CN112146495B - 气液冷凝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气液冷凝系统，其包含一冷凝单元及一蒸发单元，该冷凝单元及该蒸发单元通过导管连接，该蒸发单元具有一液体入口及一气体出口及一蒸发腔室并相互连通，该蒸发单元将液态流体转变成气态流体送入冷凝单元中，冷凝单元将气态流体冷凝后再次送回蒸发单元，当中气态流体进入冷凝单元后进行左右分流并冷凝，转变成液态流体后再次由左右两边向中间汇流后返回蒸发单元，如此减短管路长度及降低管路压力，避免散热循环中断及散热失效的问题。
Description
技术领域
本发明涉及散热领域，特别是一种气液冷凝系统。
背景技术
现行电子设备随着效能提高，其中作为处理信号及运算的电子元件相对的也较以前的电子元件产生较高的热量，最常被使用的一般散热元件包含热管、散热器、均温板等元件，并通过直接与会发热的电子元件接触后进一步增加散热效能，防止电子元件温度过高而烧毁等情事。
业者提供一种以热管汽液循环概念用一蒸发单元结合一冷凝单元并两者间由一管体进行连接进而组成一环路模块的环路热管结构，其优点系自行提供一具有较佳蒸发冷凝循环效果的散热系统，该蒸发单元里设置有可供工作液体回流储存的毛细结构，并该毛细结构设置有供蒸气流动的复数沟槽，蒸发单元主要系至少一面与发热源接触传导热量，并该蒸发单元的毛细结构中的工作液体受热蒸发后，由该复数沟槽向外流动并通过连接该蒸发单元与冷凝单元的管体向冷凝单元流动扩散，最后经过冷凝单元冷凝呈液态后回流至该蒸发单元继续循环。
然而冷凝单元在使用上特别需要注意，当冷凝单元的管路过长时，会导致液体堆积在管路中无法顺利回到蒸发单元进行循环，另外冷凝单元的管路路径过于狭窄时，也会导致蒸气的推力不足够推动液体进行循环，不论哪一个情况发生，都会使整个系统的循环中断，导致散热失效的问题。
是以，要如何解决上述的问题与缺失，即为本案的发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
发明内容
为改善上述的问题，本发明提供一种冷凝单元的管路路径较短的气液冷凝系统。
本发明的另一目的系提供一种冷凝单元的管路路径阻力较低的气液冷凝系统。
为达上述的目的，本发明提供一种气液冷凝系统，其特征在于，包含一冷凝单元以及一蒸发单元，其中：
该冷凝单元包含：
一第一腔体，具有一气体入口、一液体出口及一分隔部，该分隔部将该第一腔体内部空间分隔为一气体腔室及一液体腔室，该气体入口与该气体腔室连通，该液体出口与该液体腔室连通；
复数气体流管，该复数气体流管具有一气体流管第一端及一气体流管第二端，该气体流管第一端与该气体腔室连通；
复数第二腔体，具有一流体腔室，该复数气体流管的气体流管第二端与该流体腔室连通；
复数液体流管，该复数液体流管具有一液体流管第一端及一液体流管第二端，该液体流管第一端与该流体腔室连通，该复数液体流管第二端与该液体腔室连通；
该蒸发单元具有一液体入口及一气体出口及一蒸发腔室并相互连通，所述液体入口通过一导管与该第一腔体的液体出口连接，所述气体出口通过另一导管与该第一腔体的气体入口连接。
所述的气液冷凝系统，其中：该气体腔室位于该液体腔室上方。
所述的气液冷凝系统，其中：该气体腔室的空间大于或等于该液体腔室的空间。
所述的气液冷凝系统，其中：该第一腔体的一左侧面及一右侧面分别设置复数通孔，该复数通孔供该气体流管第一端连通及该液体流管第二端连通。
所述的气液冷凝系统，其中：该复数气体流管还界定为复数左侧气体流管及复数右侧气体流管，所述左侧气体流管及右侧气体流管等长。
所述的气液冷凝系统，其中：该复数第二腔体具有复数通孔，该复数通孔供该气体流管第二端连通及该液体流管第一端连通。
所述的气液冷凝系统，其中：该复数液体流管还界定为复数左侧液体流管及复数右侧液体流管，所述左侧液体流管及右侧液体流管等长。
所述的气液冷凝系统，其中：还包含一散热鳍片组，其与该复数气体流管及该复数液体流管接触。
为达上述的目的，本发明提供一种气液冷凝系统，其特征在于，包含一冷凝单元以及一蒸发单元，其中：
该冷凝单元包含：
一第一腔体，具有一气体入口、一气体出口、一液体入口、一液体出口及一分隔部，该分隔部将该第一腔体内部空间分隔为一气体腔室及一液体腔室，该气体入口及该气体出口与该气体腔室连通，该液体入口及该液体出口与该液体腔室连通；
一第二腔体，具有一入口、一出口、复数第一流道及一隔流件，该隔流件将该第二腔体内部空间分隔为一气体流动腔室及一液体流动腔室，该气体流动腔室内设置一气体导引组件，该液体流动腔室内设置一液体导引组件，该气体导引组件具有复数第二流道，该液体导引组件具有复数第三流道，该入口及该出口位于该复数第一流道之间，该复数第二流道与该入口连通，该复数第三流道与该出口连通，该复数第一流道分别与该复数第二流道及该复数第三流道连通；
复数散热鳍片组，与该第一腔体及该第二腔体的外壁接触；
该蒸发单元具有一液体入口及一气体出口及一蒸发腔室并相互连通，所述液体入口通过一导管与该第一腔体的液体出口连接，所述气体出口通过另一导管与该第一腔体的气体入口连接。
所述的气液冷凝系统，其中：该气体导引组件由复数鳍片依序排列组合而成且具有一气体开口区，每两所述散热鳍片之间设有该第二流道，该气体开口区与该入口对接。
所述的气液冷凝系统，其中：该液体导引组件由复数鳍片依序排列组合而成且具有一液体开口区，每两所述散热鳍片之间设有该第三流道，该液体开口区与该出口对接。
所述的气液冷凝系统，其中：该气体流动腔室的空间大于或等于该液体流动腔室的空间。
所述的气液冷凝系统，其中：该气体腔室位于该液体腔室上方。
所述的气液冷凝系统，其中：该入口的开口面积大于或等于该出口的开口面积。
所述的气液冷凝系统，其中：该第二腔体包含一上盖及一下盖，该入口及该出口位于该的下盖的对称中心处。
所述的气液冷凝系统，其中：该下盖还界定一左侧区域及一右侧区域，该复数散热鳍片组分别设置于该上盖，该下盖的左侧区域及该下盖的右侧区域。
凭借上述的结构，流体在蒸发单元中受热转变成气态后通过导管进入冷凝单元，蒸气流体通过冷凝单元的内部结构朝向左右两向流动并逐步冷凝为液态，液态流体再由左右两边向中间汇流后通过导管回到蒸发单元，如此缩短冷凝单元的管路路径及降低管路阻力，避免散热循环中断及散热失效的问题。
附图说明
图1A为本发明第一实施例的立体示意图；
图1B为本发明第一实施例的分解示意图；
图1C为本发明第一实施例的剖面示意图；
图1D为本发明第一实施例的工作流体两相变化示意图；
图2为应用本发明第一实施例的散热系统立体图；
图3A为本发明第二实施例的立体示意图；
图3B为本发明第二实施例的分解示意图；
图4A为本发明第二实施例的第一腔体剖面示意图；
图4B为本发明第二实施例的第二腔体剖面示意图；
图5A为本发明第二实施例的工作流体两相变化示意图(一)；
图5B为本发明第二实施例的工作流体两相变化示意图(二)；
图6为应用本发明第二实施例的散热系统立体图。
附图标记说明：冷凝单元A、B；第一腔体1；气体入口11；液体出口12；分隔部13；气体腔室14；液体腔室15；通孔16；气体流管2；气体流管第一端21；气体流管第二端22；第二腔体3；通孔31；液体流管4；液体流管第一端41；液体流管第二端42；散热鳍片组5；第一腔体6；气体入口61；气体出口62；液体入口63；液体出口64；分隔部65；气体腔室66；液体腔室67；第二腔体7；上盖71；下盖72；入口721；出口722；左侧区域723；右侧区域724；第一流道73；隔流件74；气体流动腔室75；气体导引组件751；鳍片7511；第二流道7512；气体开口区7513；液体流动腔室76；液体导引组件761；鳍片7611；第三流道7612；液体开口区7613；散热鳍片组8；导管91；蒸发单元92；液体入口921；气体出口922。
具体实施方式
本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。
请参阅图1A至图1D及图2，是本发明第一实施例的立体示意图、分解示意图、剖面示意图、工作流体两相变化示意图及第一实施例的散热系统立体图，本发明第一实施例中气液冷凝系统包含一冷凝单元A及一蒸发单元92，该冷凝单元A通过两导管91与蒸发单元92连接，该蒸发单元92具有一液体入口921、一气体出口922及蒸发腔室(未图示)并相互连通，所述蒸发腔室内可根据使用需求设计流道延长流体在蒸发单元92内的时间，或者增设鳍片增加导热效果，所述导管91的其中一端分别与该液体入口921及气体出口922连接，另一端与冷凝单元A的第一腔体1的气体入口11及液体出口12连接。
该冷凝单元A包含一第一腔体1、复数气体流管2、复数第二腔体3、复数液体流管4及复数散热鳍片组5，该第一腔体1位于该冷凝单元A中间处，该复数第二腔体3位于该第一腔体1的左右两侧，该复数气体流管2及该复数液体流管4两端分别连接该第一腔体1及该该复数第二腔体3，该复数散热鳍片组5分别设置在该复数气体流管2及该复数液体流管4的外侧。
所述第一腔体1具有一气体入口11、一液体出口12、一分隔部13、一气体腔室14、一液体腔室15及复数通孔16，该分隔部13将该第一腔体1内部空间分隔为所述气体腔室14及一液体腔室15，该气体入口11与该气体腔室14连通，该液体出口12与该液体腔室15连通，该复数通孔分别设置于该第一腔体1的一左侧面及一右侧面，上述气体腔室14的空间大于或等于该液体腔室15的空间，该气体腔室14位于该液体腔室15上方，当中气体入口11位于该气体腔室14的较低位置处。
所述气体流管2具有一气体流管第一端21及一气体流管第二端22，该复数气体流管第一端21与该第一腔体1的通孔16连接，该复数气体流管第二端22与该第二腔体3的通孔31连接，该复数气体流管2更界定为复数左侧气体流管及复数右侧气体流管，所述左侧气体流管及右侧气体流管等长。
所述液体流管4具有一液体流管第一端41及一液体流管第二端42，该复数液体流管第二端42与该第一腔体1的通孔16连接，该复数液体流管第一端41与该第二腔体3的通孔31连接，该复数液体流管4更界定为复数左侧液体流管及复数右侧液体流管，所述左侧液体流管及右侧液体流管等长。
请一并参阅图1A至图1D及图2，本发明气液冷凝系统于实际使用时，为了方便说明在此先进行定义，图中的箭头表示工作流体的移动方向，虚线表示工作流体为气态，实线表示工作流体为液态，工作流体会在内部流动且于气液两相间变化，蒸发单元92的热接触面与一发热源(图中未示)接触，工作流体受热后由液态转变成气态，由上方的导管91流入第一腔体1的气体腔室14，当气态的工作流体进入后气体腔室14会自然向上并从上方通孔16进入气体流管2，气态的工作流体由气体流管第一端21朝向气体流管第二端22流动并从上方的通孔31进入第二腔体3内，工作流体在上述的流动过程中持续散热以转变成液态(冷凝)，并从图1D中可以明显看到转变成液态的工作流体通过重力的方式自然向下方落下，在从下方的通孔31进入液体流管4，液态的工作流体由液体流管第一端41朝向液体流管第二端42流动并从下方的通孔16进入液体腔室15内，液态的工作流体在从液体出口12经由下方导管91流回蒸发单元92的蒸发腔室内。
需要说明的是，虽然在本实施例中液体流管4仅只有最下面一层，而其他的部分都是气体流管2，但实际上气体流管2及液体流管4的数量可以任意的增减变化，较佳的比例为气体流管2的数量略多于液体流管4，如此让气体流管2的总管路口径大于液体流管4总管路口径大。
另外，为了让液态的工作流体可以更加顺利的流动，可以适度的在液体流管4或第二腔体3内增设毛细结构(未图示)，如此让液态的工作流体可以通过毛细结构更顺利的流回液体腔室15使整个循环更顺畅。
请参阅图3A、图3B、图4A、图4B、图5A、图5B及图6，为本发明第二实施例的立体示意图、分解示意图、第一腔体剖面示意图、第二腔体剖面示意图、工作流体两相变化示意图(一)及(二)、散热系统立体图，本发明第二实施例中气液冷凝系统包含一冷凝单元B及一蒸发单元92，该蒸发单元92的结构如同第一实施例，故在此不再赘述，所述导管91的其中一端分别与该液体入口921及气体出口922连接，另一端与冷凝单元B的第一腔体6的气体入口61及液体出口64连接。
冷凝单元B包含一第一腔体6、一第二腔体7及复数散热鳍片组8，该第一腔体6与该第二腔体7对接，该第二腔体7位于该第一腔体6的上方，该复数散热鳍片组8与该第一腔体6及该第二腔体7的外壁接触。
所述第一腔体6具有一气体入口61、一气体出口62、一液体入口63、一液体出口64及一分隔部65将该第一腔体6内部空间分隔为一气体腔室66及一液体腔室67，该气体入口61及该气体出口62与该气体腔室66连通，该液体入口63及该液体出口64与该液体腔室67连通，所述气体腔室66位于该液体腔室67上方。
所述第二腔体7具有一入口721、一出口722、复数第一流道73及一隔流件74将该第二腔体7内部空间分隔为一气体流动腔室75及一液体流动腔室76，该气体流动腔室75内设置一气体导引组件751，该液体流动腔室76内设置一液体导引组件761，该气体导引组件75具有复数第二流道7512，该液体导引组件761具有复数第三流道7612，该入口721及该出口722位于该复数第一流道73之间，该复数第二流道7512与该入口721连通，该复数第三流道7612与该出口722连通，该复数第一流道73分别与该复数第二流道7512及该复数第三流道7612连通。
上述气体导引组件751由复数鳍片7511依序排列组合而成且具有一气体开口区7513，所述每两散热鳍片的7511间设有该第二流道7512，该气体开口区7513与该入口721对接，该液体导引组件761由复数鳍片7611依序排列组合而成且具有一液体开口区7613，所述每两散热鳍片7611之间设有该第三流道7612，该液体开口区7613与该出口722对接，所述气体流动腔室75的空间大于或等于该液体流动腔室76的空间，所述入口721的开口面积大于或等于该出口722的开口面积。
另外，该第二腔体7包含一上盖71及一下盖72，该入口721及该出口722位于该的下盖72的对称中心处，且该下盖72更进一步的界定一左侧区域723及一右侧区域724，该复数散热鳍片组8分别设置于该上盖71，该下盖72的左侧区域723及该下盖72的右侧区域724。
请一并参阅图3A至图5B及图6，如同第一实施例所述，为了方便说明在此先进行定义，图中的箭头表示工作流体的移动方向，虚线表示工作流体为气态，实线表示工作流体为液态，工作流体会在内部流动且于气液两相间变化，在蒸发单元92受热的工作流体从液态转变成气态，通过上方的导管91从气体入口61进入气体腔室66，气态的工作流体则从气体出口62离开气体腔室66，由入口721进入气体流动腔室75，当中气态的工作流体由气体开口区7513进入了气体导引组件751中，气态的工作流体随着该复数第二流道7512朝向左右两边扩散，在朝向左右扩散的过程中气态的工作流体逐渐冷凝而转变成液态，工作流体由第二流道7512通过第一流道73进入到第三流道7612中，此时工作流体已充分冷却从气态转变为液态，液态的工作流体随着该复数第三流道7612朝向中间汇集，并由液体开口区7613离开液体导引组件761且通过出口722离开第二腔体7，液态的工作流体由液体入口63进入液体腔室67，的后再由液体出口64离开通过下方的导管91回到蒸发单元92进行散热循环。
为了让液态的工作流体可以更加顺利的流动，可以适度的在第一流道73及第二流道7512内增设毛细结构(未图示)，如此让液态的工作流体可以通过毛细结构更顺利的流回液体腔室67使整个循环更顺畅。
需要说明的是，虽然在本实施例中可以明显的看出第二流道7512的数量多于第三流道7612，但实际上第二流道7512及第三流道7612的数量可以自由的变化，但较佳的是使第二流道7512多于第三流道7612，如此让第二流道7512的总管路口径大于第三流道7612总管路口径大。
简言的，本发明的两个实施例都是通过结构改良使气态的工作流体朝左右两边流动，液态的工作流体在朝中间汇流，且具有多条供气态的工作流体流动的路径，如此缩短工作流体的管路路径，且具有多个气体路径及液体路径来降低管路的阻力，避免工作流体过早冷凝成液态且气体压力不足造成阻塞而导致散热循环失效。
综上所述，本发明相较于当前技术具有下述优点：
1、缩短工作流体的路径；
2、降低工作流体的管路阻力；
3、多个气体路径及液体路径避免因液体阻塞而循环失效。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种气液冷凝系统，其特征在于，包含一冷凝单元以及一蒸发单元，其中：
该冷凝单元包含：
一第一腔体，具有一气体入口、一液体出口及一分隔部，该分隔部将该第一腔体内部空间分隔为一气体腔室及一液体腔室，该气体入口与该气体腔室连通，该液体出口与该液体腔室连通；
复数气体流管，该复数气体流管具有一气体流管第一端及一气体流管第二端，该气体流管第一端与该气体腔室连通；
复数第二腔体，具有一流体腔室，该复数气体流管的气体流管第二端与该流体腔室连通；
复数液体流管，该复数液体流管具有一液体流管第一端及一液体流管第二端，该液体流管第一端与该流体腔室连通，该复数液体流管第二端与该液体腔室连通；
该蒸发单元具有一液体入口及一气体出口及一蒸发腔室并相互连通，所述液体入口通过一导管与该第一腔体的液体出口连接，所述气体出口通过另一导管与该第一腔体的气体入口连接。
2.根据权利要求1所述的气液冷凝系统，其特征在于：该气体腔室位于该液体腔室上方。
3.根据权利要求2所述的气液冷凝系统，其特征在于：该气体腔室的空间大于或等于该液体腔室的空间。
4.根据权利要求1所述的气液冷凝系统，其特征在于：该第一腔体的一左侧面及一右侧面分别设置复数通孔，该复数通孔供该气体流管第一端连通及该液体流管第二端连通。
5.根据权利要求1所述的气液冷凝系统，其特征在于：该复数气体流管还界定为复数左侧气体流管及复数右侧气体流管，所述左侧气体流管及右侧气体流管等长。
6.根据权利要求1所述的气液冷凝系统，其特征在于：该复数第二腔体具有复数通孔，该复数通孔供该气体流管第二端连通及该液体流管第一端连通。
7.根据权利要求1所述的气液冷凝系统，其特征在于：该复数液体流管还界定为复数左侧液体流管及复数右侧液体流管，所述左侧液体流管及右侧液体流管等长。
8.根据权利要求1所述的气液冷凝系统，其特征在于：还包含一散热鳍片组，其与该复数气体流管及该复数液体流管接触。
9.一种气液冷凝系统，其特征在于，包含一冷凝单元以及一蒸发单元，其中：
该冷凝单元包含：
一第一腔体，具有一气体入口、一气体出口、一液体入口、一液体出口及一分隔部，该分隔部将该第一腔体内部空间分隔为一气体腔室及一液体腔室，该气体入口及该气体出口与该气体腔室连通，该液体入口及该液体出口与该液体腔室连通；
一第二腔体，具有一入口、一出口、复数第一流道及一隔流件，该隔流件将该第二腔体内部空间分隔为一气体流动腔室及一液体流动腔室，该气体流动腔室内设置一气体导引组件，该液体流动腔室内设置一液体导引组件，该气体导引组件具有复数第二流道，该液体导引组件具有复数第三流道，该第二腔体的入口及该第二腔体的出口位于该复数第一流道之间，该复数第二流道与该第二腔体的入口连通，该复数第三流道与该第二腔体的出口连通，该复数第一流道分别与该复数第二流道及该复数第三流道连通；
复数散热鳍片组，与该第一腔体及该第二腔体的外壁接触；
该蒸发单元具有一液体入口及一气体出口及一蒸发腔室并相互连通，所述蒸发单元的液体入口通过一导管与该第一腔体的液体出口连接，所述蒸发单元的气体出口通过另一导管与该第一腔体的气体入口连接。
10.根据权利要求9所述的气液冷凝系统，其特征在于：该气体导引组件由复数鳍片依序排列组合而成且具有一气体开口区，每两所述散热鳍片之间设有该第二流道，该气体开口区与该第二腔体的入口对接。
11.根据权利要求9所述的气液冷凝系统，其特征在于：该液体导引组件由复数鳍片依序排列组合而成且具有一液体开口区，每两所述散热鳍片之间设有该第三流道，该液体开口区与该第二腔体的出口对接。
12.根据权利要求9所述的气液冷凝系统，其特征在于：该气体流动腔室的空间大于或等于该液体流动腔室的空间。
13.根据权利要求9所述的气液冷凝系统，其特征在于：该气体腔室位于该液体腔室上方。
14.根据权利要求9所述的气液冷凝系统，其特征在于：该第二腔体的入口的开口面积大于或等于该第二腔体的出口的开口面积。
15.根据权利要求9所述的气液冷凝系统，其特征在于：该第二腔体包含一上盖及一下盖，该第二腔体的入口及该第二腔体的出口位于该第二腔体的下盖的对称中心处。
16.根据权利要求15所述的气液冷凝系统，其特征在于：该下盖还界定一左侧区域及一右侧区域，该复数散热鳍片组分别设置于该上盖，该下盖的左侧区域及该下盖的右侧区域。
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