TWI748683B

TWI748683B - 散熱模組

Info

Publication number: TWI748683B
Application number: TW109135085A
Authority: TW
Inventors: 黃順治; 毛黛娟; 莊閔誠
Original assignee: 技嘉科技股份有限公司
Priority date: 2020-10-12
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2021-12-01
Also published as: TW202215195A

Abstract

一種散熱模組，包括兩風扇及一水冷排裝置。兩風扇並排地配置，且兩風扇分別包括兩中央部及自兩中央部向外伸出的多個扇葉。水冷排裝置配置於兩風扇旁且包括一進水口、一出水口及連通於進水口與出水口之間的至少一流道，其中進水口與出水口的至少一者對兩風扇的投影重疊於兩中央部的至少一者。

Description

散熱模組

本發明是有關於一種散熱模組，且特別是有關於一種具有較佳散熱效率的散熱模組。

目前常用水冷排裝置主要是在水泵驅動下，使水冷排裝置內的水冷液體與熱源進行熱交換之後，水冷液體將熱量帶到散熱鰭片，風扇的風吹向散熱鰭片，以使散熱鰭片與空氣進行熱交換，而將熱量排出。要如何提升水冷排裝置的散熱效率是本領域欲研究的目標。

本發明提供一種散熱模組，具有較佳散熱效率。

本發明的一種散熱模組，包括兩風扇及一水冷排裝置。兩風扇並排地配置，且兩風扇分別包括兩中央部及自兩中央部向外伸出的多個扇葉。水冷排裝置配置於兩風扇旁且包括一進水口、一出水口及連通於進水口與出水口之間的至少一流道，其中進水口與出水口的至少一者對兩風扇的投影重疊於兩中央部的至少一者。

在本發明的一實施例中，上述的水冷排裝置的進水口與出水口分別對應於兩風扇的兩中央部。

在本發明的一實施例中，上述的兩風扇還分別包括兩外框，至少一流道包括一第一主流道、連接於第一主流道的多個支流道及連接於這些支流道的一第二主流道，進水口連接於第一主流道，出水口連接於第二主流道。

在本發明的一實施例中，上述的水冷排裝置的外輪廓對應於兩風扇的這些扇葉在轉動時所涵蓋的部位的外輪廓。

在本發明的一實施例中，上述的流道包括以進水口為圓心的一第一同心圓流道組及以出水口為圓心的一第二同心圓流道組，第一同心圓流道組與第二同心圓流道組中的每一者包括多層同心圓流道以及連接於這些同心圓流道之間且沿徑向延伸的多條連接流道。

在本發明的一實施例中，上述的這些同心圓流道包括由內而外依序排列的一第一圓流道、一第二圓流道及一第三圓流道，這些連接流道包括位於進水口或是入水口與第一圓流道之間的多條第一子連接流道、位於第一圓流道與第二圓流道之間的多條第二子連接流道及位於第二圓流道與第三圓流道之間的多條第三子連接流道，這些第一子連接流道錯開於這些第二子連接流道，這些第二子連接流道錯開於這些第三子連接流道。

在本發明的一實施例中，上述的流道包括以進水口為圓心且呈放射分布的多條第一弧形流道及以出水口為圓心且呈放射分布的多條第二弧形流道。

在本發明的一實施例中，上述的流道包括位於進水口與出水口之間的一流道，水冷排裝置還包括多個第一C型熱板，以進水口為中心間隔地環繞進水口，這些第一C型熱板包括相對的多個第一端及多個第二端，這些第一端與這些第二端連接流道。

在本發明的一實施例中，上述的水冷排裝置還包括多個第二C型熱板，以出水口為中心間隔地環繞出水口，這些第二C型熱板包括相對的多個第三端及多個第四端，這些第三端與這些第四端連接流道。

在本發明的一實施例中，上述的進水口與出水口的其中一者對兩風扇的投影重疊於兩中央部的其中一者，進水口與出水口的另一者對兩風扇的投影位於兩風扇的兩中央部及這些扇葉以外的位置。

在本發明的一實施例中，上述的流道的剖面呈鋸齒狀或是波浪狀，而具有多個內徑。

基於上述，由於風扇主要是靠扇葉轉動來吹出氣流，風扇的中央部不會產生氣流而可被稱為無風區。本發明的散熱模組的水冷排裝置的進水口與出水口的至少一者對兩風扇的投影重疊於兩風扇的兩中央部的至少一者。這樣的設計可以提高風扇的無風區(風扇的中央部)的空間利用度，進水口與出水口的至少一者也可不必佔用到有風區(風扇的扇葉所涵蓋到的區域)的空間，而此散熱模組能具有較佳的散熱效率。此外，水冷排裝置的進水口與出水口的至少一者對應於風扇的無風區(風扇的中央部)的設計也使得進水口與出水口的至少一者不會佔用到風扇以外的區域，而可縮減水冷排的整體體積。

圖1A是依照本發明的一實施例的一種散熱模組的示意圖。圖1B是圖1A的散熱模組的風扇的示意圖。請參閱圖1A及圖1B，本實施例的散熱模組10包括兩風扇20及一水冷排裝置100。如圖1B所示，兩風扇20左右並排地配置，而位於同一平面。兩風扇20分別包括兩中央部22、自兩中央部22向外伸出的多個扇葉24及兩外框26。

水冷排裝置100配置於兩風扇20旁。具體地說，圖1A中水冷排裝置100配置在兩風扇20的一側，而風扇20吹出的氣流可吹向水冷排裝置100。水冷排裝置100包括一進水口110、一出水口120及連通於進水口110與出水口120之間的至少一流道130。

由於風扇20所吹出的氣流是由扇葉24轉動導致，風扇20的扇葉24在轉動時所涵蓋的區域可視為有風區，且風扇20的中央部22可視為無風區。一般來說，風扇20主要是透過有風區來產生散熱效果，無風區較無作用。

在本實施例中，水冷排裝置100的進水口110與出水口120的至少一者對兩風扇20的投影重疊於兩風扇20的兩中央部22的至少一者。這樣的設計可以提高風扇20的無風區(風扇20的中央部22所對應的位置)的空間利用度。進水口110與出水口120的至少一者也可不必佔用到有風區(風扇20的扇葉24所涵蓋到的區域)的空間，而此散熱模組10能具有較佳的散熱效率。此外，水冷排裝置100的進水口110與出水口120的至少一者對應於風扇20的無風區(風扇20的中央部22)的設計也使得進水口110與出水口120的至少一者不會佔用到風扇20以外的區域，而可縮減水冷排的整體體積。

具體地說，在本實施例中，水冷排裝置100的進水口110與出水口120分別對應於兩風扇20的兩中央部22，而可充分利用無風區的空間。當然，在其他實施例中，也可以是進水口110與出水口120的其中一者對兩風扇20的投影重疊於兩中央部22的其中一者，並不以此為限制。

此外，如圖1A所示，在本實施例中，水冷排裝置100的外輪廓對應於兩風扇20的兩外框26(圖1B)的外輪廓。水冷排裝置100的至少一流道130包括一第一主流道132、連接於第一主流道132的多個支流道134及連接於這些支流道134的一第二主流道136。進水口110連接於第一主流道132，出水口120連接於第二主流道136。水冷排裝置100還包括多個鰭片170，配置於第一主流道132、這些支流道134及第二主流道136之間。

因此，散熱液體(例如是水)從進水口110進入水冷排裝置100，沿著第一主流道132流到並聯的這些支流道134，再匯流至第二主流道136之後，從出水口120離開水冷排裝置100。在本實施例中，第一主流道132、這些支流道134、第二主流道136及鰭片170至少對應於風扇20的有風區，而可充分利用風扇20來對第一主流道132、這些支流道134、第二主流道136及鰭片170降溫，而具有良好的散熱效果。

圖2是依照本發明的另一實施例的一種散熱模組的示意圖。請參閱圖2，水冷排裝置100a的進水口110與出水口120的其中一者對兩風扇20的投影重疊於兩中央部22的其中一者，且進水口110與出水口120的另一者對兩風扇20的投影位於兩風扇20的兩中央部22及這些扇葉24以外的位置。

具體地說，在本實施例中，兩出水口120對兩風扇20的投影重疊於兩中央部22，且兩進水口110對兩風扇20的投影位於兩風扇20的兩中央部22及這些扇葉24以外的位置。水冷排裝置100的多條流道130a及鰭片170則至少對應於風扇20的扇葉24所涵蓋的範圍(有風區)。

因此，散熱液體(例如是水)從對應於風扇20所在區域之外的進水口110進入水冷排裝置100a，沿著這些流道130a，再匯流而從風扇20的無風區的出水口120離開水冷排裝置100。由於水冷排裝置100a的這些流道130a對應於風扇20的有風區，而可充分利用風扇20來對流道130a降溫，而具有良好的散熱效果。此外，由於出水口120位於風扇20的中央部22，而可有效地利用風扇20的無風區的空間，避免無風區的空間浪費，也可使水冷排裝置100a在這樣的散熱效果下，具有較小的整體體積。

圖3是圖2的散熱模組的流道的示意圖。請參閱圖3，在本實施例中，流道130a的剖面呈鋸齒狀，而具有多個內徑d1、d2。這樣的設計可增加熱傳導的接觸面積，進而提升散熱效率。當然，在其他實施例中，流道130a的剖面也可以呈波浪狀或不規則狀，或者，流道130a的剖面也可以呈直線狀，不以圖式為限制。

圖4是依照本發明的另一實施例的一種散熱模組的示意圖。請參閱圖4，在本實施例中，水冷排裝置100b的外輪廓對應於兩風扇20的這些扇葉24(圖1B)在轉動時所涵蓋的部位的外輪廓。也就是說，水冷排裝置100b的外輪廓大致上呈現兩個圓形。此外，水冷排裝置100b的進水口110與出水口120位於兩風扇20的兩中央部22(圖1B)。

水冷排裝置100b的流道130b包括以進水口110為圓心的一第一同心圓流道組(例如是圖4左方的同心圓流道組140)、以出水口120為圓心的一第二同心圓流道組(例如是圖4右方的同心圓流道組140)及連接兩同心圓流道組140的兩通道149。

各同心圓流道組140包括多層同心圓流道141以及連接於這些同心圓流道141之間且沿徑向延伸的多條連接流道145。具體地說，在各同心圓流道組140中，這些同心圓流道141包括由內而外依序排列的一第一圓流道142、一第二圓流道143及一第三圓流道144。

在各同心圓流道組140中，這些連接流道145包括位於進水口110或是出水口120與第一圓流道142之間的多條第一子連接流道146、位於第一圓流道142與第二圓流道143之間的多條第二子連接流道147及位於第二圓流道143與第三圓流道144之間的多條第三子連接流道148。當然，圓流道的數量不以三個為限制。

此外，在本實施例中，這些第一子連接流道146錯開於這些第二子連接流道147，這些第二子連接流道147錯開於這些第三子連接流道148。這樣的設計可以加長流動路徑，以增加氣流可流經的散熱面積，進而提升散熱效果。

在本實施例中，左方的同心圓流道組140的進水口110連接於這些第一子連接流道146，這些第一子連接流道146連接於第一圓流道142，第一圓流道142連接於這些第二子連接流道147，這些第二子連接流道147連接於第二圓流道143，第二圓流道143連接於這些第三子連接流道148，這些第三子連接流道148連接於第三圓流道144。第三圓流道144連接於兩通道149，兩通道149連接於右方的同心圓流道組140。在本實施例中，右方的同心圓流道組140的結構相同於左方的同心圓流道組140的結構，但不以此為限制。

因此，散熱液體會依序流經左方的同心圓流道組140的進水口110、這些第一子連接流道146、第一圓流道142、這些第二子連接流道147、第二圓流道143、這些第三子連接流道148、第三圓流道144，再經過通道149流到右方的同心圓流道組140的第三圓流道144、這些第三子連接流道148、第二圓流道143、這些第二子連接流道147、第一圓流道142、這些第一子連接流道146，且從出水口120流出。

同樣地，在本實施例中，由於水冷排裝置100b的進水口110與出水口120位於兩風扇20的兩中央部22(圖1B)，這樣的設計可以提高風扇20的無風區的空間利用度，還可以使得水冷排裝置100b的進水口110與出水口120不必佔用到有風區的空間。此外，兩同心圓流道組140位於風扇20的有風區，而可充分利用風扇20來對兩同心圓流道組140降溫，而具有良好的散熱效果。

圖5是依照本發明的另一實施例的一種散熱模組的示意圖。請參閱圖5，本實施例與圖4的實施例的主要差異是在流道130c的形狀。在本實施例中，流道130c包括以進水口110為圓心且呈放射分布的多條第一弧形流道150及以出水口120為圓心且呈放射分布的多條第二弧形流道152。相較於直線形，第一弧形流道150與第二弧形流道152由於呈弧形，可具有較長的流動路徑，而具有較大的氣流可流經的散熱面積，進而提升散熱效果。

同樣地，在本實施例中，由於水冷排裝置100c的進水口110與出水口120位於兩風扇20的兩中央部22(圖1B)，這樣的設計可以提高風扇20的無風區的空間利用度，還可以使得水冷排裝置100c的進水口110與出水口120不必佔用到有風區的空間。

此外，在本實施例中，散熱液體從進水口110進入之後，通過這些第一弧形流道150、兩通道154、這些第二弧形流道152，再從出水口120離開。此外，這些第一弧形流道150及這些第二弧形流道152位於風扇20的有風區，而可充分利用風扇20來對流道130c降溫，而具有良好的散熱效果。

圖6是依照本發明的另一實施例的一種散熱模組的示意圖。請參閱圖6，在本實施例中，水冷排裝置100d的進水口110與出水口120位於兩風扇20的兩中央部22(圖1B)。流道130d位於進水口110與出水口120之間。水冷排裝置100d還包括對應於左方的風扇20的多個第一C型熱板160，這些第一C型熱板160以進水口110為中心間隔地環繞進水口110。這些第一C型熱板160包括相對的多個第一端162及多個第二端164，這些第一端162與這些第二端164連接流道130d。

此外，水冷排裝置100d還包括對應於另一風扇20的多個第二C型熱板165，以出水口120為中心間隔地環繞出水口120，這些第二C型熱板165包括相對的多個第三端166及多個第四端168，這些第三端166與這些第四端168連接流道130d。

在本實施例中，散熱液體從進水口110進入之後、流經流道130d再從出水口120離開。除了流道130d會對應到風扇20的有風區之外，第一C型熱板160與第二C型熱板165也對應於風扇20的有風區，而可利用風扇20來對流道130d、第一C型熱板160與第二C型熱板165降溫。需說明的是，第一C型熱板160及第二C型熱板165是以其封閉於板狀腔體中作動流體的蒸發凝結循環作動，使之具快速均溫的特性，從而具快速熱傳導及熱擴散的功能。在一些實施例中，也可採用熱管代替熱板，在此不加以限制。

此外，在本實施例中，由於第一C型熱板160的第一端162與第二端164以及第二C型熱板165的第三端166與第四端168伸入流道130d內，流經流道130d的散熱液體的熱量可接觸到第一C型熱板160的第一端162與第二端164以及第二C型熱板165的第三端166與第四端168，而在流道130d內快速降溫，以具有良好的散熱效果。

在其他實施例中，第一C型熱板160的第一端162與第二端164以及第二C型熱板165的第三端166與第四端168可抵接流道130d的外側壁，而不伸入流道內直接接觸散熱液體。如此一來，流道130d的側壁可不需開孔讓第一C型熱板160及第二C型熱板165穿設其中，可減少開孔、組裝及焊接等工序，同時也避免散熱液體從接縫處漏液的可能。

綜上所述，本發明的散熱模組的水冷排裝置的進水口與出水口的至少一者對兩風扇的投影重疊於兩風扇的兩中央部的至少一者。這樣的設計可以提高風扇的無風區(風扇的中央部)的空間利用度，進水口與出水口的至少一者也可不必佔用到有風區(風扇的扇葉所涵蓋到的區域)的空間，而此散熱模組能具有較佳的散熱效率。此外，水冷排裝置的進水口與出水口的至少一者對應於風扇的無風區(風扇的中央部)的設計也使得進水口與出水口的至少一者不會佔用到風扇以外的區域，而可縮減水冷排的整體體積。

d1、d2:內徑

10:散熱模組

20:風扇

22:中央部

24:扇葉

26:外框

100、100a、100b、100c、100d:水冷排裝置

110:進水口

120:出水口

130、130a、130b、130c、130d:流道

132:第一主流道

134:支流道

136:第二主流道

140:同心圓流道組

141:同心圓流道

142:第一圓流道

143:第二圓流道

144:第三圓流道

145:連接流道

146:第一子連接流道

147:第二子連接流道

148:第三子連接流道

149:通道

150:第一弧形流道

152:第二弧形流道

154:通道

160:第一C型熱板

162:第一端

164:第二端

165:第二C型熱板

166:第三端

168:第四端

170:鰭片

圖1A是依照本發明的一實施例的一種散熱模組的示意圖。圖1B是圖1A的散熱模組的風扇的示意圖。圖2是依照本發明的另一實施例的一種散熱模組的示意圖。圖3是圖2的散熱模組的流道的示意圖。圖4是依照本發明的另一實施例的一種散熱模組的示意圖。圖5是依照本發明的另一實施例的一種散熱模組的示意圖。圖6是依照本發明的另一實施例的一種散熱模組的示意圖。