液汽相潛熱的熱交換器的製作方法
2023-12-08 05:34:31 1
專利名稱：液汽相潛熱的熱交換器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液汽相潛熱的熱交換器。
背景技術：
由於如中央處理器等電子晶片產品的運作時脈有愈來愈快的趨勢，而整體電子產品的體積反而要求必須朝向輕薄短小的方面加以設計，因此如大量應用晶片等電子元件的筆記本電腦或其他類似的電子產品，因為產品內部空間的限制以及電子元件的散熱需求，必須具備有高效率的散熱裝置才能將內部電子元件因高速運作所產生的熱量加以排除，藉以維持電子元件一定的操作溫度而保持操作上的可靠性。
如圖1及圖2所示，是一種已知應用在筆記本電腦或空間有限而需要散熱的電子產品的熱交換器。所述熱交換器具有一呈中空狀且由導熱性良好的金屬製成的導熱管5，導熱管5內填充有可流動的冷媒物質，而導熱管5具有一第一端部51及一與第一端部51相反的第二端部52，第一端部51及第二端部52的末端均為封閉狀態而保持冷媒物質在內部而不洩漏。在導熱管5接近第一端部51的位置處連接一第一導熱座6，使第一導熱座6的底面61可貼附接觸在一由發熱電子元件所形成的熱源上，導熱管5接近第二端部52的位置處則可與一第二導熱座7相連接，使得第二導熱座7可用以與一散熱裝置連接，藉由第一導熱座6可將熱源產生的熱量傳遞至導熱管5的第一端部51、而導熱管5藉由內部的冷媒物質將熱量傳遞至導熱管5的第二端部52、再由導熱管5的第二端部52通過第二導熱座7與空氣進行熱交換而將熱量散去，其中，熱導管5內的冷媒物質在第一端部51吸收熱量後會形成氣態並往低溫低壓的第二端部52移動，而氣態的冷媒物質在第二端部52釋放潛熱後會凝結為液態而回流至第一端部51再次吸收熱，這樣可通過導熱管5內冷媒物質的流動而構成一熱傳遞的循環，然而基本上此一循環只是一種理想狀況，在實際應用上尚有許多因素會影響傳熱效率。舉例而言，考慮到導熱管5內冷媒物質的流動性，一般會將導熱管5製成圓形截面的圓管，但是此種圓形導熱管5因第一端部51與第二端部52截面為圓形的緣故，使得它與第一導熱座6或第二導熱座7的接觸面積太小，以致傳熱效果不佳，因此可如圖所示形成截面為扁平狀的導熱管5，但是其雖然因此加大了傳熱的接觸面積，卻因為截面面積縮小使得冷媒物質不易流動，造成熱的傳遞性變差而影響冷媒物質的散熱循環。另外，基於電子元件整體布局位置上所需，熱源的位置與適合散熱的位置可能相距有一定的距離，而為避開其他電子元件，導熱管5的形狀並非經常可使用冷媒物質流動性較佳的直管方式來配置，而必須使導熱管5彎曲以連接熱源與散熱裝置，而一旦導熱管5具有彎曲的形狀，必然影響內部冷媒物質的流動性，自然對應有的散熱效果大打折扣。
基於現有的熱交換器無法兼顧冷媒物質的流動性、導熱管的熱傳導性及易受到形狀改變而影響散熱效率等缺點，實有必要發展一種能夠克服上述缺點的熱交換器。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種液汽相潛熱的熱交換器，它具有理想的導熱效率且不受形狀改變而影響散熱性的液汽相潛熱的熱交換器。
本實用新型的液汽相潛熱的熱交換器，包括一內具有封閉容室的導熱體及一填充在所述導熱體的容室內的傳熱介質，其特點是所述導熱體的容室至少是由一第一內壁面及一相對貼近所述第一內壁面的第二內壁面所界定，而所述第一內壁面及所述第二內壁面各形成一密布有細小凸出點的粗造面，使得所述容室內形成有密集的毛細通道。
採用上述方案，傳熱介質可藉助吸收熱源傳導至導熱體的熱量而形成汽態，進而移動到低溫低壓處將熱量釋放以還原為液態，再通過容室內所形成的毛細通道回流至高溫處，以構成一重複的導熱循環。它具有理想的導熱效率且不受形狀改變而影響散熱性。
下面通過較佳實施例及附圖對本實用新型的液汽相潛熱的熱交換器進行詳細說明，附圖中圖1是一種現有的熱交換器的立體示意圖；圖2是圖1的熱交換器反面的立體示意圖；圖3是本實用新型的液汽相潛熱的熱交換器的一較佳實施例的立體分解圖；圖4是所述較佳實施例的組合後剖視示意圖；圖5是圖3的較佳實施例增設有二通道另一較佳實施例的示意圖；圖6是圖5的實施例組合後剖視示意圖。
具體實施方式參閱圖3和4，本實用新型的液汽相潛熱的熱交換器的一較佳實施例包括一導熱體1及一傳熱介質2。通過導熱體1可用以接觸一熱源3而使熱源3的溫度降低。
所述導熱體1，內部具有一封閉的容室10，而本實施例中，導熱體1可由一位於上方的第一半殼體11及一與第一半殼體11相配合而位於下方的第二半殼體12所對合組成，而第一半殼體11上具有一稍向內凹的第一內壁面110，第二半殼體12上則相對地也具有一稍向內凹的第二內壁面120，在第一半殼體11與第二半殼體12相對密閉接合後，第一內壁面110與第二內壁面120可界定出容室10的空間。此外，第一內壁面110及第二內壁面120的表面上各形成一密布有細小凸出點的粗糙面，以第二內壁面120為例，事先利用細小的金屬微粒均勻地分布在第二內壁面120的表面上，再使第二半殼體12經過一高溫爐具後使得金屬粒子燒結固定在第二內壁面120的表面上，使得第二內壁面120的表面形成一粗糙面，使用同樣的方式，也可令第一半殼體11的第一內壁面110形成相同的粗糙面。如圖4所示，當第一半殼體11與第二半殼體12對合後可使第一內壁面110與第二內壁面120相對接近，造成第一內壁面110與第二內壁面120的具有細小凸出點的粗糙表面形成相互交錯的現象，可因此構成容室10內密集的毛細通道。
所述傳熱介質2，是填充在導熱體1的容室10內，並在容室10內所形成的毛細通道中流動。而傳熱介質2可使用易於吸熱與放熱的冷媒物質。
如圖3及圖4所示，應用時，導熱體1可製成任何所需的形狀而不一定是限定為圖式中近似矩形的形狀，可視電子元件配置所需而設計，使導熱體1的底部(即第二半殼體12的下表面)用以接觸熱源3，而導熱體1的上部(即第一半殼體11的上表面)可用以連接如散熱鰭片等散熱裝置4，當熱源3所產生的熱量傳遞至導熱體1時，導熱體1的容室10內的傳熱介質2可迅速將熱吸收，此時，傳熱介質2因吸收熱而形成汽態，汽態的傳熱介質2因物理特性而有往低溫低壓處流動的趨勢，即汽態的傳熱介質2將流動至導熱體1上接近具有散熱裝置4的位置處(如圖3實線箭號的指向)，而汽化的傳熱介質2再通過散熱裝置4將本身潛熱釋放後凝結為液態，成為液態的傳熱介質2因容室10內密集的毛細通道及傳熱介質2物質分子的附著力而產生毛細現象，使得傳熱介質2借毛細通道迅速回流至接近熱源4的位置處(如圖4虛線箭號的指向)，這樣，一方面基於傳熱介質2吸熱形成汽態所產生的具有向低溫低壓處流動的特性、另一方面基於毛細現象而使液態傳熱介質2容易回流填補傳熱介質2因形成汽態移動後產生的空間，兩種作用交互影響下可造成相當迅速且持續不斷的傳熱循環，其所產生的熱交換效率可想而知地將較已知的導熱管方式大幅提高。另外，由於採用容室10內第一內壁面110與第二內壁面120因粗糙面所形成的毛細通道而幫助傳熱介質2的循環，所以導熱體1形狀的變化對傳熱介質2流動性幾乎沒有影響，因此可有效避免現有的導熱管因形狀彎曲所造成傳熱介質流動性降低的缺點。
另外，為進一步增進導熱體1內傳熱介質2的流動，如圖5及圖6所示，可在導熱體1上設有至少一與容室10相連通的通道13，通道13可設在第一內壁面110或第二內壁面120上均可，並可視熱源3與散熱裝置4的位置加以配置，以提供傳熱物質2主要的流動路徑而有如同現有的導熱管的作用，本例中是在第二內壁面120上設有二通道13，各通道13間仍然通過容室10內的毛細通道加以連通，使得傳熱物質2形成汽態後可經通道13由熱源3快速到達散熱裝置4(如圖5實線箭號的指向)，而凝結為液態的傳熱物質2再經由毛細現象回流至熱源3的處(如圖5虛線箭號的指向)以產生快速的循環作用。
綜合以上所述，本實用新型主要是利用容室10內第一內壁面110與第二內壁面120所形成的粗糙面，通過第一內壁面110與第二內壁面120相對接近所構成的毛細通道，使得在容室10內流動的傳熱介質2因吸熱及放熱所產生潛熱物理變化的流動現象，更可通過毛細通道的毛細現象進一步形成有效的循環，可因此提高熱交換器整體的熱交換效率。
權利要求1.一種液汽相潛熱的熱交換器，包括一內具有封閉容室的導熱體及一填充在所述導熱體的容室內的傳熱介質，其特徵在於所述導熱體的容室至少是由一第一內壁面及一相對貼近所述第一內壁面的第二內壁面所界定，而所述第一內壁面及所述第二內壁面各形成一密布有細小凸出點的粗造面，使得所述容室內形成有密集的毛細通道。
2.如權利要求1所述的液汽相潛熱的熱交換器，其特徵在於所述第一內壁面及所述第二內壁面是一利用金屬粉末均勻地粘布於表面上所形成的粗糙面。
3.如權利要求1所述的液汽相潛熱的熱交換器，其特徵在於所述熱導體進一步設有至少一供傳熱介質流動且與所述容室相連通的通道。
4.如權利要求1所述的液汽相潛熱的熱交換器，其特徵在於所述熱導體是由一第一半殼體及一與所述第一半殼體相配合的第二半殼體所組合，所述第一內壁面是位於所述第一半殼體上，而所述第二內壁面則位於所述第二半殼體上。
5.如權利要求1所述的液汽相潛熱的熱交換器，其特徵在於所述傳熱介質為一冷媒物質。
專利摘要一種液汽相潛熱的熱交換器,它包括一內具有封閉容室的導熱體及一填充在所述容室內的傳熱介質。所述導熱體的容室至少是由一第一內壁面及一相對貼近第一內壁面的第二內壁面所界定,而第一內壁面及第二內壁面各形成一密布有細小凸出點的粗糙面,使得所述容室內形成有密集的毛細通道。
文檔編號H01L23/427GK2501188SQ0126362
公開日2002年7月17日 申請日期2001年9月12日 優先權日2001年9月12日
發明者賴耀惠, 劉克平 申請人:泰碩電子股份有限公司