TWM528417U - 利用散熱體排列達低風壓需求、低噪音、高效能之散熱器 - Google Patents

利用散熱體排列達低風壓需求、低噪音、高效能之散熱器 Download PDF

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Description

利用散熱體排列達低風壓需求、低噪音、高效能之散熱器
本案係關於一種散熱器，尤指一種可藉由散熱體之排列調整通過散熱器之風場分布之散熱器。
隨著科技的發展，電子裝置的效能不斷提升，單位時間內電子裝置內部元件所產生的廢熱亦不斷增加，有鑑於工作溫度的高低會影響電子裝置的運作，因此，如何有效率地移除電子裝置持續產生的廢熱，維持電子裝置的工作溫度於理想的範圍內已成為重要的課題。
習用技藝之散熱方式係將導熱係數高之散熱器貼附於電子裝置之發熱元件上，以藉由散熱器與發熱元件緊密接觸，形成熱阻較低的熱傳路徑，並利用散熱器之複數個散熱鰭片增加散熱器與空氣接觸之表面積，提高散熱效率。由有限元素分析可知，某些發熱元件中央處之發熱效率較高，廢熱累積的較多。然而，習用之散熱器常因設置於其上之散熱鰭片平行排列且均勻分布，即便利用主動散熱裝置，例如風扇，驅動氣流以對散熱器進行主動式散熱時，通過各個散熱鰭片之氣流較為平均，無法針對散熱器中央處加強散熱，導致發熱元件中央處之溫度過高，影響電子元件整體的運作工作效率。
有鑑於此，如何發展一種散熱器，以解決習用技術的缺失，實為目前有待解決的課題。
本案之目的在於提供一種散熱器，藉由不同角度、不同疏密之排列方式配置散熱體，讓複數個散熱體配合風扇驅動之氣流方向排列，降低複數個散熱體所產生的風阻，不僅降低風扇的轉速需求，達到降低噪音的效果，更可達到氣流通過散熱器所能提供的最佳散熱效能。
本案之另一目的在於提供一種散熱器，藉由不同角度、不同疏密之排列方式配置散熱體，以當氣流被驅動通過散熱器時，使氣流往散熱器之中央區域集中，增加散熱器於中央區域之散熱效率，以解決習用技藝之散熱器無法針對散熱器中央處加強散熱之缺點，並達到提高整體的散熱效率之優點。
根據本案之構想，本案之一較廣實施態樣為提供一種散熱器，包括底座及複數個散熱體。底座包括複數個設置區域，複數個設置區域分別與第一方向平行，且複數個設置區域沿第二方向彼此間隔地排列，每一個設置區域包括第一側區域、第二側區域及中央區域，中央區域係位於第一側區域與第二側區域之間。複數個散熱體對應設置於複數個設置區域，其中每一個設置區域之第一側區域設置第一側散熱體組，以及第二側區域設置第二側散熱體組。其中，第一側散熱體組之複數個散熱體係平行排列，第二側散熱體組之複數個散熱體係平行排列，且第一側散熱體組之任一個散熱體與第二側散熱體組之任一個散熱體之間係非平行排列。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。
請參閱第1圖並配合第2圖，第1圖係為本案第一實施例之散熱器之結構示意圖；以及第2圖係為本案第一實施例所示之散熱器之上視圖。散熱器1係適用於主動散熱系統2，主動散熱系統2包括上游區段21及下游區段22，散熱器1位於上游區段21與下游區段22之間。散熱器1係包括底座10及複數個散熱體11。底座10包括複數個設置區域100，複數個設置區域100分別與第一方向D1平行，且複數個設置區域100沿第二方向D2彼此間隔排列，其中第一方向D1係與第二方向D2垂直，但不以此為限。於本實施例中，複數個設置區域100包括第一設置區域100a、第二設置區域100b、第三設置區域100c、第四設置區域100d、第五設置區域100e、第六設置區域100f、第七設置區域100g、第八設置區域100h等八個設置區域100，八個設置區域100皆與第一方向D1平行且沿第二方向D2彼此間隔排列，但不以此為限。應強調的是，設置區域100之數量不以八個為限，其數量係可依散熱器1之底板10之大小與實際應用需求而任施調整。
請再參閱第2圖並配合第1圖，每一個設置區域100包括第一側區域1001、第二側區域1002及中央區域1003，中央區域1003係位於第一側區域1001與第二側區域1002之間。其次，複數個散熱體11對應設置於複數個設置區域100，如第2圖所示，每一個設置區域100包括複數個間隔排列的散熱體11。複數個散熱體11之形狀可為板體、圓柱體、橢圓柱體或弧面柱體，但不以此為限，可視實際應用進行變化。每一個設置區域100之第一側區域1001設置第一側散熱體組111，每一個設置區域100之第二側區域1002設置第二側散熱體組112。其中，位於同一個第一側散熱體組111之複數個散熱體11係平行排列，位於同一個第二側散熱體組112之複數個散熱體11係平行排列，且第一側散熱體組111之任一個散熱體11與第二側散熱體組112之任一個散熱體11係非平行排列，即設置於第一側區域1001及第二側區域1002之複數個散熱體11不平行於第二方向D2，且第一側區域1001之複數個散熱體11不平行於第二側區域1002之複數個散熱體11。藉此，本案之散熱器1藉由兩側不相互平行之排列方式配置複數個散熱體，以當氣流被驅動通過散熱器時，使氣流往散熱器之中央區域集中，增加散熱器於中央區域之散熱效率，以解決習用技藝之散熱器無法針對散熱器中央處加強散熱之缺點，並達到提高整體的散熱效率之優點。
於本實施例中，散熱器11之任兩個相鄰之設置區域100中，鄰近於上游區段21之設置區域100所設置之複數個散熱體11之數量係不大於鄰近於下游區段22之設置區域100所設置之複數個散熱體11之數量。於一些實施例中，設置於第一側區域1001之第一側散熱體組111之複數個散熱體11係等間隔且平行排列，設置於第二側區域1002之第二側散熱體組112之複數個散熱體11係等間隔且平行排列，但不以此為限。
舉例而言，如第2圖所示，鄰近於下游區段22之第八設置區域100h所設置之散熱體11之數量係為20個，鄰近於上游區段21之第一設置區域100a所設置之散熱體11之數量係為10個，亦即鄰近於下游區段22之設置區域100所設置之散熱體11之數量大於鄰近於上游區段21之設置區域100所設置之散熱體11之數量。相似地，鄰近於下游區段22之第五設置區域100e所設置之散熱體11之數量係為20個，鄰近於上游區段21之第三設置區域100c所設置之散熱體11之數量係為20個，即鄰近於下游區段22之設置區域100所設置之散熱體11之數量等於鄰近於上游區段21之設置區域100所設置之散熱體11之數量。藉此，散熱器1之複數個散熱體11從鄰近於上游區段21之位置開始往鄰近於下游區段22之方向形成漸密之排列。應強調的是，各設置區域所設置之散熱體11之數量不以前述實施例為限，其數量係可依散熱器1之底板10之大小與實際應用需求而任施調整。
再如第2圖所示，複數個散熱體11皆為板體形狀之散熱鰭片(亦以元件標號11代表)，但不以此為限。第一側散熱體組111之任一個散熱體11包括第一上游端部113及第一下游端部114，第二側散熱體組112之任一個散熱體11包括第二上游端部115及第二下游端部116。其中，第一上游端部113與第二上游端部115係分別較第一下游端部114與第二下游端部116靠近主動散熱系統2之上游區段21。於本實施例中，第一側散熱體組111之任一個散熱體11之第一上游端部113與第二側散熱體組112之任一個散熱體11之第二上游端部115之間的距離係大於相對應之第一下游端部114與相對應之第二下游端部116之間的距離，即第一側散熱體組111之任一個散熱鰭片11與第二側散熱體組112之任一個散熱鰭片11之間的距離係沿第二方向D2漸近。藉此，散熱器1之複數個散熱體11從鄰近於上游區段21之位置開始往鄰近於下游區段22之方向形成集中導向中央區域1003之通路。
藉由前述之配置方式，如第1圖及第2圖所示，當主動散熱系統2透過風扇(未圖示)驅動氣流時，氣流沿第二方向D2依序通過上游區段21、散熱器1及下游區段22，藉由複數個散熱體11從鄰近於上游區段21之位置開始往鄰近於下游區段22之方向形成朝向中央區域1003之通路，且複數個散熱體11沿該方向形成漸密之排列，使通過散熱器1之氣流係會往散熱器1之中央區域1003集中，因此通過中央區域1003之氣體流速較第一側區域1001或第二側區域1002大，以增加散熱器1於中央區域1003之散熱效率，解決習用技藝無法針對散熱器中央區域加強散熱之缺點，並達到提高散熱器1整體之散熱效率之優點，再者，當散熱器1設置於晶片組(未圖示)上且氣流並非沿第1圖所示之第二方向D2流動時，依氣流之流動方向調整散熱體之排列，例如沿著氣流主要之流動方向調整散熱體的角度、疏密程度，以讓複數個散熱體配合氣流之主要方向排列，以降低複數個散熱體所產生的風阻，不僅降低風扇的轉速需求，達到降低噪音的效果，更可達到氣流通過散熱器所能提供的最佳散熱效能。
請參閱第3圖及第4圖，第3圖係為本案第二實施例之散熱器之示意圖；以及第4圖係為本案第三實施例之散熱器之示意圖。於第二實施例及第三實施例中，複數個散熱體11之形狀皆為板狀之散熱鰭片11，且相同之元件標號代表相同之元件結構與功能，於此不再贅述。如第2圖所示，於第一實施例中，每一個設置區域100之中央區域1003皆為一空白區域(dummy area)，並未包括任何與第二方向D2平行之散熱鰭片11，且不同設置區域100所包含之散熱鰭片11之數量係分為兩部分，鄰近主動散熱系統2之上游區段21之設置區域100所包含之散熱鰭片11之數量係為10個，鄰近主動散熱系統2之下游區段22之設置區域100所包含之散熱鰭片11之數量係為20個，但不以此為限。如第3圖所示，於第二實施例中，散熱器1之複數個設置區域100所包含之散熱鰭片11之數量係沿第二方向D2呈升冪數列。此外，於第二實施例中，每一個設置區域100之中央區域1003皆包含至少一散熱鰭片11，設置於中央區域1003之散熱鰭片11皆平行於第二方向D2，但不以此為限。至於第三實施例中，如第4圖所示，僅第一設置區域100a及第二設置區域100b之中央區域1003包括平行於第二方向D2之散熱鰭片11，其他設置區域100c、100d、100e、100f、100g及100h皆未設置平行於第二方向D2之散熱鰭片11，換言之，一部分之設置區域100係為空白區域，另一部分之設置區域100之中央區域1003係包括至少一散熱鰭片11，且該設置於中央區域1003之散熱鰭片11係與第二方向D2平行。
請再參閱第2圖及第3圖，於第一實施例中，設置於任一設置區域100之第一側散熱體組111之複數個散熱體11與設置於同一設置區域之第二側散熱體組112之複數個散熱體11相互鏡射排列，但不以此為限。於第二實施例中，第一設置區域100a及第二設置區域100b之第一側散熱體組111所包含之散熱鰭片11之數量係不相等於同一設置區域之第二側散熱體組112所包含之散熱鰭片11之數量，但不以此為限，可以任意調整其他設置區域100之第一側散熱體組111與第二側散熱體組112各自包含之散熱體11之數量。此外，於第一實施例及第二實施例中，同一設置區域100之第一散熱體組111之複數個散熱鰭片11與第二方向D2之夾角θ係相等於第二散熱體組112之複數個散熱鰭片11與第二方向D2之夾角θ。於第四實施例中，第一側散熱體組111之複數個散熱鰭片11與第二方向D2之夾角係為第一銳角θ1，第二散熱體組112之複數個散熱鰭片11與第二方向D2之夾角係為第二銳角θ2，且第一銳角θ1不等於第二銳角θ2，但不以此為限。藉此，當受到主動散熱系統2所驅動之氣流流經散熱器1時，利用複數個散熱鰭片11以相同或不同的傾斜角度或數量進行配置以讓氣流集中朝向特定區域，加強該特定區域之散熱效率。
本案之散熱器1之變化實施例並不以第一實施例、第二實施例或第三實施例為限，於一些實施例中，散熱體11係為板狀之散熱鰭片11，同一設置區域100之第一側散熱體組111之複數個散熱鰭片11與第二方向D2之夾角係相等於第二側散熱體組112之複數個散熱鰭片11與第二方向D2之夾角，不同設置區域100之第一側散熱體組111與第二方向D2之夾角係不相等於第二側散熱體組112與第二方向D2之夾角，且複數個散熱鰭片11與第二方向D2之夾角係由上游區段21往下游區段22之方向漸小。於另一些實施例中，散熱體11可為板狀散熱鰭片11或柱狀散熱柱11，設置於該第一側設置區域1001之第一側散熱體組111之複數個散熱體11係朝中央區域1003漸疏排列，且設置於第二側設置區域1002之第二側散熱體組112之複數個散熱體11係朝中央區域1003漸疏排列。
本案之第一實施例、第二實施例、第三實施例或其組合之變化實施例揭露多種不同型態之散熱器1，可藉由多種配置方式安排散熱體11之位置及角度調整欲集中散熱之區域，實現針對不同電子裝置進行散熱效率最佳化，以及降低風扇風壓需求等優點。
綜上所述，本案之具集風功能之散熱器藉由不同角度、不同疏密之排列方式配置散熱體，讓複數個散熱體配合風扇驅動之氣流方向排列，降低複數個散熱體所產生的風阻，不僅降低風扇的轉速需求，達到降低噪音的效果，更可達到氣流通過散熱器所能提供的最佳散熱效能。此外，藉由不同角度、不同疏密之排列方式配置散熱體，以當氣流被驅動通過散熱器時，使氣流往散熱器之中央區域集中，產生集風的效果，增加散熱器於中央區域之散熱效率，以解決習用技藝之散熱器無法針對散熱器中央處加強散熱之缺點，並達到提高整體的散熱效率之優點。
本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
1‧‧‧散熱器
10‧‧‧底座
100‧‧‧設置區域
100a‧‧‧第一設置區域
100b‧‧‧第二設置區域
100c‧‧‧第三設置區域
100d‧‧‧第四設置區域
100e‧‧‧第五設置區域
100f‧‧‧第六設置區域
100g‧‧‧第七設置區域
100h‧‧‧第八側區域
1002‧‧‧第二側區域
1003‧‧‧中央區域
11‧‧‧散熱體、散熱鰭片
111‧‧‧第一側散熱體組
112‧‧‧第二側散熱體組
113‧‧‧第一上游端部
114‧‧‧第一下游端部
115‧‧‧第二上游端部
116‧‧‧第二下游端部
2‧‧‧主動散熱系統
21‧‧‧上游區段
22‧‧‧下游區段
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
θ‧‧‧夾角
θ1‧‧‧第一銳角
θ2‧‧‧第二銳角
第1圖係為本案第一實施例之散熱器之結構示意圖。 第2圖係為本案第一實施例所示之散熱器之上視圖。 第3圖係為本案第二實施例之散熱器之示意圖。 第4圖係為本案第三實施例之散熱器之示意圖。
1‧‧‧散熱器
10‧‧‧底座
100‧‧‧設置區域
11‧‧‧散熱體
2‧‧‧主動散熱系統
21‧‧‧上游區段
22‧‧‧下游區段
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向

Claims (13)

  1. 一種散熱器，包括： 　　一底座，包括複數個設置區域，該複數個設置區域分別與一第一方向平行，且該複數個設置區域沿一第二方向彼此間隔地排列，其中每一個該設置區域包括一第一側區域、一第二側區域及一中央區域，該中央區域係位於該第一側區域與該第二側區域之間；以及 　　複數個散熱體，對應設置於該複數個設置區域，每一個設置區域之該第一側區域設置一第一側散熱體組，以及該第二側區域設置一第二側散熱體組，其中該第一側散熱體組之該複數個散熱體係平行排列，該第二側散熱體組之該複數個散熱體係平行排列，且該第一側散熱體組之任一個該散熱體與該第二側散熱體組之任一個該散熱體之間係非平行排列。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中該散熱器係適用於一主動散熱系統，該主動散熱系統沿該第二方向包括一上游區段與一下游區段，該散熱器係位於該上游區段與該下游區段之間，其中該散熱器之任兩個相鄰之該設置區域中，鄰近於該上游區段之該設置區域所設置之複數個散熱體之數量係不大於鄰近於該下游區段之該設置區域所設置之該複數個散熱體之數量。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之散熱器，其中該複數個設置區域所包含之散熱體之數量係沿該第二方向呈一升冪數列。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中該第一方向與該第二方向相垂直，且每一個該散熱體係為一散熱鰭片，該第一側散熱體組之任一個該散熱鰭片與該第二側散熱體組之任一個該散熱鰭片之間的距離係沿該第二方向漸近。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中每一個該設置區域之該中央區域皆為一空白區域。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中每一個該設置區域之該中央區域皆包括至少一個散熱體，且每一個該散熱體係為一散熱鰭片，設置於中央區域之該散熱鰭片皆平行於該第二方向。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中一部分之該設置區域之該中央區域係為一空白區域，另一部分之該設置區域之該中央區域係包括至少一個散熱體，且每一個該散熱體係為一散熱鰭片，設置於該中央區域之該散熱鰭片皆平行於該第二方向。
  8. 如申請專利範圍第1項、第5項、第6項或第7項所述之散熱器，其中設置於一設置區域之該第一側散熱體組之該複數個散熱體係與設置於同一該設置區域之該第二側散熱體組之該複數個散熱體相互鏡射排列。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中每一個該散熱體係為一散熱鰭片，且每一個該第一側散熱體組之該複數個散熱鰭片分別與該第二方向夾一第一銳角，每一個該第二側散熱體組之該複數個散熱鰭片分別與該第二方向夾一第二銳角，且該第一銳角係不等於該第二銳角。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中每一個該散熱體係為一散熱鰭片，且每一個該第一側散熱體組之該複數個散熱鰭片與該第二方向之一夾角係相等於該第二側散熱體組之該複數個散熱鰭片與該第二方向夾之一夾角。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中每一該散熱體係為一散熱鰭片，同一設置區域之該第一側散熱體組之該複數個散熱鰭片與該第二方向之夾角係相等於該第二側散熱體組之該複數個散熱鰭片與該第二方向之夾角，且不同設置區域之該第一側散熱體組之該複數個散熱鰭片與該第二方向之夾角係不相等於該第二側散熱體組之該複數個散熱鰭片與該第二方向之夾角。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中每一該散熱體係為一散熱鰭片，設置於該第一側設置區域之該第一側散熱體組之該複數個散熱鰭片係等間隔平行排列，且設置於該第二側設置區域之該第二側散熱體組之該複數個散熱鰭片係等間隔平行排列。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之散熱器，其中設置於該第一側設置區域之該第一側散熱體組之該複數個散熱體係朝該中央區域漸疏排列，且設置於該第二側設置區域之該第二側散熱體組之該複數個散熱體係朝該中央區域漸疏排列。
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