CN207831995U - 汽液相流热传模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种汽液相流热传模块，包含至少一蒸发器，内部具有一第一腔室填充有一第一工作介质；至少一蒸发器管体，具有一第一端、第二端及一冷凝段位于该第一端、第二端之间，该第一端、第二端连通该至少一蒸发器的第一腔室形成该第一工作介质的一回路；至少一热交换器，内部具有一热交换腔室，并该至少一热交换器具有一第一侧面、第二侧面供该蒸发器管体的冷凝段贴设；及至少一散热器管体，连通该至少一热交换器的热交换腔室及至少一散热器，且供一第二工作介质流动以形成该第二工作介质的一回路。

Description

汽液相流热传模块

技术领域

本实用新型涉及散热领域，特别指一种可缩小换热面积及缩短传热路径且增加换热效率的汽液相流热传模块。

背景技术

一般常用的散热技术是风扇和散热鳍片，然而现行电子设备随着效能提高，其中作为处理信号及运算的电子元件相对的也较以前的电子元件产生较高的热量。汽液相流热传技术开始被应用在高热通量的产品或环境散热，由于相变化的理论热通量可以达到50W/cm2以上，且不需额外电力，所以汽液相流热传技术有热移及节能的特性。

目前的汽液相流热传技术有回路式热管(Loop Heat Pipe,LHP)、毛细泵环路系统(Capillary Porous Loop,CPL)与汽液相热虹吸回路系统(Two-Phase LoopThermosyphon,LTS)等，汽液相流热传技术的装置通常包含有一蒸发器结合一散热器并两者间由一管体连接组成一封闭式回路，凭借该管体将热从该蒸发器传递至远端的散热器以达到散热目的。

然而，目前的汽液相流热传技术的散热器以一风扇冷却降温，而风扇冷却降温除了所需要的换热面积较大而必须占据系统内的较大空间，现有的管体的传热路径也较长，管体内的工作介质无法快速回流，导致换热效率不佳。因此，如何应用系统空间来满足散热器的换热需求或者超越风扇的换热效率是本领域所要努力的方向。

实用新型内容

本实用新型的一目的，在提供可缩小换热面积或缩短蒸气管及冷凝管传热路径的一种汽液相流热传模块。

本实用新型的另一目的，在提供可增加换热效率的一种汽液相流热传模块。

为达成上述的目的，本实用新型提供一种汽液相流热传模块，其特征是包含：

至少一蒸发器，内部具有一第一腔室，该第一腔室设有一第一工作介质；

至少一蒸发器管体，具有一第一端、一第二端及一位于该第一端、第二端之间的冷凝段，该第一端、第二端连通该至少一蒸发器的第一腔室而形成该第一工作介质的一回路；

至少一热交换器，内部具有一热交换腔室，并且该至少一热交换器具有一第一侧面及一第二侧面，该蒸发器管体的冷凝段贴设该第一侧面或该第二侧面；及，

至少一散热器管体，连通该至少一热交换器的热交换腔室及至少一散热器，且供一第二工作介质流动以形成该第二工作介质的一回路。

所述的汽液相流热传模块，其中：该至少一蒸发器管体还具有一相邻该第一端的蒸气段及一相邻该第二端的液体段，该冷凝段连接于该蒸气段及该液体段之间，该液体段设有一毛细结构。

所述的汽液相流热传模块，其中：该至少一热交换器具有至少一凹槽，该至少一凹槽对应于该至少一蒸发器管体设置，该至少一蒸发器管体的冷凝段嵌设于该至少一凹槽。

所述的汽液相流热传模块，其中：该至少一热交换器具有一第一热交换器及一第二热交换器，该至少一散热器管体具有一第一散热器管体及一第二散热器管体，该至少一散热器具有一第一散热器及一第二散热器，该第一散热器管体连通该第一散热器，该第二散热器管体连通该第二散热器，该至少一蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第一热交换器的凹槽及该第二热交换器的凹槽。

所述的汽液相流热传模块，其中：该第一热交换器的第二侧面与该第二热交换器的第一侧面相互对应贴设。

所述的汽液相流热传模块，其中：该至少一蒸发器具有一第一蒸发器及一第二蒸发器，该至少一蒸发器管体具有一第一蒸发器管体及一第二蒸发器管体，该第一蒸发管体的第一端、第二端连通该第一蒸发器的第一腔室，该第二蒸发器管体的第一端、第二端连通该第二蒸发器的第一腔室，该至少一热交换器还具有一第三热交换器，该至少一散热器管体还具有一第三散热器管体，该至少一散热器还具有一第三散热器，该第三散热器管体连通该第三散热器及该第三热交换器。

所述的汽液相流热传模块，其中：该第一热交换器的该至少一凹槽具有一第一凹槽及一第二凹槽，该第一凹槽、第二凹槽分别设于该第一热交换器的第一侧面、第二侧面，该第一蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第二凹槽及该第二热交换器的该至少一凹槽，该第二蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第一凹槽及该第三热交换器的该至少一凹槽。

所述的汽液相流热传模块，其中：该第一热交换器的第一侧面与该第三热交换器的第二侧面相互对应贴设。

所述的汽液相流热传模块，其中：该至少一散热器是一水冷排并具有一第二腔室及一泵浦，该至少一散热器管体具有一第三端及一第四端，该至少一散热器管体连通该第二腔室、该泵浦及该热交换腔室而形成该第二工作介质的回路。

所述的汽液相流热传模块，其中：该至少一蒸发器具有一第一蒸发器及一第二蒸发器，该至少一蒸发器管体具有一第一蒸发器管体及一第二蒸发器管体，该第一蒸发管体的第一端、第二端连通该第一蒸发器的第一腔室，该第二蒸发器管体的第一端、第二端连通该第二蒸发器的第一腔室。

所述的汽液相流热传模块，其中：该至少一凹槽具有一第一凹槽及一第二凹槽，该第一蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第二凹槽，该第二蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第一凹槽。

所述的汽液相流热传模块，其中：该至少一热交换器是一水冷头。

所述的汽液相流热传模块，其中：该液体段设有一毛细结构。

凭借本实用新型此设计，通过集中在该蒸发器管体的冷凝段的一个热交换器，或多个热交换器彼此相互堆叠组合，并通过该散热器管体快速将热传递至散热器进行散热，可达到缩小换热面积及缩短传热路径同时增加换热效率的功效。

下列附图的目的在于使本实用新型能更容易被理解，于本文中会详加描述该些图式，并使其构成具体实施例的一部份。通过本文中的具体实施例并参考相对应的附图，以详细解说本实用新型的具体实施例，并用以阐述发明的作用原理。

附图说明

图1A是本实用新型汽液相流热传模块的第一实施例的立体分解图；

图1B是本实用新型汽液相流热传模块的第一实施例的立体组合图；

图1C是本实用新型汽液相流热传模块的第一实施例的蒸发器与蒸发器管体剖视图；

图1D是本实用新型汽液相流热传模块的第一实施例的热交换器与散热器管体剖视图；

图2A是本实用新型汽液相流热传模块的第二实施例的立体分解图；

图2B是本实用新型汽液相流热传模块的第二实施例的立体组合图；

图3A是本实用新型汽液相流热传模块的第三实施例的立体分解图；

图3B是本实用新型汽液相流热传模块的第三实施例的立体组合图；

图3C是本实用新型汽液相流热传模块的第三实施例的俯视图；

图4A是本实用新型汽液相流热传模块的第四实施例的立体分解图；

图4B是本实用新型汽液相流热传模块的第四实施例的立体组合图。

附图标记说明：蒸发器、第一蒸发器1；第一腔室11；第二蒸发器11a；蒸发器管体、第一蒸发器管体2；第一端21、21a；第二端22、22a；冷凝段23、 23a；蒸气段24、24a；液体段25、25a；毛细结构26；第二蒸发器管体2a；热交换器、第一热交换器3；热交换腔室31；第一侧面32、32a、32b；第二侧面 33、33a、33b；凹槽34、34a、34b；第一凹槽341；第二凹槽342；入水口35；出水口36；第二热交换器3a；第三热交换器3b；散热器管体、第一散热器管体 4、4a；第三端41；第四端42；第二散热器管体4b；散热器、第一散热器5；第二腔室51；泵浦52。

具体实施方式

本实用新型的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

请参考图1A、图1B、图1C及图1D，是本实用新型汽液相流热传模块的第一实施例的立体分解图及立体组合图及蒸发器与蒸发器管体剖视图及热交换器与散热器管体剖视图，如图所示，本实用新型所述汽液相流热传模块包含至少一蒸发器、至少一蒸发器管体、至少一热交换器、至少一散热器管体及至少一散热器。在本实施例中系表示为一个蒸发器1、一个蒸发器管体2、一个热交换器3、一个散热器管体4及一个散热器5，但是不局限于此，其他的一些变异实施如后所述。

该蒸发器1内部具有一第一腔室11，该第一腔室11设有一第一工作介质，该第一工作介质为高比热系数的液体。该蒸发器1系用以贴设一发热源(未绘示)，并从该发热源吸收热。在本实施例中，该蒸发器1系表示为一方型板体，但并不局限于此，在其他实施例中，该蒸发器1也可以表示为管径大于该蒸发器管体2的管型蒸发器，本实用新型并不局限该蒸发器1的形状或态样。

该蒸发器管体2具有一第一端21及一第二端22及一冷凝段23，该第一端、第二端21、22分别设于该蒸发器管体2的相反两端，该第一端、第二端21、22 连通该第一腔室11形成该第一工作介质的回路，并该冷凝段23位于该第一端、第二端21、22之间。该蒸发器管体2还具一蒸气段24及一液体段25，该蒸气段24相邻该第一端21，该液体段25相邻该第二端22，该冷凝段23连接于该蒸气段24及该液体段25之间。并在本实施例中，该液体段25内部系表示设有一毛细结构26，但并不局限于此，在其他实施例中，该液体段25内部也可以表示为省略该毛细结构26。在本实施例中，该蒸发器管体2系表示为圆管，但不局限于此，在其他实施例中，该蒸发器管体2也可以表示为扁管。

该热交换器3具有一热交换腔室31、一第一侧面32、一第二侧面33、一入水口35及一出水口36，该第一侧面、第二侧面32、33分别设于该热交换器3 的相反两侧，供该蒸发器管体2的冷凝段23贴设，该蒸发器管体2的冷凝段23 系选择贴设于该第一侧面32及该第二侧面33其中任一。在本实施例中，该蒸发器管体2的冷凝段23系表示为贴设于该热交换器3的第二侧面33，但不局限于此，该蒸发器管体2的冷凝段23贴设于该第一侧面32，也可。

该散热器管体4具有一第三端41及一第四端42，该第三、四端41、42分别设于该散热器管体4的相反两端，并该散热器管体4连通该热交换器3的热交换腔室31及该散热器5，且该散热器管体4供一第二工作介质流动以形成该第二工作介质的一回路，该第二工作介质为高比热系数的液体。在本实施例中，该散热器管体4系表示为圆管，但不局限于此，在其他实施例中，该散热器管体4也可以表示为扁管。

该散热器5具有一第二腔室51及一泵浦52，该散热器管体4系通过该热交换器3的入水口35与出水口36连通该热交换器3的热交换腔室31，并通过该第三、四端41、42连通该散热器5的第二腔室51与泵浦52以形成该第二工作介质的该回路。该散热器5在本实施例中系表示为一水冷排，并在图1A、图1B中系以局部剖面做表示。在本实施例中，该散热器管体4系表示为一水冷管，该泵浦52系表示为相邻设置于该散热器管体4的第三端41，但并不局限于此，在其他实施例中，该泵浦52也可以表示为相邻设置于该散热器管体4的第四端 42。

并在本实施例中，该热交换器3具有至少一凹槽34，该至少一凹槽34对应该蒸发器管体2，该蒸发器管体2的冷凝段23嵌设于该至少一凹槽34内，但不局限于此，在其他实施例中，该热交换器3系表示为具有平坦表面，该蒸发器管体2的冷凝段23贴设于该热交换器3的平坦表面。在其他实施例中，该蒸发器管体2的冷凝段23嵌设于该热交换器3的凹槽34中与该热交换器3的外表面齐平。并在本实施例中，该热交换器3是一水冷头。

在一具体实施例中，该第一工作介质在该第一腔室11内受热到达沸点蒸发形成汽相的该第一工作介质，并汽相的该第一工作介质通过该第一端21进入该蒸气段24，并通过该蒸气段24流通至该冷凝段23，该冷凝段23吸收汽相的该第一工作介质的热并与该热交换器3热交换，汽相的该第一工作介质在该冷凝段23冷凝形成液相的该第一工作介质，并液相的该第一工作介质被该液体段25 的毛细结构26吸收回流通过该第二端22进入该蒸发器1的第一腔室11。在其他实施例中，该液体段25省略设置该毛细结构26，液相的该第一工作介质被气压推动回流通过该第二端22进入该蒸发器1的第一腔室11。

该热交换器3吸收该蒸发器管体2的冷凝段23的热，该第二工作介质系受到该泵浦52驱动从该散热器5的第二腔室51通过该散热器管体4的第三端41 并从该入水口35流通至该热交换器腔室31，并该第二工作介质吸收该热交换器 3的热通过该出水口36从该第四端42回流至该第二腔室51，该散热器5吸收该第二工作介质的热进行辐射散热。

凭借本实用新型此设计，可使该蒸发器1的热被传递集中到该热交换器3，然后凭借该散热器管体4将该热交换器3的热向该散热器5传递而散热，如此不但可以缩小换热面积，还能够缩短传热路径，使第一、二工作介质可以快速回流，进而可以达到较佳的换热效率。

请参阅图2A、图2B，是本实用新型汽液相流热传模块的第二实施例的立体分解图及立体组合图，并辅以参阅图1A、图1B、图1C及图1D，如图所示，本实施例部分结构及功能与上述第一实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与上述第一实施例的不同处是，该至少一热交换器具有一第一热交换器3 及一第二热交换器3a，该至少一散热器管体具有一第一散热器管体4及一第二散热器管体4a，该至少一散热器具有一第一散热器5及一第二散热器(未绘示)，该第一散热器管体4连通该第一散热器5，该第二散热器管体4a连通该第二散热器，该第二散热器管体4a及该第二散热器的结构及组合关系请参考图1B的该散热器管体4及该散热器5的结构及组合关系。

在本实施例中，该第一蒸发器管体2的冷凝段23系表示为贴设于该第一热交换器3的第二侧面33及该第二热交换器3a的第一侧面32a，但并不局限于此，该第一蒸发器管体2的冷凝段23贴设于该第一热交换器3的第一侧面32及该第二热交换器3a的第二侧面33a，或者，该第一蒸发器管体2的冷凝段23贴设于该第一热交换器3的第一侧面32及该第二热交换器3a的第一侧面32a，或者，该第一蒸发器管体2的冷凝段23贴设于该第一热交换器3的第二侧面33及该第二热交换器3a的第二侧面33a，也可。

并该蒸发器管体2的冷凝段23嵌设于该第一热交换器3的凹槽34及该第二热交换器3a的凹槽34a。如此，令该第一热交换器3的第二侧面33与该第二热交换器3a的第一侧面32a相互对应贴设。

凭借上述，该蒸发器管体2的冷凝段23可同时与该第一、二热交换器3、 3a进行热交换，该第一、二热交换器3、3a吸收该冷凝段23的热，该第一、二散热器管体4、4a通过该第二工作介质将热带走回流至该第一、二散热器，以达到缩小换热面积及缩短传热路径并增加换热效率的功效。

请参阅图3A、图3B及图3C，是本实用新型汽液相流热传模块的第三实施例的立体分解图及立体组合图及俯视图，并辅以参阅图2A及图2B，如图所示，本实施例部分结构及功能与上述第二实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与上述第二实施例的不同处是，该至少一蒸发器具有一第一蒸发器1及一第二蒸发器1a，该至少一蒸发器管体具有一第一蒸发器管体2及一第二蒸发器管体2a，该至少一热交换器还具有一第三热交换器3b，该至少一散热器管体还具有一第三散热器管体4b，该至少一散热器还具有一第三散热器(未绘示)。

该第一蒸发管体2的第一端、第二端21、22连通该第一蒸发器1的第一腔室11，该第二蒸发器管体2a的第一端、第二端21a、22a连通该第二蒸发器1a 的第一腔室(未绘示)，该第三散热器管体4b连接该第三散热器，该第三散热器管体4b及该第三散热器的结构及组合关系请参考图1B的该散热器管体4及该散热器5的结构及组合关系。

在本实施例中，该第二蒸发器管体2a的冷凝段23a系表示为贴设于该第一热交换器3的第一侧面32及该第三热交换器3b的第二侧面33b。并在本实施例中，该第一热交换器3的该至少一凹槽具有一第一凹槽341及一第二凹槽342，该第一凹槽、第二凹槽341、342分别设于该第一热交换器3的第一侧面、第二侧面32、33，该第一蒸发器管体2的冷凝段23嵌设于该第二凹槽342及该第二热交换器3a的该至少一凹槽34a，该第二蒸发器管体2a的冷凝段23a嵌设于该第一凹槽341及该第三热交换器3b的该至少一凹槽34b。

如此，令该第一热交换器3的第一侧面32与该第三热交换器3b的第二侧面33b相互对应贴设。

凭借上述，该第一蒸发器管体2的冷凝段23与该第一、二热交换器3、3a 进行热交换，该第一热交换器3也与该第二热交换器3a进行热交换，该第二蒸发器管体2a的冷凝段23a与该第一、三热交换器3、3b进行热交换，该第一热交换器3也与该第三热交换器3b进行热交换，该第一、二热交换器3、3a吸收该第一蒸发器管体2的冷凝段23的热，该第一、三热交换器3、3b吸收该第二蒸发器管体2a的冷凝段23a的热，该第一、二、三散热器管体4、4a、4b通过该第二工作介质将热带走回流至该第一、二、三散热器，以达到缩小换热面积及缩短传热路径并增加换热效率的功效。

请参阅图4A、图4B，是本实用新型汽液相流热传模块的第四实施例的立体分解图及立体组合图，并辅以参阅图1A及图1B，如图所示，本实施例部分结构及功能与上述第一实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与上述第一实施例的不同处是，该至少一蒸发器具有一第一蒸发器1及一第二蒸发器1a，该至少一蒸发器管体具有一第一蒸发器管体2及一第二蒸发器管体2a，该第一蒸发器管体2的第一端、第二端21、22连通该第一蒸发器1的第一腔室11，该第二蒸发器管体2a的第一端、第二端21a、22a连通该第二蒸发器1a的第一腔室(未绘示)。

在本实施例中，该第一蒸发器管体2系表示为贴设于该热交换器3的第二侧面33，该第二蒸发器管体2a系表示为贴设于该热交换器3的第一侧面32，但并不局限于此，该第一蒸发器管体2贴设于该热交换器3的第一侧面32，或者，该第一、二蒸发器管体2、2a同时贴设于该第一侧面32或该第二侧面33，也可。

并本实施例中，该至少一凹槽具有一第一凹槽341及一第二凹槽342，该第一蒸发器管体2的冷凝段23嵌设于该第二凹槽342，该第二蒸发器管体2a的冷凝段23a嵌设于该第一凹槽341，但不局限于此，在其他实施例中，该热交换器3系表示为具有平坦表面，该第一、二蒸发器管体2、2a的冷凝段23、23a贴设于该热交换器3的平坦表面。在其他实施例中，该第一、二蒸发器管体2、2a 的冷凝段23、23a嵌设于该热交换器3的第一凹槽、第二凹槽341、342中与该热交换器3的外表面齐平。

凭借上述，该第一、二蒸发器管体2、2a都与该热交换器3进行热交换，该热交换器3吸收该冷凝段23、23a的热，该散热器管体4通过该第二工作介质将热带走回流至该第一、二散热器，以达到缩小换热面积及缩短传热路径并增加换热效率的功效。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种汽液相流热传模块，其特征是包含：

至少一蒸发器，内部具有一第一腔室，该第一腔室设有一第一工作介质；

至少一蒸发器管体，具有一第一端、一第二端及一位于该第一端、第二端之间的冷凝段，该第一端、第二端连通该至少一蒸发器的第一腔室而形成该第一工作介质的一回路；

至少一热交换器，内部具有一热交换腔室，并且该至少一热交换器具有一第一侧面及一第二侧面，该蒸发器管体的冷凝段贴设该第一侧面或该第二侧面；及，

至少一散热器管体，连通该至少一热交换器的热交换腔室及至少一散热器，且供一第二工作介质流动以形成该第二工作介质的一回路。

2.根据权利要求1所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该至少一蒸发器管体还具有一相邻该第一端的蒸气段及一相邻该第二端的液体段，该冷凝段连接于该蒸气段及该液体段之间，该液体段设有一毛细结构。

3.根据权利要求1所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该至少一热交换器具有至少一凹槽，该至少一凹槽对应于该至少一蒸发器管体设置，该至少一蒸发器管体的冷凝段嵌设于该至少一凹槽。

4.根据权利要求3所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该至少一热交换器具有一第一热交换器及一第二热交换器，该至少一散热器管体具有一第一散热器管体及一第二散热器管体，该至少一散热器具有一第一散热器及一第二散热器，该第一散热器管体连通该第一散热器，该第二散热器管体连通该第二散热器，该至少一蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第一热交换器的凹槽及该第二热交换器的凹槽。

5.根据权利要求4所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该第一热交换器的第二侧面与该第二热交换器的第一侧面相互对应贴设。

6.根据权利要求5所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该至少一蒸发器具有一第一蒸发器及一第二蒸发器，该至少一蒸发器管体具有一第一蒸发器管体及一第二蒸发器管体，该第一蒸发器管体的第一端、第二端连通该第一蒸发器的第一腔室，该第二蒸发器管体的第一端、第二端连通该第二蒸发器的第一腔室，该至少一热交换器还具有一第三热交换器，该至少一散热器管体还具有一第三散热器管体，该至少一散热器还具有一第三散热器，该第三散热器管体连通该第三散热器及该第三热交换器。

7.根据权利要求6所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该第一热交换器的该至少一凹槽具有一第一凹槽及一第二凹槽，该第一凹槽、第二凹槽分别设于该第一热交换器的第一侧面、第二侧面，该第一蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第二凹槽及该第二热交换器的该至少一凹槽，该第二蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第一凹槽及该第三热交换器的该至少一凹槽。

8.根据权利要求7所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该第一热交换器的第一侧面与该第三热交换器的第二侧面相互对应贴设。

9.根据权利要求3所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该至少一散热器是一水冷排并具有一第二腔室及一泵浦，该至少一散热器管体具有一第三端及一第四端，该至少一散热器管体连通该第二腔室、该泵浦及该热交换腔室而形成该第二工作介质的回路。

10.根据权利要求9所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该至少一蒸发器具有一第一蒸发器及一第二蒸发器，该至少一蒸发器管体具有一第一蒸发器管体及一第二蒸发器管体，该第一蒸发器管体的第一端、第二端连通该第一蒸发器的第一腔室，该第二蒸发器管体的第一端、第二端连通该第二蒸发器的第一腔室。

11.根据权利要求10所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该至少一凹槽具有一第一凹槽及一第二凹槽，该第一蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第二凹槽，该第二蒸发器管体的冷凝段嵌设于该第一凹槽。

12.根据权利要求1所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该至少一热交换器是一水冷头。

13.根据权利要求2所述的汽液相流热传模块，其特征在于：该液体段设有一毛细结构。