TWM547657U - 熱交換組合結構 - Google Patents

Description

熱交換組合結構

本創作涉及一種熱交換組合結構的領域，尤其是一種均溫板和熱管組合的結構。

習知的均溫板為一種板狀熱管，於內部真空的環境內注入工作液體，藉由工作流體的液氣相變化執行熱交換之功能。習知的均溫板具有板狀外型，其一般由兩相蓋合的蓋板所組成，利用大表面積的兩板面分別作為受熱端和散熱端。均溫板的內部則一般設有毛細組織(wick structure)以加速工作流體的汽化和流動。

為更迅速排除電子元件運作產生的熱量，現今會結合均溫板和熱管來作為散熱裝置。台灣專利號M488038揭露一種具有毛細構件的散熱裝置，其包含一毛細構件，毛細構件具有貼近殼體內的第一毛細結構的一塊體以及由塊體延伸、貼近熱管內的第二毛細結構的一穿設部。台灣專利號M517314揭露一種散熱裝置，其熱管的一開放端插接於殼體的頂側的開口內，且開放端處一體延伸出一延伸部底接至該殼體腔室內的殼體底側。台灣專利號M522331揭露一種熱管和均溫板組接結構，熱管以開口位置處的止檔部對應殼體上的環牆。台灣專利號M532047揭露一種均溫板和熱管組合結構，其下殼體內具有立板可供熱管穿經其中，由熱管內延伸出來的毛細組織 可和殼體內的毛細組織貼接。台灣專利號M533401揭露一種散熱裝置，其熱管內具有至少一纖維束的毛細材可接觸殼體內的毛細材。台灣專利號M534370亦揭露一種均溫板和熱管組合結構，其熱管的一固定段連接至均溫板的上金屬殼，藉以使得熱管內的毛細組織和殼體內的毛細組織相連接。

本案提供一種熱交換組合結構，其包括一均溫板和與均溫板相連的一熱管，均溫板和熱管內皆覆有毛細組織，在毛細組織具有相同厚度的前提下，形成熱管內的毛細組織的粉粒徑大於形成均溫板的毛細組織的粉粒徑，其可優化傳熱和散熱的效果。

本案提供一種熱交換組合結構，其包括一均溫板和與均溫板相連的一熱管，均溫板和熱管內皆覆有毛細組織，在毛細組織具有不同厚度的前提下，形成熱管內的毛細組織的粉粒徑小於形成均溫板的毛細組織的粉粒徑，其可優化傳熱和散熱的效果。

依據上述，一種熱交換組合結構，包括：一均溫板，其包括相對蓋合的一第一蓋板和一第二蓋板以及一第一毛細組織，該第一蓋板和該第二蓋板之間為中空而形成一第一腔室，該第一毛細組織暴露於該第一腔室中，其中，該第一毛細組織由一第一粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有一第一厚度；及與該均溫板相連的一熱管，其包括一管體和一第二毛細組織，該管體內為中空而形成一第二腔室且該第二腔室和該第一腔室相連通，該第二毛細組織設於該管體內並暴露於該第二腔室中，其中，該第二毛細組織 由一第二粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有該第一厚度，該第二粉粒徑大於該第一粉粒徑。

一例中，該管體包括連接該均溫板的一開放端以及一封閉端，該開放端以高週波、硬焊或雷射焊的方式固定至該均溫板中的一開口處。

一例中，熱交換組合結構更包括一工作流體填注於該第一腔室和該第二腔室中。

一例中，該管體為一圓管、一橢圓管或一扁管。

一例中，該第一毛細組織鄰接該第二毛細組織。

一例中，熱交換組合結構更包括分布於該第一腔室中並抵頂於該第一蓋板和該第二蓋板之間的複數個支撐柱。

一例中，任一該支撐柱為一毛細結構或一實心結構或混合上述兩者。

一例中，該些支撐柱由一第三粉粒徑的金屬粉末燒結而成，該第三粉粒徑大於該第一粉粒徑。

依據上述，一種熱交換組合結構，包括：一均溫板，其包括相對蓋合的一第一蓋板和一第二蓋板以及一第一毛細組織，該第一蓋板和該第二蓋板之間為中空而形成一第一腔室，該第一毛細組織暴露於該第一腔室中，其中，該第一毛細組織由一第一粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有一第一厚度；及與該均溫板相連的一熱管，其包括一管體和一第二毛細組織，該管體內為中空而形成一第二腔室且該第二腔室和該第一腔室相連通，該第二毛細組 織設於該管體內並暴露於該第二腔室中，其中，該第二毛細組織由一第二粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有異於該第一厚度的一第二厚度，且該第二粉粒徑小於該第一粉粒徑。

一例中，該管體包括連接該均溫板的一開放端以及一封閉端，該開放端以高週波、硬焊或雷射焊的方式固定至該均溫板中的一開口處。

一例中，熱交換組合結構更包括一工作流體填注於該第一腔室和該第二腔室中。

一例中，該管體為一圓管、一橢圓管或一扁管。

一例中，該第一毛細組織鄰接該第二毛細組織。

一例中，熱交換組合結構更包括分布於該第一腔室中並抵頂於該第一蓋板和該第二蓋板之間的複數個支撐柱。

一例中，任一該支撐柱為一毛細結構或一實心結構或混合上述兩者。

一例中，該些支撐柱由一第三粉粒徑的金屬粉末燒結而成，該第三粉粒徑大於該第一粉粒徑。

依據上述，一種熱交換組合結構，其包括一均溫板和一熱管相連接，均溫板的殼體內和熱管的管體內皆覆有毛細組織，其中，在毛細組織為相同厚度的前提下，形成熱管的管體內的毛細組織的粉粒徑大於形成均溫板的殼體內的毛細組織的粉粒徑；而在不同厚度的前提下，形成熱管的管體內的毛細組織的粉粒徑則小於形成均溫板的殼體內的毛細組織的粉粒徑。上述的設計可優化均 溫板的熱傳效果。

5‧‧‧熱交換組合結構

10‧‧‧均溫板

12‧‧‧第一腔室

22‧‧‧第一蓋板

221‧‧‧內面

24‧‧‧第二蓋板

241‧‧‧內面

25‧‧‧開口

28‧‧‧側壁

281‧‧‧內面

29‧‧‧延伸段

50‧‧‧第一毛細組織

60‧‧‧支撐柱

70‧‧‧熱管

72‧‧‧管體

73‧‧‧第二腔室

74‧‧‧第二毛細組織

75‧‧‧開放端

77‧‧‧封閉端

圖1為本案之熱交換組合結構的部分結構爆炸示意圖。

圖2為本案之熱交換組合結構的部分結構剖面示意圖。

圖3為本案之熱交換組合結構的又一部分結構剖面示意圖。

為方便說明，本案圖式中的均溫板和熱管的各結構、組織或部件不依其應用時的比例，而依據說明需要進行不等比例的放大，此並非用以限制本案均溫板和熱管的實施。

本案以下所稱的板體，是指外觀上有相對的兩個表面的面積遠大於兩表面之間的側壁面積，其一般可利用相蓋合的兩蓋板組合而成。其次，依據相對作用可將兩蓋板區分成作為接觸或貼近發熱源的蓋板和作為散熱作用的蓋板，兩者的幾何形狀可相同或相異，側壁則可由兩蓋板之至少之一一體成型地提供，但本案不限於此。以下雖以平面繪製或說明兩蓋板，但任一蓋板亦可依據需要而設計為弧形或其他形狀。再者，板體的內部呈中空狀而形成一中空腔室，為方便說明，巨觀上由兩蓋板蓋合且介於兩板體之間的腔室為以下所稱的第一腔室，熱管等其他組合件或其他結構的內部的中空空間則為以下所稱的第二腔室或第三腔室等等。

本案以下所稱的毛細組織或結構，是指組織或結構中具有多個毛細孔或相連通的孔洞空穴，一般為編織網或粉末燒結或結合上述兩者所形成。在使用金屬粉末燒結形成的例子中，使用較大 粉粒徑的粉末燒結時，毛細孔徑大，毛細密度較低；在使用編織網形成的例子中，使用的編織網具有較少的網目數時，毛細孔徑大，毛細密度較低；反之毛細孔徑小者，則毛細密度較高。可以理解的，此處的毛細孔徑或粉粒徑，以統計上的量測得到者，可以以一數值或一數值範圍表示，並非以每個毛細孔徑或粉粒徑皆完全相同為必要。

圖1為本案之熱交換組合結構的部分結構爆炸示意圖。圖2為本案之熱交換組合結構的部分結構剖面示意圖。請參考圖1至圖2，熱交換組合結構5包括一均溫板10和與均溫板10相連的一或多個熱管70。於一實施例中，均溫板10包括一第一蓋板22和一第二蓋板24。相對蓋合的第一蓋板22和第二蓋板24界定了板體20內部的一中空空間，以第一腔室12表示。其次，均溫板10尚包括暴露於第一腔室12中的一第一毛細組織50，其設置於第一蓋板22和第二蓋板24的內面上。第一腔室12內設有一工作流體(圖上未繪)，第一毛細組織50接觸工作流體。

續參考圖1至圖2，均溫板10具有一或多個開口25，於此實施例中，開口25設置於第一蓋板22和第二蓋板24的側壁28上；實施上，可分別在第一蓋板22和第二蓋板24的側壁28上洗出一部分穿透處，於第一蓋板22和第二蓋板24相互蓋合時形成完整的開口25，開口25可由略突出於側壁28的延伸段29所界定。但本案不限的，在不同的蓋板設計下，開口25可以僅由第一蓋板22或第二蓋板24的側壁設置穿透處來實現，或是由第一蓋板22或第二蓋板24 的表面設置穿透處來實現。其次，第一毛細組織50分布於第一蓋板22的內面221、第二蓋板24的內面241以及側壁28的內面281上，並且鄰接至開口25的邊緣。

續參考圖1至圖2，與均溫板10相連的熱管70包括一管體72和一第二毛細組織74，其中，管體72內為中空而形成一第二腔室73，第二毛細組織74則設於管體72內並暴露於第二腔室73中。於一實施例中，管體72包括連接均溫板10的開口25的一開放端75以及遠端的一封閉端77，當管體72固定至均溫板10的開口25處時，第二腔室73可和第一腔室12相連通，且工作流體可填注於第一腔室12和第二腔室73中。其次，由管體72的開放端75的截面來看，管體72可以是一圓管、一橢圓管或一扁管，但本案不限於上述。再者，管體72的開放端75和封閉端77之間可以是直管或是有曲折的彎管。熱管70和均溫板10的固定方式，可以將管體72的開放端75放置在均溫板10的延伸段29處，再以高週波、硬焊或雷射焊的方式將開放端75固定至均溫板10中的開口25處，並使得管體72內的第二毛細組織74鄰接均溫板10的第一毛細組織50。

續參考圖1至圖2，第一毛細組織50由一第一粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有一第一厚度，第二毛細組織74由一第二粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有一第二厚度。於本案的一實施例中，在第一厚度和第二厚度相等的前提條件下，形成管體72內的第二毛細組織74的粉粒徑大於形成均溫板10內的第一毛細組織50的粉粒徑。而於本案的另一實施例中，在第一厚度和第二厚度不同的 前提條件下，形成管體72內的第二毛細組織74的粉粒徑則小於形成均溫板10內的第一毛細組織50的粉粒徑。

圖3為本案之熱交換組合結構的又一部分結構剖面示意圖。請參考圖1至圖3，均溫板10更包括分布於第一腔室12中並抵頂於第一蓋板22和該第二蓋板24之間的複數個支撐柱60。於一實施例中，支撐柱60可以是實心、表面平滑或粗糙(例如具有溝槽或凹凸)的結構；或是整體為毛細結構(例如有毛細孔分布其中)；或是結合實心和毛細的結構。在支撐柱60亦以金屬粉末燒結的方式形成的情況時，形成該些支撐柱60的金屬粉粒徑(第三粉粒徑)大於形成第一毛細組織50的金屬粉粒徑(第一粉粒徑)。

在此必須說明者為，以上配合圖式所為之詳細描述，僅係為了說明本創作之技術內容及特徵而提供之一實施方式，凡在本創作領域中具有一般通常知識之人，在瞭解本創作之技術內容及特徵之後，於不違背本創作之精神下，所為之種種簡單之修飾、替換或構件之減省，皆應屬於以下所揭示之申請專利範圍之內。

5‧‧‧熱交換組合結構

10‧‧‧均溫板

12‧‧‧第一腔室

22‧‧‧第一蓋板

221‧‧‧內面

24‧‧‧第二蓋板

241‧‧‧內面

25‧‧‧開口

28‧‧‧側壁

281‧‧‧內面

29‧‧‧延伸段

50‧‧‧第一毛細組織

70‧‧‧熱管

72‧‧‧管體

73‧‧‧第二腔室

74‧‧‧第二毛細組織

75‧‧‧開放端

77‧‧‧封閉端

Claims (16)

1. 一種熱交換組合結構，包括：一均溫板，其包括相對蓋合的一第一蓋板和一第二蓋板以及一第一毛細組織，該第一蓋板和該第二蓋板之間為中空而形成一第一腔室，該第一毛細組織暴露於該第一腔室中，其中，該第一毛細組織由一第一粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有一第一厚度；及與該均溫板相連的一熱管，其包括一管體和一第二毛細組織，該管體內為中空而形成一第二腔室且該第二腔室和該第一腔室相連通，該第二毛細組織設於該管體內並暴露於該第二腔室中，其中，該第二毛細組織由一第二粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有該第一厚度，該第二粉粒徑大於該第一粉粒徑。
2. 如請求項1所述的熱交換組合結構，其中，該管體包括連接該均溫板的一開放端以及一封閉端，該開放端以高週波、硬焊或雷射焊的方式固定至該均溫板中的一開口處。
3. 如請求項1所述的熱交換組合結構，更包括一工作流體填注於該第一腔室和該第二腔室中。
4. 如請求項1所述的熱交換組合結構，其中，該管體為一圓管、一橢圓管或一扁管。
5. 如請求項1所述的熱交換組合結構，其中，該第一毛細組織鄰接該第二毛細組織。
6. 如請求項1所述的熱交換組合結構，更包括分布於該第一腔室中並抵頂於該第一蓋板和該第二蓋板之間的複數個支撐柱。
7. 如請求項6所述的熱交換組合結構，其中，任一該支撐柱為一毛細結構或一實心結構或混合上述兩者。
8. 如請求項6所述的熱交換組合結構，其中，該些支撐柱由一第三粉粒徑的金屬粉末燒結而成，該第三粉粒徑大於該第一粉粒徑。
9. 一種熱交換組合結構，包括：一均溫板，其包括相對蓋合的一第一蓋板和一第二蓋板以及一第一毛細組織，該第一蓋板和該第二蓋板之間為中空而形成一第一腔室，該第一毛細組織暴露於該第一腔室中，其中，該第一毛細組織由一第一粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有一第一厚度；及與該均溫板相連的一熱管，其包括一管體和一第二毛細組織，該管體內為中空而形成一第二腔室且該第二腔室和該第一腔室相連通，該第二毛細組織設於該管體內並暴露於該第二腔室中，其中，該第二毛細組織由一第二粉粒徑的金屬粉末燒結形成並具有異於該第一厚度的一第二厚度，且該第二粉粒徑小於該第一粉粒徑。
10. 如請求項9所述的熱交換組合結構，其中，該管體包括連接該均溫板的一開放端以及一封閉端，該開放端以高週波、硬焊或雷射焊的方式固定至該均溫板中的一開口處。
11. 如請求項9所述的熱交換組合結構，更包括一工作流體填注於該第一腔室和該第二腔室中。
12. 如請求項9所述的熱交換組合結構，其中，該管體為一圓管、一橢圓管或一扁管。
13. 如請求項9所述的熱交換組合結構，其中，該第一毛細組織鄰接該第二 毛細組織。
14. 如請求項9所述的熱交換組合結構，更包括分布於該第一腔室中並抵頂於該第一蓋板和該第二蓋板之間的複數個支撐柱。
15. 如請求項14所述的熱交換組合結構，其中，任一該支撐柱為一毛細結構或一實心結構或混合上述兩者。
16. 如請求項14所述的熱交換組合結構，其中，該些支撐柱由一第三粉粒徑的金屬粉末燒結而成，該第三粉粒徑大於該第一粉粒徑。