專利名稱：改良型熱導(dǎo)管散熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱系統(tǒng)，特別是涉及一種包含改良型熱導(dǎo) 管與平板式蒸發(fā)器的散熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱管理在各領(lǐng)域中都是一個(gè)必需面對(duì)而且具有挑戰(zhàn)性的課 題，如凍土的穩(wěn)定、電子設(shè)備冷卻與太空飛行器等等。如何有效地將熱從熱源移除，或供熱給熱沉(Heat Sink)如散熱片等，己 經(jīng)成為最近各領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的主要障礙之一。在眾多熱管理的方法中，熱導(dǎo)管(Heat Pipe)是一種常被應(yīng) 用的手段。熱導(dǎo)管是一種雙相熱傳導(dǎo)裝置，可以高效率且有效地 傳導(dǎo)熱能。見圖1，它是一種常用的熱導(dǎo)管裝置示意圖。在圖1 中，該熱導(dǎo)管l主要是由管殼ll、毛細(xì)結(jié)構(gòu)(Wick Structure) 12 和端蓋13組成，其內(nèi)部維持在一定的低壓狀態(tài)，并加入適量的低 沸點(diǎn)液體181，這種液體因其低沸點(diǎn)故容易蒸發(fā)。毛細(xì)結(jié)構(gòu)由毛細(xì) 多孔材料構(gòu)成，并依附在內(nèi)管壁。熱導(dǎo)管一端為蒸發(fā)端151，另外 一端為冷凝端152，當(dāng)熱導(dǎo)管一端受熱時(shí)，毛細(xì)管中的液體迅速蒸 發(fā)成為高壓蒸氣182，該蒸氣182在壓力差的趨勢下流向另外一 端，并且釋放出熱量并重新凝結(jié)成液體181，液體再沿該毛細(xì)多孔 材料依靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)端，如此循環(huán)不斷，熱量即可由 熱導(dǎo)管的一端被傳至另外一端。這種循環(huán)是快速進(jìn)行的，熱量可 以被源源不斷地傳導(dǎo)出來。過去幾十年來，熱導(dǎo)管己經(jīng)成功地解決許多工程上的問題。 然而近年來電子封裝芯片尺寸越來越小，并且所消耗的功率變大， 使得現(xiàn)在電子構(gòu)件散熱的問題日益嚴(yán)重，造成現(xiàn)階段熱導(dǎo)管理技 術(shù)，已無法再適用于下一代微處理器的散熱與熱通量的需求，因 此發(fā)展高熱傳量熱導(dǎo)管是刻不容緩的。傳統(tǒng)的熱導(dǎo)管構(gòu)造中，其毛細(xì)結(jié)構(gòu)分布于整個(gè)熱導(dǎo)管內(nèi)緣， 其孔隙大小有一定的限制，其孔隙若是太小，雖然可以增加毛細(xì) 力，但同時(shí)也增加了液體流動(dòng)的阻力，這個(gè)矛盾造成了傳統(tǒng)熱導(dǎo) 管在性能提升上的一個(gè)障礙，同時(shí)毛細(xì)力的限制也造成熱導(dǎo)管長 度的限制。另外，由于傳統(tǒng)熱導(dǎo)管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)配置在整個(gè)熱導(dǎo)管 內(nèi)緣，當(dāng)在熱導(dǎo)管上加熱時(shí)，蒸發(fā)發(fā)生于內(nèi)側(cè)，當(dāng)熱負(fù)荷過大時(shí)，毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)容易產(chǎn)生氣泡而造成干化(Dry out)，進(jìn)而導(dǎo)致熱傳 導(dǎo)的中斷。為了克服上述傳統(tǒng)熱導(dǎo)管的缺陷，近年來產(chǎn)業(yè)界開發(fā)出一種 改良的環(huán)路型熱導(dǎo)管，它是將蒸汽與冷凝物通道設(shè)計(jì)為一環(huán)路。 見圖2，它是一種常用的環(huán)路型熱導(dǎo)管裝置示意圖。在圖2中，該 熱導(dǎo)管2包括蒸發(fā)器21、冷凝區(qū)23、補(bǔ)償室25、蒸汽通道231 和冷凝物通道233;其中該蒸發(fā)器21為一圓管，其內(nèi)部包括管壁 210、主毛細(xì)結(jié)構(gòu)211、次毛細(xì)結(jié)構(gòu)212、和冷凝物引道214，而其 管壁210向內(nèi)為一鋸齒狀，在與該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)211相接處形成一 組軸向的蒸汽引道213;該冷凝物通道233延伸插入蒸發(fā)器內(nèi)部的 該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)211，并有一開口與包覆其周圍的冷凝物引道214 相通，該冷凝區(qū)23則與一例如散熱片的熱沉93接觸或靠近。當(dāng)該蒸發(fā)器21和外部熱源91接觸或靠近時(shí)，其會(huì)吸收其熱 能，而導(dǎo)致其內(nèi)部儲(chǔ)存的冷凝物262蒸發(fā)為蒸汽261，并由于壓力 差而延著該蒸汽通道231流出，到達(dá)該冷凝區(qū)232時(shí)，受到該熱 沉93的影響而放出熱能，再度凝結(jié)成冷凝物262，而在該蒸發(fā)器 21內(nèi)部的主毛細(xì)結(jié)構(gòu)211中，原有的冷凝物262蒸發(fā)后形成的孔 洞空間，會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)力而吸引該冷凝區(qū)232凝結(jié)的冷凝物262，通 過該冷凝物通道233回到蒸發(fā)器21，并通過間隔排列的該次毛細(xì) 結(jié)構(gòu)212與冷凝物引道214，均勻并且有效率地散布到該主毛細(xì)結(jié) 構(gòu)211中，再次受到該外部熱源91的影響而蒸發(fā)，從而形成循環(huán)。 而該補(bǔ)償室25則用來儲(chǔ)存多余的冷凝物262，以調(diào)節(jié)整個(gè)環(huán)路系 統(tǒng)中在不同的外部熱源91的強(qiáng)度下所需的工作流體量的多少。
上述的環(huán)路型熱導(dǎo)管系將傳統(tǒng)熱導(dǎo)管的蒸汽通道和冷凝物通 道分開，可減少工作流體的流阻，從而有效地提升熱導(dǎo)管的導(dǎo)熱 效能與傳輸距離，但由于其必需設(shè)計(jì)成一回路，在空間的安排上 較不方便，同時(shí)其蒸發(fā)器為圓柱型，對(duì)于如電子芯片等平面熱源， 仍然需要轉(zhuǎn)接金屬來連接傳導(dǎo)，從而增加其熱阻，影響熱傳導(dǎo)的 效能。為改進(jìn)以上現(xiàn)有的熱導(dǎo)管的缺點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)一步提升散熱裝置 的效能，發(fā)明人本諸孜孜不倦和精勤研究的求學(xué)精神，并以累積 多年的專業(yè)知識(shí)與制造設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相互輔助，經(jīng)過多方面思考及試 制后，而制成了本發(fā)明的"改良型熱導(dǎo)管散熱系統(tǒng)"。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種散熱系統(tǒng)，用以增加傳統(tǒng)的熱導(dǎo)管效能， 并進(jìn)一步滿足產(chǎn)業(yè)對(duì)于散熱系統(tǒng)在空間安排上的需求。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，提供了一種散熱系統(tǒng)，其包括蒸發(fā)器及 冷凝裝置，其中該冷凝裝置還包括蒸汽通道、凝結(jié)區(qū)域和冷凝物通道；其中該蒸汽通道有一端與該蒸發(fā)器相連，用以傳送來自該 蒸發(fā)器的蒸汽，該凝結(jié)區(qū)域則與該蒸汽通道的另一端相連，用以 凝結(jié)該蒸汽為冷凝物，該冷凝物通道則環(huán)繞于該蒸汽通道，并連 接該凝結(jié)區(qū)域與該蒸發(fā)器；該冷凝物是通過該冷凝物通道而返回 到該蒸發(fā)器，并在該蒸發(fā)器中通過外部熱源而將該冷凝物轉(zhuǎn)化為 蒸汽。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器還包括毛 細(xì)結(jié)構(gòu)，該冷凝區(qū)域形成的該冷凝物可通過該毛細(xì)結(jié)構(gòu)具有的毛 細(xì)力而被帶回該蒸發(fā)器。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器包括補(bǔ)償 室，其與該毛細(xì)結(jié)構(gòu)相鄰，用以儲(chǔ)存部分該冷凝物。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器包括蒸汽 引道，其與該毛細(xì)結(jié)構(gòu)相鄰并與該蒸汽通道相連，用以收集該毛 細(xì)結(jié)構(gòu)及其本身產(chǎn)生的蒸汽并傳送至該蒸汽通道。
優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器為平板狀殼室。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該毛細(xì)結(jié)構(gòu)在該平 板狀殼室內(nèi)部是分布在靠近該外部熱源的一側(cè)。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道在該平 板狀殼室內(nèi)部是分布在靠近該外部熱源之一側(cè)，并延伸于該毛細(xì) 結(jié)構(gòu)之間。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該毛細(xì)結(jié)構(gòu)在該平 板狀殼室內(nèi)部是分布在該平板狀殼室上下兩側(cè)。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道在該平 板狀殼室內(nèi)部是分布在該毛細(xì)結(jié)構(gòu)與殼室外緣之間，并延伸于該 毛細(xì)結(jié)構(gòu)之間。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為一立 體結(jié)構(gòu)，其包括一組平行排列的縱向直線通路、橫向連結(jié)通路和 匯集通路，其中該橫向連結(jié)通路橫向穿過該組縱向直線通路而將 其連通，而該匯集通路用來連通該橫向連結(jié)通路與該蒸汽通道。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為立體 結(jié)構(gòu)，其包括一組以同心圓狀排列的環(huán)形通路、連結(jié)通路、和匯 集通路；其中該連結(jié)通路穿過該組環(huán)形通路而將其連通；該匯集 通路則用來連通該連結(jié)通路與該蒸汽通道。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽通道為圓管狀。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，提供了一種散熱系統(tǒng)，其包括冷凝裝置 與蒸發(fā)器；其中該冷凝裝置為一管中管的結(jié)構(gòu)，其包括內(nèi)管、凝 結(jié)區(qū)域和外管，該內(nèi)管是用來傳送蒸汽，該凝結(jié)區(qū)域與該內(nèi)管連 通，該蒸汽在其中凝結(jié)為冷凝物，該外管則環(huán)繞于該內(nèi)管外圍并 與該凝結(jié)區(qū)域連通，用來傳送該冷凝物；該蒸發(fā)器則用于接受外 部熱源，其包括毛細(xì)結(jié)構(gòu)、補(bǔ)償室和蒸汽引道，其中該毛細(xì)結(jié)構(gòu) 與該外管連通，通過其毛細(xì)力可吸收該冷凝物；該補(bǔ)償室則與該 毛細(xì)結(jié)構(gòu)相鄰，用以儲(chǔ)存部分冷凝物；該蒸汽引道則與該內(nèi)管相
連，并延伸于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)之中，用來收集該毛細(xì)結(jié)構(gòu)及其本身接 受該外部熱源而產(chǎn)生的蒸汽。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器為平板狀冗室。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該毛細(xì)結(jié)構(gòu)在該平 板狀殼室內(nèi)部是分布于靠近該外部熱源的一側(cè)。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道在該平 板狀殼室內(nèi)部是分布于靠近該外部熱源的一側(cè)，并延伸于該毛細(xì) 結(jié)構(gòu)之間。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該毛細(xì)結(jié)構(gòu)在該平 板狀殼室內(nèi)部是分布于該平板狀殼室上下兩側(cè)。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道在該平 板狀殼室內(nèi)部是分布于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)與殼室外緣之間，并延伸于該 毛細(xì)結(jié)構(gòu)之間。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為立體 結(jié)構(gòu)，其包括一組放射狀排列的向心通路和匯集通路，該匯集通 路是用來連通該向心通路與該內(nèi)管。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為立體 結(jié)構(gòu)，其包括一組平行排列的縱向直線通路、橫向連結(jié)通路和匯 集通路，其中該橫向連結(jié)通路橫向穿過該組縱向直線通路而將其 連通，該匯集通路則用來連通該橫向連結(jié)通路與該內(nèi)管。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為立體 結(jié)構(gòu)，其包括一組以同心圓狀排列的環(huán)形通路、連結(jié)通路和匯集 通路，其中該連結(jié)通路穿過該組環(huán)形通路而將其連通，而該匯集 通路則用來連通該連結(jié)通路與該內(nèi)管。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該冷凝區(qū)域與外部 冷凝裝置相接。優(yōu)選的，本發(fā)明所提供的散熱系統(tǒng)，其中該外部冷凝裝置為 散熱片。本發(fā)明提供的散熱系統(tǒng)實(shí)用可行，同時(shí)具有提高散熱效能與
增加空間利用等諸多優(yōu)點(diǎn)，并具有產(chǎn)業(yè)實(shí)用性，極具產(chǎn)業(yè)價(jià)值。本發(fā)明的效果與目的，可通過下列實(shí)施例與圖示說明，便于 更深入地了解。


圖1常用的傳統(tǒng)熱導(dǎo)管裝置的示意圖，圖2常用的環(huán)路型熱導(dǎo)管裝置的示意圖，圖3a、圖3b散熱系統(tǒng)實(shí)施例1的示意圖，圖4散熱系統(tǒng)實(shí)施例2的示意圖，圖散熱系統(tǒng)實(shí)施例3的示意圖，圖6散熱系統(tǒng)實(shí)施例4的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下-1傳統(tǒng)熱導(dǎo)管
2 常用的環(huán)路型熱導(dǎo)管
3 實(shí)施例1的散熱系統(tǒng)
4 實(shí)施例2的散熱系統(tǒng)
5 實(shí)施例3的散熱系統(tǒng)
6 實(shí)施例4的散熱系統(tǒng) 11 管殼151 蒸發(fā)端 181 低沸點(diǎn)液體 33 熱導(dǎo)管 21、 31、 41、 51、 61 12、 311、 411、 511、 611 313、 413、 513、 613 315、 415、 515、 615 331 內(nèi)管13 2jfij蓋 152 冷凝端 182 蒸汽蒸發(fā)器 毛細(xì)結(jié)構(gòu) 蒸汽引道 補(bǔ)償室91 外部熱源333外管93外部熱沉335凝結(jié)區(qū)域310平板狀殼槽261、361 蒸汽262、362 冷凝物211主毛細(xì)結(jié)構(gòu)212次毛細(xì)結(jié)構(gòu)4131、5131、 6131、 6132第一蒸汽引道4133、5133、 6133、 6134籩一蒸汽引道4135、5135、 6135第三蒸汽引道210管壁23冷凝區(qū)213蒸汽引道231蒸汽通道214冷凝物引道232冷凝區(qū)25補(bǔ)償室233冷凝物通道具體實(shí)施方式
本發(fā)明可通過以下的實(shí)施例說明而得到充分了解，使得熟悉 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)，然而本發(fā)明的實(shí)施并不受下列實(shí)例 的限制。實(shí)施例1見圖3a、圖3b，其為本發(fā)明散熱系統(tǒng)的實(shí)施例1的示意圖。 圖3a為本實(shí)施例的側(cè)向視圖，圖3b為本實(shí)施例的俯視圖。在圖 3a、圖3b中，散熱系統(tǒng)3包括蒸發(fā)器31和熱導(dǎo)管33。其中該蒸 發(fā)器31為平板狀殼槽310，通常為導(dǎo)熱良好的金屬合金所制成， 其是用來與外部熱源91靠近或接觸而接受其熱能，其包括毛細(xì)結(jié) 構(gòu)(Wick Structure) 311、蒸汽引道313和補(bǔ)償室(Compensation Chamber) 315，并在抽真空后注入 一 種在低壓下易蒸發(fā)的液體以 作為冷凝物362;該蒸汽引道313為一組相通的管道，其分布在該 毛細(xì)結(jié)構(gòu)311和靠近該熱源的殼槽壁之間，并延伸于該毛細(xì)結(jié)構(gòu) 311之間，通常被設(shè)計(jì)為立體管路結(jié)構(gòu)，用來收集該冷凝物362 受熱后產(chǎn)生的蒸汽361。
該熱導(dǎo)管33為管中管結(jié)構(gòu)，與該蒸發(fā)器31相連，包括內(nèi)管 331、外管333及凝結(jié)區(qū)域335。該內(nèi)管331的 一 端是與該蒸汽引 道313相連通，以作為蒸汽通道來傳送來自該蒸發(fā)器的蒸汽361; 該凝結(jié)區(qū)域335是與該內(nèi)管331的另一端相連，并靠近或接觸例 如散熱片等的外部熱沉93 (Heat Sink)，可使來自于該內(nèi)管的蒸 汽361放出熱能而凝結(jié)成液狀的冷凝物362。該外管333則環(huán)繞該 內(nèi)管，并連通該凝結(jié)區(qū)域335與蒸發(fā)器31，并與該毛細(xì)結(jié)構(gòu)311 相接，其是作為冷凝物的通道，可讓該凝結(jié)區(qū)域335所凝結(jié)的冷 凝物362通過該外管33而回到該蒸發(fā)器31，而該冷凝物362又將 在該蒸發(fā)器31中受熱而蒸發(fā)為蒸汽361，從而形成循環(huán)，在該循 環(huán)中通過液相與氣相不停的相互轉(zhuǎn)換，持續(xù)將該外部熱源91的熱 能傳導(dǎo)至該外部熱沉93。該蒸發(fā)器31中的補(bǔ)償室315則用來儲(chǔ)存 適量的冷凝物262，針對(duì)不同的外部熱源91的熱負(fù)荷來調(diào)節(jié)整個(gè) 系統(tǒng)中的冷凝物數(shù)量與氣體壓力，達(dá)到最佳的熱傳導(dǎo)效能。在上述的循環(huán)中，其是依靠該外部熱源91所提供的熱能與該 毛細(xì)結(jié)構(gòu)311本身所具有的毛細(xì)力來驅(qū)動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)附著在該 毛細(xì)結(jié)構(gòu)311上的冷凝物362受熱蒸發(fā)后，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)311內(nèi)所 殘留的孔隙將會(huì)因毛細(xì)力的作用而持續(xù)對(duì)該外管333的冷凝物 362產(chǎn)生拉力，使其不斷進(jìn)入該毛細(xì)結(jié)構(gòu)311，而由于該冷凝物362 受熱后在蒸汽引道313內(nèi)產(chǎn)生蒸汽361，而導(dǎo)致該蒸汽引道313 中的壓力比另一側(cè)的熱導(dǎo)管33的內(nèi)管331內(nèi)部要高，使該蒸汽361 由于氣壓差，通過該蒸汽引道313匯集而往該內(nèi)管331移動(dòng)，而 在通過該內(nèi)管331抵達(dá)該凝結(jié)區(qū)域335中后，受該外部熱沉93影 響而釋放熱能，進(jìn)而再度凝結(jié)為冷凝物362，再由毛細(xì)結(jié)構(gòu)311 所產(chǎn)生的毛細(xì)力將冷凝物362導(dǎo)引回蒸發(fā)器31內(nèi)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)311， 形成循環(huán)。本發(fā)明與傳統(tǒng)熱導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的差別在于其毛細(xì)結(jié)構(gòu)只存在于 該蒸發(fā)器31內(nèi)，而不是分布在整個(gè)熱導(dǎo)管結(jié)構(gòu)中，由于該冷凝物 362在主要輸送階段無需面對(duì)毛細(xì)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的流動(dòng)阻力，所以可 以用孔隙非常小的結(jié)構(gòu)，以增加系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力，即毛細(xì)力，并通
過平滑的管中管結(jié)構(gòu)，來分開該熱導(dǎo)管33中蒸汽與液體的流動(dòng)， 這種結(jié)構(gòu)可以有效地降低流阻，并增加熱管最大熱傳量與傳輸距 離。更進(jìn)一步的，由于只有在蒸發(fā)器內(nèi)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，從而不必?fù)?dān) 心其過小的孔隙影響冷凝物362回流的流阻，因此可用金屬燒結(jié) 成孔隙非常小的結(jié)構(gòu)，此孔隙半徑愈小愈好，可有效增加系統(tǒng)的 毛細(xì)驅(qū)動(dòng)力。另外，傳統(tǒng)的熱導(dǎo)管為管狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)熱源為一種如CPU等的 平面時(shí)，其往往需要借助金屬塊轉(zhuǎn)接，將熱能傳導(dǎo)至熱導(dǎo)管，再 傳至熱沉以將熱移除，而本發(fā)明中該蒸發(fā)器31則可直接設(shè)計(jì)為平 板狀以直接接觸平面熱源，減少中間金屬傳導(dǎo)的熱阻。同時(shí)，傳 統(tǒng)熱導(dǎo)管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)是分布在整個(gè)熱導(dǎo)管內(nèi)緣，當(dāng)外部熱源加熱 該蒸發(fā)器31時(shí)，蒸發(fā)是發(fā)生在內(nèi)側(cè)，當(dāng)熱負(fù)荷過大時(shí)，毛細(xì)結(jié)構(gòu) 內(nèi)產(chǎn)生的氣泡非常容易造成干化現(xiàn)象，影響熱傳導(dǎo)的效率，甚至 導(dǎo)致熱傳導(dǎo)的中止，而本發(fā)明在該蒸發(fā)器31內(nèi)分布有蒸汽引道 313延伸于毛細(xì)結(jié)構(gòu)311之間，熱能可以不需通過毛細(xì)結(jié)構(gòu)即可將 該毛細(xì)結(jié)構(gòu)311邊緣的該冷凝物362轉(zhuǎn)換為蒸汽361。另外對(duì)于該熱導(dǎo)管33而言，由于其為管中管結(jié)構(gòu)，在空間上 的安排上比常用的環(huán)路型熱管更有效，并且該冷凝物通道是設(shè)計(jì) 成環(huán)繞于該蒸汽通道(即內(nèi)管331)外圍，不論在任何方向均便于 冷凝物362依靠其本身的重量而匯集流出，降低該冷凝物362回 堵蒸汽通道的可能性，從而確保了熱導(dǎo)管的正常運(yùn)作與效能發(fā)揮。另夕卜，本發(fā)明的蒸發(fā)器31內(nèi)設(shè)置有延伸散布的蒸汽引道313， 熱能不需要通過毛細(xì)結(jié)構(gòu)，就能產(chǎn)生蒸汽361，可有效地降低傳統(tǒng) 熱管在熱負(fù)荷過大的情形下，其毛細(xì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過多的氣泡而導(dǎo)致 的干化(Dry Out)現(xiàn)象。而蒸發(fā)器31設(shè)計(jì)為平板狀，則可直接接 觸如電子芯片等平面熱源，不需要轉(zhuǎn)接金屬來連接，減少傳統(tǒng)熱 管應(yīng)用時(shí)整體散熱模塊的熱阻。實(shí)施例2見圖4，其為本發(fā)明散熱系統(tǒng)的實(shí)施例2的示意圖。在圖4 中，散熱系統(tǒng)4包括蒸發(fā)器41與熱導(dǎo)管33，該蒸發(fā)器41包括毛 細(xì)結(jié)構(gòu)411、蒸汽引道413與補(bǔ)償室415，該熱導(dǎo)管33則包括作 為蒸汽通道的內(nèi)管331、環(huán)繞該內(nèi)管331而作為冷凝物通道的外管 333及凝結(jié)區(qū)域335。本實(shí)施例與實(shí)施例1的主要差別在于該蒸汽引道413的結(jié)構(gòu)， 其熱導(dǎo)管33的結(jié)構(gòu)和通過蒸汽與冷凝物雙相導(dǎo)熱的運(yùn)作方式則均 與散熱系統(tǒng)3相同。在本實(shí)施例中，該蒸汽引道413包括一組平 行直線排列的第一蒸汽引道4131、連通該組第一蒸汽引道4131 的第二蒸汽引道4133、以及連接該第二蒸汽引道4133與該內(nèi)管 331的第三蒸汽引道4135，其中該第二蒸汽引道4133可由該毛細(xì) 結(jié)構(gòu)與蒸發(fā)器41外殼間的弧狀槽室構(gòu)成。通過這種巧妙的排列，可有效地匯集并導(dǎo)出該毛細(xì)結(jié)構(gòu)411 邊緣的冷凝物受到外部熱源所產(chǎn)生的蒸汽。實(shí)施例3見圖5，其為本發(fā)明散熱系統(tǒng)的實(shí)施例3的示意圖。在圖5 中，散熱系統(tǒng)5包括蒸發(fā)器51與熱導(dǎo)管33，該蒸發(fā)器51包括毛 細(xì)結(jié)構(gòu)511、蒸汽引道513和補(bǔ)償室515，該熱導(dǎo)管33則包括作 為蒸汽通道的內(nèi)管331、環(huán)繞該內(nèi)管331而作為冷凝物通道的外管 333和凝結(jié)區(qū)域335。本實(shí)施例與實(shí)施例1的主要差別在于該蒸汽引道513的結(jié)構(gòu)， 其熱導(dǎo)管33的結(jié)構(gòu)和通過蒸汽與冷凝物雙相導(dǎo)熱的運(yùn)作方式則均 與散熱系統(tǒng)3相同。在本實(shí)施例中，該蒸汽引道513包括一組環(huán) 型排列的第一蒸汽引道5131、垂直穿過并連通該組第一蒸汽引道 5131的第二蒸汽引道5133、以及連接該第二蒸汽引道5133與該 內(nèi)管331的第三蒸汽引道5135，其中該第一蒸汽引道5131可由該 蒸發(fā)器51外殼內(nèi)緣的凹槽所形成，通過這種巧妙的排列，可有效 地匯集并導(dǎo)出該毛細(xì)結(jié)構(gòu)511邊緣的冷凝物受到外部熱源所產(chǎn)生 的蒸汽。
實(shí)施例4見圖6，其為本發(fā)明散熱系統(tǒng)的實(shí)施例4的示意圖。在圖6 中，散熱系統(tǒng)6包括平板式蒸發(fā)器61與熱導(dǎo)管33,該蒸發(fā)器61 包括毛細(xì)結(jié)構(gòu)611、蒸汽引道613與補(bǔ)償室615，該熱導(dǎo)管33則 包括作為蒸汽通道的內(nèi)管331、環(huán)繞該內(nèi)管331而作為冷凝物通道 的外管333和凝結(jié)區(qū)域335。。本實(shí)施例與實(shí)施例3的主要差別在于該平板式蒸發(fā)器61的結(jié) 構(gòu)，其熱導(dǎo)管33的結(jié)構(gòu)和通過蒸汽與冷凝物雙向?qū)岬倪\(yùn)作方式 則均與散熱系統(tǒng)5相同。在本實(shí)施例中，該蒸汽引道613包括兩 組第一蒸汽引道6131和6132，其分別分布于該平板式蒸發(fā)器61 的上下兩側(cè)，并有兩組第二蒸汽引道6133及6134分別穿過并連 通平板上部的第一蒸汽引道6131及平板下部的第一蒸汽引道 6132，并有第三蒸汽引道6135，用來連通該第二蒸汽引道6133 和6134以及該內(nèi)管331，通過該蒸汽引道613的巧妙安排，該蒸 發(fā)器61的上下兩側(cè)可以同時(shí)接受來自兩側(cè)的外部熱源，在有限的 裝置空間下達(dá)到更有效的散熱與傳導(dǎo)效果。本發(fā)明可由熟練技術(shù)人員任意進(jìn)行構(gòu)思而形成諸多修改，然 而均不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1. 一種散熱系統(tǒng)，其包括蒸發(fā)器；及蒸汽通道，其有一端與該蒸發(fā)器相連，用以傳送來自該蒸發(fā)器的蒸汽；凝結(jié)區(qū)域，其與該蒸汽通道的另一端相連，用以凝結(jié)該蒸汽為冷凝物；及冷凝物通道，其環(huán)繞于該蒸汽通道，并連接該凝結(jié)區(qū)域與該蒸發(fā)器，該冷凝物是通過該冷凝物通道而返回到該蒸發(fā)器，并在該蒸發(fā)器中通過外部熱源將該冷凝物轉(zhuǎn)化為蒸汽。
2、 如權(quán)利要求1所述的散熱系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器包括毛細(xì)結(jié) 構(gòu)，該冷凝區(qū)域形成的該冷凝物可通過該毛細(xì)結(jié)構(gòu)具有的毛細(xì)力 而被帶回該蒸發(fā)器。
3、 如權(quán)利要求2所述的散熱系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器包括 補(bǔ)償室，其與該毛細(xì)結(jié)構(gòu)相鄰，用來儲(chǔ)存部分該冷凝物；及 蒸汽引道，其與該毛細(xì)結(jié)構(gòu)相鄰并與該蒸汽通道相連，用以收集該毛細(xì)結(jié)構(gòu)及其本身產(chǎn)生的蒸汽并傳送至該蒸汽通道。
4、 如權(quán)利要求3所述的散熱系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)器為平板狀殼 室，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)在該平板狀殼室內(nèi)部是分布于靠近該外部熱源的一側(cè)，并且 該蒸汽引道在該平板狀殼室內(nèi)部是分布于靠近該外部熱源的一 側(cè)，并延伸于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)之間；或在該平板狀殼室內(nèi)部是分布于該平板狀殼室上下兩側(cè)，并且 該蒸汽引道在該平板狀殼室內(nèi)部是分布于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)與殼室外緣 之間，并延伸于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)之間。
5、 如權(quán)利要求4所述的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為立體結(jié) 構(gòu)，其包括一組平行排列的縱向直線通路；橫向連結(jié)通路，其橫向穿過該組縱向直線通路而將其連通；及匯集通路，用以連通該橫向連結(jié)通路與該蒸汽通道。
6、 如權(quán)利要求4所述的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為立體結(jié)構(gòu)，其包括一組以同心圓狀排列的環(huán)形通路；連結(jié)通路，其穿過該組環(huán)形通路而將其連通；及匯集通路，用以連通該連結(jié)通路與該蒸汽通道。
7、 如權(quán)利要求1所述的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽通道為圓管狀。
8、 一種散熱系統(tǒng)，其包括 冷凝裝置，其為管中管結(jié)構(gòu)，其包括內(nèi)管，其用于傳送蒸汽；凝結(jié)區(qū)域，其與該內(nèi)管連通，該蒸汽在其中凝結(jié)為冷凝物；外管，其環(huán)繞于該內(nèi)管外圍并與該凝結(jié)區(qū)域連通，用以 傳送該冷凝物；及蒸發(fā)器，用于接受外部熱源，其包括毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其與該外管連通，并通過其毛細(xì)力吸收該冷凝物；補(bǔ)償室，其與該毛細(xì)結(jié)構(gòu)相鄰，用以儲(chǔ)存部分該冷凝物；及蒸汽引道，其與該內(nèi)管相連，并延伸于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)之中， 用以收集該毛細(xì)結(jié)構(gòu)及其本身接受該外部熱源而產(chǎn)生的蒸汽。
9、 如權(quán)利要求8所述的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為立體結(jié) 構(gòu)，其包括一組放射狀排列的向心通路；匯集通路，用以連通該向心通路與該內(nèi)管。
10、 如權(quán)利要求8所述的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為立體 結(jié)構(gòu)，其包括-一組平行排列的縱向直線通路；橫向連結(jié)通路，其橫向穿過該組縱向直線通路而將其連通； 及匯集通路，用以連通該橫向連結(jié)通路與該內(nèi)管。
11、 如權(quán)利要求8所述的散熱系統(tǒng)，其中該蒸汽引道為立體 結(jié)構(gòu)，其包括一組以同心圓狀排列的環(huán)形通路；連結(jié)通路，其穿過該組環(huán)形通路而將其連通；及匯集通路，用以連通該連結(jié)通路與該內(nèi)管。
12、 如權(quán)利要求1或8所述的散熱系統(tǒng)，其中該冷凝區(qū)域與 外部冷凝裝置相接。
13、 如權(quán)利要求12所述的散熱系統(tǒng)，其中該外部冷凝裝置為 散熱片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種散熱系統(tǒng)，其包括蒸發(fā)器和冷凝裝置，該冷凝裝置包括蒸汽通道、凝結(jié)區(qū)域與環(huán)繞于該蒸汽通道的冷凝物通道。該蒸汽通道有一端與該蒸發(fā)器相連，用以傳送來自該蒸發(fā)器的蒸汽；該凝結(jié)區(qū)域則與該蒸汽通道的另一端相連，用以凝結(jié)該蒸汽為冷凝物；該冷凝物通道則環(huán)繞于該蒸汽通道并連接該凝結(jié)區(qū)域與該蒸發(fā)器。該冷凝物是通過該冷凝物通道而返回到該蒸發(fā)器，并在該蒸發(fā)器中通過外部熱源而再次轉(zhuǎn)化為蒸汽，由此氣體與液體雙相的循環(huán)而達(dá)到散熱或熱能傳輸?shù)男Ч?。本發(fā)明的散熱系統(tǒng)實(shí)用可行，并具有提高散熱效能與增加空間利用效率的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F28D15/02GK101210784SQ20061017207
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者張晏銘, 簡國祥 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院