TWI620912B - 均溫板 - Google Patents

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    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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Abstract

一種均溫板，其內置一金屬塊於貼近發熱源的蓋板中，均溫板的兩蓋板內面和腔室中的支撐柱皆可覆有毛細組織，蓋板內面的毛細組織可具有相異的毛細孔徑。上述的設計可優化均溫板的熱傳效果。

Description

均溫板
本發明涉及一種均溫板的領域，尤其是一種內置金屬塊的均溫板。
習知的均溫板為一種板狀熱管，於內部真空的環境內注入工作液體，藉由工作流體的液氣相變化執行熱交換之功能。習知的均溫板具有板狀外型，其一般由兩相蓋合的蓋板所組成，利用大表面積的兩板面分別作為受熱端和散熱端。均溫板的內部則一般設有毛細組織(wick structure)以加速工作流體的汽化和流動。
台灣專利號I524047揭露一種具有複合毛細結構的均溫板，複合毛細結構分別具有儲液、傳輸和支撐功能。美國專利號6,082,443則揭露於均溫板內設置金屬網狀的結構於兩蓋板之間以增加工作流體於氣態時的輻射面積。
本案提供一種均溫板，其內置貼近發熱源的金屬塊，可加速傳導來自發熱源的熱量。
依據上述，一種均溫板，包括：一板體，其內部呈中空狀而形成一第一腔室以及具有向該板體的外面突出的一突出部，其中，該突出部的內部形成一第二腔室；一金屬塊，其設置於該第 二腔室中且具有面向該第一腔室的一第一表面；及一毛細組織暴露於該第一腔室中，其設置於該板體的內面上以及該金屬塊的該第一表面上。
一例中，該金屬塊的該第一表面形成有與該毛細組織結合的複數個呈平行或網狀的溝槽、或複數個柱狀突起結構。
一例中，該些溝槽或柱狀突起結構以蝕刻方式形成。
一例中，該金屬塊以燒結方式或硬焊方式與該突出部結合，並且固定於該第二腔室中。
一例中，該毛細組織包括具有一第一毛細孔徑的一第一毛細部和具有一第二毛細孔徑的一第二毛細部，該第一毛細孔徑和該第二毛細孔徑相同或相異。
一例中，該第一毛細部和該第二毛細部為層疊地或相鄰並排地設置於該板體的內面和該金屬塊的該第一表面上。
一例中，該第一毛細部和該第二毛細部為相鄰並排時，該第二毛細部設置於該金屬塊的該第一表面上且該第一毛細部包圍並設置於該板體的內面，該第一毛細孔徑大於該第二毛細孔徑。
一例中，該板體由一第一蓋板和具有該突出部的一第二蓋板相對蓋合，該第一毛細部貼附於該第一蓋板的內面上並且該第二毛細部貼附於該第二蓋板的內面上和該金屬塊的該第一表面上。
一例中，該第一毛細孔徑大於該第二毛細孔徑。
一例中，均溫板更包括分布於該第一腔室中並抵頂於該第一蓋板和該第二蓋板之間的一支撐柱結構。
一例中，該支撐柱結構為一毛細結構或一實心結構或混合上述兩者。
一例中，該毛細組織為一編織網或由粉末燒結或上述兩者結合而成。
一例中，均溫板更包括於該第一腔室內設有一工作流體，及該毛細組織接觸該工作流體。
一例中，該金屬塊以銅或金為材料。
一例中，均溫板更包括分布於該第一腔室中並抵頂於該板體的內面的複數個支撐柱。
一例中，該些支撐柱接觸該毛細組織，且任一該支撐柱為一毛細結構或一實心結構或混合上述兩者。
依據上述，一種均溫板，其內置一金屬塊於貼近發熱源的蓋板中，均溫板的兩蓋板內面和腔室中的支撐柱皆可覆有毛細結構或組織，蓋板內面的毛細組織可具有相異的毛細孔徑。上述的設計可優化均溫板的熱傳效果。
10‧‧‧均溫板
12‧‧‧第一腔室
14‧‧‧第二腔室
20‧‧‧板體
22‧‧‧第一蓋板
221‧‧‧內面
24‧‧‧第二蓋板
241‧‧‧內面
26‧‧‧突出部
30‧‧‧金屬塊
31‧‧‧第一表面
40‧‧‧發熱源
50‧‧‧毛細組織
52‧‧‧第一毛細部
54‧‧‧第二毛細部
60‧‧‧支撐柱結構
圖1為本案之均溫板的部分結構爆炸立體示意圖。
圖2為本案之均溫板的部分結構剖面示意圖。
圖3為本案之均溫板的另一部分結構剖面示意圖。
圖4為本案之均溫板的又一部分結構剖面示意圖。
圖5為本案之均溫板的再一部分結構剖面示意圖。
為方便說明，本案圖式中的均溫板的各結構、組織或部件不依其應用時的比例，而依據說明需要進行不等比例的放大，此並非用以限制本案均溫板的實施。
本案以下所稱的金屬塊，是指具有連續、實心的固體結構，且具有良好的熱傳導性；較佳地，以銅或金為材料的銅塊或金塊為主。其次，金屬塊的幾何形狀依據欲放置處的均溫板的板體形狀而定，其一或多個表面可以適當的方式，例如蝕刻的方式，形成呈平行或網狀的溝槽、或複數個柱狀突起結構以加強和其他結構或組織結合、固定或利於其他結構或組織的形成。
本案以下所稱的板體，是指外觀上有相對的兩個表面的面積遠大於兩表面之間的側壁面積，其一般可利用相蓋合的兩蓋板組合而成。其次，依據相對作用可將兩蓋板區分成作為接觸或貼近發熱源的蓋板和作為散熱作用的蓋板，兩者的幾何形狀可相同或相異，側壁則可由兩蓋板之至少之一一體成型地提供，但本案不限於此。以下雖以平面繪製或說明兩蓋板，但任一蓋板亦可依據需要而設計為弧形或其他形狀。再者，板體的內部呈中空狀而形成一中空腔室，為方便說明，巨觀上由兩蓋板蓋合且介於兩板體之間的腔室為以下所稱的第一腔室，至於利用任一蓋板的板面凹凸輪廓所形成於板體內部的中空空間則為以下所稱的第二腔室或第三腔室等等。
本案以下所稱的毛細組織或結構，是指組織或結構中具有多個毛細孔或相連通的孔洞空穴，一般為編織網或粉末燒結或結合 上述兩者所形成，並且可用毛細孔徑或毛細密度描述。當編織網具有較鬆散的交織分布或使用較大顆粒的粉末燒結時，毛細孔徑大，毛細密度較低；反之毛細孔徑小者，則毛細密度較高。可以理解的，此處的毛細孔徑，以統計上的量測得到者，可以以一數值或一數值範圍表示，並非以每個毛細孔徑皆完全相同為必要。
圖1為本案之均溫板的部分結構爆炸立體示意圖。圖2為本案之均溫板的部分結構剖面示意圖。圖3為本案之均溫板的另一部分結構剖面示意圖。請參考圖1至圖3，均溫板10包括一板體20和內置於板體20中的一金屬塊30，其中板體20包括一第一蓋板22和具有一突出部26的一第二蓋板24。於一實施例中，相對蓋合的第一蓋板22和第二蓋板24界定了板體20內部的一中空空間，以第一腔室12表示；第二蓋板24向板體20的外面突出的突出部26的內部則形成一第二腔室14。突出部26的幾何形狀、大小、位置和數量可依需求而定，圖中僅為例示說明。其次，金屬塊30被設置於第二腔室14中，金屬塊30面向第一腔室12的表面於此標示為第一表面31。金屬塊30可藉由適當的方式，例如以燒結方式或硬焊方式和第二蓋板24的突出部26結合，並固定於第二腔室14中。
續參考圖1至圖3，本案的均溫板10在應用時，發熱源40一般會接觸第二蓋板24的突出部26的外表面，故對均溫板10來看，第二蓋板24可視為受熱端；相對地，第一蓋板22則為散熱端。本案的均溫板10內置金屬塊30，利用貼近發熱源40的金屬塊30加速傳導來自發熱源40的熱量。
再者，圖4為本案之均溫板的又一部分結構剖面示意圖。請參考圖2至圖4，毛細組織50暴露於第一腔室12中，其設置於第一蓋板22和第二蓋板24的內面上以及金屬塊30的第一表面31上。第一腔室12內設有一工作流體(圖上未繪)，毛細組織50接觸工作流體。其次，毛細組織50包括具有一第一毛細孔徑的一第一毛細部52和具有一第二毛細孔徑的一第二毛細部54，其中，第一毛細孔徑和第二毛細孔徑相同或相異。於一實施例中，第一毛細部52貼附形成於第一蓋板22的內面221上，第二毛細部54則貼附形成於第二蓋板24的內面241上和金屬塊30的第一表面31上，則第一毛細部52和第二毛細部54係層疊地設置於第二蓋板24的內面241上和金屬塊30的第一表面31上。其次，第一毛細孔徑則較第二毛細孔徑大，即第一毛細部52的毛細密度低於第二毛細部54的毛細密度。
可以選擇的，第一毛細部和第二毛細部亦可相鄰並排地設置於板體的內面上和金屬塊的第一表面上。於一例中，毛細孔徑小的第二毛細部設置於金屬塊的第一表面上，第二毛細部周圍則是毛細孔徑大的第一毛細部。是以，較佳地，本案的毛細組織包括至少兩種不同毛細孔徑的毛細部，如此可依據工作流體的性質來優化傳熱和汽化的速率。
圖5為本案之均溫板的再一部分結構剖面示意圖。請參考圖1至圖5，均溫板10更包括分布於第一腔室12中並抵頂於第一蓋板22和該第二蓋板24之間的一支撐柱結構60。於一實施例中，支撐 柱結構60包括複數個支撐柱分散於第一腔室12中。其次，複數個支撐柱接觸第一毛細部52和第二毛細部54。支撐柱可以是實心、表面平滑或粗糙(例如具有溝槽或凹凸)的結構；或是整體為毛細結構(例如有毛細孔分布其中)；或是結合實心和毛細的結構，如此可幫助工作流體的氣液流動和熱傳速率。是以，支撐柱結構60可以兼具支撐和優化熱傳之效。
在此必須說明者為，以上配合圖式所為之詳細描述，僅係為了說明本發明之技術內容及特徵而提供之一實施方式，凡在本發明領域中具有一般通常知識之人，在瞭解本發明之技術內容及特徵之後，於不違背本發明之精神下，所為之種種簡單之修飾、替換或構件之減省，皆應屬於以下所揭示之申請專利範圍之內。

Claims (16)

  1. 一種均溫板，包括：一板體，其內部呈中空狀而形成一第一腔室以及具有向該板體的外面突出的一突出部，其中，該突出部的內部形成一第二腔室；一金屬塊，其設置於該第二腔室中且具有面向該第一腔室的一第一表面；及一毛細組織暴露於該第一腔室中，其設置於該板體的內面上以及該金屬塊的該第一表面上。
  2. 如請求項1所述的均溫板，其中，該金屬塊的該第一表面形成有與該毛細組織結合的複數個呈平行或網狀的溝槽、或複數個柱狀突起結構。
  3. 如請求項2所述的均溫板，其中，該些溝槽或柱狀突起結構以蝕刻方式形成。
  4. 如請求項1所述的均溫板，其中，該金屬塊以燒結方式或硬焊方式與該突出部結合，並且固定於該第二腔室中。
  5. 如請求項1所述的均溫板，其中，該毛細組織包括具有一第一毛細孔徑的一第一毛細部和具有一第二毛細孔徑的一第二毛細部，該第一毛細孔徑和該第二毛細孔徑相同或相異。
  6. 如請求項5所述的均溫板，其中，該第一毛細部和該第二毛細部為層疊地或相鄰並排地設置於該板體的內面和該金屬塊的該第一表面上。
  7. 如請求項6所述的均溫板，其中，該第一毛細部和該第二毛細部為相鄰並排時，該第二毛細部設置於該金屬塊的該第一表面上且該第一毛細部包圍並設置於該板體的內面，該第一毛細孔徑大於該第二毛細孔徑。
  8. 如請求項5所述的均溫板，其中，該板體由一第一蓋板和具有該突出部的一第二蓋板相對蓋合，該第一毛細部貼附於該第一蓋板的內面上並且該第二毛細部貼附於該第二蓋板的內面上和該金屬塊的該第一表面上。
  9. 如請求項8所述的均溫板，其中，該第一毛細孔徑大於該第二毛細孔徑。
  10. 如請求項8所述的均溫板，更包括分布於該第一腔室中並抵頂於該第一蓋板和該第二蓋板之間的一支撐柱結構。
  11. 如請求項10所述的均溫板，其中，該支撐柱結構為一毛細結構或一實心結構或混合上述兩者。
  12. 如請求項1所述的均溫板，其中，該毛細組織為一編織網或由粉末燒結或上述兩者結合而成。
  13. 如請求項1所述的均溫板，更包括於該第一腔室內設有一工作流體，及該毛細組織接觸該工作流體。
  14. 如請求項1所述的均溫板，其中，該金屬塊以銅或金為材料。
  15. 如請求項1所述的均溫板，更包括分布於該第一腔室中並抵頂於該板體的內面的複數個支撐柱。
  16. 如請求項15所述的均溫板，其中，該些支撐柱接觸該毛細組織，且任一該支撐柱為一毛細結構或一實心結構或混合上述兩者。
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