TWI771096B

TWI771096B - 筆記型電腦

Info

Publication number: TWI771096B
Application number: TW110124762A
Authority: TW
Inventors: 黃順治; 毛黛娟; 歐晉廷
Original assignee: 技嘉科技股份有限公司
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2022-07-11
Also published as: TW202304282A

Abstract

本發明涉及一種筆記型電腦，容置有至少一熱源且包含一熱交換器、一內置水冷系統以及一連外水冷接頭。熱交換器用於熱接觸熱源。內置水冷系統連接熱交換器。連外水冷接頭連接於熱交換器，用於使熱交換器連接於一外部水冷系統。

Description

筆記型電腦

本發明係關於一種筆記型電腦，特別是一種內置有氣冷與水冷系統的筆記型電腦。

電子裝置的運作伴隨大量熱能的產生，若不能有效地將熱能排除，則會使內部電子元件過熱而導致功能失效或當機等問題。因此，電子裝置內通常配置有相應的散熱系統，以確保元件的運作不會超過預設的工作溫度範圍。尤其對高效能的電子裝置來說，除了氣冷之外，通常還會額外搭配水冷式散熱系統，以加強散熱效果。

以筆記型電腦為例來說，傳統的筆記型電腦都內置有由熱管、風扇及散熱鰭片所組成的氣冷散熱系統，但隨著整體運轉效能的提升，有必要引入水冷散熱來加強散熱效率。為此，近年來已有高端筆記型電腦額外增設能外接外部水冷的接頭，以透過引入外部水冷循環的方式加強對系統的散熱，但外接外部水冷會使整體設備變的笨重而不便於攜帶，可是若不外接外部水冷，筆記型電腦本身的散熱能力卻又不足以應對散熱的需求，從而造成對外部水冷系統的高度依賴性。

有鑑於此，本發明提供一種筆記型電腦，其中一目的在於解決傳統筆記型電腦的前述問題。

根據本發明之一實施例所揭露的一種筆記型電腦，容置有至少一熱源且包含一熱交換器、一內置水冷系統以及一連外水冷接頭。熱交換器用於熱接觸熱源。內置水冷系統連接熱交換器。連外水冷接頭連接於熱交換器，用於使熱交換器連接於一外部水冷系統。

本發明前述實施例所揭露的筆記型電腦，由於設有連外水冷接頭，因此筆記型電腦具有擴充外部水冷系統的能力，但同時筆記型電腦內置有水冷系統，因此可在未外接外部水冷系統的時候仍提供有效的散熱。

相較於傳統上有具有外接外部水冷系統能力的筆記型電腦，由於其只有氣冷系統而缺少內置水冷系統，因此在未外接外部水冷系統時，整體散熱效率大幅下降，從而造成高度仰賴外部水冷系統的結果，因此常態使用時都需要外接外部水冷，使得整體設備笨重而不便於攜帶。反觀本發明前述實施例所揭露的筆記型電腦，在未外接外部水冷系統時，本身已具備高效的散熱能力而仍可達到良好的散熱效果。

以上之關於本發明揭露內容之說明及以下之實施方式之說明，係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者，瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

此外，為達圖面整潔之目的，一些習知慣用的結構與元件在圖式可能會以簡單示意的方式繪示之。其中，本案之圖式中部份的特徵可能會略為放大或改變其比例或尺寸，以達到便於理解與觀看本發明之技術特徵的目的，但這並非用於限定本發明。此外，圖式的視角可從隨附之座標軸獲得理解。

另外，以下文中可能會使用「端」、「部」、「部分」、「區域」、「處」等術語來描述特定元件與結構或是其上或其之間的特定技術特徵，但這些元件與結構並不受這些術語所限制。此外，除非具體指明，否則以下文中所使用之「至少一」意旨特定構件與結構的數量為一或多個。以下文中也可能描述特定元件與結構「熱接觸」另一特定元件與結構，但除非具體指明，否則此描述不限於指特定元件與結構之間是透過直接或間接的方式傳遞熱能。相似地，以下文中也可能描述特定元件與結構「連接」或「連通」另一特定元件與結構，但除非具體指明，否則此描述不限於指特定元件或結構之間是透過直接或間接的方式相連，其中，若無特別敘明，特定元件與結構「連通」另一特定元件與結構，於此是指特定元件或結構之間可有液體或氣體的流動。

首先，請參閱圖1~3，本實施例提出一種筆記型電腦1，需先說明的是，本發明之其中一精神在於筆記型電腦1內部的氣冷與水冷系統的設計，因此圖式僅繪示了筆記型電腦1中與此相關的部分。

如圖所示，筆記型電腦1可包含一熱交換器20以及與熱交換器20搭配使用的一氣冷系統(air cooling system)S1以及一內置水冷系統(in-built liquid cooling system)S2，而熱交換器20、氣冷系統S1與內置水冷系統S2設置於一殼件10內。

所述的殼件10，可以但不限於是常用於筆記型電腦之外觀殼件的部分，其可支撐與容納筆記型電腦1中用於實現各種其他功能的相關電子/非電子構件，但可理解地是，為了顯露殼件10內部，殼件10之一側的殼體部分省略而未繪示。並且，殼件10僅是便於說明氣冷系統S1與內置水冷系統S2等內容之用，本發明並非以殼件10及其尺寸、材質與設計等為限。

所述的熱交換器20為俗稱的「水冷頭」，是為中空密封的結構，具有供冷卻液流通的空間。所述之冷卻液可以但不限於是常用於水冷的任何合適液體，但本發明並非以冷卻液及其種類與組成為限。為達圖面簡潔之目的，冷卻液未繪示於圖中。

並且，熱交換器20可由導熱性良好的任何合適材質所構成(如銅)，因而適於與熱源(未繪示)直接或間接熱接觸，以將熱能帶走。所述之熱源可以但不限於是在筆記型電腦中需要進行解熱的任何電子元件，如中央處理器，但本發明並非以熱源及其類型、尺寸與數量為限。

大致上，氣冷系統S1熱接觸熱交換器20且內置水冷系統S2連通於熱交換器20，且氣冷系統S1熱接觸內置水冷系統S2，因此熱交換器20自熱源所吸收的熱能可同時傳遞給氣冷系統S1與內置水冷系統S2，且氣冷系統S1可將內置水冷系統S2自熱交換器20所吸收的熱進行排除。

詳細來說，於本實施例中，筆記型電腦1還可包含至少一熱管30、一流管40、至少一風扇50、至少一散熱鰭片60、一連外水冷接頭70以及一水泵80。

熱管30之部分貫穿熱交換器20而熱接觸熱交換器20底部以及內部的冷卻液。具體來說，熱管30可貼附或焊接於熱交換器20之內底面，藉此，熱源所產生的熱能可經由熱交換器20迅速地傳遞給熱管30，並經由熱管30傳遞至熱交換器20之外部。當然，於一些其他實施例中，熱管30也可以不直接熱接觸於熱交換器20之內底面，在此情況下，熱交換器20仍可經由冷卻液的流動將熱能傳遞給熱管30。進一步來看，熱管30之另一部分嵌設於風扇50上的散熱鰭片60而與散熱鰭片60熱接觸，藉此，熱管30所吸收的熱能可傳遞給散熱鰭片60，再藉由風扇50運轉所產生的氣流排散於外。於此，熱源所產生的熱能至少可經由熱交換器20、熱管30、散熱鰭片60並在風扇50之氣流的幫助下被排除。

於此補充說明的是，熱管30可由導熱性良好的任何合適材質所構成，如銅，但本發明並非以此為限；風扇50可以但不限於是常用於筆記型電腦環境中的任何合適風扇，但本發明並非以風扇及其類型、尺寸與數量為限；散熱鰭片60可以但不限於是任何常見之散熱鰭片，本發明並非以其尺寸、材質等為限。

另一方面，流管40連通於熱交換器20之兩側，從而與熱交換器20之內部空間共同構成一個讓冷卻液循環流通的密閉空間。水泵80可設置於流管40之流動路徑的任一位置，從而可驅使冷卻液於該密閉空間往特定方向循環流動。藉此，冷卻液所吸收的熱能可傳遞給熱管30，並經由熱管30傳遞至熱交換器20之外部。並且，流管40之部分直接或間接熱接觸於前述之散熱鰭片60，藉此，冷卻液所吸收的熱能，在流管40的導引與冷卻液的驅使下可通過流管40熱接觸於散熱鰭片60的區域，從而透過流管40的管壁傳遞給散熱鰭片60，再藉由風扇50運轉所產生的氣流排散於外。於此，熱源所產生的熱能還可同時經由熱交換器20、流管40、散熱鰭片60並在風扇50之氣流的幫助下被排除。

據此可知，於筆記型電腦1內，與熱交換器20熱接觸之熱管30、風扇50以及散熱鰭片60可共同構成前述的氣冷系統S1，同時，與熱交換器20連通及與散熱鰭片60熱接觸之流管40以及水泵80可構成前述的內置水冷系統S2，藉以在筆記型電腦1運行的過程中同時執行氣冷與水冷的雙重散熱。

除此之外，於本實施例中，熱交換器20上還可連接有連外水冷接頭70，以讓筆記型電腦1於需要時能引入外部水冷循環。詳細來說，連外水冷接頭70可包含一連接頭71以及至少二管部72，管部72可以合適用於導引冷卻液之任何合適材質所構成，管部72之一端分別連通於熱交換器20的兩側而可與熱交換器20構成一連外水冷系統S3，管部72之另一端經由連接頭71共同集中收納而可經由殼件10暴露於外，藉以使連外水冷系統S3連接外部水冷箱(未繪示)連接。因此，當外部水冷箱連通於連外水冷接頭70之管部72時，其可經由管部72與熱交換器20共同構成一連通於外的水冷循環。由此可知，連外水冷接頭70主要的功能在於熱交換器20使得以連接外部水冷，因此，在此前提下，連外水冷接頭70之構成、其管部72的長度及連接頭71都可依據實際需求進行適應性調整；例如於其他實施例之連外水冷接頭也可替換成兩個直接銜接於熱交換器與殼件之間的兩個短管。

綜上所述，由於筆記型電腦1設有連外水冷接頭70，因而具有擴充外部水冷系統的能力，但同時，由於筆記型電腦1還有內置的氣冷系統S1與內置水冷系統S2，因此仍可在筆記型電腦1未外接外部水冷系統的時候提供高效的散熱。相較於傳統上有具有外接外部水冷系統能力的筆記型電腦，由於其只有氣冷系統而缺少內置的水冷系統，因此在未外接外部水冷系統時，整體散熱效率大幅下降，從而造成高度仰賴外部水冷系統的結果，但如前所述，由於本實施例之筆記型電腦1同時兼具內置氣冷與水冷系統，因此本身在未外接外部水冷系統時已具備高效的散熱能力，從而不需要隨時搭載笨重的外部水冷箱。

此外，補充說明的是，當筆記型電腦1未經由連外水冷接頭70外接外部水冷箱而僅使用前述之氣冷系統S1與內置水冷系統S2進行散熱時，連外水冷接頭70之管部72之末端(未繪示，即經由殼件10暴露於外的端口)可以合適的栓塞暫時予以密封，待需要使用時再將栓塞取下。並且，於一些實施例中，熱交換器20與連外水冷接頭70之管部72之間可選擇性設置電致動閥門V1，以在僅使用氣冷系統S1與內置水冷系統S2時關閉以避免冷卻液流入管部72，以及在需要外連外部水冷箱時開啟以讓冷卻液能流入管部72；此外，於一些其他實施例中，熱交換器20與流管40之間也可選擇性設置電致動閥門V2，以在需要使用外連外部水冷箱時關閉流管40，以令冷卻液更集中用於連外水冷系統S3。

另外，於本實施例中，熱交換器20內還可選擇性布置有多個凸柱21，可藉以增加熱交換器20之實體結構與冷卻液的接觸面積，從而增加熱交換的效率，但本發明並非以凸柱21及其數量、尺寸、分布與排列方式等為限。

前述實施例為本發明之筆記型電腦的其中一示例，但本發明並非以此為限。例如請參閱圖4，其繪示了應用本發明之一實施例之筆記型電腦1’的局部示意圖，為達簡要說明之目的，以下僅針對實施例之間的差異進行說明。如圖所示，本實施例之熱交換器20’由熱管30區分為兩個獨立的區塊，其中一者連通於流管40，另一者連通於連外水冷接頭70之管部72，藉此，熱交換器20’與流管40所構成之內置水冷系統S2及熱交換器20’與連外水冷接頭70所構成之連外水冷系統S3成為相互獨立的兩個水冷循環，以降低在外接與無外接外部水冷循環時產生非必要干擾的機率。

又例如請參閱圖5，其繪示了應用本發明之再一實施例之筆記型電腦1’’的局部示意圖，為達簡要說明之目的，以下僅針對實施例之間的差異進行說明。如圖所示，連外水冷接頭70’省略了前述的管部72而直接連接於流管40，而可經由流管40連通於熱交換器20。在此配置下，熱交換器20、流管40與連外水冷接頭70’構成之連外水冷系統S3’，與熱交換器20與流管40所構成之內置水冷系統S2共用同一迴路，不僅有助於簡化水冷管路的複雜度，還有助於減少占用內部的空間。

綜上所述，於本發明前述實施例所揭露的筆記型電腦，由於設有連外水冷接頭，因而具有擴充外部水冷系統的能力，但同時筆記型電腦內置有氣冷系統與水冷系統，因此可在未外接外部水冷系統的時候仍提供有效的散熱。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1、1’、1’’:筆記型電腦 10:殼件 20、20’:熱交換器 21:凸柱 30:熱管 40:流管 50:風扇 60:散熱鰭片 70、70’:連外水冷接頭 71:連接頭 72:管部 80:水泵 V1~V2:電致動閥門 S1:氣冷系統 S2:內置水冷系統 S3、S3’:連外水冷系統

圖1係為應用本發明之一實施例之筆記型電腦的局部示意圖。圖2係為圖1之筆記型電腦於熱交換器剖切的示意圖。圖3係為圖2之筆記型電腦沿線3-3的局部放大剖切示意圖。圖4係為應用本發明之另一實施例之筆記型電腦的局部示意圖。圖5係為應用本發明之再一實施例之筆記型電腦的局部示意圖。

1:筆記型電腦

10:殼件

20:熱交換器

30:熱管

40:流管

50:風扇

60:散熱鰭片

70:連外水冷接頭

71:連接頭

72:管部

80:水泵

S1:氣冷系統

S2:內置水冷系統

S3:連外水冷系統

Claims

一種筆記型電腦，容置有至少一熱源，包含：一熱交換器，以用於熱接觸該至少一熱源；一氣冷系統；一內置水冷系統，連接該熱交換器且包含一流管，該流管連通該熱交換器，該熱交換器經由該流管熱接觸該氣冷系統；以及一連外水冷接頭，連接於該熱交換器，用於使該熱交換器連接於一外部水冷系統。
如請求項1所述之筆記型電腦，其中該連外水冷接頭經由該流管連通於該熱交換器。
如請求項1所述之筆記型電腦，其中該氣冷系統包含一熱管、至少一風扇及至少一散熱鰭片，該至少一散熱鰭片鄰設於該至少一風扇，該熱管連接該熱交換器，且該熱交換器經由該熱管及該流管熱接觸該至少一散熱鰭片。
如請求項3所述之筆記型電腦，其中該熱管將該熱交換器區隔為分別連通該內置水冷系統與該連外水冷接頭的兩個相獨立的循環。
如請求項1所述之筆記型電腦，其中該連外水冷接頭包含一連接頭以及二管部，該二管部之一端分別連接於該熱交換器，該二管部之另一端收納於該連接頭，用以連接一外部水冷箱。
如請求項1所述之筆記型電腦，更包含一水泵，設置於該內置水冷系統中。
如請求項1所述之筆記型電腦，其中該熱交換器還包含多個凸柱。
如請求項1所述之筆記型電腦，更包含至少一電致動閥，連接於該連外水冷接頭與該熱交換器之間。
如請求項1所述之筆記型電腦，更包含至少一電致動閥，連接於該內置水冷系統之該流管與該熱交換器之間。