TWI361346B - Heat-dissipating system - Google Patents

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TWI361346B TW97136088A TW97136088A TWI361346B TW I361346 B TWI361346 B TW I361346B TW 97136088 A TW97136088 A TW 97136088A TW 97136088 A TW97136088 A TW 97136088A TW I361346 B TWI361346 B TW I361346B
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26940twf.doc/n 九、發明說明· 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種散熱糸統(heat-dissipating system ),且特別是有關於一種具有泵浦(pump )以推動 熱交換流體(heat-exchanging fluid )的散熱系統。 【先前技術】 近年來隨者電腦科技的突飛猛進,使得電腦之.運作速 度不斷地提高’並且電腦主機内部之電子元件(electr〇nic element)的發熱功率(heat generation rate )亦不斷地攀升。 為了預防電腦主機内部之電子元件過熱,而導致電子元件 發生暫時性或永久性的失效’所以提供足夠的散熱效能至 電腦内部的電子元件將變得非常重要。 以中央處理單元(central processing unit,CPU )為例, 中央處理單元在高速運作之下,當中央處理單元之本身的 溫度一旦超出其正常的工作溫度範圍時,中央處理單元極 有可能會發生運算錯誤,或是暫時性地失效,如此將導致 電腦主機當機。此外,當中央處理單元之本身的溫度遠遠 超,其正常的工作溫度範圍時,甚至極有可能損壞中央處 理單元内部的電晶體’因而導致中央處理單元永久性失效。 一因此,電腦主機板上的主要電子元件,例如中央處理 單凡’通常需要散熱系統(heat-dissipating system)來加以 散熱。習知散熱系統包括一馬達驅動泵浦(m〇t〇r_dri爾 ρ·Ρ)、-流道(pipeline)與一熱交換流體。馬達驅動 H、有⑨體、—活基、—馬達與—傳動機構。馬達驅 1361346 26940twf.doc/n ί泵藉由馬達的旋轉以帶動傳動機構(包 括-偏心輪與-連桿機構),使得傳動機構驅動活 熱帶離 運Γ熱交換流體(例如為水)藉由馬:驅動又 乍用^動於流道上。此外’部分流道熱輕接—電 子凡件°因此’熱賴流體可將電子元件運作時所產生的
然而,馬達的體積較大,馬達運轉時的噪音較大,且 傳動機構使肖日久會造成殼體⑽熱交換流體滲漏。因 此’習知之散熱系統實有改進之必要。 【發明内容】 本發明提供一種散熱系統,其所佔空間較小、噪音較 小且熱交換流體不易滲漏。 本發明提出一種散熱系統,適於對於一熱源(heat source)進行散熱。散熱系統包括—電磁驅動往復式泵浦 (electromagnetic driven piston pump)、一流道與一熱交 換流體。電磁驅動往復式泵浦包括一殼體(casing)、— 磁性中空/舌塞.(magnetic hollow piston )與一電磁裝置 (electromagnetic device)。殼體具有一入口(iniet)、— 出口(outlet)與一弟一止回閥(non-return valve),且第 一止回閥配置於入口。磁性中空活塞配置於殼體内且適於 在入口與出口之間沿著一轴向(axis )作往復移動。磁性 中空活基具有一沿著此軸向延伸的貫孔(through hole )與 一第二止回閥’且第二止回閥配置於貫孔。電磁裝置配置 於殼體且適於驅動磁性中空活塞作往復移動。當磁性中空 7 1361346 26940tvvf.doc/n 活塞由入口移動至出口時,第一止回閥開啟且第二止回閥 關閉。當磁性中空活塞由出口移動至入口時,第—止回閥 關閉且第一止回閥開啟。流道連接入口與出口且配置於殼 體外,並且部分流道熱耦接(thermallyc〇upledt〇)熱源^ 熱交換流體流動於流道上與殼體内。 、 在本發明之一實施例中,上述之散熱系統更包括一均 溫板(uniform temperature plate)。流道穿過均溫板且 φ 均溫板熱耦接熱源。此外,熱源包括一電路板與一電子元 件。電子元件配置於且電性連接於電路板,並且均溫板配 置於電路板且鄰近電子元件。另外,散熱系統更包括一散 熱為(heatsmk),其具有一熱耦接均溫板的底座(base) 與多個熱耦接底座的鰭片(fln)。這些鰭片由底座以遠離 均溫板的方向延伸。再者,散熱系統更包括一熱電元件 (thermoelectric element),配置於散熱器與均溫板之間且 具有一熱^ (hot side)與一冷端(c〇m side)。熱端熱搞 接底座’且冷端熱耦接均溫板。 .在本發明之一實施例中,上述之散熱系統更包括一高 壓控制單元(high pressure control unit)、一散熱單元 (heat-dissipating unit)與一低壓控制單元(1〇w pressure control unit)。流道依序連接出口、高壓控制單元、散熱 單元、低壓控制單元與入口,且位於入口與低壓控制單元 之間的部分流道熱耗接熱源。 在本發明之一實施例中,上述熱交換流體為水、酒 精、或冷媒。 8 1361346 26940tw£d〇c/n …由於本發明之實施例的散熱系統的電磁驅 泵浦是藉由電磁裝置驅動磁性中空活塞。因此,與習知= ^相較’電縣置_積較小使得散齡統_據的空間 父’、且電磁裝置驅動磁財空活塞所產生㈣音較小。此 外,由於本發明之實施例的散熱系統的電磁驅動往復式泵 ^不採用傳統之傳動機構的驅動方^,所以電磁驅動往復 式泵浦可避免殼體内部的熱交換流體滲漏。 一為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易僅,下文特 牛貝細*例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。 【貫施方式】 [第一實施例] 少請參考圖1A,其繪示本發明第一實施例之一種散熱 系統的示意圖。本實施例之散熱系統2〇〇適於對於一熱源\ 2〇進行散熱,熱源20例如包括一電路板22與一電子元件 24 ’電子元件24(例如為積體電路晶片或發光二極體晶片) 配置於且電性連接於電路板22。散熱系統200包括一電磁 驅動往復式泵潘210、一流道220與一熱交換流體23〇。 電磁驅動往復式泵浦210包括—殼體212、一磁性中 空活塞214與一電磁裝置216。殼體212具有一入口 212a、 —出口 212b與一第一止回閥212c,且第一止回閥212c配 置於入口 212a。磁性中空活塞214配置於殼體212内且適 於在入口 212a與出口 212b之間沿著一軸向a作往復移 動。磁性中空活塞214具有一沿著此軸向a延伸的貫孔 2Ma與一第二止回閥214b,且第二止回閥2i4b配置於貫 9 1361346 26940twf.d〇c/n 孔214a。在本實施例中,磁性中空活塞214包括—本體214c 與兩磁鐵214d。貫孔貫穿本體214c ’且這些磁鐵214d分 別配置於本體214c的相對兩端並且分別環繞貫孔214a的 相對兩端。 詳言之,本實施例之貫孔214a的相對兩端分別對準 入口 212a與出口 212b。換言之’殼體212的入口 212a、 貫孔214a與殼體212的出口 212b是沿著軸向A而排列, 且第二止回閥214b配置於貫孔214a之鄰近出口 212b的那 —端。此外,電磁裝置216配置於殼體212且適於驅動磁 性中空活塞214作往復移動。在本實施例中,電磁裝置216 包括兩電磁線圈(coil) 216a,其分別鄰近於殼體之入口 212a與出口 212b,且配置於殼體212外。另外,流道220 連接入口 212a與出口 212b且配置於殼體212外,並且部 分流道220熱耦接熱源20。熱交換流體230 (例如為水、 酒精、或冷媒)流動於流道220上與殼體212内。 圖1B繪示圖1A之流道穿過均溫板的示意圖。請參考 圖1A與圖1B,在本實施例中,散熱系統2〇〇更包括一均 溫板240。流道220穿過均溫板240,且均溫板240熱耦接 熱源20。進言之,均溫板240配置於電路板22上且鄰近 電子元件24。 以下將針對散熱系統200的運作過程作說明。請再參 考圖1A,包括兩電磁線圈216a的電磁装置216可負載電 ,以產生作用於磁性中空活塞214的磁場。當磁性中空活 基214受一磁場作用而由入口 212a移動至出口 21此時, 1361346 26940twf.doc/n 殼體212的第一止回閥212c開啟且磁性中空活塞214的第 二止回閥214b關閉,使得殼體212内的熱交換流體230 被磁性中空活塞214推動而經由出口 212b離開殼體212 之内部。當磁性中空活塞214受另一磁場作用而由出口 212b移動至入口 212a時’第一止回閥212c關閉且第二止 回閥214b開啟’使得殼體212内的熱交換流體230由鄰近 入口 212a處的空間流動至鄰近出口 212b處的空間。因此, 熱交換流體230流動於流道220上,並將熱源20傳遞至均 溫板240的熱帶離。 由於本實施例之散熱系統200的電磁驅動往復式泵浦 210是藉由電磁裝置216驅動磁性中空活塞214。因此,與 習知技術相較’電磁裝置216的體積較小使得散熱系統2 〇 〇 所佔據的空間較小,且電磁裝置216驅動磁性中空活塞214 所產生的噪音較小。此外,由於本實施例之散熱系統2〇〇 的電磁驅動往復式泵浦210不採用傳統之傳動機構的驅動 方式,所以電磁驅動往復式泵浦21〇可避免殼體212内部 的熱交換流體230滲漏。 ^圖1C繪示本發明第一實施例之另一種散熱系統的示 意圖。請參考圖1A與圖1C’散熱系統2〇〇,與散熱系統200 的主要不同之處在於’均溫板24〇,是配置於電路板22,内。 換言之,均溫板240’嵌入電路板22,内,或均溫板24〇,内 建於電路板22’。在此必須說明的是,以下的實施例僅以 均溫板240配置於電路板22上為例說明。 [第二實施例] 1361346 26940twf.doc/n 請參考圖2,其續'示本發明第二實施例之一種散熱系 統的示意圖。與第一實施例之散熱系統2〇〇相較,散熱系 統300更包括一散熱器250。散熱器250具有一熱耦接均 溫板240的底座252與多個熱耦接底座252的鰭片254。 這些鰭片254由底座252以遠離均溫板240的方向延伸。 因此,散熱系統300的散熱效率(heat dissipation efficiency ) 得以提升。 [第三實施例] 請參考圖3A,其繪示本發明第三實施例之一種散熱 系統的示意圖。與第一實施例之散熱系統200相較,散熱 系統400更包括一熱電元件260’其配置於均溫板24〇上。 熱電元件260具有一熱端262與一冷端264,且冷端264 熱耦接均溫板240。 請參考圖3B,其繪示圖3A之熱電元件的示意圖。熱 電元件260包括多個N麼半導體266與多個p型半導體 268。這些n型半導體266與這些P型半導體268交錯排 列且依序電性連接。當直流電流X依照圖3B所示的方向 通過熱電元件260時’熱電元件260的熱端262發熱,且 其冷端264吸熱。熱電元件260的優點為體積小、無嚼音、 無環保公害(不使用泠煤)、壽命長且無方向的限制(可 倒立或側立使用)。 [第四實施例] 請參考圖4,其搶示本發明第四實施例之一種散熱系 統的示意圖。與第三實施例之散熱系統400相較,散熱系 12 1361346 26940twf.doc/n 統500更包括一散熱器250’。散熱器250,具有一熱耦接均 溫板240的底座252’與多個熱耦接底座252,的鰭片254,。 這些籍片254’由底座252’以遠離均溫板240的方向延伸。 此外’熱電元件260配置於散熱器250,與均溫板240之間。 [第五實施例] 請參考圖5,其繪示本發明第五實施例之一種散熱系 統的示意圖。與第一實施例之散熱系統2〇〇相較,散熱系 統600更包括一高壓控制單元270、一散熱單元280與/ 低壓控制單元290。流道220’依序連接出口 212b、高壓控 制單元270、散熱單元280、低壓控制單元290與入口 212a。位於入口 212a與低壓控制單元29〇之間的部分流道 220’熱耦接熱源20。 以下將針對散熱系統600的運作過程作說明。當熱交 換流體230離開電磁驅動往復式泵浦之出口 21孔而流向高 壓控制單元270時,熱交換流體230具有一第一壓力值與 一第一溫度值。當熱交換流體230離開高壓控制單元270 而流向散熱單元280時’熱交換流體230可呈現液態且具 有一第二壓力值與一第二溫度值,其中第二壓力值大於第 >£力值且第一溫度值大於第一溫度值。換言之,經過高 壓控制單元270後的熱交換流體230的溫度上升且壓力增 加。當呈現液態的熱交換流體23〇經過散熱單元28〇 (例 如包括多個鰭片)時,熱交換流體230將熱傳遞至散熱單 元280進而傳遞至外界環境。 當熱交換流體230離開散熱單元280而流向低壓控制 13 1361346 26940twf.doc/n 單元290時,熱交換流體230可呈現液態且具有一第三壓 力值與一第三溫度值。當熱交換流體230離開低壓控制單 元290而流向均溫板240時,熱交換流體230具有一第四 壓力值與一第四溫度值,其中第四壓力值小於第三壓力值 且第四溫度值小於第三溫度值。換言之,經過低壓控制單 元290後的氣態熱交換流體23〇的溫度下降且壓力降低。 當熱父換流體230經過均溫板240時,熱交換流體230將 吸熱而將均溫板240所傳遞的熱帶離。. 综上所述’本發明之實施例的散熱系統至少具有以下 其中之一的優點: 一、由於本發明之實施例的散熱系統的電磁驅動往復 式泵浦是藉由電磁裴置驅動磁性中空活塞。因此,與習知 技術相車父,電磁裝置的體積較小使得散熱系統所佔據的空 間較小。 一、由於本發明之實施例的散熱系統的電磁驅動往復 式泵浦疋藉由電磁装置驅動磁性中空活寨。因此,電磁裝 置驅動磁性中空活寨所產生的噪音較小。 、^、由於本發明之實施例的散熱系統的電磁驅動往復 式,浦不採料統之傳純構的轉方式,所以電磁驅動 往復式泵浦可避免殼體内部的熱交換流體滲漏。 义雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定 本發明,任何所屬賊躺巾具有財知識者,在不脫離 本發明之精神和範#可作些許之更動與潤飾,因此 本U之保範圍當視後附之ψ請專利範圍所界定者為 14 1361346 26940twf.doc/n 〇 【圖式簡單說明】 圖1A繪示本發明第一實施例之一種散熱系統的示意 圖。 圖1Β繪示圖ία之流道穿過均溫板的示意圖。 圖1C繪示本發明第一實施例之另一種散熱系統的示 意圖。 圖2繪示本發明第二實施例之一種散熱系統的示意 圖。 圖3Α緣示本發明第三實施例之一種散熱系統的示意 圖。 圖3Β繪示圖3Α之熱電元件的示意圖。 圖4繪示本發明第四實施例之一種散熱系統的示意 圖。 圖5繪示本發明第五實施例之一種散熱系統的示意 圖。 【主要元件符號說明】 20 =熱源 22、22’ :電路板 24 :電子元件 200、200’、300、400、500、600 :散熱系統 210 :電磁驅動往復式泵浦 212 :殼體 212a :入口 212b :出口 15 1361346 26940twf.doc/n 212c :第一止回閥 . 214:磁性中空活塞 214a :貫孔 214b :第二止回閥 214c :本體 214d :磁鐵 216 :電磁裝置 A 216a :電磁線圈 220、220’ :流道 230 :熱交換流體 240、240’ :均溫板 250、250’ :散熱器 252、252’ :底座 254、254’ :鰭片 260 :熱電元件 262 :熱端 Φ 264 :冷端 266 : N型半導體 268 : P型半導體 270 :高壓控制單元 280 :散熱單元 290 :低壓控制單元 A :軸向 C:直流電流

Claims (1)

  1. 26940twf.doc/n 十、申請專利範園: 1·—種散熱系統,適於對於 -電磁驅純復式㈣,包括:了I、、匕括 一殼體,具有—入口、一 其中該第一止回閥配置於該入
    山丨中工活基,配置於該殼體内且適於在該入 :二間沿著—轴向作往復移動,其中該磁性 中工活基:有-沿著該轴向延伸的貫孔與—第二止回 閥,t該第二相_置於該貫孔;以及 電磁裝置,配置於該殼體且適於驅動該磁性中 工活基作往復移動,其巾當該磁性巾空活塞由該入口 移動至該出π時,該第—止回關啟且該第二止回間 ,閉二且#該磁性中空活塞由該出Π移動至該入口 日守,5亥第止回閥關閉且該第二止回閥開啟;
    出口與一第一止回閥 一流道,連接該入口與該出口且配置於該殼體外,其 中部分該流道熱耦接該熱源;以及 一熱父換流體,流動於該流道上與該殼體内。 _ 2.如申請專利範圍第丨項所述之散熱系統,更包括一 均板,其中该流道穿過該均溫板,且該均溫板熱耦接該 熱源。 3.如申請專利範圍第2項所述之散熱系統,其中該熱 源包括一電路板與一電子元件,其中該電子元件配置於且 電性連接於該電路板,並且該均溫板配置於該電路板且鄰 近該電子元件。 17 26940twf.doc/n 4. 如申請專利範圍第3項所述之散熱系統,更包括— 散熱器,其具有一熱耦接該均溫板的底座與多個熱耦接該 底座的m其巾該些則由底座以遠離該均溫板的方向 延伸。 5. 如申請專利範圍第4項所述之散熱系統,更包括— 熱電元件,配置於該散熱器與該均溫板之間且具有一熱端 與一冷端,其中該熱端熱_該底座,且該冷端熱輕i該 均溫板。 6. 如申請專利範圍第1項所述m統,更包括: 一高壓控制單元; 一散熱單元;以及 , 低壓控制單元,其中該流道依序連接該出口、該高 壓控制單元、該散熱單元、該低壓控制單元與該入口,且 位於該入口與該低壓控制單元之間的部分該流道熱耦接該 熱源。 7. 如申請專利範圍第i項所述之散熱系統,其中· 交換流體為水、酒精、或冷媒。 、
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