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一種微通道散熱器的制造方法

文檔序號:4541207閱讀:246來源:國知局
一種微通道散熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種微通道散熱器,包括上、下集流管、由微孔扁管和翅片構(gòu)成的換熱單元及微通道裝置,微通道裝置包括盒體與蓋板,盒體內(nèi)密布排列有微絲或微球,盒體與蓋板配合將微絲或微球壓緊,微絲之間、微絲與盒體、微絲與蓋板之間形成微通道,或微球之間、微球與盒體、微球與蓋板之間形成微通道。該結(jié)構(gòu)通過與熱源體接觸的微通道裝置將熱量傳遞給微通道內(nèi)的工質(zhì),工質(zhì)受熱蒸發(fā)形成汽泡進(jìn)入上集流管并流入換熱單元,通過微孔扁管和翅片散熱而冷凝,并依靠重力回流。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)成本低,且兼具有脈動(dòng)熱管和微通道的優(yōu)勢,大大提高了傳熱效率,尤其是,采用微球排列于腔體內(nèi)時(shí),工質(zhì)在微球形成的微通道內(nèi)形成紊流,散熱效果佳。
【專利說明】一種微通道散熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種散熱器,特別是一種微通道散熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,散熱器廣泛應(yīng)用于電子、電氣設(shè)備中,其是保證電子、電器設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要器材,對于高密度發(fā)熱的電子電氣設(shè)備,顯得尤為重要。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,芯片的集成度越來越高,其發(fā)熱量也越來越大,傳統(tǒng)的型材散熱器由于型材導(dǎo)熱系數(shù)低,導(dǎo)熱較慢而無法滿足散熱要求,于是推出了采用脈動(dòng)熱管的散熱器,其工作原理是:在封閉的管腔內(nèi)通過工質(zhì)液體的熱運(yùn)動(dòng)將熱源的高溫傳導(dǎo)至翅片散熱,它具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,傳熱系數(shù)大,體積小的優(yōu)點(diǎn),因此在電器和電子設(shè)備及器件的冷卻等方面的應(yīng)用都取得了進(jìn)展,但其散熱效率仍然無法滿足高密度發(fā)熱的電子電氣設(shè)備。
[0003]微通道換熱器具有高效的熱傳導(dǎo)能力,已有研究表明,當(dāng)微通道的內(nèi)徑小于
0.5^1mm時(shí),其對流換熱系數(shù)可增大50%~?00%。而現(xiàn)有的微通道制造通常采用光刻、激光化學(xué)三維寫入等方法,其加工設(shè)備昂貴,加工成本高,由此可見,如何充分利用微通道,同時(shí)降低生產(chǎn)成本,為滿足高密度發(fā)熱的電子電氣設(shè)備對散熱提出的更高要求,已成為業(yè)內(nèi)研究者的主要研究方向。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供一種成本低、加工方便、傳熱效率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的微通道散熱器。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:`[0006]一種微通道散熱器,包括
[0007]上集流管和下集流管,上集流管設(shè)置于下集流管的上方;
[0008]至少一個(gè)換熱單元,設(shè)置于上集流管和下集流管之間,包括若干相互平行的微孔扁管及與微孔扁管連接的翅片,微孔扁管的兩端分別與上集流管、下集流管密封連通,換熱單元內(nèi)填充有液態(tài)的工質(zhì);
[0009]所述下集流管的下方設(shè)置有分別與上集流管、下集流管連通的用于接觸熱源體的微通道裝置,微通道裝置包括上端開口的盒體,及蓋在盒體的開口上與盒體密封連接的蓋板,盒體內(nèi)密布排列有微絲或微球,盒體與蓋板配合將微絲或微球壓緊,微絲之間、微絲與盒體、微絲與蓋板之間形成微通道,或微球之間、微球與盒體、微球與蓋板之間形成微通道;所述盒體的兩端分別設(shè)置有上接口和下接口,上接口和下接口分別與上集流管、下集流管通過管道密封連接,其中上接口高于下接口,以使工質(zhì)在換熱單元和微通道裝置之間循環(huán)流動(dòng)。
[0010]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),所述盒體包括
[0011]腔體,上端開口且兩個(gè)相對立側(cè)面設(shè)置成敞口結(jié)構(gòu);及
[0012]兩塊堵板,分別扣合在腔體具有敞口的兩對立側(cè)面上及蓋板的兩對立側(cè)面上,所述上接口和下接口分別設(shè)置于兩塊堵板上。
[0013]進(jìn)一步,所述腔體內(nèi)設(shè)置有若干通道,所述微絲或微球密布排列于通道內(nèi)。
[0014]進(jìn)一步,所述蓋板設(shè)置有嵌入通道的凸起。
[0015]進(jìn)一步,所述堵板設(shè)置有扣合腔體和蓋板的階梯槽,所述腔體和蓋板抵接于階梯槽的階梯面上。
[0016]進(jìn)一步,所述微通道裝置設(shè)置有灌注工質(zhì)的注入口,注入口設(shè)置有防止工質(zhì)倒流的單向閥。
[0017]進(jìn)一步,所述微絲在盒體內(nèi)形成多層結(jié)構(gòu),相鄰兩層的微絲直接接觸或兩者之間設(shè)置有隔板。
[0018]進(jìn)一步,所述密布排列在盒體內(nèi)的微絲或微球可采用相同直徑或不同直徑。
[0019]進(jìn)一步,所述微絲或微球的直徑小于0.5mm,以形成微米級和納米級共存的微通道。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型通過與熱源體接觸的微通道裝置將熱量傳遞給微通道內(nèi)的工質(zhì),工質(zhì)受熱蒸發(fā)形成汽泡進(jìn)入上集流管并流入換熱單元,通過換熱單元的微孔扁管和翅片散熱,繼而冷凝成液態(tài)并依靠重力作用而回流至下接口,從而使得工質(zhì)在換熱單元和微通道裝置之間循環(huán)流動(dòng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)成本低,通過將微絲或微球密布排列于盒體內(nèi),并通過蓋板將微絲或微球壓緊,即可形成微通道,而且兼具有脈動(dòng)熱管和微通道的優(yōu)勢,大大提高傳熱效率,尤其是,采用微球排列于盒體內(nèi)時(shí),工質(zhì)在微球形成的微通道內(nèi)形成紊流,傳熱快,散熱效果佳;本實(shí)用新型可以應(yīng)用于小面積、大功耗電子元器件或精細(xì)化工行業(yè)的局部散熱。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0022]圖1是本實(shí)用新型的立體圖;
[0023]圖2是本實(shí)用新型的剖視圖;
[0024]圖3是本實(shí)用新型的背面示意圖;
[0025]圖4是本實(shí)用新型中的腔體結(jié)構(gòu)示意圖;
[0026]圖5是微絲在通道內(nèi)的排列示意圖;
[0027]圖6是本實(shí)用新型中的蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參照圖1至圖6,本實(shí)用新型的一種微通道散熱器,包括
[0029]上集流管I和下集流管2,上集流管I設(shè)置于下集流管2的上方;
[0030]至少一個(gè)換熱單元3,設(shè)置于上集流管I和下集流管2之間,包括若干相互平行的微孔扁管31及與微孔扁管31連接的翅片32,微孔扁管31的兩端分別與上集流管1、下集流管2密封連通,換熱單元3內(nèi)填充有液態(tài)的工質(zhì);
[0031]所述下集流管2的下方設(shè)置有分別與上集流管1、下集流管2連通的用于接觸熱源體的微通道裝置4,微通道裝置4包括上端開口的盒體41,及蓋在盒體41的開口上與盒體41密封連接的蓋板42,盒體41內(nèi)密布排列有微絲43或微球,盒體41與蓋板42配合將微絲43或微球壓緊,微絲43之間、微絲43與盒體41、微絲43與蓋板42之間形成微通道,或微球之間、微球與盒體41、微球與蓋板42之間形成微通道;所述盒體41的兩端分別設(shè)置有上接口 44和下接口 45,上接口 44和下接口 45分別與上集流管1、下集流管2通過管道密封連接,其中上接口 44高于下接口 45,由此使得本實(shí)用新型在灌注液態(tài)工質(zhì)后,上接口44的液柱高度小于下接口 45的液柱高度,使得工質(zhì)在微通道內(nèi)受熱蒸發(fā)為氣體往阻力小的一端即上接口 44 一端流動(dòng),并通過上集流管I進(jìn)入換熱單元3,經(jīng)過微孔扁管31和翅片32散熱,繼而冷凝成液態(tài)并依靠重力作用而回流至下接口 45,從而使得工質(zhì)在換熱單元3和微通道裝置4之間循環(huán)流動(dòng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)成本低,通過將微絲43或微球密布排列于盒體41內(nèi),并通過蓋板42將微絲43或微球壓緊,即可形成微通道,而且兼具有脈動(dòng)熱管和微通道的優(yōu)勢,大大提高傳熱效率,尤其是,采用微球排列于盒體41內(nèi)時(shí),工質(zhì)在微球形成的微通道內(nèi)形成紊流,傳熱快,散熱效果佳;本實(shí)用新型可以應(yīng)用于小面積、大功耗電子元器件或精細(xì)化工行業(yè)的局部散熱。
[0032]優(yōu)選地,為了提高傳熱效率,本實(shí)用新型采用強(qiáng)制對流換熱,所述換熱單元3后端固定連接有與換熱單元3尺寸匹配的風(fēng)扇5 ;為了使工質(zhì)在換熱單元3和微通道裝置4之間形成穩(wěn)定的氣液兩相循環(huán)流動(dòng),所述工質(zhì)的填充率為10%~90%。
[0033]在本具體實(shí)施例中,所述盒體41包括
[0034]腔體411,上端開口且兩個(gè)相對立側(cè)面設(shè)置成敞口結(jié)構(gòu),該敞口結(jié)構(gòu)的腔體411方便了微絲43或微球的排列,需要注意的是,當(dāng)盒體41內(nèi)排列微球時(shí),需要在腔體411的敞口處設(shè)置網(wǎng)孔,以防止微球跑出腔體411外;及
[0035]兩塊堵板412,分別扣合在腔體411具有敞口的兩對立側(cè)面上及蓋板42的兩對立側(cè)面上,所述上接口 44和下接口 45分別設(shè)置于兩塊堵板412上,扣合結(jié)構(gòu)使得微通道裝置4安裝方便快捷。當(dāng)然本實(shí)用新型還可以實(shí)施為:所述兩塊堵板412均與腔體411、蓋板42通過螺栓連接或螺紋連接。
[0036]進(jìn)一步,為了提高傳熱效率,所述腔體411內(nèi)設(shè)置有若干通道4111,所述微絲43或微球密布排列于通道4111內(nèi);為了更好地壓緊微絲43或微球,所述蓋板42設(shè)置有嵌入通道4111的凸起421。
[0037]優(yōu)選地,所述堵板412設(shè)置有扣合腔體411和蓋板42的階梯槽4121,所述腔體411和蓋板42抵接于階梯槽4121的階梯面上,階梯槽4121使得腔體411與上接口 44和下接口 45之間均存在匯集工質(zhì)的過渡區(qū),使得液態(tài)工質(zhì)能夠從下接口 45充分進(jìn)入到各微通道中,并使得各微通道內(nèi)的工質(zhì)吸熱蒸發(fā)后形成的汽泡能夠順暢地進(jìn)入上接口 44,而且由于離熱源體越遠(yuǎn)的微通道其吸熱量越小,造成微通道內(nèi)的工質(zhì)受熱不均,其吸熱后形成的氣泡經(jīng)過渡區(qū)匯合后,均化了進(jìn)入上接口 44的工質(zhì)溫度,提高了傳熱效率。
[0038]優(yōu)選地,所述微通道裝置4設(shè)置有灌注工質(zhì)的注入口 6,為了防止灌注工質(zhì)時(shí)工質(zhì)從微通道裝置4內(nèi)倒流出來,所述注入口 6設(shè)置有防止工質(zhì)倒流的單向閥。當(dāng)然本實(shí)用新型也可以在上集流管I或下集流管2上設(shè)置注入口 6。
[0039]進(jìn)一步,所述微絲43在盒體41可以排列形成單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu),優(yōu)選地,所述微絲43在盒體41內(nèi)形成多層結(jié)構(gòu),相鄰兩層的微絲43直接接觸或兩者之間設(shè)置有隔板46。優(yōu)選地,在本具體實(shí)施例中,為了提高傳熱效率,將位于盒體41最底部即最靠近熱源體的三層微絲43設(shè)置成一微絲43群組,參照圖5,將微絲43群組內(nèi)的三層微絲43直接接觸,而其余層中每相鄰兩層之間設(shè)置隔板46,且微絲43群組與相鄰的微絲43之間設(shè)置隔板46。
[0040]優(yōu)選地,所述密布排列在盒體41內(nèi)的微絲43或微球可采用相同直徑或不同直徑,相同直徑的微絲43或微球密布排列后可形成尺寸一致的微通道,而不同直徑的微絲43或微球密布排列后可形成大小不一的微通道,以滿足不同的使用需求,拓寬本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍。
[0041]優(yōu)選地,所述微絲43或微球的直徑小于0.5mm,由于微絲43之間或微球之間的微通道呈三邊為弧形的三角形,當(dāng)微絲43或微球的直徑選取上述范圍時(shí),三角形整體上可以達(dá)到微米級,而其趨近頂點(diǎn)的狹窄位置處則可形成納米級,即可形成微米級和納米級共存的微通道,微米級和納米級并存的微通道在三角形三個(gè)角位的毛細(xì)作用下可以使液相工質(zhì)得到快速連續(xù)的補(bǔ)充,從而穩(wěn)定散熱工況。
[0042]本說明書中公開的所有特征,或公開的所有方法或過程中的步驟,除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外,均可以以任何方式組合,除非特別敘述,均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換,即,除非特別敘述,每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)實(shí)施例而已。
[0043]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微通道散熱器,包括 上集流管(I)和下集流管(2 ),上集流管(I)設(shè)置于下集流管(2 )的上方; 至少一個(gè)換熱單元(3),設(shè)置于上集流管(I)和下集流管(2)之間,包括若干相互平行的微孔扁管(31)及與微孔扁管(31)連接的翅片(32),微孔扁管(31)的兩端分別與上集流管(I)、下集流管(2)密封連通,換熱單元(3)內(nèi)填充有液態(tài)的工質(zhì),其特征在于: 所述下集流管(2 )的下方設(shè)置有分別與上集流管(I)、下集流管(2 )連通的用于接觸熱源體的微通道裝置(4),微通道裝置(4)包括上端開口的盒體(41),及蓋在盒體(41)的開口上與盒體(41)密封連接的蓋板(42),盒體(41)內(nèi)密布排列有微絲(43)或微球,盒體(41)與蓋板(42 )配合將微絲(43 )或微球壓緊,微絲(43 )之間、微絲(43 )與盒體(41)、微絲(43 )與蓋板(42)之間形成微通道,或微球之間、微球與盒體(41)、微球與蓋板(42)之間形成微通道;所述盒體(41)的兩端分別設(shè)置有上接口(44)和下接口(45),上接口(44)和下接口(45)分別與上集流管(I)、下集流管(2)通過管道密封連接,其中上接口(44)高于下接口(45 ),以使工質(zhì)在換熱單元(3 )和微通道裝置(4 )之間循環(huán)流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道散熱器,其特征在于:所述盒體(41)包括 腔體(411 ),上端開口且兩個(gè)相對立側(cè)面設(shè)置成敞口結(jié)構(gòu);及 兩塊堵板(412),分別扣合在腔體(411)具有敞口的兩對立側(cè)面上及蓋板(42)的兩對立側(cè)面上,所述上接口(44)和下接口(45)分別設(shè)置于兩塊堵板(412)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微通道散熱器,其特征在于:所述腔體(411)內(nèi)設(shè)置有若干通道(4111),所述微絲(43)或微球密布排列于通道(4111)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微通道散熱器,其特征在于:所述蓋板(42)設(shè)置有嵌入通道(4111)的凸起(421)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微通道散熱器,其特征在于:所述堵板(412)設(shè)置有扣合腔體(411)和蓋板(42)的階梯槽(4121),所述腔體(411)和蓋板(42)抵接于階梯槽(4121)的階梯面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道散熱器,其特征在于:所述微通道裝置(4)設(shè)置有灌注工質(zhì)的注入口(6),注入口(6)設(shè)置有防止工質(zhì)倒流的單向閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道散熱器,其特征在于:所述微絲(43)在盒體(41)內(nèi)形成多層結(jié)構(gòu),相鄰兩層的微絲(43)直接接觸或兩者之間設(shè)置有隔板(46)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道散熱器,其特征在于:所述密布排列在盒體(41)內(nèi)的微絲(43)或微球可采用相同直徑或不同直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微通道散熱器,其特征在于:所述微絲(43)或微球的直徑小于0.5mm。
【文檔編號】F28D15/04GK203443440SQ201320376237
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】高禹豐 申請人:高詩白
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