TWI447341B - 散熱模組與應用此散熱模組的投影裝置 - Google Patents

散熱模組與應用此散熱模組的投影裝置 Download PDF

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    • G03B21/16—Cooling; Preventing overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers

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Description

散熱模組與應用此散熱模組的投影裝置
本發明是有關於一種散熱模組，且特別是有關於一種應用於投影裝置的散熱模組。
一般而言，為了使電子產品能夠保持在其正常的工作溫度範圍之內，電子產品的發熱元件上會配置散熱鰭片(Fin)，並配合風扇所提供的冷卻氣流來迅速地移除發熱元件運作時所產生的熱能。
近年來，一種藉由液態(Liquid state)與氣態(Gaseous state)的轉換以將發熱元件運作時所產生的熱能導出的熱管，因具有高傳熱量與可遠距離傳熱的優點而逐漸受到重視。與熱管有關的專利例如美國專利編號7143819、中華民國專利編號334959及261976。
熱管的工作原理是利用工作流體(Working Fluid)的蒸發與冷凝來傳遞熱量。首先，液態工作流體藉由吸收鄰近熱管之蒸發端(Evaporator)之發熱元件所發出的熱量而蒸發為氣體。當氣態工作流體受到微小的壓力差時，會流向熱管的冷凝端(Condenser)，並於冷凝端冷凝為液體且放出熱量。在冷凝端冷凝的液態工作流體可藉由熱管內壁上的毛細結構而再輸送返回到蒸發端。
當熱管垂直擺放而使冷凝端相對朝下而蒸發端相對朝上時，熱管內的工作流體會受到重力作用而較不容易由下方的冷凝端流向上方的蒸發端，進而影響熱管的熱傳送效率。
本發明提出一種散熱模組，其無論是以何種角度擺放皆可維持良好的散熱效率。
本發明提出一種投影裝置，其散熱模組無論是以何種角度擺放皆可維持良好的散熱效率。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提供一種散熱模組，適於對一熱源進行散熱。散熱模組包括一吸熱單元、一第一熱管、一第二熱管與一散熱單元，且吸熱單元適於導熱地接觸熱源。第一熱管具有一第一吸熱區段與一第一散熱區段，且第一吸熱區段連接至吸熱單元。第二熱管具有一第二吸熱區段與一第二散熱區段，且第二吸熱區段連接至吸熱單元。散熱單元包括一第一鰭片組與一第二鰭片組，第一散熱區段沿著一第一延伸方向連接至第一鰭片組。第二散熱區段沿著一第二延伸方向連接至第二鰭片組，且第一延伸方向與第二延伸方向相互歪斜，其中部分的第一鰭片組與部分的第二鰭片組相互嵌合。
本發明之一實施例提供一種投影裝置，包括一光機以及一散熱模組。光機具有一光源，且光源適於提供一照明光束。散熱模組包括一吸熱單元、一第一熱管、一第二熱管以及一散熱單元。吸熱單元導熱地接觸光源。第一熱管具有一第一吸熱區段與一第一散熱區段，且第一吸熱區段連接至吸熱單元。第二熱管具有一第二吸熱區段與一第二散熱區段，且第二吸熱區段連接至吸熱單元。散熱單元包括一第一鰭片組與一第二鰭片組，第一散熱區段沿著一第一延伸方向連接至第一鰭片組。第二散熱區段沿著一第二延伸方向連接至第二鰭片組，且第一延伸方向與第二延伸方向相互歪斜，其中部分的第一鰭片組與部分的第二鰭片組相互嵌合。
在本發明之一實施例中，上述之投影裝置中的光機更包括一光閥，其中光源適於提供照明光束至光閥，且光閥適於將照明光束轉換成一影像光束。
在本發明之一實施例中，上述第一延伸方向在第二延伸方向所在的一平面上的投影與第二延伸方向之間具有一夾角，而此夾角實質上為90度。
在本發明之一實施例中，上述之散熱模組更包括一第一風扇，配置於散熱單元。
在本發明之一實施例中，上述之散熱模組更包括一第三鰭片組與一第二風扇，第三鰭片組配置於吸熱單元，且第二風扇配置於第三鰭片組。
在本發明之上述實施例中，第一散熱區段與第二散熱區段分別沿著相互歪斜的延伸方向連接至散熱單元的第一鰭片組與第二鰭片組。因此，當第一散熱區段與第二散熱區段其中之一的散熱效率因受到重力作用而降低時，第一散熱區段與第二散熱區段之另一仍可維持良好的散熱效率。所以，無論投影裝置為配合其使用需求而以何種角度擺放，其散熱裝置皆可提供光機良好的散熱效率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而非用來限制本發明。
圖1是依照本發明之一實施例之一種投影裝置的示意圖。圖2是圖1之投影裝置的方塊圖。請參考圖1與圖2，投影裝置10包括一光機100以及一散熱模組200。在本實施例中，光機100具有一光源110與一光閥120，其中光源110例如是由多個發光二極體(Light Emitting Diode,LED)所構成。光源110適於提供一照明光束，而光閥120配置於照明光束的傳遞路徑上，並適於將照明光束轉換為一影像光束。
圖3是圖1之投影裝置的前視圖。圖4是圖1之投影裝置的側視圖。請參考圖1至圖4，散熱模組200包括一吸熱單元210、二第一熱管220、二第二熱管230以及一散熱單元240，其中吸熱單元210導熱地接觸光源110與光閥120，以吸收光源110與光閥120所產生的熱量。另外，為了使圖式更為清晰易懂，圖4中之散熱單元240的葉片以虛線表示。
第一熱管220具有一第一吸熱區段222與一第一散熱區段224，且第一吸熱區段222連接至吸熱單元210。第二熱管230具有一第二吸熱區段232與一第二散熱區段234，且第二吸熱區段232連接至吸熱單元210。
詳細而言，由於第一熱管220的第一吸熱區段222連接至吸熱單元210，因此光源110與光閥120所產生的熱量會透過吸熱單元210傳遞至第一吸熱區段222，以使位於第一吸熱區段222內部的工作流體(未繪示)由液態汽化為氣態。接著，氣態工作流體會由第一吸熱區段222流向相對溫度低於第一吸熱區段222的第一散熱區段224，並且在第一散熱區段224冷凝為液態工作流體。
因此，位於第一吸熱區段222的氣態工作流體會逐漸增加，而位於第一散熱區段224的氣態工作流體則會逐漸減少。如此一來，氣態工作流體即可藉由氣壓差而由第一吸熱區段222持續地流向第一散熱區段224。
再者，位於第一吸熱區段222的液態工作流體會持續地汽化為氣態工作流體而逐漸減少，進而利用毛細作用，以使位於第一散熱區段224的液態工作流體透過第一熱管220內部的毛細結構而傳遞至第一吸熱區段222中。至此，工作流體完成一循環。
藉由工作流體不斷地循環，光源110與光閥120所產生的熱量可持續地傳遞至第一散熱區段224，進而逸散至外界。因此，工作流體主要是藉由第一吸熱區段222與第一散熱區段224之間的氣壓差以及毛細作用而產生流動。另外，第二熱管230的作動方式與第一熱管220的作動方式相似，於此不再贅述。
值得注意的是，第一散熱區段224是沿著一第一延伸方向D1連接至散熱單元240，而第二散熱區段234是沿著一第二延伸方向D2連接至散熱單元240。並且，第一延伸方向D1與第二延伸方向D2相互歪斜。換言之，第一散熱區段224與第二散熱區段234不會同時垂直於地面。因此，第一散熱區段224與第二散熱區段234至少其中之一會具有垂直於重力方向的分量。舉例而言，在本實施例中，第二延伸方向D2例如是平行於重力方向，而第一延伸方向D1例如是垂直於重力方向。換言之，第一延伸方向D1在第二延伸方向D2所在的一平面上的投影與第二延伸方向D2之間具有一夾角A，而夾角A實質上為90度。如此一來，第一散熱區段224內部的工作流體較不容易因重力作用而聚集於第一散熱區段224中。換言之，第一散熱區段224受到重力影響的程度較小，進而可使第一熱管220正常且有效地運作。
所以，無論是投影裝置10為配合其使用需求而以何種角度擺放，散熱模組200皆可提供光機100良好的散熱效率，進而可使光機100保持在其正常的工作溫度範圍之內。
此外，在本實施例中，散熱單元240包括一第一鰭片組242與一第二鰭片組244，第一散熱區段224連接至第一鰭片組242，且第二散熱區段連接至第二鰭片組244。特別的是，部分的第一鰭片組242與部分的第二鰭片組244相互嵌合並緊密地相互固定。因此，第一鰭片組242與第二鰭片組244所攜帶的熱量可相互傳遞，以增加散熱面積。
承上述，第一鰭片組242與第二鰭片組244僅透過部分鰭片相互嵌合，因此兩者之間可具有一流道246。透過流道246，流經第一鰭片組242與第二鰭片組244的風阻可被有效地降低，進而提高散熱單元240的散熱效果。
再者，散熱模組200更可包括一第一風扇250，其朝向第一鰭片組242或第二鰭片組244配置，且其所產生的氣流會吹向第一鰭片組242或第二鰭片組244。因此，經由第一散熱區段224與第二散熱區段234傳遞至第一鰭片組242與第二鰭片組244的熱量，可藉由第一風扇250所產生的氣流而較快速地逸散至空氣中。
圖5是依照本發明之一實施例之投影裝置的上視圖。請參考圖5，本實施例之投影裝置10’與上述實施例之投影裝置10不同之處在於：散熱模組200’更可包括一第三鰭片組260與一第二風扇270，第三鰭片組260配置於吸熱單元210’，且第二風扇270朝向第三鰭片組260配置，且其所產生的氣流會吹向第三鰭片組260。因此，吸熱單元210’所吸收的熱量不僅可經由第一熱管220’與第二熱管230’傳遞至第一鰭片組242與第二鰭片組244，進而逸散至空氣中，亦可直接傳遞至第三鰭片組260，並藉由第二風扇270所產生的氣流而較快速地逸散至空氣中。換言之，相較於投影裝置10，投影裝置10’可具有較高的散熱效率。
綜上所述，本發明之上述實施例之投影裝置的第一散熱區段與第二散熱區段分別沿著相互歪斜的延伸方向連接至散熱單元的第一鰭片組與第二鰭片組。因此，當第一散熱區段與第二散熱區段其中之一的散熱效率因受到重力作用而降低時，第一散熱區段與第二散熱區段之另一仍可維持良好的散熱效率。所以，無論投影裝置為配合其使用需求而以何種角度擺放，其散熱裝置皆可提供光機良好的散熱效率。此外，部分的第一鰭片組與部分的第二鰭片組可相互嵌合並緊密地相互固定，以增加散熱面積。並且，第一鰭片組與第二鰭片組之間可具有一流道，以有效地降低流經兩者之間的風阻，進而可提高散熱單元的散熱效果。再者，散熱模組更可在吸熱單元外配置第三鰭片組與第二風扇，以提高其散熱效率。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
10、10’．．．投影裝置
100．．．光機
110．．．光源
120．．．光閥
200、200’．．．散熱模組
210、210’．．．吸熱單元
220、220’．．．第一熱管
222．．．第一吸熱區段
224．．．第一散熱區段
230、230’．．．第二熱管
232．．．第二吸熱區段
234‧‧‧第二散熱區段
240‧‧‧散熱單元
242‧‧‧第一鰭片組
244‧‧‧第二鰭片組
246‧‧‧流道
250‧‧‧第一風扇
260‧‧‧第三鰭片組
270‧‧‧第二風扇
D1‧‧‧第一延伸方向
D2‧‧‧第二延伸方向
A‧‧‧夾角
圖1是依照本發明之一實施例之一種投影裝置的示意圖。
圖2是圖1之投影裝置的方塊圖。
圖3是圖1之投影裝置的前視圖。
圖4是圖1之投影裝置的側視圖。
圖5是依照本發明之一實施例之投影裝置的上視圖。
10．．．投影裝置
100．．．光機
200．．．散熱模組
210．．．吸熱單元
220．．．第一熱管
222．．．第一吸熱區段
224．．．第一散熱區段
230．．．第二熱管
232．．．第二吸熱區段
234．．．第二散熱區段
240．．．散熱單元
242．．．第一鰭片組
244．．．第二鰭片組
246．．．流道
A．．．夾角
D1．．．第一延伸方向
D2．．．第二延伸方向

Claims (9)

  1. 一種散熱模組，適於對一熱源進行散熱，該散熱模組包括：一吸熱單元，適於導熱地接觸該熱源；一第一熱管，具有一第一吸熱區段與一第一散熱區段，且該第一吸熱區段連接至該吸熱單元；一第二熱管，具有一第二吸熱區段與一第二散熱區段，且該第二吸熱區段連接至該吸熱單元；以及一散熱單元，包括一第一鰭片組與一第二鰭片組，該第一散熱區段沿著一第一延伸方向連接至該第一鰭片組，該第二散熱區段沿著一第二延伸方向連接至該第二鰭片組，且該第一延伸方向與該第二延伸方向相互歪斜，其中該第一鰭片組的部分鰭片與該第二鰭片組的部分鰭片相互崁入，且該第一鰭片組與該第二鰭片組之間形成至少一流道，該流道位於各相鄰的該第一鰭片組的該部分鰭片與該第二鰭片組的該部分鰭片之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，其中該第一延伸方向在該第二延伸方向所在的一平面上的投影與該第二延伸方向之間具有一夾角，而該夾角實質上為90度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，更包括一第一風扇，配置於該散熱單元。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱模組，更包括一第三鰭片組與一第二風扇，該第三鰭片組配置於該吸熱單元，且該第二風扇配置於該第三鰭片組。
  5. 一種投影裝置，包括：一光機，具有一光源，該光源適於提供一照明光束；以及一散熱模組，包括：一吸熱單元，導熱地接觸該光源；一第一熱管，具有一第一吸熱區段與一第一散熱區段，且該第一吸熱區段連接至該吸熱單元；一第二熱管，具有一第二吸熱區段與一第二散熱區段，且該第二吸熱區段連接至該吸熱單元；以及一散熱單元，包括一第一鰭片組與一第二鰭片組，該第一散熱區段沿著一第一延伸方向連接至該第一鰭片組，該第二散熱區段沿著一第二延伸方向連接至該第二鰭片組，且該第一延伸方向與該第二延伸方向相互歪斜，其中該第一鰭片組的部分鰭片與該第二鰭片組的部分鰭片相互崁入，且該第一鰭片組與該第二鰭片組之間形成至少一流道，該流道位於各相鄰的該第一鰭片組的該部分鰭片與該第二鰭片組的該部分鰭片之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之投影裝置，其中該光機更包括一光閥，該光源適於提供該照明光束至該光閥，且該光閥適於將該照明光束轉換成一影像光束。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之投影裝置，其中該第一延伸方向在該第二延伸方向所在的一平面上的投影與該第二延伸方向之間具有一夾角，而該夾角實質上為90度。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之投影裝置，其中該散熱模組更包括一第一風扇，配置於該散熱單元。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之投影裝置，其中該散熱模組更包括一第三鰭片組與一第二風扇，該第三鰭片組配置於該吸熱單元，且該第二風扇配置於該第三鰭片組。
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