具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其包括多支結(jié)合為被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管外部并可設(shè)置外護(hù)管。固設(shè)于具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)下方的熱源(發(fā)熱元件)將其周遭的流體(空氣)加熱為熱流體，熱流體比重降低并自被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流管迅速離開熱源，原來熱流體的位置便被低溫流體(室溫)所取代，導(dǎo)流管又使高溫流體不與低溫流體混和，增加低溫流體對熱源表面的熱傳導(dǎo)。本發(fā)明的實(shí)施，是具有可簡單建置、方便使用及不需額外能源以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，并可將熱源所產(chǎn)生的熱流，迅速的自被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)遠(yuǎn)離熱源，達(dá)到使熱源能夠迅速降溫的功效。
【專利說明】具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷卻系統(tǒng)，特別是涉及一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子電機(jī)產(chǎn)品或設(shè)備大量應(yīng)用的今日，冷卻系統(tǒng)是維持整體設(shè)備或其內(nèi)的元件正常運(yùn)作的一個(gè)必備裝置。其使用范圍，大至太空梭，小至照明燈，皆裝設(shè)有或大或小、復(fù)雜或簡單、昂貴或經(jīng)濟(jì)的冷卻系統(tǒng)，以維持設(shè)備及元件的正常功能，并增加設(shè)備及元件的使用壽命。
[0003]現(xiàn)今對于發(fā)熱器件的冷卻通常分為被動(dòng)式與主動(dòng)式兩大類。主動(dòng)式冷卻系統(tǒng)是外加額外的能量去驅(qū)動(dòng)冷卻系統(tǒng)，如水冷或風(fēng)扇的強(qiáng)制對流(forced convect1n)。被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)則不須外加能量，如福射散熱或散熱鰭片散熱等自由對流(free convect1n)。
[0004]然而主動(dòng)式冷卻系統(tǒng)不但使用成本提高，且存在一個(gè)重大的風(fēng)險(xiǎn)，那就是:一旦主動(dòng)式冷卻的冷卻系統(tǒng)失效，則整個(gè)裝備很快便無法運(yùn)作，甚至產(chǎn)生故障而操受龐大損失，甚或危及生命或財(cái)產(chǎn)的安全。
[0005]現(xiàn)有習(xí)知的被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)雖無上述主動(dòng)式冷卻系統(tǒng)的缺點(diǎn)，但自由對流的冷卻效果較差，散熱效率通常不及主動(dòng)式冷卻系統(tǒng)的十分之一。
[0006]因此，如何發(fā)展出一種成本便宜、風(fēng)險(xiǎn)低、且又能大幅提高散熱效率的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，便成為現(xiàn)今冷卻【技術(shù)領(lǐng)域】、整個(gè)電子電機(jī)產(chǎn)業(yè)、乃至整個(gè)科技產(chǎn)業(yè)一個(gè)重要的發(fā)展創(chuàng)新的題目與方向。
[0007]有鑒于上述現(xiàn)有的被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)存在的缺陷，而提供一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其包括結(jié)合為被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的多支導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管外部并可設(shè)置外護(hù)管。具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)具有可簡單建置、方便使用及不需額外能源、成本低等優(yōu)點(diǎn)，并可將固設(shè)于外護(hù)管之內(nèi)或下方的熱源所產(chǎn)生的熱流，迅速的自被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)遠(yuǎn)離熱源，達(dá)到使熱源能夠迅速降溫的功效。
[0009]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其包括:外護(hù)管，其為直立的中空管體，并具有向上的上開口及向下的下開口 ；以及多支導(dǎo)流管，固設(shè)于外護(hù)管之內(nèi)，形成被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)，其中每一導(dǎo)流管為中空管體，并具有向上的第一開口及向下的第二開口，且第一開口是高于第二開口。
[0010]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其包括有多支導(dǎo)流管，形成被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)，每一導(dǎo)流管為中空管體，并具有向上的第一開口及向下的第二開口，且第一開口是高于第二開口。
[0011]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0012]前述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)流管是直立設(shè)置。
[0013]前述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)流管是斜向設(shè)置。
[0014]前述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)流管是直立設(shè)置或斜向設(shè)置。
[0015]前述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其中熱源固設(shè)于該外護(hù)管內(nèi)部接近該下開口的位置，并不與所述導(dǎo)流管相接觸，且該熱源的熱流是由所述第二開口流入，并自所述第一開口流出。
[0016]前述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，是直立固設(shè)于熱源的上方，且該熱源的熱流是由該下開口流入，并流經(jīng)所述第二開口，再自所述第一開口流出。
[0017]前述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，是直立固設(shè)于熱源的上方，且該熱源的熱流是由所述第二開口流入，并自所述第一開口流出。
[0018]前述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其中該熱源的溫度是高于環(huán)境溫度。
[0019]前述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其中該外護(hù)管內(nèi)與該下開口相鄰的內(nèi)表面是具有擾流結(jié)構(gòu)。
[0020]前述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其中該下開口進(jìn)一步設(shè)置網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0021]借由本發(fā)明的實(shí)施，至少可以達(dá)到下列進(jìn)步功效:
[0022]1、不需輸入額外能量，不會(huì)提高使用成本；
[0023]2、可簡單建置，并方便使用；及
[0024]3、迅速將熱源所產(chǎn)生的熱流傳導(dǎo)遠(yuǎn)離熱源，確保熱源的功能穩(wěn)定，并增加其使用壽命。
[0025]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1A是本發(fā)明實(shí)施例的一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)剖視圖。
[0027]圖1B是本發(fā)明實(shí)施例的一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)仰視圖。
[0028]圖1C是本發(fā)明實(shí)施例的一種導(dǎo)流管位置剖視圖。
[0029]圖1D是本發(fā)明實(shí)施例的另一種導(dǎo)流管位置剖視圖。
[0030]圖1E是本發(fā)明實(shí)施例的又一種導(dǎo)流管位置剖視圖。
[0031]圖2A是本發(fā)明實(shí)施例的另一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)側(cè)面視圖。
[0032]圖2B是圖2A的部份剖視圖。
[0033]圖2C是圖2A的仰視圖。
[0034]圖3A是本發(fā)明實(shí)施例的又一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的剖視圖。
[0035]圖3B是本發(fā)明實(shí)施例的再一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)剖視圖。
[0036]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)對熱源的熱流進(jìn)行傳導(dǎo)剖視圖。
[0037]圖5A是本發(fā)明實(shí)施例的另一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)對熱源的熱流進(jìn)行傳導(dǎo)剖視圖。
[0038]圖5B是本發(fā)明實(shí)施例的又一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)對熱源的熱流進(jìn)行傳導(dǎo)剖視圖。
[0039]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的一種外護(hù)管內(nèi)表面具有擾流結(jié)構(gòu)的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)剖視圖。
[0040]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的一種外護(hù)管下開口設(shè)置有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的仰視圖。
[0041]【主要元件符號說明】
[0042]100:具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng) 10:外護(hù)管
[0043]11:上開口12:下開口
[0044]20:導(dǎo)流管20’:被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)
[0045]21:第一開口22:第二開口
[0046]30:熱源40:擾流結(jié)構(gòu)
[0047]50:網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)H:熱流
【具體實(shí)施方式】
[0048]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0049]如圖1A所示，本實(shí)施例為一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)100，其包括:外護(hù)管
10;以及多支導(dǎo)流管20，所述導(dǎo)流管20并是形成被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)20’。
[0050]如圖1B所示，為如圖1A所示本實(shí)施例的一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)100的仰視圖，亦可以看出，導(dǎo)流管20是排列于外護(hù)管10內(nèi)的中空管體。
[0051]如圖1A及圖1B所示，外護(hù)管10，為直立的中空管體，并具有向上的上開口 11及向下的下開口 12。外護(hù)管10的形狀可以不限定，僅需為直立的中空管體即可，必要時(shí)，外護(hù)管10可以選用耐熱、耐耗損、不易受環(huán)境條件(如濕氣等)影響而毀損的材質(zhì)。
[0052]同樣如圖1A及圖1B所示，多支導(dǎo)流管20固設(shè)于外護(hù)管10之內(nèi)，并形成被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)20’，其中每一導(dǎo)流管20為口徑與長度皆小于外護(hù)管10的中空管體，每一導(dǎo)流管20并具有向上的第一開口 21及向下的第二開口 22。
[0053]如圖1A及圖1B所示，導(dǎo)流管20是可以直立設(shè)置于外護(hù)管10之內(nèi)，且每一導(dǎo)流管20的第一開口 21是高于第二開口 22。在實(shí)際導(dǎo)熱應(yīng)用時(shí)，熱流H由第二開口 22流入，并由第一開口 21流出，且導(dǎo)流管20的結(jié)構(gòu)可以使第一開口 21流出的熱流H不易回流至第二開口 22附近。
[0054]如圖1C至圖1E所示，導(dǎo)流管20在外護(hù)管10內(nèi)的位置并無特殊限定。如圖1C及圖1D所示，導(dǎo)流管20是可以完全包覆于外護(hù)管10之內(nèi)，圖1D所示的導(dǎo)流管20其第一開口 21并與外護(hù)管10的上開口 11等高。而如圖1E所示，導(dǎo)流管20也可以伸出外護(hù)管10的上開口 11之外。
[0055]如圖2A至圖2C所示，具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)100，其包括有多支導(dǎo)流管20，形成被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)20’，每一導(dǎo)流管20為中空管體，并具有向上的第一開口 21及向下的第二開口 22，且第一開口 21是高于第二開口 22。
[0056]如圖2A至圖2C所示，具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)100，可以僅為多支導(dǎo)流管20所結(jié)合形成，無須包覆于外護(hù)管10之內(nèi)，同樣具有對熱流H產(chǎn)生導(dǎo)流的功效。
[0057]如圖3A所示，導(dǎo)流管20是亦可以斜向設(shè)置于外護(hù)管10之內(nèi)，且每一導(dǎo)流管20的第一開口 21是高于第二開口 22。
[0058]如圖3B所示，又可以在外護(hù)管10之內(nèi)，一部份導(dǎo)流管20直立設(shè)置，一部份導(dǎo)流管20斜向設(shè)置,且每一導(dǎo)流管20的該第一開口 21是高于第二開口 22。
[0059]亦即，如圖1A至圖3B所示，導(dǎo)流管20的排列方式，并無特殊限定，僅需使第一開口 21高于第二開口 22即可，也就是說，熱流H流入導(dǎo)流管20的位置低于熱流H流出導(dǎo)流管20的位置。
[0060]如圖4所示，熱源30可以固設(shè)于外護(hù)管10內(nèi)部接近下開口 12的位置，熱源30可以不與外護(hù)管10或所述導(dǎo)流管20相接觸，且熱源30的熱流H是由所述導(dǎo)流管20的第二開口 22流入，并自所述導(dǎo)流管20的第一開口 21流出。
[0061]如圖5A及圖5B所示，具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)20’的冷卻系統(tǒng)100是直立固設(shè)于熱源30的上方，亦即，如圖5A所示，熱源30可以固設(shè)于外護(hù)管10外部接近下開口 12的位置，熱源30的熱流H是由外護(hù)管10的下開口 12流入，并流經(jīng)所述導(dǎo)流管20的第二開口 22，再自所述導(dǎo)流管20的第一開口 21流出?；蛘呷鐖D5B所示，熱源30可以固設(shè)于導(dǎo)流管20的下方，熱源30的熱流H是由導(dǎo)流管20的第二開口 22流入，并自導(dǎo)流管20的第一開口 21流出。
[0062]如圖4至圖5B所示的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)100對熱源30散熱的方式，是利用史塔克效應(yīng)(Stack effect)，借由溫度高于具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)100處的環(huán)境溫度的熱源30，加熱熱源30周圍的流體(本實(shí)施例中流體為空氣)，使流體升溫進(jìn)而造成密度變化。因?yàn)楦邷亓黧w的密度明顯低于低溫流體的密度，使得高溫流體經(jīng)由所述導(dǎo)流管20的開放的管狀結(jié)構(gòu)引導(dǎo)而離開熱源30，并將其他低溫流體引流入原來高溫流體所在的位置，此種引導(dǎo)式的流體對流較流體的自然對流的速度增快，因而增加了對熱源30的熱傳導(dǎo)系數(shù)，可以使熱源30達(dá)成有效的快速冷卻的功效。
[0063]如圖6所示，外護(hù)管10內(nèi)與下開口 12相鄰的內(nèi)表面是可以具有擾流結(jié)構(gòu)40，用以增加散熱效率。擾流結(jié)構(gòu)40的設(shè)置，可以提升具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)20’的冷卻系統(tǒng)100在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，使熱源30表面的流體生成紊流，增加熱源30的散熱速度以增加其散熱效率。
[0064]如圖7所示，外護(hù)管10的下開口 12可以進(jìn)一步設(shè)置網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)50。增加網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)50的設(shè)置，與擾流結(jié)構(gòu)40的設(shè)置相同，同樣具有使熱源30表面的流體生成紊流，而可以提升具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)100在實(shí)際應(yīng)用時(shí)對熱源30的散熱效率。
[0065]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于其包括: 外護(hù)管，其為直立的中空管體，并具有向上的上開口及向下的下開口 ；以及 多支導(dǎo)流管，固設(shè)于該外護(hù)管之內(nèi)，形成該被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)，其中每一該導(dǎo)流管為中空管體，并具有向上的第一開口及向下的第二開口，且該第一開口是高于該第二開口。
2.一種具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于其包括有多支導(dǎo)流管，結(jié)合形成該被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)，每一該導(dǎo)流管為中空管體，并具有向上的第一開口及向下的第二開口，且該第一開口是高于該第二開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中所述導(dǎo)流管是直立設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中所述導(dǎo)流管是斜向設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中所述導(dǎo)流管是直立設(shè)置或斜向設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中熱源固設(shè)于該外護(hù)管內(nèi)部接近該下開口的位置，并不與所述導(dǎo)流管相接觸，且該熱源的熱流是由所述第二開口流入，并自所述第一開口流出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于是直立固設(shè)于熱源的上方，且該熱源的熱流是由該下開口流入，并流經(jīng)所述第二開口，再自所述第一開口流出。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于是直立固設(shè)于熱源的上方，且該熱源的熱流是由所述第二開口流入，并自所述第一開口流出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8的任一權(quán)利要求所述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中該熱源的溫度是高于環(huán)境溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中該外護(hù)管內(nèi)與該下開口相鄰的內(nèi)表面是具有擾流結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有被動(dòng)排熱結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中該下開口進(jìn)一步設(shè)置網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H05K7/20GK104427829SQ201310400408
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】鐘德元, 張佐鴻 申請人:中央大學(xué)