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散熱技術創新飛快 專利地圖全面解析(1)
新電子Oliver Chen / Rex Wang
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散熱技術的發展不僅為了解決電子設備過熱問題,同時也成為重要的減碳技術應用。有效的散熱技術可以提升能源利用效率,降低設備運行耗能,因此在減碳方面的應用愈加受到重視。

隨著全球氣候變遷問題日益嚴重,如何有效降低碳排放成為各行各業共同面臨的挑戰。在這樣的背景下,散熱技術的發展不僅僅是為了解決電子設備過熱問題,同時也成為了減碳策略中的重要技術。

有效的散熱技術可以提升能源利用效率,降低設備運行耗能,進而間接減少碳排放。隨著各國對環保要求的提升,以及消費者對綠色產品需求的增加,散熱技術在減碳方面的應用愈加受到重視。

本文旨在透過專利地圖的解析方法,系統性地研究散熱技術在減碳、提升熱效率領域的專利布局。專利地圖係作為技術創新和市場趨勢分析的重要工具,不僅可以揭示當前散熱技術的研發熱點和技術突破,還能幫助市場了解主要企業和研究機構在此領域的競爭策略和創新方向。透過對全球專利檢索系統(GPSS)關於台灣與中國的專利地圖的深入分析,筆者希望能夠識別出與減碳、提升熱效率有關的關鍵技術和潛在市場機會,提供有價值的參考資訊。

文中所謂散熱技術,是透過採用氣冷、液冷或其它方式的熱交換技術。將運行中的設備、居住環境所產生的高溫來進行降溫,以維持設備的適時運行溫度,以及舒適的居住環境。

雖然目前台灣與中國的專利資料庫已公開揭露存放著數十萬筆與「散熱」二字,有關的各方法、系統、裝置或元件或材質等專利技術文獻。但鑑於透過節能減碳方式來降低溫室效應,是目前世界各國的重要議題,故本文的專利地圖解析僅擷取與「減碳、提升熱效率」目的有關,台灣與中國的專利文獻來進行統計與分析。

專利年度趨勢分析

近年來關於散熱技術的專利年度趨勢發展軌跡當中,如圖1所示,可以發現在2012年的公開/公告的專利數量,達到最高峰(50件)。然而,從2012年以後至今,每年公開/公告的專利數量卻逐年走下坡,至2018年以後其發展相當穩定,足見散熱技術發展現況已是相當成熟的技術。

圖1 散熱技術專利年度趨勢

專利競爭公司解析

取排名前十名關於散熱技術的專利競爭公司,如圖2所示。可以發現台灣的新盛力科技的專利數量最多,共有10件。第二名則為台灣的奇鋐科技,共有7件。第三名則是中國的長興泛亞照明電器,共有4件。第四名則是台灣的樹德科技大學,有4件,第5名則是台灣的研能科技,共有3件。

圖2 前十名關競爭散熱技術專利的公司

台灣散熱技術應用專利

屋頂散熱器構造改良

台灣的TWI846286B專利來自建造金屬工業發明「屋頂散熱器構造改良」技術,採用至少包括一個安裝於屋頂散熱口外側處的外殼。該外殼至少包括提供該屋頂外側自然風流動用的導引通道,連通至導引通道處的橫向引流道。再從導引通道和橫向引流道下方交接位置近處開始,朝向橫向引流道近中間處,而呈傾斜向上設置的導板,以及位於二相鄰該導板間形成的進氣口。

進氣口係連通散熱口至橫向引流道,且橫向引流道和導引通道間為非平行狀,並使導引通道的下端氣口的水平高度,較導引通道的上端氣口的水平高度低。以達到安裝後的導引通道,傾斜斜度和相鄰該屋頂的傾斜斜度間的夾角小於90度(圖3)。

 

圖3 屋頂散熱器構造改良,TWI846286B專利案

具散熱構造的電池模組

新盛力科技的專利TWI813382B是具有散熱構造的電池模組,其包括複數個電池芯、一個電池固定架及散熱構造。散熱構造包括複數個熱容器、至少一個熱導板及至少一個集熱器。每個熱容器,插設在多個相鄰的電池芯的間隔之間。熱導板夾設在熱容器與電池芯間的空隙。集熱器設置在熱導板的兩端。

當電池模組運作時,熱容器用以儲存周邊電池芯充放電產生的熱量,且透過熱導板將熱量傳導至集熱器。熱量將會匯集至集熱器上,就能透過散熱構造帶走電池芯充放電時所產生的熱量。此設計可避免電池芯累積熱量,即可降低電池芯損壞的風險(圖4)。

 

圖4 具散熱構造的電池模組,TWI813382B專利案

屋頂散熱裝置

樹德科技大學發明的TW201900997A專利是散熱裝置,裝設於建築物的屋頂上,並包含一個空氣循環單元,及一個噴霧單元。空氣循環單元包括一個設置於屋頂上,且用來將室內空氣排出至室外的排氣機構,及至少一個位於該排氣機構相對下方的風扇。噴霧單元是用以產生水霧,並透過風扇將水霧向下吹送。

此裝置的應用原理,是利用風扇將噴霧單元產生的水霧往下吹送,使空間內熱空氣受到霧化水氣降溫後,冷空氣隨即下沉。熱空氣受到風扇的氣旋影響,以及降溫後的冷空氣推擠,會更快速地往上竄流,形成如同渦輪增壓的效益,更有效為目標的空間降溫(圖5)。

 

圖5 屋頂散熱裝置,TW201900997A專利案

LED燈具散熱鰭片

福而大企業的TW201727150A,是LED燈具散熱鰭片的組成結構,包含基座、鋁基板、複數散熱鰭片組及接頭。該基座具配備可放置變壓器的容槽,並與接頭組接。且於基座四周設有複數片體,並由兩個連接件組裝,結合基座與鋁基板,使基座與鋁基板之間形成有空隙。鋁基板另端連接有發光模組,而複數散熱鰭片組係環繞組設於鋁基板。

其中,散熱鰭片組係由兩個散熱鰭片及一個底板構成。底板面接觸於鋁基板,而散熱鰭片端邊接觸基座的片體。使燈具於使用狀態產生的熱源,能透過與鋁基板接觸的底板平均擴散傳導,並藉基座與鋁基板的空隙達成增進空氣對流的功效(圖6)。

圖6 LED燈具散熱鰭片,TW201727150A專利案

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