TW201804124A - 散熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種散熱裝置，適於對一熱源進行散熱。散熱裝置包括一容置槽、一隔熱單元以及一管體。容置槽具有一出口端、一入口端以及一容置空間，其中容置槽適於由下方自熱源接收熱量。隔熱單元配置於容置槽的容置空間中，且隔熱單元包括一隔熱噴嘴。隔熱噴嘴具有一第一開口、一第二開口以及一頸縮部，其中第一開口連通入口端，而第二開口連通容置空間，且頸縮部鄰近第二開口。管體連接出口端與入口端而與容置槽形成一封閉循環迴路。

Description

散熱裝置

本發明是有關於一種散熱裝置，且特別是有關於一種配置於可攜式電子裝置內的散熱裝置。

一般散熱裝置的單循環是將熱源置於容置槽的下方，液態的工作流體流入容置槽後，被熱源加熱沸騰成氣態而流出容置槽，而氣態的工作流體流到冷凝器時再冷卻凝結變為液態而回到容置槽，以完成單循環。但是，若當熱源所產生的溫度過高時，液態的工作流體在回到容置槽之前即沸騰成氣態，則使得單循環失敗，進而無法使散熱裝置有效地散熱。此外，工作流體僅藉由其自身的相變化而在容置槽與導管所構成的封閉迴路中流動，其流動效果較差且容置槽內不一定有足夠的工作流體來進行反應，故散熱裝置的散熱效果有限。

本發明提供一種散熱裝置，其具有較佳的散熱效能。

本發明的散熱裝置，適於對一熱源進行散熱。散熱裝置包括一容置槽、一隔熱單元以及一管體。容置槽具有一出口端、一入口端以及一容置空間，其中容置槽適於由下方自熱源接收熱量。隔熱單元配置於容置槽的容置空間中，且隔熱單元包括一隔熱噴嘴。隔熱噴嘴具有一第一開口、一第二開口以及一頸縮部，其中第一開口連通入口端，而第二開口連通容置空間，且頸縮部鄰近第二開口。管體連接出口端與入口端而與容置槽形成一封閉循環迴路。一工作流體由容置槽的入口端進入隔熱單元，且從隔熱噴嘴的第一開口流至頸縮部，並經由頸縮部加速使工作流體由第二開口噴出至容置空間內。位於容置空間中的工作流體能吸收來自於熱源的熱而從液態轉變成氣態而由出口端進入管體內。

在本發明的一實施例中，上述的熱源與隔熱單元於一水平面上的正投影不完全重疊。

在本發明的一實施例中，上述的散熱裝置更包括一冷凝器，配置於管體的下方，以協助將管體內氣態的工作流體冷卻成液態並流回至入口端。

在本發明的一實施例中，上述的散熱裝置更包括多個流道，配置於容置槽的容置空間中，且連通隔熱噴嘴的第二開口。

在本發明的一實施例中，上述的散熱裝置更包括：多個凸柱，分散配置於容置槽的容置空間中，該些凸柱與隔熱單元於一水平面上的正投影不重疊。

在本發明的一實施例中，上述的管體的材質為金屬。

在本發明的一實施例中，上述的隔熱單元的材質包括電木、塑膠、玻璃纖維、陶瓷或鐵氟龍。

在本發明的一實施例中，上述的容置槽包括一第一卡扣部，而隔熱單元更包括一第二卡扣部，第一卡扣部與第二卡扣部相互卡扣，以將隔熱單元固定於容置槽內。

在本發明的一實施例中，上述的工作流體為冷媒。

在本發明的一實施例中，上述的熱源包括一熱管、一晶片或一處理器。

基於上述，由於本發明的散熱裝置具有隔熱單元，而隔熱單元具有隔熱的效果，可避免工作流體在進入容置槽的入口端時就立即汽化，造成後方工作流體進入容置槽的障礙，而可以減低工作流體循環流動的阻力，提高循環效率與散熱效率。此外，本發明的隔熱單元的具有頸縮部而成噴嘴狀，因此工作流體可以藉由頸縮部的設計加速離開隔熱單元而進入容置空間並佈滿容置槽，可減少容置槽內部份區域乾化現象的發生，維持工作流體與容置槽的接觸面積，維持熱交換效率。簡言之，本發明的散熱裝置可有效避免工作流體在進入容置槽前被熱源所產生的熱汽化，且可確保容置槽內具有足夠的工作流體。故，本發明的散熱裝置可具有較佳的散熱效能，且適於應用於高瓦數的電子產品中。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A繪示為本發明的一實施例的一種散熱裝置的俯視示意圖。圖1B繪示為圖1A的散熱裝置的容置槽與隔熱單元的立體示意圖。請同時參考圖1A與圖1B，本實施例的散熱裝置100A適於對一熱源10進行散熱，其中熱源10例如是一電子裝置內的一晶片或一處理器等發熱元件，或是熱管，能夠從其他發熱元件吸熱並將熱量傳遞給本發明之散熱裝置。換言之，本實施例的散熱裝置100A適用於電子裝置，例如是筆記型電腦等可攜式電子裝置，而散熱裝置100A可配置於電子裝置的機殼之內，可藉由結構上的熱接觸效果而讓電子裝置內的熱源10所產生熱能傳送至機殼並因此散逸，以達到散熱的效果。

詳細來說，本實施例的散熱裝置100A包括一容置槽110、一隔熱單元120以及一管體130。容置槽110具有一出口端112、一入口端114以及一容置空間116，其中熱源10配置於容置槽110的下方，使容置槽110適於由下方接收來自於熱源10的熱量。隔熱單元120配置於容置槽110的容置空間116中，且隔熱單元120包括一隔熱噴嘴122。隔熱噴嘴122具有一第一開口121、一第二開口123以及一頸縮部125，其中第一開口121連通入口端114，而第二開口123連通容置空間116，且頸縮部125鄰近第二開口123。在圖1A與圖1B所繪示的實施例中，頸縮部125的截面積小於第一開口121與第二開口123的截面積，然而，在另一可能的實施例中，第二開口可能緊鄰於頸縮部，而使第二開口具有與頸縮部相同或相近的截面尺寸。管體130連接出口端112與入口端114而與容置槽110形成一封閉循環迴路（如圖1A中的箭頭所示）。一工作流體（未繪示）由容置槽110的入口端114進入隔熱單元120，且從隔熱噴嘴122的第一開口121流至頸縮部125，並經由頸縮部125加速使工作流體由第二開口123噴出至容置空間116內。位於容置空間116中的工作流體因吸收來自於熱源的熱而從液態轉變成氣態而由出口端112進入管體130內。

請再參考圖1A，熱源10位於容置槽110的正下方且與容置槽110直接接觸，其中熱源10與隔熱單元120於一水平面上的正投影不完全重疊。也就是說，熱源10與隔熱單元120於水平面上的正投影可完全不重疊（如圖1A所示）或部分重疊（未繪示），於此並不加以限制。此處，隔熱單元120的材質例如是絕緣且低熱傳導率的材質，如電木、塑膠、玻璃纖維、陶瓷或鐵氟龍。由於本實施例的散熱裝置100A具有隔熱單元120，其中隔熱單元120具有隔熱的效果，因而可避免工作流體在入口端附近受到過度加熱而立即汽化，使得工作流體在進入容置槽110之前仍維持液態。

再者，為了有效固定隔熱單元120，本實施例的容置槽110還包括一第一卡扣部118，而隔熱單元120更包括一第二卡扣部124，其中第一卡扣部118與第二卡扣部124相互卡扣，以將隔熱單元120固定於容置槽110內。此外，本實施例的散熱裝置100A可更包括一冷凝器140，例如是金屬鰭片，配置於管體130的下方，以協助散熱而將管體130內氣態的工作流體冷卻成液態並流回至入口端114。此處，管體130的材質例如為金屬，如銅，而工作流體例如為冷媒。

如圖1A所示，容置槽110與管體130相互連接而形成封閉循環迴路（如圖1A中的箭頭所示），而工作流體填充於封閉循環迴路中。當熱源10所產生的熱傳遞至容置槽110時，會加熱其內的工作流體，使工作流體由液態轉變成氣態，因而流動於封閉循環迴路中。而，氣態的工作流體透過蒸氣壓推動的方式流經管體130與冷凝器140時，冷卻而轉變成液態，並沿著封閉循環迴路而回到容置槽110的入口端114。如此一來，工作流體可在封閉循環迴路中產生循環式的相變（即液態轉變成氣態，再由氣態轉變成液態），而本實施例的散熱裝置100A可藉由上述的設計而對熱源10進行散熱。

特別是，由於本實施例的隔熱單元120具有隔熱噴嘴122，其中隔熱噴嘴122具有頸縮部125，因此當由第一開口121進入隔熱噴嘴122的工作流體流向頸縮部125時，頸縮部125的設計可使得工作流體被擠壓且以加速的方式由第二開口123離開隔熱噴嘴122而進入至容置空間116內。在加速噴射的狀態下，液態的工作流體可佈滿整個容置空間116，而使得容置槽110內具有足夠的工作流體，減少或避免容置槽內局部區域乾化現象的發生。此外，由於隔熱噴嘴122的頸縮部125可使得工作流體的流速變快，因而可使工作流體吸收熱源10所產生的熱而從液態轉變成氣態時得以單方向流入管體130內，可有效地維持工作流體在封閉循環迴路中的單方向驅動特性。

簡言之，由於本實施例的散熱裝置100A具有隔熱單元120，而隔熱單元120具有隔熱的效果，可避免或減少熱源10直接對入口端114附近的工作流體加熱，以使得工作流體在進入容置槽110內時仍維持液態。此外，本實施例的隔熱單元120的隔熱噴嘴122具有頸縮部125，因此工作流體可以藉由頸縮部125的設計加速離開隔熱單元120而進入容置空間116並佈滿容置槽110，提高或維持容置槽110與工作流體的接觸面積。如此一來，本實施例的散熱裝置100A可有效增進散熱效能，且適於應用於高瓦數的電子產品中。

在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖2繪示為本發明的另一實施例的一種散熱裝置的俯視示意圖。請參考圖2，本實施例的散熱裝置100B與圖1A的散熱裝置100A相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的散熱裝置100B更包括多個流道150，其中流道150配置於容置槽110的容置空間116中，是由容置槽110中的多個凸肋將容置槽110分隔而成，流道150分布並連接於隔熱噴嘴122的第二開口123與容置槽的出口端112，自第二開口123漸擴，並於末端向出口端112漸縮。此處，流道150設置的目的在於使容置槽110內的工作流體可具有較大的熱交換面積，並導引工作流體向出口端匯集，提高散熱效率。

圖3繪示為本發明的另一實施例的一種散熱裝置的俯視示意圖。請參考圖3，本實施例的散熱裝置100C與圖1A的散熱裝置100A相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的散熱裝置100C更包括多個凸柱160，分散配置於容置槽110的容置空間116中，且凸柱160與隔熱單元120在水平面上的投影不重疊。此處，凸柱160設置的目的在於使容置槽110內的工作流體可具有較大的熱交換面積，藉此增加熱交換的時間，以提高散熱效率。

綜上所述，由於本發明的散熱裝置具有隔熱單元，而隔熱單元具有隔熱的效果，可避免熱源直接加熱工作流體，有降低工作流體的溫度的效果。此外，本發明的隔熱單元的隔熱噴嘴具有頸縮部，因此工作流體可以藉由頸縮部的設計加速離開隔熱單元而進入容置空間並佈滿容置槽，可確保容置槽內具有足夠的工作流體。簡言之，本發明的散熱裝置可有效避免工作流體在進入容置槽前被熱源所產生的熱汽化，且可確保容置槽內具有足夠的工作流體。故，本發明的散熱裝置可具有較佳的散熱效能，且適於應用於高瓦數的電子產品中。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧熱源
100A、100B、100C‧‧‧散熱裝置
110‧‧‧容置槽
112‧‧‧出口端
114‧‧‧入口端
116‧‧‧容置空間
118‧‧‧第一卡扣部
120‧‧‧隔熱單元
121‧‧‧第一開口
122‧‧‧隔熱噴嘴
123‧‧‧第二開口
124‧‧‧第二卡扣部
125‧‧‧頸縮部
130‧‧‧管體
140‧‧‧冷凝器
150‧‧‧流道
160‧‧‧凸柱

圖1A繪示為本發明的一實施例的一種散熱裝置的俯視示意圖。 圖1B繪示為圖1A的散熱裝置的容置槽與隔熱單元的立體示意圖。 圖2繪示為本發明的另一實施例的一種散熱裝置的俯視示意圖。 圖3繪示為本發明的又一實施例的一種散熱裝置的俯視示意圖。

10‧‧‧熱源

110‧‧‧容置槽

112‧‧‧出口端

114‧‧‧入口端

116‧‧‧容置空間

118‧‧‧第一卡扣部

120‧‧‧隔熱單元

121‧‧‧第一開口

122‧‧‧隔熱噴嘴

123‧‧‧第二開口

124‧‧‧第二卡扣部

125‧‧‧頸縮部

Claims (10)

1. 一種散熱裝置，適於對一熱源進行散熱，該散熱裝置包括： 一容置槽，具有一出口端、一入口端以及一容置空間，其中該容置槽適於由下方自熱源接收熱量； 一隔熱單元，配置於該容置槽的該容置空間中，該隔熱單元包括一隔熱噴嘴，而該隔熱噴嘴具有一第一開口、一第二開口以及一頸縮部，其中該第一開口連通該入口端，而該第二開口連通該容置空間，且該頸縮部鄰近該第二開口；以及 一管體，連接該出口端與該入口端而與該容置槽形成一封閉循環迴路，其中一工作流體由該容置槽的該入口端進入該隔熱單元，且從該隔熱噴嘴的該第一開口流至該頸縮部，並經由該頸縮部加速使該工作流體由該第二開口噴出至該容置空間內，而位於該容置空間中的該工作流體能吸收來自於該熱源的熱而從液態轉變成氣態而由該出口端進入該管體內。
2. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該熱源與該隔熱單元於一水平面上的正投影不完全重疊。
3. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，更包括： 一冷凝器，配置於該管體的下方，以協助將該管體內氣態的該工作流體冷卻成液態並流回至該入口端。
4. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，更包括： 多個流道，配置於該容置槽的該容置空間中，且連通該隔熱噴嘴的該第二開口。
5. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，更包括： 多個凸柱，分散配置於該容置槽的該容置空間中，該些凸柱與該隔熱單元於一水平面上的正投影不重疊。
6. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該管體的材質為金屬。
7. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該隔熱單元的材質包括電木、塑膠、玻璃纖維、陶瓷或鐵氟龍。
8. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該容置槽包括一第一卡扣部，而該隔熱單元更包括一第二卡扣部，該第一卡扣部與該第二卡扣部相互卡扣，以將該隔熱單元固定於該容置槽內。
9. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該工作流體為冷媒。
10. 如申請專利範圍第1項所述的散熱裝置，其中該熱源包括一熱管、一晶片或一處理器。