TWI298239B - Passive heat-dissipating fan system and electronic system containing the same - Google Patents

Description

1298239 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本i明係關於一種被動式散熱風扇糸統’特別係關於一種 具冷卻裝置之被動式風扇系統，其係利用一隔流裝置將氣流分 別導引至冷卻裝置之冷端與熱端，不但能有效對熱源進行散熱 並可將廢熱移除。 【先前技術】 一般的風扇大都配合一馬達使用，利用馬達的轉動而帶動 風扇的旋轉，達到散熱的效果。 然而’習知的風扇結構具有數個缺點，一是扇葉組與馬達 必須配合使用，所以欲利用風扇來達到散熱的效果，搭配一提 供動力的馬達必不可少，故馬達的製造與組裝成本是無法避免 的；二是馬達本身佔有一定體積，即便更進一步簡化其結構， 仍無法有效解決風扇微小化之可能；三是馬達本身需要電力才 ，運轉，所以將習知風扇運用在電子系統中時，馬達會消耗一 =的能量來驅動風扇葉片，若是在電子系統中有多處需散熱 時，則不免要安裝多個風扇，如此會增加耗電量，在環保意識 抬頭的今日，實不符節約能源之潮流。 μ此外：f知有許多種的冷卻裝置係針對特定的熱源來進行 政…、，如第1圖所示；在一電子系統（1)中，至少具有一電子元 件（2)(如處理器等），該電子元件（2)因運作及處理大量運 必定會產生不少的熱能’為了保持該電子元件⑺之正常 :乍’而在其表面設置一冷卻裝置⑺（如致冷器、聲波冷卻器

卻裝置(3)通上電源後，其W Ϊ=ΐ (32)，該冷端（31)制來與該發熱之電子元件⑺ ==片=r至該熱端(32);而該熱端心^ 子元ί⑵m 效騎。軸廢熱财效地從該電 移除，然而移除的廢熱仍留在該電子系統（1)中， 5

1298239 導致該電子系統⑴的整體溫度升高。如果該電子系 ::散熱裝置或是該電子系統⑴内具有多個電子元件⑺：： =統(1)的整個環境溫度很可能會過高，而使得運作出現“ ^大=。另-方面’該冷卻裝置（3)之冷端（31)表面溫度若降至 一耘度時（視當時環境溫度與溼度而定），报可能在其表面 ^滴，稱為結露現象’而一旦電子元件⑺受潮，則可能造 整個電子70件損壞；因此在使用這類冷卻裝置時，電子 存在著相當大的損壞風險。 本發明即針對上述之缺失而提出一種被動式散熱風扇系 、·先，不但能安全地降低電子系統中電子元件所產 7有效地將廢熱排除於電子系統外。以下為本發明要j 〇 【發明内容】 本發明之一目的係在於提供一種被動式散熱風扇系統，直 ，括一給風裝置、至少一冷端被動散熱組件、至少一熱端被ς =熱組件、一可引導氣流分別進入該冷端被動散熱組件與該熱 端被動散熱組件之隔流裝置、以及一設置於該隔流裝置内之^ 卻裝置，其中該隔流裝置包含一隔流件，該冷卻裝置具有一熱 端與一冷端，分別係位於該隔流件之兩側。該給風裝置所提^ 之氣流，經由該隔流件之引導分流，一部分氣流流向該冷卻裝 置之熱端，進而流向該熱端被動散熱組件，一部分氣流流向^ 冷卻裝置之冷端，進而流向該冷端被動散熱組件。 上述之給風裝置包括一主動式風扇以及一給風管路，該給 風官路能將該主動式風扇所產生之高壓風輸送至該冷卻裝置。 上述之冷端被動散熱組件包括一冷端管路及一冷端被動 式風扇，該冷端管路之一端係與產生冷氣流之隔流裝置的一側 連接’另一端與該冷端被動式風扇連接；該冷端被動式風扇係 對一發熱物件進行散熱。 上述之熱端被動散熱組件包括一熱端管路及一熱端被動 6 ⑤ 1298239 扇，該熱端管路之一端係與產生熱氣流之隔流 :於電子糸統的一側，不但可將熱氣流排除於 循環。可因該熱端被動式風扇之轉動，增進電子系統内之氣流 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 下|下文特舉-較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 【實施方式】

請同時參閱第2、3與4圖，第2圖係本發明之被動 …、風扇系統應用於一電子系統（1)内之外觀示意圖。本發明之被 動式散熱風扇系統包括一設置於該電子系統一侧之給風穿置 (41) 、一連接於該給風裝置（41)之隔流裝置（虛線圈圍之處） (42) 、至少一連接於該隔流裝置（42)一側之冷端被動散埶组件 (43) 、至少一連接於該隔流裝置（42) 一側之熱端被動散熱組件 (44) 、以及一位於該隔流裝置（42)内部之冷卻裝置（45)(如第* 圖所示）。本實施例係以具有二冷端被動散熱組件與一熱端被 動散熱組件之被動式散熱風扇系統來做說明。 該給風裝置（41)包括一主動式風扇（411)以及一連接於該主 動式風扇（411)出風口之給風管路（412)。該主動式風扇（411)可 以係為軸流式風扇或離心式風扇等，可提供電力使其轉動；而 該給風管路（411)能將該主動式風扇（4u)所產生之高壓風輸送 至該隔流裝置（42)内之冷卻裝置（45)。 如第3與4圖所示，該隔流裝置（42)具有一隔流件（421)設 置於其内，而位於該隔流裝置（42)内之冷卻裝置（45)係為一種利 用冷熱分離技術之散熱裝置，例如致冷器、聲波冷卻器等，具 有一熱端與一冷端，分別係位於該隔流件（421)之兩側。該冷卻 裝置（45)之熱端表面設置一熱端散熱鰭片（451)，冷端表面設置 一冷端散熱鰭片（452)。該隔流件（421)與該冷卻裝置（45)之組合 7 1298239 可將該隔流裝置（42)之部分空間分隔成一熱端氣流室（422)與一 冷端氣流室（423)。 請再參閱第2圖，該冷端被動散熱組件（43)包括一冷端管 路（431)及一冷端被動式風扇（432)，該冷端管路（431)之一端係 • 與該隔流裝置（42)的冷端氣流室（423)連接，另一端則與該冷端 •被動式風扇（432)連接。該冷端被動式風扇（432)可以係為無馬達 / 之軸流風扇或離心式風扇，設置於一電子元件之散熱鰭片（21) 上，；當然，該冷端被動式風扇（432)亦可直接吹向該電子元件。 該熱端被動散熱組件（44)包括一熱端管路（441)以及一熱端 被動式風扇（442)，該熱端管路（441)之一端係與該隔流裝置（42) ® 的熱端氣流室（422)連接，另一端與該熱端被動式風扇（442)連 接。該熱端被動式風扇（442)可以係為無馬達之軸流風扇或離心 式風扇，設置於電子系統（1)的一側，用以將從該熱端氣流室 (422)輸出之廢熱排除於該電子系統（1)外。 當給風裝置（41)開始運作時，該給風裝置（41)係從該電子系 統（1)之外部吸入氣體，再轉換成高壓風經由該給風管路（411) 吹向位於該隔流裝置（42)内之冷卻裝置（45)。由於該隔流件（421) 與該冷卻裝置（43)之組合將隔流裝置（42)之部分空間分隔成熱 端氣流室（422)與冷端氣流室（423)，故該高壓風一部分會吹向該 φ 冷卻裝置（43)熱端之熱端散熱鰭片（451)，而進入熱端氣流室 (422)，一部分會吹向該冷卻裝置（43)冷端之冷端散熱鰭片 - (452)，而進入冷端氣流室（422)。進入該熱端氣流室（422)之高 壓風會成為溫度較高之氣流，再經由熱端管路（441)吹向熱端被 動式風扇（441)並使其轉動；另一方面，進入該冷端氣流室（423) 之高壓風會成為溫度較低之氣流，再經由冷端管路（431)吹向冷 端被動式風扇（432)並使其轉動。 由於冷卻裝置（45)之廢熱係藉由吹向該熱端散熱鰭片（451) 所帶走，並藉由該熱端被動式風扇（441)排除於電子系統（1)之 外，故所生的廢熱不會累積在電子系統（1)内部；並且由於高溫 ⑤ 1298239

Sit動端f動式風扇(44i)的轉動，進而增進電子系統 續月（21)，、隹而隊 扇（32)吹向該電子元件⑺之散熱 :=低ί:!該電子元件(2)之溫度；由於吹向該散熱鰭 溫度較冷卻裝置之冷端溫度略高，所以不 用來為本發明之較佳實施例而已，上述實施例僅係 係由以下之申,專利截利耗圍，本發明之範疇 作之泊㈣I i f 定。凡依本發明申請專利範圍所 ，專k化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為習知電子系統之散熱方式示意圖。 第2圖為本發明之被動式散熱風扇系統應用於電子系統之 外觀不意圖。 第3圖為本發明之局部放大的透視示意圖。 第4圖為第3圖之側面示意圖。 【主要元件符號說明】 1 :電子系統 3:冷卻裝置 32 :熱端 41 :給風裝置 412 :給風管路 421 :隔流件 423 :冷端氣流室 431 :冷端管路 44 :熱端被動散熱組件 442:熱端被動式風扇 2 :電子元件 31 :冷端 21、33 :散熱鰭片 411 :主動式風扇 42 :隔流裝置 422 :熱端氣流室 43 :冷端被動散熱組件 432 ··冷端被動式風扇 441 ··熱端管路 45 ··冷卻裝置 1298239 451 :熱端散熱鰭片 452 :冷端散熱鰭片

Claims (1)

1298239 十、申請專利範圍： 1 · 一種被動式散熱風扇系統，包括： 一給風裝置； 一冷熱分離組件，與該給風裝置連接； - 至少一熱端被動散熱組件，與該冷熱分離組件連結；以 及 / 至少一冷端被動散熱組件，與該冷熱分離組件連結； 其中該給風裝置所產生之氣流經過該冷熱分離組件後， 4分之該氣流流向該熱端被動散熱組件，一部分之該氣流流 I 向該冷端被動散熱組件。 2·如申請專利範圍第1項所述之被動式散熱風扇系統，其 中該給風裝置包括一主動式風扇以及一連接於該主動式風扇 出風口之給風管路。 3·如申請專利範圍第2項所述之被動式散熱風扇系統，其 中該主動式風扇係為一轴流式風扇或一離心式風扇。 4·如申請專利範圍第1項所述之被動式散熱風扇系統，其 中該冷熱分離組件包括： 一隔流裝置，其具有一隔流件設置於其内；以及 一冷卻裝置，與該隔流件相連結，該冷卻裝置具有一熱端 • 與一冷端，分別位於該隔流件 之兩側； ' *尸其中該隔流件與該冷卻裝置係可將隔流裝置定義出一熱 ' 室與一冷端氣流室，該冷卻裝置之該熱端係位於該熱端 氣/瓜至中，該冷卻裝置之該冷端係位於該冷端氣流室中。 5·如申請專利範圍第4項所述之被動式散熱風扇系統，其 中該冷卻裝置係為致冷器或聲波冷卻器。 6.如山申請專利範圍第4項所述之被動式散熱風扇系統，其 该熱端被動散熱組件係與該熱端氣流室連結，該冷端被動散 …、組件係與該冷端氣流室連結。 7·如申請專利範圍帛6項所述之被動式散熱風扇系統，其 11 ⑤ 1298239 :名熱端被動散熱組件包括一熱端管路以及一熱端被動式風 :端口;::端係連接於該熱端氣流室，另-端連接於該 8·如申請專利範圍第7項所述之被動式散熱風扇系統，其 中，熱端被，式風扇為無馬達之軸流風扇或離心式風扇。〆、 9·、如，請專利範圍第6項所述之被動式散熱風扇系統，其 "亥冷端被，散熱組件包括一冷端管路以及一冷端被動式風 羽，該冷端官路一端係連接於該冷端氣流室，另一端連接於該 冷端被動式風扇。 ^ 申請專利範圍第9項所述之被動式散熱風扇系統，其 中名冷鸲被動式風扇為無馬達之軸流風扇 或離心式風扇。 11·如申請專利範圍第4項所述之被動式散熱風扇系統，其 中該冷部裝置之該熱端之表面更設置一散熱鰭片。 >12·如申喷專利範圍第4項所述之被動式散熱風扇系統，其 中^冷卻裝置之该冷端之表面更設置一散熱鰭片。 13. —種具被動式散熱風扇系統之電子系統，其包括： 一給風裝置，設置於該電子系統内； 一冷熱分離組件，與該給風裝置連接； 至少一熱端被動散熱組件，與該冷熱分離組件連結； 至少一冷端被動散熱組件，與該冷熱分離組件連結；以 及 至電子元件，位於該電子系統内並對應於該冷端被 動散熱組件； 立、其中該給風裝置所產生之氣流經過該冷熱分離組件後，一 部分之該氣流流向該熱端被動散熱組件，一部分之該氣流流向 该冷端被動散熱組件並吹向該電子元件。 14_如申請專利範圍第13項所述之電子系統，其中該埶端被 動散熱組件包括一熱端管路以及一熱端被動式風扇；該埶端管 路一端係連接於該冷熱分離組件，另一端連接於該熱端被動式 12

1298239 15.如申請專利範圍第14項所述之電子 動式風扇係設置於該電子系統之—侧。 ”中«端被 16·如中請專利範圍帛14帛所述之電子系統，其中該 式風扇為無馬達之軸流風扇或離心式風扇。 動二利，第13項所述之電子系統，其中該冷端被 路-端;Πίΐ: 路以及一冷端被動式風扇；該冷端管 扇。鍵接於該冷熱分離組，另—端連接於該冷端被動式風 =如中請專利範圍帛13柄述之電子系統，其中該給風裝 風I路Γ主動式風扇以及一連接於該主動式風扇出風口之給 =0]如申請專利範圍第19項所述之電子系統，其中該主動 風扇係為一軸流式風扇或一離心式風扇。 21·如申請專利範圍第13項所述之電子系統，其 離組件包括： U 一隔流裝置’其具有一隔流件設置於其内；以及 山 冷卻裝置’與於該隔流件相連結，該冷卻裝置具有一熱 端與一冷端’分別位於該隔流件之兩側； 山广其中該隔流件與該冷卻裝置係可將隔流裝置定義出一熱 ，t机至與冷端氣流室，該冷卻裝置之該熱端係位於該熱端 氣流室中’該冷卻裝置之該冷端係位於該冷端氣流室中。 22·如申請專利範圍第21項所述之電子系統，其中該冷卻襞 置係為致冷器或聲波冷卻器。 23·如申請專利範圍第21項所述之電子系統，其中該熱端被 動散熱組件係與該熱端氣流室連結，該冷端被動散熱組件係與 該冷端氣流室連結。 13 1298239 25·如申睛專利範圍第21項所述之電子系統，其中該冷 置之該冷端之表面更設置一散熱鰭片。 、 26·如申請專利範圍第13項所述之電子系統，其中該電子_ 件表面更設置一散熱鰭片。 ％