TW202140985A - 散熱導管、散熱模組及液冷系統 - Google Patents

Abstract

一種散熱導管、散熱模組及液冷系統，用以解決習知散熱導管彎曲段較為脆弱易發生破裂的問題。係包含：一管體，具有一第一端及一第二端，該管體具有至少一彎曲段位於該第一端與該第二端之間；及一金屬補強層，附著於該彎曲段的外壁。

Description

散熱導管、散熱模組及液冷系統

本發明係關於一種導管，尤其是一種可以加強彎曲段結構強度的散熱導管、散熱模組及液冷系統。

隨著資訊產業的快速發展，電腦裝置的資料處理速度也越快，其運作時所產生的熱量亦越來越高，導致元件溫度上升；而為了抑制電子元件運作時過度的溫度上升，遂有使用散熱導管來進行散熱，該散熱導管可以係散熱模組的導熱管或液冷系統的管件，均已廣泛應用於電子元件散熱領域。該習知的散熱導管具有一管體，該管體內注入一工作流體；如此，該管體可用以連接一發熱源及一散熱體，將該發熱源產生的熱量傳導至該散熱體，藉此達到散熱的作用。

然而，上述習知的散熱導管，由於該發熱源與該散熱體設置於不同位置，且該發熱源與該散熱體之間的路徑尚裝設有其他元件，使得習知的散熱導管必須考量空間的使用限制，因此，須將習知的散熱導管彎曲成所需的角度來閃避其他元件，才得以配合各式各樣的安裝場合，且增加散熱導管的彎曲次數，係可以使熱在管體裡的時間拉長進而可以增加散熱效率；但習知的散熱導管在經過彎曲作業後，常會因彎曲段較為脆弱而發生破裂之情形，嚴重者甚至在彎曲段發生斷裂，導致散熱導管的損毀而無法使用。

有鑑於此，習知的散熱導管確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種散熱導管、散熱模組及液冷系統，係可以加強彎曲段的結構強度而不易發生破裂或斷裂者。

本發明的次一目的是提供一種散熱導管、散熱模組及液冷系統，係可以降低製造成本者。

本發明的又一目的是提供一種散熱導管、散熱模組及液冷系統，係可以提升使用便利性者。

本發明的再一目的是提供一種散熱導管、散熱模組及液冷系統，係可以提升良好散熱效能者。

本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上（頂）」、「下（底）」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。

本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。

本發明的散熱導管，包含：一管體，具有一第一端及一第二端，該管體具有至少一彎曲段位於該第一端與該第二端之間；及一金屬補強層，附著於該彎曲段的外壁。

本發明的散熱模組，包含：一前述之散熱導管；及一散熱鰭片組，連接該管體的第一端與第二端之間。

本發明的液冷系統，包含：一泵浦；一散熱單元；及一前述之散熱導管，串接該泵浦及該散熱單元。

據此，本發明的散熱導管、散熱模組及液冷系統，利用該金屬補強層附著於該彎曲段的外壁，使該彎曲段可以具有足夠的結構強度；如此，使該管體的彎曲段不易發生破裂或斷裂之情形，係具有製造及安裝便利性的功效。

其中，該管體可以結合於一導熱板，該彎曲段凸伸出該導熱板外。如此，本發明散熱導管能夠藉由該導熱板間接地連接一發熱源，係具有可以對該發熱源進行散熱的功效。

其中，該管體可以具有數個彎曲段，該數個彎曲段分別位於一傳熱區的兩側。如此，可以適用於不同的安裝空間，係具有提升安裝便利性的功效。

其中，該管體可以具有數個傳熱段位於該傳熱區，任二相鄰的傳熱段之間的間距小於或等於1mm。如此，可以使該傳熱區的整體範圍縮小，係具有節省空間的功效。

其中，任二相鄰的傳熱段之間可以至少有局部相接觸。如此，可以使該傳熱區的整體範圍縮小，係具有節省空間的功效。

其中，任二相鄰的傳熱段之間係可以以銲接相連接。如此，係具有提升該數個傳熱段之結構強度的功效。

其中，該管體的截面係可以為扁管形。如此，本發明散熱導管能夠用以直接地連接該發熱源，係可以增加該管體與該發熱源的接觸面積，係具有提升散熱效率的功效。

其中，該管體可以具有數個縱向溝槽，該數個縱向溝槽位於該管體的外壁或/及內壁。如此，使該管體的外壁或/及內壁可以形成凹凸不平的態樣，係可以增加散熱面積，係具有提升熱傳性能的功效。

其中，該數個縱向溝槽可以成型於該管體的整個外壁或/及整個內壁。如此，係具有適用於不同散熱需求的功效。

其中，該數個縱向溝槽可以成型於該管體的整個外壁或/及局部內壁。如此，係具有適用於不同散熱需求的功效。

其中，該數個縱向溝槽可以成型於該管體的局部外壁或/及整個內壁。如此，係具有適用於不同散熱需求的功效。

其中，該數個縱向溝槽可以成型於該管體的局部外壁或/及局部內壁。如此，係具有適用於不同散熱需求的功效。

其中，該彎曲段沾附錫液以形成該金屬補強層。該結構簡易而便於製造，係具有降低製造成本的功效。

本發明的散熱導管可以另包含一工作流體，該工作流體填充於該管體內。如此，本發明散熱導管可以應用於液冷系統的管件，係具有提升使用便利性的功效。

其中，該工作流體可以為不導電液。如此，即使該工作流體發生洩漏，亦不會使系統電路產生短路的功效。

本發明的散熱導管可以另包含一毛細結構，該毛細結構位於該管體內，該管體的第一端及第二端係形成封閉。如此，本發明散熱導管可以應用於散熱模組的導熱管，係具有提升使用便利性的功效。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1圖所示，其係本發明散熱導管的第一實施例，係包含一管體1及一金屬補強層2，該金屬補強層2附著於該管體1。其中，本發明散熱導管可以應用於散熱模組的導熱管或液冷系統的管件，當本發明散熱導管應用於散熱模組的導熱管時，該管體1的兩端可以係形成封閉，該管體1內部可以如第3圖所示具有一毛細結構3及一工作流體4；當本發明散熱導管應用於液冷系統的管件時，該管體1的兩端可以係形成開放，該管體1內部可以僅具有該工作流體3，以下係以散熱模組的導熱管為例進行說明，但不以此為限。

該管體1具有一第一端1a及一第二端1b，該第一端1a及該第二端1b係可以形成封閉或開放；在本實施例中，該第一端1a及該第二端1b係如第1圖所示形成開放，該管體1可以例如為銅或鋁等高導熱性能之材質所製成，該管體1的截面係可以為圓形、扁管形或多邊形…等任何幾何形狀，本發明在此不限，本實施例管體1的截面較佳可以為正圓形，以方便成型來簡化製作步驟。

請參照第1、4圖所示，該管體1具有至少一彎曲段11，該彎曲段11位於該第一端1a與該第二端1b之間；在本實施例中，該彎曲段11的數量為數個，各該彎曲段11可以如第4圖所示具有相對的一彎曲外側111及一彎曲內側112；又，該管體1可以具有數個傳熱段12，該數個傳熱段12位於該管體1的一傳熱區E，該數個彎曲段11則可以分別位於該傳熱區E的兩側。

請參照第4圖所示，詳言之，該管體1的外壁1c具有數個徑向溝槽13，該數個徑向溝槽13可以位於該彎曲外側111或該彎曲內側112；在本實施例中，該數個徑向溝槽13係位於該彎曲內側112。該數個徑向溝槽13的成型方式本發明不加以限制；該管體1可以藉由該數個徑向溝槽13任意彎曲成L形狀、U形狀或N形狀…等任何所需的幾何形狀，在本實施例中，該管體1係以彎曲成U形狀來做說明。如此，製造廠商可以藉由該數個徑向溝槽13將該管體1作較大角度的彎曲，使該管體1可易於被彎曲至所需的形狀或角度而不易發生變形。

請參照第6圖所示，該管體1還可以具有數個縱向溝槽14，該數個縱向溝槽14係成型於該管體1的延伸方向；其中，該數個縱向溝槽14的成型方式本發明不加以限制。詳言之，該數個縱向溝槽14可以位於該管體1的外壁1c或/及內壁1d，例如但不限制地，該數個縱向溝槽14可以成型於該管體1的整個外壁1c（請配合參照第6、7圖）、成型於該管體1的整個內壁1d（請配合參照第8圖）、同時成型於該管體1的整個外壁1c及整個內壁1d（請配合參照第9圖）、同時成型於該管體1的整個外壁1c及局部內壁1d（請配合參照第10圖）、同時成型於該管體1的局部外壁1c及整個內壁1d（請配合參照第11圖）、同時成型於該管體1的局部外壁1c及局部內壁1d（請配合參照第12圖）、成型於該管體1的局部內壁1d（請配合參照第13圖）、成型於該管體1的局部外壁1c（請配合參照第14圖）…等結構之其一或任意組合，且上述局部外壁1c與局部內壁1d較佳係大於或等於該管體1圓周的一半；如此，使該管體1的外壁1c或/及內壁1d可以形成凹凸不平的態樣，係可以增加散熱面積，以提升熱傳性能。

請參照第1圖所示，該金屬補強層2附著於該彎曲段11的外壁1c，該金屬補強層2的形成方式，係以能夠加強該彎曲段11的結構強度為原則，本發明不加以限制，例如：以沾錫、鍍鋅或其他可以使金屬附著於該彎曲段11…等方式來形成該金屬補強層2；在本實施例中，該彎曲段11係選擇沾附錫液以形成該金屬補強層2；如此，該結構簡易而便於製造，係可以降低製造成本。

請參照第3圖所示，該毛細結構3位於該管體1內，該毛細結構3係可以為多孔性網目結構、微型溝槽或燒結粉末等結構，以增加該工作流體4因毛細現象的流動，以幫助凝結後的工作流體4可以重新聚集進行回流，以重新吸收發熱源的熱量，從而提升良好的散熱效能。

該工作流體4填充於該管體1內並接觸該毛細結構3，該工作流體4可以滲入該毛細結構3中並以毛細作用來流動，該工作流體4可以為水、酒精或其他低沸點之液體；較佳地，該工作流體4係可以為不導電之液體，藉此，即使該工作流體4發生洩漏，亦不會使系統電路產生短路的情形。該工作流體4可以從液態吸收熱量而蒸發成氣態，進而利用該工作流體4氣液相的變化機制來達成熱量傳遞；並藉由該管體1內為封閉狀態，係可以避免該工作流體3形成氣態後散失，以及避免內部因為空氣佔據，而壓縮到該工作流體4形成氣態後的空間，進而影響到散熱效率。

請參照第1、4圖所示，據由前述結構，該管體1可以結合於一導熱板J，該數個傳熱段12可以分別位於該導熱板J的數個定位槽J1，使該管體1的傳熱區E可以整個位於該導熱板J範圍內，該數個彎曲段11則可以凸伸出該導熱板J外；如此，一發熱源（圖未繪示）可以位於該導熱板J下方，使本發明散熱導管能夠用以間接地連接該發熱源，以對該發熱源進行散熱，該發熱源可以例如為手機、電腦或其他電器產品的中央處理器，或者電路板上因運作而產生熱之晶片或其他電子元件。其中，即使該管體1因配合各式各樣的安裝空間而被彎曲至所需的形狀或角度，由於該金屬補強層2附著於該彎曲段11的外壁1c，使得該數個彎曲段11可以具有足夠的結構強度，係可以減少該數個彎曲段11發生破裂或斷裂之情形。

請參照第5圖所示，當本發明散熱導管應用於散熱模組的導熱管時，該管體1內部係具有該毛細結構3（如第3圖所示），該管體1的第一端1a及第二端1b係可以形成封閉，該管體1係可例如彎曲形成一T形狀，使該管體1可以具有二彎曲段11，該導熱板J則可以連接該管體1的第一端1a及第二端1b，該發熱源（圖未繪示）可以位於該導熱板J下方。此外，該管體1可以連接一散熱鰭片組5，該散熱鰭片組5係可以具有一底層鰭片組5a及一頂層鰭片組5b，該底層鰭片組5a位於該管體1下方，該頂層鰭片組5b位於該管體1上方；如此，可以藉由該散熱鰭片組5帶走該管體1的熱能，使該管體1溫度下降，進而達到使該發熱源降溫的效果。

請參照第15圖所示，其係本發明散熱導管的第二實施例，在本實施例中，係可以選擇不使用該導熱板J（如第1圖所示），且該管體1的截面係可以為扁管形，使得本發明散熱導管能夠用以直接地連接該發熱源（圖未繪示），係可以增加該管體1與該發熱源的接觸面積，進而可以提升散熱效率。此外，任二相鄰的傳熱段12之間的間距可以小於或等於1mm，或者，任二相鄰的傳熱段12之間亦可以選擇至少有局部相接觸；如此，在同樣空間下，可以增加該管體1的彎曲密度以提升散熱效率；且均可以使該傳熱區E的整體範圍縮小，係可以達到節省空間的作用。又，任二相鄰的傳熱段12之間較佳係能夠以銲接相連接，在本實施例中，該任二相鄰的傳熱段12之間係選擇以銲錫相連接，如此，係可以提升該數個傳熱段12的結構強度。

請參照第16圖所示，另外，當本發明散熱導管應用於液冷系統的管件時，該管體1可以由一第一管部101連通一泵浦P與該傳熱區E的數個傳熱段12，該發熱源（圖未繪示）可以位於該傳熱區E下方；該管體1另可以由一第二管部102連通該泵浦P與該散熱單元Q，再由一第三管部103連通該傳熱區E的數個傳熱段12與該散熱單元Q；該泵浦P及該管體1中具有該工作流體4。據此，在該管體1中且位於該傳熱區E處的工作流體4可吸收熱能而升溫，並藉由該泵浦P的運作而被導向該散熱單元Q，從而在通過該散熱單元Q時冷卻降溫，並於降溫後再次被導向該發熱源；如此不斷循環，使該發熱源能有效降溫。

綜上所述，本發明的散熱導管、具有該散熱導管的散熱模組及液冷系統，利用該金屬補強層附著於該彎曲段的外壁，使該彎曲段可以具有足夠的結構強度；如此，使該管體的彎曲段不易發生破裂或斷裂之情形，係具有製造及安裝便利性的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

﹝本發明﹞ 1:管體 1a:第一端 1b:第二端 1c:外壁 1d:內壁 101:第一管部 102:第二管部 103:第三管部 11:彎曲段 111:彎曲外側 112:彎曲內側 12:傳熱段 13:徑向溝槽 14:縱向溝槽 2:金屬補強層 3:毛細結構 4:工作流體 5:散熱鰭片組 5a:底層鰭片組 5b:頂層鰭片組 E:傳熱區 J:導熱板 J1:定位槽 P:泵浦 Q:散熱單元

［第1圖］   本發明第一實施例結合導熱板的分解立體圖。 ［第2圖］   本發明第一實施例結合導熱板的上視圖。 ［第3圖］   沿第2圖的A-A線剖面圖。 ［第4圖］   本發明第一實施例管體具有徑向溝槽的局部平面圖。 ［第5圖］   本發明散熱導管應用於散熱模組的導熱管的立體圖。 ［第6圖］   本發明第一實施例縱向溝槽成型於管體整個外壁的立體圖。 ［第7圖］   沿第6圖所示的截面圖。 ［第8圖］   本發明第一實施例縱向溝槽成型於管體整個內壁的截面圖。 ［第9圖］   本發明第一實施例縱向溝槽成型於管體整個外壁及整個內壁的截面圖。 ［第10圖］ 本發明第一實施例縱向溝槽成型於管體整個外壁及局部內壁的截面圖。 ［第11圖］ 本發明第一實施例縱向溝槽成型於管體局部外壁及整個內壁的截面圖。 ［第12圖］ 本發明第一實施例縱向溝槽成型於管體局部外壁及局部內壁的截面圖。 ［第13圖］ 本發明第一實施例縱向溝槽成型於管體局部內壁的截面圖。 ［第14圖］ 本發明第一實施例縱向溝槽成型於管體局部外壁的截面圖。 ［第15圖］ 本發明第二實施例的立體圖。 ［第16圖］本發明散熱導管應用於液冷系統的管件的架構圖。

1:管體

1a:第一端

1b:第二端

11:彎曲段

111:彎曲外側

112:彎曲內側

12:傳熱段

2:金屬補強層

E:傳熱區

J:導熱板

J1:定位槽

Claims (19)

1. 一種散熱導管，包含： 一管體，具有一第一端及一第二端，該管體具有至少一彎曲段位於該第一端與該第二端之間；及 一金屬補強層，附著於該彎曲段的外壁。
2. 如請求項1之散熱導管，其中，該管體結合於一導熱板，該彎曲段凸伸出該導熱板外。
3. 如請求項1之散熱導管，其中，該管體具有數個彎曲段，該數個彎曲段分別位於一傳熱區的兩側。
4. 如請求項3之散熱導管，其中，該管體具有數個傳熱段位於該傳熱區，任二相鄰的傳熱段之間的間距小於或等於1mm。
5. 如請求項4之散熱導管，其中，任二相鄰的傳熱段之間至少有局部相接觸。
6. 如請求項5之散熱導管，其中，任二相鄰的傳熱段之間係以銲接相連接。
7. 如請求項4之散熱導管，其中，該管體的截面係為扁管形。
8. 如請求項1之散熱導管，其中，該管體的外壁具有數個徑向溝槽，該彎曲段具有相對的一彎曲外側及一彎曲內側，該數個徑向溝槽位於該彎曲外側或該彎曲內側。
9. 如請求項1之散熱導管，其中，該管體具有數個縱向溝槽，該數個縱向溝槽位於該管體的外壁或/及內壁。
10. 如請求項9之散熱導管，其中，該數個縱向溝槽成型於該管體的整個外壁或/及整個內壁。
11. 如請求項9之散熱導管，其中，該數個縱向溝槽成型於該管體的整個外壁或/及局部內壁。
12. 如請求項9之散熱導管，其中，該數個縱向溝槽成型於該管體的局部外壁或/及整個內壁。
13. 如請求項9之散熱導管，其中，該數個縱向溝槽成型於該管體的局部外壁或/及局部內壁。
14. 如請求項1至13中任一項之散熱導管，其中，該彎曲段沾附錫液以形成該金屬補強層。
15. 如請求項1之散熱導管，另包含一工作流體，該工作流體填充於該管體內。
16. 如請求項15之散熱導管，其中，該工作流體為不導電液。
17. 如請求項15、16之散熱導管，另包含一毛細結構，該毛細結構位於該管體內，該管體的第一端及第二端係形成封閉。
18. 一種散熱模組，包含： 一如請求項1至17中任一項之散熱導管；及 一散熱鰭片組，連接該管體的第一端與第二端之間。
19. 一種液冷系統，包含： 一泵浦； 一散熱單元；及 一如請求項1至16中任一項之散熱導管，串接該泵浦及該散熱單元。

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