TWI719675B - 液氣分離式熱交換裝置 - Google Patents

液氣分離式熱交換裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI719675B
TWI719675B TW108137523A TW108137523A TWI719675B TW I719675 B TWI719675 B TW I719675B TW 108137523 A TW108137523 A TW 108137523A TW 108137523 A TW108137523 A TW 108137523A TW I719675 B TWI719675 B TW I719675B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid
gas
pipe
exchange device
heat exchange
Prior art date
Application number
TW108137523A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202117257A (zh
Inventor
萬正乾
萬承叡
蘇純賢
黃惠芬
Original Assignee
萬在工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 萬在工業股份有限公司 filed Critical 萬在工業股份有限公司
Priority to TW108137523A priority Critical patent/TWI719675B/zh
Priority to US16/704,723 priority patent/US11219841B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI719675B publication Critical patent/TWI719675B/zh
Publication of TW202117257A publication Critical patent/TW202117257A/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0003—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by using heat-exchange surfaces for indirect contact between gases or vapours and the cooling medium
    • B01D5/0015—Plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0063—Regulation, control including valves and floats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0073—Degasification of liquids by a method not covered by groups B01D19/0005 - B01D19/0042
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0475—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits having a single U-bend
    • F28D1/0476—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits having a single U-bend the conduits having a non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05383—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—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
    • 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
    • F28D15/0266—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 with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

一種液氣分離式熱交換裝置，包括一蒸發器單元及一冷凝器單元。該冷凝器單元包括一中央導引主排管、一或複數個成對連接至該中央導引主排管兩側的冷凝排管、及一設置於該冷凝排管周側的散熱翅片。該中央導引主排管包括一設置於上側並經由氣相連接管連通至該蒸發氣單元的蒸發氣室的氣相匯流腔室、以及一設置於下側並經由液相連接管連通至該蒸發氣室的液相匯流腔室。該冷凝排管包括一連通至該氣相匯流腔室的第一連通段、一由該第一連通段向下彎折的彎折段、及一由該彎折段連接至該液相匯流腔室的第二連通段。

Description

液氣分離式熱交換裝置
本發明有關於一種液氣熱交換裝置，特別是一種將氣體與液體的工作路徑分開且適用於電子設備的液氣分離式熱交換裝置。
處於資訊爆炸的科技時代，人們生活中隨處可見各種功能強大、工作效率快速的電子設備、產品。在電子設備、產品中設置有用以處理指令、以及處理軟體資料的中央處理器(即Central Processing Unit，CPU)，電子設備的處理運算速度與傳輸的資料量和中央處理器的工作效能具有密切關係。
中央處理器在運算處理的過程中會產生大量的熱，當溫度過高會造成中央處理器過熱，而熱無法散逸且不斷累積時，電子設備容易出現運作速度緩慢、或因為過熱而當機的情況；再者，長時間處於高溫環境容易使電子零組件損壞，縮減電子設備使用年限，因此，為確保電子設備穩定且正常地運作，通常會於電子設備主要產生熱的位置上裝設散熱裝置，藉由熱傳導或熱對流等方式將熱快速散逸，達到快速降溫冷卻對電子設備提供保護作用。
然而，習知技術中應用於中央處理器的冷卻技術通常採用設置風扇，利用空氣流動讓中央處理器達到降溫、冷卻，但是當環境溫度過高時，透過風扇進行散熱的冷卻效果相當有限。有鑑於此，由於習知技術中針對中央處理器的冷卻方式尚有需要改善的缺失，因此，本案發明人認為有必要構思一種能夠有效讓中央處理器達到降溫、冷卻的技術。
本發明的主要目的，在於提供一種將液氣工作路徑分開且適用於電子設備的液氣分離式熱交換裝置。
為達到上述目的，本發明提供一種液氣分離式熱交換裝置，包括有一蒸發器單元、以及一冷凝器單元。該蒸發器單元包括一殼體、一設置於該殼體內的蒸發氣室、以及一設置於該蒸發氣室頂側的氣體排出口。該冷凝器單元包括一中央導引主排管、一或複數個連接至該中央導引主排管的冷凝排管、以及一設置於該冷凝排管周側的散熱翅片。該中央導引主排管包括一設置於上側並經由氣相連接管連通至該氣體排出口的氣相匯流腔室、以及一設置於下側並經由液相連接管連通至該蒸發氣室的液相匯流腔室。該冷凝排管成對連接至該中央導引主排管兩側，並分別包括一連通至該氣相匯流腔室的第一連通段、一由該第一連通段向下彎折的彎折段、以及一由該彎折段連接至該液相匯流腔室的第二連通段。
為達到上述目的，本發明另提供一種液氣分離式熱交換裝置，包括有一蒸發器單元、以及一冷凝器單元。該蒸發器單元包括一殼體、一設置於該殼體內的蒸發氣室、以及一設置於該蒸發氣室頂側的氣體排出口。該冷凝器單元包括一第一側導引主排管、一第二側導引主排管、一或複數個二端分別連接至該第一側導引主排管以及該第二側導引主排管的冷凝排管、以及一設置於該冷凝排管周側的散熱翅片。該第一側導引主排管包括一經由氣相連接管連通至該氣體排出口的氣相匯流腔室，以及該第二側導引主排管包括一經由液相連接管連通至該蒸發氣室的液相匯流腔室。
進一步地，該散熱翅片係由複數個ㄈ型翅片首尾扣接而成。
進一步地，該散熱翅片與該冷凝排管為鋁材質及/或銅材質。
進一步地，該第一側導引主排管以及該第二側導引主排管分別包括有一管體、一設置於該管體一端的密封蓋、以及一設置於該管體另一端的連接蓋。
進一步地，該殼體上設置有覆蓋該氣相輸入管的散熱外罩，該散熱外罩為鋁材質或銅材質且由複數個ㄈ型翅片首尾扣接而成。
進一步地，該氣相連接管連接於該殼體的位置係高於該液相連接管連接於該殼體的位置。
進一步地，該氣相連接管的管徑係大於該液相連接管的管徑。
進一步地，該冷凝排管經由一鋁擠手段所製成且其橫斷面係呈一扁平狀。
進一步地，該冷凝排管的內部設置有複數個支撐肋條。
進一步地，該冷凝排管的內部以及該支撐肋條的表面上分別設置有複數個微結構。
進一步地，該氣相匯流腔室與該液相匯流腔室為分開設置且分離液態工作流體與氣態工作流體的工作路徑以消除回流阻抗。
進一步地，該蒸發器單元與該冷凝器單元為分開設置且由該氣相連接管與該液相連接管進行連接，該蒸發器單元貼合於電子裝置，該冷凝器單元貼近於風扇取得最大風量以提升散熱效率。
本發明比起習知技術具有以下優勢功效：
本發明的冷凝器單元設置有分離氣態工作流體與液態工作流體之工作路徑的中央導引主排管(二側導引主排管)，解決習知技術中液態工作流體回流遭遇阻抗而衰減散熱效率的問題，促使工作流體於裝置內持續循環，以及透過氣相連接管與液相連接管連接分開的冷凝器單元與蒸發器單元，讓冷凝器單元貼近風扇取得最大風量，提升冷凝端與蒸發端的散熱效率，快速為電子裝置降溫冷卻。
有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本發明中之圖式，為說明方便，其比例未必照實際比例繪製，該等圖式及其比例並非用以限制本發明之範圍，在此先行敘明。
請參閱「圖1」至「圖2」，為本發明液氣分離式熱交換裝置第一實施例於不同視角的外觀示意圖(一)、(二)，如圖所示：
本發明揭示一種液氣分離式熱交換裝置100，主要應用於光學、通訊、數據處理、伺服等設置有高熱積層式電路的領域範圍，本發明係用於伺服、數據顯示器、通訊RRU、AI、顯示晶片、或雷射晶片等電子產品上，利用傳導、對流交換、或材質等熱交換方式以達降溫、冷卻的散熱效果。本發明的液氣分離式熱交換裝置100具有體積小、散熱效率高的優點，適用於內部安裝空間有限的電子產品。
所述的液氣分離式熱交換裝置100包括有一蒸發器單元10A、以及一冷凝器單元20A，該蒸發器單元10A與該冷凝器單元20A之間設置有用以連接的氣相連接管T1A與液相連接管T2A，利用工作流體於吸熱及放熱時的相態變化循環，使電子產品降溫、冷卻，避免電子零組件因長期處於高溫環境而造成損壞或降低電子產品的工作效能。
請一併參閱「圖3」至「圖4」，為本發明液氣分離式熱交換裝置於不同視角的剖面示意圖(一)、(二)，如圖所示：
於本實施態樣中，所述的蒸發器單元10A包括一殼體11A、一設置於該殼體內的蒸發氣室12A、以及一設置於該蒸發氣室12A頂側的氣體排出口13A。所述的殼體11A上設置有覆蓋該氣相輸入管T1A的散熱外罩14A，該散熱外罩14A為鋁材質或銅材質且由複數個ㄈ型翅片141A首尾扣接而成，該ㄈ型翅片141A彼此間相間隔形成供氣體通過的氣流通道142A，該氣流通道142A的間隔係介於0.8mm至2mm之間，增加該蒸發器單元10A與空氣接觸面積，以利提升散熱效果。
所述的蒸發器室12A內設置複數個鰭片15A，該鰭片15A係經由鏟削手段一體成形於該殼體11A上，該鰭片15A的厚度介於0.2mm至1mm之間，利於該鰭片15A與液態工作流體快速進行熱交換，以及該鰭片15A彼此間相間隔且形成供液態工作流體通過的導流通道，該間隔介於0.2mm至1mm之間，以利液態工作流體與該鰭片15A充分接觸以進行熱交換。所述的蒸發氣室12A包括有一罩覆於該鰭片15A的第一氣室121A、以及一設置於該第一氣室121A上方且與該第一氣室121A相連通的第二氣室122A，其中，該第二氣室122A的空間係小於該第一氣室121A的空間，用以加快工作流體的導流速度。
所述的冷凝器單元20A包括一中央導引主排管21A、一或複數個連接至該中央導引主排管21A的冷凝排管22A、以及一設置於該冷凝排管22A周側的散熱翅片23A。所述的散熱翅片23A與該冷凝排管22A為鋁材質及或銅材質，經由焊接將二者結合，避免二者之間的連接表面產生間隙，藉由增加密合度以提升熱傳導作用，較佳地，當二者均為鋁材質時具有較高的散熱效率。所述的散熱翅片23A係由複數個ㄈ型翅片231A首尾扣接而成，該ㄈ型翅片231A彼此間相間隔形成供氣體通過的氣流通道232A，該氣流通道232A的間隔係介於0.8mm至2mm之間，增加該冷凝器單元20A與空氣接觸面積，以利提升散熱效果。於較佳實施態樣中，該冷凝排管22A下側的散熱翅片23A高度係大該冷凝排管22A上側的散熱翅片23A高度，讓該冷凝器單元20A底側具有多於該蒸發器單元10A底側的接觸面積，提升散熱效率。
所述的中央導引主排管21A包括一設置於上側並經由氣相連接管T1A連通至該氣體排出口13A的氣相匯流腔室211A、以及一設置於下側並經由液相連接管T2A連通至該蒸發氣室12A的液相匯流腔室212A，其中，該氣相匯流腔室211A與該液相匯流腔室212A為分開設置，且分離液態工作流體與氣態工作流體的工作路徑，用以消除液態工作流體回流時的阻抗，防止散熱效率衰減。所述的蒸發器單元10A與該冷凝器單元20A為分開設置，且上述二單元由該氣相連接管T1A與該液相連接管T2A進行連接，該蒸發器單元10A貼合於電子裝置，該冷凝器單元20A貼近於風扇取得最大風量，以提升蒸發端與冷凝端的散熱效率。所述的氣相連接管T1A連接於該殼體11A的位置係高於該液相連接管T2A連接於該殼體11A的位置，利於該蒸發器單元10A接收液態工作流體，並且藉由液態工作流體的重力提供虹吸牽引力構成循環，達到在不需要另外設置電機裝置的狀態下持續運作。所述的氣相連接管T1A的管徑係大於該液相連接管T2A的管徑，以利液態工作流體藉由自身重力提供帶動液氣分離式熱交換裝置100持續運作的動力。
所述的冷凝排管22A成對連接至該中央導引主排管21A兩側，並分別包括一連通至該氣相匯流腔室211A的第一連通段221A、一由該第一連通段221A向下彎折的彎折段222A、以及一由該彎折段222A連接至該液相匯流腔室212A的第二連通段223A，透過設置有該彎折段222A的冷凝排管22A連通該氣相匯流腔室211A與該液相匯流腔室212A。
請一併參閱「圖5」至「圖7」，為本發明冷凝排管的外觀示意圖、以及局部放大示意圖(一)、(二)，如圖所示：
如「圖5」所示，所述的冷凝排管22A經由一鋁擠手段所製成，一體成形的冷凝排管22A能夠承受工作流體通過時的高壓，且該冷凝排管22A的橫斷面係呈一扁平狀，較佳地，該冷凝排管22A的高度介於1mm至2mm之間，以利工作流體通過並充分吸熱，以及該冷凝排管22A的寬度介於12mm至40mm之間，用以提供較大的散熱面積，利於與空氣、該散熱翅片23A接觸進行熱交換。所述的冷凝排管22A的內部設置有複數個支撐肋條224A，該支撐肋條224A貫穿該冷凝排管22A，該支撐肋條224A的設置數量等於該冷凝排管22A的1/3寬度數值至其寬度數值之間，該寬度數值以釐米為單位數量級距，例如冷凝排管22A的寬度為12mm時，該支撐肋條224A的設置數量介於4個至12個之間，用以強化該冷凝排管22A結構並防止其產生形變。所述的冷凝排管22A內部以及該支撐肋條224A的表面係可以為平直表面(如「圖5」所示)、或分別設置有複數個微結構，該微結構係可以為鋸齒結構225A(如「圖6」所示)、波浪結構226A(如「圖7」所示)、或網狀、纖維狀、溝狀、燒結的毛細結構等，增加該冷凝排管22A內部與工作流體的接觸面積，用以提升散熱效率。
請一併參閱「圖8」至「圖11」，為本發明液氣分離式熱交換裝置第二實施例於不同視角的外觀示意圖(一)、(二)以及剖面示意圖(一)、(二)，如圖所示：
於本實施態樣中，所述的液氣分離式熱交換裝置200包括有一蒸發器單元10B、以及一冷凝器單元20B，該蒸發器單元10B與該冷凝器單元20B之間設置用以連接的氣相連接管T1B與液相連接管T2B。
所述的蒸發器單元10B包括一殼體11B、一設置於該殼體11B內的蒸發氣室12B、以及一設置於該蒸發氣室12B頂側的氣體排出口13B。所述的殼體11B上設置有覆蓋該氣相輸入管T1B的散熱外罩14B，該散熱外罩14B為鋁材質或銅材質且由複數個ㄈ型翅片141B首尾扣接而成，該ㄈ型翅片141B彼此間相間隔形成供氣體通過的氣流通道142B，該氣流通道142B的間隔係介於0.8mm至2mm之間，增加該蒸發器單元10B與空氣接觸面積，以利提升散熱效果。
所述的蒸發器室12B內設置複數個鰭片15B，該鰭片15B係經由鏟削手段一體成形於該殼體11B上，該鰭片15B的厚度介於0.2mm至1mm之間，利於該鰭片15B與液態工作流體快速進行熱交換，以及該鰭片15B彼此間相間隔且形成供液態工作流體通過的導流通道，該間隔介於0.2mm至1mm之間，以利液態工作流體與該鰭片15B充分接觸以進行熱交換。所述的蒸發氣室12B包括有一罩覆於該鰭片15B的第一氣室121B、以及一設置於該第一氣室121B上方且與其相連通的第二氣室122B，其中，該第二氣室122B的空間係小於該第一氣室121B的空間，用以加快工作流體的導流速度。
所述的冷凝器單元20B包括一第一側導引主排管21B、一第二側導引主排管22B、一或複數個二端分別連接至該第一側導引主排管21B以及該第二側導引主排管22B的冷凝排管23B、以及一設置於該冷凝排管23B周側的散熱翅片24B。所述的散熱翅片24B與該冷凝排管23B為鋁材質及/或銅材質，經由焊接將二者結合，避免二者之間的連接表面產生間隙，藉由增加密合度以提升熱傳導作用，較佳地，當二者均為鋁材質時具有較高的散熱效率。所述的散熱翅片24B係由複數個ㄈ型翅片241B首尾扣接而成，該ㄈ型翅片241B彼此間相間隔形成供氣體通過的氣流通道242B，該氣流通道242B的間隔係介於0.8mm至2mm之間，增加該冷凝器單元20B與空氣接觸面積，以利提升散熱效果。於較佳實施態樣中，該冷凝排管23B下側的散熱翅片24B高度係大該冷凝排管23B上側的散熱翅片24B高度，讓該冷凝器單元20B底側具有多於該蒸發器單元10B底側的接觸面積，提升散熱效率。
所述的第一側導引主排管21B包括有一管體211B、一設置於該管體211B一端的密封蓋212B、以及一設置於該管體211B另一端的連接蓋213B，該管體211B包括一經由該連接蓋213B與該氣相連接管T1B相連通的氣相匯流腔室214B；該第二側導引主排管22B包括有一管體221B、一設置於該管體221B一端的密封蓋222B、以及一設置於該管體221B另一端的連接蓋223B，該管體221B包括一經由該連接蓋223B與該液相連接管T2B相連通的液相匯流腔室224B。所述的第一側導引主排管21B與該第二側導引主排管22B經由該冷凝排管23B連接以連通該氣相匯流腔室214B與該液相匯流腔室224B，其中，該氣相匯流腔室214B與該液相匯流腔室224B為分開設置，且分離液態工作流體與氣態工作流體的工作路徑，用以消除液態工作流體回流時的阻抗，防止散熱效率衰減。所述的蒸發器單元10B與該冷凝器單元20B為分開設置，且上述二單元由該氣相連接管T1B與該液相連接管T2B進行連接，該蒸發器單元10B貼合於電子裝置，該冷凝器單元20B貼近於風扇取得最大風量，以提升蒸發端與冷凝端的散熱效率。所述的氣相連接管T1B連接於該殼體11B的位置係高於該液相連接管T2B連接於該殼體11B的位置，利於該蒸發器單元10B接收液態工作流體，並且藉由液態工作流體的重力提供虹吸牽引力構成循環，達到在不需要另外設置電機裝置的狀態下持續運作。所述的氣相連接管T1B的管徑係大於該液相連接管T2B的管徑，以利液態工作流體藉由自身重力提供帶動液氣分離式熱交換裝置200持續運作的動力。
所述的冷凝排管23B經由一鋁擠手段所製成，一體成形的冷凝排管23B能夠承受工作流體通過時的高壓，且該冷凝排管22B的橫斷面係呈一扁平狀，較佳地，該冷凝排管22B的高度介於1mm至2mm之間，以利工作流體通過並充分吸熱，以及該冷凝排管23B的寬度介於12mm至40mm之間，用以提供較大的散熱面積，利於與空氣、該散熱翅片24B接觸進行熱交換。所述的冷凝排管23B的內部設置有複數個支撐肋條231B，該支撐肋條231B貫穿該冷凝排管23B，該支撐肋條231B的設置數量等於該冷凝排管23B的1/3寬度數值至其寬度數值之間，該寬度數值以釐米為單位數量級距，例如冷凝排管23B的寬度為12mm時，該支撐肋條231B的設置數量介於4個至12個之間，用以強化該冷凝排管23B結構並防止其產生形變。所述的冷凝排管23B的內部以及該支撐肋條231B的表面係可以為平直表面或分別設置有複數個微結構，該微結構係可以為鋸齒結構、波浪結構、或網狀、纖維狀、溝狀、燒結的毛細結構等，增加該冷凝排管23B內部與工作流體的接觸面積，用以提升散熱效率。由於本實施例的冷凝排管23B與前一實施例的差異僅在於未設置彎折段，因此不再輔以圖式說明，在此先行敘明。
綜上所述，本發明的冷凝器單元設置中央導引主排管(二側導引主排管)將液氣工作路經分離，解決液態工作流體回流遇到阻抗而衰減散熱效率的問題，以及設置液氣連接管，讓冷凝器單元貼近風扇取得最大風量，提升冷凝蒸發二端的散熱效率。
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，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。
100:液氣分離式熱交換裝置 10A:蒸發器單元 11A:殼體 12A:蒸發氣室 121A:第一氣室 122A:第二氣室 13A:氣體排出口 14A:散熱外罩 141A:ㄈ型翅片 142A:氣流通道 15A:鰭片 20A:冷凝器單元 21A:中央導引主排管 211A:氣相匯流腔室 212A:液相匯流腔室 22A:冷凝排管 221A:第一連通段 222A:彎折段 223A:第二連通段 224A:支撐肋條 225A:鋸齒結構 226A:波浪結構 23A:散熱翅片 231A:ㄈ型翅片 232A:氣流通道 T1A:氣相連接管 T2A:液相連接管 200:液氣分離式熱交換裝置 10B:蒸發器單元 11B:殼體 12B:蒸發氣室 121B:第一氣室 122B:第二氣室 13B:氣體排出口 14B:散熱外罩 141B:ㄈ型翅片 142B:氣流通道 15B:鰭片 20B:冷凝器單元 21B:第一側導引主排管 211B:管體 212B:密封蓋 213B:連接蓋 214B:氣相匯流腔室 22B:第二側導引主排管 221B:管體 222B:密封蓋 223B:連接蓋 224B:液相匯流腔室 23B:冷凝排管 231B:支撐肋條 24B:散熱翅片 241B:ㄈ型翅片 242B:氣流通道 T1B:氣相連接管 T2B:液相連接管
圖1，為本發明液氣分離式熱交換裝置第一實施例的外觀示意圖(一)。
圖2，為本發明液氣分離式熱交換裝置第一實施例的外觀示意圖(二)。
圖3，為本發明液氣分離式熱交換裝置第一實施例的剖面示意圖(一)。
圖4，為本發明液氣分離式熱交換裝置第一實施例的剖面示意圖(二)。
圖5，為本發明冷凝排管的外觀示意圖。
圖6，為本發明冷凝排管的局部放大示意圖(一)。
圖7，為本發明冷凝排管的局部放大示意圖(二)。
圖8，為本發明液氣分離式熱交換裝置第二實施例的外觀示意圖(一)。
圖9，為本發明液氣分離式熱交換裝置第二實施例的外觀示意圖(二)。
圖10，為本發明液氣分離式熱交換裝置第二實施例的剖面示意圖(一)。
圖11，為本發明液氣分離式熱交換裝置第二實施例的剖面示意圖(二)。
100:液氣分離式熱交換裝置
10A:蒸發器單元
11A:殼體
14A:散熱外罩
141A:ㄈ型翅片
142A:氣流通道
20A:冷凝器單元
21A:中央導引主排管
22A:冷凝排管
23A:散熱翅片
231A:ㄈ型翅片
232A:氣流通道
T1A:氣相連接管
T2A:液相連接管

Claims (15)

  1. 一種液氣分離式熱交換裝置，包括有：一蒸發器單元，包括一殼體、一設置於該殼體內的蒸發氣室、以及一設置於該蒸發氣室頂側的氣體排出口；以及一冷凝器單元，包括一中央導引主排管、一或複數個連接至該中央導引主排管的冷凝排管、以及一設置於該冷凝排管周側的散熱翅片，該中央導引主排管包括一設置於上側並經由氣相連接管連通至該氣體排出口的氣相匯流腔室、以及一設置於下側並經由液相連接管連通至該蒸發氣室的液相匯流腔室，該冷凝排管成對連接至該中央導引主排管兩側，並分別包括一連通至該氣相匯流腔室的第一連通段、一由該第一連通段向下彎折的彎折段、以及一由該彎折段連接至該液相匯流腔室的第二連通段；其中，該液相連接管內的最低位置大致齊平於該液相匯流腔室內的最低位置，以及該冷凝器單元於Y方向上的寬度大於該冷凝器單元於Z方向上的高度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該散熱翅片係由複數個ㄈ型翅片首尾扣接而成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該散熱翅片與該冷凝排管為鋁材質及/或銅材質。
  4. 一種液氣分離式熱交換裝置，包括有： 一蒸發器單元，包括一殼體、一設置於該殼體內的蒸發氣室、以及一設置於該蒸發氣室頂側的氣體排出口；以及一冷凝器單元，包括一第一側導引主排管、一第二側導引主排管、一或複數個二端分別連接至該第一側導引主排管以及該第二側導引主排管的冷凝排管、以及一設置於該冷凝排管周側的散熱翅片，該第一側導引主排管包括一經由氣相連接管連通至該氣體排出口的氣相匯流腔室，以及該第二側導引主排管包括一經由液相連接管連通至該蒸發氣室的液相匯流腔室；其中，該液相連接管內的最低位置大致齊平於該液相匯流腔室內的最低位置，以及該冷凝器單元於Y方向上的寬度大於該冷凝器單元於Z方向上的高度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該散熱翅片係由複數個ㄈ型翅片首尾扣接而成。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該散熱翅片與該冷凝排管為鋁材質及/或銅材質。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該第一側導引主排管以及該第二側導引主排管分別包括有一管體、一設置於該管體一端的密封蓋、以及一設置於該管體另一端的連接蓋。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該殼體上設置有覆蓋該氣相輸入管的散熱外罩，該散熱外罩為鋁材質或銅材質且由複數個ㄈ型翅片首尾扣接而成。
  9. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該氣相連接管連接於該殼體的位置係高於該液相連接管連接於該殼體的位置。
  10. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該氣相連接管的管徑係大於該液相連接管的管徑。
  11. 如申請專利範圍第1至7項中任一項中所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該冷凝排管經由一鋁擠手段所製成且其橫斷面係呈一扁平狀。
  12. 如申請專利範圍第1至7項中任一項中所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該冷凝排管的內部設置有複數個支撐肋條。
  13. 如申請專利範圍第1至7項中任一項中所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該冷凝排管的內部以及該支撐肋條的表面上分別設置有複數個微結構。
  14. 如申請專利範圍第1至7項中任一項中所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該氣相匯流腔室與該液相匯流腔室為分開設置且分離液態工作流體與氣態工作流體的工作路徑以消除回流阻抗。
  15. 如申請專利範圍第1至7項中任一項中所述的液氣分離式熱交換裝置，其中，該蒸發器單元與該冷凝器單元為分開設置且由該氣相連接管與該液相連接管進行連接，該蒸發器單元貼合於電子裝置，該冷凝器單元貼近於風扇取得最大風量以提升散熱效率。
TW108137523A 2019-10-17 2019-10-17 液氣分離式熱交換裝置 TWI719675B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108137523A TWI719675B (zh) 2019-10-17 2019-10-17 液氣分離式熱交換裝置
US16/704,723 US11219841B2 (en) 2019-10-17 2019-12-05 Heat exchange device featuring gas-liquid separation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108137523A TWI719675B (zh) 2019-10-17 2019-10-17 液氣分離式熱交換裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI719675B true TWI719675B (zh) 2021-02-21
TW202117257A TW202117257A (zh) 2021-05-01

Family

ID=75492483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108137523A TWI719675B (zh) 2019-10-17 2019-10-17 液氣分離式熱交換裝置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11219841B2 (zh)
TW (1) TWI719675B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102400223B1 (ko) * 2017-12-21 2022-05-23 한온시스템 주식회사 열교환기
US11448132B2 (en) 2020-01-03 2022-09-20 Raytheon Technologies Corporation Aircraft bypass duct heat exchanger
US11674758B2 (en) 2020-01-19 2023-06-13 Raytheon Technologies Corporation Aircraft heat exchangers and plates
US11525637B2 (en) 2020-01-19 2022-12-13 Raytheon Technologies Corporation Aircraft heat exchanger finned plate manufacture
US11585273B2 (en) 2020-01-20 2023-02-21 Raytheon Technologies Corporation Aircraft heat exchangers
US11732976B1 (en) * 2022-03-02 2023-08-22 Aic Inc. Rapid heat dissipation device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201803630U (zh) * 2010-08-16 2011-04-20 无锡市凯利铝业有限公司 热挤压平行流扁管
TW201207346A (en) * 2010-05-10 2012-02-16 Fujitsu Ltd Radiator and electronic device having the same
TWM505162U (zh) * 2015-02-04 2015-07-11 Man Zai Ind Co Ltd 冷媒式散熱裝置及其具有散熱鰭片的蒸發器
TWI650520B (zh) * 2017-08-02 2019-02-11 萬在工業股份有限公司 相變化蒸發器及相變化散熱裝置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55167091U (zh) * 1979-05-16 1980-12-01
US6442951B1 (en) * 1998-06-30 2002-09-03 Ebara Corporation Heat exchanger, heat pump, dehumidifier, and dehumidifying method
US8234881B2 (en) * 2008-08-28 2012-08-07 Johnson Controls Technology Company Multichannel heat exchanger with dissimilar flow
US9038406B2 (en) * 2010-05-26 2015-05-26 International Business Machines Corporation Dehumidifying cooling apparatus and method for an electronics rack
US20160061532A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Aavid Thermalloy, Llc Evaporator and condenser section structure for thermosiphon

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201207346A (en) * 2010-05-10 2012-02-16 Fujitsu Ltd Radiator and electronic device having the same
CN201803630U (zh) * 2010-08-16 2011-04-20 无锡市凯利铝业有限公司 热挤压平行流扁管
TWM505162U (zh) * 2015-02-04 2015-07-11 Man Zai Ind Co Ltd 冷媒式散熱裝置及其具有散熱鰭片的蒸發器
TWI650520B (zh) * 2017-08-02 2019-02-11 萬在工業股份有限公司 相變化蒸發器及相變化散熱裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US11219841B2 (en) 2022-01-11
TW202117257A (zh) 2021-05-01
US20210113938A1 (en) 2021-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI719675B (zh) 液氣分離式熱交換裝置
US8837139B2 (en) Flat heat pipe radiator and application thereof
EP1383170B1 (en) Thermosiphon for electronics cooling with nonuniform airflow
WO2011122332A1 (ja) 相変化冷却器及びこれを備えた電子機器
WO2020211416A1 (zh) 空调室外机和空调器
US20120285663A1 (en) Condensing device and thermal module using same
JP2001217366A (ja) 回路部品の冷却装置
JP3169381U (ja) 電子機器用冷却装置及びそのヒートシンクモジュール
CN101369562A (zh) 板式热管散热器及其应用
TW202033919A (zh) 重力式液氣循環裝置
JPH08303971A (ja) 携帯型パソコン冷却用の偏平ヒートパイプおよびその製造方法
TWI719884B (zh) 重力式高效率散熱裝置
WO2012008868A1 (en) Cooling device for electrical equipment
CN209914356U (zh) 冷凝器的散热结构
CN115379183B (zh) 微通道散热装置及电子设备
CN101399239B (zh) 扁形电子芯片散热器
TWM473685U (zh) 附鰭片型吸散熱器
CN215336756U (zh) 散热组件、散热器和空调室外机
CN109786344B (zh) 一种加压式散热片及散热模块
TWI805943B (zh) 堆疊式垂直散熱裝置
TWI808796B (zh) 冷卻系統及伺服器
TW202340666A (zh) 散熱裝置
CN221488159U (zh) 具有散热装置的机箱
TWI731578B (zh) 熱傳導裝置與電子裝置
CN103292628A (zh) 热管及其加工方法和具有该热管的电子设备