CN1882237A - 环路式热交换装置 - Google Patents

环路式热交换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1882237A
CN1882237A CNA2005100354191A CN200510035419A CN1882237A CN 1882237 A CN1882237 A CN 1882237A CN A2005100354191 A CNA2005100354191 A CN A2005100354191A CN 200510035419 A CN200510035419 A CN 200510035419A CN 1882237 A CN1882237 A CN 1882237A
Authority
CN
China
Prior art keywords
condenser
heat
exchange device
cavity
type heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005100354191A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100491888C (zh
Inventor
刘泰健
童兆年
李志鹏
侯春树
杨志豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Fuzhun Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Priority to CNB2005100354191A priority Critical patent/CN100491888C/zh
Priority to US11/306,421 priority patent/US7552759B2/en
Publication of CN1882237A publication Critical patent/CN1882237A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100491888C publication Critical patent/CN100491888C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • F28D15/043—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure forming loops, e.g. capillary pumped loops
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • F28D15/046—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D2015/0216—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes having particular orientation, e.g. slanted, or being orientation-independent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2210/00—Heat exchange conduits
    • F28F2210/02—Heat exchange conduits with particular branching, e.g. fractal conduit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了一种环路式热交换装置，包括一蒸发器、一冷凝器、一蒸汽导管及一回流导管，该蒸发器内形成一腔体并充填有工作流体，该工作流体吸收热量后在蒸发器内产生蒸汽并经由该蒸汽导管到达该冷凝器冷却成液态，该冷却后的工作流体再经由该回流导管而返回至该蒸发器，以构成一密闭的热传导环路。其中，该冷凝器内形成一腔体，且该腔体中设有热传增强微结构，藉此可增大散热面积并防止过多的工作液体囤积于冷凝器而造成蒸发器产生干化现象。

Description

环路式热交换装置
【技术领域】
本发明涉及一种散热装置，特别是关于一种适合于电子元件散热的环路式热交换装置
【背景技术】
随着电子信息产业的快速发展，高科技电子产品正朝向更轻薄小巧及多功能、快速的趋势发展，然而在电子元件运作频率及速度不断提升下，将使其每单位面积所释出的热量(热通量)愈来愈高，严重威胁电子元件的运作性能及稳定性，甚至因高温而烧毁该等昂贵的电子元件，基于散热装置的优劣将直接影响电子元件的寿命及运作品质，为确保电子元件的正常运作，必需对电子元件进行有效且快速的散热。唯现有单独强制风冷式散热装置很难满足高频高速电子元件发展的散热需求，因为如果单以提高风扇转速会造成过大的噪音与振动问题，如果单以增加散热面积又违背轻薄小巧的市场产品需求。欲使高科技电子产品发挥应有的功能，设计出具有高效率、质量轻、超静音、且随电子元件不同操作功率自动调节移热能力、并能随产品既有狭小空间作弹性设计的散热装置，已成为业界发展下一代先进电子产品的重要挑战与机会。
目前已有许多不同结构与型式的散热装置可供应用于计算机微处理器(CPU)的散热，最典型的例子是利用热管进行传热以提升传热效果，其操作原理是通过工作流体在汽、液两相变化的潜热来传递热量，即在热管的蒸发段藉蒸发潜热自热源带走大量热量，使蒸汽快速通过原已抽成真空的管内空间，并在热管的冷凝段凝结成液体且释放热能，而冷凝后的液体靠贴于金属管内壁的毛细结构所提供的毛细力快速回流至蒸发段，达到持续相变化循环以传递热能的功效。唯现有热管技术仍有待克服的严重缺点，主要体现在由于蒸汽与回流液体系于同一管中作逆向流动，会阻碍液体藉毛细力的回流，进而限制热管的最大传热能力，而当回流的液体不足以提供蒸发所需的量时，会发生干化(dry-out)现象而导致计算机微处理器急速升温。
于是为避免上述缺点，乃有环路式热管的开发。环路式热管的构成通常包括蒸发器、冷凝器、蒸汽导管及回流导管，该蒸发器内设有毛细结构并填充有适量的工作液体，该蒸汽导管与回流导管均分别连接该蒸发器与冷凝器以构成一环路热传路径，其操作原理为通过蒸发器吸收电子元件的热量而使工作流体汽化，产生的蒸汽经由蒸汽导管传递至冷凝器放出热量后冷凝成液体，并通过回流导管返回蒸发器而继续下次循环，以达到利用相变化的潜热来传递热量的功效，其优于传统非环路热管之处主要在于工作流体汽、液两相分别以不同的流道进出蒸发器，使两相的流动不互相干扰而将热量传至冷凝器散出。
在实务上，环路式热管中所采用的冷凝器较多是采用散热鳍片直接穿设于蒸汽导管或者回流导管上，或者采用类似的方式，通过流体传输导管有限的周边面积将热量传递至散热鳍片散发出去，此种方式除因增加接口热阻及分散热阻(spreading resistance)而使整体热阻值增加的不利因素外，亦不利于将导管中快速流过的高热焓流体的热量有效传出，严重限制其最大散热能力。另外，业界亦有将冷凝器设计成一腔体结构，并在腔体表面再设置散热鳍片，使蒸汽先沿蒸汽导管导入该空旷的腔体内，以将蒸汽的热量分散至腔体内壁较大的面积上，再通过内壁传递至设置腔体表面的散热鳍片散发出去，但此种情形容易造成冷凝后的工作液体较大部分停留在腔体内，使回流至蒸发器的工作液体减少而引发蒸发器干化现象。
【发明内容】
为解决环路式热管中冷凝器不能有效散热及造成工作液体较大部分停留在腔体内不便回流的技术问题，有必要提供一种能够沿单一方向循环且高效传热的环路式热交换装置
该环路式热交换装置包括包括一蒸发器、一冷凝器、一蒸汽导管及一回流导管，该蒸发器内形成一腔体并充填有工作流体，该工作流体吸收热量后在蒸发器内产生蒸汽并经由该蒸汽导管到达该冷凝器冷却成液态，该冷却后的工作流体再经由该回流导管而返回至该蒸发器，以构成一密闭的热传导环路，该冷凝器内形成一腔体，且该腔体中设有热传增强微结构。
上述环路式热交换装置通过将冷凝器设计成腔体结构并在腔体内设置热传增强微结构，提供蒸汽高吸热面积及高散热面积的较佳热传效率及轻巧外形，除可克服现有技术通过流体导管有限的周边面积设置冷凝器之间接散热导致热阻值增加的不利因素外，更可克服现有技术因冷凝器内的空间过大而造成过多的冷凝液囤积于冷凝器，有效抑制由于冷凝液回流不足而引发的蒸发器干化现象。
【附图说明】
下面参考附图，结合实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明环路式热交换装置第一个实施例的外观立体示意图。
图2是图1中冷凝器的第一盖板的立体示意图。
图3是图1中冷凝器的第二盖板的立体示意图。
图4是图1中冷凝器的第二盖板另一实施例的立体示意图。
图5是图1中蒸发器沿V-V截面所视的剖面图。
图6是图1中蒸发器除去上盖板的立体示意图。
图7是图1中蒸发器由底部所视的示意图。
图8是本发明环路式热交换装置第二个实施例的外观立体示意图。
图9是本发明环路式热交换装置第三个实施例的外观立体示意图。
图10是本发明环路式热交换装置第四个实施例的外观立体示意图。
【具体实施方式】
图1为本发明环路式热交换装置第一个实施例的外观立体示意图，该散热装置10包括一蒸发器20、一蒸汽导管30、一冷凝器40以及一回流导管50。该蒸发器20的一侧壁于相对位置上分别设有出口201与入口202，该蒸汽导管30与回流导管50分别连接该蒸发器20的出口201与入口202，并与远端的冷凝器40连接，从而相互彼此连通构成一热传导密闭循环路。该蒸汽导管30与回流导管50可为具有绕性的金属或非金属管件，以达到能随产品既有的狭小空间作弹性设计并易于施以压扁及折弯制程。
结合图2及图3所示，该冷凝器40串接于蒸汽导管30与回流导管50之间，且冷凝器40是由第一盖板42及第二盖板44密闭构成一密封腔体，其中，该两盖板上均往腔体内延伸设置若干散热细柱体45(pin fin)，以在冷凝器40腔体内形成热传增强微结构，使冷凝器40具有高吸热面积及高散热面积的特性，提升冷凝器40的散热性能，将进入的蒸汽快速释放热量并冷却成液态，亦即使蒸汽进入冷凝器40和其内的散热面作直接接触的热交换，并通过该两盖板外部表面上设置的散热鳍片47将热量散出，之后变成液态并通过回流导管50返回蒸发器20。为更加速冷凝液体回流，该回流导管50的管壁内亦可设置毛细结构501，其可由卷曲的金属网构成，或者为粉末烧结结构或微细沟槽结构，以提供回流液体进入蒸发器20的毛细力。为使蒸汽进入较大冷凝器40时能与其中的热传增强微结构有较均匀的接触，可将蒸汽导管30末段***冷凝器40，并于其上设置流体喷洒分配器301，该分配器301的结构可采用沿导管伸入长度方向上开设的密集的小孔，例如图3所示的蒸汽导管30末段***冷凝器40的一侧边，而且小孔则朝冷凝器40的另一侧边开设；同理，若将蒸汽导管30末段***冷凝器40的中央，如图4所示，则其小孔可为朝向两侧边开设(或周缘均设小孔)。该冷凝器40腔体内靠近蒸汽导管30及回流导管50的一侧设置有毛细结构48，其可通过铺设紧实排列的多股细金属丝或金属网目而达成，该毛细结构48延伸至与回流导管50与冷凝器40的连接处，并与回流导管50的毛细结构501连通，达到利用毛细力来驱动在冷凝器40中已经冷凝的液体，避免过多的冷凝液囤积于冷凝器40内的空间，确保冷凝液顺畅回流到蒸发器20，有助于避免引发蒸发器20的干化现象。该冷凝器40内的热传增强微结构可与冷凝器40的盖板一体成型，使冷凝器40的设计可以在很小的体积下提供大吸热面积及大散热面积，不但可提升热传效率，并因外形轻巧，符合例如笔记型计算机产品的薄型化需求。另外，设于盖板上的散热鳍片47除采用片状外，还可采用如圆柱状(pin fin)结构。
一并参照图5至图7，该蒸发器20形成为平板状，其由上盖板210与下盖板220密闭构成一密封的扁平腔体，该下盖板220底部朝向回流导管50一侧为一薄板221而朝向蒸汽导管30一侧为一较厚的均热板223，该均热板223的底部中央位置凸设一吸热面225供发热组件接触传热。该腔体可通过另一侧壁上的填充管203充入一定量的工作流体(图未示)，待腔体内抽真空后即可将该填充管203密封而构成该密闭腔体，该工作流体可以是冷媒、水、乙醇、甲醇、丙酮、庚烷、氨水及其混合物。
该蒸发器20的腔体内设置有毛细结构230，可为由多层紧实堆栈的金属网紧密贴服于腔体的上盖板210与下盖板220内壁所形成的微流道结构，该金属网是由金属线编织成交错的网目，该毛细结构230除了各层金属网原有的网目所形成的微流道外，多层紧实的金属网中的各层之间亦形成更多的毛细微流道，为回流液体提供强大的毛细力。当然，该毛细结构230除了为金属网之外，还可为纤维束或者为粉末烧结等结构。其中，该蒸发器20的腔体正对下盖板220的薄板221区域被毛细结构230充满而形成液态介质的储存区231，而腔体正对下盖板220的均热板223区域则形成蒸发区232，部分毛细结构230沿中部凸伸入蒸发区232内并涵盖下盖板220位于接近中心的吸热面225，另有部分毛细结构230沿蒸发器20的两侧凸伸入蒸发区232内，致使该毛细结构230同时跨设于该储存区231及蒸发区232，如此使蒸发区232的毛细结构230在工作流体被蒸发后，便可以通过毛细力从储存区231中将工作流体吸附过来而不断产生汽化过程。另外，该蒸发区232未设置毛细结构的区域形成一用于容纳蒸汽的蓄积区233，该蓄积区233具有较大的流动空间，其与蒸汽导管30接通以使产生的蒸汽能顺利地流出蒸发器20并进入至蒸汽导管30中。另外，于该蒸发器20的上、下盖板210、220的外壁上对应腔体的储存区231所在的位置还设置有由若干散热鳍片构成的一散热部250。
操作时，先将下盖板220的吸热面225与发热组件的热表面之间涂上热接口材质(Thermal Interface Materials)并使其紧密服贴，使发热组件产生的热量传递至下盖板220的均热板223中均匀分布，再传至腔体中由该均热板223所涵盖的蒸发区232内的毛细结构230，将蕴含于其中的工作流体迅速产生汽化，成为急速膨胀的蒸汽，由于该蒸汽在储存区231的流阻甚高，必然顺利进入周边不含毛细结构230且宽敞的蓄积区233，接着在蒸汽压力下进入蒸汽导管30到达冷凝器40后释放热量后冷却成液态，冷却液体再经由回流导管50并通过回流导管50中的毛细结构501驱动回流至蒸发器20的储存区231，然后再由蒸发区232内的毛细结构230将回流的冷却液由该储存区231送至蒸发区232继续进行循环散热，从而形成一具有汽、液分离且确保液进汽出以驱动一朝单方向进行高效率散热的热循环环路。
其中，该蒸发区232设置较厚的均热板223，使回流的工作流体得以充分吸热汽化，且可通过设置薄板221于涵盖大部份的液态介质储存区231，扼阻由下盖板220的均热板223将热量传导至薄板221上，有效遏止蒸发区232的热量沿下盖板220直接传导到该储存区231的工作流体而使其升温汽化的侧向热传导效应，使均热板223沿截面传递至薄板221的热量减少，避免储存区231的温度过高致使工作流体在该区汽化而蓄积过多的蒸汽，藉此降低液态工作介质流入蒸发区232毛细结构230中的流阻，而将工作液体及时补充至蒸发区232，有效防止干化现象发生。
由于当蒸发器20的均热板223吸热时，在接近蒸发区232的储存区231中的工作流体，亦会直接受到邻近高温蒸发区232的蒸汽膨胀溢散所造成的热对流效应，导致上述接近加热区的储存区231中的工作流体升温汽化，并使蒸汽在储存区231蓄积，增加液态介质进入蒸发区232的流阻，当液态介质无法被顺利送达蒸发区232时将引发蒸发区232干化现象。亦即，当有液态介质因吸热而在蒸发区产生汽化现象时，其蒸汽体积膨胀，随着时间的增加其将渐渐往四周传导开来，此膨胀压力将迫使蒸汽与液态介质的界面线将因时间的增加而往储存区231移动，直到储存区231失去储水作用，此时液态介质无法有效且顺利回到蒸发区232以提供蒸发所需的液态介质量，最后可能导致环路失效。藉此，本发明在对应储存区231所设置的散热部250，可对储存区231进行散热将热量移走并降低含于其中的工作流体的温度，遏止工作流体因受到高温蒸发区232内的蒸汽热对流效应而引起升温汽化的负面影响，减少蒸汽在储存区231中的蓄积，确保液态介质被持续顺利送达蒸发区232，实现单一方向高效率循环散热。实务上该散热部250可采用目前现有的散热装置，例如散热鳍片、风扇、热电致冷装置等。由于藉毛细结构230蕴含于液态介质储存区231中的工作流体存量较少，故欲降低其中流体的温度通常仅需很小的散热量即可，因此采用不需加装风扇的短散热鳍片，仅通过增加散热面积的自然循环即可达成，因此，该散热部250可采用一低高度的散热鳍片，以适合于有扁平化设计需求的相关产品应用，如笔记型计算机。
本发明将冷凝器40设计成腔体结构并在腔体内设置由若干散热细柱体45构成的热传增强微结构，具有高吸热面积及高散热面积，除可克服现有技术通过流体导管有限的周边面积设置冷凝器40之间接散热缺点，有利于将导管中快速流过的高热焓流体的热量有效传出，发挥最大的散热能力外，更可使冷凝器40内的水力直径趋近于蒸汽导管30水力直径的设计概念，不但可达到提供蒸汽大吸热面积的较佳热传效率及轻巧外形的优点，且可克服现有技术因冷凝器40内的空间过大而造成过多的冷凝液囤积于冷凝器40，有效抑制过多的冷凝液囤积于冷凝器40造成冷凝液回流不足的干化现象。另外，该冷凝器40的设计亦使其更可配合例如笔记型计算机产品的扁平需求。
本发明除可通过设置于蒸发器20的毛细结构230与冷凝液回流导管50内的毛细结构510以及冷凝器40中的毛细结构48达到持续将回流的工作流体迅速送达蒸发器20的蒸发区232外，并结合设置于蒸发器20上、下盖板210、220外壁对应于液态介质储存区231的散热部250以及对应蒸发区232的较厚的均热板223功能，可同时克服现有技术中的蒸汽热对流效应及侧向热传导效应而阻碍工作流体顺利送达蒸发区232的困难，减少蒸汽在液态介质储存区231中的蓄积，有效防止干化现象，并由于流入蒸发区232之前的工作流体得以维持在较低温度，待其进入蒸发区232之后得以更有效的冷却发热组件，且由于储存区231的毛细结构230设计对液相工作流体具有高毛细力吸附效益，但对汽化而急速膨胀的蒸汽或沸腾流体却具有高流阻特性，均确保本发明薄型环路式散热装置朝单一方向进行高效率循环散热。
图8为本发明环路式热交换装置第二个实施例的外观立体示意图，其与第一个实施例不同之处在于将水平设置的冷凝器40在接近导管连接处设一小倾角，达到同时利用重力及毛细力促使冷凝液顺畅回流到蒸发器20，避免过多的冷凝液囤积于冷凝器40内的空间，进一步有效防止干化现象。
图9为本发明环路式热交换装置第三个实施例的外观立体示意图，其与第二个实施例不同之处在于冷凝器40与导管之间的倾角更大，其于接近冷凝器40的导管处折弯致使冷凝器40位于垂直位置，适合应用于不受扁平空间限制的产品，因此该冷凝器40可配合例如个人计算机中的***风扇位置，将冷凝器40的散热鳍片47与***风扇搭配，除可达到散热装置空间运用的设计弹性及充分利用***风扇风量的散热功效外，通过垂直位置的冷凝器40放置及折弯朝上的导管亦可促使冷凝器40中的液体更顺畅回流到蒸发器20。
图10为本发明环路式热交换装置第四个实施例的外观立体示意图，其与第一个实施例不同之处在于为使蒸发器20内的蒸汽能顺畅通过蒸汽导管30到达冷凝器40散热，以免因蒸汽导管30的流阻过大而造成环路***压力升高而造成的阻塞问题，而在散热环路上并列配置一支以上的蒸汽导管30，即采用分歧结构，以降低蒸汽在通往冷凝器40时所遭遇的阻力。

Claims (15)

1.一种环路式热交换装置，包括一蒸发器、一冷凝器、一蒸汽导管及一回流导管，该蒸发器内形成一腔体并充填有工作流体，该工作流体吸收热量后在蒸发器内产生蒸汽并经由该蒸汽导管到达该冷凝器冷却成液态，该冷却后的工作流体再经由该回流导管而返回至该蒸发器，以构成一密闭的热传导环路，其特征在于：该冷凝器内形成一腔体，且该腔体中设有热传增强微结构。
2.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该热传增强微结构为若干散热细柱体。
3.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该冷凝器的腔体外设置有若干散热鳍片。
4.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该冷凝器的腔体内设有毛细结构并延伸连通至回流导管与冷凝器的连接处。
5.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该蒸汽导管伸入至冷凝器的腔体内，且在该伸入部分的长度方向上设有流体喷洒分配器。
6.如权利要求5所述的环路式热交换装置，其特征在于：该蒸汽导管伸入至冷凝器的腔体的一侧，该流体喷洒分配器为朝向腔体的另一侧开设的密集小孔结构。
7.如权利要求5所述的环路式热交换装置，其特征在于：该蒸汽导管伸入至冷凝器的腔体中间位置，该流体喷洒分配器为朝向腔体的两侧开设的密集小孔结构。
8.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该冷凝器与回流导管之间形成一小倾角。
9.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该冷凝器与回流导管之间相互垂直。
10.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该蒸发器的腔体被区分为蒸发区与液态介质的储存区，且该蒸发器的腔体内设置有跨设于储存区及蒸发区的毛细结构。
11.如权利要求10所述的环路式热交换装置，其特征在于：该蒸发器腔体的蒸发区内形成有供蒸汽容纳的蓄积区。
12.如权利要求10所述的环路式热交换装置，其特征在于：该蒸发器上正对储存区设置有若干散热鳍片。
13.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该蒸发器的腔体由上盖板与下盖板密闭形成，且下盖板正对蒸发区的部位形成较厚的均热板结构。
14.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该回流导管内设置有毛细结构。
15.如权利要求1所述的环路式热交换装置，其特征在于：该蒸汽导管为具有分歧的管体。
CNB2005100354191A 2005-06-17 2005-06-17 环路式热交换装置 Expired - Fee Related CN100491888C (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100354191A CN100491888C (zh) 2005-06-17 2005-06-17 环路式热交换装置
US11/306,421 US7552759B2 (en) 2005-06-17 2005-12-28 Loop-type heat exchange device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100354191A CN100491888C (zh) 2005-06-17 2005-06-17 环路式热交换装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1882237A true CN1882237A (zh) 2006-12-20
CN100491888C CN100491888C (zh) 2009-05-27

Family

ID=37520132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100354191A Expired - Fee Related CN100491888C (zh) 2005-06-17 2005-06-17 环路式热交换装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7552759B2 (zh)
CN (1) CN100491888C (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101680723B (zh) * 2007-06-15 2011-06-22 旭化成纤维株式会社 环路热管型传热装置
CN102202488A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 富准精密工业(深圳)有限公司 热管散热装置
CN104210429A (zh) * 2013-06-03 2014-12-17 现代自动车株式会社 用于车辆的存储组件
CN104364728A (zh) * 2012-07-12 2015-02-18 谷歌公司 用于电子器件的热虹吸***
WO2015089915A1 (zh) * 2013-12-16 2015-06-25 深圳市华星光电技术有限公司 散热回路管及用该散热回路管的背光模组
CN104880107A (zh) * 2015-05-18 2015-09-02 华南理工大学 一种改进型的超薄环路热管
CN105555105A (zh) * 2016-02-24 2016-05-04 新乡市特美特换热设备有限公司 一种蒸发器均温冷板
CN105682434A (zh) * 2016-04-20 2016-06-15 电子科技大学 一种结合热电制冷和微通道液冷的复合散热装置
CN106935560A (zh) * 2015-12-30 2017-07-07 恩斯迈电子(深圳)有限公司 热电致冷模块与包含热电致冷模块的散热装置
CN106949764A (zh) * 2017-05-04 2017-07-14 广州华钻电子科技有限公司 一种环路均热板
CN108024486A (zh) * 2018-01-04 2018-05-11 钦州学院 基于蜻蜓翅膀微观表面的微型散热器及其制造方法
CN108770283A (zh) * 2018-05-04 2018-11-06 北京空间飞行器总体设计部 基于小尺寸冷凝器的大功率风冷环路热管散热器
CN110418543A (zh) * 2018-04-26 2019-11-05 泰硕电子股份有限公司 以分隔墙分隔汽态及液态工作流体通道的回路式均温装置
CN110610911A (zh) * 2019-09-23 2019-12-24 上海交通大学 一种新型三维均匀分流歧管式微通道
CN111190472A (zh) * 2020-02-24 2020-05-22 大连理工大学 服务器用大功率分离式热管散热器
CN111615290A (zh) * 2019-02-25 2020-09-01 龙大昌精密工业有限公司 冷凝器的散热结构
WO2021114144A1 (zh) * 2019-12-11 2021-06-17 瑞声声学科技(深圳)有限公司 热管及扬声器装置
US20210207898A1 (en) * 2018-03-07 2021-07-08 Acer Incorporated Cycling heat dissipation module

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060196640A1 (en) * 2004-12-01 2006-09-07 Convergence Technologies Limited Vapor chamber with boiling-enhanced multi-wick structure
US7347250B2 (en) * 2006-01-30 2008-03-25 Jaffe Limited Loop heat pipe
TWI279518B (en) * 2006-06-12 2007-04-21 Ind Tech Res Inst Loop type heat dissipating apparatus with spray cooling device
TWM309700U (en) * 2006-10-16 2007-04-11 Quanta Comp Inc Thermal module
US9157687B2 (en) * 2007-12-28 2015-10-13 Qcip Holdings, Llc Heat pipes incorporating microchannel heat exchangers
TWM347809U (en) * 2008-05-26 2008-12-21 Xu xiu cang Fast temperature-averaging heat conductive device
US20100071880A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 Chul-Ju Kim Evaporator for looped heat pipe system
TW201038900A (en) * 2009-04-21 2010-11-01 Yeh Chiang Technology Corp Sintered heat pipe
US20100326627A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 Schon Steven G Microelectronics cooling system
US20110186267A1 (en) * 2010-02-01 2011-08-04 Suna Display Co. Heat transfer device with anisotropic thermal conducting micro structures
US20120280580A1 (en) * 2011-05-04 2012-11-08 Aurora Office Equipment Co., Ltd. Shanghai Cooled fractional-horsepower motor
WO2013018667A1 (ja) * 2011-08-01 2013-02-07 日本電気株式会社 冷却装置及びそれを用いた電子機器
US9500413B1 (en) 2012-06-14 2016-11-22 Google Inc. Thermosiphon systems with nested tubes
FR2993649B1 (fr) * 2012-07-18 2014-08-08 Astrium Sas Dispositif de controle thermique
US9310138B2 (en) * 2012-09-13 2016-04-12 International Business Machines Corporation Cooling system for high performance solar concentrators
US20140138058A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-22 Elwha Llc Heat pipe having a channeled heat transfer array
KR101449293B1 (ko) * 2013-06-03 2014-10-08 현대자동차주식회사 냉온장 컵홀더
US9379039B2 (en) * 2013-09-04 2016-06-28 Cisco Technology, Inc. Heat transfer for electronic equipment
JP5986064B2 (ja) * 2013-12-25 2016-09-06 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 冷却システムおよび電子機器
EP3125289A4 (en) * 2014-03-26 2018-01-03 Nec Corporation Phase-change cooler and phase-change cooling method
JP6390225B2 (ja) * 2014-07-11 2018-09-19 富士通株式会社 冷却システム及び電子装置
EP3259546B1 (en) * 2015-02-19 2020-07-08 JR Thermal LLC Intermittent thermosyphon
US9668335B1 (en) * 2016-02-22 2017-05-30 Arris Enterprises Llc Heat sink fastener and corresponding systems and methods
US20170295671A1 (en) * 2016-04-11 2017-10-12 Qualcomm Incorporated Multi-phase heat dissipating device for an electronic device
US10746474B2 (en) 2016-04-11 2020-08-18 Qualcomm Incorporated Multi-phase heat dissipating device comprising piezo structures
US10353445B2 (en) * 2016-04-11 2019-07-16 Qualcomm Incorporated Multi-phase heat dissipating device for an electronic device
US10107559B2 (en) * 2016-05-27 2018-10-23 Asia Vital Components Co., Ltd. Heat dissipation component
US10451355B2 (en) * 2016-05-27 2019-10-22 Asia Vital Components Co., Ltd. Heat dissipation element
US10077945B2 (en) * 2016-05-27 2018-09-18 Asia Vital Components Co., Ltd. Heat dissipation device
US10107557B2 (en) * 2016-05-27 2018-10-23 Asia Vital Components Co., Ltd. Integrated heat dissipation device
US9999157B2 (en) 2016-08-12 2018-06-12 Qualcomm Incorporated Multi-phase heat dissipating device embedded in an electronic device
CN107145205A (zh) * 2017-04-19 2017-09-08 北京空间飞行器总体设计部 基于平板环路热管的笔记本电脑散热***
CN109387107B (zh) * 2017-08-04 2024-05-17 深圳市迈安热控科技有限公司 多孔热管
US20190154352A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-23 Asia Vital Components (China) Co., Ltd. Loop heat pipe structure
KR102015917B1 (ko) * 2018-01-02 2019-08-29 엘지전자 주식회사 열전 모듈을 이용하는 냉각 장치
TW201945680A (zh) * 2018-04-26 2019-12-01 泰碩電子股份有限公司 具不同管徑的迴路熱管
TW201948015A (zh) * 2018-05-04 2019-12-16 泰碩電子股份有限公司 以延伸毛細層連絡複數均溫板的聯合均溫板總成
CN110806129A (zh) * 2018-08-06 2020-02-18 上海巽科节能科技有限公司 一种环路热管
JP7271170B2 (ja) * 2018-12-27 2023-05-11 川崎重工業株式会社 蒸発器及びループ型ヒートパイプ
US11181323B2 (en) 2019-02-21 2021-11-23 Qualcomm Incorporated Heat-dissipating device with interfacial enhancements
JP6647439B1 (ja) * 2019-04-18 2020-02-14 古河電気工業株式会社 ヒートシンク
IT202100001247A1 (it) * 2021-01-25 2022-07-25 Koral Tech S R L Scambiatore di calore a piastra fredda, e relativo procedimento di produzione per manifattura additiva.
US20230225080A1 (en) * 2022-01-12 2023-07-13 Arista Networks, Inc. Hybrid heatsink system

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60259861A (ja) * 1984-06-06 1985-12-21 Showa Alum Corp ヒ−トパイプ式太陽熱集熱器
US5095404A (en) * 1990-02-26 1992-03-10 Data General Corporation Arrangement for mounting and cooling high density tab IC chips
KR970051923A (zh) * 1995-12-29 1997-07-29
US6410982B1 (en) * 1999-11-12 2002-06-25 Intel Corporation Heatpipesink having integrated heat pipe and heat sink
JP2001255085A (ja) * 2000-03-14 2001-09-21 Hitachi Ltd 可変コンダクタンスヒートパイプ
US6418017B1 (en) * 2000-03-30 2002-07-09 Hewlett-Packard Company Heat dissipating chassis member
US6474074B2 (en) * 2000-11-30 2002-11-05 International Business Machines Corporation Apparatus for dense chip packaging using heat pipes and thermoelectric coolers
US6466442B2 (en) * 2001-01-29 2002-10-15 Ching-Bin Lin Guidably-recirculated heat dissipating means for cooling central processing unit
US20030000689A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Dah-Chyi Kuo Heat dissipater
US6536510B2 (en) * 2001-07-10 2003-03-25 Thermal Corp. Thermal bus for cabinets housing high power electronics equipment
FR2829746B1 (fr) * 2001-09-18 2003-12-19 Cit Alcatel Dispositif de transfert de chaleur
US6608752B2 (en) * 2001-09-24 2003-08-19 General Electric Company Adaptive heat sink for electronics applications
TW580128U (en) 2003-01-13 2004-03-11 Sonicedge Industries Corp Improved high conductivity heat plate with two phase flow
JP3885098B2 (ja) * 2003-02-19 2007-02-21 株式会社フジクラ ループ型ヒートパイプ
US20050077030A1 (en) 2003-10-08 2005-04-14 Shwin-Chung Wong Transport line with grooved microchannels for two-phase heat dissipation on devices
US6901994B1 (en) * 2004-01-05 2005-06-07 Industrial Technology Research Institute Flat heat pipe provided with means to enhance heat transfer thereof
TW200513624A (en) 2004-04-26 2005-04-16 Shwin-Chung Wong Transport line with grooved microchannels for two-phase heat dissipation devices
US7246655B2 (en) * 2004-12-17 2007-07-24 Fujikura Ltd. Heat transfer device

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101680723B (zh) * 2007-06-15 2011-06-22 旭化成纤维株式会社 环路热管型传热装置
CN102202488A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 富准精密工业(深圳)有限公司 热管散热装置
US9970713B2 (en) 2012-07-12 2018-05-15 Google Llc Thermosiphon systems for electronic devices
CN104364728A (zh) * 2012-07-12 2015-02-18 谷歌公司 用于电子器件的热虹吸***
US10612861B2 (en) 2012-07-12 2020-04-07 Google Llc Thermosiphon systems for electronic devices
CN104364728B (zh) * 2012-07-12 2019-07-12 谷歌有限责任公司 用于电子器件的热虹吸***
US9869519B2 (en) 2012-07-12 2018-01-16 Google Inc. Thermosiphon systems for electronic devices
CN104210429A (zh) * 2013-06-03 2014-12-17 现代自动车株式会社 用于车辆的存储组件
WO2015089915A1 (zh) * 2013-12-16 2015-06-25 深圳市华星光电技术有限公司 散热回路管及用该散热回路管的背光模组
US9426928B2 (en) 2013-12-16 2016-08-23 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Heat dissipation pipe loop and backlight module using same
CN104880107A (zh) * 2015-05-18 2015-09-02 华南理工大学 一种改进型的超薄环路热管
CN106935560A (zh) * 2015-12-30 2017-07-07 恩斯迈电子(深圳)有限公司 热电致冷模块与包含热电致冷模块的散热装置
CN105555105A (zh) * 2016-02-24 2016-05-04 新乡市特美特换热设备有限公司 一种蒸发器均温冷板
CN105682434A (zh) * 2016-04-20 2016-06-15 电子科技大学 一种结合热电制冷和微通道液冷的复合散热装置
CN106949764A (zh) * 2017-05-04 2017-07-14 广州华钻电子科技有限公司 一种环路均热板
CN108024486A (zh) * 2018-01-04 2018-05-11 钦州学院 基于蜻蜓翅膀微观表面的微型散热器及其制造方法
US11953272B2 (en) * 2018-03-07 2024-04-09 Acer Incorporated Cycling heat dissipation module
US20210207898A1 (en) * 2018-03-07 2021-07-08 Acer Incorporated Cycling heat dissipation module
CN110418543A (zh) * 2018-04-26 2019-11-05 泰硕电子股份有限公司 以分隔墙分隔汽态及液态工作流体通道的回路式均温装置
CN108770283A (zh) * 2018-05-04 2018-11-06 北京空间飞行器总体设计部 基于小尺寸冷凝器的大功率风冷环路热管散热器
CN111615290A (zh) * 2019-02-25 2020-09-01 龙大昌精密工业有限公司 冷凝器的散热结构
CN111615290B (zh) * 2019-02-25 2022-07-26 龙大昌精密工业有限公司 冷凝器的散热结构
CN110610911A (zh) * 2019-09-23 2019-12-24 上海交通大学 一种新型三维均匀分流歧管式微通道
CN110610911B (zh) * 2019-09-23 2021-10-26 上海交通大学 一种新型三维均匀分流歧管式微通道
WO2021114144A1 (zh) * 2019-12-11 2021-06-17 瑞声声学科技(深圳)有限公司 热管及扬声器装置
CN111190472A (zh) * 2020-02-24 2020-05-22 大连理工大学 服务器用大功率分离式热管散热器

Also Published As

Publication number Publication date
CN100491888C (zh) 2009-05-27
US7552759B2 (en) 2009-06-30
US20060283577A1 (en) 2006-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100491888C (zh) 环路式热交换装置
CN100383963C (zh) 薄型环路式散热装置
CN100455175C (zh) 环路式散热模组
CN100334931C (zh) 用于cpl的带散热片的平面式毛细芯蒸发器
US7599185B2 (en) Cooling device
CN100437004C (zh) 环路式热交换装置
TWI639379B (zh) 散熱結構
CN100517665C (zh) 热管散热装置
US8016024B2 (en) Loop heat pipe with flat evaportor having a wick with an internal chamber
CN101095386B (zh) 冷却设备和冷却印刷电路板的方法
JP5681487B2 (ja) ヒートパイプの放散システムと方法
TW200643362A (en) Loop-type heat exchange apparatus
CN1967129A (zh) 热管
CN106949764A (zh) 一种环路均热板
CN100334930C (zh) 一种用于cpl的平面式毛细芯蒸发器
WO2021208730A1 (zh) 一种两相相变散热器件及终端设备
CN1929727A (zh) 一种远程被动式循环相变散热方法和散热***
CN101437381A (zh) 散热器
TW200821801A (en) Case having phase-change heat dissipating device
WO2012152018A1 (zh) 一种平板热管换热器
US20150020999A1 (en) Heat exchanger
CN201344753Y (zh) 一种具有复合内腔的组合式平板热管散热装置
CN219064246U (zh) 一种环路热管的蒸发端结构
TW201041492A (en) Heat dissipation device
CN201123204Y (zh) 散热器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090527

Termination date: 20110617