TWI730563B - 冷凝器之穩流增壓裝置 - Google Patents

Abstract

一種冷凝器之穩流增壓裝置，包括有一熱交換模組與一外殼，該熱交換模組係以大量熱交換元件連續堆疊組裝而成，各該熱交換元件皆具有一第一板面、一第二板面與一第三板面，使得該熱交換元件內部形成一半開放式的內通道，在該熱交換元件相對於該內通道的兩端處則又分別設有一第四板面，該熱交換模組上分別開設有一進氣道與一出水道，該熱交換模組裝設於該外殼內，藉之，該第四板面可有效的阻擋在各該內通道兩端，使得水被完整保留於各該內通道內，快速提升內部壓力，進而讓液態水可穩定且快速的往該出水道排出。

Description

冷凝器之穩流增壓裝置

本發明是有關一種冷凝器之穩流增壓裝置，係用於將讓受熱蒸發成氣態的水於內部進行氣、液態轉換而達到散熱效果的散熱結構，適於搭配蒸發器作為電子元件散熱之用途。

近年來電子元件的發熱量隨著半導體製程的精進而不斷的快速升高；如何提升電子元件的散熱能力，維護元件之正常運作，遂成為一項非常重要的工程課題。目前大量使用的直接空氣冷卻技術已經無法滿足許多具有高熱通量電子元件散熱的需求，而必須尋求其他的解決方案。

現有之技術中，除了透過空氣冷卻技術之外，具有利用水的液、氣態轉換達到散熱效果，此一技術係提供兩組均熱器及兩組連通之管體，一組均熱器用以蒸發來帶走所吸收之熱量，另一組均熱器用以冷凝(即冷凝器)以降溫來返回輸出冷卻液體進行冷卻散熱，而兩組均熱器內的壓力不同，故可讓水自動進行往返輸送成循環之迴路，但所述均熱器內部具有大量的水流通，因此，在未限制水的流通路徑時，內部的水易有滲漏之情事，壓力無法妥善的被保留於內部，因此干擾了水於內部的流通的情形，影響使用效益。

因此，設計了一款熱交換模組，阻擋該熱交換模組內部的水直接的與外殼接觸，以此避免滲漏，快速提升內部壓力，進而讓水可穩定且快速的 排出，提升水流穩定性，如此為本發明冷凝器之穩流增壓裝置之解決方案。

本發明之冷凝器之穩流增壓裝置，包括有一熱交換模組與一外殼，該熱交換模組係以大量熱交換元件連續堆疊組裝而成，各該熱交換元件皆具有一第一板面、一第二板面與一第三板面，使得該熱交換元件內部形成一半開放式的內通道，在該熱交換元件相對於該內通道的兩端處則又分別設有一第四板面，該熱交換模組上分別開設有外部不相通的一進氣道與一出水道；該外殼內設有一用於置放該熱交換模組的容室，該外殼具有一用於蓋合該容室的外蓋，而該外殼上分別又開設有一進氣口與一出水口，該進氣口係對應於該進氣道的位置，且該出水口係對應於該出水道的位置；藉之，該進氣口可湧入氣態水，氣態水於各該內通道中冷卻凝結成液態水，再由該出水口排出，而該第四板面可有效的阻擋在各該內通道兩端，因此，可避免在各該內通道的液態水或氣態水直接的由各該內通道兩端直接的接觸該容室與該外蓋，進而避免溢流而滲漏，而液態水或氣態水被大量的保留於各該內通道內，氣態水可穩定冷卻凝結成液態水，尤其阻擋在各該內通道兩端，快速提升內部壓力形成高壓，其高壓可快速地逼迫液態水從該出水道排出，故透過增壓使得內部水流穩定。

於一較佳實施例中，各該熱交換元件的兩端皆貼緊於該容室內，該熱交換模組上又開設有至少一貫通各該熱交換元件的通道。

於一較佳實施例中，各該熱交換元件的至少一端與該容室內側面之間具有一預定空間，該預定空間內設有一阻擋塊，該阻擋塊可避免在各該內通道的液態水或氣態水直接的由各該內通道兩端直接的接觸該容室與該外蓋， 進而於接縫處溢流而滲漏。

於一較佳實施例中，該阻擋塊係設置在該外蓋上相對於該容室的一面。

於一較佳實施例中，該第四板面係由該第一板面的兩端朝該內通道方向延伸而形成，該第四板面延伸的長度與該第二板面以及該第三板面一致，使得該第四板面完全的遮擋於各該內通道兩端。

於一較佳實施例中，該第四板面係由該第一板面的兩端朝該內通道方向的中間或上方延伸而形成，該第四板面延伸的長度與該第二板面以及該第三板面一致，使得該第四板面遮擋於各該內通道兩端的中間或上方，且該第一板面的兩端的下方則可朝外側方向延伸形成一凸出段。。

於一較佳實施例中，該第四板面係由該第一板面的兩端朝該內通道方向延伸而形成，該第四板面延伸的長度較該第二板面以及該第三板面短，使得該第四板面未完全的遮擋於各該內通道兩端。

於一較佳實施例中，該第一板面近兩端處上方分別開設有一插槽，該第四板面係插置於該插槽內而成。

於一較佳實施例中，該進氣道與該出水道係開設在靠近該內通道其中一端處，各該通道則是開設在該熱交換模組遠於該進氣道與該出水道的位置。

於一較佳實施例中，該進氣道與該出水道係開設在靠近該內通道中間處，各該通道則是開設在該熱交換模組兩端處。

1:熱交換模組

11:熱交換元件

111:第一板面

112:第二板面

113:第三板面

114:內通道

115:第四板面

116:凸出段

117:插槽

12:進氣道

13:出水道

14:通道

2:外殼

21:容室

22:外蓋

23:進氣口

24:出水口

3:阻擋塊

31:缺口

4:散熱鰭片

5:通管

6:蒸發器

[第1圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第一實施例立體分解示意圖。

[第2圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的熱交換模組第一實施例立體示意圖。

[第3圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的熱交換元件第一實施態樣立體示意圖。

[第4圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的結合蒸發器整體示意圖。

[第5圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第一實施例作動剖面示意圖。

[第6圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第一實施例作動剖面示意圖。

[第7圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第一實施例作動剖面示意圖。

[第8圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第一實施例局部剖面示意圖。

[第9A圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的熱交換元件第二實施態樣立體示意圖。

[第9B圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的熱交換元件第三實施態樣立體示意圖。

[第9C圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的熱交換元件第四實施態樣立體示意圖。

[第9D圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的熱交換元件第五實施態樣立體示意圖。

[第9E圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的熱交換元件第六實施態樣立體示意圖。

[第10圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第二實施例立體分解示意圖。

[第11圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第二實施例局部剖面示意圖。

[第12圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第三實施例立體分解示意圖。

[第13圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第四實施例立體分解示意圖。

[第14圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第四實施例作動剖面示意圖。

[第15圖]係本發明冷凝器之穩流增壓裝置的第五實施例作動剖面示意圖。

有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱第1~3圖，分別為本發明冷凝器之穩流增壓裝置的立體示意圖以及內部結構剖面示意圖，如圖中所示，係為本發明整體結構配置之第一實施例，至少包含一熱交換模組1與一外殼2；其中，該熱交換模組1係以大量熱交換元件11連續堆疊組裝而成，各該熱交換元件11皆具有一第一板面111、一第二板面112與一第三板面113，該第一板面111、該第二板面112與該第三板面113係一體成型或相互固接，使得該熱交換元件11內部形成一半開放式的內通道114，在該熱交換元件11相對於該內通道114的兩端處則又分別設有一第四板面115，該熱交換模組1上分別開設有外部不相通的一進氣道12與一出水道13(即部分的各該熱交換元件11係設有該進氣道12；部分的各該熱交換元件11係設有該出水道13)，且該進氣道12與該出水道13係開設在靠近該內通道114其中一端處，該熱交換模組1上在遠於該進氣道12與該出水道13的位置分別則開設有至少一貫通各該熱交換元件11的通道14；其中，該外殼2內設有一容室21用於置放該熱交換模組1，且各該熱交換元件11的兩端皆貼緊於該容室21內，該外殼2又具有一用於蓋合該容室21的外蓋22，而該外殼2上分別開設有一進氣口23與一出水口24，該進氣口23係對 應於該進氣道12的位置，且該出水口24係對應於該出水道13的位置。

請參閱第4~7圖，該外殼2上一併裝設有一散熱鰭片4與至少二通管5，其中一個該通管5係銜接於該進氣口23，而另一個該通管5則係銜接於該出水口24，該通管5又一併連結一蒸發器6：於實施熱交換之作動時，該蒸發器6係組裝於一個發熱端(例如電子元件)上，發熱端產生的熱能透過該蒸發器6會將內部的液態水遇熱蒸發成氣態水，並令氣態水經由其中一個該通管5進入該進氣道12至各該內通道114中；氣態水在進入各該內通道114後會自動經由各該通道14前往壓力較低的該出水道13，氣態水在前往該出水道13的過程中，一部分之熱能會被該散熱鰭片4釋放，快速的帶走熱能，使氣態水冷卻凝結成液態水再由該內通道114流至該出水道13，經該出水口24通過另一個該通管5回流至該蒸發器6，以俾液態水在一次的受熱蒸發成氣態水，以此不斷循環，以達到循環散熱之目的；請參閱第1、8圖，在各該內通道114兩端具有該第四板面115阻擋，因此，可避免在各該內通道114的液態水或氣態水由各該內通道114兩端直接的接觸該容室21與該外蓋22，進而於接縫處溢流而滲漏，而液態水或氣態水被大量的保留於各該內通道114內，氣態水可穩定冷卻凝結成液態水，尤其阻擋在各該內通道114兩端，快速提升內部壓力形成高壓，其高壓可快速地逼迫液態水從該出水道13排出，故可使得內部水流穩定。

本發明之冷凝器之穩流增壓裝置，請參閱第3圖，此為該熱交換元件11的第一實施態樣，該熱交換元件11的該第四板面115係由該第一板面111的兩端朝該內通道114方向延伸而形成，且該第四板面115延伸的長度與該第二板面112以及該第三板面113一致，而該第四板面115完全的遮擋於各該內通道114 兩端；請參閱第9A圖，此為該熱交換元件11的第二實施態樣，該第四板面115係由該第一板面111的兩端朝該內通道114方向的上方延伸而形成，且該第四板面115延伸的長度與該第二板面112以及該第三板面113一致，而該第四板面115僅遮擋於各該內通道114兩端的上方；請參閱第9B圖，此為該熱交換元件11的第三實施態樣，該第四板面115係由該第一板面111的兩端朝該內通道114方向的中間延伸而形成，且該第四板面115延伸的長度與該第二板面112以及該第三板面113一致，而該第四板面115僅遮擋於各該內通道114兩端的中間；請參閱第9C圖，此為該熱交換元件11的第四實施態樣，該第四板面115係由該第一板面111的兩端朝該內通道114方向延伸而形成，且該第四板面115延伸的長度較該第二板面112以及該第三板面113短，而該第四板面115未完全的遮擋各該內通道114的兩端；請參閱第9D圖，此為該散熱元件11的第五實施態樣，該第四板面115係由該第一板面111的兩端朝該內通道114方向的上方延伸而形成，該第一板面111的兩端的下方則朝外側方向延伸形成一凸出段116，且該第四板面115延伸的長度與該第二板面112以及該第三板面113一致，而該第四板面115僅遮擋於各該內通道114兩端的上方；請參閱第9E圖，此為該熱交換元件11的第六實施態樣，該第一板面111近兩端處上方分別開設有一插槽117，該第四板面115係插置於該插槽117內而成，而該第四板面115僅遮擋於各該內通道114兩端的上方；上述的第一實施態樣係屬於全擋的形式，第二至第五實施態樣則皆屬於半擋的形式，使用者，可選擇性的由上述該熱交換元件11的每種實施態樣選擇一種搭配使用，在製造上，也不僅僅是各該內通道114兩端都是對稱，也可選擇性的設計一端為全擋的形式，另一端為半擋的形式，因此，以第一實施例為例，在各該內通道114靠近該進氣道12與該出水道13的一端係可為全擋的形式，在遠離該進氣 道12與該出水道13的另一端係可為全擋或半擋的形式，此可確保液態水或氣態水在流通該進氣道12與該出水道13時流失，讓液態水或氣態水被大量的保留於各該內通道114內進行熱交換，若使用全擋形式的該熱交換元件11，該散熱模組1則必須開設有至少一貫通各該熱交換元件11的通道14，相對的，若使用半擋形式的該熱交換元件11，該散熱模組1則可選擇性的開設或不開設該通道14。

請參閱第10、11圖，係為本發明整體結構配置之第二實施例，本實施例中，各該熱交換元件11遠離該進氣道12與該出水道13的一端與該容室21內側面之間具有一預定空間，該熱交換元件11遠離該進氣道12與該出水道13的一端與該容室21內側面之間設有一阻擋塊3，該阻擋塊3可避免在各該內通道114的液態水或氣態水由各該內通道114直接的接觸該容室21與該外蓋22，進而於接縫處溢流而滲漏，而液態水或氣態水被大量的保留於各該內通道114內，氣態水可穩定冷卻凝結成液態水，尤其阻擋在各該內通道114兩端，快速提升內部壓力形成高壓，其高壓可快速地逼迫液態水從該出水道13排出，而各該熱交換元件11係使用第二至第六實施態樣的半擋形式(相當於第9A、9B、9C、9D、9E圖，圖中係使用第二實施態樣)，且該阻擋塊3相對於各該內通道114的一端處開設有一缺口31，該缺口31則保有液態水或氣態水流通的空間。

請參閱第12圖，係為本發明整體結構配置之第三實施例，本實施例中係延續第二實施例，本實施例的各該熱交換元件11遠離該進氣道12與該出水道13的一端與該容室21內側面之間具有一預定空間，而各該阻擋塊3係設置在該外蓋22上相對於該容室21的一面，當該外蓋22蓋合在該外殼2上方，各該阻擋塊3係置入於各該熱交換元件11遠離該進氣道12與該出水道13的一端與該容室21內側面之間，而各該熱交換元件11係使用第二至第六實施態樣的半擋形式(相 當於第9A、9B、9C、9D、9E圖，圖中係使用第二實施態樣)，且該阻擋塊3相對於各該內通道114的兩端處開設有一缺口31，該缺口31則保有液態水或氣態水流通的空間。

請參閱第13、14圖，係為本發明整體結構配置之第四實施例，該進氣道12與該出水道13係開設在靠近該內通道114中間處，各該通道14則是開設在該熱交換模組1相對於各該內通道114兩端處，此實施例相較於第一實施例的差別在於液態水或氣態水流通的路徑不同，此實施例係由中進側出，因此，此第四實施例的各該內通道114兩端的第五板面115皆係可為全擋或半擋的形式。

請參閱第15圖，係為本發明整體結構配置之第五實施例，本實施例中，各該散熱元件11的兩端與該容室21內側面之間具有一預定空間，各該散熱元件11係使用相當於第9D圖第五實施態樣的半擋形式，該凸出段116則可位於該散熱元件11的兩端與該容室21內側面之間，而各該第四板面115遮擋於各該內通道114兩端的上方，該出水道13則是設置在相當於各該凸出段116上方處，該進氣道12與該進氣口23皆位於上方，該出水口24則位於該外殼2側邊，液態水依序通過該進氣口23、該進氣道12而通過各該第四板面115下方進入各該內通道114，再經由各該通道14流通至該散熱模組1內各處，以俾液態水在一次的受熱蒸發成氣態水。

上述之實施例揭露，僅是本發明部分較佳的實施例選擇，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本發明之精神和範圍內所做的均等變化或潤飾，仍屬本發明涵蓋之範圍，而本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

1:熱交換模組

11:熱交換元件

12:進氣道

13:出水道

14:通道

2:外殼

21:容室

22:外蓋

23:進氣口

24:出水口

Claims (10)

1. 一種冷凝器之穩流增壓裝置，其係包含：一熱交換模組，係以大量熱交換元件連續堆疊組裝而成，各該熱交換元件皆具有一第一板面、一第二板面與一第三板面，使得該熱交換元件內部形成一半開放式的內通道，在該熱交換元件相對於該內通道的兩端處則又分別設有一第四板面，該熱交換模組上分別開設有外部不相通的一進氣道與一出水道；一外殼，該外殼內設有一用於置放該熱交換模組的容室，該外殼具有一用於蓋合該容室的外蓋，而該外殼上分別又開設有一進氣口與一出水口，該進氣口係對應於該進氣道的位置，且該出水口係對應於該出水道的位置；藉之，該進氣口可湧入氣態水，氣態水於各該內通道中冷卻凝結成液態水，再由該出水口排出，而該第四板面可有效的阻擋在各該內通道兩端，因此，可避免在各該內通道的液態水或氣態水直接的由各該內通道兩端直接的接觸該容室與該外蓋，進而避免溢流而滲漏，而液態水或氣態水被大量的保留於各該內通道內，氣態水可穩定冷卻凝結成液態水，尤其阻擋在各該內通道兩端，快速提升內部壓力形成高壓，其高壓可快速地逼迫液態水從該出水道排出，故透過增壓使得內部水流穩定。
2. 如請求項1所述之冷凝器之穩流增壓裝置，其中各該熱交換元件的兩端皆貼緊於該容室內，該熱交換模組上又開設有至少一貫通各該熱交換元件的通道。
3. 如請求項1所述之冷凝器之穩流增壓裝置，其中各該熱交換元件的至少一端與該容室內側面之間具有一預定空間，該預定空間內設有一阻擋塊，該阻擋塊可避免在各該內通道的液態水或氣態水直接的由各該內通道兩端直接的接觸該容室與該外蓋，進而於接縫處溢流而滲漏。
4. 如請求項1所述之冷凝器之穩流增壓裝置，其中該第四板面係由該第一板面的兩端朝該內通道方向延伸而形成，該第四板面延伸的長度與該第二板面以及該第三板面一致，使得該第四板面完全的遮擋於各該內通道兩端。
5. 如請求項1所述之冷凝器之穩流增壓裝置，其中該第四板面係由該第一板面的兩端朝該內通道方向的中間或上方延伸而形成，該第四板面延伸的長度與該第二板面以及該第三板面一致，使得該第四板面遮擋於各該內通道兩端的中間或上方。
6. 如請求項5所述之冷凝器之穩流增壓裝置，其中，該第一板面的兩端的下方則朝外側方向延伸形成一凸出段。
7. 如請求項1所述之冷凝器之穩流增壓裝置，其中該第四板面係由該第一板面的兩端朝該內通道方向延伸而形成，該第四板面延伸的長度較該第二板面以及該第三板面短，使得該第四板面未完全的遮擋於各該內通道兩端。
8. 如請求項1所述之冷凝器之穩流增壓裝置，其中該第一板面近兩端處上方分別開設有一插槽，該第四板面係插置於該插槽內而成。
9. 如請求項2所述之冷凝器之穩流增壓裝置，其中該進氣道與該出水道係開設在靠近該內通道其中一端處，各該通道則是開設在該熱交換模組遠於該進氣道與該出水道的位置。
10. 如請求項2所述之冷凝器之穩流增壓裝置，其中該進氣道與該出水道係開設在靠近該內通道中間處，各該通道則是開設在該熱交換模組兩端處。

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