " 【實施方式】 為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明 顯易懂’下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖 式，作詳細說明如下： 凊參照第2圖所示，本發明之渦流式散熱裝置係可 為低溫空氣/高職體熱交換式散熱H或高溫空氣/低溫液 體熱交換錢熱i。在本實闕巾，本發明之渦流式散熱 裝置只選擇低溫空氣/高溫液體熱交換式散熱器做為實施 態樣說明，而高溫空氣/低溫液體熱交換式散熱器之實施 態樣可類似於低溫空氣/高溫液體熱交換式散熱器。該渦 流式散熱裝置包含一熱交換管丨及數個散熱鰭片2，該數 個政熱縛片2係結合該熱交換管1。惟本發明並不因此受 限，該數個散熱鰭片2亦可選擇直接結合各種需要散熱構 造之發熱電子元件，例如CPU或LED燈具等。 請參照第2及3圖所示，該熱交換管1係可選擇為 各種幾何形狀之外形結構，且較佳選擇由高導熱能力之金 屬材質製成，例如鋁、銅、銀或其合金等；在本實施例 中，係揭示該熱交換管1選擇為大致呈、、長方體〃之外形 201226831 結構做為實施態樣說明。該熱交換管1具有一入液端 11、一出液端12及一流通空間13，該入液端11可經由 該流通空間13與該出液端12相連通；其中，該入液蠕 11及出液端12可分別連接一液體管路14，以便將尚溫液 體自該入液端11之液體管路14導入該流通空間13内’ 並與各該散熱鰭片2進行熱交換後再經由該出液端丨2之 液體管路14導出。又，為方便後續說明，請參照第3圖 所示，本發明以下所述之「第一流動方向D1」，係指高溫 液體經由該入液端11流向該出液端12之方向。 请再參照第2及3圖所示，各該散熱鰭片2皆具有 一本體21及數個渦流產生件22。各該本體21係結合該 熱交換管1，且各該本體21之間可選擇等間距排列，以 便在各任二相鄰本體21之間分別形成一氣流通道c，該 氣流通道c之相對二端分別為一入風端211及一出風端 =2 ;其中，請參照第3圖所示，該入風端211朝該出風 端212方向係為一第二流動方向D2，且該第二流動方向 D2與該第一流動方向D1可選擇為兩個互相獨立的方 =，在本實施例中，該第二流動方向D2係選擇與該第一 =動方向D1互相垂直。藉此，低溫空氣可沿該第二流動 ^ Μ自該入闕211流入該氣流通道C内，並與各該 轨二j 2相接觸進行熱交換後，再經由該出風端212將 外界，以降低各該散熱鰭片2之溫度。此外， 形:構.、、：片^本體21亦可選擇為各種幾何形狀之外 選擇為具有高導熱能力之金屬材質； 圖所不之政熱籍片2的本體21係呈'、矩形之 201226831 t形結構’或第6圖所示之散熱鰭片2,的本體21，則呈 圓形〃之外形結構，而本實施例係選擇呈、、矩形〃之本 體21做為實施態樣說明。 更詳言之’請再參照第2及3圖所示，該本體21具 ，第一側面213及一第二側面214，該第一側面213及 第一侧面214分別為該本體21之相對二侧面，且各該第 一側面213係朝向該熱交換管1之入液端11，而各該第 一侧面214則朝向該熱交換管1之出液端12。另外，各 該本體21之預定部位分別設有一結合部215，以便各該 本體21可分別經由自身之結合部215結合該熱交換管 1，在本實施例中，係揭示該結合部215選擇為貫穿該第 一側面213及第二側面214之通孔，且位於該本體21之 中央位置，以便供各該本體21分別經由自身之通孔固設 父換管1之外周壁。其中’請參照第5圖所示，該 =合部215所形成之通孔的形狀主要係用以配合該熱交換 管' 1之外形輪靡，故本實施例之結合部犯得選擇為呈 矩形”之通孔做為實施態樣說明，以便該本體21可穩 固結合該熱交換管1;又，請參照第6圖所示，該本體 21所形成之結合部215，亦可選擇為呈'、圓形〃之通孔， 以便穩S1結合於呈、、_體〃之熱交換管卜 月多…、第2、3及5圖所示，各該渦流產生件22係 可選擇同時設置於該本體21之第—側面213及第二側面 214 ’而較佳可選擇僅設置於該第—側面213或該第二側 =、之:中—者;在本實施例中’各該渦流產生件22 係々擇刀別設置於各該本體21之第—側面213做為實施 201226831 態樣說明；又，各制驗生件22係㈣ =3,斜，主要係用以導引流至各該氣流= 而 =轉產生渦流’以便加強低溫空氣之對流 ΪΓ二各該散熱‘鰭片2所吸收的熱量排放 ⑵二；流產生件22皆具有-小徑端 翻Μ ^ 及一迎風面223，各該小徑端功係 212 IS /11，而各該大徑端222貝,J朝向該出風端 ’ΛΓ士 之相對二端係分別銜接各該小徑端 ⑵與各該大錢222，使該迎風面2 形成擴徑狀；又，各該迎風面223二職 本體之第-側面213形成傾斜且朝向該人風端211 , 2便順勢導引沿該第二流動方向D2流人各該氣流通道c 之低溫空氣，稭此，該小徑端221可導引低溫空氣沿著 =迎風面223傾斜方向流動，迫使低溫空氣旋轉產生渦 〜，以提升低溫空氣從該大徑端222流出之速产。 此外，在本實施例巾，該散熱則2係可選擇利用 θ度約為0.1 mm〜0.3 mm之紹製薄板，以沖壓方式直接 形成該本體2!及職產生件22，且各朗餘生件22 之=形輪摩選擇為、'三角形^故為實施態樣說明，以便簡 =·作程序’並可降低製造成本；又，各該渦流產生件 -之开>成亦可選擇利用塑型或矯型等加工方式。其中， 各該渴流產生件22係進—步選料間轉列且對稱於該 =交換管1〔亦即對稱於該結合部215〕，以便低溫空氣 j由該入風端211流入該熱交換管丨頂、底面〔依圖面而 σ〕之氣流通道c時，皆可受到該渦流產生件22的導引 201226831 產生渦流。 此外，為方便後續說明，請參照第3及4圖所示， : 位在該熱交換管1上方之渦流產生件22係統稱為「上渦 產生件22a」’而位在該熱交換管丨下方之渦流產生件 22則統稱為「下渦流產生件22b」。其中，在本實施例 中，該上、下渦流產生件22a、22b係選擇互相平行，且 該上渦流產生件22a之迎風面223與該下渦流產生件2沘 之迎風面223進一步選擇呈背向設置；藉此，請參照第4 • 圖所不，該上渦流產生件22a即可導引低溫空氣沿逆時針 方向旋轉產生渦流，而該下渦流產生件22b則可導引低溫 二氣沿順時針方向旋轉產生渦流，且該上、下渦流產生件 • 22a、22b所產生之渦流的切線方向ΤΙ、T2分別如圖所 - 示。 再者，熟悉該項技藝者所可以理解本實施例之渦流 式散熱裝置可藉由、、計算流體力學〔C〇mputational

Fluid

Dynamics，CFD〕夕軟體程式，模擬計算低溫空氣、高溫 Φ 液體溫度、流速及流量等相關參數，來計算熱交換效率， 進而檢測該渦流產生件22之較佳形狀及設置位置。又， 睛參照第6圖，並配合參照第2圖所示，當該本體21，之 結合部215’選擇為呈、圓形，之通孔時，該上、下渦流 產生件22a、22b之設置位置除了可選擇如圖所示之外， 亦可選擇僅設置於鄰近入風端21丨及出風端212位置，或 選擇僅設置於鄰近該入風端211位置，以便配合呈、、圓柱 體”之熱交換管1的幾何形狀。 請參照第3及4圖所示，係揭示本發明之渦流式散 一 11 — 201226831 熱裝置於實際使用時，當吸收電子產品熱量之高溫液體沿 該第一流動方向D1流經該熱交換管1時，該熱交換管1 係以熱傳導方式直接將高溫液體之熱量傳遞至各該散熱鰭 片2;此時，配合一風扇單元〔未繪示〕將低溫空氣沿該 第二流動方向D2吹入各該散熱鰭片2所形成之氣流通道 c，以便供該上渦流產生件22a及下渦流產生件22b分別 導引該熱交換管1頂、底部〔依圖面而言〕之低溫空氣產 生兩個相反方向的渦流，藉此可有效增加低溫空氣的熱對 流效果，進而可快速的將各該散熱鰭片21所吸收之熱量 排放至外界，使電子產品得以維持於較佳之工作效能。 其中，請特別參照第4圖所示，由於該熱交換管j 内之高溫液體的流動方向係由圖面右方朝左方流動，而該 上、下渦流產生件22a、22b所產生之渦流，在旋轉通過 該熱交換管1頂、底面〔依圖面而言〕之切線方向τ卜 T2恰由圖面左方指向右方；藉此，利用渦流旋轉之切線 方向ΤΙ、T2與高溫液體流動方向呈相反方向之設計，以 便形成一、、逆向流〔counter fl〇w〕//之熱傳遞現象，進 一步提升各該散熱鰭片2與高溫液體之熱傳導效率。 藉由前揭之結構特徵，本發明之渦流式散熱裝置及 其散熱鰭片的主要技術特點在於：藉由各該渦流產生件 22來導引低溫空氣旋轉產生渦流，以便加速將各該散熱 鰭片2所吸收之熱量排放至外界；藉此，在本發明之渦流 式散熱裝置與先前技術之散熱裝置具有相同尺寸的前提 下，本發明無需設置過多之散熱鰭片2即可具有極佳之散 熱效果，有效避免影響各該氣流通道c的尺寸，使得本 —12 — 201226831 發明具有達到提升散熱效率之功效。 =轉'rr_f 1之切_ m設計= 方向D1相反；藉此，彻該 '、逆向流'原理、 來加快高溫液體與各該散熱鰭片2之間執 _， 使得本發明具有達到提升熱傳導效率之功效。…又 ⑼置^务明流式散熱裝置及其散熱籍片，由於僅需 Φ 二2柯藉由該渦流產生件22來提升 散…效率及熱傳導效率；藉此，縮 2的體積仍可維持良好之散熱效果二 到易於朝薄型化方向研發設計之功效。 兮散ίΓΓΓ渦流式散熱裝置及其散熱縛片，僅需在各 :=Γ設置適量之渦流產生件22即可增加低溫空 熱電ΐ -’ η廣泛應用於各種需要散熱構造之發 … 70 ，藉此，相較於先前技術必須藉由增設散埶鍺 2數量方可維持其散熱效果，本發明之散熱確ί 造需耗費之材料’使得本發明具有達到降低製 雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非 =以限定本發明’任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精 巳圍之内’相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬 1所保護之技術料，@此本發明之健制當視後 附之申請專利範圍所界定者為準。 —13 — 201226831 【圖式簡單說明】 第1圖：習知散熱裝置示意圖。 第2圖：本發明之渦流式散熱裝置的立體分解圖。 第3圖：本發明之渦流式散熱裝置的立體組合圖。 第4圖：沿第3圖之4-4線剖視圖。 第5圖：沿第4圖之5-5線剖視圖。 第6圖：本發明散熱鰭片之另一種型態的剖視示意 圖。 【主要元件符號說明】 〔本發明〕 1 熱交換管 11 入液端 12 出液端 13 流通空間 14 液體管路 2 > 2 丨’散熱鰭片 21 > 21’本體 211 入風端 212 出風端 213 第一侧面 214 第二侧面 215 、215’結合部 22 渦流產生件 22a 上渦流產生件 22b 下渦流產生件 221 小徑端 222 大徑端 223 迎風面 C 氣流通道 D1 第一流動方向 201226831 ΤΙ、T2切線方向 D2 第二流動方向 〔習知〕 9 習知散熱裝置 91 基板 911管路 92 熱交換件 921散熱鰭片 922氣流通道 —15 —

Claims (1)

1. 201226831 七 、申請專利範園 —種渦流式散熱裝置，包含： —熱交換管’具有一入液端及一出液端，該入液端係 經由一流通空間與該出液端相連通；及 數個散熱鰭片，各該散熱鰭片皆包含： 一本體’係排列設置於該熱交換管；及 數個渦流產生件，分別設置於各該本體，且各該渦 流產生件皆具有一小徑端、一大徑端及一迎風面， 各該迎風面之相對二端分別銜接各該小徑端與各該 2 大徑端，且各該迎風面分別朝向各該小徑端。 依申請專利範圍第丨項所述之渦流式散熱裝置，其中 f任二相鄰散熱鰭片之間的相對二端分別具有一入風 鈿及出風為，各該小徑端係朝向該入風端，而各該 大徑端則朝向該出風端。 卜依申請專利制第2項所述之渦流式散熱裝置 ，其中 “放熱鰭片分別包含—結合部，料㈣本體設置 各贿熱則之難產生㈣分别對 4 、= 青專利範園第3項所述之渦流式散熱裝置 孔結合該熱交換管。之一通孔’該本體經由讀通 範園第3或4項所述之賴 向設置：“—〗之渦流產生件的迎風面、係:背 5 201226831 6、 依申請專賴圍第5騎述之渦流式散錄置，其中 各該渦流產生件係設置於各該本體朝該入液端之側面 〇 其中各該散熱縛片 7、 依申請專利範圍第2、3或4項所述之减式散熱裝置 端 之渦流產生件設置於鄰近該入風 種用於渦流式散熱裝置之散鱗片，包含·· 一本體；及 2渴流產生件，設置於該本體，各該渴流產生件皆 ς -小徑端、-缝端及—迎風面，各該小徑端係 向體之一端，各該大徑端則朝向該本體之另一 9 10 节大“二端分別銜接各該小徑端與各 ed:軸面分別朝向各該小徑端。 ^献銳y A㈣8項所述之用於渦流式散埶裝置之 =背=結合部相對二側之渦流產生件的迎 Si:圍或9項所述之用於渴流式散熱裝 體同=;:片’其中該數㈣流產生件係設置於該本 —17 —