TWI635386B - 散熱裝置 - Google Patents

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TWI635386B
TWI635386B TW106128116A TW106128116A TWI635386B TW I635386 B TWI635386 B TW I635386B TW 106128116 A TW106128116 A TW 106128116A TW 106128116 A TW106128116 A TW 106128116A TW I635386 B TWI635386 B TW I635386B
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李俊逸
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Abstract

本案係提供一種散熱裝置，包括第一散熱鰭片組、第二散熱鰭片組、熱管以及用以與熱源熱接觸的底座，熱管包括第一熱管部以及連接於第一熱管部並向上延伸的第二熱管部，且第一熱管部設置於底座與第二散熱鰭片組之間，而第二熱管部穿過第一散熱鰭片組，其中，第一散熱鰭片組之頂面與底座的距離大於第二散熱鰭片組之頂面與底座的距離。

Description

散熱裝置
本案是關於一種散熱裝置，特別是一種具有散熱鰭片的散熱裝置。
隨著電腦及各式電子裝置的快速發展及其所帶來的便利性，已讓現代人養成長時間使用的習慣，但電腦及各式電子裝置在被長時間操作的過程中，其產生的熱量無法相應及時散出的缺點，亦伴隨而來。
有鑑於此，具有散熱鰭片的散熱裝置被提出以以改善問題。請參閱圖1，其為習知散熱裝置的外觀結構示意圖。散熱裝置1包括複數熱管10、散熱鰭片組11以及底座12，底座12與一熱源(圖未示)熱接觸，且散熱鰭片組11包括沿著垂直方向D1排列且分別與相鄰者近乎平行的複數散熱鰭片111，而每一熱管10包括第一熱管部101、連接於第一熱管部101的一側並向上彎折延伸的第 二熱管部102以及連接於第一熱管部101的另一側並向上彎折延伸的第三熱管部103；其中，每一熱管10的第一熱管部101設置於底座12上或穿過底座12，而每一熱管10的第二熱管部102以及第三熱管部103則分別由下往上穿過散熱鰭片組11之每一散熱鰭片111的兩側。
接下來說明散熱裝置1的運作。請參閱圖2，其為圖1所示散熱裝置與風扇搭配使用的概念側視圖。熱源所產生的熱能會先被傳導至底座12，再經由底座12而被傳導至每一熱管10的第一熱管部101，每一熱管10的第一熱管部101可將所接收的熱能往兩側的第二熱管部102與第三熱管部103傳導，使得熱能最後被傳導至散熱鰭片組11及其附近。又，風扇2鄰近於散熱裝置1的一側，且風扇2的作用在於驅動氣流P1通過散熱鰭片組11，以帶走聚集在散熱鰭片組11及其附近的熱能。其中，熱管10的工作原理係為熟知本技藝人士所知悉，故在此不再予以贅述。
特別說明的是，為了增加散熱的效能，一般散熱裝置1的設計，會盡可能地利用空間設置散熱鰭片111以增加散熱面積，因此散熱裝置1的外觀會呈如圖1與圖2所示塔形般的結構，即俗稱的塔形散熱裝置。然而，當散熱裝置1應用於大型的電子裝置或系統時，如雲端伺服系統，風扇2所設置的位置並不見得鄰近於散熱裝置1，因此風扇2所驅動氣流P1可能是從遠處抵達散熱裝置1，但塔型般的結構反而形成風阻而影響氣流P1通過散熱鰭片組11，導致不佳的散熱效果。
根據以上的說明可知，在散熱裝置的設計上，如何於散熱面積以及風阻上取得平衡已成為亟待研究的課題。
本發明之主要目的在於提供一種兼具散熱面積以及風阻考量的散熱裝置。
於一較佳實施例中，本發明提供一種散熱裝置，包括：一第一散熱鰭片組；一底座，用以與一熱源熱接觸；一熱管，包括一第一熱管部以及連接於該第一熱管部之一側並向上彎折延伸之一第二熱管部，且該第一熱管部設置於該底座，而該第二熱管部穿過該第一散熱鰭片組；以及一第二散熱鰭片組，設置於該第一熱管部之上方；其中，該第一散熱鰭片組之一頂面與該底座之間的一最大垂直距離大於該第二散熱鰭片組之一頂面與該底座之間的一最大垂直距離。
於一較佳實施例中，該第一散熱鰭片組之一底面與該底座之間的一最大垂直距離大於該第二散熱鰭片組之一底面與該底座之間的一最大垂直距離。
於一較佳實施例中，該第一散熱鰭片組包括沿著一 第一排列方向排列的複數第一散熱鰭片，而該第二散熱鰭片組包括沿著一第二排列方向排列的複數第二散熱鰭片；其中，該第一排列方向不同於該第二排列方向。
於一較佳實施例中，該第一散熱鰭片組以及該第二散熱鰭片組分別包括一第一鰭片材質以及一第二鰭片材質，且該第一鰭片材質以及該第二鰭片材質分別具有一第一導熱係數以及一第二導熱係數；其中，該第一導熱係數小於該第二導熱係數。
於一較佳實施例中，該第二散熱鰭片組包括沿著一第二排列方向排列的複數第二散熱鰭片，而該散熱裝置更包括一遮罩，用以遮蓋該第二散熱鰭片組；其中，該遮罩包括相對應之二封閉式側壁，且該二封閉式側壁沿著該第二排列方向排列。
於一較佳實施例中，散熱裝置更包括一第三散熱鰭片組，且該熱管更包括連接於該第一熱管部之一另一側並向上彎折延伸之一第三熱管部；其中，該第三熱管部穿過該第三散熱鰭片組，且該第二散熱鰭片組位於該第一散熱鰭片組與該第三散熱鰭片組之間。
於一較佳實施例中，該第三散熱鰭片組之一頂面與該底座之間的一最大垂直距離大於該第二散熱鰭片組之該頂面與該底座之間的該最大垂直距離。
於一較佳實施例中，該第三散熱鰭片組之一底面與該底座之間的一最大垂直距離大於該第二散熱鰭片組之一底面與該底座之間的一最大垂直距離。
於一較佳實施例中，該第三散熱鰭片組包括沿著一第三排列方向排列的複數第三散熱鰭片，而該第二散熱鰭片組包括沿著一第二排列方向排列的複數第二散熱鰭片；其中，該第三排列方向不同於該第二排列方向。
於一較佳實施例中，該第三散熱鰭片組以及該第二散熱鰭片組分別包括一第三鰭片材質以及一第二鰭片材質，且該第三鰭片材質以及該第二鰭片材質分別具有一第三導熱係數以及一第二導熱係數；其中，該第三導熱係數小於該第二導熱係數。
1‧‧‧散熱裝置
2‧‧‧風扇
3‧‧‧散熱裝置
4‧‧‧電子裝置或系統
4’‧‧‧電子裝置或系統
10‧‧‧熱管
11‧‧‧散熱鰭片組
12‧‧‧底座
30‧‧‧熱管
31‧‧‧第一散熱鰭片組
32‧‧‧第二散熱鰭片組
33‧‧‧第三散熱鰭片組
34‧‧‧底座
35‧‧‧熱管
36‧‧‧第四散熱鰭片組
37‧‧‧第五散熱鰭片組
38‧‧‧第六散熱鰭片組
39‧‧‧底座
41‧‧‧熱源
42‧‧‧熱源
101‧‧‧第一熱管部
102‧‧‧第二熱管部
103‧‧‧第三熱管部
111‧‧‧散熱鰭片
310‧‧‧第一散熱鰭片組的頂面
311‧‧‧第一散熱鰭片
319‧‧‧第一散熱鰭片組的底面
320‧‧‧第二散熱鰭片組的頂面
321‧‧‧第二散熱鰭片
322‧‧‧遮罩
329‧‧‧第二散熱鰭片組的底面
330‧‧‧第三散熱鰭片組的頂面
331‧‧‧第三散熱鰭片
339‧‧‧第三散熱鰭片組的底面
360‧‧‧第四散熱鰭片組的頂面
380‧‧‧第六散熱鰭片組的頂面
3221‧‧‧側壁
3222‧‧‧側壁
D1‧‧‧方向
D21‧‧‧方向
D22‧‧‧方向
D23‧‧‧方向
P1‧‧‧氣流
P2‧‧‧氣流
P21‧‧‧氣流
P22‧‧‧氣流
P23‧‧‧氣流
圖1：係為習知散熱裝置的外觀結構示意圖。
圖2：係為圖1所示散熱裝置與風扇搭配使用的概念側視圖。
圖3：係為本發明散熱裝置於一第一較佳實施例之外觀結構示意圖。
圖4：係為圖3所示散熱裝置的概念側視圖。
圖5：係為本發明散熱裝置於一第二較佳實施例之第二散熱鰭片組與遮罩的結構概念示意圖。
圖6：係為本發明散熱裝置於一第三較佳實施例的結構概念側視圖。
圖7：係為本發明散熱裝置於一第四較佳實施例的結 構概念側視圖。
圖8：係為本發明散熱裝置於一第五較佳實施例的結構概念側視圖。
請參閱圖3與圖4，圖3為本發明散熱裝置於一第一較佳實施例之外觀結構示意圖，圖4為圖3所示散熱裝置的概念側視圖，而為了清楚示意，圖4僅繪出了圖3所示散熱裝置的部份元件。散熱裝置3包括複數熱管30、第一散熱鰭片組31、第二散熱鰭片組32、第三散熱鰭片組33以及底座34，底座34用以與熱源41熱接觸，熱源41可為任一電子裝置或系統4的發熱元件，如雲端伺服系統的發熱元件，而每一熱管30包括第一熱管部301、連接於第一熱管部301的一側並向上彎折延伸的第二熱管部302以及連接於第一熱管部301的另一側並向上彎折延伸的第三熱管部303；其中，每一熱管30的第一熱管部301熱接觸於底座34，如設置於底座34的凹槽處(圖未示)，並設置於第二散熱鰭片組32的下方並與第二散熱鰭片組32熱接觸，而每一熱管30的第二熱管部302以及第三熱管部303則分別由下往上穿過第一散熱鰭片組31以及第三散熱鰭片組33。
本文所稱的熱接觸，是指在熱的傳導上有所接觸而言，其至少包含有直接接觸以及間接接觸這兩種實施方式，當然也不排除兩者非常靠近但在結構上未真正接觸到的實施方式。就 直接接觸而言，可譬如為二個元件的直接貼合，如熱管30的第一熱管部301與底座34直接貼合、第二散熱鰭片組32與每一熱管30的第一熱管部301直接貼合、或底座34與熱源41的直接貼合；就間接接觸而言，可譬如為二個元件設置有導熱介質，例如導熱膏(圖未示)等，但不以上述為限。
再者，第一散熱鰭片組31包括沿著第一排列方向D21排列且分別與相鄰者近乎平行的複數第一散熱鰭片311，第二散熱鰭片組32包括沿著第二排列方向D22排列且分別與相鄰者近乎平行的複數第二散熱鰭片321，而第三散熱鰭片組33包括沿著第三排列方向D23排列且分別與相鄰者近乎平行的複數第三散熱鰭片331；其中，第一排列方向D21相同於第三排列方向D23，且第一排列方向D21與第三排列方向D23不同於第二排列方向D22。於本較佳實施例中，第一排列方向D21與第三排列方向D23皆為垂直於底座34的方向，而第二排列方向D22為為平行於底座34的方向。
特別說明的是，於本案散熱裝置3的結構中，第一散熱鰭片組31的頂面310(如圖3、圖4中最上方之第一散熱鰭片311的頂面)與底座34之間的最大垂直距離大於第二散熱鰭片組32的頂面320(如圖3、圖4中多個第二散熱鰭片321之一側緣所形成的平面)與底座34之間的最大垂直距離，同樣地，第三散熱鰭片組33的頂面330(如圖3、圖4中最上方之第三散熱鰭片331的頂面)與底座34之間的最大垂直距離大於第二散熱鰭片組32的頂面320與底座34之間的最大垂直距離。
較佳者，但不以此為限，第一散熱鰭片組31的底面319(如圖3、圖4中最下方之第一散熱鰭片311的底面)與底座34之間的最大垂直距離大於第二散熱鰭片組32的底面329(如圖3、圖4中多個第二散熱鰭片321之另一側緣所形成的平面)與底座34之間的最大垂直距離，同樣地，第三散熱鰭片組33的底面339(如圖3、圖4中最下方之第三散熱鰭片331的底面)與底座34之間的最大垂直距離大於第二散熱鰭片組32的底面與底座34之間的最大垂直距離。
接下來說明散熱裝置3的運作。熱源41所產生的熱能會先被傳導至與熱源41熱接觸的底座34，再經由底座34而被傳導至每一熱管30的第一熱管部301，每一熱管30的第一熱管部301所接收的一部份熱能會被往上傳導至與其熱接觸的第二散熱鰭片組32，且每一熱管30的第一熱管部301還可將所接收的另一部份熱能往兩側的第二熱管部302與第三熱管部303傳導，使得該另一部份熱能最後被傳導至第一散熱鰭片組31與第三散熱鰭片組33。其中，熱管30的工作原理係為熟知本技藝人士所知悉，故在此不再予以贅述。
於氣流P2沿著第一散熱鰭片組31往第三散熱鰭片組33的方向通過散熱裝置3的過程中，上方的氣流P21依序通過第一散熱鰭片組31以及第三散熱鰭片組33而帶走聚集在第一散熱鰭片組31、第三散熱鰭片組33及其附近的熱能，其中，通過第一散熱鰭片組31的氣流P21因不受到第二散熱鰭片組32的阻擋而可於較 少風阻的情況下抵達第三散熱鰭片組33；又，下方的氣流P22因不受到第一散熱鰭片組31的阻擋而可於較少風阻的情況下抵達第二散熱鰭片組32，並帶走聚集在第二散熱鰭片組32及其附近的熱能，且通過第二散熱鰭片組32的氣流P22亦因不受到第三散熱鰭片組33的阻擋而可於較少風阻的情況下快速往散熱裝置3外排出。
較佳者，但不以此為限，第一散熱鰭片組31、第二散熱鰭片組32以及第三散熱鰭片組33分別由第一鰭片材質、第二鰭片材質以及第三鰭片材質所製成，且第二鰭片材質的導熱係數大於第一鰭片材質的導熱係數與第三鰭片材質的導熱係數，例如，第二鰭片材質為銅材質，而第一鰭片材質與第三鰭片材質皆為鋁材質。如此一來，與熱源41最為接近的第二散熱鰭片組32具有更佳的導熱效能，進而提升了散熱裝置3的整體散熱效果。
當然，上述僅為一較佳實施例，熟知本技藝人士皆可依據實際應用需求而進行任何均等的變更設計，以下再提供本案散熱裝置3的數種較佳實施例。
請參閱圖5，其為本發明散熱裝置於一第二較佳實施例之第二散熱鰭片組與遮罩的結構概念示意圖。為了更清楚說明本較佳實施例，圖5中僅繪出第二散熱鰭片組與遮罩。其中，本較佳實施例之散熱裝置大致類似於本案第一較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述，而為本較佳實施例與前述第一較佳實施例不同之處在於，散熱裝置更包括遮罩322，其係用以遮蓋第二散熱鰭片組32，且遮罩322包括相對應且沿著第二排列方向排列的二封 閉式側壁3221、3222，如此一來，抵達第二散熱鰭片組32的氣流P(未示於圖5，請參閱圖4)更能集中往第三散熱鰭片組33(未示於圖5，請參閱圖3與圖4)的方向通過第二散熱鰭片組32。
請參閱圖6，其為本發明散熱裝置於一第三較佳實施例的結構概念側視圖。其中，本較佳實施例之散熱裝置大致類似於本案第一較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述，而為本較佳實施例與前述第一較佳實施例不同之處在於，散熱裝置因可用空間的考量或其他實際需求的因素而不設置有第三散熱鰭片組33，且熱管30亦不具有第三熱管部303。
請參閱圖7，其為本發明散熱裝置於一第四較佳實施例的結構概念側視圖。其中，本較佳實施例之散熱裝置大致類似於本案第一較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述，而為本較佳實施例與前述第一較佳實施例不同之處在於，散熱裝置係應用於具有二個以上熱源41、42的電子裝置或系統4’，且散熱裝置還包括另外的複數熱管35、第四散熱鰭片組36、第五散熱鰭片組37、第六散熱鰭片組38以及另一底座39。
其中，底座34與該另一底座39分別熱接觸於二個不同的熱源41、42，且該另外的複數熱管35、第四散熱鰭片組36、第五散熱鰭片組37、第六散熱鰭片組38以及該另一底座39彼此之間的結構連接關係與相對位置關係相同於複數熱管30、第一散熱鰭片組31、第二散熱鰭片組32、第三散熱鰭片組33以及底座34彼此之間的結構連接關係與相對位置關係，因此，熱源42所產生的 熱能可分別被傳導至第四散熱鰭片組36、第五散熱鰭片組37以及第六散熱鰭片組38。
需特別說明的是，於本較佳實施例中，第四散熱鰭片組36的頂面360以及第六散熱鰭片組38的頂面380高於第一散熱鰭片組31的頂面310以及第三散熱鰭片組33的頂面330，如此一來，於氣流P23沿著第一散熱鰭片組31往第六散熱鰭片組38的方向通過散熱裝置3的過程中，可在較少風阻的情況下抵達第四散熱鰭片組36與第六散熱鰭片組38，並於通過第四散熱鰭片組36與第六散熱鰭片組38後帶走聚集在第四散熱鰭片組36、第六散熱鰭片組38及其附近的熱能。
請參閱圖8，其為本發明散熱裝置於一第五較佳實施例的結構概念側視圖。其中，本較佳實施例之散熱裝置大致類似於本案第四較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述，而為本較佳實施例與前述第四較佳實施例不同之處在於，散熱裝置因可用空間的考量或其他實際需求的因素而不設置有第三散熱鰭片組33以及第六散熱鰭片組38，因此該些熱管30、35亦不需要有向上延伸以穿過第三散熱鰭片組33或第六散熱鰭片組38的部份。
根據以上的說明可知，無論應用本案散熱裝置的電子裝置或系統是否設置有風扇，亦無論風扇距離散熱裝置的遠近，本案散熱裝置能夠兼顧散熱面積以及風阻的影響，使得散熱效果有效被提升，實具產業利用價值。
上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功 效，以及闡釋本發明之技術特徵，而非用於限制本發明之保護範疇。任何熟悉本技術者之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神的情況下，可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍。因此，本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (9)

  1. 一種散熱裝置，包括：一第一散熱鰭片組；一底座，用以與一熱源熱接觸；一熱管，包括一第一熱管部以及連接於該第一熱管部之一側並向上彎折延伸之一第二熱管部，且該第一熱管部設置於該底座，而該第二熱管部穿過該第一散熱鰭片組；以及一第二散熱鰭片組，設置於該第一熱管部之上方；其中，該散熱裝置為一不包括風扇之被動式散熱裝置，並供一氣流沿著該第一散熱鰭片組往該第二散熱鰭片組的方向通過，且該第一散熱鰭片組之一頂面與該底座之間的一最大垂直距離大於該第二散熱鰭片組之一頂面與該底座之間的一最大垂直距離，使得該氣流中之一上方氣流於通過該第一散熱鰭片組而帶走聚集在該第一散熱鰭片組及其鄰近處之熱能後不受該第二散熱鰭片組的阻擋，而該第一散熱鰭片組之一底面與該底座之間的一最大垂直距離大於該第二散熱鰭片組之一底面與該底座之間的一最大垂直距離，使得該氣流中之一下方氣流不受該第一散熱鰭片組的阻擋而抵達該第二散熱鰭片組並帶走聚集在該第二散熱鰭片組及其鄰近處之熱能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該第一散熱鰭片組包括沿著一第一排列方向排列的複數第一散熱鰭片，而該第二散熱鰭片組包括沿著一第二排列方向排列的複數第二散熱鰭片；其中，該第一排列方向不同於該第二排列方向。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該第一散熱鰭片組以及該第二散熱鰭片組分別包括一第一鰭片材質以及一第二鰭片材質，且該第一鰭片材質以及該第二鰭片材質分別具有一第一導熱係數以及一第二導熱係數；其中，該第一導熱係數小於該第二導熱係數。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該第二散熱鰭片組包括沿著一第二排列方向排列的複數第二散熱鰭片，而該散熱裝置更包括一遮罩，用以遮蓋該第二散熱鰭片組；其中，該遮罩包括相對應之二封閉式側壁，且該二封閉式側壁沿著該第二排列方向排列。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，更包括一第三散熱鰭片組，且該熱管更包括連接於該第一熱管部之一另一側並向上彎折延伸之一第三熱管部；其中，該第三熱管部穿過該第三散熱鰭片組，且該第二散熱鰭片組位於該第一散熱鰭片組與該第三散熱鰭片組之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的散熱裝置，其中該第三散熱鰭片組之一頂面與該底座之間的一最大垂直距離大於該第二散熱鰭片組之該頂面與該底座之間的該最大垂直距離。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的散熱裝置，其中該第三散熱鰭片組之一底面與該底座之間的一最大垂直距離大於該第二散熱鰭片組之一底面與該底座之間的一最大垂直距離。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的散熱裝置，其中該第三散熱鰭片組包括沿著一第三排列方向排列的複數第三散熱鰭片，而該第二散熱鰭片組包括沿著一第二排列方向排列的複數第二散熱鰭片；其中，該第三排列方向不同於該第二排列方向。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的散熱裝置，其中該第三散熱鰭片組以及該第二散熱鰭片組分別包括一第三鰭片材質以及一第二鰭片材質，且該第三鰭片材質以及該第二鰭片材質分別具有一第三導熱係數以及一第二導熱係數；其中，該第三導熱係數小於該第二導熱係數。
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