TW201832043A - 多迴路循環散熱模組 - Google Patents

Abstract

一種多迴路循環散熱模組，用以對至少一熱源散熱。多迴路循環散熱模組包括至少一蒸發器、工作流體與多個管路。蒸發器熱接觸熱源，以將熱源所產生的熱傳送至蒸發器。各管路連接蒸發器而形成多個循環迴路。工作流體填充於蒸發器與管路。在蒸發器中，呈液相的工作流體吸熱轉換為汽相，且形成多個分流以從蒸發器流出並分別對應地流入管路。分流行經管路經散熱轉換為液相的工作流體，並從管路流至蒸發器而匯流。

Description

多迴路循環散熱模組

本發明是有關於一種散熱模組，且特別是有關於一種多迴路循環散熱模組。

隨著科技的進步，可攜式電子裝置朝向輕薄化的方向發展。例如是輕薄型筆記型電腦、平板電腦（Tablet PC）或是智慧型行動電話（Smart Phone）等，其輕薄的外型相當適合使用者隨身攜帶與操作。再者，為了提升平板電腦的處理效率，主機板的中央處理器的效能也隨之提升，但也容易產生大量的熱能，往往會造成電子裝置的電路或電子元件因過熱而當機，實為不便。

一般而言，配置在電子裝置內的散熱模組包括氣冷式散熱模組以及水冷式散熱模組，其中以水冷式散熱模組的效率較佳。然在前述可攜式電子裝置是往輕薄短小的設計及發展趨勢下，如何將所能對應的散熱模組配置於空間有限的機體之內，同時仍能維持其散熱效率，實為相關人員所需思考並解決的課題。

本發明提供一種多迴路循環散熱模組，其能對至少一熱源散熱且具有較佳的熱轉換效率。

本發明的多迴路循環散熱模組，用以對至少一熱源散熱。多迴路循環散熱模組包括至少一蒸發器、多個管路以及工作流體。蒸發器熱接觸熱源，以使熱源所產生熱傳送至蒸發器。各管路連接蒸發器而形成多個循環迴路。工作流體填充於蒸發器與管路。在蒸發器中，呈液相的工作流體吸熱轉換為呈汽相的工作流體，且形成多個分流從蒸發器流出並分別對應地流入管路，而這些分流行經管路並散熱轉換為呈液相的工作流體，從管路流至蒸發器而匯流。

基於上述，多迴路循環散熱模組除能用以對至少一熱源進行散熱之外，其藉由多個管路與至少一蒸發器連接而形成的多循環迴路，讓其內的工作流體除能有較大的循環空間及路徑外，也因工作流體是在蒸發器內產生分流與匯流，因而多迴路循環散熱模組能據此對應不同的熱源提供對應的工作流體，以提高其散熱效率。

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1是依據本發明一實施例的多迴路循環散熱模組示意圖。圖2是圖1的多迴路循環散熱模組的剖視圖，其沿圖1所示A-A’剖線所形成，且僅對蒸發器進行剖切，以利於辨識兩個蒸發器之間的對應型式。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，多迴路循環散熱模組100用以對至少一熱源散熱，圖中繪示兩個熱源200、300，但並不以此為限。於另一未繪示的實施例中，僅存在其中一熱源亦可，或是本實施例的兩個熱源200、300僅其中之一進行作動亦可。

在此，多迴路循環散熱模組100包括蒸發器110、120、多個管路140、150與工作流體FL，其中蒸發器110、120熱接觸於熱源200、300，以使熱源200、300所產生熱傳送至蒸發器110、120。各管路140、150連接蒸發器110、120而形成多個循環迴路L1、L2。工作流體FL填充於蒸發器110、120與管路140、150，也就是存在於所述循環迴路L1、L2中，以藉由汽相變化而達到吸熱、散熱之效果。在蒸發器110或120中，呈液相的工作流體FL吸熱轉換為呈汽相的工作流體FL，且形成多個分流F11、F12從蒸發器110、120流出並分別對應地流入管路140、150，而這些分流F11、F12行經管路140、150且散熱轉換為呈液相的工作流體FL，並從管路140、150流至蒸發器110、120。管路140、150各自流經散熱鰭片160、170，並藉由風扇（未繪示）設置於散片160、170旁對其進行散熱，以讓行經散熱鰭片160、170處的工作流體FL能在此散熱並進行相轉換。

在此，熱源200、300例如是中央處理器（CPU）與顯示晶片（VGA），其上設置蒸發器110、120而分別對應地結構抵接，以讓熱源200、300所產生熱量能傳達蒸發器110、120。在另一未繪示的實施例中，熱源與蒸發器之間無須結構抵接，而是藉由在其間設置熱管而達到熱傳效果。在此並未限制蒸發器與熱源之間的熱接觸手段。

值得注意的是，本實施例的多迴路循環散熱模組100還包括腔室130，連通於蒸發器110、120之間，因此工作流體FL實際上會因所述結構而在蒸發器110、120之內產生匯流與分流。

如此一來，隨著熱源200、300作動與否或功率的不同，工作流體FL便能依據上述而在彼此連通的蒸發器110、120與腔室130內對應地產生分流與匯流，以讓工作流體FL能對應熱源200、300的熱產生量。舉例來說，當熱源200所產生熱量大於熱源300所產生熱量時，則工作流體FL會因此提高在循環迴路L2的流量與流速，以讓工作流體FL因熱源200而在蒸發器110所吸收的熱量能局部傳送至循環迴路L2，以分攤循環迴路L1處工作流體（即分流F11）的熱負擔。也就是說

圖3是另一多迴路循環散熱模組的剖視圖，其繪示類似圖1及圖2的散熱模組，惟不同的是，上述實施例的蒸發器110、120，其內部空間112、122是以腔室130而能彼此連通，然而圖3的兩個蒸發器的內部空間112、122之間是以實心結構430阻隔，亦即，圖3所示即代表循環迴路L1、L2是完全彼此獨立的狀態。圖4是對應不同型態之多迴路循環散熱模組的實驗數據，其用以比較圖2、圖3之不同結構狀態下，散熱模組對於熱源的散熱能力。請同時參考圖2至圖4，在此，如表格所示，蒸發器對應關係為連通者，即代表前述圖2所示結構，而不連通者則是圖3所示結構。再者，所示CPU即代表前述熱源200，而VGA代表前述熱源300，在此以熱源200（CPU）產生功率有22.5W與45W兩種狀態，而熱源300（VGA）產生功率為50W。

據此，圖4所示表格在溫度一欄即代表對應所述功率下，經過散熱模組散熱後的熱源溫度。由圖4明顯得知，當蒸發器之間是連通狀態時，其熱源200（CPU）及熱源300（VGA）經散熱後的溫度已較不連通狀態為低，以熱源200（CPU）功率45W而熱源300（VGA）功率50W來說，連通狀態下能使其溫度降至90.2℃與80.1℃，低於不連通狀態的103.5℃與84.7℃。因此能證明，上述工作流體CL確實因兩循環迴路L1、L2隨結構產生匯流/分流，而能有效地對應配置以提高散熱效率。

如前述，在圖1所示實施例中，若僅其中一熱源作動（例如熱源200啟動，而熱源300則否），則多迴路循環散熱模組100因循環迴路L1、L2是相互連通的狀態，而同樣也能順利地提供散熱之用。

5是本發明另一實施例的多迴路循環散熱模組的示意圖。請參考圖5，與上述實施例不同的是，本實施例的多迴路循環散熱模組400僅包含一個蒸發器410，然連接管路440、450後同樣形成不同的循環迴路，其中蒸發器410內分隔為多個流道412、414以對應地連接所述管路450、440而形成不同的循環迴路，且各流道412、414具有彼此重合的交換段416，以讓工作流體在交換段416處進行匯流與分流。此外，圖5所示管路440、450為彼此靠近接觸的狀態，然不因此限制其配置，於另一未繪示的實施例中，所述管路也能分設在蒸發器的相對兩側。

圖6是本發明另一實施例的蒸發器的局部示意圖。請參考圖6，本實施例的蒸發器510同樣具備不同的流道512、514以及彼此重合的交換段516，而不同的是，所述交換段516是鄰近於流道512、514與管路的連接處，以利於工作流體在流入蒸發器510後便立即匯流而藉由熱平衡進行對應分流的動作。

圖7是本發明又一實施例的多迴路循環散熱模組的示意圖。在本實施例中，多迴路循環散熱模組600包括一個蒸發器610與多個管路620、630、640、650，且各管路620、630、640、650連接至蒸發器610而形成多個循環迴路，如圖中箭號所示，即代表工作流體在各管路620、630、640、650中的流向，而同樣地，這些循環迴路僅在蒸發器610處交會而產生匯流/分流的動作，其能達到與前述實施例相同的散熱效果。

綜上所述，本發明的上述實施例中，多迴路循環散熱模組除能用以對至少一熱源進行散熱之外，其藉由多個管路與至少一蒸發器連接而形成的多循環迴路，讓其內的工作流體除能有較大的循環空間及路徑外，也因工作流體是在蒸發器內產生分流與匯流，因而多迴路循環散熱模組能據此對應不同的熱源提供對應的工作流體，以提高其散熱效率。

再者，當處於多熱源的工作環境下，多迴路循環散熱模組藉由工作流體在蒸發器處因結構產生匯流/分流的動作，而據以能針對熱源的作動與否或產生熱量的多寡，而調整工作流體在不同循環迴路之分流的流量與流速，因此更能提高多迴路循環散熱模組的散熱效益。

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。

100、400、600‧‧‧多迴路循環散熱模組
110、120、410、510、610‧‧‧蒸發器
112、122‧‧‧內部空間
130‧‧‧腔室
140、150、440、450、620、630、640、650‧‧‧管路
200、300‧‧‧熱源
412、414、512、514‧‧‧流道
416、516‧‧‧交換段
FL‧‧‧工作流體
F11、F12‧‧‧分流
L1、L2‧‧‧循環迴路
A-A’‧‧‧剖線

圖1是依據本發明一實施例的多迴路循環散熱模組示意圖。 圖2是圖1的多迴路循環散熱模組的剖視圖。 圖3是另一多迴路循環散熱模組的剖視圖。 圖4是對應不同型態之多迴路循環散熱模組的實驗數據。 圖5是本發明另一實施例的多迴路循環散熱模組的示意圖。 圖6是本發明另一實施例的蒸發器的局部示意圖。 圖7是本發明又一實施例的多迴路循環散熱模組的示意圖。

Claims (7)

1. 一種多迴路循環散熱模組，用以對至少一熱源散熱，該多迴路循環散熱模組包括： 至少一蒸發器，熱接觸該熱源，以使該熱源所產生熱傳送至該蒸發器； 多個管路，各該管路連接該蒸發器，而形成多個循環迴路；以及 一工作流體，填充於該蒸發器與該些管路，在該蒸發器中，呈液相的工作流體吸熱轉換為呈汽相的工作流體，且形成多個分流從該蒸發器流出並分別對應地流入該些管路，而該些分流行經該些管路且散熱轉換為呈液相的該工作流體，並從該些管路匯流至該蒸發器。
2. 如申請專利範圍第1項所述的多迴路循環散熱模組，其中該些循環迴路彼此獨立，且僅於該蒸發器內交匯。
3. 如申請專利範圍第1項所述的多迴路循環散熱模組，其中該蒸發器內分隔為多個流道以對應地連接該些管路而形成該些循環迴路。
4. 如申請專利範圍第3項所述的多迴路循環散熱模組，其中各該流道具有彼此重合的一交換段，該工作流體於該交換段同時進行匯流及分流。
5. 如申請專利範圍第4項所述的多迴路循環散熱模組，其中所述交換段鄰近所述流道與所述管路連接處。
6. 如申請專利範圍第1項所述的多迴路循環散熱模組，其中所述至少一蒸發器包括多個蒸發器，分別對應的熱接觸於多個熱源，所述多個管路分別連接該些蒸發器而形成多個循環迴路，該些蒸發器以至少一腔室而彼此連通。
7. 如申請專利範圍第1項所述的多迴路循環散熱模組，其中所述至少一蒸發器包括多個蒸發器，其中一蒸發器熱接觸於該熱源，所述多個管路分別連接該些蒸發器而形成多個循環迴路，該些蒸發器以至少一腔室而彼此連通。