热交换模块及应用其的电子装置

技术领域

本发明涉及一种热交换模块及应用其的电子装置，尤其涉及一种能够减少组装时间及成本的热交换模块及应用其的电子装置。

背景技术

随着电子产业的发展，使得对电子装置本体的运作速度及效果的要求日益提升，然其衍生的散热问题亦愈形严重，进而影响到运行时的性能及稳定性。为使电子装置能够正常运作，一般会于发热电子装置本体上加装散热装置，借由散热装置将热能导出。

其中，若仅以被动式散热方式是无法即时且有效地将热排除，因此电子装置通常会设置冷却装置以利进行散热。目前应用于电子装置的冷却装置主要为热交换装置，通过将其架构于电子装置内，引导电子装置外部的冷气流与电子设备内部的热气流进行热交换，以降低电子设备内部的温度。图1A为公知的热交换装置的立体透视图，而图1B为图1A的热交换装置的气流路径侧视图。请同时参考图1A及图1B所示，公知的热交换装置D具有电子装置本体D1、热交换模块D2、第一风扇D3及第二风扇D4，其中热交换模块D2、第一风扇D3、第二风扇D4设置于电子装置本体D1内部，且热交换模块D2与电子装置本体D1是定义形成彼此相互隔离的内循环路径D5及外循环路径D6。第一风扇D3设置于内循环路径D5中以架构于驱动内循环气流，即由电子装置本体D1的一侧面引导因电子设备E的电子元件E1运作所产生的热气流进入热交换装置D的内循环路径D5。同时，第二风扇D4设置于外循环路径D6中以驱动外循环气流，即由电子装置本体D1的另一侧面引导电子设备E外部的冷空气流入热交换装置D的外循环路径D6，如此一来，热交换模块D2便可对相对较高温的内循环气流及相对较低温的外循环气流进行热交换作用，进而使内循环气流降温并提供至电子设备E的电子元件E1，以达成降低电子装置E内部温度的功效。

公知的热交换装置D的热交换模块D2以一壳体D7容置多个散热铝片A排列作为散热芯(如图1C)，然而，散热铝片A须经机台弯折或模具冲压成型，再于L形边缘涂胶后旋转180度进行堆叠，其组合的过程较为复杂且耗时；而为了达到较佳散热效果所采用的薄型铝片其钢性较为不足，容易弯曲变形，且在胶未干的情况下极易在壳体中产生位移或倾斜等问题，导致利用公知薄型铝片组合形成的散热芯其品质较不稳定。

因此，如何提供一种可通过简易设计及设置方式，快速堆叠以形成钢性较强的热交换模块，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可通过简易设计及设置方式，快速堆叠以形成钢性较强的热交换模块。

为达上述目的，依据本发明的热交换模块包括一壳体、多个第一导风件以及多个第一间隔件。第一导风件设置于壳体内部。各第一导风件包括多个第一结构及多个第二结构。第一结构彼此相互平行排列。第二结构设置于第一结构之间并与第一结构连接以形成多个第一通道。第一间隔件分别设置于相邻的两个第一导风件之间以形成第二通道。第一通道与第二通道内的气流方向不同。

在一实施例中，热交换模块还包括多个第二导风件及多个第二间隔件。各第二导风件与各第一间隔件分别设置于第二通道的两端。第二导风件包括多个第一结构及多个第二结构。第一结构彼此相互平行排列。第二结构设置于第一结构之间并与第一结构连接以形成多个第三通道。第二间隔件分别设置于相邻的两个第二导风件之间以形成第四通道。

在一实施例中，各第一通道与各第四通道互相连通以形成多个内循环通道/外循环通道。且各第三通道与各第二通道互相连通以形成多个外循环通道/内循环通道。内循环通道与外循环通道呈彼此交错隔离配置。

在一实施例中，热交换模块还包括多个第二间隔件。第二间隔件分别设置于相邻的两个第一导风件之间。各第二间隔件与各第一间隔件分别设置于第二通道的两端。

在一实施例中，各第一通道内的气流方向相同。各第二通道内的气流方向相同。且第一通道与第二通道内的气流方向不同。

在一实施例中，第一通道与第二通道分别为内循环通道/外循环通道及外循环通道/内循环通道。内循环通道与外循环通道呈彼此交错隔离配置。

为达上述目的，依据本发明的一种电子装置包括一电子装置本体以及一电子装置本体。一热交换模块设置于电子装置本体。热交换模块包括一壳体、多个第一导风件以及多个第一间隔件。第一导风件设置于壳体内部。各第一导风件包括第一结构及多个第二结构。第一结构彼此相互平行排列。第二结构设置于第一结构之间并与第一结构连接以形成多个第一通道。第一间隔件设置于相邻的两个第一导风件之间以形成第二通道。第一通道与第二通道内的气流方向不同。电子元件容置于电子装置本体。

在一实施例中，热交换模块还包括多个第二导风件及多个第二间隔件。各第二导风件与各第一间隔件分别设置于第二通道的两端。第二导风件包括多个第一结构及多第二结构。第一结构彼此相互平行排列。第二结构设置于第一结构之间并与第一结构连接以形成多个第三通道。第二间隔件分别设置于相邻的两个第二导风件之间以形成第四通道。

在一实施例中，各第一通道与各第四通道互相连通以形成多个内循环通道/外循环通道。且各第三通道与各第二通道互相连通以形成多个外循环通道/内循环通道。内循环通道与外循环通道呈彼此交错隔离配置。

在一实施例中，热交换模块还包括多个第二间隔件。第二间隔件分别设置于相邻的两个第一导风件之间。各第二间隔件与各第一间隔件分别设置于第二通道的两端。

在一实施例中，各第一通道内的气流方向相同。各第二通道内的气流方向相同。且第一通道与第二通道内的气流方向不同。

在一实施例中，第一通道与第二通道分别为内循环通道/外循环通道及外循环通道/内循环通道。内循环通道与外循环通道呈彼此交错隔离配置。

承上所述，本发明所提供的一种热交换模块及应用其的电子装置，其通过组合两种结构的组件，即第一导风件及第一间隔件，即可将第一导风件及第一间隔件以间隔排列设置的方式于平面上进行黏合，以快速且整齐地堆叠形成散热芯的结构，从而节省如公知的散热芯结构须通过专用机台进行堆叠弯折或冲压成型等复杂的工序所耗费的成本及时间，较佳地，通过简易的结构及设计能够提升热交换模块的良率。

另外，由于第一导风件是由两个第一结构及多个第二结构所形成的类似瓦楞板的构造，以形成如轨道般支撑的构型，进而形成钢性较强且不易弯曲的热交换模块，延长其使用寿命，并能在稳定不易变形的结构基础下，提升其热交换效果。

附图说明

图1A为公知的热交换装置的立体透视图。

图1B为图1A的热交换装置的气流路径侧视图。

图1C为图1A的热交换装置的散热铝片放大示意图。

图2A为本发明较佳实施例的一种热交换模块的外观示意图。

图2B为图2A所示的热交换模块的部分外观示意图。

图2C为图2A所示的热交换模块的部分分解示意图。

图2D为模拟图2A所示的热交换模块应用于一电子装置的状态示意图。

图2E为图2A所示的热交换模块的气流方向示意图。

图2F为图2A所示的热交换模块的部分分解示意图。

图3A为本发明另一较佳实施例的一种热交换模块的外观示意图。

图3B为图3A所示的热交换模块的部分外观示意图。

图3C为图3A所示的热交换模块的部分分解示意图。

图3D为模拟图3A所示的热交换模块应用于一电子装置的状态示意图。

图4A为本发明另一较佳实施例的一种热交换模块的外观示意图。

图4B为模拟图4A所示的热交换模块应用于一电子装置的状态示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、1a、1b、D2：热交换模块

10、10a、D7：壳体

101：第一侧面

102：第二侧面

103：第一开口

104：第二开口

105：第三开口

106：第四开口

11：第一导风件

111、121：第一结构

112、122：第二结构

12：第二导风件

13：第一间隔件

14：第二间隔件

2、2a、2b：电子装置

21、E1：电子元件

23b：内壁

A：散热铝片

D：热交换装置

20、20b、D1：电子装置本体

D3：第一风扇

D4：第二风扇

R1、D5：内循环路径

R2、D6：外循环路径

E：电子设备

L1：第一通道

L2：第二通道

L3：第三通道

L4：第四通道

X

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳热交换模块及应用其的电子装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

图2A为本发明较佳实施例的一种热交换模块的外观示意图，图2B为图2A所示的热交换模块的部分外观示意图，图2C为图2A所示的热交换模块的部分分解示意图，请同时参考图2A、图2B及图2C所示，热交换模块1包括一壳体10，以及容置于壳体10内的多个第一导风件11、多个第二导风件12、多个第一间隔件13及多个第二间隔件14。于本实施例中，壳体10为一长方体的结构，其具有一第一侧面101、以及相对于该第一侧面101设置的第二侧面102，然此并非限制本发明，于实际应用时，壳体10亦可为一正方体，应当视热交换模块1的设计而选用。且本实施例的壳体并不限制其材料，于实际应用时，壳体的材料可为塑胶或金属材料。

其中，为清楚示意除了壳体10以外的元件的组合及连接方式，图2B及图2C是以移除壳体10的方式显示壳体10内部的元件。且本实施例是以五个第一导风件11配合四个第二导风件12、四个第一间隔件13以及五个第二间隔件14为例说明。然上述各部件的数量并非限制本发明，应当视热交换模块于实际应用时所搭配应用的电子装置的体积或其散热需求进行调整，本发明并不以此为限。以下将先针对热交换模块1的各结构特征逐一说明。

同样请参考图2B及图2C所示，各第一导风件11具有两个第一结构111及多个第二结构112，所述多个第一导风件11的第一结构111相互平行排列，所述多个第二结构112设置于各第一导风件11的两个第一结构111之间。其中，各第二结构112同时连接各第一导风件11的两个第一结构111，借由上述的结构，各第一导风件11的两个第一结构111与所述多个第二结构112定义出多个第一通道L1。

关于第一结构111与第二结构112之间的关系请参考图2B，以单一第一导风件11为例说明，于本实施例中，当以宏观来看时，第一结构111与第二结构112皆为扁平片状的结构，且第二结构112的设置方向实质上与两个第一结构111的设置方向较佳为相互垂直，以提升各该第一导风件11于堆叠方向上的结构强度。当然，第一结构111与第二结构112之间所夹的角度并非限制本发明，于实际制作及应用时，可能会依工艺或使用方式而产生设置角度的变化，然此并不影响第一通道L1内气流流通的效果。

同样请参考图2A、图2B及图2C所示，热交换模块1更包括多个第二导风件12、多个第一间隔件13及多个第二间隔件14。各第一间隔件13分别设置于相邻的两个第一导风件11之间，各第一间隔件13与相邻的两个第一导风件11定义出一第二通道L2；而各第二导风件12与各第一间隔件13分别设置于第二通道L2的两端。换言之，当以整体观察时，第一间隔件13设置于第二通道L2靠近壳体10的第一侧面101的一侧，第二导风件12则设置于第二通道L2靠近壳体10的第二侧面102的一侧。

其中，第二导风件12实质上具有与第一导风件11相同的结构，各第二导风件12同样具有两个第一结构121及多个第二结构122，第一结构121与所述多个第二结构122定义出多第三通道L3。惟第二导风件12与第一导风件11具有大致相同的结构与特征，故于此不再赘述。

同样请参考图2A、图2B及图2C所示，第二间隔件14则具有与第一间隔件13实质上相同的结构，惟各第二间隔件14是设置于相邻的两个第二导风件12之间。各第二间隔件14与相邻的两个第二导风件12定义出一第四通道L4。详细而言，第二间隔件14是相对于各第一导风件11设置，换言之，当以整体观察时，第二间隔件14是设置于第四通道L4靠近壳体10的第二侧面102的一侧，第一导风件11则设置于第四通道L4靠近壳体10的第一侧面101的一侧。

通过上述结构，各第一通道L1是与第四通道L4相互连通以定义出多个内循环通道/外循环通道，而各第二通道L2则分别与各第三通道L3相互连通以定义出多个外循环通道/内循环通道。本实施例是以各该第一通道L1及第四通道L4的组合形成多个内循环通道，并以各该第二通道L2及第三通道L3的组合形成多个外循环通道，且所述多个内循环通道与所述多个外循环通道呈彼此交错隔离配置，以达成热交换的功效。惟上述的热交换过程将于后方配合壳体10的结构详细说明，于此先不赘述。

须说明的是，上述的多个第一导风件11、多个第二导风件12、多个第一间隔件13及多个第二间隔件14皆为类似瓦愣板(corrugate)的结构，其较佳为一体框架形成的塑胶材料或金属材料，或者部分为元件为塑胶材料，部分为金属材料，或其他可具有高度散热性的材料亦可使用，本发明并不限制。本实施例的第一导风件11、第二导风件12、第一间隔件13及第二间隔件14是通过裁切的方式形成后，各元件之间以其平面的结构相互通过胶连、热溶、或超声波溶接等方式进行连接。相较于公知的热交换模块(散热芯)须通过专用机台堆叠弯折或冲压成形，提升其所需的成本及工艺的复杂度，本发明通过平面的结构相互连接，具有整齐且快速地堆叠黏合的优势。

图2D为模拟图2A所示的热交换模块应用于一电子装置的状态示意图，图2E为图2A所示的热交换模块的气流方向示意图，图2F为图2A所示的热交换模块的部分分解示意图，本实施例通过模拟热交换模块1应用于一电子装置2的状态及附图，说明热交换模块1的气流方向及热交换机制，及如何通过本发明的热交换模块1使电子装置2达到散热的效果。

请同时参考图2D、图2E及图2F所示，热交换模块1由电子装置本体20包覆以与外界的环境隔绝并形成气流循环的通道。第一风扇D3设置于内循环路径R1中以架构于驱动内循环气流，即由电子装置本体20的一侧面引导因电子装置2的电子元件21运作所产生的热气流循着内循环路径R1进入热交换模块1。同时，第二风扇D4设置于外循环路径R2中以驱动外循环气流，即由电子装置本体20的另一侧面引导电子装置2外部的冷空气依循外循环路径R2流入热交换模块1。如此一来，在内循环路径R1与外循环路径R2交错配置的区域便可对相对较高温的内循环气流及相对较低温的外循环气流进行热交换作用，进而使内循环气流降温并提供至电子装置2的电子元件21，以达成降低电子装置2内部温度的功效。

关于本实施例的热交换模块1进行热交换的方式则详述如下。同样请参考2D、图2E及图2F所示，于本实施例中，配合气流流动方向所需，壳体10具有位于第一侧面101的第一开口103、位于第二侧面102的第二开口104，以及分别位于第一侧面101及第二侧面102相邻两表面的第三开口105及第四开口106。

于本实施例中，内循环路径R1包括来自电子装置内部的热气流经第一风扇D3沿X

整体而言，进入第一开口103及第二开口104的气流能够平均地分流至各第一通道L1及第二通道L2。由于内循环路径R1与外循环路径R2于壳体10内为间隔交替设置，使相邻层为不同循环层，且相邻层的气流流动方向相反(于投影方向上呈180度的夹角)，此时经由外循环路径R2所带入的冷空气会与经由内循环路径R1所带入的热空气进行热交换，使外循环路径R2内的空气可通过热传导的方式，将热气带走，达到散热的效果。通过此热交换模块1间隔通道的设计，隔层对流交叉可使散热效率大幅提升。

图3A为本发明另一较佳实施例的一种热交换模块的外观示意图，图3B为图3A所示的热交换模块的部分外观示意图，图3C为图3A所示的热交换模块的部分分解示意图，请同时参考图3A、图3B及图3C所示，热交换模块1a与前述实施例的热交换模块1的组成元件具有大致相同的结构与特征，惟热交换模块1a是由壳体10a，及容置于壳体10a内的多个第一导风件11、多个第一间隔件13及多个第二间隔件14组合而成。须说明的是，此处所称的第一导风件11与前述实施例的第二导风件12实质上具有相同的结构，且第一间隔件13与第二间隔件14亦实质上具有相同的结构，因此是可相互取代应用的。

详细而言，热交换模块1a的多个第一导风件11的第一结构111相互平行排列，而第二结构112设置于各第一导风件11的两个第一结构111之间。其中，各第二结构112同时连接各第一导风件11的两个第一结构111，借由上述的结构，各第一导风件11的两个第一结构111与所述多个第二结构112定义出多个第一通道L1。而各第一间隔件13与各第二间隔件14则分别设置于相邻的两个第一导风件11之间，定义出一第二通道L2。当以整体观察时，各第一导风件11(及其定义的多个第一通道L1)与各该第二通道L2相邻且间隔配置，换言之，两个第一导风件11之间即夹设有一第二通道L2。其中，本实施例是定义多个第一通道L1作为内循环路径R1的一部分路径，并以多个第二通道L2作为外循环路径R2的一部分路径，但并非限制本发明，第一通道L1与第二通道L2的设置位置及方向可依据实际应用时依据散热需求调整。

与前述实施例的热交换模块1稍有不同的是，本实施例的热交换模块1a的相邻层的气流流动方向于投影方向上夹有一约为90度的夹角，当实际应用于电子装置2a内部时(如图3D所示)，通过将内循环路径R1与外循环路径R2配置为交叉式的流向，有利于节省热交换模块所需的配置空间，进而可应用于体积较小的电子装置内。

关于热交换模块1a的气流方向及热交换机制说明如下，其中，来自电子装置(图未示)所产生的热气流循着内循环路径R1进入热交换模块1a。同时，来自电子装置外部的冷空气依循外循环路径R2流入热交换模块1a。如此一来，在内循环路径R1与外循环路径R2交错配置的区域便可对相对较高温的内循环气流及相对较低温的外循环气流进行热交换作用，进而使内循环气流降温并提供至电子装置内部，以达成降低电子装置内部温度的功效。

图4A为本发明另一较佳实施例的一种热交换模块的外观示意图，图4B为模拟图4A所示的热交换模块应用于一电子装置的状态示意图，请同时参考图4A及图4B所示，热交换模块1b与前述实施例的热交换模块1a具有大致相同的结构与特征，惟热交换模块1b是应用于设置在电子装置2b的顶部，即置顶式的设置方式。

详细而言，本实施例的热交换模块1b以多个第一通道L1应用于与电子装置2b外部连通，以作为外循环路径R2的一部分；并以多个第二通道L2的一端顶抵于电子装置2b的电子装置本体20b的一内壁23b，使得第二通道L2形成一单侧开口的结构，当来自电子装置2b内部的热气流流入第二通道L2后，会在其内接触到内壁23b的导流而沿着第二通道内的结构再流出热交换模块1b。以整体观察时，在内循环路径R1与外循环路径R2层叠交错配置的区域便可对相对较高温的内循环气流及相对较低温的外循环气流进行热交换作用，进而使内循环气流降温并提供至电子装置2b内部，以达成降低电子装置2b内部温度的功效。

本发明另提供应用前述的热交换模块1、1a、1b的电子装置，惟此处所指的热交换装置及电子装置的结构皆已详述于上，于此不再赘述。

综上所述，本发明所提供的一种热交换模块及应用其的电子装置，其是通过组合两种结构的组件，即第一导风件及第一间隔件，即可将第一导风件及第一间隔件以间隔排列设置的方式于平面上进行黏合，以快速且整齐地堆叠形成散热芯的结构，从而节省如公知的散热芯结构须通过专用机台进行堆叠弯折或冲压成型等复杂的工序所耗费的成本及时间，较佳地，通过简易的结构及设计能够提升热交换模块的良率。

另外，由于第一导风件是由两个第一结构及多个第二结构所形成的类似瓦楞板的构造，以形成如轨道般支撑的构型，进而形成钢性较强且不易弯曲的热交换模块，延长其使用寿命，并能在稳定不易变形的结构基础下，提升其热交换效果。

以上所述仅为举例性，而非为限制本发明。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求书中。