TWI573975B - Liquid - air split - type heat exchange chamber - Google Patents

Description

液氣分流式熱交換腔

本創作係涉及一種電子產品的散熱裝置，尤指一種電腦、通訊產品的散熱裝置。

現有技術的電子產品的散熱裝置，大部份運用到熱管，其包含有一管路通道，管路通道包含有一蒸發段及一冷凝段，蒸發段有液體(工作流體)，當蒸發段受熱而使液體蒸發成氣體後，氣體在管路通道內從蒸發段向冷凝段移動，而氣體在管路通道內移動的過程中，會因為熱交換損失而逐漸變成液體，而該液體透過管壁的毛細結構，而沿著原路回到蒸發段，然後便可再次受熱而蒸發成氣體，如此便可成功將蒸發段所受的熱帶出。

然而蒸發段的液體蒸發成氣體後壓力會變大，因此氣體在管路通道內變成液體後要從原路回來時，液氣交界面的剪力作用會產生額外阻力因此最大熱傳量、傳輸距離受到限制。

因此現在便有業者將該管路通道的兩端連接到一腔體上，並希望氣體從腔體進入管路通道的一端，在管路通道內變成液體後再從管路通道的另一端回到腔體，形成單向循環的流動而沒有液氣界面上剪力作用所造成之壓力損失；然而，由於腔體內並無任何設計以阻止氣體進入管路通道的任一端，因此腔體內的氣體反而從兩端進入到管路通道內，而最後變成液體後，不論欲從原路或另一端回到腔體，都還是受到阻礙，因此仍然無法使液體流動順暢，而整體散熱效果仍不佳。

有鑑於前述之現有技術的缺點及不足，本創作提供一種液氣分流式熱交換腔以可使迴路式管路通道內的液體流動順暢，進而改善整體散熱效果。

為達到上述的創作目的，本創作所採用的技術手段為設計一種液氣分流式熱交換腔，其中包含至少一腔體單元，各腔體單元包含：一腔體，其具有一內部空間，腔體內設有一分隔部，分隔部將腔體的內部空間分隔成一受熱室及一回流室，分隔部上貫穿有至少一微細道，受熱室及回流室透過該等微細道而相通，分隔部為低導熱材質；一管路通道，其兩端皆連接腔體，且兩端分別與受熱室及回流室相通，管路通道的管徑大於各微細道的孔徑。

本創作使用時，受熱室的位置對應於熱源的位置，或者是利用熱傳導材料將熱源的熱傳導至受熱室，因此受熱室內的液體受熱蒸發成氣體，而回流室內的液體並未直接受熱，因此受熱室溫度將大於回流室，再加上分隔部可減少自受熱室傳導至回流室的熱能損失，因此使受熱室及回流室產生足夠的溫度差，並進而產生不同的飽和蒸汽壓力，該壓力差便驅使氣體自受熱室流動至回流室，而由於分隔部的微細道此時會產生毛細壓力的作用，因此受熱室的高壓氣體將經由管路通道而不會經由分隔部向回流室流動，氣體於管路通道中冷卻成液體並回到回流室後，分隔部的微細道再次產生毛細壓力作用，而使回流室內的液體回填至受熱室受熱蒸發，本創作藉此達到使流動單向循環，進而增強熱交換及散熱效果之創作目的。

以下配合圖式及本創作之較佳實施例，進一步闡述本創作為達成預定創作目的所採取的技術手段。

請參閱圖1所示，本創作之液氣分流式熱交換腔之第一實施例包含有一腔體單元100，該腔體單元100包含一腔體10及一管路通道20。

請參閱圖1至圖4所示，前述之腔體10為矩形且具有一內部空間，腔體10內設有一分隔部11，分隔部11將腔體10的內部空間分隔成一矩形的受熱室12及一矩形的回流室13(如圖1及圖2所示)，分隔部11上貫穿有複數微細道111，該等微細道111鄰接分隔部11的頂側且橫向間隔設置(如圖3所示)，受熱室12及回流室13透過該等微細道111而相通，分隔部11為低導熱材質，在本實施例中，分隔部11為導熱係數低於100之材質，但不以此為限。

前述之管路通道20的兩端皆連接腔體10，且兩端分別與受熱室12及回流室13相通，管路通道20的管徑大於各微細道111的孔徑。

使用時，受熱室12的位置對應於熱源的位置，或者是利用熱傳導材料將熱源的熱傳導至受熱室12，而回流室13並未直接受熱，因此受熱室12溫度將比回流室13還要高，而分隔部11透過其低導熱材質而減少自受熱室12傳導至回流室13的熱能損失，以產生足夠溫度差，進而產生不同的飽和蒸汽壓力，而該壓力差便使得受熱室12的氣體欲移動至回流室13，但由於分隔部11內毛細壓力的作用，使得受熱室12的高壓高溫氣體無法通過分隔部11的微細道111流向回流室13，因此氣體便進入到管路通道20；氣體於管路通道20內變成液體後，同樣由於回流室13的壓力小於受熱室12的壓力，因此液體便會繼續朝向回流室13移動，液體移動至回流室13後，會透過分隔部11的微細道111逐漸滲透進受熱室12內，然後便可重新吸熱及蒸發；本創作藉由在管路通道20的兩端產生壓力差，而使管路通道20內的液體可單向且順暢地移動，並進而大幅增強熱交換及散熱效果。

請參閱圖5所示，以下為本創作之第二實施例，其與第一實施例大致相同，但腔體10A的分隔部11A的該等微細道111A並未鄰接分隔部11A的頂側，而係平均分佈於分隔部11A上，並且整齊排列設置；本第二實施例同樣可達到於管路通道20A的兩端產生壓力差，以使管路通道20A內的液體單向且順暢地移動之目的。

請參閱圖6所示，以下為本創作之第三實施例，其與第二實施例大致相同，但腔體10B的分隔部11B的該等微細道111B係隨機排列設置；本第三實施例同樣可達到於管路通道20B的兩端產生壓力差，以使管路通道20B內的液體單向且順暢地移動之目的。

請參閱圖7所示，以下為本創作之第四實施例，其與第一實施例大致相同，但具有兩個腔體單元100C，該兩腔體單元100C的腔體10C相連接，且該兩腔體單元100C的腔體10C的受熱室12C相鄰設置，並且一同設置於熱源上；本第四實施例可將熱量分散至兩組腔體單元100C的兩根管路通道20C上，並且於各管路通道20C的兩端產生壓力差，以使各管路通道20C內的液體單向且順暢地移動，進而同樣達到有效散熱之目的。

請參閱圖8所示，以下為本創作之第五實施例，其與第四實施例大致相同，但是該兩腔體單元100D的腔體10D的受熱室12D並非相鄰設置，藉此本第五實施例可設置在兩熱源上，並且同時對該兩熱源進行有效之散熱。

請參閱圖9所示，以下為本創作之第六實施例，其與第一實施例大致相同，但具有四個腔體單元100E，該等腔體單元100E的腔體10E成矩形排列地相連接，且該等腔體單元100E的腔體10E的受熱室12E相鄰設置而集中在中央，該等受熱室12E一同設置於熱源上；本第六實施例可將熱量分散至四組腔體單元100E的四根管路通道20E上，並且各管路通道20E的兩端產生壓力差，以使各管路通道20E內的液體單向且順暢地移動，進而同樣達到有效散熱之目的；本第六實施例的受熱室12E亦可不相鄰設置，並進而可同時對複數熱源散熱，但技術原理與前述實施例相同，故在此不多贅述。

請參閱圖10所示，以下為本創作之第七實施例，其與第六實施例大致相同，但是該各腔體單元100F的腔體10F的分隔部11F延伸至腔體10F的斜對角，因此使腔體10F的受熱室12F及回流室13F皆改為三角形；此外，其中兩腔體單元100F的受熱室12F相鄰設置，另兩腔體單元100F的受熱室12F亦相鄰設置，如此可對兩熱源進行散熱，但不以此為限，本第七實施例的受熱室12F亦可以其他方式排列，並進而用以對三個或四個熱源進行散熱。

在其他實施例中，各腔體單元亦可僅有單一微細道，其可鄰接分隔部的頂側，或設於分隔部的中央皆可，如此同樣可達到本創作之提高散熱功效之創作目的。

在其他實施例中，腔體亦可不為矩形，而受熱室及回流室亦可不為矩形或三角形，腔體、受熱室及回流室皆可依各種情形而改為其他形狀。

以上所述僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

100‧‧‧腔體單元
10‧‧‧腔體
11‧‧‧分隔部
111‧‧‧微細道
12‧‧‧受熱室
13‧‧‧回流室
20‧‧‧管路通道
10A‧‧‧腔體
11A‧‧‧分隔部
111A‧‧‧微細道
20A‧‧‧管路通道
10B‧‧‧腔體
11B‧‧‧分隔部
111B‧‧‧微細道
20B‧‧‧管路通道
100C‧‧‧腔體單元
10C‧‧‧腔體
12C‧‧‧受熱室
20C‧‧‧管路通道
100D‧‧‧腔體單元
10D‧‧‧腔體
12D‧‧‧受熱室
100E‧‧‧腔體單元
10E‧‧‧腔體
12E‧‧‧受熱室
20E‧‧‧管路通道
100F‧‧‧腔體單元
10F‧‧‧腔體
11F‧‧‧分隔部
12F‧‧‧受熱室
13F‧‧‧回流室

圖1係本創作之第一實施例之立體外觀示意圖。圖2係本創作之第一實施例之上視剖面示意圖。圖3係本創作之第一實施例之側視剖面示意圖。圖4係本創作之第一實施例之前視剖面示意圖。圖5係本創作之第二實施例之側視剖面示意圖。圖6係本創作之第三實施例之側視剖面示意圖。圖7係本創作之第四實施例之上視示意圖。圖8係本創作之第五實施例之上視示意圖。圖9係本創作之第六實施例之上視示意圖。圖10係本創作之第七實施例之上視示意圖。

100‧‧‧腔體單元

10‧‧‧腔體

11‧‧‧分隔部

12‧‧‧受熱室

13‧‧‧回流室

20‧‧‧管路通道

Claims (12)

1. 一種液氣分流式熱交換腔，包含至少一腔體單元，各腔體單元包含：一腔體，其具有一內部空間，腔體內設有一分隔部，分隔部將腔體的內部空間分隔成一受熱室及一回流室，分隔部上貫穿有至少一微細道，受熱室及回流室透過該等微細道而相通，分隔部為低導熱材質，該低導熱材質之導熱係數低於100之材質；一管路通道，其兩端皆連接腔體，且兩端分別與受熱室及回流室相通，管路通道的管徑大於各微細道的孔徑。
2. 如請求項1所述之液氣分流式熱交換腔，其中各腔體單元的腔體的分隔部設有複數微細道。
3. 如請求項1所述之液氣分流式熱交換腔，其中各腔體單元的腔體的分隔部的微細道貫穿成形於分隔部的頂側。
4. 如請求項2所述之液氣分流式熱交換腔，其中各腔體單元的腔體的分隔部的微細道貫穿成形於分隔部的頂側，且該等微細道橫向間隔設置。
5. 如請求項2所述之液氣分流式熱交換腔，其中各腔體單元的腔體的分隔部的該等微細道整齊排列設置。
6. 如請求項2所述之液氣分流式熱交換腔，其中各腔體單元的腔體的分隔部的該等微細道隨機排列設置。
7. 如請求項1至6中任一項所述之液氣分流式熱交換腔，其中具有各腔體單元的腔體為矩形，且受熱室及回流室皆為矩形。
8. 如請求項1至6中任一項所述之液氣分流式熱交換腔，其中具有各腔體單元的腔體為矩形，且受熱室及回流室皆為三角形。
9. 如請求項1至6中任一項所述之液氣分流式熱交換腔，其中具有 兩腔體單元，該兩腔體單元的腔體相連接。
10. 如請求項9所述之液氣分流式熱交換腔，其中該兩腔體單元的腔體的受熱室相鄰設置。
11. 如請求項1至6中任一項所述之液氣分流式熱交換腔，其中具有四腔體單元，該等腔體單元的腔體成矩形排列地相連接。
12. 如請求項11所述之液氣分流式熱交換腔，其中該等腔體單元的腔體的受熱室相鄰設置。