熱交換組件及其組裝方法
【專利摘要】本發(fā)明中描述一種用于在冷卻電構件時使用的熱交換組件。熱組件包括殼，該殼包括蒸發(fā)器區(qū)段、冷凝器區(qū)段，以及沿著縱向軸線在蒸發(fā)器區(qū)段和冷凝器區(qū)段之間延伸的運送區(qū)段。殼構造成沿著相對于運送區(qū)段定向的彎曲軸線彎曲。殼還包括至少一個側壁，該至少一個側壁包括在蒸發(fā)器區(qū)段和冷凝器區(qū)段之間延伸的至少一個流體室，以在蒸發(fā)器區(qū)段和冷凝器區(qū)段之間傳送工作流體。在內表面內限定多個流體通道，以將液體流體從冷凝器區(qū)段傳送到蒸發(fā)器區(qū)段。在內表面內限定至少一個蒸氣通道，以將氣態(tài)流體從蒸發(fā)器區(qū)段傳送到冷凝器區(qū)段。
【專利說明】熱交換組件及其組裝方法

【技術領域】
[0001]本文中描述的主題大體涉及電裝置，并且更特別地，涉及用于與電裝置一起使用的熱交換組件和組裝電裝置的方法。

【背景技術】
[0002]至少一些已知的電裝置包括殼體和定位在殼體內的電構件。殼體包括一對外壁、聯接在外壁之間的一對楔形鎖，以及聯接于外壁的熱沉。另外，已知的電裝置包括熱交換組件，該熱交換組件包括聯接于電構件和楔形鎖的散熱條，以便于將熱從構件傳遞到熱沉。已知的散熱條包括實心銅板，該實心銅板形成曲折的熱路徑，該曲折的熱路徑從構件，穿過散熱條，穿過楔形鎖，并且到達熱沉。由于熱必須沿著熱路徑從電構件行進至熱沉的距離，故已知的電裝置具有有限的熱傳遞能力。
[0003]在運行期間，電構件產生熱，該熱可引起對電構件的損壞。在由構件產生的熱量增加時，傳遞穿過熱路徑的熱量減少，從而引起構件運行溫度升高。在電構件的溫度升高時，電裝置的運行可被不利地影響，并且電構件的運行可靠性降低。此外，隨著時間的推移，升高的運行溫度可引起電構件的損壞和/或失效，這導致運行和維護電裝置的成本的增加。


【發(fā)明內容】

[0004]在一方面，提供一種用于在冷卻電構件時使用的熱交換組件。熱組件包括殼，該殼包括蒸發(fā)器區(qū)段、冷凝器區(qū)段，以及沿著縱向軸線在蒸發(fā)器區(qū)段和冷凝器區(qū)段之間延伸的運送區(qū)段。殼構造成沿著相對于運送區(qū)段定向的彎曲軸線彎曲。殼還包括至少一個側壁，該至少一個側壁包括內表面，該內表面限定在蒸發(fā)器區(qū)段和冷凝器區(qū)段之間延伸的至少一個流體室，以在蒸發(fā)器區(qū)段和冷凝器區(qū)段之間傳送工作流體。在內表面內限定多個流體通道，以將液體流體從冷凝器區(qū)段傳送到蒸發(fā)器區(qū)段。在內表面內限定至少一個蒸氣通道，以將氣態(tài)流體從蒸發(fā)器區(qū)段傳送到冷凝器區(qū)段。
[0005]在另一方面，提供一種用于在冷卻電裝置時使用的熱交換組件。裝置包括殼體和定位在殼體內的電構件。熱交換組件包括殼，該殼包括蒸發(fā)器區(qū)段、冷凝器區(qū)段，以及沿著縱向軸線在蒸發(fā)器區(qū)段和冷凝器區(qū)段之間延伸的運送區(qū)段。殼構造成沿著大致垂直于縱向軸線的彎曲軸線彎曲。殼包括:第一側壁，其包括內表面；第二側壁，其聯接于第一側壁，使得在它們之間限定至少一個流體室；以及多個流體通道，其聯接于第一側壁內表面，以在冷凝器區(qū)段和蒸發(fā)器區(qū)段之間傳送工作流體。
[0006]在又一方面，提供一種組裝熱交換組件的方法。該方法包括提供包括內表面的第一側壁，提供包括內表面的第二側壁，在第一側壁的內表面內限定多個流體通道，以及將第一側壁聯接于第二側壁，使得在它們之間限定至少一個流體室。流體室包括蒸發(fā)器區(qū)段、冷凝器區(qū)段，以及在蒸發(fā)器區(qū)段和冷凝器區(qū)段之間延伸的運送區(qū)段，其中，多個流體通道中的各個流體通道在冷凝器區(qū)段和蒸發(fā)器區(qū)段之間延伸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是示例性電裝置的局部分解透視圖。
[0008]圖2是可與圖2中顯示的電裝置一起使用的示例性熱交換組件的透視圖。
[0009]圖3是圖3中顯示的熱交換組件的示意圖。
[0010]圖4是圖3中顯示的且沿著線4-4截取的熱交換組件的截面圖。
[0011]圖5是圖2中顯示的且沿著線5-5截取的熱交換組件的截面圖。
[0012]圖6是圖2中顯示的且沿著線6-6截取的熱交換組件的截面圖。
[0013]圖7是圖4中顯示的且沿著線7-7截取的熱交換組件的橫截面圖。
[0014]圖8是圖3中顯示的且沿著線8-8截取的熱交換組件的橫截面圖。
[0015]圖9是圖5中顯示的熱交換組件的備選實施例的橫截面圖。

【具體實施方式】
[0016]本文中描述的示例性系統(tǒng)和方法通過提供熱交換組件來克服已知電裝置的至少一些缺點，該熱交換組件包括柔性殼，該柔性殼聯接在電構件和熱沉之間，以便于將熱從電構件傳遞到熱沉。此外，熱交換組件構造成繞著彎曲軸線彎曲，使得相對于已知電裝置，熱必須從構件行進至熱沉的距離減小。另外，本文中描述的熱交換組件包括冷凝器區(qū)段、蒸發(fā)器區(qū)段和多個流體通道，該多個流體通道在冷凝器區(qū)段和蒸發(fā)器區(qū)段之間傳送工作流體。熱交換組件構造成便于將熱從電構件傳遞到工作流體，以及通過相變現象(即，蒸發(fā)/冷凝)將熱從工作流體傳遞到熱沉。通過提供在電構件和熱沉之間傳送工作流體的柔性熱交換組件，熱可在構件和熱沉之間以較小的溫度降較高效地傳遞，因為不需要附加的實心傳導構件和熱接口。就此而言，電構件的運行效率提高，并且維護電裝置的成本降低。
[0017]圖1是示例性電裝置10的分解局部透視圖。圖2是示例性熱交換組件12的透視圖。圖3是熱交換組件12的示意圖。在示例性實施例中，電裝置10包括殼體14、至少一個電構件16和熱交換組件12。殼體14包括側壁18，側壁18包括徑向內表面20和徑向外表面22。殼體內表面20在其中限定腔體24。至少一個支承部件26定位在腔體24內，并且聯接于殼體內表面20。電構件16聯接于支承部件26,使得電構件16從殼體14以支承部件26支承。在一個實施例中，支承部件26可為例如印刷電路板。
[0018]在示例性實施例中，熱交換組件12聯接于電構件16和殼體14，以便于將熱從電構件16傳遞到殼體14，以調節(jié)電構件16的溫度。更特別地，電構件16構造成在電裝置10的運行期間產生熱。熱交換組件12定向成便于在電裝置10的運行期間，將熱從電裝置10傳遞到殼體14，并且冷卻電構件16。在示例性實施例中，殼體14包括聯接于殼體側壁18的至少一個熱沉組件28。熱沉組件28構造成將熱傳遞到周圍空氣30，并且熱交換組件12聯接在電構件16和熱沉組件28之間。
[0019]在示例性實施例中，熱交換組件12包括殼32，殼32包括蒸發(fā)器區(qū)段34、冷凝器區(qū)段36，以及在蒸發(fā)器區(qū)段34和冷凝器區(qū)段36之間延伸的運送區(qū)段38。殼32沿著縱向軸線40在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間延伸，并且包括沿著軸線40在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間測得的長度41。另外，殼沿著大致垂直于縱向軸線40的橫向軸線46在第一側42和第二側44之間延伸，并且包括沿著軸線46在第一側42和第二側44之間測得的寬度47。在示例性實施例中，長度41大于寬度47。備選地，長度41可小于或近似等于寬度47。殼32還包括至少一個側壁48,其包括徑向內表面50和徑向外表面52。側壁內表面50限定至少一個流體室54，其沿著縱向軸線40在蒸發(fā)器區(qū)段34和冷凝器區(qū)段36之間延伸。更特別地，流體室54從蒸發(fā)器區(qū)段34延伸，穿過運送區(qū)段38，至冷凝器區(qū)段36，以通過運送區(qū)段38在蒸發(fā)器區(qū)段34和冷凝器區(qū)段36之間傳送工作流體56。在示例性實施例中，熱交換組件12是封閉式系統(tǒng)，其在蒸發(fā)器區(qū)段34和冷凝器區(qū)段36之間傳送工作流體56，以便于降低電構件16的溫度。此外，熱交換組件12便于將工作流體56轉換成液體流體58和氣態(tài)流體60，以便于將熱從電構件16傳遞到熱沉組件28。
[0020]蒸發(fā)器區(qū)段34聯接于電構件16，以便于將熱從電構件16傳遞到工作流體56，并且將液體流體58的至少一部分轉換成氣態(tài)流體60。冷凝器區(qū)段36聯接于殼體14，以便于將熱從工作流體56傳遞到殼體14，以便于降低冷凝器區(qū)段36內的工作流體56的溫度。冷凝器區(qū)段36便于將熱從氣態(tài)流體60傳遞到殼體14，以便于將氣態(tài)流體60的至少一部分轉換成液體流體58。此外，冷凝器區(qū)段36聯接于熱沉組件28，以便于將熱從工作流體56傳遞到周圍空氣30。運送區(qū)段38聯接在蒸發(fā)器區(qū)段34和冷凝器區(qū)段36之間，以在蒸發(fā)器區(qū)段34和冷凝器區(qū)段36之間傳送工作流體56，以使熱交換組件12能夠將熱從電構件16傳遞到熱沉組件28。
[0021]在示例性實施例中，運送區(qū)段38的至少一部分包括側壁48，側壁48包括基底材料62，基底材料62使側壁48能夠繞著彎曲軸線64撓曲和/或彎曲?；撞牧?2可包括(但不限于)銅、鋁、塑料和/或使熱交換組件12能夠如本文中描述地起作用的任何適當的材料。在一個實施例中，冷凝器區(qū)段36和/或蒸發(fā)器區(qū)段34也包括柔性基底材料62。在另一個實施例中，冷凝器區(qū)段36和/或蒸發(fā)器區(qū)段34可包括剛性的非柔性基底材料。在示例性實施例中，運送區(qū)段38包括構造成繞著彎曲軸線64彎曲和/或撓曲的一個或更多個彎曲區(qū)域65。彎曲軸線64相對于彎曲區(qū)域65定向，使得運送區(qū)段38的外表面66的至少一部分繞著彎曲軸線64沿周向定向，并且包括在彎曲軸線64和運送外表面66之間測得的彎曲半徑68。更特別地，冷凝器區(qū)段36限定第一平面70 (在圖2中顯示)，第一平面70相對于冷凝器區(qū)段36的外表面72大致沿切向定向，并且蒸發(fā)器區(qū)段34限定第二平面74，第二平面74相對于蒸發(fā)器區(qū)段34的外表面76大致沿切向定向。殼32構造成繞著彎曲軸線64彎曲，使得冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34不定向在相同的基準平面內。在一個實施例中，殼32構造成沿著大致垂直于縱向軸線40定向的彎曲軸線64彎曲。在另一個實施例中，殼32構造成沿著相對于縱向軸線40傾斜地定向的彎曲軸線64撓曲和/或扭曲。此外，殼32可構造成繞著相對于運送區(qū)段38定向的多個彎曲軸線64彎曲。
[0022]在示例性實施例中，殼32包括第一側壁78和第二側壁80。第一側壁78包括在內表面84和外表面86之間延伸的大致扁平的板82。類似地，第二側壁80包括在內表面90和外表面92之間延伸的大致扁平的板88。第二側壁80聯接于第一側壁78，使得流體室54限定在第一側壁內表面84和第二側壁內表面90之間。在一個實施例中，第二側壁80聯接于第一側壁78，使得一對94流體室54限定在第一側壁78和第二側壁80之間。各個流體室54在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間延伸穿過運送區(qū)段38。在示例性實施例中，第一側壁78以密封布置聯接于第二側壁80，以密封流體室54，并且防止工作流體56從殼32排出，使得熱交換組件12為封閉式密封系統(tǒng)。在示例性實施例中，殼32還包括至少一個支承組件95，其聯接在第一側壁78和第二側壁80之間，以提高殼32的硬度。支承組件95沿著縱向軸線40在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間延伸，并且定向在殼第一側42和殼第二側44之間，使得流體室54至少部分地由支承組件95限定。支承組件95定向成提高殼32的硬度，以便于防止流體室54坍陷。另外，各個支承組件95包括聯接在第一側壁78和第二側壁80之間的密封組件96，以按密封布置將第一側壁78聯接于第二側壁80。在一個實施例中，至少一個密封組件96定位在各個流體室54之間，使得各個流體室54為封閉式密封系統(tǒng)，并且防止工作流體56傳送到相鄰的流體室54。
[0023]在示例性實施例中，殼32包括限定在第一側壁內表面84內的多個流體毛細通道98。各個毛細通道98在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間延伸，并且包括沿著縱向軸線40在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間測得的長度100 (在圖6中顯示)。各個毛細通道98構造成通過運送區(qū)段38將液體流體流58從冷凝器區(qū)段36傳送到蒸發(fā)器區(qū)段34。另夕卜，熱交換組件12包括至少一個蒸氣通道102，其限定在第二側壁內表面90內，并且在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間延伸。各個蒸氣通道102包括沿著縱向軸線40測得的在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間的長度104 (在圖6中顯示)。各個蒸氣通道102構造成通過運送區(qū)段38將氣態(tài)流體流60從蒸發(fā)器區(qū)段34傳送到冷凝器區(qū)段36。此外，蒸氣通道102聯接成與各個毛細通道98流連通，使得液體氣體界面區(qū)域106 (在圖6中顯示)限定在蒸氣通道102和各個毛細通道98之間。液體氣體界面區(qū)域106在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間連續(xù)地延伸，并且產生從冷凝器區(qū)段34到蒸發(fā)器區(qū)段36的附加表面張力驅動的流。
[0024]在運行期間，各個毛細通道98將液體流體58從冷凝器區(qū)段36傳送到蒸發(fā)器區(qū)段34。蒸發(fā)器區(qū)段34便于將熱從電構件16傳遞到工作流體56，以便于將液體流體58的至少一部分轉換成氣態(tài)流體60。蒸氣通道102將氣態(tài)流體60從蒸發(fā)器區(qū)段34傳送到冷凝器區(qū)段36。冷凝器區(qū)段36便于將熱從氣態(tài)流體60傳遞到熱沉組件28，以便于將氣態(tài)流體60的至少一部分轉換成液體流體58。
[0025]圖4是沿著圖3中顯示的線4-4截取的熱交換組件12的截面圖。圖5是沿著圖4中顯示的線5-5截取的熱交換組件12的截面圖。圖6是沿著圖4中顯示的線6-6截取的熱交換組件12的截面圖。圖4-6中顯示的相同構件標有圖1-3中使用的相同附圖標記。在示例性實施例中，各個流體室54包括蒸氣通道102和多個毛細通道98。各個毛細通道98包括第一側表面108和第二側表面110。各個第一側表面108和第二側表面110在基部部分112和端部部分114之間延伸。各個端部部分114定向成鄰近第一側壁內表面84。各個基部部分112從端部部分114向外朝第一側壁外表面86延伸。
[0026]相鄰端部部分114沿著橫向軸線46沿軸向間隔開，使得毛細通道98包括開口部分116，開口部分116具有沿著橫向軸線46在相鄰端部部分114之間測得的寬度118。另夕卜，各個毛細通道98包括沿著限定在第一側壁內表面84和第一側壁外表面86之間的徑向軸線122在第一側壁內表面84和基部部分112之間測得的深度120。此外，相鄰端部部分114沿軸向間隔開，使得毛細通道98具有從基部部分112延伸到開口部分116的V形橫截面，以便于在蒸發(fā)器區(qū)段34中將液體流體58轉換成氣態(tài)流體60，以及便于在冷凝器區(qū)段36中將氣態(tài)流體60轉換成液體流體58。另外，毛細通道98構造成增大工作流體56的蒸發(fā)彎月面的薄膜區(qū)域。備選地，各個毛細通道98可具有形狀，其包括以下中的一個:半球形、半圓筒形、三角形、長方形、梯形，以及/或使熱交換組件12能夠如本文中描述地起作用的任何適當的形狀。
[0027]在示例性實施例中，毛細通道98包括穿過彎曲區(qū)域65 (在圖2中顯示)的橫截面形狀，選定該橫截面形狀，使得毛細通道橫截面形狀不在毛細通道98延伸穿過彎曲區(qū)域65時變形或改變。更特別地，選定毛細通道寬度118，使得通道寬度118穿過彎曲區(qū)域65，以及在殼32繞著彎曲軸線64彎曲時不改變。另外，各個毛細通道98定向成大致垂直于彎曲區(qū)域65內的彎曲軸線64，以使各個毛細通道98能夠繞著彎曲軸線64彎曲，并且包括遍及彎曲區(qū)域65大致相同的毛細通道寬度118。在示例性實施例中，通道寬度118近似等于在大約IMm至大約Imm之間。備選地,通道寬度118可小于IMm,或大于1mm。
[0028]至少一個毛細通道98包括在蒸發(fā)器區(qū)段34、運送區(qū)段38和冷凝器區(qū)段36之間的可變寬度118。更特別地，至少一個毛細通道98包括限定在運送區(qū)段38內的第一寬度124(在圖4中顯示)，以及限定在蒸發(fā)器區(qū)段34內的不同于第一寬度124的第二寬度126 (在圖4中顯示)。在示例性實施例中，第一寬度124大于第二寬度126，以便于在蒸發(fā)器區(qū)段34中將液體流體58轉換成氣態(tài)流體60。備選地，第一寬度124可小于或等于第二寬度126。另外，在一個實施例中，毛細通道98包括限定在冷凝器區(qū)段36內的第三寬度128。在示例性實施例中，第三寬度128小于第一寬度124，以便于將液體流體58從冷凝器區(qū)段36傳送到蒸發(fā)器區(qū)段34。備選地，第三寬度128可大于或等于第一寬度124。
[0029]另外，至少一個毛細通道98包括在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間的可變深度120，以增大從冷凝器區(qū)段36到運送區(qū)段38、以及從運送區(qū)段38到蒸發(fā)器區(qū)段34的流體速度。更特別地，至少一個毛細通道98包括限定在運送區(qū)段38內的第一深度130、限定在蒸發(fā)器區(qū)段34內的第二深度132，以及限定在冷凝器區(qū)段36內的第三深度134。在示例性實施例中，第一深度130大于第二深度132和第三深度134。備選地，第一深度130可小于或等于第二深度132和/或第三深度134。此外，在示例性實施例中，第二深度132大于第三深度134。在另一個實施例中，第二深度132可小于或等于第三深度134。
[0030]在示例性實施例中，各個蒸氣通道102包括第一側136和第二側138。各個第一側136和第二側138在基部端部140和上端部142之間延伸。各個上端部142定向成鄰近第二側壁內表面90。各個基部端部140從上端部142向外朝第二側壁外表面92延伸。蒸氣通道102包括沿著徑向軸線122在第二側壁內表面90和基部端部140之間測得的深度144。另外，相鄰的上端部142沿著橫向軸線46沿軸向間隔開，使得蒸氣通道102包括開口端146，開口端146具有在相鄰上端部142之間測得的寬度148。此外，相鄰上端部142沿軸向間隔開，以限定山形蒸氣通道102。備選地，蒸氣通道102可具有形狀，其包括以下中的一個:半球形、半圓筒形、三角形、長方形、梯形，以及/或使熱交換組件12能夠如本文中描述地起作用的任何適當的形狀。在示例性實施例中，蒸氣通道102橫跨各個毛細通道98延伸。更特別地，蒸氣通道開口端146橫跨各個毛細通道開口部分116延伸，使得液體氣體界面區(qū)域106限定在蒸氣通道102和各個毛細通道98之間。此外，各個蒸氣通道102限定在相鄰支承組件95之間，使得相鄰支承組件95至少部分地限定對應的蒸氣通道102。另外，至少一個支承組件95包括沿著橫向軸線46在相鄰蒸氣通道102之間測得的寬度149。在一個實施例中，支承組件寬度149從冷凝器區(qū)段36到蒸發(fā)器區(qū)段34改變，使得對應的蒸氣通道寬度148也在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間改變。
[0031]在示例性實施例中，各個冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34包括多個連接通道150，多個連接通道150在各個毛細通道98之間延伸，以將各個毛細通道98聯接成與相鄰毛細通道98流連通。各個連接通道150限定在第一側壁內表面84內，并且具有類似于毛細通道98的大小和形狀。在一個實施例中，各個連接通道150大致垂直于各個毛細通道98定向。在另一個實施例中，至少一個連接通道150相對于至少一個毛細通道98傾斜地定向。
[0032]在示例性實施例中，熱交換組件12包括第一工作流體151和不同于第一工作流體151的第二工作流體152，使得工作流體56包括相對于流體溫度的正表面張力梯度。更特別地，第一工作流體151包括具有第一蒸氣壓力的第一水溶液，并且第二工作流體152包括易混合的流體，其具有不同于第一蒸氣壓力的第二蒸氣壓力。例如，在一個實施例中，第一工作流體151包括水，并且第二工作流體152包括酒精。在示例性實施例中，熱交換組件12包括在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間改變的一定濃度的第二工作流體152。更特別地，蒸發(fā)器區(qū)段34包括第一濃度的第二工作流體152，并且冷凝器區(qū)段36包括第二濃度的第二工作流體152，該第二濃度大于第一濃度，使得濃度梯度形成在蒸發(fā)器區(qū)段34和冷凝器區(qū)段36之間。濃度梯度產生便于將工作流體151和152從冷凝器區(qū)段36傳送到蒸發(fā)器區(qū)段34的表面張力梯度。另外，在示例性實施例中，選定運送區(qū)段38中的各個通道98和102的縱橫比(深度和寬度)，以增大從蒸發(fā)器區(qū)段34到冷凝器區(qū)段36的表面張力驅動的流，以及增大通道98和102內的毛細流。
[0033]圖7是沿著圖4中顯示的線7-7截取的熱交換組件12的橫截面圖。圖7中顯示的相同構件標有圖4-6中使用的相同附圖標記。在示例性實施例中,熱交換組件12還包括定向在各個毛細通道98之間的多個平面區(qū)域153。更特別地，相鄰毛細通道98沿著橫向軸線46沿軸向間隔，使得各個平面區(qū)域153定向在相鄰毛細通道98之間。各個平面區(qū)域153包括疏水區(qū)域154，疏水區(qū)域154構造成將液體流體58傳送向各個毛細通道98。疏水區(qū)域154包括限定在相鄰毛細通道98之間的寬度156，以及沿著縱向軸線40測得的長度158 (在圖4中顯示)。另外，各個毛細通道98包括親水區(qū)域160，以便于將液體流體58從冷凝器區(qū)段36傳送到蒸發(fā)器區(qū)段34。在示例性實施例中，各個疏水區(qū)域154具有在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間的可變寬度156。在示例性實施例中，熱交換組件12包括限定在蒸發(fā)器區(qū)段34和運送區(qū)段38之間的第一疏水區(qū)域162 (在圖4中顯示)，以及限定在冷凝器區(qū)段36內的大于第一疏水區(qū)域162的第二疏水區(qū)域164(在圖4中顯示)。
[0034]各個疏水區(qū)域154包括設置在側壁基底62的至少一部分上面的疏水涂層166。另外，親水區(qū)域160包括設置在毛細通道側表面108和110的至少一部分上面的親水涂層168。備選地，側壁基底62可包括親水材料，并且疏水區(qū)域154包括設置在親水基底62的至少一部分上面的疏水涂層166。在示例性實施例中，移除疏水涂層166的一部分，以形成毛細通道98。在一個實施例中，側壁基底62可包括疏水材料，并且各個毛細通道98包括設置在側表面108和110的至少一部分上面的親水涂層168。
[0035]圖8是沿著圖3中顯示的線8-8截取的熱交換組件12的橫截面圖。圖8中顯示的相同構件標有圖3-7中使用的相同附圖標記。在備選實施例中，熱交換組件12包括多個第一蒸氣通道170和多個第二蒸氣通道172。另外，熱交換組件12包括多個第一支承組件174和多個第二支承組件176。在示例性實施例中，各個第一蒸氣通道170定位在運送區(qū)段38內，并且在蒸發(fā)器區(qū)段34和冷凝器區(qū)段36之間延伸。另外，各個第一支承組件174定位在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段34之間的運送區(qū)段38內。相鄰第一支承組件174沿著橫向軸線46沿軸向間隔，使得各個第一蒸氣通道170定向在相鄰第一支承組件174之間。各個第一蒸氣通道170包括在相鄰第一支承組件174之間測得的第一寬度177。在示例性實施例中，各個第二蒸氣通道172定向在冷凝器區(qū)段36和/或蒸發(fā)器區(qū)段34內，并且聯接成與對應的第一蒸氣通道170流連通。另外，各個第二支承組件176定位在蒸發(fā)器區(qū)段34和冷凝器區(qū)段36內。相鄰第二支承組件176沿軸向間隔，使得各個第二蒸氣通道172限定在相鄰第二支承組件176之間。在示例性實施例中，各個第二蒸氣通道172包括在相鄰第二支承組件176之間測得的小于第一蒸氣通道寬度177的第二寬度178。另外，各個第一支承組件174包括在相鄰第一蒸氣通道170之間測得的第一寬度179，并且各個第二支承組件176包括在相鄰第二蒸氣通道172之間測得的小于第一支承組件寬度179的第二寬度180。在示例性實施例中，熱交換組件12包括在運送區(qū)段38內的第一量的第一蒸氣通道170，以及在蒸發(fā)器區(qū)段34內的大于第一量的第一蒸氣通道170的第二量的第二蒸氣通道172。另夕卜，在一個實施例中，熱交換組件12包括在冷凝器區(qū)段36內的大于運送區(qū)段38內的第一蒸氣通道170的量的一定量的第二蒸氣通道172。
[0036]圖9是熱交換組件12的備選實施例的橫截面圖。圖9中顯示的相同構件標有圖4-7中使用的相同附圖標記。在備選實施例中，熱交換組件12包括從殼內表面50向外延伸的多個第一凸出182。各個第一凸出182聯接于第一側壁78，并且沿著縱向軸線40 (在圖4中顯示)在冷凝器區(qū)段36(在圖4中顯示)和蒸發(fā)器區(qū)段34(在圖4中顯示)之間延伸。相鄰第一凸出182沿著橫向軸線46沿軸向間隔，使得各個毛細通道98限定在相鄰第一凸出182之間。各個第一凸出182在末梢端部184和基部端部186之間延伸，并且具有沿著徑向軸線122在末梢端部184和基部端部186之間測得的高度188。第一凸出高度188對應于毛細通道深度120 (在圖5中顯示)。熱交換組件12還包括多個第二凸出190，多個第二凸出190聯接于第二側壁80，并且沿著縱向軸線40在冷凝器區(qū)段36和蒸發(fā)器區(qū)段之間延伸。各個第二凸出190從第二側壁內表面90向外朝第一凸出182延伸。相鄰第二凸出190沿著橫向軸線46沿軸向間隔，使得各個蒸氣通道102限定在相鄰第二凸出190之間。各個第二凸出190在末梢端部192和基部端部194之間延伸，并且包括在末梢端部192和基部端部194之間測得的高度196。第二凸出高度196與蒸氣通道深度144對應。在示例性實施例中，第二凸出高度196大于第一凸出高度188。備選地，第二凸出高度196可小于或近似等于第一凸出高度188。在一個實施例中，各個第一凸出182和各個第二凸出190可為例如線材、纖維和/或使熱交換組件12能夠如本文中描述地起作用的任何適當的部件。
[0037]通過提供熱交換組件，上面描述的系統(tǒng)和方法克服已知電裝置的至少一些缺點，該熱交換組件包括柔性殼，該柔性殼聯接在電構件和熱沉之間，以便于將熱從電構件傳遞到熱沉。另外，熱交換組件包括冷凝器區(qū)段、蒸發(fā)器區(qū)段和多個流體通道，該多個流體通道在冷凝器區(qū)段和蒸發(fā)器區(qū)段之間傳送工作流體，以便于將熱從電構件傳遞到工作流體，以及將熱從工作流體傳遞到熱沉。通過提供在電構件和熱沉之間傳送工作流體的柔性熱交換組件，從構件傳遞到熱沉的熱量相對于已知電裝置增加。就此而言，電構件的運行效率提高，并且維護電裝置的成本降低。
[0038]在上面詳細描述了熱交換組件和組裝熱交換組件的方法的示例性實施例。系統(tǒng)和方法不限于本文中描述的具體實施例，而是相反，系統(tǒng)的構件和/或方法的步驟可獨立于本文中描述的其它構件和/或步驟使用并且與它們分開來使用。例如，系統(tǒng)和方法還可與其它電裝置組合使用，并且不限于僅利用如本文中描述的電裝置實踐。相反，可與許多其它熱傳遞應用組合來實施和利用示例性實施例。
[0039]雖然可在一些圖中顯示本發(fā)明的各種實施例的具體特征，而在其它圖中未顯示，但這僅是為了方便。根據本發(fā)明的原理，可結合任何其它圖的任何特征來參照和/或聲明圖的任何特征。
[0040]該書面的描述使用實例以公開本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領域技術人員能夠實踐本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這些其它實例具有不與權利要求的字面語言不同的結構元件，或者如果這些其它實例包括與權利要求的字面語言無顯著差別的等同結構元件，則這些其它實例意圖在權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種用于在冷卻電構件時使用的熱交換組件，所述熱交換組件包括: 密封殼，其包括蒸發(fā)器區(qū)段、冷凝器區(qū)段，以及沿著縱向軸線在所述蒸發(fā)器區(qū)段和所述冷凝器區(qū)段之間延伸的運送區(qū)段，所述殼構造成沿著相對于所述運送區(qū)段定向的彎曲軸線彎曲，所述殼包括: 至少一個側壁，其包括內表面，所述內表面限定在所述蒸發(fā)器區(qū)段和所述冷凝器區(qū)段之間延伸的至少一個流體室，以在所述蒸發(fā)器區(qū)段和所述冷凝器區(qū)段之間傳送工作流體；以及 多個流體通道，其限定在所述內表面內，以將液體流體從所述冷凝器區(qū)段傳送到所述蒸發(fā)器區(qū)段；以及 至少一個蒸氣通道，其限定在所述內表面內，以將氣態(tài)流體從所述蒸發(fā)器區(qū)段傳送到所述冷凝器區(qū)段。
2.根據權利要求1所述的熱交換組件，其特征在于，所述至少一個蒸氣通道聯接于所述多個流體通道，使得液體氣體界面區(qū)域限定在所述至少一個蒸氣通道和所述多個流體通道之間，所述液體氣體界面區(qū)域從所述冷凝器區(qū)段延伸至所述蒸發(fā)器區(qū)段。
3.根據權利要求1所述的熱交換組件，其特征在于，所述多個流體通道中的各個流體通道包括第一側表面和第二側表面，各個第一側表面和所述第二側表面在定向成鄰近所述側壁內表面的基部部分和端部部分之間延伸，使得所述流體通道包括在所述基部部分和所述上端部之間測得的深度。
4.根據權利要求3所述的熱交換組件，其特征在于，所述多個流體通道中的至少一個流體通道具有在所述運送區(qū)段內的第一深度，以及在所述蒸發(fā)器區(qū)段內的不同于所述第一深度的第二深度。
5.根據權利要求3所述的熱交換組件，其特征在于，相鄰的所述端部部分沿軸向間隔，使得所述流體通道包括在相鄰的所述端部部分之間測得的寬度。
6.根據權利要求3所述的熱交換組件，其特征在于，所述多個流體通道中的至少一個流體通道具有在所述運送區(qū)段內的第一寬度，以及在所述蒸發(fā)區(qū)段內的不同于所述第一區(qū)段的第二寬度。
7.根據權利要求1所述的熱交換組件，其特征在于，各個流體通道沿著大致垂直于所述縱向軸線的橫向軸線沿軸向間隔，所述熱交換組件包括多個平面區(qū)域，所述多個平面區(qū)域中的各個平面區(qū)域定向在相鄰流體通道之間，并且包括疏水區(qū)域，所述多個流體通道中的所述各個流體通道包括親水區(qū)域。
8.根據權利要求7所述的熱交換組件，其特征在于，進一步包括橫跨所述多個平面區(qū)域中的至少一個平面區(qū)域的至少一部分施加的疏水涂層，以形成所述疏水區(qū)域。
9.根據權利要求1所述的熱交換組件，其特征在于，所述工作流體包括第一工作流體和第二工作流體，其中，所述第一工作流體包括第一蒸氣壓力值，所述第二工作流體包括不同于所述第一蒸氣壓力的第二蒸氣壓力。
10.一種用于在冷卻電裝置時使用的熱交換組件，其特征在于，所述裝置包括殼體和定位在所述殼體內的電構件，所述熱交換組件包括: 殼，其包括蒸發(fā)器區(qū)段、冷凝器區(qū)段，以及沿著縱向軸線在所述蒸發(fā)器區(qū)段和所述冷凝器區(qū)段之間延伸的運送區(qū)段，所述殼構造成沿著大致垂直于所述縱向軸線的彎曲軸線彎曲，所述殼包括: 第一側壁，其包括內表面； 第二側壁，其聯接于所述第一側壁，使得在其間限定至少一個流體室；以及 多個流體通道，其聯接于所述第一側壁內表面，以在所述冷凝器區(qū)段和所述蒸發(fā)器區(qū)段之間傳送工作流體。
11.根據權利要求10所述的熱交換組件，其特征在于，進一步包括聯接于所述第二側壁的至少一個蒸氣通道。
12.根據權利要求11所述的熱交換組件，其特征在于，所述至少一個蒸氣通道聯接于所述多個流體通道，使得液體氣體界面區(qū)域限定在所述至少一個蒸氣通道和所述多個流體通道之間，所述液體氣體界面區(qū)域從所述冷凝器區(qū)段延伸至所述蒸發(fā)器區(qū)段。
13.根據權利要求11所述的熱交換組件，其特征在于，所述蒸氣通道包括第一側和第二側，各個所述第一側和所述第二側在基部端部和定向成鄰近所述側壁內表面的上端部之間延伸，相鄰的所述上端部沿軸向間隔，使得所述蒸氣通道包括在相鄰的所述上端部之間測得的寬度，并且橫跨所述多個流體通道中的各個流體通道延伸。
14.根據權利要求10所述的熱交換組件，其特征在于，進一步包括在所述冷凝器區(qū)段和所述蒸發(fā)器區(qū)段之間延伸的多個流體室，所述多個流體室中的各個流體室包括限定在其中的多個流體通道。
15.根據權利要求10所述的熱交換組件，其特征在于，所述多個流體通道中的相鄰流體通道沿軸向間隔，以在各個所述流體通道之間限定多個疏水區(qū)域，所述多個疏水區(qū)域中的至少一個疏水區(qū)域包括橫跨所述側壁內表面的至少一部分施加的疏水涂層。
16.根據權利要求10所述的熱交換組件，其特征在于，進一步包括聯接在第一側壁和第二側壁之間的多個支承組件。
17.—種組裝熱交換組件的方法，其特征在于，所述方法包括: 提供第一側壁，所述第一側壁包括內表面； 提供第二側壁，所述第二側壁包括內表面； 在所述第一側壁的內表面內限定多個流體通道；以及 將所述第一側壁聯接于所述第二側壁，使得在其間限定至少一個流體室，所述流體室包括蒸發(fā)器區(qū)段、冷凝器區(qū)段，以及在所述蒸發(fā)器區(qū)段和所述冷凝器區(qū)段之間延伸的運送區(qū)段，其中，所述多個流體通道中的各個流體通道在所述冷凝器區(qū)段和所述蒸發(fā)器區(qū)段之間延伸。
18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，進一步包括: 利用柔性基底材料形成所述第一側壁和所述第二側壁；以及 將所述第一側壁聯接于所述第二側壁，使得所述熱交換組件構造成繞著彎曲軸線彎曲。
19.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，進一步包括: 在所述第二側壁內表面內限定蒸氣通道；以及 將所述第一側壁聯接于所述第二側壁，使得所述蒸氣通道聯接于所述多個流體通道，以限定從所述冷凝器區(qū)段到所述蒸發(fā)器區(qū)段的液體氣體界面區(qū)域。
20.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，進一步包括:形成包括親水基底材料的所述第一側壁；橫跨所述第一側壁親水基底材料施加親水涂層；以及移除所述親水涂層的至少一部分，以形成所述多個流體通道。
【文檔編號】H01L23/427GK104205326SQ201280070948
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年12月6日 優(yōu)先權日:2011年12月29日
【發(fā)明者】S.S.喬漢, S.E.小韋弗, 鄧濤, C.M.伊斯特曼, 張文武 申請人:通用電氣公司