TW202317925A - 冷凝結構 - Google Patents

Abstract

一種冷凝結構，係包含一冷凝管單元及一通道座設置在該冷凝管單元下方，該冷凝管單元具有一平板式外殼內部包圍一內空間，該內空間設有多數的第一流道及少數的第二流道經由一回流流道連通，一殼體進口及一殼體出口係貫穿該平板式外殼，該通道座具有一流入通道及一流出通道分別經由該殼體進口及該殼體出口連通該等第一流道及該等第二流道，藉此減少焊接面積並增加強度及氣密性。

Description

冷凝結構

本發明係有關於熱交換領域，尤其關於一種冷凝結構。

冷凝器作為迴路式熱虹吸管中的熱交換設備之一，其作用原理首先是一蒸發器內的一工作流體受熱汽化，經由一蒸汽管傳遞至該冷凝器，到達該冷凝器的氣態工作液體經與外界熱交換放熱後，凝結成液態工作液體，然後經由回流管迴流至該蒸發器，藉此完成一次循環。工作流體在氣態與液態的相變過程產生的壓力與密度差，與重力的效應，為迴路式熱虹吸管循環作動的主要驅動力。 如第1圖所示，為目前冷凝板10的示意圖，包括一上板11及一下板12，在該上板11及下板12之間設有一鰭片組13，下板12開設有供一工作液體液體進出的一進口121及一出口122。然而，由於使用多個零件構成冷凝板10造成組裝難度高，各零件生產費用高。況且，在該上板11及該下板12及該鰭片組13相互接觸的地方需焊接接合造成焊接面積多。另外，該上板11及該下板12及該鰭片組13的厚度或邊緣在製作過程存在尺寸誤差，造成彼此的尺寸及/或厚度不一致，延伸出焊接的接縫精度差，焊接精度不容易控制所使得焊縫夾渣、氣孔、裂紋、燒穿等缺陷進而降低焊接接合強度以及冷凝板10內部液體洩漏的問題。 是以，要如何解決上述之問題與缺失，即為本案之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

本發明之一目的提供一種冷凝結構具有減少焊接面積及避免液體洩漏及確保氣密性的冷凝管單元以提升導熱性能及結構強度。 本發明之一目的提供一種用較少零件數量構成，使得結構簡單製程簡易方便的冷凝結構。 為達上述之目的，本發明提供一種冷凝結構，係包含：一冷凝管單元，具有一平板式外殼包圍一內空間，該平板式外殼具有一第一開口端及一第二開口端，該第一開口端及該第二開口端分別設有一第一封蓋及一第二封蓋，且該平板式外殼界定間隔相對的一底部及一頂部，該底部設有一殼體進口及一殼體出口，該內空間設有複數的第一流道及複數的第二流道及一回流流道，該回流流道係毗鄰該第二開口端的第二封蓋且連通該等第一流道及該等第二流道，該等第二流道係連通該殼體出口及該回流流道；一通道座，具有一側面及一頂面，該頂面係對接該平板式外殼的底部，且該通道座具有一流入通道及一流出通道從該側面貫穿到該頂面，且該流入通道及該流出通道係經由該頂面分別連接該殼體進口及該殼體出口。 前述該等第一流道及該等第二流道係從該第一開口端延伸到鄰近該第二開口端且平行該平板式外殼的一長方向，該回流流道設置在該第二開口端與該等第一流道及該等第二流道之間且平行該平板式外殼的一短方向。 前述該等第一流道之間及該等第二流道之間具有一隔牆，且該等隔牆係從底部凸伸到該頂部。 前述該通道座的流入通道具有一第一入口位於該側面，及一第一接口位於該頂面連接該殼體進口；該通道座的流出通道具有一第一出口位於該側面，及一第二接口位於該頂面連接該殼體出口。 前述第一接口係平行該平板式外殼的該短方向，且具有至少兩端分別設有一限位凸體插接該殼體進口以對該冷凝管單元限位。 前述第一封蓋具有一凸面係從該第一開口端密封該等第一流道及該等第二流道的一端。 前述冷凝管單元的下方設有一散熱器單元，該散熱器單元具有一散熱器頂面連接該平板式外殼的底部，且該散熱器頂面設有一階梯部供該通道座放置，該通道座夾設在該平板式外殼的底部及該散熱器頂面之間。 前述第一開口端及一第二開口端係平行該平板式外殼的該短方向，該底部及該頂部在該第一開口端及該第二開口端之間，且該底部的該殼體進口及該殼體出口係鄰近該第一開口端。 前述該等第一流道的數量係多於該等第二流道的數量。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。 本發明係為液冷迴路（liquid cooling loop）的一部分，主要係用以遠端幫助至少一發熱元件進行散熱，液冷迴路中的一進水管及一出水管的一端連通該冷凝結構，該進水管及該出水管的另一端則連接一水冷頭，該水冷頭用以接觸該發熱元件，該發熱元件產生的熱量藉由一工作液體從進水管流入該冷凝結構，並通過該冷凝結構散熱，然後降溫的工作液體流到該出水管回流到該水冷頭吸收熱量。 請參考第 2A圖為本發明立體分解示意圖；第2B圖為本發明另一視角立體分解示意圖；第2C圖為本發明組合示意圖。如第2A-2C圖所示，本發明的冷凝結構20包括一冷凝管單元21結合一通道座22。該冷凝管單元21係為一體成型的構件（例如鋁擠件），該冷凝管單元21包括一平板式外殼211具有一第一開口端213及一第二開口端214，該平板式外殼211界定間隔相對的一底部2111及一頂部2112在該第一開口端213及該第二開口端214之間，且該平板式外殼211也界定兩側部2113、2114分別連接該底部2111及該頂部2112的兩最外側。該底部2111設有一殼體進口21111及一殼體出口21112鄰近該第一開口端213 。該第一開口端213及該第二開口端214分別被一第一封蓋215及一第二封蓋216以一連接手段（例如焊接或膠接等）密封。 在本圖示表示該第一封蓋215及該第二封蓋216分別具有一凸面2151及2161分別伸入該第一開口端213及該第二開口端214。但不限於此，也可以將該凸面2151及2161改成平面。 該通道座22具有一側面221及一頂面222，該頂面222係對接該平板式外殼211的底部2111，並具有一流入通道223及一流出通道224從該側面221貫穿到該頂面222。該流入通道223具有一第一入口2231位於該側面221用以連接一外部輸入管路，及一第一接口2232位於該頂面222連通該殼體進口21111，以使該流入通道223經由該頂面222連通該殼體進口21111。且該第一接口2232的至少兩端分別設有一限位凸體22321插接該殼體進口21111，以對該冷凝管單元21產生對準及限位作用，除了幫助通道座22對準冷凝管單元21的連接位置外，且防止該冷凝管單元21及該通道座22錯位的移動。 該流出通道224具有一第一出口2241位於該側面221用以連接一外部的輸出管路，及一第二接口2242位於該頂面222連通該殼體出口21112，以使該流出通道224經由該頂面222連通該殼體出口21112。一工作液體藉由該流入通道223流入該冷凝管單元21，且通過該冷凝管單元21後從該流出通道224流出。 該冷凝管單元21的下方設有一散熱器單元23包括複數散熱鰭片231係間隔設置，及一散熱器頂面2311在該等散熱鰭片231的上側係連接或接觸該平板式外殼211的底部2111，且該散熱器頂面2311設有一階梯部2312供該通道座22放置，進而使該通道座22夾設在該平板式外殼211的底部2111及該散熱器頂面231之間。 請繼續參考第3A圖為第2A圖的3A-3A剖線的示意圖；第3B圖為第2C圖的3B-3B剖線的示意圖；第3C圖為第2C圖的3C-3C剖線的示意圖。如第3A-3C圖所示，一併參考第2A-2B圖，該冷凝管單元21內界定一內空間212，該內空間212係被該平板式外殼211包圍，亦即該內空間212被該底部2111及該頂部2112及該兩側部2113、2114包圍，且該內空間212位於該第一開口端213與第二開口端214之間。該內空間212設有複數的第一流道2121及複數的第二流道2122及一回流流道2123供一工作液體流動。該等第一流道2121及該等第二流道2122係從該第一開口端213延伸到鄰近該第二開口端214，且平行該平板式外殼211的一長方向X。該等第一流道2121之間及該等第二流道2122之間具有一隔牆2124係從底部2111凸伸頂接到該頂部2112，以隔離每一第一流道2121及每一第二流道2122，防止工作液體流竄到不同的流道。該單一的回流流道2123設置在該第二開口端214與該等第一流道2121及該等第二流道2122之間，且平行該平板式外殼211的一短方向Y且毗鄰該第二開口端214的第二封蓋216的凸面2161。 詳細而言，該內空間212的該等第一流道2121係連通該殼體進口21111及該回流流道2123以作為一流入流道；該等第二流道2112係連通該殼體出口21112及該回流流道2123以作為一流出流道；該回流流道2123連通該等第一流道2121及該等第二流道2122以作為一串連流道位於該流入流道及該流出流道之間。且該等第一流道2121的數量係多於該等第二流道2112的數量，以確保流入該冷凝管單元21的工作液體有較大的流入範圍或面積，並經由該平板式外殼211的底部2111跟散熱器單元23熱交換散熱。再者，該等第一流道2121的流道數量係多於該等第二流道2122的流道數量，使得該等第一流道2121為多數的流道，該等第二流道2122為少數流道。如此的布置，係剛進入該冷凝管單元21帶有較高溫度的工作液體通過多數的第一流道2121擁有較大的熱交換範圍或熱交換面積跟散熱器單元23進行熱交換的散熱，然後降溫後的工作液體匯流到單一的回流流道2123，從該回流流道2123流經少數的第二流道2122時持續降溫，藉此確保流出冷凝管單元21的工作液體的溫度降低至所需求的溫度。 該通道座22的該第一接口2232，及該第二接口2242係平行該平板式外殼211的該短方向Y，且該第一接口2232係為長條形接口，該第二接口2242係為短形接口，以配合連通該多數的第一流道2121及該少數的第二流道2122。 再者，該平板式外殼211的第一開口端213及一第二開口端214係平行該平板式外殼的該短方向Y，且密封在該第一開口端213的第一封蓋215藉由其凸面2151抵接密封該等第一流道2121及該等第二流道2122的位於該第一開口213的一端，藉此防止該工作液體從該等第一流道2121及該等第二流道2122位於該第一開口213的一端流竄，也促使該工作液體如第3B圖的箭頭所示的流動。 因此，當帶有熱量的工作液體從流入通道223通過該通道座22的第一接口2232及該平板式外殼211的殼體進口21111流入該冷凝管單元21的內空間212後，該工作液體如第3B圖的箭頭所示沿著該等第一流道2121從該第一開口端213往該第二開口端214方向流動，然後匯流到該回流流道2123；再從該回流流道2123流到該等第二流道2122，並沿著該等第二流道2122從該第二開口端214往該第一開口端213方向流動，然後從該等第二流道2122通過該平板式外殼211的殼體出口21112及該通道座22的第二接口2242流出該冷凝管單元21，且沿著流出通道224流出該通道座22。該工作液體在該等第一流道2121及該等第二流道2122及該回流流道2232流動的過程中經由該平板式外殼211的該底部2111與散熱器單元23熱交換，以使通過該冷凝管單元21的工作液體降溫，且降溫後的工作液體可以回流到外部的一發熱端帶走該發熱端的熱量。 藉由上述結構，本發明用較少零件數量構成，使得結構簡單製程簡易方便。且該冷凝管單元21係為一體成型的平板式外殼211及在內空間212的該等第一流道2121及該等第二流道2122及該回流流道2123，相較於習知技術不僅減少焊接面積且避免液體洩漏及確保氣密性的冷凝管單元以提升導熱性能及結構強度。 以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍。

20:冷凝結構 21:冷凝管單元 211:平板式外殼 2111:底部 21111:殼體進口 21112:殼體出口 2112:頂部 2113、2114:側部 212:內空間 2121:第一流道 2122:第二流道 2123:回流流道 2124:隔牆 213:第一開口端 214:第二開口端 215:第一封蓋 2151:凸面 216:第二封蓋 2161:凸面 22:通道座 221:側面 222:頂面 223:流入通道 2231:第一入口 2232:第一接口 22321:限位凸體 224:流出通道 2241:第一出口 2242:第二接口 23:散熱器單元 231:散熱鰭片 2311:散熱器頂面 2312:階梯部

第1圖為習知技術立體分解示意圖； 第 2A圖為本發明立體分解示意圖； 第2B圖為本發明另一視角立體分解示意圖； 第2C圖為本發明組合示意圖； 第3A圖為第2A圖的3A-3A剖線的示意圖； 第3B圖為第2C圖的3B-3B剖線的示意圖； 第3C圖為第2C圖的3C-3C剖線的示意圖。

20:冷凝結構

21:冷凝管單元

211:平板式外殼

2111:底部

2112:頂部

2113、2114:側部

213:第一開口端

214:第二開口端

215:第一封蓋

2151:凸面

216:第二封蓋

2161:凸面

22:通道座

221:側面

222:頂面

223:流入通道

2231:第一入口

2232:第一接口

22321:限位凸體

224:流出通道

2241:第一出口

2242:第二接口

23:散熱器單元

231:散熱鰭片

2311:散熱器頂面

2312:階梯部

Claims (10)

1. 一種冷凝結構，係包含：                                 一冷凝管單元，具有一平板式外殼包圍一內空間，且該平板式外殼具有一第一開口端及一第二開口端位於該內空間的兩端，該第一開口端及該第二開口端分別設有一第一封蓋及一第二封蓋，且該平板式外殼界定間隔相對的一底部及一頂部，該底部設有一殼體進口及一殼體出口，該內空間設有複數的第一流道及複數的第二流道及一回流流道，該回流流道係毗鄰該第二開口端的第二封蓋且連通該等第一流道及該等第二流道，該等第一流道係連通該殼體進口及該回流流道，該等第二流道係連通該殼體出口及該回流流道； 一通道座，具有一側面及一頂面，該頂面係對接該平板式外殼的底部，且該通道座具有一流入通道及一流出通道從該側面貫穿到該頂面，且該流入通道及該流出通道係經由該頂面分別連通該殼體進口及該殼體出口。
2. 如請求項1所述之冷凝結構，其中該等第一流道及該等第二流道係從該第一開口端延伸到鄰近該第二開口端且平行該平板式外殼的一長方向，該回流流道設置在該第二開口端與該等第一流道及該等第二流道之間且平行該平板式外殼的一短方向。
3. 如請求項1所述之冷凝結構，其中該等第一流道之間及該等第二流道之間具有一隔牆，且該等隔牆係從底部凸伸到該頂部。
4. 如請求項1所述之冷凝結構，其中該通道座的流入通道具有一第一入口位於該側面，及一第一接口位於該頂面連通該殼體進口；該通道座的流出通道具有一第一出口位於該側面，及一第二接口位於該頂面連通該殼體出口。
5. 如請求項4所述之冷凝結構，其中該第一接口具有至少兩端分別設有一限位凸體插接該殼體進口。
6. 如請求項1所述之冷凝結構，其中該第一封蓋具有一凸面係從該第一開口端密封該等第一流道及該等第二流道位於該第一開口的一端。
7. 如請求項1所述之冷凝結構，其中該冷凝管單元的下方設有一散熱器單元，該散熱器單元具有一散熱器頂面連接或接觸該平板式外殼的底部，且該散熱器頂面設有一階梯部供該通道座放置，該通道座夾設在該平板式外殼的底部及該散熱器頂面之間。
8. 如請求項1所述之冷凝結構，其中該底部及該頂部在該第一開口端及該第二開口端之間，且該底部的該殼體進口及該殼體出口係鄰近該第一開口端。
9. 如請求項1所述之冷凝結構，其中該等第一流道的流道數量係多於該等第二流道的流道數量。
10. 如請求項1所述之冷凝結構，其中該平板式外殼界定兩側部分別連接該底部及該頂部的兩最外側。

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