TWI812368B - 液冷散熱結構 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種液冷散熱結構，液冷散熱結構包括散熱本體、分隔件、縱向隔板及散熱鰭片，散熱本體內部設有上、下並列的冷凝腔及蒸發腔；分隔件設置在冷凝腔與蒸發腔之間且分隔冷凝腔與蒸發腔，分隔件設有連通冷凝腔與蒸發腔的第一通口及第二通口，第一通口的尺寸大於第二通口的尺寸；縱向隔板容置於冷凝腔且設置在第一通口與第二通口之間，縱向隔板將冷凝腔分隔出一端相互連通與另一端連通第一通口的第一流道及另一端連通第二通口的第二流道；散熱鰭片自散熱本體的外周緣延伸。

Description

液冷散熱結構

本發明是有關於一種透過工作液體循環散熱的散熱結構，且特別是有關於一種液冷散熱結構。

現有的散熱裝置，主要係透過一貼附於熱源上的導熱板，再於導熱板上設置如以複數鰭片排列而成的散熱器，最後藉由導熱板將熱量傳遞至鰭片或散熱器上，從而提供散熱所需。

另外，隨著散熱需求不斷提升，散熱裝置可增設如風扇或借助水冷等外力提供散熱，導熱板可也透過熱管或均溫板等具有冷媒或工作流體等物質，來提高其散熱效率。

然而，散熱裝置在傳遞熱量上仍往往發生熱量集中於熱源處之情形，導致熱源處的熱累積無法有效釋放，造成散熱效率也無法進一步提升。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人開發之目標。

本發明提供一種液冷散熱結構，其係利用氣態工作流體會選擇孔洞尺寸較大的第一通口進入第一流道，以導引工作流體依序由第一流道、第二流道迴流至蒸發腔。

於本發明實施例中，本發明係提供一種液冷散熱結構，包括：一散熱本體，包含上、下疊接的一中空柱體及一盤形殼體，該中空柱體的內部形成有複數冷凝腔，該盤形殼體的內部形成有複數蒸發腔；一分隔件，設置在該複數冷凝腔與該複數蒸發腔之間且分隔該複數冷凝腔與該複數蒸發腔，該分隔件設有分別連通各該冷凝腔與各該蒸發腔的複數第一通口及複數第二通口，該第一通口的尺寸大於該第二通口的尺寸；複數縱向隔板，分別容置於各該冷凝腔且設置在各該第一通口與各該第二通口之間，該縱向隔板將該冷凝腔分隔出一端相互連通與另一端僅連通該第一通口的一第一流道及另一端僅連通該第二通口的一第二流道；以及複數散熱鰭片，自該散熱本體的外周緣延伸成型；其中，該中空柱體定義出一第一軸心線，該複數冷凝腔由自該中空柱體的內周緣相對兩側延伸有交於該第一軸心線且沿著該第一軸心線佈設的至少一第一直立隔片所分隔而成。

基於上述，因第一通口的尺寸大於第二通口的尺寸，使得工作流體通過第一通口與第二通口的壓力差可形成固定循環散熱方向，以導引工作流體穩定且快速地依序由第一通口、第一流道、第二流道、第二通口迴流至蒸發腔，進而讓蒸發腔的熱量有效釋放而避免熱累積，以達到液冷散熱結構具有優良地散熱效率。

10:液冷散熱結構

1:散熱本體

11:冷凝腔

111:第一流道

112:第二流道

12:蒸發腔

13:中空柱體

131:第一開口

132:第二開口

133:第一直立隔片

14:盤形殼體

141:透空口

142:第二直立隔片

2:分隔件

20:橫向隔板

21:第一通口

22:第二通口

23:凹溝

3:縱向隔板

4:散熱鰭片

5:密封蓋

6:工作流體

d1:第一軸心線

d2:第二軸心線

s:間距

圖1 係本發明液冷散熱結構之立體分解圖。

圖2 係本發明液冷散熱結構之另一立體分解圖。

圖3 係本發明液冷散熱結構之又一立體分解圖。

圖4 係本發明液冷散熱結構之立體組合圖。

圖5 係本發明液冷散熱結構之組合剖面圖。

圖6 係本發明液冷散熱結構之另一組合剖面圖。

圖7 係圖5中沿著二點鏈線剖開之剖面示意圖。

圖8 係本發明液冷散熱結構另一實施例之組合剖面圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本發明。

請參考圖1至圖7所示，本發明係提供一種液冷散熱結構，此液冷散熱結構10主要包括一散熱本體1、一分隔件2、一或複數縱向隔板3及複數散熱鰭片4。

如圖1至圖7所示，液冷散熱結構10垂直擺放時，散熱本體1內部設有上、下並列的一或複數冷凝腔11及一或複數蒸發腔12，即一或複數冷凝腔11設置在一或複數蒸發腔12的上方。

詳細說明如下，散熱本體1包含上、下疊接的一中空柱體13及一盤形殼體14，中空柱體13的內部形成有冷凝腔11及兩端設有連通冷凝腔11的第一開口131與第二開口132，盤形殼體14的內部形成有蒸發腔12及中間頂部設有連通蒸發腔12的透空口141，第一開口131與透空口141呈相對配置。

另外，本實施例之冷凝腔11的數量為複數，但不以此為限制。中空柱體13定義出一第一軸心線d1，複數冷凝腔11由自中空柱體13的內周緣相對兩側延伸有交於第一軸心線d1且沿著第一軸心線d1佈設的一或複數第一直立隔片133所分隔而成，使得被第一直立隔片133所分隔的冷凝腔11也沿著第一軸心線d1佈設。其中，本實施例之第一直立隔片133的數量為一，但不以此為限制。

再者，蒸發腔12的數量與冷凝腔11的數量相同，所以本實施例之蒸發腔12的數量為複數，但不以此為限制。盤形殼體14定義出一第二軸心線d2，複數蒸發腔12由自盤形殼體14的內頂壁、內底壁與內周緣相對兩側延伸有交於第二軸心線d2且沿著第二軸心線d2佈設的一或複數第二直立隔片142所分隔而成，使得被第二直立隔片142所分隔的蒸發腔12也沿著第二軸心線d2佈設。其中，本實施例之第二直立隔片142的數量為一，但不以此為限制。

如圖1至圖3、圖5、圖7所示，分隔件2填塞且密封於第一開口131與透空口141，以令分隔件2設置在冷凝腔11與蒸發腔12之間且分隔冷凝腔11與蒸發腔12，分隔件2設有連通冷凝腔11與蒸發腔12的第一通口21及第二通口22，第一通口21的尺寸大於第二通口22的尺寸。

如圖1至圖2、圖5、圖7所示，縱向隔板3容置於冷凝腔11且設置在第一通口21與第二通口22之間，縱向隔板3將冷凝腔11分隔出一端相互連通與另一端僅連通第一通口21的一第一流道111及另一端僅連通第二通口22的一第二流道112。

又，縱向隔板3的數量與冷凝腔11的數量相同，所以本實施例之縱向隔板3的數量為複數，但不以此為限制。各縱向隔板3的兩側自中空柱體13的內周緣與第一直立隔片133延伸且沿著第一軸心線d1佈設。

如圖1至圖5、圖7所示，複數散熱鰭片4自散熱本體1的外周緣延伸成型，進一步說明如下，複數散熱鰭片4自中空柱體13的外周緣延伸成型。

如圖1至圖2、圖4、圖7所示，本發明液冷散熱結構10更包括一或複數密封蓋5，密封蓋5罩蓋且密封於第二開口132。

另外，本實施例之第一開口131、第二開口132、透空口141、第一通口21、第二通口22、凹溝23及密封蓋5的數量與冷凝腔11的數量相同分別為複數，但不以此為限制。

其中，各第一通口21與各第二通口22連通各冷凝腔11與各蒸發腔12，各縱向隔板3容置於各冷凝腔11且設置在各第一通口21與各第二通口22之間，各透空口141連通各蒸發腔12，各凹溝23位在各第一通口21與各第二通口22之間，各第一開口131與各第二開口132連通各冷凝腔11，各密封蓋5罩蓋且密封於各第二開口132。

再者，分隔件2包含複數橫向隔板20，各第一通口21與各第二通口22自各橫向隔板20上開設，各橫向隔板20的上半段填塞且密封於各第一開口131，各橫向隔板20的下半段填塞且密封於各透空口141。

又，每一橫向隔板20的頂部設有位在各第一通口21與各第二通口22之間的一凹溝23，各縱向隔板3一端與各密封蓋5之間形成有一間距s及另一端嵌合於各凹溝23，從而令各第一流道111一端與各第二流道112相互連通與另一端連通第一通口21，各第二流道112一端與各第一流道111相互連通與另一端連通第二通口22。

此外，中空柱體13的內周緣與一或複數第一直立隔片133的外側共同圍設出複數第一開口131的內周緣與複數第二開口132的內周緣。

如圖6所示，本發明液冷散熱結構10更包括一工作流體6，工作流體6為冷媒，工作流體6容置於冷凝腔11及蒸發腔12。

如圖5至圖7所示，本發明液冷散熱結構10使用狀態，其係利用盤形殼體14的底面用於貼附熱源(圖未揭示)，使散熱本體1貼附熱源的位置設有蒸發腔12，蒸發腔12的液態工作流體6受熱汽化後形成氣態工作流體6，氣態工作流體6會選擇孔洞尺寸較大的第一通口21進入第一流道111，進而導引工作流體6自動依序流經孔洞尺寸較大的第一通口21、第一流道111、間距s、第二流道112及孔洞尺寸較小的第二通口22，因氣態工作流體6會將熱量傳遞給散熱鰭片4 而逐漸在冷凝腔11冷卻成液態工作流體6，最後液態工作流體6經由孔洞尺寸較小的第二通口22迴流至蒸發腔12。

藉此，因第一通口21的尺寸大於第二通口22的尺寸，使得工作流體6通過第一通口21與第二通口22的壓力差可形成固定循環散熱方向，以導引工作流體6穩定且快速地依序由第一通口21、第一流道111、第二流道112、第二通口22迴流至蒸發腔12，進而讓蒸發腔12的熱量有效釋放而避免熱累積，以達到液冷散熱結構10具有優良地散熱效率。

另外，再參考圖6所示，液冷散熱結構10水平擺放時，因單一個第一直立隔片133將中空柱體13內部分隔出以第一軸心線d1為中心對半的二個冷凝腔11，單一個第二直立隔片142將盤形殼體14內部分隔出以第二軸心線d2為中心對半的二個蒸發腔12，使得散熱本體1內部能以中心點為基準均勻區隔成二個區塊，且每一區塊又均勻填充有工作流體6，進而確定通常用於貼附熱源的盤形殼體14中間處保有預定量的工作流體6，即確保有預定量的工作流體6直接與熱源熱接觸。

請參考圖8所示，係本發明液冷散熱結構10之另一實施例，圖8之實施例與圖1至圖7之實施例大致相同，圖8之實施例與圖1至圖7之實施例不同之處在於第一直立隔片133(圖未揭示，請再參考圖1至圖2、圖5)與第二直立隔片142的數量為複數。

詳細說明如下，本實施例之第一直立隔片133(圖未揭示，請再參考圖1至圖2、圖5)與第二直立隔片142的數量為三，液冷散熱結構10水平擺放時，因三個第一直立隔片133將中空柱體13內部分隔出以第一軸心線d1為中心等分的六個冷凝腔11，三個第二直立隔片142將盤形殼體14內部分隔出以第二軸心線d2為中心等分的六個蒸發腔12，使得散熱本體1內部能以中心點為基準均勻區隔成複數個區塊，且每一區塊又均勻填充有工作流體6，進而確定通常用於 貼附熱源的盤形殼體14中間處保有更多預定量的工作流體6，即確保有更多預定量的工作流體6直接與熱源熱接觸，故第一直立隔片133(圖未揭示，請再參考圖1至圖2、圖5)與第二直立隔片142的數量越多，越能在盤形殼體14的中間處保留更多工作流體6。

綜上所述，本發明之液冷散熱結構，亦未曾見於同類產品及公開使用，並具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

10:液冷散熱結構

1:散熱本體

13:中空柱體

14:盤形殼體

4:散熱鰭片

5:密封蓋

Claims (9)

1. 一種液冷散熱結構，包括：一散熱本體，包含上、下疊接的一中空柱體及一盤形殼體，該中空柱體的內部形成有複數冷凝腔，該盤形殼體的內部形成有複數蒸發腔；一分隔件，設置在該複數冷凝腔與該複數蒸發腔之間且分隔該複數冷凝腔與該複數蒸發腔，該分隔件設有分別連通各該冷凝腔與各該蒸發腔的複數第一通口及複數第二通口，該第一通口的尺寸大於該第二通口的尺寸；複數縱向隔板，分別容置於各該冷凝腔且設置在各該第一通口與各該第二通口之間，該縱向隔板將該冷凝腔分隔出一端相互連通與另一端僅連通該第一通口的一第一流道及另一端僅連通該第二通口的一第二流道；以及複數散熱鰭片，自該散熱本體的外周緣延伸成型；其中，該中空柱體定義出一第一軸心線，該複數冷凝腔由自該中空柱體的內周緣相對兩側延伸有交於該第一軸心線且沿著該第一軸心線佈設的至少一第一直立隔片所分隔而成。
2. 如請求項1所述之液冷散熱結構，其中該中空柱體的兩端設有分別連通各該冷凝腔的複數第一開口與複數第二開口，該盤形殼體的中間頂部設有分別連通各該蒸發腔的複數透空口，該分隔件填塞且密封於各該第一開口與各該透空口。
3. 如請求項2所述之液冷散熱結構，其更包括複數密封蓋，各該密封蓋罩蓋且密封於各該第二開口，該複數散熱鰭片自該中空柱體的外周緣延伸成型。
4. 如請求項2所述之液冷散熱結構，其中該分隔件包含複數橫向隔板，各該第一通口與各該第二通口自各該橫向隔板上開設，各該橫向隔板填塞且密封於各該第一開口與各該透空口。
5. 如請求項4所述之液冷散熱結構，其中每一該橫向隔板的頂部設有位在各該第一通口與各該第二通口之間的一凹溝，各該縱向隔板一端與各該密封蓋之間形成有一間距及另一端嵌合於各該凹溝。
6. 如請求項1所述之液冷散熱結構，其中各該縱向隔板的兩側自該中空柱體的內周緣與該第一直立隔片延伸且沿著該第一軸心線佈設。
7. 如請求項1所述之液冷散熱結構，其中該中空柱體的內周緣與該至少一第一直立隔片的外側共同圍設出複數第一開口的內周緣與該複數第二開口的內周緣。
8. 如請求項1所述之液冷散熱結構，其中該盤形殼體定義出一第二軸心線，該複數蒸發腔由自該盤形殼體的內頂壁、內底壁與內周緣相對兩側延伸有交於該第二軸心線且沿著該第二軸心線佈設的至少一第二直立隔片所分隔而成。
9. 如請求項1所述之液冷散熱結構，其更包括一工作流體，該工作流體容置於該複數冷凝腔及該複數蒸發腔。

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