CN220583164U - 立体传热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立体传热装置包含第一导热壳、第二导热壳、延伸导热结构及第一热管与第二热管。第二导热壳装设于第一导热壳。第二导热壳包含底板及导热凸包结构。底板具有一第一内表面。导热凸包结构具有一第二内表面。延伸导热结构设置于导热凸包结构，且延伸导热结构具有一顶面。顶面面向第一导热壳。第一热管与第二热管穿设于第一导热壳。第一热管抵靠于第一内表面。第二热管抵靠于第二内表面。第一热管之一端与第二热管的一端各具有缺口。二缺口各具有一缺口面。自二缺口面至第二内表面的距离大于自顶面至第二内表面的距离。

Description

立体传热装置

技术领域

本实用新型是关于一种传热装置，特别是一种立体传热装置。

背景技术

均温板的技术原理类似于热管，但在传导方式上有所区别。热管为一维线性热传导，而真空腔均热板中的热量则是在一个二维的面上传导，因此效率更高。具体来说，均温板主要包括一腔体及一毛细结构。腔体内部具有一中空腔室，且中空腔室用以供一工作流体填注。毛细组织布设在中空腔室内。腔体受热部分称为蒸发区。腔体散热的部分称为冷凝区。工作流体在蒸发区吸收热量汽化并迅速扩张至整个腔体。在冷凝区放出热量冷凝成液态。接着，液态工质通过毛细结构返回蒸发区，而形成一冷却循环。

一般来说，大部分的均温板与热管为个别独立运作，导致个别就均温板或个别就热管而言，皆仅是平面式或直线式的个别传热，而非整体式的立体传热，使得散热效果尚未完全发挥。目前已有制造厂商整合均温板与热管而制造出可立体传热的传热装置。然而，目前的立体传热装置的传热效率仍有不足，使得散热效率不符使用者的需求。因此，如何进一步提升立体传热装置的散热效率，即为研发人员应解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型在于提供一种立体传热装置，以进一步提升立体传热装置的散热效率。

本实用新型的一实施例所揭露的立体传热装置，包含一第一导热壳、一第二导热壳、至少一延伸导热结构以及至少一第一热管与至少一第二热管。第二导热壳装设于第一导热壳，以令第一导热壳与第二导热壳共同形成一液密腔室。第二导热壳包含一底板以及一导热凸包结构。导热凸包结构自底板朝远离第一导热壳的方向凸起。底板具有一第一内表面。导热凸包结构具有一第二内表面。第一内表面与第二内表面面向第一导热壳。至少一延伸导热结构位于液密腔室并设置于导热凸包结构，且至少一延伸导热结构具有一顶面。顶面面向第一导热壳。至少一第一热管与至少一第二热管穿设于第一导热壳。至少一第一热管抵靠于第一内表面。至少一第二热管抵靠于第二内表面。至少一第一热管的一端与至少一第二热管的一端各具有一开口以及至少一缺口。开口连通液密腔室。至少一缺口位于开口，且至少一缺口连通开口。至少一第一热管的至少一缺口与至少一第二热管的至少一缺口各具有一缺口面。二缺口面分别面向第一内表面以及第二内表面，且自二缺口面至第二内表面的距离大于自顶面至第二内表面的距离。

上述的立体传热装置，其中，自该至少一第一热管的该至少一缺口的该缺口面至该导热凸包结构的该第二内表面的距离与自该至少一第二热管的该至少一缺口的该缺口面至该导热凸包结构的该第二内表面的距离相等。

上述的立体传热装置，其中，该第一导热壳具有一上表面，该上表面背对该液密腔室，且该二缺口面与该上表面齐平、高于该上表面或低于该上表面。

上述的立体传热装置，其中，该第一导热壳包含多个补强结构，且该第一导热壳具有多个穿孔，该些补强结构与该些穿孔位于该第一导热壳的该上表面，且该些补强结构围绕该些穿孔，该至少一第一热管与该至少一第二热管分别穿过该些补强结构并穿设于该些穿孔。

上述的立体传热装置，其中，该至少一延伸导热结构包含一金属本体部以及一第一毛细结构，该第一毛细结构叠设于该金属本体部，且该顶面位于该第一毛细结构。

上述的立体传热装置，其中，该第二导热壳包含一环形侧板，该环形侧板连接于该底板的周围。

上述的立体传热装置，其中，更包含多个第一支撑结构以及多个第二支撑结构，该第一导热壳具有一下表面，该下表面背对该第一导热壳的该上表面，该些第一支撑结构凸出于该底板的该第一内表面并抵靠于该下表面，该些第二支撑结构凸出于该导热凸包结构的该第二内表面并抵靠于该下表面，且该至少一延伸导热结构连接该些第二支撑结构的部分。

上述的立体传热装置，其中，更包含一第二毛细结构、一第三毛细结构以及一多个第四毛细结构，该环形侧板具有一第三内表面，该至少一第一热管具有一第一热管内表面，该至少一第二热管具有一第二热管内表面，该第二毛细结构叠设于该底板的该第一内表面、该导热凸包结构的该第二内表面、该环形侧板的该第三内表面、该第一导热壳的该下表面、以及该些第一支撑结构，该第三毛细结构叠设于该些第二支撑结构，该些第四毛细结构分别叠设于该至少一第一热管的该第一热管内表面与该至少一第二热管的该第二热管内表面。

上述的立体传热装置，其中，该些第四毛细结构的长度大于该至少一第一热管的长度的一半以及该至少一第二热管的长度的一半。

上述的立体传热装置，其中，更包含多个第五毛细结构，该些第五毛细结构叠设于该第二毛细结构并分别位于该至少一第一热管的该开口与该至少一第二热管的该开口，且该第四毛细结构与该些第二毛细结构通过该些第五毛细结构相连。

上述的立体传热装置，其中，该第二毛细结构与该些第四毛细结构为以金属键键结的方式连接于该些第五毛细结构。

上述的立体传热装置，其中，该第一毛细结构、该第二毛细结构、该第三毛细结构、该些第四毛细结构以及该些第五毛细结构选自于由金属网、纤维以及粉末烧结体所构成的群组。

上述的立体传热装置，其中，更包含多个第六毛细结构，该些第六毛细结构位于该底板的该第一内表面，并叠设于第二毛细结构。

上述的立体传热装置，其中，该些第六毛细结构选自于由金属网、纤维以及粉末烧结体所构成的群组。

上述的立体传热装置，其中，该至少一延伸导热结构的数量为多个，且该些延伸导热结构彼此平行。

根据上述实施例的立体传热装置，由于自这些第一热管的每一缺口面至导热凸包结构的第二内表面的距离以及自这些第二热管的每一缺口面至导热凸包结构的第二内表面的距离皆大于自这些延伸导热结构的顶面至导热凸包结构的第二内表面的距离，因此可加快吸收热源的热量而汽化的冷却流体自这些缺口流入这些第一热管以及这些第二热管的速度，故可提升散热效率。

以上关于本实用新型内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本实用新型的原理，并且提供本实用新型的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本实用新型第一实施例所述的立体传热装置的立体示意图。

图2为图1的立体传热装置的分解示意图。

图3为图1的立体传热装置的立体剖视示意图。

图4为图1的立体传热装置的局部放大的剖视示意图。

图5为图1的立体传热装置的另一局部放大的剖视示意图。

图6为图1的立体传热装置的热管的剖视示意图。

图7为图1的立体传热装置的剖视示意图。

图8为根据本实用新型第二实施例所述的立体传热装置的立体示意图。

其中，附图标记：

10,10A:立体传热装置

11:第一导热壳

111:上表面

112:下表面

113:穿孔

12:第二导热壳

121:底板

1211:第一内表面

122:环形侧板

1221:第三内表面

123:导热凸包结构

1231:第二内表面

1232:热交换面

13:延伸导热结构

131:金属本体部

132:第一毛细结构

133:顶面

14:第一热管

141:第一热管内表面

15:第二热管

151:第二热管内表面

161:第一支撑结构

162:第二支撑结构

171:第二毛细结构

172:第三毛细结构

173:第四毛细结构

174:第五毛细结构

18:补强结构

19:第六毛细结构

D1～D3:距离

L1～L4:长度

N1,N2:缺口

N11,N21:缺口面

O1,O2:开口

S:液密腔室

具体实施方式

请参阅图1至图3。图1为根据本实用新型第一实施例所述的立体传热装置的立体示意图。图2为图1的立体传热装置的分解示意图。图3为图1的立体传热装置的立体剖视示意图。

本实施例的立体传热装置10包含一第一导热壳11、一第二导热壳12、多个延伸导热结构13、多个第一热管14、多个第二热管15、多个第一支撑结构161、多个第二支撑结构162、一第一毛细结构171、多个第二毛细结构172以及多个第三毛细结构173。

第二导热壳12装设于第一导热壳11，以令第一导热壳11与第二导热壳12共同形成一液密腔室S。液密腔室S用以容置一冷却流体(未绘示)。冷却流体例如为水或冷媒。第二导热壳12包含一底板121、一环形侧板122以及一导热凸包结构123。

请暂时一并参阅图7。图7为图1的立体传热装置的剖视示意图。环形侧板122连接于底板121的周围。导热凸包结构123自底板121朝远离第一导热壳11的方向凸起。底板121具有一第一内表面1211。导热凸包结构123具有一第二内表面1231以及一热交换面1232。第一内表面1211与第二内表面1231面向第一导热壳11。热交换面1232背对第二内表面1231，并用以热耦合于一热源(未绘示)，使得位于液密腔室S的冷却流体可吸收热源通过热交换面1232传递至导热凸包结构123的热量。所谓的热耦合指热接触或通过其他导热介质连接。

请一并参阅图4。图4为图1的立体传热装置的局部放大的剖视示意图。这些延伸导热结构13位于液密腔室S并设置于导热凸包结构123，且这些延伸导热结构13彼此平行。这些延伸导热结构13在液密腔室S中可提供所需的蒸气压降以及减少因粉烧结毛细结构的毛细作用所引起的高液体压降，以提升散热效率。每一延伸导热结构13包含一金属本体部131以及一第一毛细结构132，且每一延伸导热结构13具有一顶面133。第一毛细结构132叠设于金属本体部131。顶面133位于第一毛细结构132，且顶面133面向第一导热壳11。通过设置第一毛细结构132，可使冷却流体吸收热源的热量而汽化后经由第一毛细结构132回流。

第一导热壳11具有一上表面111以及多个穿孔113。上表面111背对液密腔室S。这些穿孔113位于上表面111。这些第一热管14与这些第二热管15穿设于这些穿孔113。这些第一热管14抵靠于底板121的第一内表面1211。这些第二热管15抵靠于导热凸包结构123的第二内表面1231。

这些第一热管14的一端各具有一开口O1以及二缺口N1，且这些第二热管15的一端各具有一开口O2以及二缺口N2。这些开口O1、O2连通液密腔室S。这些缺口N1、N2分别位于这些开口O1、O2，且这些缺口N1、N2分别连通这些开口O1、O2。

这些缺口N1、N2用以供冷却流体流入这些第一热管14以及这些第二热管15。这些第一热管14的每一缺口N1具有一缺口面N11，且与这些第二热管15的每一缺口N2具有一缺口面N21。这些缺口面N11、N21分别面向第一内表面1211以及第二内表面1231，且自每一缺口面N11、N21至第二内表面1231的距离D1、D2皆大于自顶面131至第二内表面1231的距离D3。

详细来看，自这些第一热管14的这些缺口N1的每一缺口面N11至第二内表面1231的距离D1与自这些第二热管15的这些缺口N2的每一缺口面N21至第二内表面1231的距离D2相等。此外，这些缺口面N11、N21例如高于第一导热壳11的上表面111。如此一来，可加快冷却流体流入这些第一热管14以及这些第二热管15的速度，进而提升散热效率。

请参阅图3至图5。图4为图1的立体传热装置的局部放大的剖视示意图。图5为图1的立体传热装置的另一局部放大的剖视示意图。

在本实施例中，由于这些缺口N1、N2面向这些延伸导热结构13，并与这些延伸导热结构13之间的间隙相连通，因此冷却流体吸收热源的热量而汽化后，可沿这些延伸导热结构13之间的间隙流向这些缺口N1、N2，再通过这些缺口N1、N2流入这些第一热管14以及这些第二热管15来进行散热。

请参阅图6与图7。图6为图1的立体传热装置的热管的剖视示意图。第一导热壳11具有一下表面112。下表面112背对上表面111。这些第一支撑结构161凸出于底板121的第一内表面1211并抵靠于下表面112。这些第二支撑结构162凸出于导热凸包结构123的第二内表面1231并抵靠于下表面112，且这些延伸导热结构13连接这些第二支撑结构162的部分。

环形侧板122具有一第三内表面1221。这些第一热管14各具有一第一热管内表面141。这些第二热管15各具有一第二热管内表面151。第二毛细结构171叠设于底板121的第一内表面1211、导热凸包结构123的第二内表面1231、环形侧板122的第三内表面1221、第一导热壳11的下表面112以及这些第一支撑结构161。第三毛细结构172叠设于这些第二支撑结构162。这些第四毛细结构173分别叠设于这些第一热管14的这些第一热管内表面141与这些第二热管15的这些第二热管内表面151。这些第五毛细结构174叠设于第二毛细结构171并分别位于这些第一热管14的这些开口O1与这些第二热管15的这些开口O2。通过设置这些毛细结构171～174，可使冷却流体吸收热源的热量而汽化后经由这些毛细结构171～174回流。

在本实施例中，第一毛细结构132、第二毛细结构171、第三毛细结构172、这些第四毛细结构173以及这些第五毛细结构174选自于由金属网、纤维以及粉末烧结体所构成的群组。

在本实施例中，第二毛细结构171与这些第四毛细结构173通过这些第五毛细结构174例如以金属键键结的方式相连。所谓的以金属键键结的方式相连指例如通过烧结工艺使二毛细结构相连，以提升二毛细结构传递流体的速度，进而提升立体传热装置10的散热效率。

在本实施例中，这些第四毛细结构173的长度L1、L2分别例如大于这些第一热管14的长度L3的一半以及这些第二热管15的长度L4的一半。

在本实施例中，立体传热装置10还可以包含多个补强结构18。这些补强结构18例如通过冲压成型、电脑数值控制(Computer Numerical Control,CNC)或锻造方式而与第一导热壳11一体成型，并位于第一导热壳11的上表面111，且这些补强结构18围绕第一导热壳11的这些穿孔113。这些第一热管14与这些第二热管15分别穿过这些补强结构18并穿设于这些穿孔113。如此一来，这些第一热管14与这些第二热管15可通过这些补强结构18而更稳固地穿设于第一导热壳11。对应地，在立体传热装置10包含多个补强结构18的实施态样中，这些缺口面N11、N21也可以例如与这些补强结构18的上表面齐平。

在本实施例中，自这些第一热管14的每一缺口面N11至导热凸包结构123的第二内表面1231的距离D1与自这些第二热管15的每一缺口面N21至导热凸包结构123的第二内表面1231的距离D2相等，但不以此为限。在其他实施例中，自这些第一热管的每一缺口面至导热凸包结构的第二内表面的距离与自这些第二热管的每一缺口面至导热凸包结构的第二内表面的距离也可以相异。

在本实施例中，这些缺口面N11、N21高于第一导热壳11的上表面111并与这些补强结构18的上表面齐平，但不以此为限。在其他实施例中，这些缺口面也可以与第一导热壳的上表面齐平，或低于第一导热壳的上表面并与第一导热壳之下表面齐平。

在本实施例中，这些第一支撑结构161、这些第二支撑结构162以及延伸导热结构13例如通过冲压成型电脑铣床等方式与第二导热壳12一体成型，但不以此为限。在其他实施例中，这些第一支撑结构、这些第二支撑结构以及延伸导热结构也可以例如通过熔接(welding)、扩散接合(diffusion bonding)、热压(thermal pressing)、软焊(soldering)、硬焊(brazing)、粘着剂等接合方式与第二导热壳相连。

在本实施例中，延伸导热结构13的数量为多个，且这些延伸导热结构13位于液密腔室S并设置于导热凸包结构123，但不以此为限。在其他实施例中，延伸导热结构的数量也可以仅为单个，且延伸导热结构位于液密腔室并设置于导热凸包结构。

在本实施例中，这些延伸导热结构13彼此平行地设置于导热凸包结构123，但不以此为限。在其他实施例中，这些延伸导热结构也可以呈放射状排列地设置于导热凸包结构。

在本实施例中，这些延伸导热结构13例如为具有不同长度的矩形，但不以此为限。在其他实施例中，这些延伸导热结构也可以为非矩形，只要这些延伸导热结构在液密腔室中可提供所需的蒸气压降以及减少因粉烧结毛细结构的毛细作用所引起的高液体压降即可。

在本实施例中，这些第一热管14以及这些第二热管15的数量各为多个，且这些第一热管14与这些第二热管15分别穿过这些补强结构18并穿设于这些穿孔113，但不以此为限。在其他实施例中，第一热管以及第二热管也可以各仅为单个，且第一热管与第二热管分别穿过这些补强结构并穿设于这些穿孔。

在本实施例中，这些第四毛细结构173的长度L1、L2分别大于这些第一热管14的长度L3的一半以及这些第二热管15的长度L4的一半，但不以此为限。在其他实施例中，这些第四毛细结构的长度也可以分别小于等于这些第一热管的长度的一半以及这些第二热管的长度的一半。

在本实施例中，第二毛细结构171与这些第四毛细结构173通过这些第五毛细结构174以金属键键结的方式相连，但不以此为限。在其他实施例中，立体传热装置也可以不设置这些第五毛细结构，且第四毛细结构抵靠于这些第二毛细结构。

请一并参阅图8。图8为根据本实用新型第二实施例所述的立体传热装置的立体示意图。本实施例的立体传热装置10A与第一实施例的立体传热装置10相似，因此以下将针对本实施例与第一实施例的差异进行说明，相同处并不再赘述。在本实施例中，立体传热装置10A还可以包含多个第六毛细结构19。这些第六毛细结构19位于底板121的第一内表面1211，并叠设于第二毛细结构171，且这些第六毛细结构19选自于由金属网、纤维以及粉末烧结体所构成的群组。通过设置这些毛细结构171～174以及这些第六毛细结构19，可进一步使冷却流体吸收热源的热量而汽化后经由这些毛细结构171～174以及这些第六毛细结构19回流。

根据上述实施例的立体传热装置，由于自这些第一热管的每一缺口面至导热凸包结构的第二内表面的距离以及自这些第二热管的每一缺口面至导热凸包结构的第二内表面的距离皆大于自这些延伸导热结构的顶面至导热凸包结构的第二内表面的距离，因此可加快吸收热源的热量而汽化的冷却流体自这些缺口流入这些第一热管以及这些第二热管的速度，故可提升散热效率。

此外，由于自这些第一热管的每一缺口面至导热凸包结构的第二内表面的距离与自这些第二热管的每一缺口面至导热凸包结构的第二内表面的距离相等，以及这些缺口面与第一导热壳的上表面齐平，故可进一步加快吸收热源的热量而汽化的冷却流体自这些缺口流入这些第一热管以及这些第二热管的速度，以进一步提升散热效率。

再者，相较于单纯抵靠的二毛细结构，通过金属键键结的这些毛细结构可提升传递冷却流体的速度，而可进一步提升立体传热装置的散热效率。

虽然本实用新型以前述的诸项实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的专利保护范围须视本实用新型所附权利要求的保护范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种立体传热装置，其特征在于，包含：

一第一导热壳；

一第二导热壳，装设于该第一导热壳，以令该第一导热壳与该第二导热壳共同形成一液密腔室，该第二导热壳包含一底板以及一导热凸包结构，该导热凸包结构自该底板朝远离该第一导热壳的方向凸起，该底板具有一第一内表面，该导热凸包结构具有一第二内表面，该第一内表面与该第二内表面面向该第一导热壳；

至少一延伸导热结构，位于该液密腔室并设置于该导热凸包结构，且该至少一延伸导热结构具有一顶面，该顶面面向该第一导热壳；以及

至少一第一热管与至少一第二热管，穿设于该第一导热壳，该至少一第一热管抵靠于该第一内表面，该至少一第二热管抵靠于该第二内表面，该至少一第一热管的一端与该至少一第二热管的一端各具有一开口以及至少一缺口，该开口连通该液密腔室，该至少一缺口位于该开口，且该至少一缺口连通该开口，该至少一第一热管的该至少一缺口与该至少一第二热管的该至少一缺口各具有一缺口面，二缺口面分别面向该第一内表面以及该第二内表面，且自该二缺口面至该第二内表面的距离大于自该顶面至该第二内表面的距离。

2.如权利要求1所述的立体传热装置，其特征在于，自该至少一第一热管的该至少一缺口的该缺口面至该导热凸包结构的该第二内表面的距离与自该至少一第二热管的该至少一缺口的该缺口面至该导热凸包结构的该第二内表面的距离相等。

3.如权利要求1所述的立体传热装置，其特征在于，该第一导热壳具有一上表面，该上表面背对该液密腔室，且该二缺口面与该上表面齐平、高于该上表面或低于该上表面。

4.如权利要求3所述的立体传热装置，其特征在于，该第一导热壳包含多个补强结构，且该第一导热壳具有多个穿孔，该些补强结构与该些穿孔位于该第一导热壳的该上表面，且该些补强结构围绕该些穿孔，该至少一第一热管与该至少一第二热管分别穿过该些补强结构并穿设于该些穿孔。

5.如权利要求1所述的立体传热装置，其特征在于，该至少一延伸导热结构包含一金属本体部以及一第一毛细结构，该第一毛细结构叠设于该金属本体部，且该顶面位于该第一毛细结构。

6.如权利要求5所述的立体传热装置，其特征在于，该第二导热壳包含一环形侧板，该环形侧板连接于该底板的周围。

7.如权利要求6所述的立体传热装置，其特征在于，更包含多个第一支撑结构以及多个第二支撑结构，该第一导热壳具有一下表面，该下表面背对该第一导热壳的上表面，该些第一支撑结构凸出于该底板的该第一内表面并抵靠于该下表面，该些第二支撑结构凸出于该导热凸包结构的该第二内表面并抵靠于该下表面，且该至少一延伸导热结构连接该些第二支撑结构的部分。

8.如权利要求7所述的立体传热装置，其特征在于，更包含一第二毛细结构、一第三毛细结构以及一多个第四毛细结构，该环形侧板具有一第三内表面，该至少一第一热管具有一第一热管内表面，该至少一第二热管具有一第二热管内表面，该第二毛细结构叠设于该底板的该第一内表面、该导热凸包结构的该第二内表面、该环形侧板的该第三内表面、该第一导热壳的该下表面、以及该些第一支撑结构，该第三毛细结构叠设于该些第二支撑结构，该些第四毛细结构分别叠设于该至少一第一热管的该第一热管内表面与该至少一第二热管的该第二热管内表面。

9.如权利要求8所述的立体传热装置，其特征在于，该些第四毛细结构的长度大于该至少一第一热管的长度的一半以及该至少一第二热管的长度的一半。

10.如权利要求9所述的立体传热装置，其特征在于，更包含多个第五毛细结构，该些第五毛细结构叠设于该第二毛细结构并分别位于该至少一第一热管的该开口与该至少一第二热管的该开口，且该第四毛细结构与该些第二毛细结构通过该些第五毛细结构相连。

11.如权利要求10所述的立体传热装置，其特征在于，该第二毛细结构与该些第四毛细结构为以金属键键结的方式连接于该些第五毛细结构。

12.如权利要求10所述的立体传热装置，其特征在于，该第一毛细结构、该第二毛细结构、该第三毛细结构、该些第四毛细结构以及该些第五毛细结构选自于由金属网、纤维以及粉末烧结体所构成的群组。

13.如权利要求8所述的立体传热装置，其特征在于，更包含多个第六毛细结构，该些第六毛细结构位于该底板的该第一内表面，并叠设于第二毛细结构。

14.如权利要求13所述的立体传热装置，其特征在于，该些第六毛细结构选自于由金属网、纤维以及粉末烧结体所构成的群组。

15.如权利要求1所述的立体传热装置，其特征在于，该至少一延伸导热结构的数量为多个，且该些延伸导热结构彼此平行。