CN1580684A - 汽液分离的热交换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是提供一种汽液分离的热交换装置，适用于一发温源上，包含一装设在该发温源上的蓄热座、一固结在该蓄热座上的外筒、一装设在该外筒内的内筒、一固结在该外筒的一顶开放口的封口座，及一充填在该外筒内的工作流体；该内筒包括一由其一围绕壁的内表面包覆界定出的汽化空间，及一由该围绕壁的外表面与外筒的内表面共同界定出的冷凝空间，该汽化空间的顶侧与底侧皆连通于该冷凝空间。本发明可使该工作流体集中受到温度激发，从而可提高传热效率。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种热交换装置，特别是涉及一种可迅速传输温度的汽液分离的热交换装置。
【背景技术】
如图1、2所示，是中国台湾专利第528151号“导热管多层毛细结构改良”新型专利案，该导热管包含一具有一开放端11的外筒1、一外径小于该外筒1且容置在该外筒1内的内筒2，及一充填在该外筒1与内筒2间的工作流体100。
该外筒1包括一由一围绕壁12界定出的外筒信道13，及一形成在该围绕壁12的内面的外筒毛细结构14，该外筒毛细结构14具有多数交错形成在该围绕壁12的内面的凸块141。
该内筒2包括一由一围绕壁21界定出的内筒信道22，及二分别形成在该围绕壁21的内面与外面的内筒毛细结构23，该内筒毛细结构23具有多数分别交错形成在该围绕壁21的内面与外面上的凸块231。
该工作流体100是分别充填在该外筒1的外筒信道13与该内筒2的内筒信道22内。
实际上，是先将充填有该工作流体100的内筒2容置在该外筒1的外筒信道13内后，续将该工作流体100充填在如图2所示的该外筒1的外筒信道13内，末将该外筒1的开放端11予以封闭，使该内筒2与该工作流体100容置在该外筒1的外筒信道13内形成密闭状态。
使用时，并搭配如图3所示，该导热管的一吸热侧是利用一加工机予以压扁后贴设在一发温源200上，当该发温源200温度激发该外筒信道13与内筒信道22内的工作流体100时，该工作流体100会因吸热蒸发而形成高温高压气体，该气体会因压力差而流窜到该导热管的另一侧边散热冷凝而形成液体，该液体再回流至吸热侧而可不断地循环达成热交换效果。
上述现有导热管利用该外筒信道13与该内筒信道22所形成的“双信道”热交换对流，于实际上，仍属单相移热方式以获致温度传输效果，换句话说，只借由该外筒信道13(或内筒信道22)作为吸热汽化与散热冷凝的流通路径，于实务上，上述吸热汽化的气体与散热冷凝的液体容易产生相互逆流的情形，与在移热过程中产生温度夹带现象，且严重的是，当超过一定的热通量则容易发生干化(Dry Out)现象，终而大幅降低传温效果。
【发明内容】
本发明的目的，是在提供一种可迅速传输温度的汽液分离的热交换装置。
依据本发明汽液分离的热交换装置，设置于一发温源上，包含一蓄热座、一外筒、一内筒、一封口座及工作流体，其特征在于：
该蓄热座，是装设在该发温源上：
该外筒，为一两端开放的筒体，并包括一固结在该蓄热座上的底开放口、一远离该底开放口的顶开放口，及一由该底开放口、该顶开放口与一围绕壁包覆界定出的外筒容室；
该内筒，为一两端开放且装设在该外筒的外筒容室内的筒体，且该内筒的筒身长度与外径皆小于该外筒的长度及内径，该内筒包括一一围绕壁，由该围绕壁的内表面包覆界定出汽化空间，且由该围绕壁的外表面与外筒的内表面共同界定出冷凝空间，该内筒至少还包括一自该围绕壁的顶缘延伸的卡块；
该封口座，是固结在该外筒的顶开放口，并包括一朝向该外筒的外筒容室且供该内筒的卡块固结的卡沟，使该卡块与卡沟界定出至少一连通该汽化空间与该冷凝空间的缺口；
该工作流体，是充填在该外筒的外筒容室内及该蓄热座内，并于该蓄热座内集中受到该发温源的温度激发，以于汽化空间内汽化形成气体后，进入该冷凝空间内液化形成液体而回流至该汽化空间内，以达成将该工作流体汽化、液化作用相分离的双相移热方式。
所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该蓄热座包括至少一自其顶面凹陷的容置该工作流体的集液部。
所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该封口座更包括一自外表面延伸至内表面且连通于该外筒的外筒容室的充填口，一密封体填塞在该封口座内并封闭该充填口。
所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
更包含一密贴在该密封体上的定位块，该定位块的一外表面与该封口座的外表面平齐。
所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该外筒的内表面上设有外筒毛细结构。
所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该外筒的外筒毛细结构为多数间隔设于该外筒内表面上的直纹沟。
所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该内筒的外表面上设有内筒毛细结构。
所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该内筒的内筒毛细结构为多数间隔设在内筒外表面上的直纹沟。
所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该内筒的外表面上设有内筒毛细结构。
所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该内筒的内筒毛细结构为多数间隔设于内筒外表面上的直纹沟。
当该发温源的温度上升时，将使位于该外筒的外筒容室的集液部内的工作流体集中受到温度激发后，迅速受热汽化形成高温高压气体后，经过缺口移动到冷凝空间的低温低压的外筒毛细结构处，再借外筒毛细结构与外部空气对流做热交换达成冷凝作用，冷凝后的工作流体并可加上本身重力迅速回流汇集于该集液部，以达成将该工作流体汽化、液化作用相分离的双相移热方式，与现有导热管的单相移热方式不同，本发明的工作流体不会产生移热相互逆流的情形及在移热过程中产生温度夹带的现象，本发明的集液部可使该工作流体集中受到温度激发，从而可提高传热效率。
【附图说明】
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
图1是中国台湾专利第528151号“导热管多层毛细结构改良”新型专利案的一未完整的立体分解图，说明一内筒分离于一外筒。
图2是中国台湾专利第528151号新型专利案的一剖视图，说明该内筒容置在该外筒内，该外筒的一外筒信道与该内筒的一内筒通道内充填有工作流体。
图3是中国台湾专利第528151号新型专利案的一使用示意图，说明该导热管的一吸热侧贴设在一发温源上。
图4是本发明的第一较佳实施例的一立体分解图。
图5是该第一较佳实施例的一组合剖视图。
图6是该第一较佳实施例的一未完整的俯视图，说明该热交换装置的一外筒与一内筒组结后的俯视图。
图7是本发明的一第二较佳实施例的一立体分解图。
图8是该第二较佳实施例的一组合剖视图，说明该内筒更包括一形成在其外表面上的内筒毛细结构。
图9是该第二较佳实施例的一未完整的俯视图，说明该热交换装置的一外筒与一内筒组结后的俯视图。
图10是本发明的一第三较佳实施例的一组合剖视图。
图11是该第三较佳实施例的一未完整的俯视图，说明该热交换装置的一外筒与一内筒组结后的俯视图。
【具体实施方式】
为了方便说明，在以下的实施例，类似的组件，是以相同标号来表示。
如图4、5所示，本发明的汽液分离的热交换装置3的第一较佳实施例，是适用于一发温源4上，在本例中该发温源4为一CPU；并包含一装设在该发温源4上的蓄热座5、一包括一固结在该蓄热座5的底开放口61与一顶开放口62的圆形外筒6、一装设在该外筒6内的圆形内筒7、一固结在该外筒6的顶开放口62的封口座8、一装设在该封口座8内的密封体9、一密贴在该密封体9上的定位块100，及一充填在该外筒6内的工作流体110。
该蓄热座5是选用铝、铜金属或合金金属或其它导温佳的材料成型，是贴设在该发温源4上并可将发温源4的热温度迅速往上传导，并包括一外高内低的凹弧顶面51，及至少一自该顶面51凹陷形成的集液部52，供该工作流体110汇集流入。
该外筒6为一两端开放且选用铝、铜金属或合金金属或其它导温佳的材料成型的筒体，并包括一固结在该蓄热座5上的底开放口61、一远离该底开放口61且相互连通的顶开放口62、一由该底开放口61、该顶开放口62与一围绕壁63包覆界定出的外筒容室64，及一形成在其围绕壁63的一内表面631上的外筒毛细结构65；在本例中该外筒毛细结构65为多数间隔形成在该内表面631上的直纹沟，也可为螺旋纹沟(图未示)。
搭配如图6所示，该内筒7为一两端开放且选用铝、铜金属或合金金属或其它导温佳的材料成型的筒体，且装设在该外筒6的外筒容室64；其筒身长度与外径皆小于该外筒6的长度及内径；并包括一由其一围绕壁71的内表面711包覆界定出的汽化空间72、一由该围绕壁71的外表面712与外筒6的内表面631共同界定出的冷凝空间73，及三自该围绕壁71轴向延伸形成的卡块74；当然，也可以只设有一个或更多个卡块74。
该封口座8是固结在该外筒6的顶开放口62，并包括一自外表面81延伸至内表面82且连通于该外筒容室64的充填口83、一环绕且连通该充填口83并自该外表面81下凹形成的T字型接合孔84，及一朝向该外筒容室64且供该内筒7的卡块74固结适当长度的卡沟85，使该等卡块74与卡沟85界定出三连通该内筒7的汽化空间72与该冷凝空间73的缺口120；该接合孔84具有一邻近该封口座8的外表面81的外孔部841，及一邻近该外孔部841的底面的内孔部842；实务上，该内筒7的卡块74是焊结固定在该卡沟85，使该内筒7的底部悬空挂在该蓄热座5的集液部52上方，形成冷凝液体的回流间隙。
该密封体9是填塞于该封口座8的接合孔84内并封闭该充填口83，在本例中该密封体8为一具有弹性的硅胶体或橡皮。
该定位块100是以一加工机具使其密贴在该密封体9上，使该密封体9更紧迫密合在该封口座8的充填口83上，并使该定位块100的外表面101与该封口座8的外表面81平齐(如图5所示的平直线L)，以形成一平口式封口的热交换装置3而可维持外观平整度，且制造程序设备较简单，相对地实用价值高；该定位块100具有一连通该封口座8的充填口83的贯孔102。
该工作流体110为现有具有过热蒸发、遇冷还原特性的流体；于实务上，是利用一除气充填针(图未示)穿刺进入该定位块100与密封体9并伸入该外筒容室64内进行除气、充填，当该除气充填针拔出该密封体9，借该密封体9的弹性回复力密封该除气充填针穿刺过的孔隙，并以瞬间高温点焊方式强化密闭该定位块100的一贯孔102(如图5所示的焊点130)。
此外，该蓄热座5与该封口座8分别密封在该外筒6的两开放端的组结方式，为可利用机具使该蓄热座5与封口座8分别迫紧密合在该外筒6的两开放端，或将该蓄热座5与封口座8直接螺合组结于该外筒6的两开放端，或在该蓄热座5与封口座8分别开设一如图4、5所示的环槽53、86后采围绕方式装填一热熔性材料140(实务上，是将长条状的热熔性材料140环设在该环槽53、86内)，再经过真空硬焊炉(图未示)的加热作业，使该蓄热座5与封口座8熔结密合在该外筒6的两开放端。
使用时，当该发温源4的温度上升时，将使位于该外筒6的外筒容室64的集液部52内的工作流体110集中受到温度激发后，迅速产生相变，即如图5所示的液态状的工作流体110于汽化空间72受热汽化形成如大箭头所示的高温高压气体后，将经过该等缺口120并如小箭头所示移动到该冷凝空间73的低温低压的外筒毛细结构65处，再借外筒毛细结构65与外部空气对流做热交换达成冷凝作用，冷凝后的工作流体110并可加上本身重力迅速回流汇集于该集液部52，以达成将该工作流体110汽化、液化作用相分离的双相移热方式，与图2、3所示的现有导热管的单相移热方式不同，本发明的工作流体110不会产生移热相互逆流的情形及在移热过程中产生温度夹带的现象，本发明的集液部52可使该工作流体110集中受到温度激发，从而可提高传热效率。
如图7、8、9所示，本发明的汽液分离的热交换装置3的第二较佳实施例，不同于第一较佳实施例的地方在于：该内筒7′更包括一形成在该外表面712′上的内筒毛细结构75；该内筒毛细结构75在本例中为多数间隔形成在该外表面712′上的直纹沟；当液态状的工作流体110于汽化空间72受热汽化形成如大箭头所示的高温高压气体后，再如小箭头所示移动到该冷凝空间73的低温低压的外筒毛细结构65处，可借外筒毛细结构65、内筒毛细结构75所形成的毛细压力差与外部空气对流做热交换迅速达成冷凝作用，相对可提高热传效率。
如图10、11所示，本发明的汽液分离的热交换装置3的第三较佳实施例，不同于第二较佳实施例的地方在于：该内筒7′的内筒毛细结构75与外筒6的外筒毛细结构65间的距离不同于上述第二较佳实施例，间接缩小该冷凝空间73。
Claims (10)
1.一种汽液分离的热交换装置，设置于一发温源上，包含一蓄热座、一外筒、一内筒、一封口座及工作流体，其特征在于：
该蓄热座，是装设在该发温源上；
该外筒，为一两端开放的筒体，并包括一固结在该蓄热座上的底开放口、一远离该底开放口的顶开放口，及一由该底开放口、该顶开放口与一围绕壁包覆界定出的外筒容室；
该内筒，为一两端开放且装设在该外筒的外筒容室内的筒体，且该内筒的筒身长度与外径皆小于该外筒的长度及内径，该内筒包括一一围绕壁，由该围绕壁的内表面包覆界定出汽化空间，且由该围绕壁的外表面与外筒的内表面共同界定出冷凝空间，该内筒至少还包括一自该围绕壁的顶缘延伸的卡块；
该封口座，是固结在该外筒的顶开放口，并包括一朝向该外筒的外筒容室且供该内筒的卡块固结的卡沟，使该卡块与卡沟界定出至少一连通该汽化空间与该冷凝空间的缺口；
该工作流体，是充填在该外筒的外筒容室内及该蓄热座内。
2.如权利要求1所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该蓄热座包括至少一自其顶面凹陷的容置该工作流体的集液部。
3.如权利要求1所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该封口座更包括一自外表面延伸至内表面且连通于该外筒的外筒容室的充填口，一密封体填塞在该封口座内并封闭该充填口。
4.如权利要求3所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
更包含一密贴在该密封体上的定位块，该定位块的一外表面与该封口座的外表面平齐。
5.如权利要求1所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该外筒的内表面上设有外筒毛细结构。
6.如权利要求5所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该外筒的外筒毛细结构为多数间隔设于该外筒内表面上的直纹沟。
7.如权利要求5所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：
该内筒的外表面上设有内筒毛细结构。
8.如权利要求7所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：该内筒的内筒毛细结构为多数间隔设在内筒外表面上的直纹沟。
9.如权利要求1所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：该内筒的外表面上设有内筒毛细结构。
10.如权利要求9所述的汽液分离的热交换装置，其特征在于：该内筒的内筒毛细结构为多数间隔设于内筒外表面上的直纹沟。
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| CN 03127514 CN1580684A (zh) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | 汽液分离的热交换装置 |
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| CN1580684A true CN1580684A (zh) | 2005-02-16 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103453792A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-12-18 | 奉化市垭特机电科技有限公司 | 一种重力热管底部强化传热结构 |
| CN103453791A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-12-18 | 奉化市垭特机电科技有限公司 | 一种重力热管强化传热结构 |
| CN104296574A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-21 | 合肥联宝信息技术有限公司 | 热管及其传热方法 |
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2003
- 2003-08-06 CN CN 03127514 patent/CN1580684A/zh active Pending
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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