CN101311662A - 平板式蒸发器散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热系统，用以增进传统的热导管效能，并促进空间的有效利用，降低热导管的启动温度。该种散热系统包括一蒸发器、一蒸汽通道、一凝结区域和一冷凝物通道；其中该蒸汽通道有一端与该蒸发器相连，用以传送来自该蒸发器的一蒸汽；该凝结区域与该蒸汽通道的另一端相连，用以凝结该蒸汽为一冷凝物；该冷凝物通道则与该凝结区域与该蒸发器相连且其中具有一毛细结构，且该冷凝物通道与该蒸汽通道仅通过该蒸发器及该凝结区域相连接，该冷凝物是通过该冷凝物通道而返回到该蒸发器，并于该蒸发器中通过一外部热源将该冷凝物转化为另一蒸汽。

Description

平板式蒸发器散热系统

技术领域

本发明涉及一种散热系统，特别是涉及一种包含平板式蒸发器的热导管散热系统。

背景技术

热管理在各领域中都是一个必需面对而具挑战性的课题，如冻土的稳定、电子设备冷却与太空飞行器等等。在众多热管理的方法中，热导管(Heat Pipe)是一种常被应用的手段。热导管是一种双相热传导装置，可以高效率且有效的传导热能。

请参考图1，其为一公知的热导管装置的示意图。在图1中，该热导管1主要是由管壳11、毛细结构(Wick Structure)12和端盖13组成，其内部是维持在一低压状态，并置入适量的低沸点液体181，这种液体因其低沸点故容易蒸发。毛细结构由一毛细多孔材料构成，并依附于内管壁。热导管一端为蒸发端151，另外一端为冷凝端152，当热导管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发成为高压蒸气182，该蒸气182在压力差的趋动下流向另外一端，并且释放出热量并重新凝结成液体181，液体再沿该毛细多孔材料靠着毛细力的作用流回蒸发端，如此循环不止，热量即可由热导管的一端被传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。

传统的热导管构造其毛细结构分布于整个热导管内缘，其孔隙大小有一定的限制，其孔隙若是太小虽然可以增加毛细力，但同时也增加了液体流动的阻力，这个矛盾造成了传统热导管在性能提升上的一个障碍，同时毛细力的限制也造成热导管长度的限制；另外，由于传统热导管的毛细结构配置于整个热导管内缘，热加热于热导管时蒸发发生于内侧，当热负荷过大时，毛细结构内容易产生气泡而造成干化(Dry out)，而导致热传导的中断。

为克服上述传统热导管的缺陷，近年来业界发展出一改进的环路型热导管，其是将蒸汽与冷凝物通道设计为一环路。请参考图2，其为一公知的环路型热导管装置的示意图。在图2中，该热导管2包括蒸发器21、凝结区域23、补偿室25、蒸汽通道231和冷凝物通道233；其中该蒸发器21为一圆管，其内部包括有一管壁210、主毛细结构211、次毛细结构212、和冷凝物引道214，而其管壁210向内为一锯齿状，在和该主毛细结构211相接处形成一组轴向的蒸汽引道213；该冷凝物通道233延伸插入蒸发器内部的该主毛细结构211，并有一开口和包覆其周围的冷凝物引道214相通，该凝结区域23则和一如散热片的热沈93接触或靠近。

当该蒸发器21和一外部热源91接触或靠近时，其会吸收其热能，而导致其内部储存的冷凝物262蒸发为蒸汽261，并因为一压力差延该蒸汽通道231流出，而到达该凝结区域23时，受到该热沈93的影响而放出热能而再度凝结成冷凝物262，而在该蒸发器21内部的主毛细结构211中原有的冷凝物262蒸发后形成的弯月面，会产生毛细力而吸引该冷凝区23凝结的冷凝物262经由该冷凝物通道233回到蒸发器21，并经由间隔排列的该次毛细结构212与冷凝物引道214，均匀且有效率的散布至该主毛细结构211中，再次受到该外部热源91的影响而蒸发，而形成一循环。而该补偿室25则用以储存多余的冷凝物262，用以调结整个环路系统中于不同的外部热源91的强度下所需的工作流体量的多寡。

以上公知的热导管蒸发器皆为一圆柱型，其对于如电子芯片等平面热源，仍需转接元件将圆柱面转换成平面，以利平面热源的散热设计，如此的设计多了转接元件的不确定度，且增加热阻而影响热传导的效能。

为改进以上现有的热导管的缺陷，同时进一步提升散热装置的效能并降低热导管的启动温度，发明人提出本发明申请。

发明内容

本发明的目的是提供一种散热系统，用以增进传统的热导管效能，并降低热导管的启动温度，同时促进空间的有效利用。

根据本发明的构想，提出一种散热系统，其包括一蒸发器、一蒸汽通道、一凝结区域和一冷凝物通道，其中该蒸发器具有一第一毛细结构，该蒸汽通道有一端与该蒸发器相连，用以传送来自该蒸发器的一蒸汽，该凝结区域与该蒸汽通道的另一端相连，用以凝结该蒸汽为一冷凝物，该冷凝物通道则与该凝结区域与该蒸发器相连且其中具有一第二毛细结构，且该冷凝物通道与该蒸汽通道仅通过该蒸发器及该凝结区域相连接，该冷凝物是通过该冷凝物通道而返回到该蒸发器，并于该蒸发器中通过一外部热源将该冷凝物转化为另一蒸汽。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该蒸发器为一平板状壳室，该平板状壳室可由一上盖与一下盖组成。

较佳的，本发明所提供的散热系统，该冷凝区域形成的该冷凝物可通过该第一毛细结构与第二毛细结构具有的毛细力而被带回该蒸发器。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第一毛细结构具有二种以上的孔径(Pore Size)。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第一毛细结构是分布于该平板状壳室内部下盖靠近该外部热源的一侧，而该第一毛细结构中孔径较小的部分分布于该第一毛细结构靠近该平板状壳室的下盖上方，以提供更佳的毛细作用力。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第一毛细结构是分布于该平板状壳室内部的上下两侧，而该第一毛细结构中孔径较小的部分分布于该第一毛细结构靠近该平板状壳室的下盖上方。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该蒸发器包括一补偿室，其与该第一毛细结构中孔径较大的部分相邻，用以依所散热功率调整该冷凝物的数量。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该蒸发器包括一蒸汽引道，其与该第一毛细结构相邻并与该蒸汽通道相连，用以收集该第一毛细结构及其本身中产生的蒸汽至一蒸汽收集槽并传送至该蒸汽通道。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该蒸汽引道于该平板状壳室内部是分布于靠近该外部热源的一侧，并延伸于该第一毛细结构之间。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该蒸汽引道于该平板状壳室内部是分布于该第一毛细结构与壳室外缘之间，于并延伸于该第一毛细结构之间。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第二毛细结构分布于该冷凝物通道靠近该蒸发器的一端。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第二毛细结构可随延伸进入该蒸发器内部，而与该第一毛细结构相连接。

根据本发明的构想，提出又一种散热系统，其包括一平板状壳室、一蒸汽通道、一凝结区域和一冷凝物通道；其中该平板状壳室内部具有一第一毛细结构且该第一毛细结构具有二种以上的孔径；该蒸汽通道有一端与该平板状壳室相连，用以传送来自该平板状壳室的一蒸汽；该凝结区域与该蒸汽通道的另一端相连，用以凝结该蒸汽为一冷凝物；该冷凝物通道则与该凝结区域及该平板状壳室相连，且该冷凝物通道与该蒸汽通道仅通过该平板状壳室及该凝结区域而相连接，该冷凝物是通过该第一毛细结构与第二毛细结构具有的毛细力所趋使而经由该冷凝物通道而返回到该平板状壳室，并于该平板状壳室中通过一外部热源将该冷凝物转化为另一蒸汽。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第一毛细结构的孔径随该平板状壳室的平板的法线方向而改变。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第一毛细结构是分布于该平板状壳室内部靠近该外部热源的一侧，而该第一毛细结构中孔径较小的毛细结构，靠近该平板状壳室的下盖上方，以提供更佳的毛细作用力。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第一毛细结构是分布于该平板状壳室内部的上下两侧，而该第一毛细结构中孔径较小的毛细结构，靠近该平板状壳室的下盖上方。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该该平板状壳室包括一补偿室，其与该第一毛细结构中孔径较大的部分相邻，用以依所散热功率调整该冷凝物的数量。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该冷凝物通道内部具有一第二毛细结构。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第二毛细结构分布于该冷凝物通道靠近该平板状壳室的一端。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第二毛细结构可随延伸进入该平板状壳室内部，而与该第一毛细结构相接。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该平板状壳室包括一蒸汽引道，其与该第一毛细结构相邻并与该蒸汽通道相连，用以收集该第一毛细结构及其本身中产生的蒸汽并传送至该蒸汽通道。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该蒸汽引道于该平板状壳室内部是分布于该第一毛细结构与壳室外缘之间，并延伸于该第一毛细结构之间。

根据本发明的构想，提出又一种散热系统，其包括一蒸发器、一蒸汽通道、一凝结区域、和一冷凝物通道；其中该蒸发器内部具有一第一毛细结构且该第一毛细结构具有二种以上的孔径；该蒸汽通道其有一端与该平板状壳室相连，用以传送来自该平板状壳室的一蒸汽；该凝结区域与该蒸汽通道的另一端相连，用以凝结该蒸汽为一冷凝物；该冷凝物通道则与该凝结区域与该蒸发器相连且其内部具有一第二毛细结构；该冷凝物通道和该蒸汽通道仅通过该蒸发器及该凝结区域而相连接，该冷凝物是通过该第一毛细结构与第二毛细结构所具有的毛细力所趋使而经由该冷凝物通道而返回到该蒸发器，并于该蒸发器中通过一外部热源将该冷凝物转化为另一蒸汽。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第二毛细结构分布于该冷凝物通道靠近该蒸发器的一端。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该蒸发器为一平板状壳室。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该蒸发器内包括一蒸汽引道，其与该第一毛细结构相邻并与该蒸汽通道相连，用以收集该第一毛细结构及其本身中产生的蒸汽并传送至该蒸汽通道。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该蒸汽引道于该蒸发器内部是分布于该第一毛细结构与蒸发器的外壳之间，并延伸于该第一毛细结构之间。较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第一毛细结构为可产生毛细力的结构如金属网、金属烧结、陶瓷或塑料材料、管壁沟槽其中之一或其中任意数种的组合。。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该第二毛细结构为可产生毛细力的结构如金属网、金属烧结、陶瓷或塑料材料、管壁沟槽其中之一或其中任意数种的组合。

较佳的，本发明所提供的散热系统为一环路型热导管散热系统。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该凝结区域与与一外部冷凝装置相接。

较佳的，本发明所提供的散热系统，其中该外部冷凝装置为一散热片。

本发明与传统环路型热导管结构主要的差别在于以平板式蒸发器取代传统的圆柱形蒸发器，并将缓冲槽直接设置于该蒸发器中，以利于结构的单纯化与空间的易于运用，并且于冷凝物通道中在靠近蒸发器端设置一毛细结构，于该蒸发器内采用不同孔径的的多层次孔径结构，而得以大幅降低平板式蒸发器的启动温度。

在本发明中，设置于冷凝物通道中靠近蒸发器处的该毛细结构可以让冷凝物通道在靠近蒸发器处持续保持湿润并且利用其毛细力帮助冷凝物回流至蒸发器中，而大幅降低了散热系统的启动温度。

附图说明

图1为公知的一传统热导管装置的示意图。

图2A为公知的一环路型热导管装置的示意图。

图2B为图2A中的A-A剖视图。

图3A为本发明散热系统第一实施例的示意图。

图3B为图3A中的A-A剖视图。

图4A为本发明散热系统第二实施例的示意图。

图4B为图4A中的A-A剖视图。

图5为本发明一平板蒸发器环路型散热系统效果量测配置图。

图6为本发明一平板蒸发器环路型散热系统其冷凝物通道不加入一第二毛细结构，且当输入功率为15W时的温度量测情形。

图7为本发明一平板蒸发器环路型散热系统其冷凝物通道不加入一第二毛细结构，且当输入功率初始为35W而一小时后调至70W时其温度变化的情形。

图8为本发明一平板蒸发器环路型散热系统其冷凝物通道加入第二一毛细结构，且当输入功率为10W时的温度量测情形。

图9为本发明一平板蒸发器环路型散热系统其冷凝物通道加入一第二毛细结构，且当输入功率初始为35W而一小时后调至70W时其温度变化的情形。

图10A至图10I为本发明散热系统第三实施例的蒸发器组成示意图。

元件符号说明

1：一传统热导管

2：一公知的环路型热导管

3：本案第一实施例的散热系统

4：本案第二实施例的散热系统

5：一用于散热效能量测的平板蒸发器环路型散热系统

11：管壳                    12：毛细结构

13：端盖

151：蒸发端                 152：冷凝端

181：低沸点液体             182：蒸汽

210：管壁                   214：冷凝物引道

211：主毛细结构             212：次毛细结构

21、31、41、51：蒸发器

231、33、43、53：蒸汽通道

233、35、45、55：冷凝物通道

23、37、47、57：凝结区域

310：平板状壳槽

311：第一毛细结构           351：第二毛细结构

4113：第三毛细结构            4114：第四毛细结构

451：第五毛细结构

313、413：蒸汽引道

25、315、415：补偿室

91：外部热源                  93：外部热沈(Heat Sink)

261、361：蒸汽                262、362：冷凝物

61：圆平板式蒸发器

610：圆平板式蒸发器外壳

6101：蒸发器上盖              6102：蒸发器下盖

6105：接蒸汽通道开口          6106：接冷凝物通道开口

6111：第六毛细结构            6112：第七毛细结构6111

613：蒸汽引道                 6114：补偿室

61112：槽沟结构               61114：缺口

61122、61124：缺口            61126：缺槽

具体实施方式

本发明将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得本领域技术人员可以据以完成的，然本发明的实施并非可由下列实例而被限制其实施型态。

请参考图3，其为本发明散热系统的第一实施例的示意图。在图3中，一散热系统3包括一蒸发器31、一蒸汽通道33、一冷凝物通道35与一凝结区域37，其中蒸发器31为一平板状壳槽310，其由上下盖所组成，通常为一导热良好的金属合金所制成，其是用以与一外部热源91靠近或接触而承受其热能，其包括一第一毛细结构(WickStructure)311、一蒸汽引道313和一补偿室(Compensation Chamber)315，并于抽真空后注入一低压下易蒸发的液体以作为一冷凝物362；蒸汽引道313为一组相通的管道，其分布于第一毛细结构311和靠近外部热源91的壳槽壁之间，该蒸汽引道313可于下盖上或第一毛细结构311的下方，一体成型，用以收集冷凝物362受热后产生的一蒸汽361。

蒸汽通道33与蒸发器31相连，并与蒸汽引道313相连通，用以传送来自蒸发器31的蒸汽361；凝结区域37与蒸汽通道33的另一端相连，并靠近或接触例如散热片等的一外部热沈93(Heat Sink)，可使来自于蒸汽通道33的一蒸汽361放出热能而凝结为一液状的冷凝物362。

冷凝物通道35则连通凝结区域37与蒸发器31，其内部在靠近蒸发器31端具有一第二毛细结构351，该第二毛细结构351亦可延伸进入蒸发器31中而与第一毛细结构311相接触。凝结区域37所凝结的冷凝物362是通过冷凝物通道35而回到蒸发器31，而冷凝物362又将于蒸发器31中受热而蒸发为又一蒸汽361，而形成一循环，而该循环中通过液相与气相不停的交互转换，而持续将外部热源91的热能传导至外部热沈93。蒸发器31中的补偿室315则可用以储存适量的冷凝物362，用以针对不同的外部热源91的热负荷来调结整个系统中的冷凝物数量与气体压力，达到最佳的热传导效能。

在上述的循环中，其主要是依靠外部热源91所提供的热能与毛细结构311本身所具有的毛细力来驱动整个系统，当附着于毛细结构311上冷凝物362受热蒸发后，毛细结构311内所残留的孔隙将会因毛细力的作用而持续对冷凝物通道35的冷凝物362产生拉力，使其不断进入毛细结构311，而因为冷凝物362受热后于蒸引道313内产生蒸汽361，而导致蒸汽引道313中的压力较蒸汽通道33内部更高，而使蒸汽361则会因为该气压差而经由蒸汽引道313汇集而往蒸汽通道33移动，而在通过蒸汽通道33抵达凝结区域37中后受外部热沈93影响而释放热能而再度凝结为冷凝物362，再由毛细结构311所产生的毛细力将冷凝物362导引回蒸发器31内，形成一循环。

请参考图4，其为其为本发明散热系统的第二实施例的示意图，在图4中，一散热系统4包括一蒸发器41、一蒸汽通道43、一冷凝物通道45与一凝结区域47，其中蒸发器41为一平板状壳槽410，该平板状壳槽410由上下盖体所组成并与一外部热源91靠近或接触而承受其热能，其中包括一第三毛细结构4113与一第四毛细结构4114、一蒸汽引道413和一补偿室415，并于抽真空后注入一低压下易蒸发的液体以作为一冷凝物362。第三毛细结构4113分布于靠近蒸发器41受热面，而具有一较小的孔径，例如一般应用上其孔径大小可取约10μm左右，第四毛细结构4114则分布于远离蒸发器41受热面的一侧，而与补偿室415或冷凝物通道45相接，且具有一较大的孔径，例如一般应用上其孔径大小可取约100μm左右。蒸汽引道413为一组相通的管道，其分布于第三毛细结构4113和靠近外部热源91的壳槽壁之间，该蒸汽引道可设置于下盖上或第三毛细结构4113下方，用以收集冷凝物362受热后产生的蒸汽361。冷凝物通道45内部一样可安置一第五毛细结构451以保持冷凝物通道45湿润，并利用其毛细力协助冷凝物362回流至蒸发器41。

当一外部热源输入热量于蒸发器时，冷凝物362于蒸汽引道413内产生一蒸汽361并被引入蒸汽通道43内，蒸汽361通过凝结区域47时热量被带走并凝结回液态的冷凝物362，再经冷凝物通道45而回到蒸发器41内的第四毛细结构4114，最后再回到第三毛细结构4113受热而再次蒸发。第三毛细结构4113中冷凝物362蒸发后所产生的毛细力是驱动回路运转的主要力量，因此采用一孔径较小的毛细结构以产生较大的毛细力，而第四毛细结构4114则采较较大的孔径以到较小的流阻，且可以提供适当的毛细力以涵养冷凝物362，而使回路循环稳定。

由于第四毛细结构4114的较大孔径所具有的低流阻并涵养水分的特性，足以适当的取代补偿室415的功能，因此第四毛细结构4114亦可将的完全的分布于原补偿室415的区域，亦即蒸发器41内是由不同孔径的毛细结构所渐层填充，其中靠近外部热源91端为较细的孔径，而靠近冷凝物通道端为一较大的孔径，其亦可以采用不仅止于二种孔径，尤其现今的金属烧结技术可一次烧结逐次渐层的渐进孔径毛细结构，在此亦可适当的采用而更增系统效能。

请参考图10A至图10I，其为本发明散热系统第三实施例的示意图，其为本发明一圆平板式蒸发器61的细部组成图，可用于取代如上述第一实施例或第二实施例中的蒸发器31、41。

其中，图10B为该圆平板式蒸发器61的横剖面图，圆平板式蒸发器61的外壳610是由一上盖6101与一下盖6102所组成，图10A为上盖6101的俯视图而图10C为下盖6102的俯视图。该外壳610上具有一开口6105用以连接一蒸汽通道(图上未显示)，一开口6106用以连接一冷凝物通道(图上未显示)。该圆平板式蒸发器61内部包含一第六毛细结构6111与一第七毛细结构6112，其中该第六毛细结构6111配置于该圆平板式蒸发器61的下缘，即靠近一外部热源(图上未显示)端，该第七毛细结构6112则叠加于该第六毛细结构6111上方。

图10E、图10D、图10F分别表示第六毛细结构6111的横剖面图、俯视图、与仰视图。第六毛细结构6111下方具有一槽沟结构61112，该槽沟结构61112与外壳610之间形成的一蒸汽引道613，该第六毛细结构6111所形成的一缺口61114与第六毛细结构6111的缺槽61126相叠而共同构成一蒸汽收集槽(图上未显示)，该蒸汽引道613可用以收集该外壳610内缘与该第六毛细结构6111内的冷凝物受一外部热源所产生的蒸汽，将的汇入该蒸汽收集槽中，再导入该蒸汽通道。

图10H、图10G、图10I则分别表示第七毛细结构6112的横剖面图、上视图、与侧视图。第七毛细结构6112上侧的缺口61122及下侧的缺口61124分别与外壳610及第六毛细结构6111间所形成的空间可作为一补偿室6114，用以依所需的散热功率调整散热系统内冷凝物的数量。

上述的第六毛细结构6111是采用一具较小孔径的毛细材料组成，例如其孔径大小可取约1μm~20μm左右，用以提供较佳的毛细力以趋动散热的双相环路系统运行。第七毛细结构6112则采一较大孔径的毛细材料组成，例如其孔径大小可取约50μm~200μm左右，其所具较小的流阻可使冷凝物易于循环而进入该第六毛细结构6111，且其亦提供适当的毛细力以涵养冷凝物，而可使回路循环稳定。

上述图10中亦可在第七毛细结构6112上方，并反向加上一层与第六毛细结构6111相同的毛细结构，使得蒸发器61内的上下均有毛细结构，并可增加蒸汽引道使容易产生并排出蒸汽。

上述的所述毛细结构皆为可以产生毛细力的结构如金属网、金属烧结、陶瓷或塑料材料、或管壁沟槽等，亦可为其中任意数种的组合。

本发明与传统环路型热导管结构主要的差别在于以平板式蒸发器取代传统的圆柱形蒸发器，并将缓冲槽直接设置于该蒸发器中，以利于结构的单纯化与空间的易于运用，并且于冷凝物通道中在靠近蒸发器端设置一毛细结构，于该蒸发器内采用不同孔径的的多层次孔径结构，而得以大幅降低平板式蒸发器的启动温度。

一具平板式蒸发器的环路型热管在低功率输入时，其冷凝物通道在接近蒸发器处，由于热传导效应，在热源输入初期亦会因接近外部热源而产生蒸发现象，而导致在此一双相环路系统产生一负向的气体压力，而使该环路较不易启动，甚至由于冷凝物在该冷凝物通道内部持续的蒸发而可能导致干化而使散热系统失效。然而在本发明中，设置于冷凝物通道中靠近蒸发器处的该毛细结构可以让冷凝物通道在靠近蒸发器处持续保持湿润并且利用其毛细力帮助冷凝物回流至蒸发器中，而大幅降低了散热系统的启动温度。

请参考图5，其为本发明一平板蒸发器环路型散热系统效果量测配置图。在图5中，一平板蒸发器环路型散热系统5包括一圆平板形的蒸发器51、一蒸汽通道53，一冷凝物通道55与一凝结区域57，在散热系统5中的量测点Ai(i＝1~7)分别量测其温度随时间的变化。

请参考图6，其为依图5所示配置的平板蒸发器环路型散热系统5的冷凝物通道55为中空而不加入一第二毛细结构，当输入功率为15W时，分别量测各量测点的温度随时间变化的情形。在图6中所标示的温度曲线Ti(i＝1~7)即分别为散热系统5中的量测点Ai(i＝1~7)上所量测的温度，各量测点的温度依温度高低在图表中由上而下排列为T1、T5、T2、T4、T3、T6、T7。由图6上的温度曲线可知，平板蒸发器环路型散热系统5于15W的低瓦数热源输入功率时启动失败，该平板蒸发器环路型散热系统5各处的温度随着时间持续升高而并未达到一稳定状态

请参考图7，其为依图5所示配置的平板蒸发器环路型散热系统5的冷凝物通道55为中空而不加入一第二毛细结构，当初始输入功率为35W且一段时间后调至70W时时，分别量测各量测点的温度随时间变化的情形，图中所标示的温度曲线Ti(i＝1~7)即分别为散热系统5中的量测点Ai(i＝1~7)上所量测的温度，各量测点的温度依温度高低在图表中由上而下排列为T1、T5、T2、T4、T7、T3、T6。在图7中，其显示该平板蒸发器环路型散热系统5在热源输入瓦数35W时，于摄氏72度左右可以启动，且系统温度在热源输入瓦数35W及70W时分别保持在摄氏60~70度和摄氏97~115度之间。

请参考图8，其为依图5所示配置的平板蒸发器环路型散热系统5的于冷凝物通道55中靠近蒸发器51端加入一第二毛细结构(图上未显示)，当输入功率为10W时，分别量测各量测点的温度随时间变化的情形，图中所标示的温度曲线Ti(i＝1~7)即分别为散热系统5中的量测点Ai(i＝1~7)上所量测的温度，各量测点的温度依温度高低在图表中由上而下排列为T1、T5、T2、T4、T7、T3、T6。在图8中显示，当冷凝物通道55中加入一第二毛细结构时，即使热源输入功率只有10W，该平板蒸发器环路型散热系统5即可顺利启动并达稳定的状态，此即表示其有效克服了环路型热管在低热源功率下不易启动的问题。

请参考图9，其为依图5所示配置的平板蒸发器环路型散热系统5的于冷凝物通道55中靠近蒸发器51端加入一第二毛细结构，当初始输入功率为35W且一段时间后调至70W时时，分别量测各量测点的温度随时间变化的情形，图中所标示的温度曲线Ti(i＝1~7)即分别为散热系统5中的量测点Ai(i＝1~7)上所量测的温度，各量测点的温度依温度高低在图表中由上而下排列为T1、T5、T2、T4、T7、T3、T6。图9和图7的结果互相比较，可发现当该平板蒸发器环路型散热系统5的冷凝物通道55中加入该第二毛细结构时，在热源输入功率为35W与70W时其平衡状态的温度皆比未加入该第二毛细结构的环路型散热系统为低。

经由上述发明人的实验可确知当平板蒸发器环路型散热系统的冷凝物通道中加入一第二毛细结构时，可于低热源输入功率下顺利启动，并且有效降低系统的启动温度与平衡温度，此特出的功效在产业利用上极具价值。

Claims (32)

1.一种平板式蒸发器散热系统，其包括：

一蒸发器，其中具有一第一毛细结构；

一蒸汽通道，其有一端与该蒸发器相连，用以传送来自该蒸发器的一蒸汽；

一凝结区域，其与该蒸汽通道的另一端相连，用以凝结该蒸汽为一冷凝物；以及

一冷凝物通道，其与该凝结区域与该蒸发器相连且其中具有一第二毛细结构，该冷凝物通道与该蒸汽通道仅通过该蒸发器及该凝结区域相连接，该冷凝物是通过该冷凝物通道而返回到该蒸发器，并于该蒸发器中通过一外部热源将该冷凝物转化为另一蒸汽。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其中该蒸发器为一平板状壳室，而该冷凝区域形成的该冷凝物可通过该第一毛细结构与该第二毛细结构具有的毛细力而被带回该蒸发器。

3.根据权利要求2所述的散热系统，其中该第一毛细结构具有二种以上的孔径。

4.根据权利要求3所述的散热系统，其中该第一毛细结构是分布于该平板状壳室内部靠近该外部热源的一侧，且该第一毛细结构中孔径较小的部分分布于该第一毛细结构靠近该平板状壳室的下盖上方。

5.根据权利要求3所述的散热系统，其中该第一毛细结构是分布于该平板状壳室内部的上下两侧，且该第一毛细结构中孔径较小的部分分布于该第一毛细结构靠近该平板状壳室下盖上方。

6.根据权利要求3所述的散热系统，其中该蒸发器包括一补偿室，其与该第一毛细结构中孔径较大的部分相邻，用以依所散热功率调整该冷凝物的数量。

7.根据权利要求2所述的散热系统，其中该蒸发器包括一蒸汽引道，其与该第一毛细结构相邻并与该蒸汽通道相连，用以收集蒸汽并传送至一蒸汽收集槽及该蒸汽通道中。

8.根据权利要求7所述的散热系统，其中该蒸汽引道于该平板状壳室内部是分布于该第一毛细结构与壳室外缘之间，并延伸于该第一毛细结构之间。

9.根据权利要求1所述的散热系统，其中该第二毛细结构分布于该冷凝物通道靠近该蒸发器的一端，并可延伸进入该蒸发器内部，而与该第一毛细结构相连接。

10.根据权利要求1所述的散热系统，其中该第一毛细结构及第二毛细结构为可产生毛细力的结构如金属网、金属烧结、陶瓷或塑料材料、管壁沟槽其中之一或其中任意数种的组合。

11.根据权利要求1所述的散热系统，为一环路型热导管散热系统，而其中该凝结区域是与一外部冷凝装置相接。

12.根据权利要求11所述的散热系统，其中该外部冷凝装置为一散热片。

13.一种平板式蒸发器散热系统，其包括：

一平板状壳室，其内部具有一第一毛细结构且该第一毛细结构具有二种以上的孔径；

一蒸汽通道，其有一端与该平板状壳室相连，用以传送来自该平板状壳室的一蒸汽；

一凝结区域，其与该蒸汽通道的另一端相连，用以凝结该蒸汽为一冷凝物；以及

一冷凝物通道，其与该凝结区域与该平板状壳室相连，且该冷凝物通道与该蒸汽通道仅通过该平板状壳室与该凝结区域而相连接，该冷凝物是通过毛细结构所具有的毛细力所趋使而经由该冷凝物通道而返回到该平板状壳室，并于该平板状壳室中通过一外部热源将该冷凝物转化为另一蒸汽。

14.根据权利要求13所述的散热系统，其中该第一毛细结构的孔径大小随该平板状壳室的平板的法线方向而改变。

15.根据权利要求14所述的散热系统，其中该第一毛细结构是分布于该平板状壳室内部靠近该外部热源的一侧，而该第一毛细结构中孔径较小的部分分布于该第一毛细结构靠近该平板状壳室的管壁侧，以提供更佳的毛细作用力。

16.根据权利要求14所述的散热系统，其中该第一毛细结构是分布于该平板状壳室内部的上下两侧，而该第一毛细结构中孔径较小的部分分布于靠近该平板状壳室的下盖上方。

17.根据权利要求14的散热系统，其中该该平板状壳室包括一补偿室，其与该第一毛细结构中孔径较大的部分相邻，用以依所散热功率调整该冷凝物的数量。

18.根据权利要求13所述的散热系统，其中该冷凝物通道内部具有一第二毛细结构。

19.根据权利要求18所述的散热系统，其中该第二毛细结构分布于该冷凝物通道靠近该平板状壳室的一端，且可延伸进入该平板状壳室内部。

20.根据权利要求13所述的散热系统，其中该平板状壳室包括一蒸汽引道，其分布于该第一毛细结构与壳室外缘之间并延伸于该第一毛细结构之间，且与该蒸汽通道相连通，用以收集该第一毛细结构及其本身中产生的蒸汽并传送至一蒸汽收集槽及该蒸汽通道中。

21.根据权利要求13所述的散热系统，其中该第一毛细结构及第二毛细结构为可产生毛细力的结构如金属网、金属烧结、陶瓷或塑料材料、管壁沟槽其中之一或其中任意数种的组合。

22.根据权利要求13所述的散热系统，为一环路型热导管散热系统，而其中该凝结区域是与一外部冷凝装置相接。

23.根据权利要求22所述的散热系统，其中该外部冷凝装置为一散热片。

24.一种平板式蒸发器散热系统，其包括：

一蒸发器，为一平板状壳室，其内部具有包括两种以上不同孔径大小的毛细结构；

一蒸汽通道，其有一端与该平板状壳室相连，用以传送来自该平板状壳室的一蒸汽；

一凝结区域，其与该蒸汽通道的另一端相连，用以凝结该蒸汽为一冷凝物；以及

一冷凝物通道，其与该凝结区域与该蒸发器相连，且其内部具有毛细力作用力的毛细结构，可使该冷凝物通道保持润湿且协助该冷凝物回流至该蒸发器内。

25.根据权利要求24所述的散热系统，其中该具有毛细力作用力的毛细结构是分布于该冷凝物通道靠近该蒸发器的一端。

26.根据权利要求24所述的散热系统，其中该蒸发器为一平板状壳室，其内部包括一蒸汽引道，该蒸汽引道分布于该毛细结构与该蒸发器的外壳之间，并延伸于该该蒸发器内部的毛细结构之间，且与该蒸汽通道相连通，以收集该蒸发器内部的毛细结构及其本身中产生的蒸汽并传送至该蒸汽通道。

27.根据权利要求24所述的散热系统，其中该蒸发器内的毛细结构较大孔径的毛细结构是置于较小孔径的毛细结构上方。

28.根据权利要求24所述的散热系统，其中该蒸发器内的毛细结构及该冷凝物通道中的毛细结构为可产生毛细力的结构，如金属网、金属烧结、陶瓷或塑料材料、管壁沟槽其中之一或其中任意数种的组合。

29.根据权利要求24所述的散热系统，其中该蒸发器内较小孔径的毛细结构中设置有一蒸汽收集槽。

30.根据权利要求24所述的散热系统，其中在该蒸发器内较大孔径的毛细结构中设置有一补偿室，可用以调节该冷凝物的数量。

31.根据权利要求24所述的散热系统，为一环路型热导管散热系统，而其中该凝结区域是与一外部冷凝装置相接。

32.根据权利要求31所述的散热系统，其中该外部冷凝装置为一散热片。

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