TWI544201B - 散熱模組及具有散熱模組的投影裝置 - Google Patents

Description

散熱模組及具有散熱模組的投影裝置

本發明是有關於一種散熱模組及具有此散熱模組的投影裝置，且特別是有關於一種設有擾流結構的散熱模組及具有此散熱模組的投影裝置。

投影裝置為一種用以產生大尺寸畫面的顯示裝置。投影裝置的成像原理是藉由光閥將光源所產生的照明光束轉換成影像光束，再藉由鏡頭將影像光束投射到螢幕或牆面上。由於投影裝置的光學引擎中，光源及光閥等構件在進行操作時會產生熱能，故需裝設散熱模組對這些發熱構件散熱以避免裝置過熱。散熱模組可包含連接於發熱構件的散熱鰭片組，發熱構件產生的熱能傳遞至散熱鰭片組，並利用自然對流或風扇所提供的強制對流將熱能從散熱鰭片組帶至投影裝置外部。

隨著投影技術的進步，使用者對於高亮度、低噪音之投影裝置的需求也越來越高。一般來說，投影裝置之光源的亮度愈高其所產生的熱能也愈多，而若相應地增加風扇轉速增強散熱氣 流，則有違一般投影裝置的低噪音需求。承上，增加散熱鰭片組的體積來提升散熱效率也是克服上述問題的一種方式，然而這會使投影裝置相對具有較大的重量及體積，而大幅降低其安裝及使用上的便利性與安全性。

中國實用新型專利第CN202652813U號揭露一種散熱裝置，其散熱鰭片的多個突出部排列成V字形而將風扇吹入的氣流導引至這些突出部兩側的熱管。美國公開專利第US20050190538A1號揭露一種散熱結構，其散熱片上的第一干擾部及第二干擾部排列成V字形。世界公開專利第WO01/79776A1號揭露一種散熱結構，其散熱片的凹洞周圍具有凸緣，用以提供相鄰散熱片之間的間隙。

本發明提供一種散熱模組，可提升散熱效率。

本發明提供一種投影裝置，其散熱模組可提升散熱效率。

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，包括一散熱鰭片組。散熱鰭片組包括多個散熱鰭片，其中這些散熱鰭片相互疊設，各散熱鰭片具有一前側、一相對於前側的後側及至少一擾流結構組。擾流結構組位於前側與後側之間且包括多個第一擾流結構，這些第一擾流 結構從前側往後側依序排列。一散熱氣流沿一流動方向從前側往擾流結構組流動，並經過擾流結構組而往後側流動。各第一擾流結構的延伸方向傾斜於流動方向。

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投影裝置，包括一外殼、一光學引擎及上述散熱模組。光學引擎配置於外殼內。光學引擎包括一光源模組、一光閥及一投影鏡頭。光源模組用以發出一照明光束，光閥用以將照明光束轉換為一影像光束，投影鏡頭用以投射影像光束。散熱模組配置於外殼內，用以對光學引擎進行散熱。

基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點，在本發明的上述實施例中，散熱模組的各散熱鰭片具有多個擾流結構，且各擾流結構的延伸方向傾斜於散熱氣流的流動方向。當散熱氣流流經這些擾流結構時，各擾流結構破壞散熱氣流的邊界層並產生渦流，且渦流藉由傾斜設置之擾流結構的導引而斜向地往散熱鰭片的後端移動，以增加散熱氣流在散熱鰭片處的熱對流效率。藉此，可在不增加風扇轉速及散熱鰭片組體積的情況下，有效提升散熱模組的散熱能力，以符合投影裝置高亮度、低噪音、小體積的設計趨勢。

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。

50‧‧‧投影裝置

52‧‧‧外殼

54‧‧‧光學引擎

54a‧‧‧光源模組

54b‧‧‧光閥

54c‧‧‧投影鏡頭

100、200‧‧‧散熱模組

110、210‧‧‧散熱鰭片組

110a、110a’、210a、210a’‧‧‧散熱鰭片

112、212‧‧‧擾流結構組

112a、212a‧‧‧第一擾流結構

112b、212b‧‧‧第二擾流結構

120、220‧‧‧熱管

130‧‧‧熱擴散結構

140‧‧‧風扇

A‧‧‧夾角

d1‧‧‧寬度

d2‧‧‧距離

D、D’‧‧‧流動方向

E1‧‧‧第一末端

E2‧‧‧第二末端

E3‧‧‧第三末端

E4‧‧‧第四末端

G‧‧‧焊料導入部

H‧‧‧開孔

R1、R2‧‧‧區域

S1‧‧‧前側

S2‧‧‧後側

S3‧‧‧側邊

W1、W2‧‧‧折壁

圖1是本發明一實施例的投影裝置的示意圖。

圖2是圖1的散熱模組的立體圖。

圖3是圖2的散熱模組的側視圖。

圖4是本發明另一實施例的散熱模組的側視圖。

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多個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是本發明一實施例的投影裝置的示意圖。請參考圖1，投影裝置50包括一外殼52、一光學引擎54及至少一散熱模組100(繪示為兩個)。光學引擎54配置於外殼52內且包括一光源模組54a、一光閥54b及一投影鏡頭54c。光源模組54a用以發出一照明光束，光閥54b用以將所述照明光束轉換為一影像光束，投影鏡頭54c用以投射所述影像光束。光源模組54a例如是包含發光二極體、雷射光源、高壓汞燈或其他適當的光源至少其一，光閥54b則可以是數位微鏡(Digital Micromirror Device，DMD)、矽基液晶面板(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)或其他適當元件的至少其一。本實施例中，光源模組54a及光閥54b為發熱元 件，兩散熱模組100配置於外殼52內且分別連接光源模組54a及光閥54b，以使光源模組54a及光閥54b透過兩散熱模組100進行散熱，然而本發明並不限制散熱模組100的數量及其連接的元件，散熱模組100也可以連接至其他的發熱元件以進行散熱。

圖2是圖1的散熱模組100的立體圖。圖3是圖2的散熱模組100的側視圖。請參考圖2及圖3，散熱模組100包括一散熱鰭片組110、至少一熱管120(圖2及圖3繪示為兩個)及一熱擴散結構130。熱擴散結構130配置於發熱元件(例如圖1所示的光源模組54a或光閥54b)上，熱管120連接於熱擴散結構130與散熱鰭片組110之間，以使發熱元件產生的熱能透過熱擴散結構130及熱管120而傳遞至散熱鰭片組110。

散熱鰭片組110包括相互疊設的多個散熱鰭片(僅例示性標示一散熱鰭片110a及一散熱鰭片110a’)。本發明並不限制各散熱鰭片110a的尺寸，舉例來說，散熱鰭片110a的尺寸較小而散熱鰭片110a’的尺寸較大，然而在其他實施例中，每一散熱鰭片的大小亦可隨投影裝置中內部空間的配置進行調整。各散熱鰭片110a、110a’具有一前側S1、一相對於前側S1的後側S2及一擾流結構組112。擾流結構組112位於前側S1與後側S2之間且包括多個第一擾流結構112a及多個第二擾流結構112b，這些第一擾流結構112a從前側S1往後側S2依序排列，這些第二擾流結構112b從前側S1往後側S2依序排列且分別對位於這些第一擾流結構112a。

在本實施例中，這些第一擾流結構112a例如為藉由沖壓製程而形成的多個凹溝，這些凹溝相互平行且間隔地排列。類似地，這些第二擾流結構112b例如為藉由沖壓製程而形成的多個凹溝，這些凹溝相互平行且間隔地排列。各凹溝的寬度d1(標示於圖3)例如小於或等於10毫米，相鄰的兩凹溝的距離d2(標示於圖3)例如大於或等於1毫米，且各凹溝的最大深度例如為散熱鰭片110a、110a’之厚度的1/2，但本發明不以此為限。在其它實施例中，擾流結構可藉由其它適當製程形成，且可為其它適當形式的結構，本發明不對此加以限制。

請參照圖1至圖3，在本實施例中，散熱模組100如圖1所示更包括一風扇140，風扇140用以提供散熱氣流至對應之散熱鰭片組110以進行散熱。本實施例的風扇140例如是配置於對應之散熱鰭片組110的一側，然而本發明不以此為限，風扇140可配置於投影裝置100的其它適當位置。所述散熱氣流沿流動方向D(繪示於圖3)從前側S1往擾流結構組112流動，並經過擾流結構組112而往後側S2流動。如圖3所示，各第一擾流結構112a的延伸方向傾斜於流動方向D，且各第二擾流結構112b的延伸方向傾斜於流動方向D。

藉由上述配置方式，當散熱氣流流經這些第一擾流結構112a及這些第二擾流結構112b時，各第一擾流結構112a及各第二擾流結構112b破壞散熱氣流的邊界層並產生渦流，且渦流藉由傾斜設置之第一擾流結構112a及第二擾流結構112b的導引而斜 向地往散熱鰭片110a、110a’的後端S2移動，以增加散熱氣流在散熱鰭片110a、110a’處的熱對流效率。藉此，可在不增加風扇140轉速及散熱鰭片組110體積的情況下有效提升散熱模組100的散熱能力，以符合投影裝置高亮度、低噪音、小體積的設計趨勢。

請參考圖3，在本實施例中，各第一擾流結構112a與對應的第二擾流結構112b例如呈V字形結構以有效地對散熱氣流進行導引，其中第一擾流結構112a與第二擾流結構112b之夾角A例如介於30~75度，但不以為限。具體而言，各第一擾流結構112a具有相對的一第一末端E1及一第二末端E2(圖3例示性地標示出兩個第一末端E1及兩個第二末端E2)，各第二擾流結構112b具有相對的一第三末端E3及一第四末端E4(圖3例示性地標示出兩個第三末端E3及兩個第四末端E4)，各第一末端E1與對應的第三末端E3構成V字形結構的窄端，各窄端與前側S1的距離小於對應的第二末端E2與前側S1的距離且小於對應的第四末端E4與前側S1的距離。亦即，V字形結構的窄端設置為朝向前側S1，以使散熱氣流藉由V字形結構的導引而從其窄端斜向地往第二末端E2及第四末端E4流動。

各散熱鰭片110a、110a’具有至少一開孔H，且熱管120穿設於開孔H，其中開孔H配置於擾流結構組112的至少一V字形結構的窄端(如圖3之區域R2所示)。藉此配置方式，沿方向D流經擾流結構組112的散熱氣流會藉由熱管120的阻擋與導引而沿對應的第一擾流結構112a及第二擾流結構112b斜向地移 動，以增加散熱氣流的熱對流效率。

本實施例的部分V字形結構的第一末端E1與對應的第三末端E3相連(如圖3之區域R1所示)以使其窄端形成尖端，然而本發明不以此為限，部分V字形結構的第一末端E1與對應的第三末端E3不相連(如圖3之區域R2所示)而未使其窄端形成尖端，以利對應之開孔H及熱管120的設置。此外，在其它實施例中，各散熱鰭片110a、110a’上的擾流結構組112可僅包含依序排列之多個第一擾流結構112a或僅包含依序排列之多個第二擾流結構112b，本發明不對此加以限制。

本實施例中，開孔H的周緣如圖2及圖3所示還具有一折壁W1，折壁W1用以支撐相鄰的另一散熱鰭片110a或散熱鰭片110a’，且折壁W1上還可選擇性地設置一焊料導入部G(例如是開設於折壁W1的開口或通孔，並與延伸至散熱鰭片上的溝槽連接)可導引焊料(例如錫或錫的合金)進入開孔H以固定熱管120。此外，各散熱鰭片110a、110a’具有兩側邊S3，各側邊S3連接於前側S1與後側S2之間且具有一折壁W2，折壁W2用以間隔相鄰的另一散熱鰭片110a或散熱鰭片110a’以供散熱氣流通過。

本發明不對各散熱鰭片110a、110a’上的擾流結構組112的數量加以限制，以下藉由圖式對此舉例說明。圖4是本發明另一實施例的散熱模組的側視圖。在圖4的散熱模組200中，散熱鰭片組210、散熱鰭片210a、散熱鰭片210a’、各擾流結構組212、 各第一擾流結構212a、各第二擾流結構212b、熱管220及散熱氣流之流動方向D’類似於圖3的散熱鰭片組110、散熱鰭片110a、散熱鰭片110a’、擾流結構組112、各第一擾流結構112a、各第二擾流結構112b、熱管120及散熱氣流之流動方向D，於此不再贅述。散熱模組200與散熱模組100的不同處在於，擾流結構組212的數量為多個(繪示為兩個)，且這些擾流結構組212沿垂直流動方向D’的方向依序排列。本實施例中，其中一擾流結構組212的第一擾流結構212a例如是對位於相鄰的擾流結構組212的第二擾流結構212b，然而在其它實施例中，兩相鄰的擾流結構組212可不相互對位，各擾流結構組212內之擾流結構的數量可以不相同，且擾流結構組212亦可為其它適當數量，本發明不以此為限。

綜上所述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點，在本發明的上述實施例中，散熱模組的各散熱鰭片具有多個擾流結構，且各擾流結構的延伸方向傾斜於散熱氣流沿散熱模組的流動方向。據此，當散熱氣流流經這些擾流結構時，各擾流結構破壞散熱氣流的邊界層並產生渦流，且渦流藉由傾斜設置之擾流結構的導引而斜向地往散熱鰭片的後端移動，以增加散熱氣流在散熱鰭片處的熱對流效率。藉此，可在不增加風扇轉速且及散熱鰭片組體積的情況下有效提升散熱模組的散熱能力，以符合投影裝置高亮度、低噪音、小體積的設計趨勢。

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。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”及“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

100‧‧‧散熱模組

110‧‧‧散熱鰭片組

110a、110a’‧‧‧散熱鰭片

112‧‧‧擾流結構組

112a‧‧‧第一擾流結構

112b‧‧‧第二擾流結構

120‧‧‧熱管

130‧‧‧熱擴散結構

G‧‧‧焊料導入部

H‧‧‧開孔

S1‧‧‧前側

S2‧‧‧後側

S3‧‧‧側邊

W1、W2‧‧‧折壁

Claims (12)

1. 一種散熱模組，適於傳遞一散熱氣流，該散熱模組包括：一散熱鰭片組及至少一熱管；該散熱鰭片組包括多個散熱鰭片，其中該些散熱鰭片相互疊設，各該散熱鰭片具有一前側、一相對於該前側的後側及至少一擾流結構組，該擾流結構組位於該前側與該後側之間且包括多個第一擾流結構及多個第二擾流結構，該些第一擾流結構從該前側往該後側依序排列，該散熱氣流沿一流動方向從該前側往該擾流結構組流動，並經過該擾流結構組而往該後側流動，且各該第一擾流結構的延伸方向傾斜於該流動方向，該些第二擾流結構從該前側往該後側依序排列且分別對位於該些第一擾流結構，各該第二擾流結構的延伸方向傾斜於該流動方向，各該第一擾流結構與對應的該第二擾流結構呈一V字形結構，各該V字形結構具有一窄端，且各該窄端朝向該前側，其中各該散熱鰭片具有至少一開孔，該熱管穿設於該開孔，且該開孔配置於該擾流結構組的至少一該V字形結構的該窄端。
2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱模組，還包括一風扇，其中該風扇用以提供該散熱氣流。
3. 如申請專利範圍第1項的散熱模組，其中該些第一擾流結構為多個凹溝，且該些凹溝相互平行且間隔地排列。
4. 如申請專利範圍第1項的散熱模組，其中該些第二擾流結構為多個凹溝，且該些凹溝相互平行且間隔地排列。
5. 如申請專利範圍第1項的散熱模組，其中各該第一擾流結構具有相對的一第一末端及一第二末端，各該第二擾流結構具有相對的一第三末端及一第四末端，各該第一末端與對應的該第三末端構成對應的該窄端，各該窄端與該前側的距離小於對應的該第二末端與該前側的距離且小於對應的該第四末端與該前側的距離。
6. 如申請專利範圍第5項所述的散熱模組，其中各該第一末端與對應的該第三末端相連以形成一尖端。
7. 如申請專利範圍第5項所述的散熱模組，其中各該第一末端與對應的該第三末端不相連。
8. 如申請專利範圍第1項所述的散熱模組，其中該至少一擾流結構組的數量為多個，且該些擾流結構組沿垂直該流動方向的方向依序排列。
9. 如申請專利範圍第1項的散熱模組，還包括一熱擴散結構，其中該熱擴散結構配置於一發熱元件上，該熱管連接於該熱擴散結構與該散熱鰭片組之間。
10. 如申請專利範圍第1項的散熱模組，其中該開孔的周緣具有一折壁，且各該散熱鰭片的該折壁用以支撐相鄰的另一該散熱鰭片。
11. 如申請專利範圍第1項的散熱模組，其中各該散熱鰭片具有至少一側邊，該側邊連接於該前側與該後側之間且具有一折壁，且各該散熱鰭片的該折壁用以間隔相鄰的另一該散熱鰭片。
12. 一種投影裝置，包括：一外殼；一光學引擎，配置於該外殼內，其中該光學引擎包括：一光源模組，用以發出一照明光束；一光閥，用以將該照明光束轉換為一影像光束；一投影鏡頭，用以投射該影像光束；以及一如申請專利範圍第1項的散熱模組，配置於該外殼內，用以對該光學引擎進行散熱。