CN108871024B - 热交换组合结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热交换组合结构，其包括均温板和与该均温板相连的热管，均温板内和热管的管体内皆覆有毛细组织，其中，在毛细组织具有相同厚度的前提下，形成热管的管体内的毛细组织的金属粉末的粉粒径大于形成均温板内的毛细组织的粉粒径；而在毛细组织具有不同厚度的前提下，形成热管的管体内的毛细组织的粉粒径则小于形成均温板内的毛细组织的金属粉末的粉粒径。本发明能够优化热交换组合结构的热传效果。
Description
技术领域
本发明涉及热交换组合结构的领域，尤其是涉及一种均温板和热管组合的热交换组合结构。
背景技术
现有的均温板为一种板状热交换器，于内部真空的环境内注入工作流体，藉由工作流体的液气相变化执行热交换的功能。现有的均温板具有板状外形，其一般由两相盖合的盖板所组成，利用大表面积的两板面分别作为受热端和散热端。均温板的内部则一般设有毛细组织(wick structure)以加速工作流体的汽化和流动。
为更迅速排除电子元件运作产生的热量，现今会结合均温板和热管来作为散热装置。中国台湾专利号M488038揭露一种具有毛细构件的散热装置，其包含一毛细构件，毛细构件具有贴近壳体内的第一毛细结构的一块体以及由块体延伸、贴近热管内的第二毛细结构的一穿设部。中国台湾专利号M517314揭露一种散热装置，其热管的一开放端插接于壳体的顶侧的开口内，且开放端处一体延伸出一延伸部底接至该壳体腔室内的壳体底侧。中国台湾专利号M522331揭露一种热管和均温板组接结构，热管以开口位置处的止挡部对应壳体上的环墙。中国台湾专利号M532047揭露一种均温板和热管组合结构，其下壳体内具有立板可供热管穿经其中，由热管内延伸出来的毛细组织可和壳体内的毛细组织贴接。中国台湾专利号M533401揭露一种散热装置，其热管内具有至少一纤维束的毛细材可接触壳体内的毛细材。中国台湾专利号M534370亦揭露一种均温板和热管组合结构，其热管的一固定段连接至均温板的上金属壳，藉以使得热管内的毛细组织和壳体内的毛细组织相连接。
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，提供一种能够优化传热和散热效果的热交换组合结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种热交换组合结构，包括均温板及与该均温板相连的热管，该均温板包括相对盖合的第一盖板和第二盖板以及第一毛细组织，该第一盖板和该第二盖板之间为中空而形成一第一腔室，该第一毛细组织暴露于该第一腔室中，其中，该第一毛细组织由具有第一粉粒径的金属粉末烧结形成并具有第一厚度；该热管包括管体和第二毛细组织，该管体内为中空而形成一第二腔室且该第二腔室和该第一腔室相连通，该第二毛细组织设于该管体内并暴露于该第二腔室中，其中，该第二毛细组织由具有第二粉粒径的金属粉末烧结形成并具有该第一厚度，该第二粉粒径大于该第一粉粒径。
较佳地，该管体包括连接该均温板的一开放端以及一封闭端，该开放端以高周波、硬焊或激光焊的方式固定至该均温板中的一开口处。
较佳地，该热交换组合结构还包括填注于该第一腔室和该第二腔室中的工作流体。
较佳地，该管体为圆管、椭圆管或扁管。
较佳地，该第一毛细组织邻接该第二毛细组织。
较佳地，该热交换组合结构还包括分布于该第一腔室中并抵顶于该第一盖板和该第二盖板之间的多个支撑柱。
较佳地，任一该支撑柱为毛细结构或实心结构或为毛细结构和实心结构的结合。
较佳地，该多个支撑柱由具有第三粉粒径的金属粉末烧结而成，该第三粉粒径大于该第一粉粒径。
本发明还提供一种热交换组合结构，包括均温板及与该均温板相连的热管，该均温板包括相对盖合的第一盖板和第二盖板以及第一毛细组织，该第一盖板和该第二盖板之间为中空而形成一第一腔室，该第一毛细组织暴露于该第一腔室中，其中，该第一毛细组织由具有第一粉粒径的金属粉末烧结形成并具有第一厚度；该热管包括管体和第二毛细组织，该管体内为中空而形成一第二腔室且该第二腔室和该第一腔室相连通，该第二毛细组织设于该管体内并暴露于该第二腔室中，其中，该第二毛细组织由具有第二粉粒径的金属粉末烧结形成并具有异于该第一厚度的第二厚度，且该第二粉粒径小于该第一粉粒径。
较佳地，该管体包括连接该均温板的一开放端以及一封闭端，该开放端以高周波、硬焊或激光焊的方式固定至该均温板中的一开口处。
较佳地，该热交换组合结构还包括填注于该第一腔室和该第二腔室中的工作流体。
较佳地，该管体为圆管、椭圆管或扁管。
较佳地，该第一毛细组织邻接该第二毛细组织。
较佳地，该热交换组合结构还包括分布于该第一腔室中并抵顶于该第一盖板和该第二盖板之间的多个支撑柱。
较佳地，任一该支撑柱为毛细结构或实心结构或为毛细结构和实心结构的结合。
较佳地，该多个支撑柱由具有第三粉粒径的金属粉末烧结而成，该第三粉粒径大于该第一粉粒径。
本发明热交换组合结构包括均温板和与均温板相连的热管，均温板内和热管的管体内皆覆有毛细组织，其中，在毛细组织具有相同厚度的前提下，形成热管的管体内的毛细组织的金属粉末的粉粒径大于形成均温板内的毛细组织的金属粉末的粉粒径，能够优化均温板的传热和散热的效果；而在毛细组织具有不同厚度的前提下，形成热管的管体内的毛细组织的金属粉末的粉粒径则小于形成均温板内的毛细组织的金属粉末的粉粒径，能够优化均温板的传热和散热的效果。
附图说明
图1为本发明的热交换组合结构的部分结构分解示意图。
图2为本发明的热交换组合结构的部分结构剖面示意图。
图3为本发明的热交换组合结构的又一部分结构剖面示意图。
具体实施方式
为方便说明，本发明图式中的均温板和热管的各结构、组织或部件不依其应用时的比例，而依据说明需要进行不等比例的放大，此并非用以限制本发明均温板和热管的实施。
本发明以下所称的板体，是指外观上有相对的两个表面，该两个表面的面积远大于两表面之间的侧壁面积，其一般可利用相盖合的两盖板组合而成。其次，依据相对作用可将两盖板区分成用于接触或贴近发热源的盖板和起散热作用的盖板，两者的几何形状可相同或相异，侧壁则可由两盖板至少之一一体成型地提供，但本发明不限于此。以下虽以平面绘制来说明两盖板，但任一盖板亦可依据需要而设计为弧形或其它形状。再者，板体的内部呈中空状而形成一中空腔室，为方便说明，宏观上由两盖板盖合且介于两板体之间的腔室为以下所称的第一腔室，热管等其它组合件或其它结构的内部的中空空间则为以下所称的第二腔室或第三腔室等等。
本发明以下所称的毛细组织或结构，是指组织或结构中具有多个毛细孔或相连通的孔洞空穴，一般为编织网或粉末烧结或结合上述两者所形成。在使用金属粉末烧结形成的例子中，使用较大粉粒径的粉末烧结时，毛细孔径大，毛细密度较低；在使用编织网形成的例子中，使用的编织网具有较少的网目数时，毛细孔径大，毛细密度较低；反之毛细孔径小者，则毛细密度较高。可以理解的，此处的毛细孔径或粉粒径，以统计上的量测得到，可以以一数值或一数值范围表示，并非以每个毛细孔径或粉粒径皆完全相同为必要。
图1为本发明的热交换组合结构的部分结构分解示意图。图2为本发明的热交换组合结构的部分结构剖面示意图。请参考图1至图2，热交换组合结构5包括一均温板10和与均温板10相连的一或多个热管70。于一实施例中，均温板10包括一第一盖板22和一第二盖板24。相对盖合的第一盖板22和第二盖板24界定了均温板10内部的一中空空间，以第一腔室12表示。其次，均温板10尚包括暴露于第一腔室12中的一第一毛细组织50，其设置于第一盖板22和第二盖板24的内面上。第一腔室12内设有一工作流体(图上未绘)，第一毛细组织50接触工作流体。
续参考图1至图2，均温板10具有一或多个开口25，开口25设置于第一盖板22或/和第二盖板24的侧壁28上；实施上，可分别在第一盖板22和第二盖板24的侧壁28上洗出一部分穿透处，于第一盖板22和第二盖板24相互盖合时形成完整的开口25，开口25可由略突出于侧壁28的延伸段29所界定。但本发明不限的，在不同的盖板设计下，开口25可以仅由第一盖板22或第二盖板24的侧壁设置穿透处来实现(本实施例中)，或是由第一盖板22或第二盖板24的表面设置穿透处来实现。其次，第一毛细组织50分布于第一盖板22的内面221、第二盖板24的内面241以及侧壁28的内面281上，并且邻接至开口25的边缘。
续参考图1至图2，与均温板10相连的热管70包括一管体72和一第二毛细组织74，其中，管体72内为中空而形成一第二腔室73，第二毛细组织74则设于管体72内并暴露于第二腔室73中。于一实施例中，管体72包括连接均温板10的开口25的一开放端75以及远端的一封闭端77，当管体72固定至均温板10的开口25处时，第二腔室73可和第一腔室12相连通，且工作流体可填注于第一腔室12和第二腔室73中。其次，由管体72的开放端75的截面来看，管体72可以是一圆管、一椭圆管或一扁管，但本发明不限于上述。再者，管体72的开放端75和封闭端77之间可以是直管或是有曲折的弯管。热管70和均温板10的固定方式，可以将管体72的开放端75放置在均温板10的延伸段29处，再以高周波、硬焊或激光焊的方式将开放端75固定至均温板10中的开口25处，并使得管体72内的第二毛细组织74邻接均温板10的第一毛细组织50。
续参考图1至图2，第一毛细组织50由具有第一粉粒径的金属粉末烧结形成并具有一第一厚度，第二毛细组织74由具有第二粉粒径的金属粉末烧结形成并具有一第二厚度。于本发明的一实施例中，在第一厚度和第二厚度相等的前提条件下，形成管体72内的第二毛细组织74的金属粉末的粉粒径大于形成均温板10内的第一毛细组织50的金属粉末的粉粒径。而于本发明的另一实施例中，在第一厚度和第二厚度不同的前提条件下，形成管体72内的第二毛细组织74的金属粉末的粉粒径则小于形成均温板10内的第一毛细组织50的金属粉末的粉粒径。
图3为本发明的热交换组合结构的又一部分结构剖面示意图。请参考图1至图3，均温板10更包括分布于第一腔室12中并抵顶于第一盖板22和该第二盖板24之间的多个支撑柱60。于一实施例中，支撑柱60可以是实心、表面平滑或粗糙(例如具有沟槽或凹凸)的结构；或是整体为毛细结构(例如有毛细孔分布其中)；或是结合实心结构和毛细结构的结构。在支撑柱60亦是以金属粉末烧结的方式形成的情况下，形成该多个支撑柱60的金属粉粒径(第三粉粒径)大于形成第一毛细组织50的金属粉粒径(第一粉粒径)。
在此必须说明的是，以上配合图式所做的详细描述，仅是为了说明本发明的技术内容及特征而提供的实施方式，凡本发明领域中的普通技术人员，在了解本发明的技术内容及特征之后，于不违背本发明的精神下，所做的种种简单的修饰、替换或构件的减省，皆应属于本发明的权利要求范围之内。
Claims (16)
1.一种热交换组合结构，其特征在于，包括：
均温板，其包括相对盖合的第一盖板和第二盖板以及第一毛细组织，该第一盖板和该第二盖板之间为中空而形成一第一腔室，该第一毛细组织暴露于该第一腔室中，其中，该第一毛细组织由具有第一粉粒径的金属粉末烧结形成并具有第一厚度；及
与该均温板相连的热管，其包括管体和第二毛细组织，该管体内为中空而形成一第二腔室且该第二腔室和该第一腔室相连通，该第二毛细组织设于该管体内并暴露于该第二腔室中，其中，该第二毛细组织由具有第二粉粒径的金属粉末烧结形成并具有该第一厚度，该第二粉粒径大于该第一粉粒径。
2.如权利要求1所述的热交换组合结构，其特征在于，该管体包括连接该均温板的一开放端以及一封闭端，该开放端以高周波、硬焊或激光焊的方式固定至该均温板中的一开口处。
3.如权利要求1所述的热交换组合结构，其特征在于，该热交换组合结构还包括填注于该第一腔室和该第二腔室中的工作流体。
4.如权利要求1所述的热交换组合结构，其特征在于，该管体为圆管、椭圆管或扁管。
5.如权利要求1所述的热交换组合结构，其特征在于，该第一毛细组织邻接该第二毛细组织。
6.如权利要求1所述的热交换组合结构，其特征在于，该热交换组合结构还包括分布于该第一腔室中并抵顶于该第一盖板和该第二盖板之间的多个支撑柱。
7.如权利要求6所述的热交换组合结构，其特征在于，任一该支撑柱为毛细结构或实心结构或为毛细结构和实心结构的结合。
8.如权利要求6所述的热交换组合结构，其特征在于，该多个支撑柱由具有第三粉粒径的金属粉末烧结而成，该第三粉粒径大于该第一粉粒径。
9.一种热交换组合结构，其特征在于，包括：
均温板，其包括相对盖合的第一盖板和第二盖板以及第一毛细组织，该第一盖板和该第二盖板之间为中空而形成一第一腔室，该第一毛细组织暴露于该第一腔室中，其中，该第一毛细组织由具有第一粉粒径的金属粉末烧结形成并具有第一厚度；及
与该均温板相连的热管，其包括管体和第二毛细组织，该管体内为中空而形成一第二腔室且该第二腔室和该第一腔室相连通，该第二毛细组织设于该管体内并暴露于该第二腔室中，其中，该第二毛细组织由具有第二粉粒径的金属粉末烧结形成并具有异于该第一厚度的第二厚度，且该第二粉粒径小于该第一粉粒径。
10.如权利要求9所述的热交换组合结构，其特征在于，该管体包括连接该均温板的一开放端以及一封闭端，该开放端以高周波、硬焊或激光焊的方式固定至该均温板中的一开口处。
11.如权利要求9所述的热交换组合结构，其特征在于，该热交换组合结构还包括填注于该第一腔室和该第二腔室中的工作流体。
12.如权利要求9所述的热交换组合结构，其特征在于，该管体为圆管、椭圆管或扁管。
13.如权利要求9所述的热交换组合结构，其特征在于，该第一毛细组织邻接该第二毛细组织。
14.如权利要求9所述的热交换组合结构，其特征在于，该热交换组合结构还包括分布于该第一腔室中并抵顶于该第一盖板和该第二盖板之间的多个支撑柱。
15.如权利要求14所述的热交换组合结构，其特征在于，任一该支撑柱为毛细结构或实心结构或为毛细结构和实心结构的结合。
16.如权利要求14所述的热交换组合结构，其特征在于，该多个支撑柱由具有第三粉粒径的金属粉末烧结而成，该第三粉粒径大于该第一粉粒径。
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