TWI468101B - 散熱器 - Google Patents

Description

散熱器

本發明係關於一種散熱器，特別是一種具有離心式風扇及軸流式風扇之散熱器。

隨著目前科技的發展，在電腦系統或其他電子系統中，處理裝置的運算速度越來越快，而所需要處理的資料量也越來越多，因此處理裝置在處理資料的過程中所產生的溫度也越來越高，所以散熱的問題與技術也越顯重要。

為了解決散熱的問題，目前多藉由在運算裝置上設置散熱器或是散熱模組處理散熱的工作，而目前最常見的散熱器或是散熱模組主要是以風扇的設計為主，例如在中央處理器或是顯示晶片上均有風扇裝置進行散熱。

目前單一風扇的散熱器設計中，在運作時往往隨著溫度的升高，而必須相對提升風扇轉速，但是風扇本身的轉速必有其限制，並無法無限制的一直提升。而且，在提高風扇轉速的同時，卻也使得風扇轉動時所產生的噪音隨之增加，加上當風扇轉速很高時，風扇會無法吸入足夠之空氣，造成了風扇內部之氣壓較低，進而影響風扇的出風量。

再者，由於風扇處於高轉速狀態時，其出風量無法有效的提升，因此風扇需要進一步增加轉速以增加出風量，但此時可能已無法再提高風扇轉速，或是可能會使得噪音量一併提昇。

如何克服目前現有的風扇因其轉速有所限制而無法提升散熱 效能，以及該如何克服習知技術無法兼顧高散熱效能與低噪音值的情況，是目前相關技術領域的人員亟待解決的問題。

為了解決上述習知技術之缺失，本發明提供一種散熱器，藉以解決習用單一風扇的散熱器因為風扇轉速限制造成出風量不足，以及在提升風扇轉速的同時所造成的高噪音問題。

本發明之散熱器包括一鰭片單元、一離心式風扇以及一軸流式風扇。離心式風扇設置於鰭片單元之一側，以一第一軸心進行旋轉，並且具有一進風方向以及一出風方向，進風方向與第一軸心相平行，出風方向與第一軸心相垂直。軸流式風扇傾斜設置於鰭片單元之相對另一側，以一第二軸心進行旋轉，第二軸心與第一軸心之間具有一夾角，且軸流式風扇具有一進風方向及一出風方向，皆與第二軸心相平行。離心式風扇所吹出之氣流沿著離心式風扇之出風方向吹向軸流式風扇。

本發明的散熱器在一般的運作情形下，利用離心式風扇將散熱器外部的冷空氣吸入，而其排出的氣流流過鰭片單元後，會將鰭片單元上的熱帶出散熱器外，以達成散熱的效果。而當鰭片單元的溫度提升時，軸流式風扇被選擇性的啟動，此時因為軸流式風扇傾斜的設計，使得軸流式風扇在進風與出風的過程中，會牽引離心式風扇所排出之流過鰭片單元的散熱氣流，因此提升散熱氣流的流動效率，達成提升散熱效果的目的。

本發明的散熱器利用兩種風扇不同的運作原理，藉由兩種不同類型的風扇搭配運作，藉由提升氣流流動的效率，不但可以提 升散熱效果，又不需大幅提升風扇轉速，可以減少噪音，更可以藉由氣流流動的變化將鰭片單元中的灰塵帶出而具有除塵的功效。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請參照第1A圖與第1B圖，第1A圖為本發明之散熱器10之立體示意圖，第1B圖為本發明之散熱器10之平面示意圖。

本發明第一實施例所揭露之散熱器10包括有一鰭片單元11、一離心式風扇13以及一軸流式風扇15。離心式風扇13設置於鰭片單元11之一側，以一第一軸心AX1進行旋轉，且離心式風扇13具有一進風方向ID1以及一出風方向ED1，進風方向ID1與第一軸心AX1相平行，出風方向ED1則與第一軸心AX1相垂直。

第一實施例之軸流式風扇15傾斜設置於鰭片單元11之相對另一側，以一第二軸心AX2進行旋轉，而因為傾斜設置的關係，第二軸心AX2與第一軸心AX1之間具有一夾角θ。並且，第一實施例之軸流式風扇15具有一進風方向ID2及一出風方向ED2，皆與第二軸心AX2相平行。

本實施例的散熱器10中，離心式風扇13會以進風方向ID1自散熱器10的外部將冷空氣吸入，並以出風方向ED1排出，由於離心式風扇13的進風方向ID1與出風方向ED1相互垂直，所以離心式風扇13所吹出之氣流沿著離心式風扇13之出風方向 ED1吹向軸流式風扇15。

本發明第一實施例所揭露之散熱器10的軸流式風扇15被傾斜設置於鰭片單元11之相對另一側，傾斜的方向令軸流式風扇15之出風方向ED2與離心式風扇13之出風方向ED1交會，當軸流式風扇15選擇性地被驅動時，軸流式風扇15會自散熱器10的外部由進風方向ID2吸進風流，並朝出風方向ED2排出氣流以牽動來自離心式風扇13之出風方向ED1之氣流向散熱器10的外部排出。

當鰭片單元11的溫度提升時，藉由軸流式風扇15選擇性地被驅動時，軸流式風扇15不但可以自散熱器10的外部引進冷空氣以加強散熱的效果，而且軸流式風扇15在排出氣流時，由於出風方向ED2與離心式風扇13之出風方向ED1交會，因此藉由氣流相互牽引的原理，軸流式風扇15所排出的氣流會提升離心式風扇13所排出的散熱氣流之流動效率，加強散熱的效果。

本發明所揭露實施例之散熱器10不但可有效提升散熱效果，且不需要提升離心式風扇13的轉速，因此不會增大噪音，同時兼顧高散熱效能與低噪音產生的優點。並且，因為氣流之流動效率提升，更可以將鰭片單元11中堆積的灰塵排出。

值得注意的是，本實施例的圖示中第二軸心AX2與第一軸心AX1之間具有一夾角θ，其係可視實際使用情形而做相對應的變換，夾角θ並不以本實施例中所揭露的設置為限。

值得說明的是，本實施例的圖示中離心式風扇13與軸流式風扇15，其係可視實際使用情形而做相對應的變換，其結構與尺寸 並不以本實施例中所揭露的設置為限。

請參照第2圖，為本發明之散熱器20之平面示意圖。本發明所揭露第二實施例之散熱器20包括有一鰭片單元21、一離心式風扇13以及一軸流式風扇15。離心式風扇13設置於鰭片單元21之一側，以一第一軸心AX1進行旋轉，且離心式風扇13具有一進風方向ID1以及一出風方向ED1，進風方向ID1與第一軸心AX1相平行，出風方向ED1則與第一軸心AX1相垂直。

軸流式風扇15設置於鰭片單元21之相對另一側，以一第二軸心AX2進行旋轉，且軸流式風扇15具有一進風方向ID2及一出風方向ED2，皆與第二軸心AX2相平行，而因為鰭片單元21之相對另一側係傾斜一角度設置，軸流式風扇15係設置於其上，使軸流式風扇15之第二軸心AX2與第一軸心AX1之間具有一夾角θ。

本實施例之散熱器20的工作原理與前述實施例類似，因此申請人不再贅述。

請參照第3圖，為本發明之散熱器30之立體示意圖。本發明所揭露第三實施例之散熱器30包括有一鰭片單元11、一離心式風扇13、一軸流式風扇15以及一熱管17。於本實施例中，鰭片單元11、離心式風扇13與軸流式風扇15的配置與動作原理與前述實施例類似。

本實施例之散熱器30更包含熱管17，設置於鰭片單元11中，熱管17係介於離心式風扇13與軸流式風扇15之間，並設置於一電子元件19上，此電子元件19即為本實施例中散熱器30的工作 對象。

熱管係一種具有快速均溫特性的特殊材料，其中空的金屬管體，使其具有質輕的特點，而其快速均溫的特性，則使其具有優異的熱導性能，因此本實施例中，散熱器30藉由熱管17的設置將鰭片單元11中的溫度更加快速、平均的傳導分散，以提升風扇對鰭片單元11的散熱效果。

值得注意的是，本實施例中熱管17的設置數目與位置其係可視實際使用情形而做相對應的變換，但並不以本實施例中所揭露的設置數量與位置為限。

值得說明的是，本實施例中，電子元件19的型式與位置僅供說明解釋本實施例30的散熱原理之用，其係可視實際使用情形而做相對應的變換，但並不以本實施例中所揭露的設置數量與位置為限。

請參照第4A圖與第4B圖，第4A圖為本發明之散熱器40之立體示意圖，第4B圖為本發明之散熱器40之仰視圖。

本發明所揭露第四實施例之散熱器40包括有一鰭片單元11、一離心式風扇13、一軸流式風扇15以及一殼體41。本實施例之散熱器40之鰭片單元11以及離心式風扇13設置於殼體41內，其中殼體41上具有一開口411，開口411對應於離心式風扇13。

本實施例殼體41的開口411對應於離心式風扇13的進風方向ID1，令離心式風扇13可以自開口411中吸入散熱器40外部的空氣，而殼體41將散熱器40的離心式風扇13以及鰭片單元 11包覆，具有保護散熱器40的目的，可以防止高溫的鰭片單元11被外部所碰觸。

除了具有保護散熱器40的目的外，殼體41更具有引導散熱器40內部氣流流動方向的功能，令離心式風扇13所吹出的氣流集中流向鰭片單元11另一側之軸流式風扇15的方向而不至於四散吹出以至於降低散熱的功效，使得本發明之散熱器的散熱效率更加提升。

值得注意的是，本實施例中散熱器40，可以不包含熱管17，也可以包含熱管17，本實施例中散熱器40並不侷限於本發明所揭露之實施態樣。而且熱管17的設置數目與位置其係可視實際使用情形而做相對應的變換，但並不以本實施例中所揭露的設置數量與位置為限。

請參照第5圖，第5圖為本發明之散熱器50之立體示意圖，本發明第五實施例所揭露之散熱器50包括有一鰭片單元11、一離心式風扇13、一軸流式風扇15以及一殼體51。本實施例之散熱器50之鰭片單元11、離心式風扇13以及軸流式風扇15設置於殼體51內，其中殼體51上具有二開口511、512，開口511對應於離心式風扇13，而開口512對應於軸流式風扇15。

本實施例之殼體51的開口511對應於離心式風扇13的進風方向ID1，令離心式風扇13可以自開口511中吸入散熱器40外部的空氣；同理，本實施例之殼體51的開口512對應於軸流式風扇15的進風方向ID1，令軸流式風扇15可以自開口512中吸入散熱器50外部的空氣，而本實施例之殼體51的功效則與前述實 施例類似，均具有保護功用以及提升散熱的功用。

值得注意的是，本實施例中散熱器50，可以不包含熱管17，也可以包含熱管17，本實施例中散熱器50並不侷限於本發明所揭露之實施態樣。而且熱管17的設置數目與位置其係可視實際使用情形而做相對應的變換，但並不以本實施例中所揭露的設置數量與位置為限。

請參照第6A圖與第6B圖，第6A圖為本發明之散熱器60之立體示意圖，第6B圖為本發明之散熱器60之平面示意圖。

本發明所揭露第六實施例之散熱器60包括有一鰭片單元11、一離心式風扇13以及一軸流式風扇25。離心式風扇13設置於鰭片單元11之一側，以一第一軸心AX1進行旋轉，且離心式風扇13具有一進風方向ID1以及一出風方向ED1，進風方向ID1與第一軸心AX1相平行，出風方向ED1則與第一軸心AX1相垂直。

本實施例之軸流式風扇25傾斜設置於鰭片單元11之相對另一側，以一第二軸心AX2進行旋轉，而因為傾斜設置的關係，第二軸心AX2與第一軸心AX1之間具有一夾角θ。並且，本實施例之軸流式風扇25具有一進風方向ID2及一出風方向ED2，皆與第二軸心AX2相平行。

本實施例的散熱器60中，離心式風扇13會以進風方向ID1自散熱器60的外部將冷空氣吸入，並以出風方向ED1排出，由於離心式風扇13的進風方向ID1與出風方向ED1相互垂直，所以離心式風扇13所吹出之氣流沿著離心式風扇13之出風方向 ED1吹向軸流式風扇25。

本發明所揭露之散熱器60的軸流式風扇25被傾斜設置於鰭片單元11之相對另一側，傾斜的方向令軸流式風扇25之進風方向ID2與離心式風扇13之出風方向ED1交會，當軸流式風扇25選擇性地被驅動時，軸流式風扇25會由進風方向ID2吸進風流，因此吸引來自離心式風扇13之出風方向ED1之氣流，並朝出風方向ED2向散熱器60的外部排出氣流。

當鰭片單元11的溫度提升時，藉由軸流式風扇25選擇性地被驅動時，由於軸流式風扇25之進風方向ID2與離心式風扇13之出風方向ED1交會，軸流式風扇25可以自離心式風扇13之出風方向ED1引進空氣，藉由氣流相互牽引的原理，軸流式風扇25在排出氣流時，軸流式風扇25所吸入的氣流會提升離心式風扇13所排出的散熱氣流之流動效率，加強散熱的效果。

因此，本實施例之散熱器60在提升散熱效果的同時，並不需要提升離心式風扇13的轉速，因此不會增大噪音，並且因為氣流之流動效率提升，更可以將鰭片單元11中堆積的灰塵排出。

值得注意的是，本實施例的圖示中第二軸心AX2與第一軸心AX1之間具有一夾角θ，其係可視實際使用情形而做相對應的變換，夾角θ並不以本實施例中所揭露的設置為限。

值得說明的是，本實施例的圖示中離心式風扇13與軸流式風扇25，其係可視實際使用情形而做相對應的變換，其結構與尺寸並不以本實施例中所揭露的設置為限。

此外，本實施例的散熱器同樣可以藉由熱管、外殼等裝置的 使用，進一步提升散熱的效率，其工作原理則與前述的實施例類似，故申請人不再贅述。

請參照第7圖，為本發明之散熱器70之平面示意圖。本發明所揭露第七實施例之散熱器70包括有一鰭片單元31、一離心式風扇13以及一軸流式風扇25。離心式風扇13設置於鰭片單元31之一側，以一第一軸心AX1進行旋轉，且離心式風扇13具有一進風方向ID1以及一出風方向ED1，進風方向ID1與第一軸心AX1相平行，出風方向ED1則與第一軸心AX1相垂直。

軸流式風扇25設置於鰭片單元31之相對另一側，以一第二軸心AX2進行旋轉，且軸流式風扇25具有一進風方向ID2及一出風方向ED2，皆與第二軸心AX2相平行，而因為鰭片單元31之相對另一側係傾斜一角度設置，軸流式風扇15係設置於其上，使軸流式風扇25之第二軸心AX2與第一軸心AX1之間具有一夾角θ。

本實施例之散熱器70的工作原理與前述實施例類似，故申請人不再贅述。且本實施例的散熱器同樣可以藉由熱管、外殼等裝置的使用，進一步提升散熱的效率，其工作原理則與前述的實施例類似。

本發明所揭露各實施例之散熱器藉由兩種不同類型的風扇，並組合利用兩種風扇的運作原理，以提升氣流流動效率為手段，藉以達成提升散熱效果的目的，並且不需過度提升風扇之轉速，因而可以避免不必要的噪音，同時兼具高散熱效能與低噪音值的優點。並且，本發明所揭露之散熱器，更可以透過氣流流動的提 升將散熱器或散熱裝置中的灰塵排出。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10、20、30、40、50、60、70‧‧‧散熱器

11、21、31‧‧‧鰭片單元

13‧‧‧離心式風扇

15‧‧‧軸流式風扇

17‧‧‧熱管

19‧‧‧電子元件

41、51‧‧‧殼體

411、511、512‧‧‧開口

AX1‧‧‧第一軸心

AX2‧‧‧第二軸心

ID1‧‧‧進風方向

ED1‧‧‧出風方向

θ‧‧‧夾角

第1A圖為本發明第一實施例之立體示意圖。

第1B圖為本發明第一實施例之平面示意圖。

第2圖為本發明第二實施例之平面示意圖。

第3圖為本發明第三實施例之立體示意圖。

第4A圖為本發明第四實施例之立體示意圖。

第4B圖為本發明第四實施例之仰視圖。

第5圖為本發明第五實施例之立體示意圖。

第6A圖為本發明第六實施例之立體示意圖。

第6B圖為本發明第六實施例之平面示意圖。

第7圖為本發明第七實施例之平面示意圖。

10‧‧‧散熱器

11‧‧‧鰭片單元

13‧‧‧離心式風扇

15‧‧‧軸流式風扇

Claims (7)

1. 一種散熱器，包括：一鰭片單元；一離心式風扇，設置於該鰭片單元之一側，該離心式風扇以一第一軸心進行旋轉，且該離心式風扇具有一進風方向以及一出風方向，該進風方向與該第一軸心相平行，該出風方向與該第一軸心相垂直；以及一軸流式風扇，以一第二軸心進行旋轉，該軸流式風扇傾斜設置於該鰭片單元之相對另一側，使該第二軸心與該第一軸心之間具有一夾角，且該軸流式風扇具有一進風方向及一出風方向，該進風方向及該出氣方向皆與該第二軸心相平行；其中，該離心式風扇所吹出之氣流沿著該離心式風扇之該出風方向吹向該軸流式風扇，並且該軸流式風扇的之該出風方向與該離心式風扇之該出風方向交會。
2. 如請求項第1項所述之散熱器，其中該軸流式風扇選擇性地被驅動，該軸流式風扇自該散熱器外吸進氣流，並排出氣流以牽動來自該離心式風扇之該出風方向之氣流向該散熱器外排出。
3. 如請求項第1項所述之散熱器，其中該軸流式風扇的之該進風方向與該離心式風扇之該出風方向交會。
4. 如請求項第3項所述之散熱器，其中該軸流式風扇選擇性地被驅動，該軸流式風扇自該離心式風扇之該出風方向吸進氣流並向該散熱器外排出。
5. 如請求項第1項所述之散熱器，更包括有一殼體，該鰭片單 元、該離心式風扇及該軸流式風扇係設置於該殼體內，其中該殼體上具有一開口，該開口對應於該離心式風扇與該軸流式風扇。
6. 如請求項第1項所述之散熱器，其中該鰭片單元之該相對另一側係傾斜設置，該軸流式風扇係設置於其上，使該軸流式風扇之該第二軸心與該第一軸心之間具有該夾角。
7. 如請求項第1項所述之散熱器，其中更包括有一熱管，設置於該鰭片單元，該熱管係介於該離心式風扇與該軸流式風扇之間。