CN110198611B

CN110198611B - 散热装置

Info

Publication number: CN110198611B
Application number: CN201810161680.3A
Authority: CN
Inventors: 陈建安; 范牧树; 陈建佑
Original assignee: Zehong Guangzhou Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Zehong Guangzhou Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2020-11-10
Anticipated expiration: 2038-02-27
Also published as: CN110198611A

Abstract

本发明提供一种散热装置，包括腔体、多个管体、设置于多个管体的外缘的散热鳍片组以及汽化结构，腔体具有一腔室并用以热接触于一热源，且每一管体内形成有通道，而该通道的第一端与第一腔室流体连通，且腔体的腔室以及该多个管体的通道内填充有工作介质。其中，汽化结构设置于腔体的腔室内，其热接触于腔体与至少部分的工作介质，以接收来自热源的热能并予以传递至工作介质，而供工作介质进行液汽转换并往该第一通道的第二端的方向移动。由于汽化结构可增加热接触面积而加强工作介质的汽化效率，故可促进散热装置的工作介质的循环流动并有效提升整体散热效能。

Description

散热装置

技术领域

本发明是关于一种散热装置，特别是一种透过两相变化而进行散热的散热装置。

背景技术

随着电脑及各式电子装置的快速发展，因其所带来的便利性，已让现代人养成长时间使用的习惯，但电脑及各式电子装置在被长时间操作的过程中，产生的热量无法相应及时散出的缺点，亦伴随而来。

有鉴于此，藉助气流(风扇)散热、利用水冷的方式散热、透过热虹吸原理散热等众多可散热的实施手段被广泛采用，而由于热虹吸的作用可让散热装置在不需设置用来推动工作介质(如水)的泵的前提下就能维持工作介质的循环流动，目前亦有许多相关的研究与技术被提出，如公告号为US20100315781的美国专利所揭露。此外，在相关的应用领域中，散热水冷排(radiator)为目前最常用的热交换器之一，再搭配风扇将高温液体降温或让已汽化的蒸汽冷凝而变成液体，如此不断的循环，不需要任何的泵，液体的汽化与凝结过程就足以维持液体的流动。而有关上述热虹吸的原理以及现有散热水冷排的实施方式为本技术领域普通技术人员所知悉，在此即不再予以赘述。

然而，在部分的使用情境下，现有利用热虹吸原理的散热装置仍存在因其内部工作介质的循环流动不佳而导致来不及对电脑或各式电子装置进行散热的情况，经申请人仔细探究后发现，散热装置中的工作介质的汽化效率或液化效率是影响工作介质的循环流动的重要因素之一。总之，如何加强散热装置中的工作介质的循环流动已成为亟待研究的课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有汽化结构以增加热接触面积而加强工作介质的汽化效率的散热装置，进而促进散热装置的工作介质的循环流动并有效提升整体散热效能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种散热装置，包括第一腔体、至少一第一管体、散热鳍片组以及汽化结构，该第一腔体具有一第一腔室，并用以热接触于一热源；每一该第一管体内形成有一第一通道，且该第一通道的一第一端与该第一腔室流体连通；其中，该第一腔室以及该第一通道内填充有一工作介质；该散热鳍片组设置于该至少一第一管体的外缘；该汽化结构设置于该第一腔室内，并热接触于该第一腔体与至少部分该工作介质，以接收来自该热源的热能并予以传递至该工作介质，而供该工作介质进行液汽转换并往该第一通道的一第二端的方向移动。

较佳地，该至少一第一管体包括多个第一管体，而该散热鳍片组包括多个散热鳍片；其中，任一该第一管体位于两个该散热鳍片组之间。

较佳地，该汽化结构包括多个切削鳍片(skived fin)。

较佳地，该第一腔体包括一第一板体、一第二板体以及连接于该第一板体与该第二板体之间的多个侧板，且该第一板体、该第二板体以及该多个侧板共同界定该第一腔室。

较佳地，该第二板体具有板体通孔，且该板体通孔与该第一通道的该第一端相连通。

较佳地，该散热装置还包括第二腔体，且该第二腔体具有一第二腔室，而该第二腔室与该第一通道的该第二端流体连通；其中，该第一腔室、该第二腔室以及每一该第一通道形成一封闭室空间。

较佳地，该散热装置还包括散热元件，且该散热元件设置于该第二腔体的一外表面。

较佳地，该散热装置还包括液化结构，该液化结构设置于该第二腔室内，并热接触于该第二腔体与至少部分该工作介质，供该工作介质进行汽液转换并往该第一通道的该第一端的方向移动。

较佳地，该液化结构包括多个切削鳍片(skived fin)。

较佳地，该第一通道的该第二端被封闭。

较佳地，该至少一第一管体的两端与该第一腔体相连接。

较佳地，该至少一第一管体内设置有液化结构，供该工作介质进行汽液转换并往该第一通道的该第一端的方向移动。

较佳地，该液化结构为形成于该至少一第一管体的一内表面并位于该第一通道中的毛细结构或沟槽。

较佳地，该散热装置还包括第三腔体、至少一第二管体、另一散热鳍片组以及另一汽化结构，该第三腔体具有一第三腔室，并用以热接触于该热源或一另一热源；每一该第二管体内形成有一第二通道，且该第二通道的一第一端与该第三腔室流体连通；其中，该第三腔室以及该第二通道内填充有一另一工作介质；该另一散热鳍片组设置于该至少一第二管体的外缘；该另一汽化结构，设置于该第三腔室内，并热接触于该第三腔体与至少部分该另一工作介质，以接收来自该热源或该另一热源的热能并予以传递至该另一工作介质，而供该另一工作介质进行液汽转换并往该第二通道的一第二端的方向移动。

较佳地，该第一腔体以及该至少一第一管体中的至少一者是直接连接于该第三腔体以及该至少一第二管体中的至少一者而可互相连动；或者，该第一腔体以及该至少一第一管体中的至少一者是透过一中间衔接结构而与该第三腔体以及该至少一第二管体中的至少一者连动。

较佳地，每一该第一管体为一纵向管体，而每一该第二管体为一横向管体。

较佳地，该另一汽化结构包括多个切削鳍片(skived fin)。

本发明散热装置通过设置汽化结构，来增加热接触面积而加强工作介质的汽化效率，进而促进散热装置的工作介质的循环流动并有效提升整体散热效能。而且，汽化结构可选用具有高鳍片密度优势的多个切削鳍片(skived fin)，从而增加了汽化结构与呈液态的工作介质的热接触面积，故能够增加呈液态的工作介质的汽化速度，进一步促进散热装置的工作介质的循环流动，有效提升散热装置的整体散热效能。此外，汽化结构采用切削鳍片(skived fin)亦可降低加工成本。

附图说明

图1为本发明散热装置于一第一较佳实施例的外观结构示意图。

图2为图1所示散热装置的部分结构的立体分解示意图。

图3为图1所示散热装置的部分结构的剖面概念示意图。

图4为本发明散热装置于一第二较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。

图5为本发明散热装置于一第三较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。

图6为本发明散热装置于一第四较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。

图7为本发明散热装置于一第五较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。

图8为本发明散热装置于一第六较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。

图9为本发明散热装置于一第七较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。

具体实施方式

本文所称的热接触，是就在热的传导上有所接触而言，而在实际结构上则至少包含有直接接触以及间接接触这两种实施方式，当然也不排除两者非常靠近但在结构上未真正接触到的实施方式。就两个元件的直接接触而言，是指两个元件的直接贴合；就两个元件的间接接触而言，可在两个元件之间设置有导热介质，例如导热膏，但不以上述为限。

请参阅图1～图3，图1为本发明散热装置于一第一较佳实施例的外观结构示意图，图2为图1所示散热装置的部分结构的立体分解示意图，图3为图1所示散热装置的部分结构的剖面概念示意图。散热装置1A包括第一腔体11、第二腔体12、多个第一管体13、多个散热鳍片组14以及汽化结构15，第二腔体12位于第一腔体11的上方，且第一腔体11以及第二腔体12分别具有第一腔室111以及第二腔室121，而每一个第一管体13内形成有一第一通道131，每一个第一通道131的第一端1311与第一腔室111流体连通，每一个第一通道131的第二端1312与第二腔室121流体连通，使得第一腔体11的第一腔室111、第二腔体12的第二腔室121以及该些第一管体13的第一通道131形成封闭式空间，并填充有工作介质2；其中，该些散热鳍片组14设置于第一管体13的外缘，主要是用来接收第一管体13中的热能，以供环境中的气流将热能带走，而汽化结构15则设置于第一腔室111内，并热接触于第一腔体11与至少部分的工作介质2，如浸渍于至少部分的工作介质2中，其主要是用来加强工作介质2的汽化效率，此将于稍后详述。

于本较佳实施例中，任一个第一管体13位于两个相邻的散热鳍片组14之间，且每一散热鳍片组14包括多个散热鳍片141，该些散热鳍片141是以彼此近乎上下平行的方式沿着第一管体13的外缘排列。又，于本较佳实施例中，第一腔体11包括第一板体112、第二板体113以及连接于第一板体112与第二板体113之间的多个侧板114，且第一板体112、第二板体113以及多个侧板114共同界定其中的第一腔室111；其中，汽化结构15为多个切削鳍片(skived fin)，并设置于第一板体112上，而第二板体113具有多个板体通孔1131，且该些板体通孔1131分别与该些第一管体13的第一通道131的第一端1311相连通。此外，于本较佳实施例中，第二腔体12的结构类似于第一腔体11的结构，在此即不予以赘述。

惟，上述皆仅为实施例，散热鳍片组14的组成及其散热鳍片141的排列方式、第一腔体11与第二腔体12的结构组成及其与该些第一管体13的连接关系、汽化结构15的实施态样及其与第一腔体11的第一腔室111的相对位置关系皆不以上述为限，本技术领域普通技术人员皆可依据实际应用需求而进行任何均等的变更设计。

接下来说明散热装置1A的散热过程。当第一腔体11的第一板体112热接触于下方的热源31时，热源31的热能会经由第一板体112及其上的汽化结构15而传递至位于第一腔室111中与第一板体112及汽化结构15热接触并呈液态的工作介质2a，且呈液态的工作介质2a会于吸收足够的热能后产生汽化而转换成呈气态的工作介质2b，即进行液汽转换，接着，呈气态的工作介质2b再从该些第一管体13的第一通道131的第一端1311进入第一通道131并朝第一通道131的第二端1312的方向移动；其中，位于该些第一通道131中并呈气态的工作介质2b的热能会向外散出至位于该些第一管体13的外缘的该些散热鳍片组14，故呈气态的工作介质2b会因释放热能而冷凝液化，从而再度转换成呈液态的工作介质2a，最后，呈液态的工作介质2a从该些第一管体13的第一通道131的第一端1311回流到第一腔体11的第一腔室111并蓄积于其中。

透过上述两相变化的工作循环，热源31所产生的热能可被散热装置1A快速地排解。特别说明的是，由于本较佳实施例中的汽化结构15采用切削鳍片(skived fin)，故具有高鳍片密度的优点，从而增加了汽化结构15与呈液态的工作介质2a的热接触面积，也就是增加了可供热能传递的面积，故能够增加呈液态的工作介质2a的汽化速度，进而促进散热装置1A的工作介质2的循环流动，有效提升散热装置1A的整体散热效能。此外，汽化结构15采用切削鳍片(skived fin)的另一优点在于可降低加工成本。

请参阅图4，其为本发明散热装置于一第二较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。本较佳实施例的散热装置大致类似于本发明第一较佳实施例中所述者，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第一较佳实施例不同之处在于，散热装置1B还包括液化结构16，液化结构16设置于第二腔室121内，并热接触于第二腔体12与至少部分的工作介质2b，其主要是用来加强工作介质2b进行汽液转换时的液化效率。于本较佳实施例中，液化结构16亦为多个切削鳍片(skived fin)。

其中，于第一较佳实施例中提到，在该些第一管体13的第一通道131中呈气态的工作介质2b会因释放热能而液化成呈液态的工作介质2a并回流至第一腔室111中，然而，部分呈气态的工作介质2b(在该些第一管体13的第一通道131中还仍未液化的工作介质2b)仍会从第一通道131的第二端1312进入第二腔室121。

而由于本较佳实施例中的第二腔室121设置了液化结构16且液化结构16亦是采用切削鳍片(skived fin)，如前述所提，切削鳍片具有高鳍片密度的优点，故液化结构16与呈气态的工作介质2b的热接触面积得以增加，也就是增加了可供热能传递的面积，因此能够增加呈气态的工作介质2b的液化速度，使呈液态的工作介质2a再经由该些第一管体13的第一通道131而回流到第一腔体11的第一腔室111并蓄积于其中。是以，液化结构16的设置亦能促进散热装置1B的工作介质2的循环流动，并有效提升散热装置1B的整体散热效能。当然，上述仅为实施例，液化结构16亦可采用其它可增加热接触面积的结构以加强工作介质2b的液化效率，并不以切削鳍片(skived fin)为限。

请参阅图5，其为本发明散热装置1A于一第三较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。本较佳实施例的散热装置1A大致类似于本发明第一～第二较佳实施例中所述者，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第一～第二较佳实施例不同之处在于，散热装置1A还包括设置于第二腔体12的外表面的散热元件17，散热元件17主要协助将第二腔室121的热能散出到外界环境中，使第二腔室121中呈气态的工作介质2b能快速冷凝液化回呈液态的工作介质2a，且呈液态的工作介质2a再经由该些第一管体13的第一通道131而回流到第一腔体11的第一腔室111并蓄积于其中。于本较佳实施例中，散热元件17为多个鳍片，用来接收第二腔体12中的热能，以供环境中的气流将热能带走，但散热元件17的实施态样并不以鳍片为限。

请参阅图6，其为本发明散热装置于一第四较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。本较佳实施例的散热装置1D大致类似于本发明第一～第三较佳实施例中所述者，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第一～第三较佳实施例不同之处在于，每一第一管体13内还设置有另一液化结构18，其是形成于第一管体13的内表面并位于第一通道131中，主要用来增加与第一通道131中呈气态的工作介质2b的热接触面积，进而加强第一通道131中呈气态的工作介质2b的液化效率。较佳地，但不以此为限，液化结构18可为毛细结构或沟槽。

请参阅图7，其为本发明散热装置于一第五较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。本较佳实施例的散热装置1E大致类似于本发明第一较佳实施例中所述者，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第一较佳实施例不同之处在于，散热装置1E不包括第二腔体，且每一第一管体13的第一通道131的第二端1312被封闭，亦即，第一腔体11的第一腔室111以及该些第一管体13的第一通道131是形成封闭式空间。其中，本较佳实施例的散热装置1E的散热过程亦类似于本发明第一较佳实施例中所述者，在此即不再予以赘述。

请参阅图8，其为本发明散热装置于一第六较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。本较佳实施例的散热装置1F大致类似于本发明第五较佳实施例中所述者，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第五较佳实施例不同之处在于，且每一第一管体13F的两端皆与第一腔体11相连接，换言之，每一第一管体13F的第一通道131的第一端1311与第二端1312皆分别与第一腔体11的第一腔室111相连通。其中，本较佳实施例的散热装置1F的散热过程亦类似于本发明第一较佳实施例中所述者，在此即不再予以赘述。

请参阅图9，其为本发明散热装置于一第七较佳实施例的部分结构的剖面概念示意图。为了清楚说明本较佳实施例，图9仅绘出部分的结构(第一腔体11、第二腔体12、第一管体13、散热鳍片组14皆未绘出)。本较佳实施例的散热装置1G大致类似于本发明第一～第六较佳实施例中所述者，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第一～第六较佳实施例不同之处在于，散热装置1G还包括第三腔体191、多个第二管体192、多个散热鳍片组193以及另一汽化结构194，第三腔体191位于第二腔体12的侧方(如左方)，抑或是位于第一腔体11与第二腔体12之间并偏向侧边(如侧边)，且第三腔体191具有第三腔室1911，而每一个第二管体192内形成有一第二通道1921，每一个第二通道1921的第一端19211与第三腔室1911流体连通，使得第三腔体191的第三腔室1911以及该些第二管体192的第二通道1921形成封闭式空间，并填充有另一工作介质4；其中，该些散热鳍片组193是设置于第二管体192的外缘，主要是用来接收第二管体192中的热能，以供环境中的气流将热能带走，而该另一汽化结构194为多个切削鳍片(skived fin)，但不以此为限，其设置于第三腔室1911内，并热接触于第三腔体191与至少部分的该另一工作介质4，主要是用来加强该另一工作介质4的汽化效率。

于本较佳实施例中，散热鳍片组193的组成及其散热鳍片的排列方式类似于散热鳍片组14的组成及其散热鳍片141的排列方式，第三腔体191的结构组成及其与该些第二管体192的连接关系类似于第一腔体11的结构组成及其与该些第一管体13的连接关系，另一汽化结构194的实施态样与第三腔体191的第三腔室1911的相对位置关系类似于汽化结构15及其与第一腔体11的第一腔室111的相对位置关系，另一工作介质4于第三腔体191的第三腔室1911以及该些第二管体192中的两相变化的工作循环类似于工作介质2于第一腔体11的第一腔室111、第一管体13以及第二腔体12的第二腔室121中的两相变化的工作循环。

又，于本较佳实施例中，第一腔体11、第二腔体12、第一管体13以及散热鳍片组14中的至少一者直接连接于第三腔体191、第二管体192以及散热鳍片组193中的至少一者而可互相连动；抑或是第一腔体11、第二腔体12、第一管体13、散热鳍片组14中的至少一者因应一中间衔接结构(图未示，如用来固定第一腔体11、第二腔体12以及第三腔体191的外壳体)而可与第三腔体191、第二管体192以及散热鳍片组193中的至少一者连动；较佳者，但不以此为限，每一第一管体13为纵向管体，而每一第二管体192为横向管体。其中，由于散热装置1G具有多个可用来与热源31、32热接触以排解热能的腔体(本较佳实施例为第一腔体11以及第三腔体191)，故可依据实际可应用的空间条件而弹性摆放。例如，依据实际可应用的空间条件将散热装置1G旋转90度(亦即使该些第二管体192从呈横向转为呈纵向)而使第三腔体191置于另一热源32的上方并与该另一热源32热接触，如此该另一热源32所产生的热能亦可被散热装置1G快速地排解。

上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，以及阐释本发明的技术特征，而非用于限制本发明的保护范畴。任何本技术领域的普通技术人员在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围。因此，本发明的权利保护范围应如其权利要求范围所列。

Claims

1.一种散热装置，其特征在于，包括：

第一腔体，具有一第一腔室，并用以热接触于一热源；

至少一第一管体，每一该第一管体内形成有一第一通道，并设置有一液化结构，该液化结构为多个毛细结构，该些毛细结构在沿该第一管体之延伸方向上彼此分隔，并平均分布于该至少一第一管体的一内表面并位于该第一通道中，且该第一通道的一第一端与该第一腔室流体连通；其中，该第一腔室以及该第一通道内填充有一工作介质，该液化结构供该工作介质进行汽液转换并往该第一通道的该第一端的方向移动；

散热鳍片组，设置于该至少一第一管体的外缘；以及

汽化结构，设置于该第一腔室内，并热接触于该第一腔体与至少部分该工作介质，以接收来自该热源的热能并予以传递至该工作介质，而供该工作介质进行液汽转换并往该第一通道的一第二端的方向移动。

2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该至少一第一管体包括多个第一管体，而该散热鳍片组包括多个散热鳍片；其中，任一该第一管体位于两个该散热鳍片组之间。

3.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该汽化结构包括多个切削鳍片。

4.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该第一腔体包括一第一板体、一第二板体以及连接于该第一板体与该第二板体之间的多个侧板，且该第一板体、该第二板体以及该多个侧板共同界定该第一腔室。

5.如权利要求4所述的散热装置，其特征在于，该第二板体具有板体通孔，且该板体通孔与该第一通道的该第一端相连通。

6.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该散热装置还包括第二腔体，且该第二腔体具有一第二腔室，而该第二腔室与该第一通道的该第二端流体连通；其中，该第一腔室、该第二腔室以及每一该第一通道形成一封闭室空间。

7.如权利要求6所述的散热装置，其特征在于，该散热装置还包括散热元件，且该散热元件设置于该第二腔体的一外表面。

8.如权利要求6所述的散热装置，其特征在于，该散热装置还包括液化结构，该液化结构设置于该第二腔室内，并热接触于该第二腔体与至少部分该工作介质，供该工作介质进行汽液转换并往该第一通道的该第一端的方向移动。

9.如权利要求8所述的散热装置，其特征在于，该液化结构包括多个切削鳍片。

10.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该第一通道的该第二端被封闭。

11.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该至少一第一管体的两端与该第一腔体相连接。

12.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，该散热装置还包括：

第三腔体，具有一第三腔室，并用以热接触于该热源或一另一热源；

至少一第二管体，每一该第二管体内形成有一第二通道，且该第二通道的一第一端与该第三腔室流体连通；其中，该第三腔室以及该第二通道内填充有一另一工作介质；

另一散热鳍片组，设置于该至少一第二管体的外缘；以及

另一汽化结构，设置于该第三腔室内，并热接触于该第三腔体与至少部分该另一工作介质，以接收来自该热源或该另一热源的热能并予以传递至该另一工作介质，而供该另一工作介质进行液汽转换并往该第二通道的一第二端的方向移动。

13.如权利要求12所述的散热装置，其特征在于，该第一腔体以及该至少一第一管体中的至少一者是直接连接于该第三腔体以及该至少一第二管体中的至少一者而可互相连动；或者，该第一腔体以及该至少一第一管体中的至少一者是透过一中间衔接结构而与该第三腔体以及该至少一第二管体中的至少一者连动。

14.如权利要求12所述的散热装置，其特征在于，每一该第一管体为一纵向管体，而每一该第二管体为一横向管体。

15.如权利要求12所述的散热装置，其特征在于，该另一汽化结构包括多个切削鳍片。