TWM450187U - 循環式熱虹吸散熱裝置 - Google Patents

Description

循環式熱虹吸散熱裝置

本創作係有關於一種散熱裝置，尤指一種循環式熱虹吸散熱裝置。

散熱裝置廣泛運用於各大產業，例如：操場、賣場、工廠等場所會裝設天井燈為主要光源，此天井燈的燈源逐漸由低耗電的LED取代，但LED會產生大量的熱能，因此需要在天井燈上加裝散熱裝置，以幫助LED達到散熱功效。另外，例如：機房等場所會裝設大型電腦、伺服器或儀器等設備，其長時間運作下也會累積熱量之產生，因此，為避免設備損壞，也會在設備上加裝散熱裝置，以達到散熱功能。

傳統的散熱裝置，如中華民國新型專利公告號「M256674」號之『迴路式散熱裝置』，其揭露一種迴路式散熱裝置，此迴路式散熱裝置主要包括一導熱件、一迴路式熱管及一工作流體，工作流體流通於迴路式熱管內部，迴路式熱管具有一蒸發段及一冷凝段，蒸發段固定在導熱件上，冷凝段可配置有散熱鰭片或風扇，使工作流體自蒸發段將熱能帶至冷凝段發散，而達到散熱之效能。

然而，上述迴路式散熱裝置具有以下缺點，通常迴路式熱管在蒸發段及冷凝段需要配置較多的數量以供散熱之作用；迴路式熱管在蒸發段及冷凝段以外的區域，其僅作引流功用，故迴路式熱管在蒸發段及冷凝段以外的區域反而需要配置較少的數量，以降低整體散熱裝置之體積。但因迴路式熱 管為單一管體之型態，使各區域的迴路式熱管數量皆為相同，導致迴路式散熱裝置無法同時具備體積短小及散熱效率高之優點。

有鑑於此，本創作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，即成為本創作人改良之目標。

本創作之一目的，在於提供一種循環式熱虹吸散熱裝置，其係利用蒸發管及冷凝管件之間連接有連通組件，使蒸發管及冷凝管件之數量可視需求增減，以達到熱虹吸散熱裝置同時具有體積短小及散熱效率高之功效。

為了達成上述之目的，本創作係提供一種循環式熱虹吸散熱裝置，包括：一蒸發器，包含一導熱件及複數蒸發管，該導熱件設有複數穿孔，各該蒸發管穿設定位於各該穿孔；一冷凝器，包含一冷凝管件；以及一連通組件，包含一第一桶體及一第二桶體，各該蒸發管的兩端分別連通該第一桶體及該第二桶體，該冷凝管件的兩端分別連通該第一桶體及該第二桶體，從而令各該蒸發管、該冷凝管件、該第一桶體及該第二桶體內部共同形成一迴路。

本創作還具有以下功效：

第一、蒸發管及冷凝管件之間的連接是利用連通組件，使蒸發管及冷凝管件無須一體成型，讓蒸發管及冷凝管件之數量可分別視需求自行增減，以達到熱虹吸散熱裝置具有體積短小及散熱效率高之功效。

第二、導熱件設有各數穿孔，各蒸發管穿設定位於各穿孔，使各蒸發管幾乎以並列的方式排列，讓導熱件上可配設更多的蒸發管，進而提升本創作熱虹吸散熱裝置的散熱效果。

第三、本創作熱虹吸散熱裝置更包括工作流體，工作流體流通於迴路，並 在迴路內部抽真空，讓工作流體受壓力牽引而自行流動於迴路，使熱虹吸散熱裝置透過蒸發器、冷凝器連通組件及工作流體共同散熱，達到本創作熱虹吸散熱裝置具有極佳地散熱效率。

第四、第一桶體為儲液桶，儲液桶可增加液態工作流體之儲存量，以達到熱虹吸散熱裝置之迴路對突然升高的熱量具有良好地緩衝能力，同時讓匯流的工作流體集中並均勻分流入各蒸發管，以穩定各蒸發管之導熱效率。

第五、第二桶體為儲氣桶，儲氣桶可增加汽態工作流體之儲存量，以具有匯流之功效，並透過儲氣桶連通各蒸發管及冷凝管件，使冷凝管件數量無須和各蒸發管數量一樣多，以減少冷凝管件的數量，讓本創作熱虹吸散熱裝置具有體積短小之特點。

第六、各蒸發管兩端分別連通於第一桶體及第二桶體，導熱件具有一受熱面，第二桶體和受熱面的高低位差大於第一桶體和受熱面的高低位差，使第二桶體(即儲氣桶)的位置高於第一桶體(即儲液桶)的位置，讓汽態的工作流體因比重較輕而往高處流出，液態的工作流體因比重較重而自低處流進，以穩定工作流體之流動，達到加速熱虹吸散熱裝置的循環冷卻速率，提升熱虹吸散熱裝置之散熱效果。

第七、冷凝管件可視情況增加冷凝管之數量，連通組件也可配合冷凝管件而增加桶體之數量，以調整熱虹吸散熱裝置之體積及散熱效率。

第八、冷凝器更包含散熱鰭片，冷凝管件固定有散熱鰭片之處，其由汽態的工作流體進入之端部起逐漸朝接近導熱件方向傾斜，使汽態的工作流體透過散熱鰭片冷卻而變成液態時，液態的工作流體係順勢往下方流動，同時液態的工作流體比重較重，進而加速液態的工作流體流動，而快速地補入蒸發管，達到穩定工作流體的散熱效率。

第九、冷凝管件於鄰近第一桶體之處形成有頸縮部，使頸縮段的內徑尺寸小於蒸發管的內徑尺寸，以避免蒸發管內部之工作流體倒流入冷凝管件內，達到工作流體具有穩定流動之特點。

10‧‧‧熱虹吸散熱裝置

1‧‧‧蒸發器

11‧‧‧導熱件

111‧‧‧穿孔

112‧‧‧受熱面

113‧‧‧放置面

114‧‧‧透口

12‧‧‧蒸發管

121‧‧‧平面

122‧‧‧入液端

123‧‧‧出氣端

2‧‧‧冷凝器

21‧‧‧冷凝管件

211‧‧‧第一冷凝管

2111‧‧‧入氣端

2112‧‧‧出液端

212‧‧‧第二冷凝管

2121‧‧‧進液端

2122‧‧‧排液端

2123‧‧‧頸縮部

213‧‧‧導流輔助管

2131‧‧‧進氣端

2132‧‧‧出氣端

214‧‧‧冷凝管

2141‧‧‧導液端

2142‧‧‧導氣端

2143‧‧‧U型段

2144‧‧‧頸縮部

215‧‧‧延伸段

2151‧‧‧末端

22‧‧‧散熱鰭片

3‧‧‧連通組件

31‧‧‧第一桶體

32‧‧‧第二桶體

33‧‧‧第三桶體

34‧‧‧第四桶體

4‧‧‧迴路

5‧‧‧工作流體

6‧‧‧儲液桶

7‧‧‧儲氣桶

8‧‧‧填充頭

s1、s2‧‧‧高低位差

100‧‧‧發熱元件

第一圖係本創作熱虹吸散熱裝置第一實施例之立體組合圖。

第二圖係本創作蒸發管欲穿設穿孔之示意圖。

第三圖係本創作蒸發管已穿設穿孔之示意圖。

第四圖係本創作導熱件第一實施例之剖面示意圖。

第五圖係本創作導熱件第二實施例之剖面示意圖。

第六圖係本創作導熱件第三實施例之剖面示意圖。

第七圖係本創作熱虹吸散熱裝置第一實施例之使用狀態示意圖。

第八圖係本創作熱虹吸散熱裝置第二實施例之立體組合圖。

第九圖係本創作熱虹吸散熱裝置第二實施例之使用狀態示意圖。

第十圖係本創作熱虹吸散熱裝置第三實施例之立體組合圖。

第十一圖係本創作熱虹吸散熱裝置第四實施例之立體組合圖。

有關本創作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，並非用於侷限本創作。

請參考第一至七圖所示，本創作係提供一種循環式熱虹吸散熱裝置，此熱虹吸散熱裝置10主要包括一蒸發器1、一冷凝器2及一連通組件3。

蒸發器1包含一導熱件11及複數蒸發管12，各蒸發管12的兩端分別具有一入液端122及一出氣端123；另外，如第二至四圖所示，係本創作導熱件11第一實施例，導熱件11設有複數穿孔111，各蒸發管12穿設定位於各穿孔111。

再者，如第五圖所示，係本創作導熱件11第二實施例，其中導熱件11具有相對的一受熱面112及一放置面113，各穿孔111設有形成在放置面113一透口114，各蒸發管12局部透過各透口114裸露於放置面113；又，如第六圖所示，係本創作導熱件第三實施例，導熱件11具有一受熱面112，各穿孔111設有形成在受熱面112一透口114，各蒸發管12具有裸露於各透口114的一平面121，各平面121受壓制以和受熱面112齊平。

冷凝器2包含一冷凝管件21及複數散熱鰭片22；進一步說明如下，冷凝管件21包含複數第一冷凝管211及至少一第二冷凝管212，各第一冷凝管211兩端具有一入氣端2111及一出液端2112，第二冷凝管212兩端具有一進液端2121及一排液端2122，各散熱鰭片22固定於該等第一冷凝管211，且各第一冷凝管211自入氣端2111起至出液端2112逐漸朝接近導熱件11方向傾斜。

連通組件3包含一第一桶體31及一第二桶體32，各蒸發管12的兩端分別連通第一桶體31及第二桶體32，冷凝管件21的兩端分別連通第一桶體31及第二桶體32，從而令各蒸發管12、冷凝管件21、第一桶體31及第二桶體32內部共同形成一迴路4；詳細說明如下，各蒸發管12之入液端122連通於第一桶體31，各出氣端123連通於第二桶體32，導熱件11具有一受熱面112，第二桶體32和受熱面112的高低位差s1大於第一桶體31和受熱面112的高低位差s2。

另外，連通組件3包含一第三桶體33，各第一冷凝管211之入氣端2111連通 於第二桶體32，各出液端2112連通於第三桶體33，第二冷凝管212之進液端2121連通於第三桶體33，排液端2122連通於第一桶體31；另外，第二冷凝管212於鄰近第一桶體31之處形成有一頸縮部2123。

本創作循環式熱虹吸散熱裝置更包括一工作流體5，工作流體5流通於迴路4，並在迴路4內部抽真空，讓工作流體5受壓力牽引而自行流動於迴路4；另外，第一桶體31為一儲液桶6，第二桶體32為一儲氣桶7，第三桶體33為一儲液桶6。其中，工作流體5為水或冷媒。

另外，第一桶體31或第二桶體32上設有連通迴路4的一填充頭8，對填充頭8抽真空，再將工作流體3灌入迴路4中，使工作流體3容置於迴路4內。

本創作循環式熱虹吸散熱裝置之組合，其係利用，蒸發器1包含導熱件11及各蒸發管12，導熱件11設有各穿孔111，各蒸發管12穿設定位於各穿孔111；冷凝器2包含冷凝管件21；連通組件3包含第一桶體31及第二桶體32，各蒸發管12的兩端分別連通第一桶體31及第二桶體32，冷凝管件21的兩端分別連通第一桶體31及第二桶體32，從而令各蒸發管12、冷凝管件21、第一桶體31及第二桶體32內部共同形成迴路4。藉此，蒸發管12及冷凝管件21之間的連接是利用連通組件3，使蒸發管12及冷凝管件21無須一體成型，讓蒸發管12及冷凝管件21之數量可分別視需求自行增減，以達到熱虹吸散熱裝置10具有體積短小及散熱效率高之功效。

另外，導熱件11設有各數穿孔111，各蒸發管12穿設定位於各穿孔111，使各蒸發管12幾乎以並列的方式排列，讓導熱件11上可配設更多的蒸發管12，進而提升本創作熱虹吸散熱裝置10的散熱效果。

如第七圖所示，係本創作熱虹吸散熱裝置第一實施例之使用狀態，首先發熱元件100固定在受熱面112上，工作流體5為液態並自第一桶體31流入各 蒸發管12，此各蒸發管12接收發熱元件100之熱量，而讓內部的工作流體5受熱變成汽態；又，汽態的工作流體5自各蒸發管12進入第二桶體32，再由第二桶體32進入各第一冷凝管211；又，因散熱鰭片22固定於該等第一冷凝管211，使汽態的工作流體5之熱量透過散熱鰭片22發散，而變成液態的工作流體5；最後，液態的工作流體5由各第一冷凝管211流入第三桶體33，再自第三桶體33起經由第二冷凝管212進入第一桶體31，而形成迴路4。 藉此，本創作熱虹吸散熱裝置10更包括工作流體5，工作流體5流通於迴路4，並在迴路4內部抽真空，讓工作流體5受壓力牽引而自行流動於迴路4，使熱虹吸散熱裝置10透過蒸發器1、冷凝器2連通組件3及工作流體5共同散熱，達到本創作熱虹吸散熱裝置10具有極佳地散熱效率。

另外，第一桶體31為儲液桶6，儲液桶6可增加液態工作流體5之儲存量，以達到熱虹吸散熱裝置10之迴路4對突然升高的熱量具有良好地緩衝能力，同時讓匯流的工作流體5集中並均勻分流入各蒸發管12，以穩定各蒸發管12之導熱效率。

再者，第二桶體32為儲氣桶7，儲氣桶7可增加汽態工作流體5之儲存量，以具有匯流之功效，並透過儲氣桶7連通各蒸發管12及冷凝管件21，使冷凝管件21數量無須和各蒸發管12數量一樣多，以減少冷凝管件21的數量，讓本創作熱虹吸散熱裝置10具有體積短小之特點。

又，各蒸發管12之入液端122連通於第一桶體31，各出氣端123連通於第二桶體32，導熱件11具有一受熱面112，第二桶體32和受熱面112的高低位差s1大於第一桶體31和受熱面112的高低位差s2，使第二桶體32(即儲氣桶7)的位置高於第一桶體31(即儲液桶6)的位置，讓汽態的工作流體5因比重較輕而往高處流出，液態的工作流體5因比重較重而自低處流進，以穩定工作流體5之流動，達到加速熱虹吸散熱裝置10的循環冷卻速率，提升熱虹 吸散熱裝置之散熱效果。

此外，此冷凝管件21包含第一冷凝管211及第二冷凝管212，連通組件3更包含第三桶體33，第一冷凝管211兩端分別連通於第二桶體32及第三桶體33，第二冷凝管212兩端分別連通於第三桶體33及第一桶體31。故，冷凝管件21可視情況增加冷凝管之數量，連通組件3也可配合冷凝管件21而增加桶體之數量，以調整熱虹吸散熱裝置10之體積及散熱效率。

並且，冷凝器2更包含散熱鰭片22，各散熱鰭片22固定於第一冷凝管211，且各第一冷凝管211自入氣端2111起至出液端2112逐漸朝接近導熱件11方向傾斜，即冷凝管件21固定有散熱鰭片22之處，其由汽態的工作流體5進入之端部起逐漸朝接近導熱件11方向傾斜，使汽態的工作流體5透過散熱鰭片22冷卻而變成液態時，液態的工作流體5係順勢往下方流動，同時液態的工作流體5比重較重，進而加速液態的工作流體5流動，而快速地補入蒸發管12，達到穩定工作流體的散熱效率。

最後，第二冷凝管212於鄰近第一桶體31之處形成有頸縮部2123，即冷凝管件21於鄰近第一桶體31之處形成有頸縮部2123，使頸縮段2123的內徑尺寸小於蒸發管12的內徑尺寸，以避免蒸發管12內部之工作流體5倒流入冷凝管件21內，達到工作流體5具有穩定流動之特點。

請參考第八至九圖所示，係本創作熱虹吸散熱裝置第二實施例，此連通組件3更包含一第四桶體34，冷凝管件21更包含至少一導流輔助管213，導流輔助管213兩端具有一進氣端2131及一出氣端2132，並導流輔助管213之進氣端2131連通於第二桶體32，出氣端2132連通於第四桶體34，各第一冷凝管211之入氣端2111連通於第四桶體34，各出液端2112連通於第三桶體33，第二冷凝管212之進液端2121連通於第三桶體33，排液端2122連通於第一桶體31，第四桶體34為一儲氣桶7。藉此，達成相同於上述之功效及功能 。

請參考第十圖所示，係本創作熱虹吸散熱裝置第三實施例，其中，第二桶體32可為直立狀，也可如第一至二圖所示為平躺狀，同理，如第一圖或第八圖所示之第一桶體31、第三桶體33或第四桶體34也可為直立狀或平躺狀，同時第一桶體31、第二桶體32、第三桶體33或第四桶體34之外型也不被限制，其可為圓形、橢圓形或任何幾合外型。

請參考第十一圖所示，係本創作熱虹吸散熱裝置第四實施例，其中，冷凝管件21包含一冷凝管214，冷凝管214兩端分別具有一導液端2141及一導氣端2142，導液端2141連通於第一桶體31，導氣端2142連通於第二桶體32。藉此，工作流體5流通於迴路4，並在迴路4內部抽真空，讓工作流體5受壓力牽引而自行流動於迴路4，使熱虹吸散熱裝置10透過蒸發器1、冷凝器2連通組件3及工作流體5共同散熱，達到本創作熱虹吸散熱裝置10具有極佳地散熱效率。

另外，冷凝管214具有彎曲有至少一U型段2143，各散熱鰭片22固定在U型段2143，且冷凝管214自導氣端2142朝遠離導熱件11方向形成一延伸段215，延伸段215具有一末端2151，冷凝管214並自末端2151始形成U型段2143，U型段2143自末端2151起逐漸朝接近導熱件11方向傾斜，即冷凝管件21固定有散熱鰭片22之處，其由汽態的工作流體5進入之端部起逐漸朝接近導熱件11方向傾斜，使汽態的工作流體5透過散熱鰭片22冷卻而變成液態時，液態的工作流體5係順勢往下方流動，同時液態的工作流體5比重較重，進而加速液態的工作流體5流動，而快速地補入蒸發管12，達到穩定工作流體5的散熱效率。

再者，冷凝管214於鄰近第一桶體31之處形成有頸縮部2144，即冷凝管件21於鄰近第一桶體31之處形成有頸縮部2123，使頸縮段2123的內徑尺寸小 於蒸發管12的內徑尺寸，以避免蒸發管12內部之工作流體5倒流入冷凝管件21內，達到工作流體5具有穩定流動之特點。

綜上所述，本創作之循環式熱虹吸散熱裝置，確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，並具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合新型專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障創作人之權利。

10‧‧‧熱虹吸散熱裝置

1‧‧‧蒸發器

11‧‧‧導熱件

12‧‧‧蒸發管

2‧‧‧冷凝器

21‧‧‧冷凝管件

211‧‧‧第一冷凝管

212‧‧‧第二冷凝管

2123‧‧‧頸縮部

22‧‧‧散熱鰭片

3‧‧‧連通組件

31‧‧‧第一桶體

32‧‧‧第二桶體

33‧‧‧第三桶體

6‧‧‧儲液桶

7‧‧‧儲氣桶

8‧‧‧填充頭

Claims (12)

1. 一種循環式熱虹吸散熱裝置，包括：一蒸發器，包含一導熱件及複數蒸發管，該導熱件設有複數穿孔，各該蒸發管穿設定位於各該穿孔；一冷凝器，包含一冷凝管件；以及一連通組件，包含一第一桶體及一第二桶體，各該蒸發管的兩端分別連通該第一桶體及該第二桶體，該冷凝管件的兩端分別連通該第一桶體及該第二桶體，從而令各該蒸發管、該冷凝管件、該第一桶體及該第二桶體內部共同形成一迴路。
2. 如請求項1所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中該導熱件具有相對的一受熱面及一放置面，各該穿孔設有形成在該放置面一透口，各該蒸發管局部透過各該透口裸露於該放置面。
3. 如請求項1所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中該導熱件具有一受熱面，各該穿孔設有形成在該受熱面一透口，各該蒸發管具有裸露於各該透口的一平面，各該平面和該受熱面齊平。
4. 如請求項1所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其更包括一工作流體，該工作流體流通於該迴路，各該蒸發管的兩端分別具有一入液端及一出氣端，各該入液端連通於該第一桶體，各該出氣端連通於該第二桶體，該導熱件具有一受熱面，該第二桶體和該受熱面的高低位差大於該第一桶體和該受熱面的高低位差，該第一桶體為一儲液桶，該第二桶體為一儲氣桶。
5. 如請求項4所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中該工作流體為水或冷媒。
6. 如請求項4所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中該冷凝器更包含複數散熱 鰭片，該連通組件更包含一第三桶體，該冷凝管件包含複數第一冷凝管及至少一第二冷凝管，各該第一冷凝管兩端具有一入氣端及一出液端，該第二冷凝管兩端具有一進液端及一排液端，各該散熱鰭片固定於該等第一冷凝管，並各該入氣端連通於該第二桶體，各該出液端連通於該第三桶體，該進液端連通於該第三桶體，該排液端連通於該第一桶體，該第三桶體為一儲液桶。
7. 如請求項4所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中該冷凝器更包含複數散熱鰭片，該連通組件更包含一第三桶體及一第四桶體，該冷凝管件包含複數第一冷凝管、至少一第二冷凝管及至少一導流輔助管，各該第一冷凝管兩端具有一入氣端及一出液端，該第二冷凝管兩端具有一進液端及一排液端，該導流輔助管兩端具有一進氣端及一出氣端，各該散熱鰭片固定於該等第一冷凝管，並該進氣端連通於該第二桶體，該出氣端連通於該第四桶體，各該入氣端連通於該第四桶體，各該出液端連通於該第三桶體，該進液端連通於該第三桶體，該排液端連通於該第一桶體，該第三桶體為一儲液桶，該第四桶體為一儲氣桶。
8. 如請求項6或7所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中各該第一冷凝管自該入氣端起至該出液端逐漸朝接近該導熱件方向傾斜。
9. 如請求項6或7所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中該第二冷凝管於鄰近該第一桶體之處形成有一頸縮部。
10. 如請求項4所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中該冷凝器更包含複數散熱鰭片，該冷凝管件包含一冷凝管，該冷凝管兩端分別具有一導液端及一導氣端，該導液端連通於該第一桶體，該導氣端連通於該第二桶體，該冷凝管具有彎曲有至少一U型段，該等散熱鰭片固定在該U型段。
11. 如請求項10所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中該冷凝管自該導氣端朝遠離該導熱件方向形成一延伸段，該延伸段具有一末端，該冷凝管並自 該末端始形成該U型段，該U型段自該末端起逐漸朝接近該導熱件方向傾斜。
12. 如請求項10所述之循環式熱虹吸散熱裝置，其中該冷凝管於鄰近該第一桶體之處形成有一頸縮部。