TWI626416B - 毛細結構及具有該毛細結構之環路熱管 - Google Patents

Abstract

一種毛細結構及具有該毛細結構之環路熱管，該環路熱管，係包含：一蒸發腔體、一毛細結構、一冷凝管體；該毛細結構設置於該蒸發腔體內，該蒸發腔體具有一出口及一入口，該毛細結構具有一本體，該本體外緣設置複數溝槽，該等溝槽具有一開放側及一封閉側，所述開放側寬度小於該封閉側寬度，透過該溝槽之設置係可增進該環路熱管整體汽液循環之效率者。

Description

毛細結構及具有該毛細結構之環路熱管

一種毛細結構及具有該毛細結構之環路熱管，尤指一種透過改變毛細結構中作為蒸氣通道使用溝槽的結構，藉以提升汽液循環效率的毛細結構及具有該毛細結構之環路熱管。

現行電子設備隨著效能提高，其中作為處理訊號及運算的電子元件相對的也較以前的電子元件產生較高的熱量，最常被使用的一般散熱元件包含熱管、散熱器、均溫板等元件，並透過直接與會發熱之電子元件接觸後進一步增加散熱效能，防止電子元件溫度過高而燒毀等情事。

更進一步亦有設置具有強制散熱效果的風扇對該等散熱元件進行解熱，風扇確實具有提升散熱之效能，但在有限的空間裡並非皆可設置風扇，故空間問題亦為一需要考量之重點之一。

另該項業者提供一種以熱管汽液循環概念用一蒸發腔體結合一冷凝裝置並兩者間由一管體進行連接進而組成一環路模組的環路熱管結構，其優點係自行提供一具有較佳蒸發冷凝循環效果的散熱裝置，該蒸發腔體裡設置有可供工作液體回流儲存的毛細結構，並該毛細結構設置有供蒸氣流動的複數溝槽，蒸發腔體主要係至少一面與發熱源接觸傳導熱量，並該蒸發腔體的毛細結構中的工作液體受熱蒸發後，由該等溝槽向外流動並透過連接該蒸發腔體與冷凝裝置之管體向冷凝裝置流動擴散，最後經過冷凝裝置冷凝呈液態後回流至該蒸發腔體繼續循環。

一般蒸發腔體主要透過開設有溝槽的毛細結構吸附液態之工作流體，溝槽呈開放之一側與該蒸發腔體之壁面相接觸，熱傳途徑是由壁面透過與壁面接觸的部分毛細結構而傳導入毛細結構，使得毛細結構溫度上升到達工作流體相變化溫度後，使工作流體在溝槽表面蒸發。此時氣態之工作流體經過溝槽導引導出蒸發腔體而進入蒸汽通道，至此完成工作流體吸熱蒸發的相變化階段。然而習知的溝槽設計其截面均為正方形或者是長方形，如此造成了毛細結構與蒸發腔體的接觸面積減少，不利於熱傳導至毛細結構，因此產生較大的熱阻。

爰此，為解決上述習知技術之缺點，本發明之主要目的，係提供一種可增加毛細結構與壁面的接觸面積，並且減少熱傳導熱阻的毛細結構。

本發明在一目的，係提供一種可增加毛細結構與壁面的接觸面積，並且減少熱傳導熱阻的環路熱管。

為達上述之目的，本發明係提供一種毛細結構，係包含：一本體；所述本體具有複數溝槽，該等溝槽設置於該本體外緣並沿該本體軸向延伸所構形，該等溝槽具有一開放側及一封閉側，所述開放側寬度小於該封閉側寬度。

為達上述之目的，本發明係提供一種環路熱管，係包含：一蒸發腔體、一毛細結構、一冷凝管體、一工作流體；所述蒸發腔體具有一出口及一入口，該出、入口分設於蒸發腔體兩端。

所述毛細結構設置於前述蒸發腔體內，該毛細結構，係包含：一本體；所述本體具有複數溝槽，該等溝槽設置於該本體外周緣並沿該本體軸向延伸所構形，該等溝槽具有一開放側及一封閉側，所述開放側寬度小於該封閉側寬度。

所述冷凝管體具有一第一端及一第二端所過第一、二端分別連接該蒸發腔體之出口及入口。

所述工作流體填充於前述蒸發腔體內。

本發明主要透過改善毛細結構之蒸氣通道(溝槽)，增加毛細結構與壁面的接觸面積，並且減少熱傳導熱阻者。

1‧‧‧毛細結構

11‧‧‧本體

111‧‧‧溝槽

1111‧‧‧開放側

1112‧‧‧封閉側

21‧‧‧蒸發腔體

211‧‧‧出口

212‧‧‧入口

213‧‧‧蒸氣空腔

22‧‧‧冷凝管體

221‧‧‧第一端

222‧‧‧第二端

223‧‧‧散熱鰭片

23‧‧‧工作流體

231‧‧‧液態之工作流體

232‧‧‧汽態之工作流體

3‧‧‧發熱源

第1圖係為本發明毛細結構之第一實施例立體圖；第2圖係為本發明毛細結構之第一實施例本體截面圖；第3A圖係為本發明毛細結構之第一實施例本體截面圖；第3B圖係為本發明毛細結構之第一實施例本體截面圖；第3C圖係為本發明毛細結構之另一實施例示意圖；第4圖係為本發明環路熱管之第一實施例之立體組合圖；第5圖係為本發明環路熱管之第一實施例之組合剖視圖；第6圖係為本發明環路熱管之作動示意圖。

請參閱第1、2、3A、3B、3C圖，係為本發明毛細結構之第一實施例立體圖本體截面圖，如圖所示，本發明毛細結構1，係包含：一本體11；所述本體11具有複數溝槽111，該等溝槽111設置於該本體11外周緣，並沿該本體11軸向延伸所構形，該等溝槽111具有一開放側1111及一封閉側1112，所述開放側1111寬度小於該封閉側1112寬度。

所述本體11係為燒結粉末體，透過燒結的方式將金屬粉末燒結成具有多孔性質的毛細結構體，並該等外緣之溝槽111係可於該毛細結構成型後透過機械加工沿該本體11之軸向方向開設，或於該本體11進行燒結製造時先預留該等溝槽111之部位待燒結完成後於該本體11外形成該等溝槽111，所述本體11並不侷限為 圓柱型亦可為長方體(如第3C圖所示)或其中任一幾何形之立體結構體，該本體11係主要與環路熱管之蒸發腔體之型體對應搭配並不侷限為何種態樣。

該溝槽11之橫截面係為倒梯型(如第2圖)或倒三角形(如第3A圖)或歐姆字型(如第3B圖)其中任一，但並不引以為限。

請參閱第4、5圖，係為本發明環路熱管之第一實施例之立體組合及組合剖視，如圖所示，本發明環路熱管中之毛細結構實施說明係與前述毛細結構第一實施例說明實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述毛細結構實施例不同處在於所述環路熱管2，係包含：一蒸發腔體21、一毛細結構1、一冷凝管體22、一工作流體23；所述蒸發腔體21具有一出口211及一入口212，該出、入口211、212分設於蒸發腔體21前後兩端，所述蒸發腔體21係可呈圓形、方形、扁板型其中任一。

所述毛細結構1設置於前述蒸發腔體21內，該毛細結構1，係包含：一本體11具有複數溝槽111，該等溝槽111設置於該本體11外周緣並沿該本體11軸向延伸所構形，該等溝槽111具有一開放側1111及一封閉側1112，所述開放側1111寬度小於該封閉側1112寬度。

所述冷凝管體22具有一第一端221及一第二端222，所過第一、二端221、222分別連接該蒸發腔體21之出口211及入口212，所述冷凝管體外部串套有複數散熱鰭片223作為增加冷凝效率之使用，該等散熱鰭片223亦可置換為複數散熱管體，所述工作流體23填充於前述蒸發腔體21內，部分呈液態之工作流體231在無工作狀態置留於該冷凝管體22內。

該毛細結構1之溝槽111的開放側1111係貼設於該蒸發腔體21之壁面，並該蒸發腔體21更具有一蒸氣空腔213及一補償腔室214，該蒸氣空腔213及該補償腔室214係由該蒸發腔體21與該毛細結構1之本體11共同界定所構形，因該等毛細結構 1設置於該蒸發腔體21中，故將該蒸發腔體21靠近入口212之一端界定為所述補償腔室214，靠近該出口211之一端界定為所述蒸氣空腔213。

所述蒸氣空腔213主要作為蒸發腔體214蒸氣預壓之功能防止液態之工作流體231反向回流至蒸發腔體21內，藉以保持環路熱管2整體工作效率及汽液循環之順暢度。

請參閱第6圖，係為本發明環路熱管之作動示意圖，如圖所示，本發明環路熱管2主要透過蒸發腔體21至少一側或整體與一發熱源3接觸傳導熱量，當蒸發腔體21與發熱源3接觸傳導熱量時，蒸發腔體21吸附發熱源3所產生之熱量，進一步加熱設置於蒸發腔體21內部的液態之工作流體231，並當被儲存於毛細結構1中呈液態之工作流體231被加熱由液態轉換為汽態時，呈汽態之工作流體232係透過設於該毛細結構1之外緣的溝槽111係可提供該呈汽態之工作流體231流動進行擴散冷凝循環，並由於本案為了改善毛細結構1的乾燒問題，將該等溝槽111的開放側1111寬度設置小於該封閉側1112寬度，則即表示該毛細結構1整體體積可被增加，並且與發熱源3所接觸之一側之面接也被增加，進而增加毛細結構1整體的含水量並增加毛細結構1與蒸發腔體21之壁面的接觸面積，並且減少熱傳導熱阻。

該等溝槽111的開放側1111寬度設置小於該封閉側1112寬度，其主要目的在於令毛細結構1能增加與該蒸發腔體21壁面的接觸面積，藉此增加導熱面積後亦可提升整體汽液循環之效率。

由溝槽111向毛細結構1外擴散呈汽態之工作流體232則進一步進入沒有設置毛細結構1的蒸氣空腔213，再經由蒸氣空腔21進入設置於該蒸發腔體21一端的出口211離開該蒸發腔體21進入冷凝管體22，該冷凝管體22外部串套之複數散熱鰭片223係有助於冷凝管體22內部汽態之工作流體232快速冷凝轉換為液態之工作流體231，故該呈汽態之工作流體232經過該冷凝管體22進行冷凝轉換為呈液態之 工作流體231後，再透過設置於該蒸發腔體21靠近毛細結構1一端的入口212回流至該蒸發腔體21內完成汽液循環。

Claims (9)

1. 一種毛細結構，係包含：一本體，具有複數溝槽，該等溝槽設置於該本體外緣並沿該本體軸向延伸所構形，該等溝槽具有一開放側及一封閉側，所述開放側寬度小於該封閉側寬度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之毛細結構，其中該本體係為燒結粉末體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之毛細結構，其中該溝槽之橫截面係為倒梯型或倒三角形或歐姆字型其中任一。
4. 一種環路熱管，係包含：一蒸發腔體，具有一出口及一入口，該出、入口分設於蒸發腔體兩端；一毛細結構，設置於前述蒸發腔體內，該毛細結構，係包含：一本體，具有複數溝槽，該等溝槽設置於該本體外緣並沿該本體軸向延伸所構形，該等溝槽具有一開放側及一封閉側，所述開放側寬度小於該封閉側寬度；一冷凝管體，具有一第一端及一第二端所述第一、二端分別連接該蒸發腔體之出口及入口；一工作流體，填充於前述蒸發腔體內及該冷凝管體部分區域中。
5. 如申請專利範圍第4項所述之環路熱管，其中該本體係為燒結粉末體。
6. 如申請專利範圍第4項所述之環路熱管，其中該溝槽之橫截面係為倒梯型或倒三角形或歐姆字型其中任一。
7. 如申請專利範圍第4項所述之環路熱管，其中該毛細結構之開放側係貼設於該蒸發腔體之壁面。
8. 如申請專利範圍第4項所述之環路熱管，其中更具有一蒸氣空腔，該蒸氣空腔係由該蒸發腔體與該毛細結構之本體共同界定所構形，所述蒸氣空腔設置於靠近該蒸發腔體的出口處。
9. 如申請專利範圍第4項所述之環路熱管，其中所述冷凝管體外部具有複數散熱鰭片。