CN201001245Y - 整合型热交换器 - Google Patents
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Abstract
本新型提供一种整合型热交换器，主要是将一热交换单元整合于离心式风扇上，其中，所述热交换单元包括设置于离心式风扇内部且排列于风扇叶片外围的大量散热鳍片及一固设于离心式风扇底座上的热管；所述散热鳍片兼具导流作用且热管内部是装填有冷却介质；由此，令待散热的流体流经热管，则热管的高温将传导至底座及散热鳍片，而离心式风扇则可将冷空气导入并流经散热鳍片后自出风口流出，达致散热诉求并具有缩减热交换器的体积及发挥最佳散热效能的优点及功效。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种整合型热交换器的研发，特别涉及一种针对适用于小型电子设备的热交换器进行改良的新型，藉本新型的设作，可缩减热交换器的整体材积，并大幅提升散热效果。
背景技术
由于一般电子设备或计算机是统内部的电子装置在运作期间的温度会随的上升，且其温度会随数据处理速度的增加而大幅提升，为避免因为温度过高而影响运算效率，因此一般电子装置上皆必须装设散热装置，以降低工作温度，防止高热造成内部电子装置短路、故障甚或损毁，由此可见散热装置的品质与散热效果将直接影响电子装置的使用寿命，实不容忽视。
一般而言，传统散热装置10的结构概如图1所示，主要包括一轴流风扇1及一散热器2，其中，散热器2是由一导热基板21上凸设复数个散热鳍片22所构成，每片散热鳍片22之间是自然形成一出风口23。又，上述散热器2的导热基板21是固设于芯片或中央处理单元(CPU)等电子装置3上，所以电子装置3在处理数据过程中所产生的工作高温将可通过热传导方式传输至导热基板21及各散热鳍片22上；而轴流风扇1是设置于导热基板21上方位置处，当轴流风扇1的马达11控制风扇叶片12转动时，冷空气将被引入风扇叶片12内部然后吹向下方的散热鳍片22，请参阅第二图所示，如此一来便可降低散热鳍片22的温度并将传导至散热鳍片22上的工作高温经由出风口23处排出，藉以降低电子装置3的工作高温。
然而，由于目前电子产业技术日益精进，大部分电子设备莫不朝「轻、薄、短、小」目标迈进，因此其内部电子装置的体积亦相对必需越来越小，然而就前述传统散热装置而言，却显然存在着因为散热器2设置在轴流风扇1下方的缘故，而导致散热装置10的整体厚度过厚、材积过大及占用空间等问题。此外，由于轴流风扇1的中央位置设有一马达11，再加上风扇叶片12转动后是形成一道螺旋状气流，因此，导热基板21的中央位置往往会因为气流无法吹拂而导致无法确实散热，换言之，现有散热装置10的散热程度有限而无法发挥最佳散热效能。综上论结，显见现有散热装置10实际上仍存有若干亟待改良的处。
后虽吾等发明人曾针对上述散热风扇加以研发并有地中国台湾091200303号「高效率多叶离心计算机风扇」新型实用新型问市并准予专利，然而实际上仍无法有效解决整体体积过大以及散热不确实的问题。
有鉴于此，吾等发明人乃潜心进一步研究散热装置并再度着手进行研发及改良，期以一较佳设作以解决上述问题，且在经过不断试验及修改后而有本新型的问世。
发明内容
于是，本新型的目的为提供一种整合型热交换器，主要是可缩减热交换器的整体体积，且可大幅提升热交换器的热传导效率及散热效果，进而可发挥最佳热交换效能等优点及功效。
为达致以上目的，本发明人特别设计一种整合型热交换器，主要是将一热交换单元整合于离心式风扇上，其中，所述热交换单元包括设置于离心式风扇内部且排列于风扇叶片外围的大量散热鳍片及一固设于离心式风扇底座底座上的热管；所述散热鳍片兼具导流作用且热管内部是装填有冷却介质；藉的，令待散热的流体流经热管，则热管的高温将传导至底座及散热鳍片，而离心式风扇则可将冷空气导入并流经散热鳍片后自出风口流出，达致散热诉求并具有缩减热交换器的体积及发挥最佳散热效能的优点及功效。
本新型具有以下的优点，概分述如下：
1、由于本新型是将热交换单元直接整合设置在离心式风扇上，因此可大幅缩热交换器的厚度并缩减整体体机进而节省占用空间，符合电子设备对于内部组件的体积必须「轻、薄、短、小」的要求，进而提升本新型的适用性(尤其适用于薄型电子设备)。
2、本新型设计使热管的连结端直接连结电子装置，具有直接吸收高温的特点，且利用热管呈倾斜状设置以及冷热对流原理，使热管内部的冷却介质可自动进行汽化及冷凝热交换工作并产生对流动作，最后再利用离心式风扇吸入的冷空气使散热鳍片即离心式风扇整体冷却降温，具多重热交换动作而可确实发挥散热功效，且可发挥极佳散热效能。
附图说明
图1是现有散热装置的立体分解示意图；
图2是现有散热装置的使用状态示意图；
图3是本新型第一实施例的立体分解示意图；
图4是本新型第一实施例的离心式风扇底座仰视示意图；
图5是本新型第一实施例的组合剖视示意图；
图6是本新型第一实施例的热交换状态示意图；
图7是本新型第二实施例的立体分解示意图；
图8是本新型第二实施例的组合剖视示意图；
图9是本新型第三实施例的立体分解示意图；
图10是本新型第四实施例的立体分解示意图；
图11是本新型第五实施例的立体分解示意图；
图12是本新型第六实施例的立体分解示意图。
附图标记说明
【现有部分】10散热装置；1轴流风扇；11马达；12风扇叶片；2散热器；21导热基板；22散热鳍片；23出风口；3电子装置；
【本新型部份】4离心式风扇；41底座；411嵌槽；42外盖；421入风口；43出风口；44马达；45轴套；46风扇叶片；5热交换单元；51散热鳍片；52热管；521封闭端；522连结端。
具体实施方式
关于本发明人的技术手段，现举数种较佳实施例配合图式于下文进行详细说明。
首先请参阅图3、图4所示，本新型的第一实施例主要是包括一离心式风扇4以及一热交换单元5，其中：
离心式风扇4，具有一涡型底座41及一外盖42，所述底座41底面成型一环嵌槽411，而外盖42上是设有一入风口421，离心式风扇4一侧延伸形成一出风口43且内部固设一传动马达44，马达44外部套设一轴套45及一风扇叶片46，使所述风扇叶片46呈偏心状设置于底座41内部；
热交换单元5，包括设置于离心式风扇4内部且排列于风扇叶片46外围的散热鳍片51及一固设于离心式风扇4底座41上的热管52；所述散热鳍片51兼具有导流作用且是位于离心式风扇4底座41的嵌槽411上方，而所述热管52是由铜金属制成的弧形中空管体，令热管52的较高端为封闭端521，较低端则为连结发热源(例如电子装置或其它发热装置)的连结端522，所述道热管52是直接嵌固于离心式风扇4底座41底面的嵌槽411中(如图5所示)，且热管52内部是先抽成真空后再装填有冷却介质，在本实施例中是以水作为热管52中的冷却介质，利用水在真空状态(即低于大气压力的状态下)，其汽化温度以及冷凝温度皆会降低的特性，令热管52中的冷却介质可在吸收发热源的高温后快速汽化，然后在当温度外传至离心式风扇4底座41、外盖42及散热鳍片51以后快速冷凝，加速吸收发热源的高温并加速散热速度。
关于本新型的热交换使用状态请参阅图6所示，首先令热管52的连结端522连接至芯片或中央处理单元(CPU)等电子装置(图面未示出)，令电子装置的高温经热管52的连结端522管壁传导至内部冷却介质而使其温度上升，此时冷却介质会快速汽化成气泡，则所述气泡将因为热管52是采封闭端521上扬而连结端522下倾的设计而循热管52向上扬封闭端521流动，且在朝封闭端521流动的途中逐渐冷却降温并慢慢冷凝还原成冷却介质，而热管52上扬封闭端521的低温冷却介质则是循热管52朝下倾连结端522流动，并在连结端522吸收电子装置的高温而逐渐加热升温再度汽化，如此一来，便可令冷却介质在热管52的封闭端521与连结端522之间形成冷热对流状态；另于冷却介质汽化成气泡且朝热管52的封闭端521的流动过程中，冷却介质汽化成气泡的温度将透过热管52管壁传导至离心式风扇4的底座41、外盖42及内部的散热鳍片51上，并利用风扇叶片46转动时吸入的冷空气吸收散热鳍片51的高温，再由离心式风扇4的出风口43排出。
藉以上设计，使热管52的连结端522直接连接电子装置而可快速且直接吸收电子装置工作时产生的高温；而热管52吸收高温而上扬的温度，在其内部高温冷却介质流动至上扬封闭端521的同时，冷却介质的高温亦将透过热管52管壁传导至离心式风扇4整体及其内部的散热鳍片51而快速降温，进而令冷却后的冷却介质再度回流至热管52的下倾连结端522，再度吸收电子装置的高温，并重复上述升温、对流、冷却及回流的循环热交换动作；再者，当散热鳍片51及离心式风扇4吸收热管52的高温以后，则是利用离心式风扇4自入风口421吸入冷空气，并使所述股冷空气直接吹拂散热鳍片51及离心式风扇4进行散热，最后再循离心式风扇4的出风口43吹出。
接下来请参阅图7、图8所示，本新型第二实施例同样包括一离心式风扇4及一热交换单元5，且热交换单元5的散热鳍片51亦环设于风扇叶片46外围；然而，所述底座41底部的嵌槽411是环设于散热鳍片51的外围，使热管52环绕于散热鳍片51外环；由此，热管52所吸收的高温同样可以传导至散热鳍片51及离心式风扇4整体而达致热交换的目的及诉求。
再者，本新型的热管52除可采嵌固于离心式风扇4底座41底部的方式设置以外，当然亦可设置于离心式风扇4内部，请参阅图9所示，本新型的第三实施例是令热管52直接穿设于散热鳍片51片体上，并令热管52的连结端522穿出离心式风扇4底座41后即同样可以连接发热源；或如图10所示，本新型的第四实施例主要是令散热鳍片51分别跨设于离心式风扇4内部的热管52上；此外，本新型的热管52亦可采两段式设计，请参阅图11及图12的第五及第六实施例所示，主要是将热管52改为两段式结构，同样亦可达致优良及高效率的热交换功效。
以上所述，仅为本新型的数种较佳实施例，当不能以此限定本新型实施的范围，即大凡依本新型权利要求及新型说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本新型专利涵盖的范围内。
Claims (5)
1、一种整合型热交换器，其特征在于：是将一热交换单元整合于离心式风扇上，其中，所述热交换单元包括设置于离心式风扇内部且排列于风扇叶片外围的散热鳍片及一固设于离心式风扇底座上的热管；热管内部是装填有冷却介质。
2、如权利要求1所述整合型热交换器，其特征在于：所述热管为一封闭的回路，或为不相通的两段式结构。
3、如权利要求1所述整合型热交换器，其特征在于：所述热管是设置于离心式风扇下方，且所述底座成型有朝底座凹陷的以置放热管的嵌槽。
4、如权利要求3所述整合型热交换器，其特征在于：所述离心式风扇内的散热片是直接设置于离心式风扇底座的嵌槽上方，或者设置在前槽的外或内缘。
5、如权利要求1所述整合型热交换器，其特征在于：所述热管设置于离心式风扇内部，且令其连结端穿出离心式风扇底座外连接发热源；且所述道热管是直接穿设于散热鳍片片体上，或者散热鳍片直接跨设于热管上。
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