CN110769643B - 散热模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种散热模块，适用于可携式电子装置，可携式电子装置具有热源。散热模块包括蒸发器、至少一管路、工作流体以及至少一单向阀结构。蒸发器热接触于热源，以将热源所产生热量传送至蒸发器。管路连接蒸发器而形成至少一回路，工作流体填充于回路。工作流体在回路进行吸、放热而产生相变。单向阀结构设置于回路，以限定工作流体沿第一方向流动，其中单向阀结构提供至少一回流，顺向于第一方向而逆向于第二方向，以阻挡工作流体沿第二方向流动，第一方向相反于第二方向。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热模块。
背景技术
随着科技的进步，可携式电子装置朝向轻薄化的方向发展。例如是轻薄型笔记本电脑、平板电脑(Tablet PC)或是智能手机(Smart Phone)等，其轻薄的外型相当适合使用者随身携带与操作。再者，为了提升平板电脑的处理效率，主机板的中央处理器的效能也随之提升，但也容易产生大量的热能，往往会造成电子装置的电路或电子元件因过热而意外停机，实为不便。
一般而言，配置在电子装置内的散热模块包括气冷式散热模块以及水冷式散热模块，其中以水冷式散热模块的效率较佳。然在前述可携式电子装置是往轻薄短小的设计及发展趋势下，如何将所能对应的散热模块配置于空间有限的机体之内，同时仍能维持其散热效率，实为相关人员所需思考并解决的课题。
再者，随着可携式电子装置的不同使用状态也会影响前述气冷式散热模块或水冷式散热模块在回路内工作流体的流动情形。举例来说，工作流体会因重力影响而造成不稳定，但并无法以此来限制可携式电子装置的使用状态。再者，为了让工作流体能顺利地避开重力影响，势必针对可携式电子装置的各种使用状态皆设计对应的高低差结构，一旦如此，其不可避免的衍生结果将是可携式电子装置的外观体积将无限地被放大，因而不利于轻薄短小的潮流思维。
据此，如何避免散热模块因使用状态不同而影响工作流体的流动模式，进而提高散热效率，实为相关技术人员所需思考解决的课题。
发明内容
本发明提供一种散热模块，其通过单向阀结构而限定工作流体在回路的流向，以克服因可携式电子装置因使用状态而对工作流体的流动效率的影响。
本发明的散热模块，适用于可携式电子装置。可携式电子装置具有热源。散热模块包括蒸发器、至少一管路、工作流体以及至少一单向阀结构。蒸发器热接触热源，以使热源所产生的热量传送至蒸发器。管路连接蒸发器以形成至少一回路。工作流体填充于回路。呈液相的工作流体在蒸发器吸热而转换为呈气相的工作流体并从蒸发器流至管路，而呈气相的工作流体在管路散热并转换为呈液相的工作流体以流入蒸发器。单向阀结构设置于回路，以限定工作流体沿第一方向在回路中流动，其中单向阀结构提供至少一回流(recirculation)，回流顺向于第一方向而逆向于第二方向，以阻挡工作流体在回路中沿第二方向流动，第一方向相反于第二方向。
基于上述，散热模块在蒸发器与管路连接所形成的回路中配置至少一单向阀结构，且因单向阀结构具有回流，因此能顺利地将工作流体限定于单一方向流动的状态，也就是通过回流来阻挡工作流体逆流的可能。如此一来，无论可携式电子装置的使用状态为何，工作流体仅以单向流动的状态即能因此克服重力随着使用状态而对工作流体造成各种程度的影响，也就是无论可携式电子装置的使用状态为平躺放置或站立放置，重力不再对回路内的工作流体造成影响，也因此得以提高散热模块的散热效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的可携式电子装置的示意图。
图2是图1的散热模块的局部俯视图。
图3示出本发明另一实施例的一种单向阀结构的剖视图。
图4示出本发明另一实施例的单向阀结构的示意图。
附图标记说明：
20：可携式电子装置；
21：电路板；
22：热源；
23：热管；
100：散热模块；
110：蒸发器；
120：管路；
122：冷凝段；
130、330、430：单向阀结构；
131、431：主流部；
132、432：回流部；
331、332：螺纹；
D1：第一方向；
D2：第二方向；
E1：入口；
E2：出口；
F：工作流体；
Fm：主流；
Fr：回流；
θ：渐缩夹角。
具体实施方式
图1是依据本发明一实施例的可携式电子装置的示意图。图2是图1的散热模块的局部俯视图。请同时参考图1与图2，在本实施例中，可携式电子装置20例如是平板电脑，其包括设置在机体内的电路板21、处理器(热源22)以及散热模块100，散热模块100包括蒸发器110、管路(pipe)120、工作流体F以及单向阀结构130。在此，蒸发器110热接触于热源22，其实质上是通过热管23连接在热源22与蒸发器110之间，以让热源22所产生的热量通过热管23而传送至蒸发器110。但，在此并未限制蒸发器110与热源22之间的结构对应关系，于另一未示出的实施例中，蒸发器也可直接结构抵接在热源上而无须通过热管进行热传递。
管路120与蒸发器110的入口E1与出口E2连通而形成回路，工作流体F(图中以箭号代表管路120与蒸发器110内的工作流体)填充于回路中。在此，当热量从热源22传送至蒸发器110后，蒸发器110内呈液相的工作流体F便会因此吸热而产生相变，也就是从液相转变为气相，并进而经由出口E2而从蒸发器110流向管路120。接着，行经管路120的气相工作流体F会随着温度降低而散热，也就是在冷凝段122处从气相工作流体F转变回液相工作流体F，而再次经由入口E1流入蒸发器110。如此，通过工作流体F的液相、气相转变所形成的两相流循环系统，便能有效地将热源22所产生的热量顺利地散逸出可携式电子装置20之外。
值得注意的是，本实施例的单向阀结构130连接在管路120与蒸发器110的入口E1之间，且实质上与蒸发器110是一体结构，也就是单向阀结构130是与蒸发器110一同被制作完成，而使单向阀结构130可被视为蒸发器110本体的分支，而使蒸发器110本体、单向阀结构130与管路120一同形成回路。
在此，单向阀结构130用以限制工作流体F沿第一方向D1在回路中流动，以阻挡工作流体F沿第二方向D2的流动，且第一方向D1相反于第二方向D2。进一步地说，如图2所示，单向阀结构130是特斯拉阀(tesla valve)结构，其包括主流部131与回流部132，在此以一个主流部131搭配多个回流部132为例，其中回流部132会造成工作流体F在结构中除了主流Fm之外还形成至少一回流Fr(在此以多个回流部132形成多个回流Fr为例)，且这些回流部132所形成的回流Fr，其实质上是顺向于主流Fm的第一方向D1，而逆向于第二方向D2。因此，工作流体F在回路中沿第二方向D2的流动模式将会受到主流F与回流Fr的阻挡，进而在单向阀结构130中被限制成仅能朝单向流动，即本实施例所示的第一方向D1。在此，单向阀结构130的内径是小于或等于1cm，而有利于可携式电子装置20内的散热模块100。
如此一来，通过单向阀结构130的存在，便能在图1所示的回路中驱使工作流体F无论在液相或是气相，皆仅能进行单向流动(第一方向D1)，故当可携式电子装置20因使用状态不同而呈站立状态或是平躺放置状态，工作流体F皆因上述而避免受到重力的影响，因而将使散热模块100无论在何时皆能有效地提供所需的散热效果。
在此，单向阀结构130是设置在蒸发器110与管路120的连接处位于入口E1处。但，本发明并不限于此，于其他未示出的实施例中，单向阀结构130也能设置在蒸发器110与管路120的连接处但位于出口E2处，或者，单向阀结构130也能设置在蒸发器110与管路120的连接处，且入口E1处、出口E2处皆设置。
请再参考图1与图2，在本实施例中，一体成型的蒸发器110与单向阀结构130例如是以块状结构予以机械加工而得，但本发明并未对此限制，图3示出本发明另一实施例的一种单向阀结构的剖视图。请参考图3，与前述不同的是，本实施例的单向阀结构330是设置在管路的冷凝段(即前述管路120的冷凝段122)而远离蒸发器110。在此，于冷凝段122设置单向阀结构330在于提供工作流体F于散热(气相转变为液相)之后，仍能因此维持其从管路120(的冷凝段122)流入蒸发器110所需的流体动力。
再者，本实施例的单向阀结构330还具有螺纹331、332，其用以与管路120的其他部分得以顺利地接合(其他部分也设置对应且能螺接的螺纹)，也就是相当于将单向阀结构330设置于管路120处。
由上述可知，本发明并未限定单向阀结构在回路中的位置，也即回路中有工作流体F流动的任意处，皆能设置单向阀结构以驱动工作流体F进行单向流动。
请再参考图2，在本实施例中，在第一方向D1上，对回流部132是对称地设置在主流部131的相对两侧，且主流部131与回流部132形成渐缩轮廓，即其渐缩趋势是顺向于第一方向D1，且所述渐缩轮廓使回流部132相对于主流部131形成渐缩夹角θ，其中渐缩夹角θ较佳为24度，也即主流部131相对两侧的回流部132彼此对称且具有夹角为48度。
图4示出本发明另一实施例的单向阀结构的示意图。请参考图4，与前述实施例不同的是，在本实施例的单向阀结构430中，在工作流体F的流动方向上，多个回流部432是交错地配置于主流部431的其中一侧，且回流部432与主流部431以结构分隔为不同通道，而与前述实施例回流部132与主流部131是位于同一通道区隔。但，其所造成的回流仍能有效地阻挡工作流体F产生逆流情形，而有效地维持单向流动的模式。
综上所述，在本发明的上述实施例中，散热模块在蒸发器与管路连接所形成的回路中配置至少一单向阀结构，且因单向阀结构具有回流，因此能顺利地将工作流体限定于单一方向流动的状态，也就是通过回流来阻挡工作流体逆流的可能。如此一来，无论可携式电子装置的使用状态为何，工作流体仅以单向流动的状态即能因此克服重力随着使用状态而对工作流体造成各种程度的影响，也就是无论可携式电子装置的使用状态为平躺放置或站立放置，重力不再对回路内的工作流体造成影响，也因此得以提高散热模块的散热效率。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
Claims (10)
1.一种散热模块，适用于可携式电子装置，所述可携式电子装置具有热源，所述散热模块包括：
蒸发器，热接触所述热源，以使所述热源所产生的热量传送至所述蒸发器；至少一管路，连接所述蒸发器以形成至少一回路；
工作流体，填充于所述回路，呈液相的所述工作流体在所述蒸发器吸热而转换为呈气相的工作流体并从所述蒸发器流至所述管路，而呈气相的所述工作流体在所述管路散热并转换为呈液相的所述工作流体以流入所述蒸发器；以及
至少一单向阀结构，设置于所述回路，以限定所述工作流体沿第一方向在所述回路中流动，其中所述单向阀结构具有主流部与回流部，且所述回流部相对于所述主流部形成夹角，所述回流部驱使所述工作流体形成至少一回流，所述回流顺向于所述第一方向而逆向于第二方向，以阻挡所述工作流体在所述回路中沿所述第二方向流动，所述第一方向相反于所述第二方向。
2.根据权利要求1所述的散热模块，其中所述单向阀结构是特斯拉阀结构。
3.根据权利要求1所述的散热模块，其中所述单向阀结构设置于所述蒸发器与所述管路的连接处。
4.根据权利要求1所述的散热模块，其中所述单向阀结构设置于所述蒸发器的出口与入口的至少其中之一。
5.根据权利要求1所述的散热模块，其中所述单向阀结构设置于所述管路。
6.根据权利要求1所述的散热模块，其中所述单向阀结构设置于所述回路的冷凝端。
7.根据权利要求1所述的散热模块，在所述工作流体的流动方向上，所述回流部交错地设置于所述主流部的其中一侧。
8.根据权利要求1所述的散热模块，在所述工作流体的流动方向上，所述回流部对称地设置于所述主流部的相对两侧。
9.根据权利要求8所述的散热模块，其中在所述工作流体的流动方向上，所述主流部与所述回流部形成渐缩轮廓。
10.根据权利要求9所述的散热模块，其中所述渐缩轮廓使所述回流部相对于所述主流部形成渐缩夹角。
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