TW202010387A - 冷凝器及散熱裝置 - Google Patents

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萬正豐
林浩暉
劉東信
蕭煒哲
陳筱青
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萬在工業股份有限公司
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Abstract

本創作係一種冷凝器及散熱裝置，散熱裝置包含冷凝器及蒸發組件，冷凝器包含依序串聯設置之主冷凝模組、銜接管及輔助冷凝模組，蒸發組件包含蒸發器、輸入管及輸出管，輸入管二端分別連接蒸發器及主冷凝模組之輸入基管，輸出管二端分別連接蒸發器及輔助冷凝模組之輸出基管，使冷凝器與蒸發組件構成一密閉式循環迴路，且密閉式循環迴路中填充冷媒，本創作散熱裝置主要係透過將主冷凝模組及輔助冷凝模組相互串聯連接，以延長冷媒通過冷凝器時所需經過的冷卻路徑，並提供二次的冷卻及散熱效果，使氣態冷媒能完全冷凝成液態冷媒，進而能提高散熱裝置之效率。

Description

冷凝器及散熱裝置
本創作係一種冷凝器及散熱裝置，尤指用以提供物品或電子裝置冷卻及散熱之冷凝器及散熱裝置。
一般在使用電子裝置時，電子裝置會在運作過程中溫度會逐漸提升，若所述電子裝置之溫度提升至一定程度之高溫後仍持續運作時，所述電子裝置可能會有運作不正常，甚至有零件損壞之風險，因此，所述電子裝置之發熱源處會藉由裝設一散熱裝置，以熱對流及熱傳導等原理散發電子裝置的發熱源所產生的熱能，藉此達到冷卻降溫之效果。
其中，所述散熱裝置主要係包含一蒸發器及一冷凝器，該蒸發器係用以設置於電子裝置之發熱源處，該冷凝器係以一蒸發管及一迴流管連接該蒸發器，並構成一封閉之循環迴路，所述循環迴路內填充有冷媒，當所述電子裝置於運作時，所述電子裝置之發熱源會產生熱，並傳導至蒸發器，使蒸發器內部的液態冷媒吸熱而氣化成氣態冷媒，並沿著該蒸發管進入該冷凝器，所述氣態冷媒會在該冷凝器中降溫並冷凝回液態冷媒後，自該迴流管迴流至蒸發器內以重新吸熱，藉由冷媒在氣態及液態的相變循環過程中，使電子裝置之發熱源得以藉此達到散熱效果。
然而現今之散熱裝置僅具有一冷凝器，且所述冷凝器所能提供冷卻降溫的效能有限，當冷媒在吸熱氣化成氣態冷媒並通過冷凝器時，僅會有部分的氣態冷媒冷凝成液態冷媒，而無法讓所有氣態冷媒全部冷凝成液態冷媒，導致冷媒的氣化量逐漸大於冷媒之冷凝量，而有散熱效率不佳之問題。
本創作之主要目的在於提供一冷凝器及散熱裝置，希藉此改善現今之散熱裝置的冷凝器無法使所有氣態冷媒全部冷凝成液態冷媒，導致冷媒的氣化量逐漸大於冷媒之冷凝量，而有散熱效率不佳之問題。
為達成前揭目的，本創作所提供之冷凝器包含： 一主冷凝模組，其包含一輸入基管、一第一連接基管及一主散熱機構，該輸入基管與該第一連接基管間隔排列設置，該主散熱機構係設置於該輸入基管與該第一連接基管之間； 一輔助冷凝模組，其係與該主冷凝模組間隔設置，包含一第二連接基管、一輸出基管及一輔助散熱機構，該第二連接基管與該輸出基管間隔排列設置，該輔助散熱機構係設置於該第二連接基管與該輸出基管之間；以及 一銜接管，其係設置於該主冷凝模組與該輔助冷凝模組之間，該銜接管的二端分別連接該第一連接基管及該第二連接基管，使該第一連接基管的內部空間與該第二連接基管的內部空間由上段至下段呈連通狀態。
本創作冷凝器能提供冷媒透過依序通過該主冷凝模組及該輔助冷凝模組，以進行冷卻，藉此提供物品或裝置散熱冷卻之效果，其中，本創作冷凝器及散熱裝置主要係透過將該主冷凝模組及該輔助冷凝模組相互串聯連接，以延長冷媒通過冷凝器時所需經過的冷卻路徑，並提供二次的冷卻及散熱效果，故當冷媒在吸熱氣化成氣態冷媒並通過冷凝器時，能通過較長的冷卻路徑，使氣態冷媒能完全冷卻、降溫而冷凝成液態冷媒後流回蒸發器內，能避免冷媒之氣化量大於冷媒之冷凝量，進而提高冷媒通過所述冷凝器時之散熱效果。
此外，由於該銜接管能使該第一連接基管的內部空間與該第二連接基管的內部空間由上段至下段呈連通狀態，故無論是漂浮於該第一連接基管上段之氣態冷媒，亦或是沉積於該第一連接基管下段之液態冷媒皆能順利通過該銜接管進入該第二連接基管內。
為達成前揭目的，本創作所提供之散熱裝置包含： 一如前述之冷凝器；以及 一蒸發組件，其包含一蒸發器、一輸入管及一輸出管，該蒸發器內部形成一蒸發室，且該蒸發器的底部具有一導熱底板，該輸入管的二端係分別連接該蒸發器的頂端以及該主冷凝模組之輸入基管，該輸出管的二端係分別連接該蒸發器的側壁以及該輔助冷凝模組之輸出基管，該蒸發組件與該冷凝器構成一密閉式循環迴路，且該密閉式循環迴路中填充有冷媒。
所述散熱裝置之蒸發器係用以設置於物品或裝置的發熱源上，當發熱源產生熱時，所述蒸發器內部的冷媒會吸收發熱源的熱並器化成氣態冷媒，並自連接該蒸發器頂部的輸入管流入該冷凝器，所述冷媒能在依序通過該主冷凝模組及該輔助冷凝模組的過程中逐漸冷凝成液態冷媒，並自輸出管流回蒸發器的蒸發室內，再次吸熱。
此外，該冷凝器之輸入基管之下段形成一迴流口，且該蒸發組件包含一迴流管，該迴流管之二端分別連接該蒸發器之側壁以及該輸入基管之迴流口，當氣態冷媒在自輸入管進入該輸入基管，而有部分冷媒已冷凝成液態冷媒時，液態冷媒能直接自該迴流管迴流回蒸發器中，透過多流向的冷媒相變循環流動方式，使液、氣態冷媒能確實分流，能進一步提高所述散熱裝置之散熱效果。
請參閱圖1至圖3，為本創作冷凝器之一種較佳實施例，其包含一主冷凝模組10、一輔助冷凝模組20及一銜接管30。
如圖1至圖3所示，該主冷凝模組10包含一輸入基管11、一第一連接基管12及一主散熱機構13，該輸入基管11與該第一連接基管12間隔排列設置，該主散熱機構13係設置於該輸入基管11與該第一連接基管12之間，其中，該主散熱機構13包含複數主散熱導管14及複數主散熱片15，該複數主散熱導管14係上下間隔地設置於該輸入基管11及該第一連接基管12之間，該複數主散熱片15係分布於該複數主散熱導管14之間，且該複數主散熱片15分別與該複數主散熱導管14呈導熱性接觸。
如圖1至圖3所示，該輔助冷凝模組20係與該主冷凝模組10間隔設置，包含一第二連接基管21、一輸出基管22及一輔助散熱機構23，該第二連接基管21與該輸出基管22間隔排列設置，該輔助散熱機構23係設置於該第二連接基管21與該輸出基管22之間，其中，該輔助散熱機構23包含複數輔助散熱導管24及複數輔助散熱片25，該複數輔助散熱導管24係上下間隔地設置於該第二連接基管21與該輸出基管22之間，該複數輔助散熱片25係分布於該複數輔助散熱導管24之間，且該複數主散熱片15分別與該複數主散熱導管14呈導熱性接觸。
如圖1至圖3所示，該銜接管30係設置於該主冷凝模組10與該輔助冷凝模組20之間，該銜接管30的二端分別連接該第一連接基管12及該第二連接基管21，使該第一連接基管12的內部空間與該第二連接基管21的內部空間由上段至下段呈連通狀態，其中，該銜接管30內形成多數銜接流道31，該多數銜接流道31係分別自上而下間隔排列，且該多數銜接流道31係分別連通該第一連接基管12與該第二連接基管21。
請參閱圖4，為本創作散熱裝置之一種較佳實施例，其包含一如前述之散熱裝置及一蒸發組件40。
如圖4、圖5所示，該蒸發組件40包含一蒸發器41、一輸入管42及一輸出管43，該蒸發器41內部形成一蒸發室411，且該蒸發器41的底部具有一導熱底板412，該輸入管42的二端係分別連接該蒸發器41的頂端以及該主冷凝模組10之輸入基管11，該輸出管43的二端係分別連接該蒸發器41的側壁以及該輔助冷凝模組20之輸出基管22，該蒸發組件40與該冷凝器構成一密閉式循環迴路，且該密閉式循環迴路中填充有冷媒50。
其中，如圖1、圖4所示，該冷凝器之輸入基管11上段形成一冷媒入口16，該輸入管42的二端係分別連接該蒸發器41的頂端以及該輸入基管11之冷媒入口16，該冷凝器之輸出基管22上段形成一冷媒出口26，該輸出管43的二端係分別連接該蒸發器41的側壁以及該輸出基管22之冷媒出口26，此外，該冷凝器之輸入基管11之下段可進一步形成一迴流口17，且該蒸發組件40包含一迴流管44，該迴流管44之二端分別連接該蒸發器41之側壁以及該輸入基管11之迴流口17，再者，該輸入管42之口徑大於該輸出管43之口徑，且該輸入管42之口徑大於該迴流管44之口徑。
如圖5所示，本創作冷凝器可應用於一般之散熱裝置或如前揭之散熱裝置，並透過該主冷凝模組10及該輔助冷凝模組20相互串聯，使冷媒50得以依序通過該主冷凝模組10及該輔助冷凝模組20進行冷卻及降溫，進而提供物品或裝置之散熱降溫效果。
如圖5至圖7所示，以本創作散熱裝置應用於電子裝置之冷卻及降溫為例，所述散熱裝置之蒸發器41能用以設置於所述電子裝置之發熱源，當電子裝置之發熱源發出熱而使溫度上升時，該蒸發器41之導熱底板412會傳導熱至蒸發室411，使蒸發室411中的冷媒50吸熱氣化成氣態冷媒50，所述氣態冷媒50會因為熱氣自然上升的原理而流入連接蒸發器41頂部的輸入管42中，並沿著輸入管42進入該主冷凝模組10之輸入基管11，接著，所述氣態冷媒50會依序通過該主冷凝模組10、該銜接管30及該輔助冷凝模組20並逐漸冷凝形成液態冷媒50，最後自該輔助冷凝模組20之輸出基管22流入該輸出管43並回流至該蒸發器41內重新吸熱。
如圖5至圖7所示，該主冷凝模組10及該輔助冷凝模組20相互串聯連接，能延長冷媒50進入冷凝器時所需經過的冷卻路徑，使冷媒50在進入該冷凝器內時，能藉由該主冷凝模組10之主散熱機構13以及該輔助冷凝模組20之輔助散熱機構23提供二次的冷卻及散熱效果，能有效提高冷媒50之冷卻效率，使氣態冷媒50於通過冷凝器時，能完全冷凝成液態冷媒50，而不會有氣態冷媒50殘留之問題，能避免冷媒50之氣化量大於冷媒50之冷凝量，進而提高所述散熱裝置之散熱效率。
其中，如圖3所示，該銜接管30能使該第一連接基管12的內部空間與該第二連接基管21的內部空間由上段至下段呈連通狀態，故無論是漂浮於該第一連接基管12上段之氣態冷媒50，亦或是沉積於該第一連接基管12下段之液態冷媒50皆能順利通過該銜接管30進入該第二連接基管21內。
此外，如圖5至圖7所示，當氣態冷媒50在通過該輸入管42進入該主冷凝模組10之輸入基管11時，若有部分的氣態冷媒50在遠離熱緣後直接冷凝成液態冷媒50時，所述液態冷媒50會直接向下流動至該輸入基管11之下段處，並自迴流管44直接迴流至該蒸發器41中，而其餘氣態冷媒50則會依序沿著該主冷凝模組10、該銜接管30及該輔助冷凝模組20流動，最後自該輸出管43流回蒸發器41內，透過多流向的冷媒相變循環流動方式，使液、氣態冷媒能確實分流，能進一步提高所述散熱裝置之散熱效果。
綜上所述，本創作散熱裝置主要係透過將該主冷凝模組10及該輔助冷凝模組20相互串聯連接，以延長冷媒50通過冷凝器時所需經過的冷卻路徑，並提供二次的冷卻及散熱效果，使氣態冷媒50在流入該冷凝器後，能完全冷凝成液態冷媒50，進而能提高該散熱裝置之效率。
10‧‧‧主冷凝模組11‧‧‧輸入基管12‧‧‧第一連接基管13‧‧‧主散熱機構14‧‧‧主散熱導管15‧‧‧主散熱片16‧‧‧冷媒入口17‧‧‧迴流口20‧‧‧輔助冷凝模組21‧‧‧第二連接基管22‧‧‧輸出基管23‧‧‧輔助散熱機構24‧‧‧輔助散熱導管25‧‧‧輔助散熱片26‧‧‧冷媒出口30‧‧‧銜接管31‧‧‧銜接流道40‧‧‧蒸發組件41‧‧‧蒸發器411‧‧‧蒸發室412‧‧‧導熱底板42‧‧‧輸入管43‧‧‧輸出管44‧‧‧迴流管50‧‧‧冷媒
圖1：為本創作冷凝器之一種較佳實施例立體外觀示意圖。 圖2：為本創作冷凝器之俯視平面示意圖。 圖3：為本創作冷凝器之側視平面示意圖。 圖4：為本創作散熱裝置之一種較佳實施例之立體外觀示意圖。 圖5：為本創作散熱裝置之蒸發器設置於發熱源上的局部剖面示意圖。 圖6：為本創作散熱裝置之冷媒之流動方向示意圖(一)。 圖7：為本創作散熱裝置之冷媒之流動方向示意圖(二)。
10‧‧‧主冷凝模組
11‧‧‧輸入基管
12‧‧‧第一連接基管
13‧‧‧主散熱機構
14‧‧‧主散熱導管
15‧‧‧主散熱片
20‧‧‧輔助冷凝模組
21‧‧‧第二連接基管
22‧‧‧輸出基管
23‧‧‧輔助散熱機構
24‧‧‧輔助散熱導管
25‧‧‧輔助散熱片
30‧‧‧銜接管
40‧‧‧蒸發組件
41‧‧‧蒸發器
412‧‧‧導熱底板
42‧‧‧輸入管
43‧‧‧輸出管
44‧‧‧迴流管

Claims (8)

  1. 一種冷凝器，其包含： 一主冷凝模組，其包含一輸入基管、一第一連接基管及一主散熱機構，該輸入基管與該第一連接基管間隔排列設置，該主散熱機構係設置於該輸入基管與該第一連接基管之間； 一輔助冷凝模組，其係與該主冷凝模組間隔設置，包含一第二連接基管、一輸出基管及一輔助散熱機構，該第二連接基管與該輸出基管間隔排列設置，該輔助散熱機構係設置於該第二連接基管與該輸出基管之間；以及 一銜接管，其係設置於該主冷凝模組與該輔助冷凝模組之間，該銜接管的二端分別連接該第一連接基管及該第二連接基管，使該第一連接基管的內部空間與該第二連接基管的內部空間由上段至下段呈連通狀態。
  2. 如請求項1所述之冷凝器，其中該主散熱機構包含複數主散熱導管及複數主散熱片，該複數主散熱導管係上下間隔地設置於該輸入基管及該第一連接基管之間，該複數主散熱片係分布於該複數主散熱導管之間，且該複數主散熱片分別與該複數主散熱導管呈導熱性接觸；該輔助散熱機構包含複數輔助散熱導管及複數輔助散熱片，該複數輔助散熱導管係上下間隔地設置於該第二連接基管與該輸出基管之間，該複數輔助散熱片係分布於該複數輔助散熱導管之間，且該複數主散熱片分別與該複數主散熱導管呈導熱性接觸。
  3. 如請求項1或2所述之冷凝器，其中，該銜接管內形成多數銜接流道，該多數銜接流道係分別自上而下間隔排列，且該多數銜接流道係分別連通該第一連接基管與該第二連接基管。
  4. 一種散熱裝置，其包含： 一如請求項1至3中任一項所述之冷凝器；以及 一蒸發組件，其包含一蒸發器、一輸入管及一輸出管，該蒸發器內部形成一蒸發室，且該蒸發器的底部具有一導熱底板，該輸入管的二端係分別連接該蒸發器的頂端以及該主冷凝模組之輸入基管，該輸出管的二端係分別連接該蒸發器的側壁以及該輔助冷凝模組之輸出基管，該蒸發組件與該冷凝器構成一密閉式循環迴路，且該密閉式循環迴路中填充有冷媒。
  5. 如請求項4所述之散熱裝置，其中該冷凝器之輸入基管上段形成一冷媒入口，該輸入管的二端係分別連接該蒸發器的頂端以及該輸入基管之冷媒入口，該冷凝器之輸出基管上段形成一冷媒出口，該輸出管的二端係分別連接該蒸發器的側壁以及該輸出基管之冷媒出口。
  6. 如請求項5所述之散熱裝置，其中該冷凝器之輸入基管之下段形成一迴流口，且該蒸發組件包含一迴流管，該迴流管之二端分別連接該蒸發器之側壁以及該輸入基管之迴流口。
  7. 如請求項4或5所述之散熱裝置，其中該輸入管之口徑大於該輸出管之口徑。
  8. 如請求項6所述之散熱裝置，其中該輸入管之口徑大於該輸出管之口徑，且該輸入管之口徑大於該迴流管之口徑。
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