CN109392283A - 相变化蒸发器及相变化散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种相变化蒸发器及相变化散热装置，相变化蒸发器是于蒸发器本体中设一补强板，将具有导热鳍片的蒸发室区隔成两空间，两空间共同连通冷媒出口，蒸发器本体的侧壁设有开口面积小于冷媒出口的冷媒入口，相变化散热装置自相变化蒸发器的冷媒出口及冷媒入口分别接设冷媒输出管、冷媒回流管连接冷凝器而组成一冷媒循环回路，冷媒循环回路中装填冷媒。其中利用补强板强化相变化蒸发器的构造以及将蒸发室分隔成两个空间的构造，在相变化蒸发器接触热源而使冷媒蒸发为气态时，可使蒸发室中的内部气压提高，搭配开口大小不等的冷媒出口与冷媒入口产生的气体压力差异，使得气态冷媒能够加速朝冷媒出口方向通过，提升冷媒循环流动性能。

Description

相变化蒸发器及相变化散热装置

技术领域

本发明是关于一种散热装置，尤指一种利用冷媒相变化产生吸热与放热作用的相变化散热装置及其相变化蒸发器。

背景技术

现有的电子产品在运作时，通常会连带产生热，为避免电子产品因温度过高而不正常运作或损坏，一般而言，在电子产品的主要发热源处，均会装设有散热装置，通过散热装置吸收发热源所产生的热，并快速地散发至外部，使电子产品维持适当的工作温度。

目前常用于电子产品散热用途的散热装置，是以相变化散热装置为主，现有的相变化散热装置组成构造，其主要是于一蒸发器与一冷凝器之间以多个冷媒导管串接组成一密闭的冷媒循环回路，并于该密闭的冷媒循环回路装填冷媒，该相变化散热装置利用蒸发器的底板吸收热源产生的热，使蒸发器中的冷媒吸热转化为气态的相变化，气态冷媒通过冷媒导管流向冷凝器散热后，冷媒降温而转化为液态，液态冷媒再通通另一冷媒导管回流至蒸发器中重新再吸热，借此具备循环散热功能的相变化散热装置为电子产品的热源提供冷却功能。

上述相变化散热装置虽能对电子产品的热源提供散热功能，但是，该蒸发器因是一内有蒸发室的中空体，其结构强度较差。而且当蒸发器的底板接触热源后，蒸发器中的吸热转为气态的冷媒位于单一宽阔的蒸发室而难达到较高的气压压力状态，加以连接于蒸发器相异两侧的冷媒管为相同口径的冷媒导管，彼此的流体压力相当，致气态冷媒难以朝向冷媒出口方向流动，造成冷媒的循环流动性不佳。虽现有相变化散热装置进一步利用蒸发器连接两冷媒导管的位置呈一上一下的构造，以期利用冷媒对热的相变化，气态冷媒上升的原理，导引气态冷媒流动方向，但是现有蒸发室的构造难以有效提升其内压，故仍有冷媒的循环流动性不佳的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相变化蒸发器及相变化蒸发装置，解决现有相变化蒸发器的蒸发器本体强度不佳，以及难以提供气态冷媒良好的流动性等问题。

为了达成上述目的，本发明所提出的相变化蒸发器包含：

一蒸发器本体，该蒸发器本体包含一导热底板、一外壳以及一导流端部，该外壳固设于该导热底板上，在该外壳与该导热底板之间形成一蒸发室，该外壳的顶部具有一连通该蒸发室的通口，该外壳的侧壁上设有一冷媒入口，该导流端部设于该外壳的顶部，该导流端部中具有一导流室，该导流室通过该通口连通该蒸发室，该导流端部的侧壁设有一连通该导流室的冷媒出口，该冷媒出口的位置高于该冷媒入口的位置，且该冷媒出口的开口面积大于该冷媒入口的开口面积；

一补强板，该补强板装设于该蒸发器本体的蒸发室中，该补强板固接于该导热底板与该外壳的顶部之间，且该蒸发室通过该补强板区隔成两空间，以及该蒸发室通往该通口的部位通过该补强板区隔为两通道，该补强板中形成多个穿孔，该蒸发室内位于该补强板的两侧的两空间通过多个穿孔相互连通；以及

多个导热鳍片，多个导热鳍片设置于该蒸发器本体的蒸发室中，且多个导热鳍片分布于该补强板的两侧的两空间中。

如上所述的相变化蒸发器，其中，多个所述导热鳍片固接于所述导热底板的顶面，多个所述导热鳍片向上延伸，且多个所述导热鳍片的顶端与所述外壳的顶部之间具有间距。

如上所述的相变化蒸发器，其中，所述导热鳍片为导热金属板弯折形成的波浪状部件。

如上所述的相变化蒸发器，其中，波浪状的所述导热鳍片的波峰与波谷交替排列的方向平行或垂直于补强板的板面。

如上所述的相变化蒸发器，其中，所述外壳包含一顶板以及一由所述顶板的外周缘向下延伸的环周壁，所述环周壁的底缘固接于所述导热底板，所述环周壁上设有所述冷媒入口，所述顶板上设有所述通口，所述导流端部设于所述顶板上。

如上所述的相变化蒸发器，其中，所述补强板的两侧的板边与所述外壳体的所述环周壁之间具有间距。

如上所述的相变化蒸发器，其中，所述外壳包含一顶板以及一由所述顶板的外周缘向下延伸的环周壁，所述环周壁的底缘固接于所述导热底板，所述环周壁上设有所述冷媒入口，所述顶板上设有所述通口，所述导流端部设于所述顶板上，所述补强板的两侧的板边与所述外壳体的所述环周壁之间具有间距。

如上所述的相变化蒸发器，其中，所述冷媒入口为单一个孔洞，所述单一个孔洞同时连通所述蒸发室的两所述空间。

如上所述的相变化蒸发器，其中，所述冷媒入口为两个孔洞的组合，两所述孔洞分别与所述蒸发室的两所述空间形成一对一连通。

为了达成上述目的，本发明另外提出的相变化散热装置包含：

一如上所述的相变化蒸发器；

一冷凝器，该冷凝器包含一第一冷凝基管、一第二冷凝基管、多个散热导管以及多个散热件，该第一冷凝基管与第二冷凝基管直立设置且间隔排列，多个散热导管上下排列地连接于该第一冷凝基管与该第二冷凝基管之间，多个散热件分布排列，且多个散热件导热性接触该多个散热导管的外表面；

一冷媒输出管，该冷媒输出管连接于该第一冷凝基管上段与该相变化蒸发器的冷媒出口之间；

一冷媒回流管，该冷媒回流管连接于该第二冷凝基管下段与该相变化蒸发器旳冷媒入口之间，该冷媒回流管的径向截面积小于该冷媒输出管的径向截面积，该相变化蒸发器、该冷媒输出管、该冷凝器与该冷媒回流管组成一封闭的冷媒循环回路；以及

一冷媒，该冷媒装填于该冷媒循环回路中。

如上所述的相变化散热装置，其中，所述冷媒入口为单一个孔洞，所述单一个孔洞同时连通所述蒸发室的两所述空间，连接所述冷媒入口的所述冷媒回流管为单一管件。

如上所述的相变化散热装置，其中，所述冷媒入口为两个孔洞的组合，两所述孔洞分别与所述蒸发室的两所述空间形成一对一连通，所述冷媒回流管为两管件所组成，两所述管件分别连接所述冷媒入口的两所述孔洞。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的上述相变化蒸发器与相变化散热装置，其主要是利用相变化蒸发器的蒸发室中设置的多个由导热底板顶面向上凸伸的导热鳍片，增加导热面积，提升冷媒蒸发的性能；该相变化蒸发器于蒸发器本体的蒸发室中设一具有多穿孔的补强板，强化相变化蒸发器的构造，且该补强板利用将具有导热鳍片的蒸发室区隔成两空间，该两空间共同连通冷媒出口，借此，相变化蒸发器接触热源，使冷媒吸热蒸发为气态时，分隔成两空间的蒸发室构造可使内部气压提高，再搭配开口大小不等的冷媒出口与冷媒入口产生的气体压力差异，使得气态冷媒能够加速朝冷媒出口方向通过，提升冷媒循环流动性能。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明相变化蒸发器的一较佳实施例的立体示意图。

图2是图1所示相变化蒸发器较佳实施例的侧视剖面示意图。

图3是图1所示相变化蒸发器的另一侧视剖面示意图。

图4是本发明相变化蒸发器的另一较佳实施例的侧视剖面示意图。

图5是本发明相变化蒸发器的另一较佳实施例的俯视剖面示意图。

图6是本发明相变化散热装置的立体示意图。

图7是图4以及图1至图3所示相变化蒸发器应用于发热源上的使用状态参考图。

部分附图标号说明：

10相变化蒸发器 11蒸发器本体

111导热底板 112外壳

1120顶板 1121环周壁

113导流端部 1130导流室

114蒸发室 114A、114B空间

115冷媒入口 116通口

117冷媒出口 12补强板

121穿孔 13导热鳍片

30冷媒输出管

40冷媒回流管

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图4所示，揭示本发明相变化蒸发器的多种较佳实施例，该相变化蒸发器10包含一蒸发器本体11、一补强板12以及多个导热鳍片13。

如图1至图3所示，所述蒸发器本体11包含一导热底板111、一外壳112以及一导流端部113，该导热底板111是导热性材质制成的板体，该外壳112是一中空体并固设于该导热底板111上，而在该外壳112与导热底板111之间形成一蒸发室114，该外壳112包含一顶板1120以及一由该顶板1120外周缘向下延伸的环周壁1121，该环周壁1121底缘固接于该导热底板111，该环周壁1121设有一连通蒸发室114的冷媒入口115，该外壳112的顶板1120上具有一通口116，该导流端部113设于该外壳112的顶板1120上，且该导流端部113中具有一导流室1130，该导流室1130通过该通口116而连通该蒸发室114，该导流端部113的侧壁设有一连通导流室1130的冷媒出口117，该冷媒出口117的位置高于该冷媒入口115的位置，且该冷媒出口117的开口面积大于冷媒入口115的开口面积。

如图2、图3、图4所示，该补强板12装设于该蒸发器本体11的蒸发室114中，该补强板12固接于该导热底板111与该外壳112的顶板1120之间，通过该补强板12对该蒸发器本体11提供补强作用而强化蒸发器本体11的构造，该补强板12将蒸发器本体11的蒸发室114区隔成相互连通的空间114A和空间114B，且该补强板12顶端将蒸发室114通往该通口116的部位区隔为两通道，该补强板12两侧的板边122可接触连接该外壳112的环周壁1121，或如图3或图4所示，该补强板12两侧的板边122与该外壳112的环周壁1121之间具有间距，该补强板12上形成多个穿孔121，所述穿孔121连通该蒸发室114位于补强板12两侧的空间114A和空间114B。

所述冷媒入口115可为两个孔洞的组合(图未示)，两孔洞分别与蒸发室114的所述空间114A和空间114B形成一对一连通。如图1至图4所示，所述冷媒入口115也可以是单一个孔洞，该单一个孔洞同时连通蒸发室114的所述空间114A和空间114B。

如图2至图4所示，该多个导热鳍片13间隔排列地固设于该蒸发器本体11的蒸发室114中且分布于该补强板12的两侧的空间114A和空间114B中，该多个导热鳍片13固接于导热底板111顶面向上延伸。于本较佳实施例中，该多个导热鳍片13顶端与顶板1120底面之间具有间距。如图2及图3所示，所述导热鳍片13可为导热金属板弯折形成波浪状部件，如图2及图3所示，当导热鳍片13为波浪状部件时，其波峰与波谷交替排列的方向可平行于补强板12的板面，或者，如图4所示，其的波峰与波谷交替排列的方向可垂直于补强板12的板面；或者，所述导热鳍片也可以是平直板状部件，或如图5所示，所述导热鳍片13A为直条状等。

如图1至图4以及图6所示，上述相变化蒸发器应用于相变化散热装置时，该相变化散热装置包含一所述相变化蒸发器10、一冷凝器20、一冷媒输出管30以及一冷媒回流管40，所述冷凝器20包含一第一冷凝基管21、一第二冷凝基管22、多个散热导管23以及多个散热件24，该第一冷凝基管21与第二冷凝基管22直立设置且间隔排列，该多个散热导管23上下排列地连接于该第一冷凝基管21与第二冷凝基管22之间，所述多个散热件24分布排列且导热性接触该多个散热导管23的外表面，该冷媒输出管30连接于第一冷凝基管21上段与该相变化蒸发器10的冷媒出口117之间，该冷媒回流管40连接于第二冷凝基管22下段与该相变化蒸发器10旳冷媒入口115之间，所述冷媒输出管30的径向截面积大于所述冷媒回流管40的径向截面积，使相变化蒸发器10、冷媒输出管30、冷凝器20与冷媒回流管40组成一封闭的冷媒循环回路，该冷媒循环回路中装填有冷媒作为工作流体。

如图2至图3及图5所示，当所述冷媒入口115为单一个孔洞，该单一个孔洞同时连通该蒸发室114的所述空间114A和空间114B，连接该冷媒入口115的该冷媒回流管40为单一管件。当所述冷媒入口为两个孔洞的组合(图未示)，两孔洞分别与该蒸发室的两所述空间形成一对一连通，所述冷媒回流管为两管件所组成(图未示)，两管件分别连接该冷媒入口的两孔洞。

该相变化散热装置于使用时，以应用于电子产品的散热为例，如图6及图7所示，其以相变化蒸发器10的导热底板111接触电子产品的发热源50，发热源50产生的热通过导热底板111传导至蒸发器本体11内部的导热鳍片13，扩大散热面积，并使位于蒸发器本体11的蒸发室114内的补强板12两侧的空间114A和空间114B的冷媒因吸热转化为气态，进而通过蒸发器本体11顶板1120上的通口116进入导流端部113，再由通过冷媒出口117、冷媒输出管30流向冷凝器20的第一冷凝基管21，接着分散通过冷凝器20的多个散热导管23进入第二冷凝基管22，其间，通过热传导至接触该多个散热导管23的散热件24，而扩大散热表面以快速散热，并使通过该多个散热导管23内的气态冷媒降温而冷凝为液态冷媒，之后，液态冷媒通过第二冷凝基管22、冷媒回流管40以及蒸发器本体11的冷媒入口115回流至相变化蒸发器10的蒸发室114中重新再吸热，借此循环，使该相变化散热装置能达到高效能的散热效果。

综上所述，本发明除了利用相变化蒸发器与冷凝器利用冷媒输出管、冷媒回流管串连组成一封闭的冷媒循环回路，该冷媒循环回路装填冷媒，通过相变化蒸发器吸收发热源产生的热，使相变化蒸发器内的冷媒吸热转化为气态，气态冷媒循序由相变化蒸发器进入冷凝器中散热后，气态冷媒降温为液态冷媒回流至相变化蒸发器中，达到预定散热功能之外。本发明还利用相变化蒸发器的蒸发室中设置的多个由导热底板顶面向上凸伸的导热鳍片，增加导热面积，提升冷媒蒸发的性能；该相变化蒸发器于蒸发器本体的蒸发室中设一具有多穿孔的补强板，强化相变化蒸发器的构造，且该补强板利用将具有导热鳍片的蒸发室区隔成两空间，该两空间共同连通冷媒出口，借此，相变化蒸发器接触热源，使冷媒吸热蒸发为气态时，分隔成两空间的蒸发室构造可使内部气压提高，再搭配开口大小不等的冷媒出口与冷媒入口产生的气体压力差异，使得气态冷媒能够加速朝冷媒出口方向通过，提升冷媒循环流动性能。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种相变化蒸发器，其特征在于，所述相变化蒸发器包含：

一蒸发器本体，所述蒸发器本体包含一导热底板、一外壳以及一导流端部，所述外壳固设于所述导热底板上，在所述外壳与所述导热底板之间形成一蒸发室，所述外壳的顶部具有一连通所述蒸发室的通口，所述外壳的侧壁上设有一冷媒入口，所述导流端部设于所述外壳的顶部，所述导流端部中具有一导流室，所述导流室通过所述通口连通所述蒸发室，所述导流端部的侧壁设有一连通所述导流室的冷媒出口，所述冷媒出口的位置高于所述冷媒入口的位置，且所述冷媒出口的开口面积大于所述冷媒入口的开口面积；

一补强板，所述补强板装设于所述蒸发器本体的所述蒸发室中，所述补强板固接于所述导热底板与所述外壳的顶部之间，所述蒸发室通过所述补强板区隔成两空间，以及所述蒸发室通往所述通口的部位通过所述补强板区隔为两通道，所述补强板上形成多个穿孔，所述蒸发室内位于所述补强板的两侧的两所述空间通过多个所述穿孔相互连通；以及

多个导热鳍片，多个所述导热鳍片设置于所述蒸发器本体的所述蒸发室中，且多个所述导热鳍片分布于所述补强板的两侧的两所述空间中。

2.根据权利要求1所述的相变化蒸发器，其特征在于，多个所述导热鳍片固接于所述导热底板的顶面，多个所述导热鳍片向上延伸，且多个所述导热鳍片的顶端与所述外壳的顶部之间具有间距。

3.根据权利要求2所述的相变化蒸发器，其特征在于，所述导热鳍片为导热金属板弯折形成的波浪状部件。

4.根据权利要求3所述的相变化蒸发器，其特征在于，波浪状的所述导热鳍片的波峰与波谷交替排列的方向平行或垂直于补强板的板面。

5.根据权利要求2所述的相变化蒸发器，其特征在于，所述外壳包含一顶板以及一由所述顶板的外周缘向下延伸的环周壁，所述环周壁的底缘固接于所述导热底板，所述环周壁上设有所述冷媒入口，所述顶板上设有所述通口，所述导流端部设于所述顶板上。

6.根据权利要求5所述的相变化蒸发器，其特征在于，所述补强板的两侧的板边与所述外壳体的所述环周壁之间具有间距。

7.根据权利要求4所述的相变化蒸发器，其特征在于，所述外壳包含一顶板以及一由所述顶板的外周缘向下延伸的环周壁，所述环周壁的底缘固接于所述导热底板，所述环周壁上设有所述冷媒入口，所述顶板上设有所述通口，所述导流端部设于所述顶板上，所述补强板的两侧的板边与所述外壳体的所述环周壁之间具有间距。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的相变化蒸发器，其特征在于，所述冷媒入口为单一个孔洞，所述单一个孔洞同时连通所述蒸发室的两所述空间。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的相变化蒸发器，其特征在于，所述冷媒入口为两个孔洞的组合，两所述孔洞分别与所述蒸发室的两所述空间形成一对一连通。

10.一种相变化散热装置，其特征在于，所述相变化散热装置包含：

一如权利要求1至7中任一项所述的相变化蒸发器；

一冷凝器，所述冷凝器包含一第一冷凝基管、一第二冷凝基管、多个散热导管以及多个散热件，所述第一冷凝基管与所述第二冷凝基管直立设置且间隔排列，多个所述散热导管上下排列地连接于所述第一冷凝基管与所述第二冷凝基管之间，多个所述散热件分布排列，且多个所述散热件导热性接触多个所述散热导管的外表面；

一冷媒输出管，所述冷媒输出管连接于所述第一冷凝基管上段与所述相变化蒸发器的所述冷媒出口之间；以及

一冷媒回流管，所述冷媒回流管连接于所述第二冷凝基管下段与所述相变化蒸发器的所述冷媒入口之间，所述冷媒回流管的径向截面积小于所述冷媒输出管的径向截面积，所述相变化蒸发器、所述冷媒输出管、所述冷凝器与所述冷媒回流管组成一封闭的冷媒循环回路，并且所述冷媒循环回路中装填有冷媒。

11.根据权利要求10所述的相变化散热装置，其特征在于，所述冷媒入口为单一个孔洞，所述单一个孔洞同时连通所述蒸发室的两所述空间，连接所述冷媒入口的所述冷媒回流管为单一管件。

12.根据权利要求10所述的相变化散热装置，其特征在于，所述冷媒入口为两个孔洞的组合，两所述孔洞分别与所述蒸发室的两所述空间形成一对一连通，所述冷媒回流管为两管件所组成，两所述管件分别连接所述冷媒入口的两所述孔洞。