TWM454668U - 具均溫板之散熱風扇 - Google Patents

Description

具均溫板之散熱風扇

本創作有關於散熱風扇，特別是一種具均溫板(vapor chamber)之散熱風扇。

散熱風扇及均溫板(vapor chamber)皆為散電子散熱模組中常應用的元件，其一般散熱模組的配置方式係將均溫板的其中一面貼附設置於一發熱源(例如CPU，中央處理單元；或者是GPU，一圖形處理單元)，藉由均溫板將發熱源所產生的熱能由單點擴散為平面。均溫板的另一面上一般會設有一組鰭片，並且對應鰭片設置有一風扇，均溫板上的熱能傳導至鰭片中，再經由風扇進行強制對流冷卻將其熱能發散至空氣中。

習知技術的缺點在於，發熱源所產生的熱能在發散至空氣的過程中需通過均溫板及鰭片等元件，各元件皆會產生熱阻，因此影響其散熱效率。再者，均溫板及鰭片等元件一般皆為銅或是鋁等原料成本較高的金屬製成，因此使用較多的元件也會導致散熱模組的製造成本增加。

有鑑於此，本創作人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配 合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本創作人改良之目標。

本創作之目的，在於提供一種結合均溫板的風扇，藉此可以將風扇直接設置於發熱源而不需要設置鰭片等中間元件。

為了達成上述之目的，本創作係提供一種具均溫板之散熱風扇，係用於冷卻一發熱源，該具均溫板之散熱風扇包含一均溫板、一扇輪及一轉軸組件。均溫板接觸發熱源，扇輪藉由轉軸組件連接於均溫板。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇更包含，一外框，均溫板設置於外框，扇輪位於外框內。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇，其轉軸組件包含一套筒軸承及一軸芯，套筒軸承連結於均溫板，軸芯可旋轉地穿設於套筒軸承並且連結於扇輪。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇，其均溫板上開設有一軸孔，套筒軸承穿設在軸孔中。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇更包含環繞轉軸組件的一驅動線圈。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇，其均溫板延伸出一支架，支架連接於外框。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇，其均溫板部份外露於 外框。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇，其扇輪為一離心式扇輪。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇，其扇輪為一軸流式扇輪。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇，其均溫板包含一熱對流面及與熱對流面相對的一熱傳導面，熱對流面位於外框內，熱傳導面則接觸發熱源。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇，其扇輪設置於熱對流面。

較佳地，前述之具均溫板之散熱風扇，其熱對流面上設置有一鰭片組。

本創作之具均溫板之散熱風扇藉由將扇輪設置於均溫板上而減少風扇的元件，因此在熱傳遞過程中減少熱阻，同時降低製造成本，也更易於安裝。

10‧‧‧發熱源

100‧‧‧外框

110‧‧‧進氣口

120‧‧‧出風口

200‧‧‧均溫板

201‧‧‧支架

210‧‧‧熱對流面

211‧‧‧鰭片組

220‧‧‧熱傳導面

230‧‧‧軸孔

300‧‧‧扇輪

310‧‧‧磁鐵

400‧‧‧轉軸組件

410‧‧‧套筒軸承

420‧‧‧軸芯

430‧‧‧驅動線圈

440‧‧‧固定座

第一圖係本創作第一實施例之具均溫板之散熱風扇之立體分解圖。

第二圖係本創作第一實施例中扇輪與均溫板之示意圖。

第三圖係本創作第一實施例中扇輪與均溫板之另一樣態示意圖。

第四圖係本創作第二實施例之具均溫板之散熱風扇之立體示意圖。

第五圖係本創作第二實施例之具均溫板之散熱風扇之立體分解圖。

第六圖係本創作第二實施例中扇輪與均溫板之示意圖(一)。

第七圖係本創作第二實施例中扇輪與均溫板之示意圖(二)。

第八圖係第六圖中扇輪與均溫板之剖視圖。

第九圖係本創作第二實施例之具均溫板之散熱風扇之工作狀態示意圖。

第十圖係本創作第三實施例之具均溫板之散熱風扇之立體示意圖。

第十一圖係本創作第三實施例中扇輪與均溫板之立體示意圖。

第十二圖係本創作第三實施例中扇輪與均溫板另一樣態之立體示意圖。

參閱第一圖及第二圖，本創作之第一實施例提供一種具均溫板之散熱風扇，係用於冷卻一發熱源(例如一中央處理單元晶片(CPU)或者是一圖形處理單元(GPU))，一均溫板200、一扇輪300及一轉軸組件400。

均溫板200的其中一面為一熱對流面210，與對流面210相對的另一面則為一熱傳導面220，熱傳導面220用於接觸發熱源。

扇輪300(fan wheel)透過轉軸組件400設置於均溫板200上並且其位於外框100內，扇輪300的內部較佳地設置有至少一磁鐵310。於本實施例中，扇輪300較佳地為一離心扇輪(centrifugal fan wheel)，但本創作限定於此。

轉軸組件400包含一套筒軸承410(sleeve bearing)及一軸芯420，套筒軸承410連結於均溫板200(其可以連結於熱對流面210上，也可以穿過均溫板200配置)，軸芯420的其中一端可旋轉地穿設於套筒軸承410內，軸芯420的另一端則固定連結於扇輪300，使得扇輪300可旋轉地連結於均溫板200，而且扇輪300係配置於熱對流面210的一側上。

轉軸組件400之外圍環繞設置有一驅動線圈430(winding)。當驅動線圈430通電時，藉由驅動線圈430與磁鐵310之間的電磁感應而驅動扇輪300沿著軸芯420旋轉，扇輪300旋轉時便帶動氣流流動。發熱源所產生的熱能經由均溫板200的熱傳導面220傳導至均溫板200內，並且均勻擴散至整個熱對流面210，當氣流流過出風口120時同時也會流經熱對流面210進行熱交換而將熱對流面210上分佈的熱能傳遞至氣流。

參閱第三圖，均溫板200的熱對流面210上較佳地也可以設置一鰭片組211而更進一步將熱對流面210上分佈的熱能擴散至 鰭片組201，鰭片組211與扇輪300相鄰配置，使得氣流可通過鰭片組211而鰭片組211上分佈的熱能傳遞至氣流，藉此而延伸氣流與均溫板200的熱交換面積。

參閱第四圖及第五圖，本創作之第二實施例提供一種具均溫板之散熱風扇，係用於冷卻一發熱源(例如一中央處理單元晶片(CPU)或者是一圖形處理單元(GPU))，其包含一外框100、一均溫板200、一扇輪300及一轉軸組件400。

外框100較佳地為塑膠製(但本創作不限定塑膠)，其呈一個兩面開口的扁平框體，於本實施例中，外框100的外輪廓呈矩形，其內輪廓則呈圓形而構成一個進氣口110及一個出風口120，進氣口110與出風口120係沿著同一軸線對齊設置。

均溫板200(vapor chamber)設置於外框100並且部份外露於外框100。於本實施例中，均溫板200對齊出風口120設置，均溫板200與出風口120的內緣之間形成有間隙。較佳地均溫板200的其中一面為一熱對流面210，與對流面210相對的另一面則為一熱傳導面220，熱對流面210位於外框100內，熱傳導面220則略凸出於出風口120以接觸發熱源。較佳地均溫板200的側緣延伸出一支架201，支架201鎖連接於出風口120的內緣(但本創作不限定鎖接)。

參閱第五圖至第七圖，扇輪300(fan wheel)透過轉軸組件400設置於均溫板200上並且其位於外框100內，扇輪300的內部較佳地設置有至少一磁鐵310。於本實施例中，扇輪300較 佳地為一軸流式扇輪(axial flow fan wheel)。

轉軸組件400包含一套筒軸承410(sleeve bearing)及一軸芯420，套筒軸承410連結於均溫板200(例如，其可以採黏接或焊接等方式連結於熱對流面210上，也可以穿過均溫板200配置)，於本實施例中，均溫板200上開設有一軸孔230，套筒軸承410藉由一個圓筒狀的固定座440穿設在軸孔230中，固定座440扣接於軸孔230中，套筒軸承410再置入固定座440內。軸芯420的其中一端可旋轉地穿設於套筒軸承410內，軸芯420的另一端則固定連結於扇輪300，使得扇輪300可旋轉地連結於均溫板200，而且扇輪300係配置於熱對流面210的一側上。

參閱第八圖及第九圖，轉軸組件400之外圍環繞設置有一驅動線圈430(winding)。當驅動線圈430通電時，藉由驅動線圈430與磁鐵310之間的電磁感應而驅動扇輪300沿著軸芯420旋轉。扇輪300旋轉時便帶動氣流由進氣口110流入並且外框100並且通過出風口120流出外框100。發熱源10所產生的熱能經由均溫板200的熱傳導面220傳導至均溫板200內，並且均勻擴散至整個熱對流面210，當氣流流過出風口120時同時也會流經熱對流面210進行熱交換而將熱對流面210上分佈的熱能傳遞至氣流，氣流再通過出風口120與均溫板200之間的間隙流出外框100而將熱能發散至空氣中。

參閱第十圖至第十二圖，本創作之第三實施例提供一種具均溫板之散熱風扇，其包含一外框100、一均溫板200、一扇輪 300及一轉軸組件400。

外框100較佳地為塑膠製(但本創作不限定塑膠)的扁平框體，於本實施例中，外框100包含一個進氣口110及一個出風口120，進氣口110與出風口120係相互垂直配置。

均溫板200設置於外框100並，均溫板200的其中一面為一熱對流面210，與其相對的另一面則為一熱傳導面220。熱對流面210位於外框100內，熱傳導面220則外露於外框100用以接觸發熱源10，前述之進氣口110係對齊均溫板200的熱對流面210配置。

扇輪300係藉由轉軸組件400設置於熱對流面210，而且扇輪300較佳地對齊進氣口110配置，轉軸組件400之外圍環繞設置有一驅動線圈430以驅動扇輪300旋轉，扇輪300設置於均溫板200之方式大致如同前述第二實施例，其相同之處於此不再累述。於本實施例中，扇輪300較佳地為一離心式扇輪(centrifugal fan wheel)，本創作不限定離心式扇輪之形式，例如第八圖及第九圖所示分別為二種不同樣態之離心式扇輪。

當驅動線圈430通電而驅動扇輪300旋轉時，扇輪300便帶動氣流由進氣口110流入並且外框100。發熱源10所產生的熱能經由均溫板200的熱傳導面220傳導均溫板200內，並且均勻擴散至整個熱對流面210。氣流流經均溫板200的熱對流面210進行熱交換將熱對流面210上的熱能帶走，再通過出風口 120流出外框100將熱能發散至空氣中。

本創作藉由將扇輪300設置於均溫板200，均溫板200直接接觸發熱源10，因此發熱源10所發出的熱能透過均溫板200擴散後及可以經由氣流對流發散至空氣，不需如習知技再經過鰭片的傳導，因此在熱傳遞過程中減少了熱阻，同時因為減少了元件故降低了製造成本，其安裝也更為簡便。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，非用以限定本創作之專利範圍，其他運用本創作之專利精神之等效變化，均應俱屬本創作之專利範圍。

200‧‧‧均溫板

210‧‧‧熱對流面

220‧‧‧熱傳導面

300‧‧‧扇輪

420‧‧‧軸芯

430‧‧‧驅動線圈

Claims (12)

1. 一種具均溫板之散熱風扇，係用於冷卻一發熱源，該具均溫板之散熱風扇包含：一均溫板，接觸所述發熱源；一扇輪，設置於該均溫板上；及一轉軸組件，該扇輪藉由該轉軸組件連接於該均溫板。
2. 如請求項1所述之具均溫板之散熱風扇，更包含一外框該均溫板設置於該外框，該扇輪位於該外框內。
3. 如請求項1所述之具均溫板之散熱風扇，其中該轉軸組件包含一套筒軸承及一軸芯，該套筒軸承連結於該均溫板，該軸芯可旋轉地穿設於該套筒軸承並且連結於該扇輪。
4. 如請求項3所述之具均溫板之散熱風扇，其中該均溫板上開設有一軸孔，該套筒軸承穿設在該軸孔中。
5. 如請求項1所述之具均溫板之散熱風扇，更包含環繞該轉軸組件的一驅動線圈。
6. 如請求項2所述之具均溫板之散熱風扇，其中該均溫板延伸出一支架，該支架連接於該外框。
7. 如請求項2所述之具均溫板之散熱風扇，其中該均溫板部份外露於該外框。
8. 如請求項1所述之具均溫板之散熱風扇，其中該扇輪為一離心式扇輪。
9. 如請求項1所述之具均溫板之散熱風扇，其中該扇輪為一軸 流式扇輪。
10. 如請求項2所述之具均溫板之散熱風扇，其中該均溫板包含一熱對流面及與該熱對流面相對的一熱傳導面，該熱對流面位於該外框內，該熱傳導面則接觸所述發熱源。
11. 如請求項10所述之具均溫板之散熱風扇，其中該扇輪設置於該熱對流面。
12. 如請求項10所述之具均溫板之散熱風扇，其中該熱對流面上設置有一鰭片組。