导热装置 本发明涉及一种导热装置，该热传导装置被广泛应用在各种设备，例如冷机(包括冷气。冰箱)与热机(包括暖气)的热导管，或散热系统的散热块、热鳍片等。
直观上，要达到较佳热传效果，需借由使用导热性较高的材料作为热导体。若要进一步提升热传速率，习知较佳的作法是利用流体的运动快速地将热量传递至目的地(亦即热对流)，以达到较佳的热传导速率。流体对热传的运用有许多，其中包括利用系统外部的流体，如：利用吹气将热汤变凉、或以风扇加速计算机CPU的散热；以及利用系统内部的流体，如将冷媒灌入上述的导热管中，用以作为热传导的媒介；或是水冷式引擎中使水在冷却管中循环而带走热量。流体运动需要动能供给，因此牵涉到热传递的系统常会具有压缩机、风扇、阀门等许多额外的装置。而上述装置对于系统的空间分配、生产成本以及保养维护上都增加了不利的因素。本发明提供一种导热装置的设计，使系统内部导热用的流体，不需借由额外的装置就可进行流体运动，进而，利用流体的运动促进系统的热传效果。
热力学上，充满密闭容器中的流体(亦即处于等体积条件)，在(超过)气液相临界条件(包括特定的温度一压力曲线)的边界状态下(或称为超临界流体状态)，稍许的温度变化便可产生相当大的压力改变，因此，若上述密闭空间中有温度差存在，所对应的压力差便会产生快速地流体运动；亦即上述容器中流体的任何局部温差，都可很快地借由热对流的效应达到平衡。利用上述原理，本发明的导热装置于内部设置收容冷媒的密闭空间，并在常温以下使冷媒处于适当的压力条件，而在上述密闭空间中使其处于靠近气液相临界点的状态，以达到上述效应。此外，就热传导而言，物体间热传导速率大致正比于接面积。因此，本发明更透过特殊的内部结构，增加冷媒与导热装置壳体的接触面积，以使热量快速地进入冷媒而由装置一端传递至另一端，而达到借由流体流动导热的效果。
本发明的目的是提供一种导热装置，透过特殊的内部结构，增加冷媒与导热装置壳体的接触面积，以使热量快速地进入冷媒而由装置一端传递至另一端，而达到借由流体流动导热的效果。
本发明的目的是这样实现的：一种导热装置，其特征是：包括一导热块，具有一第一开口端与一第二开口端以及延伸于上述第一开口端与第二开口端的一中空区；一冷端导体，设置于上述第一开口端并对上述第一开口端加以密封；一热端导体，设置于上述第二开口端并对上述第二开口端加以密封；以及一冷媒，以容纳于上述中空区。
上述中空区内的导热块更具有上述中空区的一内侧周面，并且上述内侧周面设有复数脊部，分别延伸于上述第一开口端与第二开口端之间。
上述导热块、脊部、冷端导体以及热端导体由导热材料制成。
上述导热材料由铜、铝、钛、铜合金、铝合金、钛合金及不锈钢中的至少一种。
一种导热装置，其特征是：包括一导热块，具有一第一开口端与一第二开口端以及延伸于上述第一开口端与第二开口端的一中空区；一冷端导体，设置于上述第一开口端并对上述第一开口端加以密封；一热端导体，设置于上述第二开口端并对上述第二开口端加以密封；复数第一热传导条，分别具有第一端及第二端，且上述第一端设置于朝向上述中空部的冷端导体，而上述第二端大体朝上述热端导体的方向延伸；复数第二热传导条，分别具有第三端及第四端，且上述第三端设置于朝向上述中空部的热端导体，而上述第四端大体朝上述冷端导体的方向延伸，并分别与上述第一热传导条之间形成间隙；以及一冷媒，以容纳于上述中空区。
上述中空区内的导热块更具有上述中空区的一内侧周面，并且上述内侧周面设有复数脊部，分别延伸于上述第一开口端与第二开口端之间。
上述导热块、第一热传导条、第二热传导条、热端导体、冷端导体以及脊部由导热材料制成。
上述导热材料由铜、铝、钛、铜含金、铝含金、钛合金及不锈钢中的至少一种。
上述第一热传导条以及第二热传导分别为板状构件。
上述第一热传导条及第二热传导条设置上述导热材料制成的复数突块。
上述第一热传导条及第二热传导条分别具有一中空部分，且形成管状结构。
上述中空部分收容上述导热材料制成的复数导热网。
一种导热装置，其特征是：包括一导热块，具有一第一开口端与一第二开口端以及延伸于上述第一开口端与第二开端的一中空区；一冷端导体，设置于上述第一开口端并对上述第一开口端加以密封；一热端导体，设置于上述第二开口端并对上述第二开口端加以密封；复数热传导条，分别具有第一端及第二端，且上述第一端设置于朝向上述中空部的冷端导体，而上述第二端设置于朝向上述中空部的热端导体，并且上述热传导条分别与相邻的上述热传导条之间形成间隙；以及一冷媒，以容纳于上述中空区。
上述中空区内的导热块更具有上述中空区的一内侧周面，并且上述内侧周面设有复数脊部，分别延伸于上述第一开口端与第二开口端之间。
上述导热块、热传导条、热传导条、热端导体、冷端导体以及脊部由导热材料制成。
上述导热材料由铜、铝、钛、铜合金、铝合金、钛合金及不锈钢中的至少一种。
上述热传导条为板状构件。
上述热传导条设置上述导热材料制成的复数突块。
上述热传导条分别具有一中空部分，且形成管状结构。
上述中空部分收容上述导热材料制的复数导热网。
由于采用上述方案：达到借由流体流动导热的效果，同时降低成本、容易维护以及节约能源。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：图式简单说明：
图1本发明的第一实施例的立体图。
图2本发明的第一实施例的立体分解剖视图。
图3本发明的第一实施例的截面视图。
图4本发明的第二实施例的立体分解图。
图5、6本发明的第二实施例的截面视图。
图7、8本发明的第二实施例的热传导条截面视图。
图9本发明的第二实施例内部配置的示意图。
图10、11本发明的第三实施例的截面视图。
图12本发明的第三实施例的热传导条截面视图。
图13本发明的第三实施例内部配制的示意图。
以下用三组实施例对本发明进行说明。
第一实施例：
图1本发明的一导热装置100，其中包括导热块10，用以接触一高温区200的热端导体20，以及用以接触一低温区的冷端导体30。其内部构造请参照图2所示，导热块10为一中空构件，具有连接于冷端导体30的第一开口端11，以及连接于热端导体20的第二开口端12；导热块10中有中空区13，且中空区13内的导热块设有内侧周面14，该导热装置在实际制造上，最好先分别制成三个构件，如图中所示的构件10、20以及30，再以例如焊接之方式组装成一体。
更重要的是，该实施例的中空区13中灌有冷媒40(图3所示)，用以借由热对流效应传递导热装置内的热能。为达到最佳的热对流效应，该冷媒40最好以接近气液相的临界压力(常温以下)的状态密封于中空区13(其方法，例如使整个系统在该压力条件的封闭空间中组装)，由于热传导速率大致正比于物体间的接触面积，上述内周面14最好设有复数的脊部141，以增加冷媒40与导热块间的接触面积而达到更大的热传效果，此外，上述导热块10、冷端导体30、热端导体20以及脊部141的材料可为，例如铜含金、不锈钢、钛含金或铝含金等导热材料(可分别为不同种材料)。
第二实施例：
本发明的第二实施例大部分与上述第一实施例相同，除了另外设置的第一热传导条31以及第二热传导条21，如图4所示，第二实施例的冷端导体30设有复数的第一热传导条31(本实施例使用数量为三根)，而热端导体20则设有复数的第二热传导条21(本实施例使用数量为三根)第一热传导条31分别具有第一端31a及第二端31b，第一端31a设置于冷端导体30，而第二端31b大体朝向组合时的热端导体20的方向延伸；第二热传导条21分别具有第三端21a及第四端21b，第三端21a设置于热端导体20，而第四端21b大体朝向组合时的冷端导体30的方向延伸，其内部配置如图9所示。
如上一实施例，该实施例的中空区13中灌有冷媒40(图5所示)，用以借由热对流效应传递导热装置内的热能。为达到最佳的热对流效应，该冷媒40最好以接近气液相的临界压力(常温以下)的状态密封于中空区13(其方法，例如使整个系统在该压力条件的封闭空间中组装)。上述的第一、第二热传导条31、21的尺寸、数量与彼此间的间隙大小会影响系统与冷媒40间的热传导状态；大体而言，以图5为例，标示31的第一热传导条(以及标示21的第二热传导条)的各截面(有斜线的小圆圈部分)面积总和若为定值，其总数量(根数)越多，第一热传导条31与第二热传导条21的总表面积(周边表面面积的和)就越大，而热传导效果便越佳；亦即，在总截面积为定值的条件下，针状的第一、第二热传导条31、21是较佳的选择。再者，由实验得知，上述间隙越小其热传效果越佳。若间隙小到使冷媒40接近薄膜状态时，局部温度的变化可使系统产生「热脉冲」的效应，而达到更大的热传效果。再者，欲进一步增加系统与冷媒40的接触面积，在如图5所示，中空区13之内侧周壁14上最好设有复数的脊部141，延伸于第一开口端11与第二开口端12之间。
上述导热块10、冷端导体30、热端导体20、第一与第二热传导条31、21以及脊部141的材料可为例如铜合金、不锈钢、钛合金或铝合金等导热材料(可分别为不同种材料)。更进一步地，上述第一热传导条31以及第二热传导条21可分别为板状构件(图中未画出)。或使其具有复数突块(图中未画出)，设置于上述第一热传导条31以及第二热传导条21、或具有一中空部分31c、21c，而形成管状结构，如图7、8所示。再者，若上述第一热传导条31以及第二热传导条21具有中空部分31c、21c，更可使以上述导热材料制的复数导热网31d、21d，收容于上述中空部分以增加整体的热传导面积。
第三实施例：
本发明的第三实施例大部分与上述第一、第二实施例相同，除了热传导条50的设置。第三实施例于中空区设有复数的热传导条50(本实施例使用数量为六根)，热传导条50具有设置于冷端导体30的第一端50a及设置于热端导体20的第二端50b，其内部配置如图13所示。
如同上一实施例，该实施例的中空区13中灌有冷媒40(图10所示)，用以借由热对流效应传递导热装置100内的热能。为达到最佳的热对流效应，该冷媒40最好以接近气液相之临界压力(常温以下)的状态密封于中空区13(其方法，例如使整个系统在该压力条件的封闭空间中组装)。上述热传导条50的尺寸、数量与彼此间的间隙大小会影响系统与冷媒40间的热传导状态；大体而言，以图10为例，标示50的热传导条的各截面(有斜线的小圆圈部分)面积总和若为定值，其总数量(根数)越多，热传导条50的总表面积(周边表面面积的总和)就越大，而热传导效果便越佳；亦即，在总截面积为定值的条件下，针状的热传导条50是较佳的选择。再者，由实验得知，上述间隙越小其热传效果越佳，若间隙小到使冷媒40接近薄膜状态时，局部温度的变化可使系统产生「热脉冲」的效应，而达到更大的热传效果。再者，欲进一步增加系统与冷媒40的接触面积，在如图10所示，中空区13的内侧周壁14上最好设有复数的脊部141，延伸于第一开口端11与第二开口端12之间。
上述导热块10、冷端导体30、热端导体20、热传导条50以及脊部141的材料可为例如铜合金、不锈钢、钛合金或铝合金等导热材料(可分别为不同种材料)。更进一步地，上述热传导条50可为板状构件(图中未画出)，或使其具有复数突块(图中未画出)，设置于上述热传导条50、或具有一中空部分50c，而形成管状结构，如图11、12所示，再者，若上述热传导条50具有中空部分50c，更可使以上述导热材料制的复数导热网50d收容于上述中空部分以增加整体之热传导面积。
上述三种实施例在实际使用上，分别借由热端导体20接触于热源(高温区200)，然后，将热能传递至冷端导体30所接触的冷源(低温区300)。热源所产生的局部温差会使靠近热端导体20、原本接近临界条件的冷媒40进入之前所提的超临界流体状态，而产生上述的热对流效应。流至冷端导体30附近的冷媒40由于温度下降，局部的压力便下降。如此，系统借由外部的温差便可不断地产生内部的压力差，而连续地产生对流作用。
由于本发明的导热装置内部具有随外部温差连续产生快速流体运动的机制，与传统借由额外的装置(例如压缩机)进行流体运动的热传递系统相比较，在成本、维护以及节约能源上都有优越之处。本发明可应用于许多的方面，例如冷气、暖气、引擎冷却系统、温控仪器、冰箱、通信手机、低温医疗系统、笔记型计算机的CPU散热装置及其它。
虽然本发明已以具体的实施例说明如上，然而，并非用以限定本发明。任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可进行更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定为准。