TWI524047B - 均溫板複合毛細結構改良 - Google Patents

Description

均溫板複合毛細結構改良

本發明係與一種熱交換元件有關，尤指一種內具有毛細組織及工作流體之均溫板複合毛細結構改良。

按，均溫板(Vapor chamber)即屬一種板狀熱管，其原理與熱管(Heat pipi)相同，皆透過內部真空之環境，以提供注入其內部之工作流體(working fluid)可因遇熱而產生液汽相變化，進而以蒸汽傳遞熱量；再因遇冷而回復成液態後以回流循環之。

然而，均溫板與熱管在製造上卻不盡相同。蓋熱管之管體通常係呈管狀者，管體可先封閉一端後，再透過開放之另一端來進行如注入工作流體、除氣或真空化等作業，俟除氣完成之瞬間，立刻封閉管體，即可完成熱管之製作。惟，均溫板之板體呈板狀，且通常係由上、下相蓋合之二蓋板所組成，故其成型後為板狀，而非管狀；且均溫板係利用其上、下具較大表面積之二板面，分別作為受熱端與冷凝端，故均溫板在使用下係呈平躺狀態，並被其內壁上的毛細組織(wick structure)所吸附而聚集於其內部底部處。如此狀況下，再加上均溫板多係利用其受熱端中央部位貼 附發熱源，而其受熱端、冷凝端之毛細結構並不能有效使工作流體快速汽化，因此影響了熱傳效果。

有鑑於此，本發明人係為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的，在於可提供一種均溫板複合毛細結構改良，其係由三種不同功能的毛細結構所構成，分別包含儲液、傳輸、以及支撐等功能；俾透過此三種毛細結構，使均溫板用以對應發熱源的蒸發部內可囤積有足夠的工作流體，並能提供工作流體快速回流、以及兼具回流作用與支撐均溫板內部空間的毛細結構等，使均溫板內部之工作流體能更順利地進行熱交換之汽、液相變化，不受其內部空間為扁平狀的限制而影響熱傳效果。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種均溫板複合毛細結構改良，包括一板體、一毛細儲液結構、一毛細傳輸結構、以及複數毛細支撐結構；其中，板體內部呈中空狀而形成一腔室，且板體底部向下突設有一蒸發部，蒸發部內則形成有一與腔室相通的儲液空間；毛細儲液結構形成塊狀地位於蒸發部內；毛細傳輸結構形成薄層狀地貼附於腔室內壁底面處，並與毛細儲液結構相銜接；而各毛細支撐結構則分佈於腔室內，並抵頂於腔室內壁底、頂面間以與毛細傳輸結構相接觸；俾藉由上述構造，而能提供均溫板之毛細結構具有儲液、傳輸、以及支撐等功能者。

<本發明>

1‧‧‧板體

10‧‧‧底座

100‧‧‧蒸發部

101‧‧‧受熱面

11‧‧‧頂蓋

12‧‧‧腔室

120‧‧‧儲液空間

2‧‧‧毛細儲液結構

20‧‧‧凹槽

3‧‧‧毛細傳輸結構

30‧‧‧鏤空區

4‧‧‧毛細支撐結構

5‧‧‧發熱源

6‧‧‧冷卻元件

第一圖係本發明之立體分解示意圖。

第二圖係本發明之分解剖面示意圖。

第三圖係本發明之組合剖面示意圖。

第四圖係第三圖之4-4斷面剖視圖。

第五圖係本發明之使用狀態示意圖。

第六圖係本發明另一實施例之使用狀態示意圖。

為了使 貴審查委員能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱第一圖、第二圖及第三圖，係分別為本發明之立體分解示意圖、分解剖面示意圖及組合剖面示意圖。本發明係提供一種均溫板複合毛細結構改良，包括一板體1、一毛細儲液結構2、一毛細傳輸結構3、以及複數毛細支撐結構4；其中：該板體1內部呈中空狀，並由具有散熱特性之材質所製成，如銅材或鋁材等。板體1可由一底座10與一頂蓋11構成，以透過底座10與頂蓋11相蓋合後，於板體1內之中空處形成一腔室12。該腔室12呈密封狀態，並注入有工作流體(圖略)。此外，該板體1底部用以接觸發熱源5(即如第五圖所示)的部位上，係至少向下突設有一內呈中空的蒸發部100，該蒸發部100可位於底座10而向下突出，並於蒸發部100底面形成一平整而能與發熱源5作面接觸的受熱面101，且蒸發部100內形成有一與腔室12相通的儲液空間120，用以供前述工作流體(圖略)冷凝回流後囤積於此，以 便蒸發部100遇熱後有足夠的工作流體量可進行熱交換者。

該毛細儲液結構2係位於上述殼體1之蒸發部100內部，並可更進一步黏結於儲液空間120內壁底面上。毛細儲液結構2可由粉末燒結於儲液空間120內壁底面上所構成，以形成塊狀的毛細結構而供前述工作流體(圖略)可滲入其毛細結構內而囤積；當殼體1之蒸發部100遇熱後，工作流體也會因為遇熱而產生汽相變化，以由液態轉變為汽態。

該毛細傳輸結構3係貼附於上述殼體1之腔室12內壁底面處，並與毛細儲液結構2相銜接(即如第四圖所示)，亦可視實際需求而於毛細傳輸結構3上，形成一對應且面積小於毛細儲液結構2的鏤空區30。毛細傳輸結構3可由金屬網貼附於腔室12底部上所構成，以形成薄層狀的毛細結構而供前述工作流體(圖略)於回復成液態後，皆可透過毛細傳輸結構3而回流至毛細儲液結構2處。

該等毛細支撐結構4係分佈上述殼體1之腔室12內，並抵頂於腔室12內壁底、頂面處，更詳細地係指界於殼體1之底座10與頂蓋11之間，並與毛細傳輸結構3相接觸。毛細支撐結構4亦可由粉末燒結成柱狀後而構成，亦或可直接燒結於頂蓋11相對於腔室12的表面處上，兼具有供前述工作流體(圖略)於回復成液態後回流至毛細傳輸結構3、以及支撐於殼體1之腔室12內等功用，以防止殼體1於製作的過程中，因抽真空作業而可能造成殼體1產生向其內部凹入或凹陷等問題。

是以，藉由上述之構造組成，即可得到本發明均溫板複合毛細結構改良。

據此，如第五圖所示，當該均溫板之蒸發部100透過其受熱面101而貼附於發熱源5表面，且該發熱源5因運作而產生之熱量時，蒸發部100內部的液態工作流體將會因為遇熱而吸收熱量。此時，工作流體因遇熱而由液態變為汽態，亦即產生液、汽之相變化，而汽化後的工作流體會將熱量由儲液空間120帶往腔室12頂面，即殼體1之頂蓋11的內表面處；均溫板頂面外係可設有如鰭片等冷卻元件6，即設置於頂蓋11外表面，以便可透過該等冷卻元件6而對汽化後的工作流體提供冷卻作用，使工作流體因遇冷而由汽態回復成液態，亦即產生汽、液之相變化，而回復成液態的工作流體即會凝結成水滴掉落至毛細傳輸結構3、或者利用毛細支撐結構4回流至毛細傳輸結構3處，以便一併透過毛細傳輸結構3將液態工作流體有效集中於儲液空間120的毛細儲液結構2內，作為提供或儲存預備汽化的工作流體量，進而使均溫板內部之工作流體能更順利地進行熱交換之汽、液相變化，不受其內部空間為扁平狀的限制而影響熱傳效果，同時還可以進一步避免均溫板因液態工作流體回流不及而發生內部乾燒的問題等。

值得一提的是：如第六圖所示，本發明之蒸發部100亦可增設為複數，且各蒸發部100底面皆形成有一受熱面101，而在同一板體1上之蒸發部100的受熱面101係可形成高低落差狀，以配合不同高度、或高低不一的發熱源5表面。此外，該毛細儲液結構2亦可更進一步黏結於儲液空間120內壁側面上，並可於粉末燒結成型時，一併於其上形成有複數凹槽20以增加表面積者。

綜上所述，本發明確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依 專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術、手段等變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

1‧‧‧板體

10‧‧‧底座

100‧‧‧蒸發部

101‧‧‧受熱面

11‧‧‧頂蓋

12‧‧‧腔室

120‧‧‧儲液空間

2‧‧‧毛細儲液結構

3‧‧‧毛細傳輸結構

30‧‧‧鏤空區

4‧‧‧毛細支撐結構

Claims (14)

1. 一種均溫板複合毛細結構改良，包括：一板體，內部呈中空狀而形成一腔室，且該板體底部向下突設有一蒸發部，該蒸發部內則形成有一與該腔室相通的儲液空間；一毛細儲液結構，由粉末燒結而構成，形成塊狀地位於該蒸發部內；一毛細傳輸結構，由金屬網所構成，形成薄層狀地貼附於該腔室內壁底面處，並與該毛細儲液結構相銜接，該毛細傳輸結構上係形成一對應且面積小於該毛細儲液結構的鏤空區；以及複數毛細支撐結構，分佈於該腔室內，並抵頂於該腔室內壁底、頂面間而與該毛細傳輸結構相接觸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該板體係由銅材或鋁材所製成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該板體係由一底座與一頂蓋構成。
4. 如申請專利範圍第3項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該等毛細支撐結構即界於該底座與該頂蓋之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該板體內係注入有工作流體。
6. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該蒸發部底面係形成一受熱面。
7. 如申請專利範圍第6項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該 受熱面係為一平整的表面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該蒸發部係增設為複數者。
9. 如申請專利範圍第8項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中各該蒸發部底面皆形成有一受熱面，且各該受熱面形成高低落差狀。
10. 如申請專利範圍第1或9項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該毛細儲液結構上係形成有複數凹槽。
11. 如申請專利範圍第1或9項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該毛細儲液結構係進一步黏結於該儲液空間內壁底面上。
12. 如申請專利範圍第11項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該毛細儲液結構係更進一步黏結於該儲液空間內壁側面上。
13. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該等毛細支撐結構係分別呈一柱狀者。
14. 如申請專利範圍第1或13項所述之均溫板複合毛細結構改良，其中該等毛細支撐結構係分別由粉末燒結成所構成。