插管式流体换热器及其制造方法
【专利摘要】一种能够利用半导体集成模块工作热量推动工质在循环管路中相变换热的插管式流体换热器及其制造方法，突破现有流体换热器管路轴向与散热翅片垂直或带角度穿插成器的局限，将流体换热器中管路轴向与散热翅片的侧面平行或放射分布，便可采用挤压或压铸成形工艺，通过模具使散热翅片换热底板形成一体化的制造方法，将连接管件端口插入到换热底板与散热翅片中管路的端口中，形成工质密封循环管路，达到自动化生产之目的，应用到网络机房服务器CPU中，以换热器替代现用的散热器，可降低5℃温升，使目前机房温度由18-24℃提高到23-29℃，并为个人电脑CPU运速升级提供条件，也为高集成LED路灯及商用射灯在狭小空间内换热提供条件。
【专利说明】插管式流体换热器及其制造方法
所属【技术领域】
[0001]本发明涉及一种流体换热器及其制造方法，尤其是能够利用半导体集成模块工作热量推动流体工质相变循环换热的无需材料改性以及一体化成形的插管式流体换热器及其制造方法。
【背景技术】
[0002]目前，能够利用流体换热的仅有插片式流体换热器，其制造方法是由循环管路垂直或以一定角度穿插在散热翅片的装配圆孔与拱形通道中，散热翅片采用铝质薄板，为了具备快速传热的能力，蒸发管路与散热翅片的拱形通道相互焊接，冷凝管与散热翅片的装配圆孔相互焊接，散热翅片底折面与换热底板散热面相互焊接，然铝质薄板表面不具备群焊性，需破坏铝表面氧化层并使之进行材料改性，具备可焊性，方可在回流焊中实现集片成器，众所周知改性工艺较为复杂，同时在装配中也较为复杂，除了必要的利用工质相变将热量转换成部分冷量即冷换式外，其余直接换热方式实不可取，此外，在目前所有流体换热器中换热底板中管路与散热翅片中管路其轴向与散热翅片的侧面均未实现平行分布的结构，造成装配的复杂性，不宜自动化生产。
【发明内容】
[0003]为了避免现有流体换热器制造需要材料表面改性以及难以实现自动化生产的弊端，本发明提供一种无需焊接一体化成形工艺，突破现有流体换热器管路轴向与散热翅片垂直或带角度穿插成器的局限，将流体换热器中管路轴向与散热翅片的侧面平行或放射分布，便可采用挤压或压铸成形工艺，通过模具使散热翅片与换热底板形成一体化的制造方法，以插管式接通循环管路，插管数量能使流体相变换热与散热翅片换热两者能力相互匹配，达到便于自动化生产之目的。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种与半导体集成模块导热面紧密结合并利用其工作热量驱动管路内工质相变循环的插管式流体换热器及其制造方法，体现在如下两种工艺:其一是散热翅片平行排布，换热底板蒸发管路、冷凝管路轴向与散热翅片的侧面平行分布，通过模具挤压成形工艺，一次性形成在散热翅片与换热底板中带有蒸发管路与冷凝管路的主体，然后由连接管件插入到蒸发管路与冷凝管路中密封形成循环管路，也可以一次性形成在散热翅片根部与换热底板中仅带有蒸发管路的分体，冷凝管路按需要游离分布，然后由各种游离管路的回流管插入到底板蒸发管路中密封形成循环管路，其二是散热翅片由换热底板中心蒸发室放射状分布，通过模具压铸成形工艺，一次性形成换热底板中心蒸发室及其周围带有冷凝管路与回流管路的散热翅片放射体，蒸发管路一端插入到中心蒸发室并由此出发，另一端插入到放射状散热翅片的冷凝管中，通过节流阀与中心蒸发室密封形成循环管路，适用于利用半导体集成模块工作热量直接换热的直换式流体换热器，由此构成插管式流体换热器及其制造方法。
[0005]本发明的有益效果是使流体换热器及其制造工艺实现简易化，对实现自动化生产，降低成本，应用到网络机房服务器CPU中，以换热器替代现用的散热器，可降低CPU5°C温升，使目前机房温度由18-24°C提高到23-29°C，实现热带、亚热带的大数字机房节能25%以上，推广普及到个人电脑，为提高CPU运速升级提供条件，同时，也为高集成LED路灯及商用射灯在狭小空间内换热提供条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
[0007]图1为本发明第一个实施例为主体插管式示意。
[0008]图2为本发明第二个实施例为分体插管式示意。
[0009]图3为本发明第三个实施例放射体插管式示意。
[0010]图中:1.蒸发管2.冷凝管3.散热翅片4.换热底板5.蒸发连接管6.回流连接管
7.汇流管8.密封环凹槽9。裸管10.翅片管11.机壳12.回流管端口 13.节流阀14.焊接浸润环15.蒸发室
[0011]图1为本发明第一个实施例主体插管式示意，利用近临界熔点温度高压挤出设备，通过挤压模具形成铝型材的工艺，将蒸发管I与冷凝管2整体成形在散热翅片3及其换热底板4上，散热翅片平行排布，换热底板蒸发管路、冷凝管路的轴向与散热翅片的侧面平行分布，按需要切割成段，构成插管式流体换热器的主体，在主体两端面形成上下两排各自对应的管口，图示端面为蒸发端面，蒸发连接管5下端口插入贯穿换热底板的蒸发管出口，上端口插入穿行在散热翅片中的冷凝管进口，与蒸发端面相对的为回流端面，回流连接管6下端口带有节流阀插入到换热底板蒸发管的进口，上端口插入穿行在散热翅片中的冷凝管出口，管路并联由汇流管7将各回流连接管沟通，管件插入的部分在其外表面有密封环凹槽8，套上密封圈及粘结剂插入达到密封，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成主体插入式流体换热器及其制造方法。
[0012]图2为本发明第二个实施例分体插管式示意，利用近临界熔点温度高压挤出设备，通过挤压模具形成铝型材的工艺，将蒸发管I整体成形在散热翅片3根部及其换热底板4上，散热翅片平行排布，换热底板蒸发管路可间隔排列，其轴向与散热翅片的侧面平行分布，按需要切割成段，构成插管式流体换热器的分体，在分体两端面各形成一排管口，冷凝管2路按需要游离分布，可以裸管9穿行在元器件间隙中，可以翅片管10或穿翅片穿行在分体上方，利用穿行风散热冷凝，也可以帖服在机壳11内侧，利用机壳散热冷凝，图示端面为回流端面，与回流端面相对的为蒸发端面，各种游离管路出发端口插入蒸发端面的蒸发管出口，由蒸发端面出发上行的管路，产生热交换而变成冷凝管，环绕后，游离回流管端口12连接节流阀13，由回流管端口插入贯穿分体的蒸发管进口，为了焊接，需将出发端口与回流端口插进一部分，在插入交界处形成焊接浸润环14，在插管及浸润环上许处施加钎焊料，通过回流焊接，形成密封的串联管路，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成分体插管式流体换热器及其制造方法。
[0013]图3为本发明第三个实施例放射插管式示意，利用压铸工艺，将中心蒸发室15、换热底板4、含有冷凝管2路与回流管路的散热翅片3整体成形，散热翅片放射排布，成束蒸发连接管5所有进口插入到中心蒸发室端口中，并由中心蒸发室出发，随散热翅片放射分布，各个蒸发连接管出口分别对应地插入到散热翅片冷凝管进端口中，为了焊接，在蒸发连接管进出口插入交界处形成焊接浸润环14，并在插管及浸润环上许处施加钎焊料，通过回流焊接密封，由汇流管7通过节流阀13与中心蒸发室连通，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成发射插管式流体换热器及其制造方法。
【权利要求】
1.一种与半导体集成模块导热面紧密结合并利用其工作热量驱动管路内工质相变循环的插管式流体换热器及其制造方法，其特征体现在如下两种工艺:其一是散热翅片平行排布，换热底板蒸发管路、冷凝管路轴向与散热翅片的侧面平行分布，通过模具挤压成形工艺，一次性形成在散热翅片与换热底板中带有蒸发管路与冷凝管路的主体，然后由连接管件插入到蒸发管路与冷凝管路中密封形成循环管路，也可以一次性形成在散热翅片根部与换热底板中仅带有蒸发管路的分体，冷凝管路按需要游离分布，然后由各种游离管路的回流管插入到底板蒸发管路中密封形成循环管路，其二是散热翅片由换热底板中心蒸发室放射状分布，通过模具压铸成形工艺，一次性形成换热底板中心蒸发室及其周围带有冷凝管路与回流管路的散热翅片放射体，蒸发管路一端插入到中心蒸发室并由此出发，另一端插入到放射状散热翅片的冷凝管中，通过节流阀与中心蒸发室密封形成循环管路，适用于利用半导体集成模块工作热量直接换热的直换式流体换热器，由此构成插管式流体换热器及其制造方法。
2.根据权利要求1所述的插管式流体换热器及其制造方法，其特征是:通过挤压模具形成铝型材的工艺，将蒸发管I与冷凝管2整体成形在散热翅片3及其换热底板4上，散热翅片平行排布，换热底板蒸发管路、冷凝管路的轴向与散热翅片的侧面平行分布，按需要切割成段，构成插管式流体换热器的主体，在主体两端面形成上下两排各自对应的管口，蒸发连接管5下端口插入贯穿换热底板的蒸发管出口，上端口插入穿行在散热翅片中的冷凝管进口，回流连接管6下端口带有节流阀插入到换热底板蒸发管的进口，上端口插入穿行在散热翅片中的冷凝管出口，管路并联由汇流管7将各回流连接管沟通，管件插入的部分在其外表面有密封环凹槽8，套上密封圈及粘结剂插入达到密封，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成主体插入式流体换热器及其制造方法。
3.根据权利要求1所述的插管式流体换热器及其制造方法，其特征是:通过挤压模具形成铝型材的工艺，将蒸发管I整体成形在散热翅片3根部及其换热底板4上，散热翅片平行排布，换热底板蒸发管路可间隔排列，其轴向与散热翅片的侧面平行分布，按需要切割成段，构成插管式流体换热器的分体，在分体两端面各形成一排管口，冷凝管2路按需要游离分布，可以裸管9穿行在元器件间隙中，可以翅片管10或穿翅片穿行在分体上方，利用穿行风散热冷凝，也可以帖服在机壳11内侧，利用机壳散热冷凝，各种游离管路出发端口插入蒸发端面的蒸发管出口，由蒸发端面出发上行的管路，产生热交换而变成冷凝管，环绕后，游离回流管端口 12连接节流阀13，由回流管端口插入贯穿分体的蒸发管进口，需将出发端口与回流端口插进一部分，在插入交界处形成焊接浸润环14，在插管及浸润环上许处施加钎焊料，通过回流焊接，形成密封的串联管路，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成分体插管式流体换热器及其制造方法。
4.根据权利要求1所述的插管式流体换热器及其制造方法，其特征是:利用压铸工艺，将中心蒸发室15、换热底板4、含有冷凝管2路与回流管路的散热翅片3整体成形，散热翅片放射排布，成束蒸发连接管5所有进口插入到中心蒸发室端口中，并由中心蒸发室出发，随散热翅片放射分布，各个蒸发连接管出口分别对应地插入到散热翅片冷凝管进端口中，在蒸发连接管进出口插入交界处形成焊接浸润环14，并在插管及浸润环上许处施加钎焊料，通过回流焊接密封，由汇流管7通过节流阀13与中心蒸发室连通，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成发射插管式流体换热器及其制造方法。
【文档编号】F28D15/02GK103822515SQ201410082775
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】吴鸿平, 卢红龙 申请人:吴鸿平, 卢红龙