TWI699508B

TWI699508B - 流道型二相流散熱器

Info

Publication number: TWI699508B
Application number: TW108120111A
Authority: TW
Inventors: 高百齡; 陳旦軍; 李國輝; 成旒源; 何瑋
Original assignee: 大陸商深圳興奇宏科技有限公司
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2020-07-21
Also published as: TW202045884A

Abstract

一種流道型二相流散熱器，包含一基座，具有一上側面及一下側面，該上側面設有複數散熱鰭片，一氣密流道結構形成在該基座內部，藉以達到熱量均勻分布、散熱效率高且節省設備內部空間的功效者。

Description

流道型二相流散熱器

本發明係有關於散熱器，特別指一種流道型二相流散熱器。

由於通訊設備、電腦、汽車、家用電器以及其他用電設備的應用和普及，散熱器的性能優劣直接影響對這些功率密集型設備的工作穩定性、使用壽命長短甚至是安全性，而傳統鰭片式散熱器吸收熱量後，熱量經常積聚在小範圍內，難以將熱量均勻分布出去，在前述設備有限的空間中已難以滿足散熱需求，解決這類散熱難題常常採用風扇強制對流，或者改為水冷。

然而，風扇強制對流需要充足的散熱空間安裝風扇並耗費電能，水冷散熱效果雖然較好，但是需要較大冷卻設備放置空間且成本較高。

因此，如何解決上述問題係為本領域研究人員所要努力的方向。

本發明之一目的係為，實現熱量快速均勻分布以達到較高的散熱效率且節省設備內部空間。

為達成上述之目的，本發明提供一種流道型二相流散熱器，係包含：一基座，具有一上側面及一下側面，該上側面設有複數散熱鰭片，一氣密流道結構形成在該基座內部。

藉由本發明此設計，該氣密流道結構可快速將工作流體所帶的熱量傳遞出去，實現熱量快速均勻分布以達到較高的散熱效率，並在工作流體冷凝後快速回流，降低氣密流道結構內部乾燒的機率，同時相較於加裝風扇或水冷系統，本發明的流道型二相流散熱器更能達到節省設備內部空間的功效者。

1:基座

11:散熱鰭片

12:第一板體

121:第一側面

122:第二側面

13:第二板體

131:第三側面

132:第四側面

3:氣密流道結構

31:環形流道

32:蒸發流道

321:中心

33:回流流道

34:開放側

35:封閉側

36:除氣輸液流道

37:蜂窩狀流道

371:蒸發區

372:冷凝區

38:毛細結構

第1圖係為本發明流道型二相流散熱器之第一實施例之立體分解圖；第2圖係為本發明流道型二相流散熱器之第一實施例之立體組合圖；第3圖係為本發明流道型二相流散熱器之第2圖A-A線剖視圖；第4圖係為本發明流道型二相流散熱器之第一實施例之替代實施示意圖；第5圖係為本發明流道型二相流散熱器之第一實施例之替代實施示意圖；第6圖係為本發明流道型二相流散熱器之第二實施例之立體分解圖；第7圖係為本發明流道型二相流散熱器之第三實施例之立體組合圖另一視角；第8圖係為本發明流道型二相流散熱器之第三實施例之立體組合圖另一視角；第9圖係為本發明流道型二相流散熱器之第三實施例之剖視圖；第10圖係為本發明流道型二相流散熱器之第四實施例之組合剖視圖；第11圖係為本發明流道型二相流散熱器之第四實施例之剖視圖。

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。

請參考第1至5圖，係為本發明流道型二相流散熱器之第一實施例之立體分解圖、立體組合圖、第2圖A-A線剖視圖及替代實施示意圖，如圖所示，本發明所述流道型二相流散熱器係包含一基座1上側設有複數散熱鰭片11，且一氣密流道結構3形成在該基座1內部。

該基座1於本實施例中可包含一第一板體12及一第二板體13，該第一板體12上、下兩側分別具有一第一側面121及一第二側面122，該第二板體13上、下兩側分別具有一第三側面131及一第四側面132，該等散熱鰭片11係形成在該第一板體12的第一側面121，該第一板體12的第二側面122對應蓋合該第二板體13的第三側面131。

該氣密流道結構3在本實施例中係表示為形成在該第三側面131，但並不侷限於此，該氣密流道結構3在其他實施例中也可以表示為形成在該第二側面122。該第一、二板體12、13的結合方式例如為摩擦攪拌焊接，該第一、二板體12、13為相同或相異材質時進行摩擦攪拌焊接，並不受限該第一、二板體12、13的材料同異性。

該氣密流道結構3具有複數環形流道31、複數蒸發流道32、一回流流道33、一開放側34、一封閉側35及一除氣輸液流道36。

該等環形流道31在本實施例中係表示為圍繞同一中心呈同心彼此間隔平行排列(如第1圖所示)，但並不侷限於此，該等環形流道31在其他實施例中也可以表示為呈彼此相互交錯排列(如第4圖所示)或呈彼此相互間隔平行排列(如第5圖所示)，該等蒸發流道32從一中心呈放射狀分別連通該等環形流道31，該回流流道33連通該等蒸發流道32。

該封閉側35在本實施例中係表示為形成在該第三側面131，但並不侷限於此，該封閉側35在其他實施例中也可以表示為形成在該第二側面122，該開放側34相對該封閉側35。

該除氣輸液流道36連通該氣密流道結構3，該除氣輸液流道36係用以抽除該氣密流道結構3內部的非凝結氣體並抽真空，以及用以輸入一工作流體(未繪示)，該工作流體選擇為氣相流體及氣液兩相變化流體其中任一。

藉由本發明此設計，將設有該等環形流道31的區域貼設於一發熱源(未繪示)上，令該等環形流道31內的工作流體可以快速的吸收熱量，並透過呈放射狀的該等蒸發流道32將工作流體所帶的熱量快速傳遞出去，實現熱量快速均勻分布，使發熱源的熱量不會集中在該等環形流道31的區域，進而達到較高的散熱效率，並在工作流體冷凝後透過該回流流道33使工作流體回流至該等環形流道31內，降低該等環形流道31內部乾燒的機率。

請參閱第6圖，係為本發明流道型二相流散熱器之第二實施例之立體分解圖，並輔以參閱第1至5圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係與上述第一實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與上述第一實施例之不同處係為，該氣密流道結構3的該等環形流道31及該等蒸發流道32，改設計為一蜂窩狀流道37，該蜂窩狀流道37具有一蒸發區371及一冷凝區372，該回流流道33連通該蒸發區371及該冷凝區372。

藉由本發明此設計，將設有該蜂窩狀流道37的蒸發區371貼設於一發熱源(未繪示)上，令該蒸發區371內的工作流體可以快速的吸收熱量，並透過該蜂窩狀流道37將工作流體所帶的熱量快速傳遞至該冷凝區372，實現熱量快速均勻分布，使發熱源的熱量不會集中在該蒸發區371，進而達到較高的散熱效率，並在工作流體冷凝後透過該回流流道33使工作流體回流至該蒸發區371內，降低該蒸發區371內部乾燒的機率。

請參閱第7至9圖，係為本發明流道型二相流散熱器之第三實施例之立體組合圖另一視角及剖視圖，並輔以參閱第1至6圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係與上述第一、二實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與上述第一、二實施例之不同處係為，該基座1及該氣密流道結構3係為一體成型。

為了方便說明，第7、8圖中的氣密流道結構3係以虛線表示，該基座1及該氣密流道結構3係透過3D列印及鑄造其中任一方式成形，由於該氣密流道結構3並非透過該第一、二蓋體12、13相對蓋合而成形，因此更加能夠維持該氣密流道結構3的氣密性及節省製造成本。

請參閱第10至11圖，係為本發明流道型二相流散熱器之第四實施例之組合剖視圖及剖視圖，並輔以參閱第1至9圖，如圖所示，本實施例部分結構及功能係與上述第一、二、三實施例相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與上述第一、二、三實施例之不同處係為，該氣密流道結構3之壁面設有一毛細結構38，該毛細結構38選擇為燒結體、網格體、纖維體、編織體或溝槽或前述之組合，當該氣密流道結構3填充的工作流體為氣液兩相變化流體時，該工作流體在該氣密流道結構3內吸熱蒸發後擴散，並在冷凝後轉為液態，藉由該毛細結構38的毛細力使液態的工作流體快速回流，降低該氣密流道結構3內部乾燒的機率。

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。