CN103164004A - 电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子装置，包含一壳体、多个电子元件及多个闸门，壳体具有多个入风口及一出风口，多个电子元件包括一风扇，当电子装置工作时，可驱动多个电子元件发热升温至工作温度，于壳体内形成多个发热区域，每一发热区域对应于一入风口，每一入风口设有一闸门，每一闸门设有一热膨胀元件，每一热膨胀元件是用以感应所对应的发热区域的温度并产生形变，由热膨胀元件的形变驱动所连接的闸门移动于一第一位置以及一第二位置之间，以控制多个入风口呈封闭或开放状态，于至少二个不同时间点时所开放的入风口不同，由此改变冷却风于壳体内部的流场。

Description

电子装置

技术领域

本发明是有关于一种电子装置，尤指一种可依实际发热状态不同而调整入风口开启或关闭，使电子装置内部流场得到改变，可针对发热程度较高的电子元件进行散热，发挥最佳的散热效果的电子装置。

背景技术

电子装置，尤其电脑装置，由于发热能大，因此通常于壳体(例如笔记型电脑壳体或电脑主机壳体)，都设置有许多散热孔，可使壳体内部与外部冷空气形成对流，以利于热能快速发散。

至于壳体散热孔配置方式，主要是根据热源或流场配置。当壳体的散热孔位置确定后，便决定了壳体内部流场，并不会因为使用者使用状态或环境不同而有所改变。换言之，电子装置内部通常的电子元件通常不只一个，且电子元件的发热程度不同，设计者必须综合考量所有电子元件的位置及温度，而后设计出能够同时提供每一个电子元件均匀散热作用的散热孔。

但是，当电子装置使用状态不同时，电子元件的发热程度也会改变，以传统散热孔的设计方式，并无法针对单一热源或是不同的使用状态改变流场。当其中一电子元件温度升高时，现行的做法是提高整体风扇转速以增加散热效能，达到降低热源温度的目的，但是提高风扇转速的做法，只是消极的提高热能散发速度，并无法直接针对电子元件提供冷却效果。

至于现有专利或公开文献揭露用以针对改善散热效率的手段，不外乎提高散热风扇转速，或增加入风口或出风口数量，现有专利或公开文献都未见可改变电子装置内部冷却风流场，可针对发热程度较高的电子元件进行散热的结构或方法。

据此可知，如何可依电子装置实际发热状态不同而调整入风口开启或关闭，使电子装置内部流场得到改变，以针对发热程度较高的电子元件进行散热，发挥最佳的散热效果，使散热技术相关领域人士急待解决的课题。

发明内容

有鉴于现有技术的缺失，本发明提出一种电子装置，可依实际发热状态不同而调整入风口开合，使电子装置内部流场得到改变，可针对发热程度较高的电子元件进行散热，发挥最佳的散热效果。

为达到上述目的，本发明提出一种电子装置，包含：

一壳体，其具有多个入风口以及一出风口，该入风口是用以导入冷却风进入该壳体内；

多个电子元件，设置于该壳体内，每一该电子元件于工作时具有一工作温度，其中至少二个该电子元件的工作温度不同，当该电子装置工作时，可驱动所述多个电子元件发热，使所述多个电子元件升温至工作温度，由所述多个电子元件于该壳体内形成多个发热区域，每一该发热区域对应于一该入风口，每一该发热区域具有至少一该电子元件；以及

多个闸门，设置于该壳体对应于所述多个出风口位置，每一该闸门设有一热膨胀元件，每一该热膨胀元件是用以感应所对应的发热区域的温度并产生形变，由该热膨胀元件的形变驱动所连接的闸门移动于一第一位置以及一第二位置之间，以控制所述多个入风口呈封闭状态或开放状态，于至少二个不同时间点时所开放的该入风口的位置不同，由此改变冷却风于该壳体内部的流场。

为使贵审查委员对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合图示详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的闸门封闭入风口的结构示意图；

图3是本发明的闸门开启入风口的结构示意图；

图4至图6是本发明于不同时间点开放不同入风口的结构与流场示意图；

图7是本发明所有入风口皆呈开启状态的结构与流场示意图。

附图标记说明：20-电子装置；21-壳体；211-第一入风口；212-第二入风口；213-第三入风口；2131-第一透空部；214-第四入风口；215-第五入风口；216-出风口；217-卡钩；22A-第一电子元件(风扇)；221A-入风端；222A-出风端；22B-第二电子元件；22C-第三电子元件；22D-第四电子元件；22E-第五电子元件；23-散热鳍片；231-热管；24A-第一闸门；24B-第二闸门；24C-第三闸门；24D-第四闸门；24E-第五闸门；241A～241E-热膨胀元件；242C-第二透空部。

具体实施方式

以下将参照随附的图式来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下图式所列举的实施例仅为辅助说明，以利贵审查委员了解，但本案的技术手段并不限于所列举图式。

请参阅图1所示，本发明是提供一种电子装置20，本发明的电子装置20的种类与形状没有限制，举凡具有一壳体可用以容纳电子元件的装置皆包含在内，例如笔记型电脑或平板电脑。如图1所示，本发明的电子装置20包含一壳体21，于壳体21内设有多个电子元件，所述多个电子元件包括一第一电子元件22A、一第二电子元件22B、一第三电子元件22C、一第四电子元件22D、一第五电子元件22E。所述多个电子元件22A～22E于工作时具有一工作温度，且其中至少二个电子元件的工作温度不同，依电子元件的种类不同，其工作温度也不同，当电子装置20工作时，可驱动所述多个电子元件22A～22E逐渐发热升温至工作温度。依电子装置20的种类不同，所搭配的电子元件22A～22E也不同。例如，电子装置20若为一笔记型电脑，第一电子元件22A为一风扇，本实施例的风扇22A为一离心式风扇。第二电子元件22B与第三电子元件22C可为双倍数据速率存储器(DDR SDRAM)、中央处理单元(CPU)、影像图形阵列芯片(VGA chip)其中之一，例如，第二电子元件22B为双倍数据速率存储器(DDR SDRAM)，第三电子元件22C为中央处理单元(CPU)。第四电子元件22D及第五电子元件22E可为存储器(RAM)、南桥北桥芯片(PCH)、无线区域网络(WLAN)接口卡及第三代行动通讯系统(3G)接口卡其中之一，例如，第四电子元件22D为南桥北桥芯片(PCH)，第五电子元件22E为无线区域网络(WLAN)接口卡。

就上述电子元件而言，其中，双倍数据速率存储器(DDR SDRAM)、中央处理单元(CPU)及影像图形阵列芯片(VGA chip)的工作温度较高，约摄氏40～50度的范围内，而存储器(RAM)、南桥北桥芯片(PCH)、无线区域网络(WLAN)接口卡及第三代行动通讯系统(3G)接口卡的工作温度较低，约摄氏30～40度的范围内。至于风扇运转是用以导入冷却空气，其工作温度最低，约摄氏20～30度的范围内。将所述多个电子元件22A～22E设置于壳体21内，由于电子元件22A～22E具有不同的工作温度，因此会于壳体21内形成多个发热区域，为使壳体21内的热能得到发散，因此于壳体21设计入风口及出风口，并配合风扇导入及导出冷却风。

请参阅图1所示，于壳体21设有一第一入风口211、一第二入风口212、一第三入风口213、一第四入风口214、一第五入风口215以及一出风口216。图1是显示壳体21的底部视图，亦即第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214、第五入风口215及出风口216是设置于电子装置20的底部，出风口216可依所需延伸至壳体21的侧面。于本实施例中，所述多个入风口211～215以及出风口216都是由多个长条形的第一透空部阵列构成，所述多个第一透空部是贯穿壳体21。风扇22A具有一入风端221A以及一出风端222A，风扇22A的入风端221A与该第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214、第五入风口215之间形成一入风流场，，风扇22A的出风端222A是对应于出风口216，于出风端222与出风口216设置有一散热鳍片23，于散热鳍片23与第三电子元件22C之间设有一热管231相连接，以利于将第三电子元件22C工作时所产生的热能快速传导至散热鳍片23。此外，第二入风口212对应于第二电子元件22B，第三入风口213对应于第三电子元件22C，第四入风口214对应于第四电子元件22D，第五入风口213对应于第五电子元件22E。

必须说明的是，若可对应每一发热的电子元件设置一入风口，将冷却风直接由入风口导入并直接吹向电子元件时，其冷却效果应该最佳，但由于电子装置壳体美观、尺寸及强度等各种条件考量，并无法于壳体设置过多的入风口，因此优先考量工作温度较高的第二电子元件22B与第三电子元件22C，如图1所示，第二入风口212与第三入风口213是分别设置对应于第二电子元件22B与第三电子元件22C，至于第四入风口214与第五入风口213则涵盖一较大的发热区域，并非仅针对第四电子元件22D与第五电子元件22E。换言之，第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214、第五入风口215分别对应一发热区域，于每一发热区域具有至少一个于工作时会发热的电子元件。此外，第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214、第五入风口215与第一入风口211的距离不同且是依序加长，其目的将说明于后。

其次，于该壳体对应于该第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214及第五入风口215的位置分别设有一第一闸门24A、一第二闸门24B、一第三闸门24C、一第四闸门24D以及一第五闸门24E。第一闸门24A、第二闸门24B、第三闸门24C、第四闸门24D及第五闸门24E分别设有一热膨胀元件241A～241E，每一热膨胀元件241A～241E具有一变形温度，每一热膨胀元件241A～241E是用以感应所对应的发热区域的温度到达该变形温度时即会产生形变。所述多个热膨胀元件241A～241E是一种非等向性热胀冷缩材料，该非等向性热胀冷缩材料的热胀冷缩方向为单一方向。当所述多个热膨胀元件241A～241E因为温度变化而产生形变时，可由形变分别驱动所连接的第一闸门24A、第二闸门24B、第三闸门24C、第四闸门24D以及第五闸门24E移动于一第一位置以及一第二位置之间，以控制第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214及第五入风口215呈封闭状态或开放状态。

此外，该第一闸门24A、第二闸门24B、第三闸门24C、第四闸门24D以及第五闸门24E其中至少的一闸门可采用具有一第一热膨胀系数的材质，与具有该第一热膨胀系数的闸门对应的热膨胀元件则具有一第二热膨胀系数，且该第一热膨胀系数不等于该第二热膨胀系数。例如，该第三闸门24C是采用具有一第一热膨胀系数的材质构成，与第三闸门24C连接的热膨胀元件241C具有一第二热膨胀系数，第三闸门24C与热膨胀元件241C可以同时感测周围温度，由于第一热膨胀系数与该第二热膨胀系数不同，因此可以驱动第三闸门24C产生位移，即可达成本发明关闭或开启第三入风口213的目的。上述实施例说明，本发明的第一闸门24A、第二闸门24B、第三闸门24C、第四闸门24D、第五闸门24E，与分别搭配的热膨胀元件241A～241E的膨胀系数不同即可，无论热膨胀元件变型量是否大于闸门的变形量，皆可达成本发明关闭或开启入风口的目的。

请参阅图1至图3所示，详细说明本发明的闸门与入风口的结构及相对关是，图2与图3是以图1的第三入风口213与第三闸门24C为代表说明例。由于第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214、第五入风口215的尺寸及形式不同，因此第一闸门24A、第二闸门24B、第三闸门24C、第四闸门24D及第五闸门24E的尺寸及形式也不尽相同，但是都依循第二图与第三图所示搭配的结构。

第三入风口213是由多个长条形的第一透空部2131阵列构成，于壳体21内侧面(亦即壳体21朝向第三电子元件22C的一面)设有多个卡钩217，通过所述多个卡钩217的定位，使第三闸门24C对应设置于第三入风口213，且第三闸门24C可平行于一第一方向F1滑动。于第三闸门24C一侧设有热膨胀元件241C，热膨胀元件241C会因为温度变化而产生形变。于第三闸门24C设有多个第二透空部242C。图2所示热膨胀元件241C是处于常温时的初始状态，亦即电子装置20未工作时，此时，第三闸门24C是位于第一位置，第一透空部2131与第二透空部242C的位置是相互错位，因此第三入风口213呈封闭状态。换言之，当电子装置20未工作时，由于第一电子元件22A、第二电子元件22B、第三电子元件22C、第四电子元件22D及第五电子元件22E都不会升温发热，因此所述多个热膨胀元件241A～241E都处于常温初始状态，因此第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214、第五入风口215都会呈现封闭状态。当电子装置20开始工作时，第三电子元件22C也会进入工作状态，且会逐渐升温，使得第三电子元件22C周边区域发热，当热膨胀元件241C感应到设置该第三电子元件22C的发热区域的温度到达变形温度时，热膨胀元件241C会产生膨胀形变，将第三闸门24C推送至图3所示的第二位置，第第一透空部2131与第二透空部242C的位置是相互对应，使第三入风口213呈开放状态。同理，当电子装置20处于工作状态，且第一电子元件22A、第二电子元件22B、第三电子元件22C、第四电子元件22D及第五电子元件22E都升温至工作温度时，所述多个热膨胀元件241A～241E都会感应到温度升高而产生形变，可驱动第一闸门24A、第二闸门24B、第三闸门24C、第四闸门24D及第五闸门24E移动并开放第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214、第五入风口215。

由于本发明的第一电子元件22A、第二电子元件22B、第三电子元件22C、第四电子元件22D及第五电子元件22E的工作温度不同，因此所述多个热膨胀元件241A～241E产生膨胀形变的时间点也会不同，因此于至少二个不同时间点时所开放的入风口的位置也会不同，由此可使得壳体内部的流场得到改变。

请参阅图4所示，其中第三入风口213呈开放状态，第一入风口211、第二入风口212、第四入风口214及第五入风口215呈封闭状态(以斜线表示)，代表第三入风口213对应的发热区域(亦即第三电子元件22C所设置的区域)产生高温，且温度达到热膨胀元件241C(可参阅图1)的变形温度，至于第一入风口211、第二入风口212、第四入风口214及第五入风口215所对应的发热区域的第一电子元件22A、第二电子元件22B、第四电子元件22D及第五电子元件22E都尚未达到热膨胀元件241A、241B、241D、241E(可参阅图1)的变形温度，因此第一入风口211、第二入风口212、第四入风口214及第五入风口215呈封闭状态。由此，风扇22A可由第三入风口213导入冷却风，冷却风可直接吹向第三电子元件22C，针对第三电子元件22C进行散热，通过风扇22A不停运转，可持续将冷却风导入壳体21内，通过风扇22A运转所产生的吸力吸引，冷却风可由出风端222A通过散热鳍片23，第三电子元件22C的部分热能可由热管231传导至散热鳍片23，冷却风通过散热鳍片23时，可将热能经由出风口216排出电子装置20的壳体21外。由于只有第三入风口213成开放状态，因此可使得第三入风口213得到直接而充分冷却效果。冷却风的流场如图中的空心箭头所示。

请参阅图5所示，其中第二入风口212与第三入风口213呈开放状态，第一入风口211、第四入风口214及第五入风口215呈封闭状态，代表第二入风口212与三入风口213对应的发热区域(亦即第二电子元件22B、第三电子元件22C所设置的区域)产生高温，且温度达到热膨胀元件241B、241C(可参阅图1)的变形温度，至于第一入风口211、第四入风口214及第五入风口215所对应的发热区域的第一电子元件22A、第四电子元件22D及第五电子元件22E都尚未达到热膨胀元件241A、241D、241E(可参阅图)1的变形温度，因此第一入风口211、第四入风口214及第五入风口215呈封闭状态。通过风扇22A运转将冷却风由第二入风口212与第三入风口213导入壳体21内，可直接对第二入风口212与第三入风口213所对应的第二电子元件22B与第三电子元件22C进行散热，冷却风再由出风口216排出电子装置20的壳体21外。冷却风的流场如图中的空心箭头所示。

请参阅图6所示，其中第二入风口212与第四入风口214呈开放状态，第一入风口211、第三入风口213及第五入风口215呈封闭状态，通过风扇22A运转将冷却风由第二入风口212与第四入风口214导入壳体21内，可直接对第二入风口212与第四入风口213所对应的第二电子元件22B与第四电子元件22D进行散热，冷却风再由出风口216排出电子装置20的壳体21外。冷却风的流场如图中的空心箭头所示。

请参阅图7所示，其显示第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214及第五入风口215皆呈现开放状态，表示第一电子元件22A、第二电子元件22B、第三电子元件22C、第四电子元件22D及第五电子元件22E都呈现高温状态，因此将所有入风口开启，通过风扇22A运转将冷却风由第一入风口211、第二入风口212、第三入风口213、第四入风口214及第五入风口215导入壳体21内，可对所有的电子元件进行散热，冷却风再由出风口216排出电子装置20的壳体21外。冷却风的流场如图中的空心箭头所示。

综上所述，本发明提供的电子装置，通过多个入风口搭配多个闸门，且闸门具有热膨胀元件，可依实际发热状态不同而调整入风口开启或关闭，使进入电子装置壳体内的冷却风经过特定热源，使电子装置内部流场得到改变，可针对特定的电子元件进行散热，使电子元件所在位置的冷却风流速增加，而不需要提高风扇转速。本发明确实能有效的针对不同热源以及针对电子装置于不同使用状态时提供最佳的散热效果。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以的限定本发明所实施的范围。即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内，谨请贵审查委员明鉴，并祈惠准，是所至祷。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，包含：

一壳体，其具有多个入风口以及一出风口；

多个电子元件，设置于所述壳体内，每一所述电子元件于工作时具有一工作温度，其中至少二个所述电子元件的工作温度不同，当所述电子装置工作时，可驱动所述多个电子元件发热，使所述多个电子元件升温至所述多个工作温度，由所述多个电子元件于所述壳体内形成多个发热区域，每一所述入风口对应于一所述发热区域，每一所述发热区域具有至少一所述电子元件；以及

多个闸门，设置于所述壳体对应于所述多个出风口位置，每一所述闸门设有一热膨胀元件，每一所述热膨胀元件是用以感应所对应的发热区域的温度并产生形变，由所述热膨胀元件的形变驱动所连接的闸门移动于一第一位置以及一第二位置之间。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述多个闸门其中的一闸门具有一第一热膨胀系数，与具有所述第一热膨胀系数的所述闸门对应的所述热膨胀元件具有一第二热膨胀系数，所述第一热膨胀系数不等于所述第二热膨胀系数。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述热膨胀元件是非等向性热胀冷缩材料，所述非等向性热胀冷缩材料的热胀冷缩方向为单一方向。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述热膨胀元件具有一变形温度，当所述热膨胀元件感应温度到达所述变形温度时，所述热膨胀元件会产生变形。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，每一所述闸门位于所述第一位置时，每一所述入风口呈封闭状态；每一所述闸门位于所述第二位置时，每一所述入风口呈开放状态。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，每一所述入风口是由多个第一透空部阵列构成，所述多个透空部是贯穿所述壳体，每一所述入风口所对应设置的每一所述闸门是由多个第二透空部构成，当所述闸门位于所述第一位置时，所述第一透空部与所述第二透空部的位置是相互错位，使所述入风口呈封闭状态，当所述闸门位于所述第二位置时，所述第一透空部与所述第二透空部的位置是相互对应，使所述入风口呈开放状态。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述多个入风口包括一第一入风口、一第二入风口、一第三入风口、一第四入风口以及一第五入风口，于所述壳体内设有一风扇，所述风扇具有一入风端以及一出风端，所述入风端与所述多个入风口之间形成一入风流场，所述出风端是对应于所述出风口。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于，所述第二入风口、所述第三入风口、所述第四入风口、所述第五入风口与所述第一入风口的距离不同且是依序加长。

9.根据权利要求7所述的电子装置，其特征在于，所述第二入风口及第三入风口所对应的发热区域所设置的电子元件的工作温度，高于所述第四入风口及第五入风口所对应的发热区域所设置的电子元件的工作温度。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述第二入风口及第三入风口所对应的发热区域所设置的电子元件为一双倍数据速率存储器、一中央处理单元及一影像图形阵列芯片至少其中之一，所述第四入风口及第五入风口所对应的发热区域所设置的电子元件为一存储器、一南桥北桥芯片、一无线区域网络接口卡以及一第三代行动通讯系统接口卡至少其中之一。

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