TWI831025B - 具有內迴路之導熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種具有內迴路之導熱裝置，包括均溫板與熱管；均溫板上設有至少一孔緣，熱管包含一外管與一內管，外管一端呈封閉狀、另一端呈開口狀且連通於孔緣，內管二端皆呈開口狀，且內管其中一端通過孔緣而連通於均溫板內部、另一端則順著外管軸向長度延伸而形成至少一通口，以通過通口而使外管在其呈封閉狀的該端處與內管內作連通；俾藉由內管位於該外管內部間而形成一環圍的間隙，且通過通口與間隙連通，而使均溫板與熱管內形成一內迴路者。

Description

具有內迴路之導熱裝置

本發明係與一種導熱元件有關，尤指一種具有內迴路之導熱裝置。

按，現有利用內部真空腔封存工作流體，並藉由受熱或冷凝與否而使工作流體產生汽液相變化的熱傳導元件，如熱管(Heat pipe)或導熱板(Vapor chamber)等，已被廣泛利用於散熱場合上。同時，也由於導熱板(亦稱之「均溫板」)在形狀上具有大面積貼附熱源的特性，故常作為貼附熱源的受熱部，再搭配與熱管結合後，可通過熱管豎立連通於導熱板內部，而使導熱板內部的工作流體汽化後流入熱管作冷凝，再使經冷凝而液化的工作流體回流至導熱板內，藉以達到循環熱交換之目的。

然而，由於熱管本身即為一管狀體，其一端口雖由導熱板一表面結合並連通至內部，但也代表著熱管與導熱板間的連通僅得透過該端端口。所以，受熱而汽化的工作流體與冷凝而液化的工作流體，在彼此流動方向相反且皆需通過該端口的情況下，於前述的端口處會造成汽化的工作流體與冷凝而液化的工作流體相衝突而影響熱交換效率。更甚者，如使得液態工作流體無法回 流至導熱板內，即容易造成作為受熱的導熱板發生乾燒，以致無法維持原有的導熱及熱交換效能。

有鑑於此，本發明人係為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的，在於可提供一種具有內迴路之導熱裝置，其係通過內、外管的設計，以提供均溫板與熱管組合而成的導熱裝置具有內迴路，可避免汽化的工作流體與回復成液態的工作流體在流動方向上相衝突等問題，進而使熱交換循環更為順利。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種具有內迴路之導熱裝置，包括一均溫板、以及至少一熱管；均溫板具有相互蓋合而構成內部中空狀的一第一板體與一第二板體，且第二板體上設有至少一孔緣；熱管包含一外管、以及一穿設於外管內的內管，外管一端呈封閉狀、另一端呈開口狀且連通於孔緣，而內管二端皆呈開口狀，且內管其中一端通過孔緣而連通於均溫板內部、另一端則順著外管軸向長度延伸而形成至少一通口，以通過通口而使外管在其呈封閉狀的該端處與內管內作連通；其中，內管位於外管內部間而形成一環圍的間隙，並通過通口與間隙的連通，而使均溫板與熱管內具有一由均溫板內部連通該內管下端、且通過內管內而由通口連通至外管內、再經由間隙連通至均溫板內的內迴路者。

<本發明>

1:均溫板

10:第一板體

100:容置部

101:除氣部

101a:除氣口

11:第二板體

110:孔緣

111:除氣部

12:毛細結構

13:支撐結構

2:熱管

20:外管

200:溝槽

21:內管

210:通口

22:毛細環

220:間隙

3:鰭片

4:熱源

圖1係本發明之立體分解示意圖。

圖2係本發明之立體組合示意圖。

圖3係本發明之局部立體分解示意圖。

圖4係本發明之組合剖面示意圖。

圖5係根據圖4之局部放大示意圖。

圖6係本發明實際應用之剖面示意圖。

為了使 貴審查委員能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱圖1及圖2，係分別為本發明之立體分解示意圖及立體組合示意圖。本發明係提供一種具有內迴路之導熱裝置，包括一均溫板1、以及至少一熱管2；其中：該均溫板1係具有相互蓋合而構成內部中空的一第一板體10與一第二板體11；而在本發明所舉之實施例中，係由該第一板體10凹設一容置部100，以供第二板體11蓋設後而構成所述中空狀者。此外，該均溫板1內部亦可設有一毛細結構12、以及複數支撐於第一板體10與第二板體11之間的支撐結構13；所述毛細結構12可為編織網或粉末燒結而成，所述支撐結構13可為粉末燒結而成，且如毛細結構12與支撐結構13皆為粉末燒結時，彼此可一體燒結而成。

承上所述，上述第一、二板體10、11皆具有一側向延伸而出的除氣部101、111，且相蓋合後可預留一除氣口101a，通過該除氣口101a提供第一、二板體10、11封合時的除氣作業，並可於除氣完成後將除氣部101、111予以密封壓合，視需求亦可進一步將除氣部101、111予以裁去。

再請一併參閱圖3所示，該熱管2係豎立設於上述均溫板1上。而在本發明所舉之實施例中，所述熱管2係豎立設於上述第二板體11上；進一步地，該第二板體11上係設有至少一供所述熱管2穿設的孔緣110，而各熱管2皆包含一外管20、以及一穿設於該外管20內的內管21，其中該外管20一端呈封閉狀、另一端呈開口狀且連通於該孔緣110，而該內管21二端皆呈開口狀，且其中一端通過該孔緣110而連通於均溫板1內部，另一端則順著該外管20軸向長度延伸而形成至少一通口210，以通過該通口210而使該外管20在其呈封閉狀的該端處與該內管21內作連通，即如圖5所示。

請一併參閱圖4及圖5所示，本發明主要係透過上述內管21設於外管20內部間而形成一環圍的間隙220，並通過上述通口210與該間隙220的連通，而使均溫板1與熱管2內具有一由該均溫板1內部連通該內管21下端、且通過該內管21內而由該通口210連通至該外管20內、再經由該間隙220連通回該均溫板內的內迴路者。

是以，藉由上述之構造組成，即可得到本發明具有內迴路之導熱裝置。

據此，請先參閱圖6所示，本發明在使用時，所述熱管2較佳為複數，並可於各熱管2上穿設或結合複數鰭片3以幫助凝冷，並通過均溫板1貼附於一熱源4上以提供該熱源4作散熱。如圖5所示，當均溫板1經由熱源4 提供的熱量而使其內部的工作流體汽化時，汽化的工作流體(如圖式中以虛線的箭頭表示)會通過熱管2的內管21下端而能順勢向上流通，再經由位於內管21上端的通口210而至外管20內；此時，由於外管20係與外界的溫度相當且可提供鰭片3作冷凝，因此汽化的工作流體經由降溫後可回復成液態(如圖式中以實線的箭頭表示)，並附著於外管20內壁而順著環狀的間隙220回流至均溫板1內，且在回流的過程中已與通過內管21內的汽化工作流體區隔，使得彼此不會互相干擾，從而能維持各自的流速以順勢進行熱傳遞及熱交換，避免液態工作流體無法回流而發生乾燒等情事。

此外，本發明在熱管2的外管20內壁可設有沿軸向延伸的溝槽200，並於外管20與內管21下端間可增設一毛細環22，所述毛細環22亦可由粉末燒結而成，並結合於外管20下端內的溝槽200與內管21下端外壁間，除了提供外管20與內管21固定結合外，主要即作為通過間隙220迴流的液態工作流體聚集於該毛細環22內後而滴入均溫板1內部。該內管21內壁則可為平滑管壁，而外壁亦可視需求增設如溝槽等毛細結構(圖略)。

綜上所述，本發明確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，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。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術、手段等變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

1:均溫板

10:第一板體

11:第二板體

110:孔緣

12:毛細結構

2:熱管

20:外管

200:溝槽

21:內管

210:通口

22:毛細環

220:間隙

Claims (10)

1. 一種具有內迴路之導熱裝置，包括：一均溫板，具有相互蓋合而構成內部中空狀的一第一板體與一第二板體，且該第二板體上設有至少一孔緣；以及至少一熱管，包含一外管、以及一穿設於該外管內的內管，該外管一端呈封閉狀、另一端呈開口狀且連通於該孔緣，而該內管二端皆呈開口狀，且該內管其中一端通過該孔緣而連通於該均溫板內部、另一端則順著該外管軸向長度延伸而形成至少一通口，以通過該通口而使該外管在其呈封閉狀的該端處與該內管內作連通；其中，該內管位於該外管內部間而形成一環圍的間隙，並通過該通口與該間隙的連通，而使該均溫板與該熱管內具有一由該均溫板內部連通該內管下端、且通過該內管內而由該通口連通至該外管內、再經由該間隙連通至該均溫板內的內迴路者。
2. 如請求項1所述之具有內迴路之導熱裝置，其中該均溫板內部係設有毛細結構。
3. 如請求項1或2所述之具有內迴路之導熱裝置，其中該均溫板內部係設有複數支撐於該第一板體與該第二板體之間的支撐結構。
4. 如請求項1所述之具有內迴路之導熱裝置，其中該第一板體係凹設一容置部，且供該第二板體蓋設後而構成該均溫板所述內部中空狀者。
5. 如請求項1所述之具有內迴路之導熱裝置，其中所述熱管係為複數，且該孔緣亦視所述熱管之數量而增設為複數。
6. 如請求項1或5所述之具有內迴路之導熱裝置，其中所述熱管上係設有複數鰭片。
7. 如請求項1或5所述之具有內迴路之導熱裝置，其中所述熱管的外管內壁係設有沿軸向延伸的溝槽。
8. 如請求項7所述之具有內迴路之導熱裝置，其中該外管與該內管下端間係設有一毛細環。
9. 如請求項7所述之具有內迴路之導熱裝置，其中該內管內壁係為平滑管壁。
10. 如請求項9所述之具有內迴路之導熱裝置，其中該內管外壁係具有溝槽。

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