TWI745928B - 離心式散熱風扇與電子裝置的散熱系統 - Google Patents

Abstract

一種離心式散熱風扇，包括殼體與葉輪。殼體具有沿軸設置的至少一入風口與位於不同徑向上的多個出風口。葉輪沿軸設置於殼體內。另揭露一種電子裝置的散熱系統。

Description

離心式散熱風扇與電子裝置的散熱系統

本發明是有關於一種散熱風扇與散熱系統，且特別是有關於一種離心式散熱風扇與電子裝置的散熱系統。

一般而言，為了提升筆記型電腦內的散熱效果，不外乎採用降低系統熱阻或是提升其內散熱風扇的效能。然因筆記型電腦的外觀朝向輕薄化且不喜太多的散熱孔，因此導致系統熱阻較大，進而使散熱風扇的吸風量減少，而讓外部環境的空氣不易進入系統以產生散熱所需的熱對流。

同時，現有離心式風扇的葉片之間氣隙較大，也因此不易控制氣流而容易造成回流，以致風壓不足，從而影響散熱效率。再者，一旦增大入風口而提高入風量的同時，若扇葉並未提供對應的結構，則也容易造成漏風等情形。

此外，由於電子裝置（例如筆記型電腦或平板電腦）的設計趨勢逐漸朝向輕薄化，因此在內部空間極為有限的情形下，其內安裝的散熱風扇也隨著被要求需以薄型化作為目標，進而造成在空間受限的情況下，散熱風扇的氣流並無法順利地進出散熱風扇，而影響其散熱效率。

基於上述，在現有系統熱阻已存在的情形下，勢必針對散熱風扇的風壓與風量的至少其一提供有效地提升手段，方能有效解決上述問題。

本發明提供一種離心式散熱風扇與電子裝置的散熱系統，其中離心式散熱風扇具有位在不同徑向上的出風口以利於在電子裝置內部形成具備較佳散熱效率的散熱系統。

本發明的離心式散熱風扇，包括殼體與葉輪。殼體具有沿軸設置的至少一入風口與位於不同徑向上的多個出風口。葉輪沿軸設置於殼體內。

本發明的電子裝置的散熱系統，包括機體、配置於機體內的多個熱源以及至少一離心式散熱風扇。離心式散熱風扇，包括殼體與葉輪。殼體具有沿軸設置的至少一入風口與位於不同徑向上的多個出風口，且這些出風口分別對應多個熱源。葉輪沿軸設置於殼體內。

基於上述，由於離心式散熱風扇的殼體具有位在不同徑向上的多個出風口，因此能在電子裝置的機體內依據熱源的位置進行優化配置，此舉破除現有技術對於離心式散熱風扇的設計概念，而讓氣流從軸向的入口被吸入殼體後，在經過葉輪的旋轉帶動過程中即能分別從不同的出風口被排出。此舉使這些出風口能分別對應並提供且導引所需的氣流流向熱源或欲進行散熱的對象，因而能有效地提高離心式散熱風扇在機體內的散熱效率。

圖1是依據本發明一實施例的離心式散熱風扇的***圖。圖2是圖1的離心式散熱風扇的俯視圖，且圖2省略圖1的部分構件以利於辨識離心式散熱風扇的內部。在此提供直角座標X-Y-Z以利於構件描述。請同時參考圖1與圖2，離心式散熱風扇100包括殼體110與葉輪120。殼體110具有沿軸L1設置的至少一入風口（在此以兩個入風口E1、E2為例）與位於不同徑向上且彼此分離的多個出風口。葉輪120沿軸L1設置於殼體110內。需先說明的是，關於離心式散熱風扇100的驅動方式（例如以馬達連接葉輪120而帶動其旋轉）已可從現有技術得知，因而本實施例予以省略而不贅述。當葉輪120在殼體110內以軸L1旋轉時，即會產生氣流從入風口E1、E2進入殼體110，並從徑向的出風口分別流出殼體110。

在本實施例中，殼體110包括上蓋111、底座112以及側牆結構113、114、115，其中上蓋111具有入風口E1，底座112具有入風口E2，而側牆結構113、114、115連接在上蓋111與底座112之間，以與上蓋111、底座112形成不同徑向上的出風口。在此將這些彼此分離的出風口分別定義為第一主出風口E3、第二主出風口E4與副出風口E5，而殼體110的側牆結構113具有內壁舌部T1，鄰接於第一主出風口E3與副出風口E5之間，且因此在沿葉輪120的旋轉方向D1上，內壁舌部T1、副出風口E5、第二主出風口E4與第一主出風口E3依序鄰接而呈逆時針的循環配置。

再者，第一主出風口E3與第二主出風口E4分別是平面式出風口，副出風口E5是弧面式出風口。再者，第一主出風口E3的面積A3與第二主出風口E4的面積A4之和大於副出風口E5的面積A5（A3+A4>A5），其中第一主出風口E3的出風徑向R1與第二主出風口E4的出風徑向R2彼此正交。如圖2所示，出風徑向R1實質上是朝負Y軸方向，出風徑向R2實質上是朝負X軸方向，而對於副出風口E5而言，其出風方向含括多個不同徑向。換句話說，本實施例的副出風口E5在其起點ST處（相當於以內壁舌部T1作為副出風口E5的起始）存在出風徑向R3，實質上朝正X軸方向，而在其終點EN處存在出風徑向R4，實質上朝正Y軸方向，而使副出風口E5的出口範圍實質擴增至90度的圓周角。換句話說，本實施例的離心式散熱風扇100的副出風口E5實質上是以側牆結構113、115作為其出風口範圍的始末結構。

基於上述，殼體110依據上述結構配置，而在第一主出風口E3與第二主出風口E4已存在的情形下，更進一步地藉由在其弧形側面形成副出風口E5，除能讓散熱氣流有額外的導流路徑，在離心式散熱風扇100所具有軸向入風、徑向出風的特性之下，在葉輪120持續轉動的過程中便能持續地從入風口E1、E2將外部氣流吸入殼體110，因此能有效地提高其整體的出風風量。

圖3至圖6是本發明不同實施例的離心式散熱風扇的示意圖，其中與前述實施例相同的結構是以相同標號予以標示，且後續不再贅述。請先參考圖3，其相當於省略殼體的上蓋，在本實施例中，副出風口E6在軸L1上的正投影尺寸小於殼體在軸L1上的正投影尺寸，也就是說，本實施例的側牆結構113、115之間還連接有另一側牆結構116，且側牆結構116沿軸L1之軸向的尺寸h1小於殼體沿軸L1之軸向的尺寸h2，進而造成副出風口E6實質上小於前述實施例的副出風口E5。正由於現有在電子裝置的機體內，相關電子元件皆呈平面設計或呈平面分層設計，因此便能利用副出風口E6將散熱氣流導向所需的位置以對應上述分層設計的情形。也就是當熱源所在位置與其他結構在沿平行於軸L1的厚度方向上是分屬於不同層次時，便能以副出風口E6來針對需要散熱的熱源。同時，也由於側牆結構116的存在，因此仍有部分氣流被維持在殼體之內而持續受到葉輪120與側牆結構116的壓縮，以能對後續的第二主出風口E4、第一主出風口E3保有部分風壓。

接著，請參考圖4，本實施例的殼體具有位於不同徑向且彼此分離的多個副出風口E71、E72、E73，也就是在側牆結構113、115設置額外的側牆結構117a、117b，以在所需位置形成副出風口E71、E72、E73。在此並未限制副出風口E71、E72、E73的位置、開口尺寸與數量，其能依據電子裝置的散熱系統所需條件而予以適當地調整。圖5類似於圖4所示實施例，在此所示的是位於不同徑向上的副出風口E81、E82、E83、E84、E85，且分別具有不同的開口輪廓，本實施例同樣並未限制其開口輪廓，也需依據散熱系統所需條件而加以適當地調整。

接著，請參考圖6，本實施例除了形成不同的副出風口E91、E92、E93、E94、E95、E96之外，還設置有導流結構118a、118b、118c、118d、118e，分別位於副出風口E91、E92、E93、E94、E95、E96旁，且延伸移離軸L1（也就是背離軸L1而延伸）。此舉進一步讓從副出風口E91、E92、E93、E94、E95、E96排出的氣流能受導流結構118a、118b、118c、118d、118e的導引而對應至需要進行散熱的熱源處。

圖7與圖8是本發明不同實施例的電子裝置的散熱系統的簡單示意圖。需先說明的是，在電子裝置的機體20內，相關電子元件是呈現平面式設計或平面分層設計，因此適於以徑向出風的離心式散熱風扇對其進行散熱動作。圖7與圖8所示散熱系統皆可依據需求而採用上述不同實施例的離心式散熱風扇。

請先參考圖7，本時實施例電子裝置的散熱系統中，其包括機體20與設置在機體20內的熱源21、22以及離心式散熱風扇100A，且離心式散熱風扇100A的第一主出風口E3、第二主出風口E4與副出風口E51分別對應不同熱源21、22。

進一步地說，本實施例的熱源21包括電子晶片21a、熱傳導元件21b與散熱鰭片21c，熱傳導元件21b連接在電子晶片21a與散熱鰭片21c之間，以讓電子晶片21a經由熱傳導元件21b而傳熱至散熱鰭片21c。再者，離心式散熱風扇100A的第二主出風口E4對應散熱鰭片21c，副出風口E51對應電子晶片21a。本實施例的熱源22包括電子晶片22a、熱傳導元件22b與散熱鰭片22c，熱傳導元件22b連接在電子晶片22a與散熱鰭片22c之間，以讓電子晶片22a經由熱傳導元件22b而傳熱至散熱鰭片22c。離心式散熱風扇100A的第一主出風口E3對應散熱鰭片22c，副出風口E51對應電子晶片22a。據此，電子晶片21a、22a設置在機體20的內部，而散熱鰭片21c、22c設置在機體20內的邊緣處，故離心式散熱風扇100A藉由在不同徑向上的主出風口E3、E4與副出風口E5而能同時對內散熱電子晶片21a、22a以及對外對應於散熱鰭片21c、22c而進行散熱。

在此，熱傳導元件21b、22b是以熱管（heat pipe）為例，而在另一未繪示的實施例中，其也可為熱導板（vapor chamber）。

請參考圖8，本時實施例電子裝置的散熱系統中，其包括機體20與設置在機體20內的熱源21、22以及離心式散熱風扇100A、100B，與上述實施例不同的是，本實施例是以兩個離心式散熱風扇100A、100B來同時對多個熱源進行散熱，其中熱源21、22與上述實施例相同，而不同的是本實施例還新增了散熱鰭片23，以讓離心式散熱風扇100A同時具有朝向機體20外部而對散熱鰭片21c、23進行散熱，且離心式散熱風扇100B同時具有朝向機體20外部而對散熱鰭片22c、23進行散熱，且同時離心式散熱風扇100A、100B分別從電子晶片21a、22a的相對兩側提供散熱氣流，並在匯流後也朝向機體20外部而對散熱鰭片23進行散熱。也就是說，本實施例藉由兩個離心式散熱風扇100A、100B作為進一步的散熱系統配置。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，由於離心式散熱風扇的殼體具有位在不同徑向上的多個出風口，因此能在電子裝置的機體內依據熱源的位置進行優化配置，此舉破除現有技術對於離心式散熱風扇的設計概念，而讓氣流從軸向的入口被吸入殼體後，在經過葉輪的旋轉帶動過程中即能分別從不同的出風口被排出。此舉使這些出風口能分別對應並提供且導引所需的氣流流向熱源或欲進行散熱的對象，有利於作為設計者在進行散熱系統的佈局依據，並有效地提高離心式散熱風扇在機體內的散熱效率。

20:機體 21、22:熱源 21a、22a:電子晶片 21b、22b:熱傳導元件 21c、22c、23:散熱鰭片 100、100A、100B:離心式散熱風扇 110:殼體 111:上蓋 112:底座 113、114、115、116、117a、117b:側牆結構 118a、118b、118c、118d、118e:導流結構 120:葉輪 A3、A4、A5:面積 D1:旋轉方向 E1、E2:入風口 E3:第一主出風口 E4:第二主出風口 E5、E51、E6、E71、E72、E73:副出風口 E81、E82、E83、E84、E85:副出風口 E91、E92、E93、E94、E95、E96:副出風口 h1、h2:尺寸 L1:軸 R1、R2、R3、R4:出風徑向 T1:內壁舌部 ST:起點 EN:終點 X-Y-Z:直角座標

圖1是依據本發明一實施例的離心式散熱風扇的***圖。 圖2是圖1的離心式散熱風扇的俯視圖。 圖3至圖6是本發明不同實施例的離心式散熱風扇的示意圖。 圖7與圖8是本發明不同實施例的電子裝置的散熱系統的簡單示意圖。

100:離心式散熱風扇 110:殼體 111:上蓋 112:底座 113、114、115:側牆結構 120:葉輪 A3、A4、A5:面積 E1、E2:入風口 E3:第一主出風口 E4:第二主出風口 E5:副出風口 L1:軸 T1:內壁舌部 X-Y-Z:直角座標

Claims (17)

1. 一種離心式散熱風扇，包括一殼體，具有沿一軸設置的至少一入風口與位於不同徑向上的多個出風口；以及一葉輪，沿該軸設置於該殼體內，其中該殼體還具有一內壁舌部，鄰接在其中兩個出風口之間，其中該殼體具有彼此分離的一第一主出風口、一第二主出風口與至少一副出風口，該內壁舌部鄰接在該第一主出風口與該副出風口之間。
2. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中在沿該葉輪的旋轉方向上，該內壁舌部、該副出風口、該第二主出風口與該第一主出風口依序鄰接而呈循環。
3. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該第一主出風口與該第二主出風口分別是平面式出風口，該副出風口是弧面式出風口。
4. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該第一主出風口的面積與該第二主出風口的面積之和大於該副出風口的面積。
5. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該第一主出風口的出風徑向與該第二主出風口的出風徑向彼此正交。
6. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該副出風口在該軸上的正投影尺寸小於該殼體在該軸上的正投影尺寸。
7. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該殼體具有位於不同徑向上的多個副出風口。
8. 如請求項1所述的離心式散熱風扇，其中該殼體還具有至少一導流結構，位於該副出風口且延伸移離該軸。
9. 一種電子裝置的散熱系統，包括一機體；多個熱源，設置於該機體內；至少一離心式散熱風扇，設置於機體內，該離心式散熱風扇包括一殼體，具有沿一軸設置的至少一入風口與位於不同徑向上的多個出風口，其中所述多個出風口分別對應所述多個熱源；以及一葉輪，沿該軸設置於該殼體內，其中該殼體具有彼此分離的一第一主出風口、一第二主出風口、至少一副出風口與一內壁舌部，且該內壁舌部鄰接在該第一主出風口與該副出風口之間，在沿該葉輪的旋轉方向上，該內壁舌部、該副出風口、該第二主出風口與該第一主出風口依序鄰接而呈循環。
10. 如請求項9所述的電子裝置的散熱系統，其中該些熱源包括至少一電子晶片、至少一熱傳導元件與至少一散熱鰭片，該電子晶片經由該熱傳導元件而傳熱至該散熱鰭片，該些出風口分別對應該電子晶片、該熱傳導元件或該散熱鰭片。
11. 如請求項10所述的電子裝置的散熱系統，其中該電子晶片設置於該機體內，該散熱鰭片設置於該機體內的邊緣處，該些出風口的部分朝向該機體內以對應該電子晶片，該些出風口的另一部分朝向機體外以對應該散熱鰭片。
12. 如請求項9所述的電子裝置的散熱系統，其中該第一出風口與第二出風口分別是平面式出風口，該第三出風口是弧面式出風口。
13. 如請求項9所述的電子裝置的散熱系統，其中該第一主出風口的面積與該第二主出風口的面積之和大於該副出風口的面積。
14. 如請求項9所述的電子裝置的散熱系統，其中該第一主出風口的出風徑向與該第二主出風口的出風徑向彼此正交。
15. 如請求項9所述的電子裝置的散熱系統，其中該副出風口在該軸上的正投影尺寸小於該殼體在該軸上的正投影尺寸。
16. 如請求項9所述的電子裝置的散熱系統，其中該殼體具有位於不同徑向上的多個副出風口。
17. 如請求項9所述的電子裝置的散熱系統，其中該殼體還具有至少一導流結構，位於該副出風口且延伸移離該軸。

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