专利名称：鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关热交换装置，尤其是有关热交换装置中的鳍片与管路的创新设计，及有关回路式热管交换装置单体化的设计。
背景技术：
一般板式热交换装置，包括多数鳍片(Fin)结合管路(Tube)；管路连接至一流体驱动构件，例如导热块(Attach Block)、压缩机或帮浦等。如以导热块结合于发热源上方，由管路内的流体吸收导热块所传导发热源所产生的热量，经由鳍片散热后再流回导热块吸收热量，往复循环进行热交换作用。现有的鳍片与管路，分别由完全不同的设备加工成形，其设备、模具费用昂贵；且各种不同形状、大小的鳍片与管路的组合不易，其组合作业所需工时偏高，故相对的增加其制造成本。现有鳍片与管路是以压合或焊接的方式结合；若以压合方式结合，其结合部分产生的接触热阻会严重的影响热传导效率；若以焊接方式结合，其结合部分的结晶变化会降低热传效率。又现有板式热交换装置，以风扇带动冷空气吹向鳍片及管路，以加速其散热作用。一般管路外空气的流向与管路内热流体的流向呈垂直流向(横向流方式，Cross flow)配置，使热交换装置的入口/出口断面处的热/冷流体呈现温度梯度现象。故散热器内的管路需要多次环绕才能改善其表面温度不均现象。但由于使管路多次环绕的设计，相对的会增加系统内部的压损而降低热交换效率，但也无法完全改善温度梯度现象。因此当散热器应用于空调系统的场合，于管路内装设冷媒，而于管路外送风时，会因出风口吹出冷风的温度不平均而产生温感性不佳的问题。
为改善现有板式热交换装置的诸多缺点，经创作人一再研究后，终完成本实用新型。
实用新型内容本实用新型的主要目的，在提供一种鳍片与管路一体化的结构，可消除现有鳍片与管路结合部分的接触热阻(Thermal contact resistance)，以提升热传导效率。
本实用新型的另一目的，在提供一种热交换装置，采用鳍片与管路一体化的结构，可节省制造设备费用与制造工时，且可因应产品尺寸规格的变化，以节省制造成本。
本实用新型的又一目的，在提供一种热交换装置，若使管路内流体的流向与管路外流体的流向呈迎面对向流动(环流，Counter flow)方式配置时，可提升热交换效率，并可改善温度梯度现象，提高温感的舒适性。
本实用新型的又一目的，在提供一种单体化回路式热交换装置，具有较少元件，易组装，制造。
本实用新型一种鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，其特征在于，包括金属制板片，该板片包括至少一相间的凹陷部及凸出部；该凹陷部具有长条状凸槽；该凸槽两端具有凸出的结合管，该结合管顶端具有贯穿孔；该凸出部具有长条状凹槽，该凹槽两端设有具贯穿孔的结合管。
其中该板片的凸出部两侧分别延伸有间隔排列的凸出段；该板片两端分别具有第一侧凸出部及第二侧凸出部；该第一侧凸出部及第二侧凸出部分别向内侧延伸有间隔排列的凸出段。
其中包括相叠合的一金属制外板片及至少一该板片所组成的热交换模组；相邻反向相叠合的两该板片对称配置的两该凸槽之间形成水平管路，该结合管与该凸槽纵向串接形成垂直管路；该外板片结合于最上层板片的上方以封闭该贯穿孔；该两相邻水平管路之间具有外侧流体的通道。
其中该热交换模组的最下层板片结合于两导管上方；该垂直管路分别与该两导管相通；该两导管分别以连接管连接流体驱动构件。
其中该热交换模组的最下层板片结合于一座体上方；该座体内部具中空部，且具有毛细材料层；该中空部与该热交换模组的垂直管路相通。
其中该外板片与该板片具相同形状，但其结合管不具贯穿孔。
其中该中空部具有储液部及主要蒸发部；该主要蒸发部连通该热交换模组的垂直管路，并连通至储液部构成一回路。
其中该中空部两侧具有储液部，于该中空部中间设有主要蒸发部。
本实用新型的其他目的、功效及实施例，请参阅附图及实施例详细说明如下，其中图1为本实用新型板片实施例立体示意图。
图2为本实用新型外板片实施例立体示意图。
图3为图1及图2所示的组合剖面示意图。
图4为图1所示板片与一平板的组合结构剖面示意图。
图5为本实用新型热交换装置实施例的使用状态示意图。
图6为本实用新型板片另一实施例的上视示意图。
图7为本实用新型板片另一实施例的上视示意图。
图8为本实用新型板片另一实施例的上视示意图。
图9为图8所示板片的侧视示意图。
图10为本实用新型板片另一实施例的上视示意图。
图11为图10所示板片的剖面示意图。
图12为本实用新型热交换装置另一实施例的使用状态立体示意图。
图13为图1所示板片与一平板及座体的组合结构剖面示意图。
图14为本实用新型板片另一实施例的上视示意图。
图15为本实用新型外板片另一实施例的上视示意图。
图16为图15所示外板片的剖面示意图。
图17为本实用新型热交换装置另一实施例的使用状态立体示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型鳍片与管路一体化的结构，包括由冲压床(Press)加工，或以刀具(Cutter)滚压加工成形的金属制板片10。该板片10两端分别设有第一侧凸出部11及第二二侧凸出部12，其中间部分设有数相间的凹陷部13及凸出部14；该第一侧凸出部11及第二侧凸出部12分别向内侧延伸有规则性间隔排列的凸出段111及凸出段121；该等凸出部14两侧分别延伸有规则性间隔排列的凸出段141及凸出段142；该等凹陷合13设有长条状凸槽131，凸槽131两端设有与凸出部14顶面等高的结合管132；该凸出部14设有长条状凹槽143，凹槽143两端设有与凹陷部13底面等高的结合管144；该结合管132顶端及结合管144底端分别具贯穿孔133、贯穿孔145；凸槽131与凹槽143外观呈相对称的设计。
请参阅图1、图2所示，本实用新型的金属制外板片20是用以封闭板片10上方的贯穿孔132及凹槽143开口。该外板片20与板门10具相同形状，但其结合管211顶端及结合管221底端都不具贯穿孔。
请参阅图3所示，将相邻反向相叠合的一外板片20及数个板片10，施以焊接(Brazing)加工相结合时，其对称配置的凸槽21与凸槽131、两凸槽131之间、两凹槽143之间分别形成水平管路15。各凸槽21、凸槽131及结合管132纵向串接形成成垂直管路16；且各凹槽143及结合管144也纵向串接形成成垂直管路16；两相邻水平管路15之间有气孔17。请配合图1所示，该等气孔17是分别由各凸出部与凸槽131之间隙，及由各凹陷部与凹槽143之间隙所形成；由该等凸出段111、凸出段121、凸出段141及凸出段142等的设计，可增加气体通过该等气孔17的扰流效果，及增加气体与版片10的接触面积，可提升热交换效率。
请参阅图1、图2所示，本实用新型的金属制外板片20是用以封闭板片10上方的贯穿孔132及凹槽143开口。该外板片20与板门10具相同形状，但其结合管211顶端及结合管221底端都不具贯穿孔。
请参阅图4所示，以一平板23取代图3所示板片组合结构中的外板片20，封闭板片10上方的贯穿孔132及凹槽143的开口，亦能达成与图3所示板片组合结构相同的热交换效果。
请参阅图5所示，本实用新型热交换装置实施例，包括在图3或图4所示热交换模组30的最下层板片，结合于两导管301、302上方。该最下层板片的凸槽与凹槽结合管的贯穿孔分别与两导管301、302相通。两导管301、302分别以连接管303、304连接至流体驱动构件305。该流体驱动构件305若为导热块且置于发热源上方时，即会吸收发热源产生的热量；该热量会被管路内的流体带到热交换模组30进行散热作用。由于本实用新型热交换模组30管路特殊的设计方式，使管路内的流体流向均由图的右侧流向左侧，配合管路外侧流体60由图的左侧流向右侧，经由图3所示气孔17进入热交换模组30内合进行热交换的设计。若使管路内流体的流向与管路外侧流体的流向呈对向流动方式，可获得较佳的热交换效率，并可改善温度的梯度现象，使由热交换模组30的右侧流出的外侧流体60维持均温的状态。例如该流体驱动构件305为一压缩机，管路内装有冷媒，管路外侧流体60为空气时，本实用新型可使经由热交换模组30流出的空气维持均温的状态，以获得较佳的温度感。
请参阅图1、图6所示，本实用新型的另一板片80实施例，是将图1所示板片10的圆形结合管132、结合管144，分别改成椭圆形的结合管801、结合管802。因椭圆形比圆形具有较大面积，可使上下层两板片80个别的结合管间的结合更方便、更稳固。
请参阅图6、图7所示，本实用新型的另一板片81实施例，是于图6所示板片80凸槽803的两端椭圆形的结合管801之间设有数个具有贯穿孔或不具有贯穿孔的圆形结合管811。并于凹槽804的两端椭圆形的结合管802之间设有数个具有贯穿孔或不具有贯穿孔的圆形结合管812。该结合管811、结合管812可使上下层两板片81间的结合更方便、更稳固。
请参阅图6、图8、图9所示，本实用新型的另一板片82实施例，是于图6所示板片82的各凸出段下方设有肋片821。
请参阅图图6、图10、图11所示，本实用新型的另一板片83实施例，是将图6所示板片80的各凹槽804及凸出部805皆改成凸槽831，且将各凸出段806、凸出段807、凸出段808、凸出段809分别改成肋片832、肋片833、肋片834、肋片835的设计。
请参阅图1、图2、图3、图4所示，由于本实用新型的热交换结构的鳍片及管路，采用一体化的板片10及外板片20组合而成，可完全消除接触热阻的热导效率损失；且可利用自动化的加工设备即可完成组合作业，可大幅节省组装的设备费用及人力费用。又板片10及外板片20可规划为具有统一规格，如此只要开发出一组需求宽度，规格的模具后，其板片长、短可采用连续性加工成形的方式制造，当加工到达设定长度时再予栽切，即可获得各种需求长度的板片，且利用增加堆叠板片的数量即可调整热交换结构的高度。本实用新型只要开发一组模具即可制造出多种长度、高度规格不同的热交换结构，不需如现有者，制造每一组规格的热交换结构，即需有相配合的模具，故可大幅节省制造成本。
请参阅图12、图13所示，本实用新型热交换装置另一实施例，包括一热交换模组40的底部结合一流体驱动构件，该流体驱动构件是一座体(Vapor chamber)50。热交换模组40与图4所示的结构类似，是以一平板23封闭板片10上方的贯穿孔132及凹槽143的开口。座体50内部具中空部51，且设有毛细材料层(Wick)52，其上端对应于热交换模组40最下层板片10的凸槽131结合管的贯穿孔及凹槽143的位置设有礼53，使该中空部51与热交换模组40的垂直管路41相通。该座体50内部装有易蒸发液体，该液体可沿着毛细材料层52流动；该中空部51具有储液部(liquid tank)54及主要蒸发部55；该储液部54作为储存及预热液体之处；该储液部54、主要蒸发部55上方分别连通热交换模组40的垂直管路41构成一回路。
本实施例使用时，是将金属材料制成的座体50置放于CPU等发热源的上方。该座体50与CPU之间涂布散热膏，使主要蒸发部55与CPU相结合。当中空部51内部的液体受热后，即蒸发为蒸气，并向上穿过多数孔53，流入热交换模组40内部，并沿着热交换模组40内的垂直管路41往上流动，并沿着水平管路42由图的右侧往左侧移动，该蒸气在管路内流动的过程中，接触温度较底的管壁即会凝结成液体，沿着水平管路42往图的右侧流动，并沿着垂直管41往下流动，并穿过座体50的多数孔53流入储液部54，并沿着毛细材料层52流至主要蒸发部55，再受热蒸发为蒸气，循环的进行热交换动作。本实用新型配合热交换模组40外侧由图的左侧吹向右侧的冷空气61(或其他流体)，该冷空气61可经水平管路42两侧的气孔穿入热交换模组40内部进行热交换作用，由于该冷空气的行进方向与水平管路42内流体的行进方向相反，呈对向流方向的配置，故可使热交换模组40获得最佳的热交换效率。本实用新型的储液部54及主要蒸发部55的底部亦可布满毛细材料层52，而中空部51的侧边或上边可布满或不布满毛细材料层52。
本实施例将现有散热器的导热块、导热管结合成一体化的座体，且使导热管与热交换装置内部管路结合一体回路的设计，不仅可消除现有导热块造成的热阻，及消除导热管与导热块及热交换装置无法密切贴合所造成的热阻，且可消除现有导热管内蒸气与液体反向流动产生的压损等缺点，故可大幅提升热交换效率。又本实用新型一体化的设计，利于自动化的组装制造，可大幅节省制造成本。
请参阅图10、图14所示，本实用新型的另一板片71实施例与图10所示板片80类似，但凸槽711、凹槽712仅一端具有结合管713、结合管714，另一端具有延伸段715、716。
请参阅图14、图15、图16所示，本实用新型的另一外板片72实拖例，是一平板但设有与与图14所示板片71的凹槽712及延伸段716相对应的凹槽721及延伸段722。该外板片72可结合于板片71的一边，使凹槽721封闭凹槽712的开口。该外板片72亦可为单纯的平板不需凹槽721的设计，只要能封闭板片71的凹槽712即可。
请参阅图14、围15、图17所示，本实用新型热交换装置另一实施例的热交换装置70，是由多数反向相叠合的板片71的两边分别结合一外板片72所组成；该等板片71、外板片72的结合段715、结合段716、结合段722结合于底座90上方；该反向叠合两板片71的凸槽711、凹槽712分别组成垂直管路73，且该结合管713及凸槽711、结合管714及凹槽712分别组成水平管路74。该底座90中空部91两侧及中间，分别设有储液部911及主要蒸发部912。受热的蒸气可经主要蒸发部912，由该热交换装置70的垂直管路73向上流动，并沿着水平管路74向两侧流动，再沿着两侧的垂直管路73向下流动，凝结的液体流回底座90的毛细材料层92，再受热蒸发为蒸气，循环进行热交换作用。
以上所记载，仅为利用本实用新型技术内容的实施例，任何熟悉本项技术者运用本实用新型所为的修饰、变化，皆属本实用新型主张的专利范围，而不限于实施例所揭示的内容。
权利要求1.一种鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，其特征在于，包括金属制板片，该板片包括至少一相间的凹陷部及凸出部；该凹陷部具有长条状凸槽；该凸槽两端具有凸出的结合管，该结合管顶端具有贯穿孔；该凸出部具有长条状凹槽，该凹槽两端设有具贯穿孔的结合管。
2.如权利要求1所述的鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，其特征在于，其中该板片的凸出部两侧分别延伸有间隔排列的凸出段；该板片两端分别具有第一侧凸出部及第二侧凸出部；该第一侧凸出部及第二侧凸出部分别向内侧延伸有间隔排列的凸出段。
3.如权利要求1或2所述的鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，其特征在于，包括相叠合的一金属制外板片及至少一该板片所组成的热交换模组；相邻反向相叠合的两该板片对称配置的两该凸槽之间形成水平管路，该结合管与该凸槽纵向串接形成垂直管路；该外板片结合于最上层板片的上方以封闭该贯穿孔；该两相邻水平管路之间具有外侧流体的通道。
4.如权利要求3所述的鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，其特征在于，其中该热交换模组的最下层板片结合于两导管上方；该垂直管路分别与该两导管相通；该两导管分别以连接管连接流体驱动构件。
5.如权利要求3所述的鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，其特征在于，其中该热交换模组的最下层板片结合于一座体上方；该座体内部具中空部，且具有毛细材料层；该中空部与该热交换模组的垂直管路相通。
6.如权利要求3所述的鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，其特征在于，其中该外板片与该板片具相同形状，但其结合管不具贯穿孔。
7.如权利要求5所述的鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，其特征在于，其中该中空部具有储液部及主要蒸发部；该主要蒸发部连通该热交换模组的垂直管路，并连通至储液部构成一回路。
8.如权利要求5所述的鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，其特征在于，其中该中空部两侧具有储液部，于该中空部中间设有主要蒸发部。
专利摘要一种鳍片与管路一体化对向流方式的热交换装置，包括相叠合的金属板片，该等板片具有多数相间长条形的凸槽；该等凸槽两端设有凸出的结合管；相邻反向相叠合的两板片对称配置的两凸槽形成水平管路，多数结合管之间形成垂直管路；最下层板片的管路下端分别与两导管相通，两导管分别以连接管连接一流体驱动构件；若使管路内的流体流向与管路外侧流体的流向呈对向流动方式，可获得较佳的热交换效率。
文档编号F28F3/00GK2679629SQ03244059
公开日2005年2月16日 申请日期2003年4月23日 优先权日2002年6月19日
发明者王清风 申请人:王清风