CN101592450B - 蒸发器及运用此蒸发器的回路式热管 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种蒸发器，适用于一回路式热管，其中蒸发器包括一外管、一芯材以及一密封盖。外管具有一开放端以及一封闭端。芯材配置于外管中，并具有多个毛细结构。一液体通道形成于芯材邻近于开放端的一端，且一蒸气通道形成于外管与芯材之间。密封盖配置于开放端，以覆盖芯材，并暴露出液体通道。密封盖具有一第一折板以及一第二折板。第一折板抵住外管的一外表面，而第二折板抵住液体通道的一内表面，以将芯材保持于外管与密封盖之间。

Description

蒸发器及运用此蒸发器的回路式热管

技术领域

本发明是有关于一种蒸发器(evaporator)，且特别是有关于一种运用于回路式热管(loop heat pipe)中的蒸发器。

背景技术

为了使电子产品能够保持在其正常的工作温度范围之内，现有技艺通常会在电子产品的发热元件上配置散热鳍片(fin)，并同时配合风扇所提供的冷却气流来迅速地移除发热元件在运作时所产生的热能。然而，近年来一种借由液态(liquid state)与气态(gaseous state)的转换以将发热元件在运作时所产生的热能导出的回路式热管，因具有高传热量(30～6000W)与可远距离传热(0.3m～10m)等优点而逐渐受到重视。

图1为现有一种回路式热管的示意图。请参考图1，回路式热管100通常是由一蒸发器110、一与蒸发器110共同形成一封闭回路(close loop)的连接管(connecting pipe)120以及一适于在蒸发器110与连接管120中流动的工作流体(working fluid)所组成。蒸发器110包括一外管112、一配置于外管112中的内管114、一形成于内管114中的液体通道116以及多个形成于外管112与内管114之间的蒸气通道118。

在现有技艺中，内管114通常是借由一模具以金属粉末烧结(sintered bodymade of metal powder)或高分子盐溶滤(leaching body made of high polymersalt)的方式所制成，以使其可具有多个毛细结构(capillary structures)。因此，位于液体通道116中的液态工作流体即会经这些毛细结构渗透至这些蒸气通道118中，并会借由吸收发热元件在运作时所产生的热能而转换成气态。然后，气态工作流体会再经由这些蒸气通道118而流动至连接管120中。接着，流动于连接管120中的气态工作流体会被冷却而转换成液态，并会再回流至液体通道116中。如此一来，工作流体即可持续对发热元件进行散热。

值得注意的是，由于以上述方式制作内管114时，内管114的尺寸较不容易精准地被控制，因此这些蒸气通道118容易产生密封性(airtightness)不佳的问题。此时，流动于这些蒸气通道118中的气态工作流体将会容易泄漏至液体通道116中，进而使连接管120的相对两端的压力差下降。因此，位于连接管120中的工作流体将可能会无法持续地回流至液体通道116中，且位于液体通道116中的液态工作流体亦可能会无法持续经由这些毛细结构渗透至这些蒸气通道118中。如此一来，将会影响回路式热管100的冷却效率。

发明内容

本发明提供一种蒸发器，位于其蒸气通道中的气态工作流体较不容易由外管的开放端泄漏至液体通道中。

本发明提供一种回路式热管，位于其蒸气通道中的气态工作流体较不容易由外管的开放端泄漏至液体通道中。

本发明提出一种蒸发器，适用于一回路式热管，其中蒸发器包括一外管(tube)、一芯材(wick)以及一密封盖(sealing cap)。外管具有一开放端(openend)以及一封闭端(close end)。芯材配置于外管中，并具有多个毛细结构。一液体通道形成于芯材邻近于开放端的一端，且一蒸气通道形成于外管与芯材之间。密封盖配置于开放端，以覆盖芯材，并暴露出液体通道。密封盖具有一第一折板(bended plate)以及一第二折板。第一折板抵住外管的一外表面，而第二折板抵住液体通道的一内表面，以将芯材保持于外管与密封盖之间。

在本发明的一实施例中，上述的蒸气通道包括至少一沟槽，而回路式热管还包括一工作流体。沟槽形成于芯材的一外表面，并延伸至芯材邻近于封闭端的一端。工作流体适于由液体通道通过这些毛细结构而流动至沟槽中。

在本发明的一实施例中，上述的蒸发器还包括一储液槽(reservoir)。密封盖配置于储液槽与外管之间。

在本发明的一实施例中，上述的储液槽具有一套接端(fitting end)。套接端套接于(fit onto)第一折板外。

在本发明的一实施例中，上述的储液槽具有一容纳空间(containing space)。容纳空间连接液体通道。

在本发明的一实施例中，上述的密封盖与上述的储液槽为一体成型(formedintegrally)。

在本发明的一实施例中，上述的芯材是以金属粉末烧结或高分子盐溶滤而制成。

本发明还提出一种回路式热管，包括至少一连接管、一蒸发器以及一工作流体。蒸发器包括一外管、一芯材以及一密封盖。外管具有一开放端以及一封闭端，且连接管的一端连接于封闭端。芯材配置于外管中，并具有多个毛细结构。一液体通道形成于芯材邻近于开放端的一端，且一蒸气通道形成于外管与芯材之间。密封盖配置于开放端，以覆盖芯材，并暴露出液体通道。密封盖具有一第一折板以及一第二折板。第一折板抵住外管的一外表面，而第二折板抵住液体通道的一内表面，以将芯材保持于外管与密封盖之间。连接管的另一端连接于密封盖。工作流体适于由液体通道通过这些毛细结构与蒸气通道而流动至连接管中。

在本发明的一实施例中，上述的蒸气通道包括至少一沟槽。沟槽形成于芯材的一外表面，并延伸至芯材邻近于封闭端的一端。

在本发明的一实施例中，上述的蒸发器还包括一储液槽。储液槽连接于连接管的另一端与密封盖之间。

在本发明的一实施例中，上述的储液槽具有一套接端。套接端套接于第一折板外。

在本发明的一实施例中，上述的储液槽具有一容纳空间。容纳空间连接液体通道。

在本发明的一实施例中，上述的密封盖与上述的储液槽为一体成型。

在本发明的一实施例中，上述的芯材是以金属粉末烧结或高分子盐溶滤而制成。

在本发明中，外管的开放端设置有密封盖，且密封盖的第一折板与第二折板分别紧密地抵住外管的外表面与液体通道的内表面。因此，蒸气通道中的气态工作流体较不容易由开放端泄漏至液体通道中。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1为现有一种回路式热管的示意图。

图2为本发明一实施例的一种回路式热管的结构示意图。

图3A为图2中的密封盖与储液槽的结构示意图。

图3B为本发明另一实施例的一种密封盖与储液槽的结构示意图。

主要元件符号说明：

100：回路式热管

110：蒸发器

112：外管

114：内管

116：液体通道

118：蒸气通道

120：连接管

200：回路式热管

210：连接管

210a：第一端

210b：第二端

300：蒸发器

310：外管

310a：开放端

310b：封闭端

312、326：外表面

320：芯材

320a：第三端

320b：第四端

322：液体通道

324：蒸气通道

328：内表面

330：密封盖

332：底板

334：第一折板

336：第二折板

340、340：储液槽

342：套接端

344：相对端

346：容纳空间

具体实施方式

图2为本发明一实施例的一种回路式热管的结构示意图，而图3A为图2中的密封盖与储液槽的结构示意图，且图3B为本发明另一实施例的一种密封盖与储液槽的结构示意图。

请先参考图2与图3A，回路式热管200包括至少一连接管210(此实施例的图式中示意地绘示出一个)、一蒸发器300以及一适于在连接管210与蒸发器300中流动的工作流体(未绘示)。其中，蒸发器300包括一外管310、一配置于外管310中的芯材320以及一覆盖芯材320的密封盖330。而且，连接管210的一第一端210a与一第二端210b分别连接于外管310与密封盖330。

更详细而言，外管310具有一开放端310a以及一封闭端310b，而芯材320具有一第三端320a、一第四端320b、一液体通道322以及一蒸气通道324。其中，芯材320可借由金属粉末烧结或高分子盐溶滤的方式制成，以使其可具有多个毛细结构。第三端320a邻近于开放端310a，而第四端320b则邻近于封闭端310b。再者，液体通道322形成于第三端320a，并朝向第四端320b延伸，而蒸气通道324则是形成于外管310与芯材320之间。于此实施例中，蒸气通道324例如是由多道沟槽所组成，且这些沟槽形成于芯材320的一外表面326，并延伸至第四端320b。然而，在其他未绘示的实施例中，蒸气通道324亦可以仅包括一道沟槽。

另外，密封盖330配置于开放端310a，以覆盖第三端320a，并暴露出液体通道322，且其具有一底板332、一第一折板334以及一第二折板336。其中，底板332连接于第一折板334与第二折板336之间，且芯材320的第三端320a抵住底板332。再者，第一折板334抵住外管310的一外表面312，而第二折板336则抵住液体通道322的一内表面328，以将芯材320保持于外管310与密封盖330之间。

此外，连接管210的第一端210a连接于封闭端310b，而其第二端210b则连接于密封盖330，以使连接管210与蒸发器300之间可形成一封闭回路。再者，工作流体适于在此封闭回路中流动，以使其可对一热源(未绘示)进行散热。

除此之外，蒸发器300还可包括一储液槽340，且储液槽340可具有一套接端342、一相对端344以及一容纳空间346。套接端342套接于第一折板334外，以覆盖密封盖330，而连接管210的第二端210b则连接于相对端344，以透过储液槽340连接于密封盖330。另外，容纳空间346则位于套接端342与相对端344之间，并连接液体通道322。

在上述实施例中，当蒸发器300的外管310接触热源时，储存于液体通道322中的液态工作流体可经由这些毛细结构渗透至蒸气通道324中，并可借由吸收热源所提供的热能而转换成气态。然后，气态工作流体可再经由蒸气通道324而由外管310的封闭端310b流动至连接管210中。接着，流动于连接管210中的气态工作流体会被冷却而转换成液态，并会再经由容纳空间346回流至液体通道322中。如此一来，工作流体即可持续地对热源进行散热。

值得注意的是，在上述实施例中，外管310的开放端310a设置有密封盖330，且密封盖330的第一折板334与第二折板336分别紧密地抵住外管310的外表面312与液体通道322的内表面328。因此，位于蒸气通道324中的气态工作流体较不容易由外管310的开放端310a泄漏至液体通道322中。换句话说，相较于现有技艺，本发明的密封盖330可进一步提升隔离液体通道322与蒸气通道324的能力。如此一来，连接管210的第一端210a与第二端210b之间大致上可维持一定的压力差。因此，位于连接管210中的工作流体可持续地回流至容纳空间346中，且位于液体通道322中的液态工作流体亦可持续地经由这些毛细结构渗透至蒸气通道324中，以维持回路式热管200的冷却效率。

另外，请参考图3B，在其他实施例中，储液槽340可不具有图3A中所示的套接端342。此时，储液槽340的一端可直接连接于密封盖330的底板332，以使密封盖330与储液槽340一体成型。

综上所述，在本发明中，外管的开放端设置有可进一步提升隔离液体通道与蒸气通道的能力的密封盖，以使位于蒸气通道中的气态工作流体较不容易由外管的开放端泄漏至液体通道中。因此，连接管的相对两端之间大致上可维持一定的压力差。如此一来，位于连接管中的工作流体可持续地回流至容纳空间中，且位于液体通道中的液态工作流体亦可持续地经由这些毛细结构渗透至蒸气通道中，以维持回路式热管的冷却效率。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (14)

1.一种蒸发器，适用于一回路式热管，其中该蒸发器包括：

一外管，具有一开放端以及一封闭端；

一芯材，配置于该外管中，并具有多个毛细结构，其中一液体通道形成于该芯材邻近于该开放端的一端，且一蒸气通道形成于该外管与该芯材之间；以及

一密封盖，配置于该开放端，以覆盖该芯材，并暴露出该液体通道，其中该密封盖具有一第一折板以及一第二折板，该第一折板抵住该外管的一外表面，而该第二折板抵住该液体通道的一内表面，以将该芯材保持于该外管与该密封盖之间。

2.如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于，该蒸气通道包括至少一沟槽，而该回路式热管还包括一工作流体，该沟槽形成于该芯材的一外表面，并延伸至该芯材邻近于该封闭端的一端，而该工作流体适于由该液体通道通过该些毛细结构而流动至该沟槽中。

3.如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于还包括一储液槽，其中该密封盖配置于该储液槽与该外管之间。

4.如权利要求3所述的蒸发器，其特征在于，该储液槽具有一套接端，且该套接端套接于该第一折板外。

5.如权利要求3所述的蒸发器，其特征在于，该储液槽具有一容纳空间，且该容纳空间连接该液体通道。

6.如权利要求3所述的蒸发器，其特征在于，该密封盖与该储液槽为一体成型。

7.如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于，该芯材是以金属粉末烧结或高分子盐溶滤而制成。

8.一种回路式热管，包括：

至少一连接管、一蒸发器与一工作流体；

其中该蒸发器，包括：

一外管，具有一开放端以及一封闭端，且该连接管的一端连接于该封闭端；

一芯材，配置于该外管中，并具有多个毛细结构，其中一液体通道形成于该芯材邻近于该开放端的一端，且一蒸气通道形成于该外管与该芯材之间；以及

一密封盖，配置于该开放端，以覆盖该芯材，并暴露出该液体通道，其中该密封盖具有一第一折板以及一第二折板，该第一折板抵住该外管的一外表面，而该第二折板抵住该液体通道的一内表面，以将该芯材保持于该外管与该密封盖之间，该连接管的另一端连接于该密封盖；以及

该工作流体适于由该液体通道通过该些毛细结构与该蒸气通道而流动至该连接管中。

9.如权利要求8所述的回路式热管，其特征在于，该蒸气通道包括至少一沟槽，该沟槽形成于该芯材的一外表面，并延伸至该芯材邻近于该封闭端的一端。

10.如权利要求8所述的回路式热管，其特征在于，该蒸发器还包括一储液槽，该储液槽连接于该连接管的另一端与该密封盖之间。

11.如权利要求10所述的回路式热管，其特征在于，该储液槽具有一套接端，且该套接端套接于该第一折板外。

12.如权利要求10所述的回路式热管，其特征在于，该储液槽具有一容纳空间，且该容纳空间连接该液体通道。

13.如权利要求10所述的回路式热管，其特征在于，该密封盖与该储液槽为一体成型。

14.如权利要求8所述的回路式热管，其特征在于，该芯材是以金属粉末烧结或高分子盐溶滤而制成。

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