TWI785790B

TWI785790B - 冷凝器

Info

Publication number: TWI785790B
Application number: TW110133854A
Authority: TW
Inventors: 童凱煬; 陳虹汝
Original assignee: 英業達股份有限公司
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2022-12-01
Also published as: TW202311687A

Abstract

一種冷凝器，包含殼體以及多個流管。殼體包含流入腔室、流出腔室、第一流入口、第一流出口、容置空間、第二流入口以及第二流出口。流入腔室以及流出腔室分別位於殼體的相對兩側。第一流入口以及第一流出口分別連通於流入腔室以及流出腔室。容置空間容置冷卻液。第二流入口以及第二流出口連通於容置空間。流管設置於容置空間中。各個流管的相對兩端分別連通於流入腔室以及流出腔室。工作流體從流入腔室透過流管流動到流出腔室。第一流入口較第一流出口還靠近第二流出口，且第一流出口較第一流入口還靠近第二流入口。

Description

冷凝器

本發明係關於一種冷凝器，特別係關於一種包含流管的冷凝器。

一般來說，在浸沒式冷卻系統或滴淋式冷卻系統中，淹沒或是滴至熱源的介電液在蒸發成氣態之後會流動到設置在機架的冷凝器中冷凝成液態。並且，通常是透過風扇導引之氣流來冷卻流動到冷凝器中的氣態介電液。

然，這種氣冷式冷凝器需要具有相當大的尺寸才能有效地逸散高發熱量熱源所產生的熱量。因此，機架中有限的空間內已難以安裝足以滿足高發熱量熱源的散熱需求之氣冷式冷凝器。

本發明在於提供一種冷凝器，以有效地冷卻高發熱量熱源。

本發明一實施例所揭露之冷凝器用以透過一冷卻液冷卻一工作流體並包含一殼體以及多個流管。殼體包含一流入腔室、一流出腔室、一第一流入口、一第一流出口、一容置空間、一第二流入口以及一第二流出口。流入腔室以及流出腔室分別位於殼體的相對兩側。第一流入口以及第一流出口分別連通於流入腔室以及流出腔室。容置空間不連通於流入腔室以及流出腔室並用以容置冷卻液。第二流入口以及第二流出口連通於容置空間。流管設置於容置空間中。各個流管的相對兩端分別連通於流入腔室以及流出腔室。工作流體用以從流入腔室透過流管流動到流出腔室。第一流入口較第一流出口還靠近第二流出口，且第一流出口較第一流入口還靠近第二流入口。

根據上述實施例所揭露之冷凝器，第一流入口較第一流出口還靠近第二流出口，且第一流出口較第一流入口還靠近第二流入口。因此，冷卻液以及工作流體得以沿相反的方向分別於容置空間以及流管中流動。如此一來，便得以確保冷卻液以及工作流體之間的溫度差，進而提高冷卻液以及工作流體之間的熱交換效率。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之實施例之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本發明之實施例之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參閱圖1至圖4，圖1為根據本發明第一實施例的冷凝器之立體圖。圖2為圖1中的冷凝器之側視圖。圖3為圖1中的冷凝器沿另一視角之側視圖。圖4為圖1中的冷凝器之剖面示意圖。

冷凝器10用以透過一冷卻液(未繪示)冷卻一工作流體(未繪示)。冷卻液例如為水。工作流體例如為介電液。於本實施例中，冷凝器10包含一殼體100、多個流管200、多個擋板300及多個毛細結構400。

於本實施例中，殼體100包含一流入腔室101、一流出腔室102、一第一流入口103、一第一流出口104、一容置空間105、一第二流入口106以及一第二流出口107。流入腔室101以及流出腔室102分別位於殼體100的相對兩側。第一流入口103以及第一流出口104分別連通於流入腔室101以及流出腔室102。

此外，於本實施例中，第一流入口103的口徑D1大於第一流出口104的口徑D2。因此，從第一流入口103流至流入腔室101的氣態工作流體的流速以及透過第一流出口104從流出腔室102流出的液態工作流體的流速之間的差異得以減小，進而增加工作流體以及冷卻液之間的冷卻效率，同時得以減小冷凝器10的整體體積。

此外，於本實施例中，於一重力方向G上，第一流入口103位於第一流出口104之上方。因此，冷凝器10會較容易回收從第一流出口104流出的液態工作流體。

此外，第一流入口103較第一流出口104還靠近第二流出口107，且第一流出口104較第一流入口103還靠近第二流入口106。

容置空間105不連通於流入腔室101以及流出腔室102並用以容置冷卻液。第二流入口106以及第二流出口107連通於容置空間105。

流管200設置於容置空間105中。各個流管200的相對兩端分別連通於流入腔室101以及流出腔室102。工作流體用以從流入腔室101透過流管200流動到流出腔室102。此外，於本實施例中，各流管200的口徑D3從連通於流入腔室101的一端至連通於流出腔室102的一端逐漸減小。因此，流管200中的氣態工作流體之流速以及液態工作流體之流速之間的差異得以減小，進而提升工作流體的回收效率。於其他實施例中，各流管的口徑亦可從連通於流入腔室的一端至連通於流出腔室的一端皆為一致的。

於本實施例中，這些擋板300固定於殼體100並位於容置空間105中而使得冷卻液在容置空間105中能停留更久的時間，進而增加工作流體以及冷卻液之間的熱交換效率。於本實施例中，這些擋板300各自具有多個穿孔301。至少部分的流管200分別穿設於各個擋板300的穿孔301。此外，這些擋板300彼此錯位，而能進一步提升冷卻液在容置空間105中停留的時間。於其他實施例中，擋板亦可無須彼此錯位。於再其他實施例中，擋板亦可無須具有穿孔而直接固定於流管的外壁面。於再其他實施例中，冷凝器亦可無須包含擋板300。

請參閱圖5，圖5為圖1中的冷凝器之流管以及毛細結構的剖面示意圖。毛細結構400分別設置於流管200的內壁面201中並分別於流管200中圍繞出一蒸氣通道202。於流管200中，氣態的工作流體主要沿蒸氣通道202流動，而液態的工作流體主要沿毛細結構400流動。毛細結構400得以協助液態的工作流體從流管200流動到流出腔室102進而促進工作流體的回收。於本實施例中，各個毛細結構400從各個流管200連通於流入腔室101的一端延伸至各個流管200連通於流出腔室102的一端，且各毛細結構400相對各個流管200的內壁面201的厚度T從靠近流入腔室101的一端至靠近流出腔室102的一端皆為一致的，但本發明並不以此為限。

請參閱圖6，圖6為根據本發明第二實施例的冷凝器之流管以及毛細結構的剖面示意圖。於本實施例中，於各個流管200a中，各毛細結構400a相對各個流管200a的內壁面201a的厚度Ta從靠近流入腔室101a的一端至靠近流出腔室102a的一端逐漸增加。如此一來，毛細結構400a所圍繞出的蒸氣通道202a則會從靠近流入腔室101a的一端漸縮至靠近流出腔室102a。因此，得以進一步使流管200a中的氣態工作流體之流速以及液態工作流體之流速之間的差異減小，進而提升工作流體的回收效率。

在本發明的一實施例中，本發明之冷凝器係可應用於伺服器，該伺服器係可用於人工智慧(英語：Artificial Intelligence，簡稱AI)運算、邊緣運算(Edge Computing)，亦可當作5G伺服器、雲端伺服器或車聯網伺服器使用。

雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10:冷凝器 100:殼體 101:流入腔室 102:流出腔室 103:第一流入口 104:第一流出口 105:容置空間 106:第二流入口 107:第二流出口 200:流管 201:內壁面 202:蒸氣通道 300:擋板 301:穿孔 400:毛細結構 D1,D2,D3:口徑 G:重力方向 T:厚度 101a:流入腔室 102a:流出腔室 200a:流管 201a:內壁面 202a:蒸氣通道 400a:毛細結構 Ta:厚度

圖1為根據本發明第一實施例的冷凝器之立體圖。圖2為圖1中的冷凝器之側視圖。圖3為圖1中的冷凝器沿另一視角之側視圖。圖4為圖1中的冷凝器之剖面示意圖。圖5為圖1中的冷凝器之流管以及毛細結構的剖面示意圖。圖6為根據本發明第二實施例的冷凝器之流管以及毛細結構的剖面示意圖。

10:冷凝器

100:殼體

101:流入腔室

102:流出腔室

103:第一流入口

104:第一流出口

105:容置空間

106:第二流入口

107:第二流出口

200:流管

300:擋板

301:穿孔

G:重力方向

Claims

一種冷凝器，用以透過一冷卻液冷卻一工作流體，該冷凝器包含：一殼體，包含一流入腔室、一流出腔室、一第一流入口、一第一流出口、一容置空間、一第二流入口以及一第二流出口，該流入腔室以及該流出腔室分別位於該殼體的相對兩側，該第一流入口以及該第一流出口分別連通於該流入腔室以及該流出腔室，該容置空間不連通於該流入腔室以及該流出腔室並用以容置該冷卻液，該第二流入口以及該第二流出口連通於該容置空間；多個流管，設置於該容置空間中，各該流管的相對兩端分別連通於該流入腔室以及該流出腔室，該工作流體用以從該流入腔室透過該些流管流動到該流出腔室；以及多個毛細結構，該些毛細結構分別設置於該些流管中；其中，該第一流入口較該第一流出口還靠近該第二流出口，且該第一流出口較該第一流入口還靠近該第二流入口。
如請求項1所述之冷凝器，更包含至少一擋板，該至少一擋板固定於該殼體並位於該容置空間中。
如請求項2所述之冷凝器，其中該至少一擋板具有多個穿孔，至少部分的該些流管分別穿設於該些穿孔。
如請求項2所述之冷凝器，其中該至少一擋板的數量為多個，該些擋板彼此錯位。
如請求項1所述之冷凝器，其中各該毛細結構從各該流管連通於該流入腔室的一端延伸至各該流管連通於該流出腔室的一端，且各該毛細結構的厚度從靠近該流入腔室的一端至靠近該流出腔室的一端皆為一致的。
如請求項1所述之冷凝器，其中各該毛細結構從各該流管連通於該流入腔室的一端延伸至各該流管連通於該流出腔室的一端，且各該毛細結構的厚度從靠近該流入腔室的一端至靠近該流出腔室的一端逐漸增加。
如請求項1所述之冷凝器，其中該第一流入口的口徑大於該第一流出口的口徑。
如請求項1所述之冷凝器，其中各該流管的口徑從連通於該流入腔室的一端至連通於該流出腔室的一端逐漸減小。
如請求項1所述之冷凝器，其中於一重力方向上，該殼體的該第一流入口位於該殼體的該第一流出口之上方。