专利名称：热交换单元、热交换装置及应用其的密闭式电器设备的制作方法
技术领域：
本发明关于一种热交换装置及其热交换单元。
背景技术：
随着电子产品朝向高性能发展，也造成电子产品的发热温度越来越高，因此散热已成为电子产品的重要课题之一。在密闭式电器设备中，通常会利用热交换装置来对密闭式电器设备内部作散热。图IA为传统热交换装置1的分解示意图，图IB为图IA所示热交换装置1的侧视剖面图。请参照图IA及图IB所示，热交换装置1是由内循环风扇11、外循环风扇12以及热交换单元13设置在壳体14内，并由盖体15盖合所形成。其中，内循环风扇11与外循环风扇12分别设置在热交换单元13的上下两侧。因此，当内循环风扇11转动时密闭式电器设备内部的热空气会沿方向Il被导入壳体14，外循环风扇12转动则会将外部冷空气沿方向02导入壳体14。而内部热空气与外部冷空气沿着不同方向II、02进入壳体14内的热交换单元13后，借由热交换单元13的通道壁面进行热交换。由方向Il导入使得的热空气经过热交换单元13的热交换作用转变为冷空气，再沿方向12回到密闭式电器设备内部；由方向02导入的外部冷空气则经过热交换单元13的热交换作用转变为热空气，再沿方向01 导出至外部。借由热交换单元13的热交换，可对密闭式电器设备产生散热的功效。然而，当密闭式电器设备的体积所小时，热交换装置1的体积亦须随之缩小，造成热交换单元13的体积缩小而影响散热的功效。再者，由于壳体14的入出风口与热交换单元 13的入出风口成近乎直角的角度，因此内循环风扇11及外循环风扇12只能选用离心扇，离心扇除了风量较低之外，亦有噪音较大的缺点。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种热交换装置及其热交换单元。热交换装置具有一壳体，热交换单元置于该壳体中。热交换单元包括一第一风口、一第二风口、一第三风口以及及一第四风口 ；第一及第二风口组成一第一通道；第三及第四风口组成一第二通道；第一及第二通道为交错设置且以至少一散热片彼此间隔。在本发明一实施例中，其中热交换单元的至少一风口呈一斜面使得该风口的面积大于该对应通道的截面积。在本发明一实施例中，其中热交换单元一端的一风口可分为至少二个次风口，二次风口位于不同平面上。本发明的热交换装置还包括一内循环风扇及外循环风扇，分别对应设置在该第一风口及该第三风口，以控制该第一及第二通道的气流流向。第一风口及该第三风口并不限于为入风口或出风口，可依实际需求选用。在本发明中，第一通道与该第二通道为交错设置且互不导通。该第一通道与该第二通道之间以至少一散热片间隔。
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由于本发明的热交换单元的至少一风口呈一斜面，因此可选用尺寸较大的内循环风扇或外循环风扇，此内/外循环风扇可选用功率较大的轴流扇。本发明的密闭式电器设备应用上述的热交换装置可使电器设备内部的废热经由热交换装置排出而不与电器设备外部的空气进行对流。
图IA为传统热交换装置的分解示意图；图IB为图IA所示的热交换装置的侧视剖面图；图2为本发明第一实施例的热交换装置应用到密闭式电器设备的侧面剖视图；图3A、图;3B及图3C分别为本发明第一实施例的热交换装置的前视图、侧视图以及后视图；图4A及图4B分别为应用于本发明第一实施例的热交换装置的热交换单元的不同视角的示意图；图5为应用本发明第二实施例的热交换装置的密闭式电器设备的侧面剖视图；图6A、图6B及图6C分别为本发明第二实施例的热交换装置的前视图、侧视图以及后视图；以及图7A及图7B分别为应用于本发明第二实施例的热交换装置的热交换单元的不同视角的示意图。主要元件符号说明1、2、3热交换装置11、21、31内循环风扇12、22、32外循环风扇13、23、33热交换单元14,24,34 壳体15 盖体II、12内循环方向01、02外循环方向231、331、241、341 内循环入风口232、332、242、342 内循环出风口233、333、243、343 外循环出风口234、334a、334b、244、344 外循环入风口a、al密闭式电器设备b电子装置c密闭式机壳DUdl 宽度D2、d2、D3、d3 厚度L 长度
具体实施例方式以下将参照相关附图，说明依本发明第一实施例的密闭式电器设备、热交换装置及热交换单元，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。图2表示本发明第一实施例的热交换装置2应用于密闭式电器设备a的侧面剖视图。密闭式电器设备a可为伺服器或其他大型密闭式电器。密闭式电器设备a包括一电子组件b以及一机壳C。电子组件b设置在机壳c中并且在运作时会产生热。本发明第一实施例的热交换装置2包括一内循环风扇21、一外循环风扇22、一热交换单元23以及一壳体对。热交换装置2将电子组件b运作时所产生废热交换至机壳c外部，且不使密闭式电器设备a与外部的空气进行对流。热交换装置2至少部份位于机壳c内或贴附于机壳c夕卜， 亦可部份设置在机壳c内并部份外露于机壳C。在本实施例中，热交换装置2完全设置在机壳c内，但不以此为限。图3A、图;3B及图3C分别为本发明第一实施例的热交换装置2的前视图、侧视图以及后视图。请一并参照图2，壳体对朝向机壳c内的方向具有一内循环入风口 241以及一内循环出风口 242。壳体对朝向机壳c外的方向具有一外循环入风口 244以及一外循环出风口对3。热交换单元23装设到壳体M中并与壳体M配合形成一内循环通道以及一外循环通道。热交换装置2的内循环风扇21以及外循环风扇22位于热交换单元23的不同侧。 密闭式电器设备a内部的热空气经内循环风扇21由内循环入风口 241以Il的方向进入热交换装置2中的热交换单元23进行热交换，经冷却后的空气由12的方向经内循环出风口 242离开热交换装置2并回到密闭式电器设备a之中。密闭式电器设备a外部的冷空气经外循环风扇22由外循环入风口 M4以02方向进入热交换装置2中的热交换单元23进行热交换，吸热后的空气由外循环出风口 243以01方向离开热交换装置2并散发至外界。如图;3B所示，热交换装置2的体积需对应前述密闭式电器设备a的体积，因此厚度Dl受限于密闭式电器设备a能够提供的空间，然而为维持一定的散热功率，内循环风扇 21需选用较大直径者，为了不受限于厚度D1，内循环入风口 241为一斜面，使其宽度D2大于厚度D1。同样为了使外循环风扇22可选用较大直径，外循环入风口 244亦为一斜面，使其宽度D3大于厚度D1。图3A及图3C所示的内循环风扇21及外循环风扇22优选为轴流扇，但不以此为限。在图2中，内循环为Il往12且外循环为02往01。实际应用时可改变循环风扇的设置位置、叶片构形或旋转方向使得内循环为12往Il或外循环为01往02。改变风扇的位置、旋转方向或改变气流的方向并不背离本发明的精神。图4A及图4B为本发明第一实施例的热交换装置2的热交换单元23的不同视角的示意图。请一并参照图3B，热交换单元23大体上以一金属壳体制成，其厚度dl对应机壳厚度Dl，内循环入风口 231形成的平面的宽度d2对应入风口 241的宽度D-2且为一斜面， 入风口 234形成的平面的宽度d3对应壳体入风口 244的宽度D-3且为一斜面，热交换单元 23的长度为L。气流在热交换单元23内流动并进行热交换的截面积为dl*L、内循环入风口的面积为d2*L以及外循环入风口的面积为d3*L。由于入风口 231的宽度d2_大于热交换单元23的厚度dl且入风口 234的宽度d3-大于热交换单元23的厚度dl，因此入风口面积对气流流动的截面积比大于1。热交换单元23的入风口及出风口的面积大于热交换时流动的截面积可增进气流交换的效率。
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图5表示本发明第二实施例的热交换装置3应用于密闭式电器设备al的侧面剖视图。密闭式电器设备al包括一电子组件b以及一机壳C。热交换装置3位于机壳c内部且包括一内循环风扇31、一外循环风扇32、一热交换单元33以及一壳体34。与图2不同的是，图5所示的热交换装置3的内循环风扇31以及外循环风扇32位于热交换单元33的相同侧，且内循环风扇31贴附于壳体34并位于机壳c所构成的空间中。图6A、图6B及图6C分别为本发明第二实施例的热交换装置3的前视图、侧视图以及后视图。请一并参照图5，壳体34朝向机壳c内的方向具有一内循环入风口 341以及一内循环出风口 342。壳体对朝向机壳c外的方向具有一外循环入风口 344以及一外循环出风口 343。热交换单元33装设于壳体34中并与壳体34配合形成一内循环通道以及一外循环通道。密闭式电器设备al内部的热空气经内循环风扇31由内循环入风口 341以Il的方向进入热交换装置3中的热交换单元33进行热交换，经冷却后的空气由12的方向经内循环出风口 342离开热交换装置3并回到密闭式电器设备a之中。密闭式电器设备al外部的冷空气经外循环入风口 344以02方向进入热交换装置3中的热交换单元33进行热交换，吸热后的空气由外循环出风口 M3以01方向离开热交换装置3并散发至外界。如图6B所示，热交换装置3的体积需对应前述密闭式电器设备al的体积，因此厚度Dl受限于密闭式电器设备al能够提供的空间，然而为维持一定的散热功率，外循环风扇 32需选用较大直径者，为了不受限于厚度D1，外循环出风口 343为一斜面，使其宽度D2大于厚度D1，用于容置外循环风扇32。在图5中，内循环为Il往12且外循环为02往01。实际应用时可改变循环风扇的叶片构形或旋转方向使得内循环为12往I 1或外循环为01往02。改变风扇的位置、旋转方向或改变气流的方向并不背离本发明的精神。图7A及图7B为本发明第二实施例的热交换装置3的热交换单元33的不同视角的示意图。请一并参照图6B，热交换单元33大体上以一金属壳体制成，其厚度dl对应机壳厚度Dl。热交换单元33的外循环出风口 333形成的平面的宽度d2对应热交换单元33 的外循环出风口 343的宽度D2且为一斜面以增加出风口的面积。再者，为了增加出风面的面积，热交换单元33在对应机壳34的外循环入风口 344处的侧缘设有一入风口 334a，以及在对应入风口 344的下缘设有一入风口 3!Mb，入风口 33 与入风口 334b位于不同平面上。因此，入风口 33 及334b所形成的入风面面积较热交换单元23内气流流动的截面积大，可增进气流交换的效率。如图4A、图4B及图7A、7B所示的热交换单元23及33由多个内循环空隙层及多个外循环空隙层彼此交错堆叠而成。即，热交换单元23的内循环入风口 231及内循环出风口 232组成的通道与外循环入风口 234及外循环出风口 233组成的通道彼此交错且不导通； 热交换单元33的内循环入风口 331及内循环出风口 332组成的通道与外循环入风口 334a、 334b及外循环出风口 333组成的通道彼此交错且不导通。各通道间以散热片间隔且散热片可以是铝、铜或其他导热系数较高的材质。热交换单元23及33实际应用时的气流方向取决于对应使用的风扇所产生的气流风向并不限于上述实施态样的限制，只要其内循环及外循环不产生空气交换即可。综上所述，依据本发明的热交换装置及其热交换单元，其内循环及外循环不产生空气交换且至少一入/出风口形成的面积大于气体交换的截面积，因此可在同样的散热效能下可有效减少热交换装置的体积。再者，热交换单元的至少一入/出风口呈斜面，其面积不因热交换单元体积减少而缩小，故可选用较大尺寸的风扇以维持其散热效率，或是在达到相同散热效率的条件下，能够缩小热交换装置散热所需容积。 以上所述仅为举例，而非为限制。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，均应包括在本发明范围中。
权利要求
1.一种热交换单元，包括一第一风口及一第二风口，该第一风口及第二风口组成一第一通道； 一第三风口及一第四风口，该第三风口及第四风口组成一第二通道，该第二通道与该第一通道为交错设置且以至少一散热片彼此间隔；其中该至少一风口为一斜面使得该风口的面积大于该对应通道的截面积。
2.一种热交换单元，包括一第一入风口以及第一出风口 ；以及一第一通道，介于该第一入风口以及该第一出风口之间；其中该第一入风口成一斜面，使得该第一入风口的面积大于该第一通道的截面积。
3.根据权利要求2所述的热交换单元，其还包括 一第二入风口以及第二出风口 ；以及一第二通道，介于该第二入风口以及该第二出风口之间； 其中该第一通道与该第二通道为交错设置且互不导通。
4.根据权利要求3所述的热交换单元，其中该第一通道与该第二通道之间以至少一散热片间隔。
5.根据权利要求3所述的热交换单元，其还包括一第三出风口，该第三出风口与该第一通道导通且与该第一出风口位在不同平面上。
6.一种热交换装置，包括 一壳体；一内循环风扇，设置在该壳体内；以及一热交换单元，设置在该壳体内，包括一第一入风口以及一第二入风口，该第一入风口对应该壳体形成一斜面；其中该内循环风扇对应设置在该第一入风口。
7.一种热交换装置，包括 一壳体；一循环风扇，设置在该壳体内；以及一热交换单元，设置在该壳体内，包括一第一入风口以及一第二入风口，该第一入风口对应该壳体形成一斜面；其中该循环风扇对应设置在该第一入风口。
8.一种热交换装置，包括 一壳体；一内循环风扇，设置在该壳体内； 一外循环风扇，设置在该壳体内；一热交换单元，设置在该壳体内，包括一第一入风口以及一第二入风口，该内循环风扇对应设置在该第一入风口以及该外循环风扇对应设置在该第二入风口 ； 其中该第二入风口成一斜面。
9.根据权利要求7及8所述的热交换装置，其中该第一入风口以及该第二入风口所分别形成的二通道为交错设置且互不导通。
10.根据权利要求7及8所述的热交换装置，其中该二通道间以散热片间隔。
全文摘要
本发明公开一种热交换单元，该热交换单元的至少一风口成一斜面，使得该风口的面积大于该热交换单元的热交换截面积以增进热交换效率。本发明亦公开一种利用该热交换单元的热交换装置以及应用热交换装置的密闭式电器设备。
文档编号H05K7/20GK102159053SQ20101012234
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月12日 优先权日2010年2月12日
发明者汪则鑫, 涂雅森, 陈李龙, 黄建雄 申请人:台达电子工业股份有限公司