[发明专利]微液滴冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液冷装置，尤其涉及一种以微液滴进行冷却的微液滴冷却装置。

背景技术

电子芯片的功率不断提升，使得其热功率也不断上升，为了使电子芯片保持适当的工作温度，必须将其产生的热量迅速移除。

现有针对计算机芯片的冷却，目前大多仍以气冷式散热器进行冷却。气冷式散热器以空气对流带走热量，为了提升散热功率，必须加大气冷式散热器的散热表面积、或是以风扇加强对流气流的流量与流速。在有限体积下，散热表面积的增加有其上限，且过于密集的散热器表面结构，例如狭窄的散热鳍片间隔距离，反而会提升流场阻力，不利于空气对流。而提升风扇功率的方式，容易造成噪音及震动问题。因此较佳的替代方案既是以液冷装置对计算机芯片进行冷却。

液体，例如水等具有高比热的优点，可迅速通过流动带走热量。若是进一步进行相变化，由液态吸收潜热蒸发为气态，可发挥更好的冷却效果。为了使液态的工作流体有效而迅速的吸收潜热蒸发为气态，最佳的方式是以微液滴喷洒于放热表面，使液体不需达到沸点就可以迅速蒸发，并避免积存的液体出现过热沸腾现象，导致温度过高。

针对微液滴的形成，有许多以压电材料提供致动力的微液滴喷射装置被提出，这些微液滴喷射装置具有体积小且运转迅速的优点，因此适合整合进体积有限的电子装置冷却装置中。例如美国专利US6629646号及提出一种微液滴喷射装置，其是以压电材料产生震动，使工作流体通过喷孔形成微液滴。US6629646所使用的工作流体由储液舱提供，蒸发后的蒸汽缺乏一个冷凝及回收的循环路径。因此若直接应用于冷却，则必须不断补充工作流体，使用上相当不便。

美国专利US6650542号专利案提出一种液冷装置，利用压电材料驱动工作流体循环流动，使整体液体循环结构缩小，以利于整合于体积有限的电子装置冷却装置中。但是US6650542号仅涉及了液态工作流体的显热变化，缺乏相变化过程，因此散热功率不佳。

美国专利US5943211号专利案则提出一种通过工作流体进行相变化，且工作流体可进行循环流动的冷却装置。US5943211号是以一泵驱动工作流体，但时泵驱动工作流体会对系统流体回路产生正压力，在小型化的液冷装置中容易出现管路无法承受压力而造成液体泄漏的问题。同时以泵驱动工作流体的设计也不易进行小型化。因此，如何使工作流体可以有效进行相变化以吸收潜热，并确保工作流体可循环利用，成为待解决的问题。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提供一种微液滴冷却装置，可在不对系统回路产生正压的情况下有效地产生微液滴，并确保工作液体可循环利用。

本发明所提供的微液滴冷却装置，用以输送一工作液体循环流动，其包含一蒸发容器、一区隔板、一蒸汽管、一第一供液管及一冷凝容器。蒸发容器是以底部接触一待降温的热源，且蒸发容器内部可区隔为一蒸发区及一压力腔区，其中工作液体填充于压力腔区。区隔板设置于蒸发容器中以将蒸发容器区隔为蒸发区及压力腔区，其中区隔板包含有一致动片及一位于致动片中间区域的喷孔片，喷孔片上具有多个喷孔。致动片用以驱使喷孔片产生震动，使压力腔区的工作液体通过喷孔形成微液滴并喷入蒸发区，微液滴会喷至蒸发容器的底部，从而使工作液体吸收热源的热量而蒸发为蒸汽。冷凝容器的底部用以接触一致冷源，冷凝容器中形成一冷凝区，且冷凝容器的底部积存部分的工作液体。蒸汽管的一端连接于蒸发区，另一端连接于冷凝容器的冷凝区，用以供蒸汽由蒸发容器的蒸发区进入冷凝区对致冷源放热而冷凝为液态的工作流体。第一供液管的一端连接于压力腔区，另一端延伸入冷凝区，并位于工作液体的液面下，从而使压力腔区以负压经由第一供液管由冷凝区吸引工作液体，达成工作液体的循环流动。

本发明可提供微液滴进行冷却，通过相变化快速移除热量，并可供工作液体循环流动，以利于工作液体循环利用。于本发明以板状结构提供工作液体循环流动的驱动力，有利于系统微型化，工作液体循环流动以系统管路负压达成，避免系统管路正压造成管路破裂漏液问题。

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图，任何本领域的普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明第一实施例的外观立体图；

图2为本发明第一实施例的剖面示意图，揭示第一实施例的运行状态；