散热系统 【技术领域】
本发明涉及一种散热系统(heat-dissipating system)，且特别是涉及一种具有泵(pump)以推动热交换流体(heat-exchanging fluid)的散热系统。
背景技术
近年来随着电脑科技的突飞猛进，使得电脑的运作速度不断地提高，并且电脑主机内部的电子元件(electronic element)的发热功率(heat generationrate)也不断地攀升。为了预防电脑主机内部的电子元件过热，而导致电子元件发生暂时性或永久性的失效，所以提供足够的散热效能至电脑内部的电子元件将变得非常重要。
以中央处理单元(central processing unit，CPU)为例，中央处理单元在高速运作之下，当中央处理单元的本身的温度一旦超出其正常的工作温度范围时，中央处理单元极有可能会发生运算错误，或是暂时性地失效，如此将导致电脑主机当机。此外，当中央处理单元的本身的温度远远超过其正常的工作温度范围时，甚至极有可能损坏中央处理单元内部的电晶体，因而导致中央处理单元永久性失效。
因此，电脑主机板上的主要电子元件，例如中央处理单元，通常需要散热系统(heat-dissipating system)来加以散热。现有散热系统包括一马达驱动泵(motor-driven pump)、一流道(pipeline)与一热交换流体。马达驱动泵具有一壳体、一活塞、一马达与一传动机构。马达驱动泵的运作原理为通过马达的旋转以带动传动机构(包括一偏心轮与一连杆机构)，使得传动机构驱动活塞在壳体内作往复运动。热交换流体(例如为水)通过马达驱动泵的作用而流动于流道上。此外，部分流道热耦接一电子元件。因此，热交换流体可将电子元件运作时所产生的热带离。
然而，马达的体积较大，马达运转时的噪音较大，且传动机构使用日久会造成壳体内的热交换流体渗漏。因此，现有的散热系统实有改进的必要。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种散热系统，其所占空间较小、噪音较小且热交换流体不易渗漏。
本发明提出一种散热系统，适于对于一热源(heat source)进行散热。散热系统包括一电磁驱动往复式泵(electromagnetic driven piston pump)、一流道与一热交换流体。电磁驱动往复式泵包括一壳体(casing)、一磁性中空活塞(magnetic hollow piston)与一电磁装置(electromagnetic device)。壳体具有一入口(inlet)、一出口(outlet)与一第一止回阀(non-return valve)，且第一止回阀配置于入口。磁性中空活塞配置于壳体内且适于在入口与出口之间沿着一轴向(axis)作往复移动。磁性中空活塞具有一沿着此轴向延伸的贯孔(through hole)与一第二止回阀，且第二止回阀配置于贯孔。电磁装置配置于壳体且适于驱动磁性中空活塞作往复移动。当磁性中空活塞由入口移动至出口时，第一止回阀开启且第二止回阀关闭。当磁性中空活塞由出口移动至入口时，第一止回阀关闭且第二止回阀开启。流道连接入口与出口且配置于壳体外，并且部分流道热耦接(thermally coupled to)热源。热交换流体流动于流道上与壳体内。
在本发明的一实施例中，上述的散热系统更包括一均温板(uniformtemperature plate)。流道穿过均温板，且均温板热耦接热源。此外，热源包括一电路板与一电子元件。电子元件配置于且电连接于电路板，并且均温板配置于电路板且邻近电子元件。另外，散热系统更包括一散热器(heat sink)，其具有一热耦接均温板的底座(base)与多个热耦接底座的鳍片(fin)。这些鳍片由底座以远离均温板的方向延伸。再者，散热系统更包括一热电元件(thermoelectric element)，配置于散热器与均温板之间且具有一热端(hotside)与一冷端(cold side)。热端热耦接底座，且冷端热耦接均温板。
在本发明的一实施例中，上述的散热系统更包括一高压控制单元(highpressure control unit)、一散热单元(heat-dissipating unit)与一低压控制单元(low pressure control unit)。流道依序连接出口、高压控制单元、散热单元、低压控制单元与入口，且位于入口与低压控制单元之间的部分流道热耦接热源。
在本发明的一实施例中，上述热交换流体为水、酒精、或冷媒。
由于本发明的实施例的散热系统的电磁驱动往复式泵是通过电磁装置驱动磁性中空活塞。因此，与现有技术相较，电磁装置的体积较小使得散热系统所占据的空间较小且电磁装置驱动磁性中空活塞所产生的噪音较小。此外，由于本发明的实施例的散热系统的电磁驱动往复式泵不采用传统的传动机构的驱动方式，所以电磁驱动往复式泵可避免壳体内部的热交换流体渗漏。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
图1A绘示本发明第一实施例的一种散热系统的示意图；
图1B绘示图1A的流道穿过均温板的示意图；
图1C绘示本发明第一实施例的另一种散热系统的示意图；
图2绘示本发明第二实施例的一种散热系统的示意图；
图3A绘示本发明第三实施例的一种散热系统的示意图；
图3B绘示图3A的热电元件地示意图；
图4绘示本发明第四实施例的一种散热系统的示意图；
图5绘示本发明第五实施例的一种散热系统的示意图。
主要元件符号说明
20：热源
22、22’：电路板
24：电子元件
200、200’、300、400、500、600：散热系统
210：电磁驱动往复式泵
212：壳体
212a：入口
212b：出口
212c：第一止回阀
214：磁性中空活塞
214a：贯孔
214b：第二止回阀
214c：本体
214d：磁铁
216：电磁装置
216a：电磁线圈
220、220’：流道
230：热交换流体
240、240’：均温板
250、250’：散热器
252、252’：底座
254、254’：鳍片
260：热电元件
262：热端
264：冷端
266：N型半导体
268：P型半导体
270：高压控制单元
280：散热单元
290：低压控制单元
A：轴向
C：直流电流
【具体实施方式】
[第一实施例]
请参考图1A，其绘示本发明第一实施例的一种散热系统的示意图。本实施例的散热系统200适于对于一热源20进行散热，热源20例如包括一电路板22与一电子元件24，电子元件24(例如为集成电路芯片或发光二极管芯片)配置于且电连接于电路板22。散热系统200包括一电磁驱动往复式泵210、一流道220与一热交换流体230。
电磁驱动往复式泵210包括一壳体212、一磁性中空活塞214与一电磁装置216。壳体212具有一入口212a、一出口212b与一第一止回阀212c，且第一止回阀212c配置于入口212a。磁性中空活塞214配置于壳体212内且适于在入口212a与出口212b之间沿着一轴向A作往复移动。磁性中空活塞214具有一沿着此轴向A延伸的贯孔214a与一第二止回阀214b，且第二止回阀214b配置于贯孔214a。在本实施例中，磁性中空活塞214包括一本体214c与两磁铁214d。贯孔贯穿本体214c，且这些磁铁214d分别配置于本体214c的相对两端并且分别环绕贯孔214a的相对两端。
详言之，本实施例的贯孔214a的相对两端分别对准入口212a与出口212b。换言之，壳体212的入口212a、贯孔214a与壳体212的出口212b是沿着轴向A而排列，且第二止回阀214b配置于贯孔214a的邻近出口212b的那一端。此外，电磁装置216配置于壳体212且适于驱动磁性中空活塞214作往复移动。在本实施例中，电磁装置216包括两电磁线圈(coil)216a，其分别邻近于壳体的入口212a与出口212b，且配置于壳体212外。另外，流道220连接入口212a与出口212b且配置于壳体212外，并且部分流道220热耦接热源20。热交换流体230(例如为水、酒精、或冷媒)流动于流道220上与壳体212内。
图1B绘示图1A的流道穿过均温板的示意图。请参考图1A与图1B，在本实施例中，散热系统200更包括一均温板240。流道220穿过均温板240，且均温板240热耦接热源20。进言之，均温板240配置于电路板22上且邻近电子元件24。
以下将针对散热系统200的运作过程作说明。请再参考图1A，包括两电磁线圈216a的电磁装置216可负载电流以产生作用于磁性中空活塞214的磁场。当磁性中空活塞214受一磁场作用而由入口212a移动至出口212b时，壳体212的第一止回阀212c开启且磁性中空活塞214的第二止回阀214b关闭，使得壳体212内的热交换流体230被磁性中空活塞214推动而经由出口212b离开壳体212的内部。当磁性中空活塞214受另一磁场作用而由出口212b移动至入口212a时，第一止回阀212c关闭且第二止回阀214b开启，使得壳体212内的热交换流体230由邻近入口212a处的空间流动至邻近出口212b处的空间。因此，热交换流体230流动于流道220上，并将热源20传递至均温板240的热带离。
由于本实施例的散热系统200的电磁驱动往复式泵210是通过电磁装置216驱动磁性中空活塞214。因此，与现有技术相较，电磁装置216的体积较小使得散热系统200所占据的空间较小，且电磁装置216驱动磁性中空活塞214所产生的噪音较小。此外，由于本实施例的散热系统200的电磁驱动往复式泵210不采用传统的传动机构的驱动方式，所以电磁驱动往复式泵210可避免壳体212内部的热交换流体230渗漏。
图1C绘示本发明第一实施例的另一种散热系统的示意图。请参考图1A与图1C，散热系统200’与散热系统200的主要不同之处在于，均温板240’是配置于电路板22’内。换言之，均温板240’嵌入电路板22’内，或均温板240’内建于电路板22’。在此必须说明的是，以下的实施例仅以均温板240配置于电路板22上为例说明。
[第二实施例]
请参考图2，其绘示本发明第二实施例的一种散热系统的示意图。与第一实施例的散热系统200相较，散热系统300更包括一散热器250。散热器250具有一热耦接均温板240的底座252与多个热耦接底座252的鳍片254。这些鳍片254由底座252以远离均温板240的方向延伸。因此，散热系统300的散热效率(heat dissipation efficiency)得以提升。
[第三实施例]
请参考图3A，其绘示本发明第三实施例的一种散热系统的示意图。与第一实施例的散热系统200相较，散热系统400更包括一热电元件260，其配置于均温板240上。热电元件260具有一热端262与一冷端264，且冷端264热耦接均温板240。
请参考图3B，其绘示图3A的热电元件的示意图。热电元件260包括多个N型半导体266与多个P型半导体268。这些N型半导体266与这些P型半导体268交错排列且依序电连接。当直流电流C依照图3B所示的方向通过热电元件260时，热电元件260的热端262发热，且其冷端264吸热。热电元件260的优点为体积小、无噪音、无环保公害(不使用冷煤)、寿命长且无方向的限制(可倒立或侧立使用)。
[第四实施例]
请参考图4，其绘示本发明第四实施例的一种散热系统的示意图。与第三实施例的散热系统400相较，散热系统500更包括一散热器250’。散热器250’具有一热耦接均温板240的底座252’与多个热耦接底座252’的鳍片254’。这些鳍片254’由底座252’以远离均温板240的方向延伸。此外，热电元件260配置于散热器250’与均温板240之间。
[第五实施例]
请参考图5，其绘示本发明第五实施例的一种散热系统的示意图。与第一实施例的散热系统200相较，散热系统600更包括一高压控制单元270、一散热单元280与一低压控制单元290。流道220’依序连接出口212b、高压控制单元270、散热单元280、低压控制单元290与入口212a。位于入口212a与低压控制单元290之间的部分流道220’热耦接热源20。
以下将针对散热系统600的运作过程作说明。当热交换流体230离开电磁驱动往复式泵的出口212b而流向高压控制单元270时，热交换流体230具有一第一压力值与一第一温度值。当热交换流体230离开高压控制单元270而流向散热单元280时，热交换流体230可呈现液态且具有一第二压力值与一第二温度值，其中第二压力值大于第一压力值且第二温度值大于第一温度值。换言之，经过高压控制单元270后的热交换流体230的温度上升且压力增加。当呈现液态的热交换流体230经过散热单元280(例如包括多个鳍片)时，热交换流体230将热传递至散热单元280进而传递至外界环境。
当热交换流体230离开散热单元280而流向低压控制单元290时，热交换流体230可呈现液态且具有一第三压力值与一第三温度值。当热交换流体230离开低压控制单元290而流向均温板240时，热交换流体230具有一第四压力值与一第四温度值，其中第四压力值小于第三压力值且第四温度值小于第三温度值。换言之，经过低压控制单元290后的气态热交换流体230的温度下降且压力降低。当热交换流体230经过均温板240时，热交换流体230将吸热而将均温板240所传递的热带离。
综上所述，本发明的实施例的散热系统至少具有以下其中之一的优点：
一、由于本发明的实施例的散热系统的电磁驱动往复式泵是通过电磁装置驱动磁性中空活塞。因此，与现有技术相较，电磁装置的体积较小使得散热系统所占据的空间较小。
二、由于本发明的实施例的散热系统的电磁驱动往复式泵是通过电磁装置驱动磁性中空活塞。因此，电磁装置驱动磁性中空活塞所产生的噪音较小。
三、由于本发明的实施例的散热系统的电磁驱动往复式泵不采用传统的传动机构的驱动方式，所以电磁驱动往复式泵可避免壳体内部的热交换流体渗漏。
虽然以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。