具有图案化盖板的流分配模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在一个有待冷却的表面上分配一个流体流的流分配模块。本发明的流分配模块能够以一种非常有效的方式对表面进行冷却。
【背景技术】
[0002]先前已提供用于在一个有待冷却的表面上分配一个流体流从而为该表面提供冷却的流分配模块。例如，WO 2005/040709披露了一种流分配单元和冷却单元，其中多个流动池被安排用于在一个有待冷却的表面上运输一个流体流。这些流动池是并行地流体地连接在一个入口歧管与一个出口歧管之间，并且这些流动池可以限定多个曲折流动路径。DE202 08 106 Ul披露了一种类似的冷却装置。
[0003]在WO 2005/040709和DE 202 08 106 Ul中所披露的分配单元中，所冷却的表面是基本上平面的。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例的一个目标是提供一种流分配模块，其中从一个有待冷却的表面到在该流分配模块中流动的流体的热传递与现有技术流分配模块相比有所提高。
[0005]本发明的实施例的另一个目标是提供一种流分配模块，其中流分配模块堵塞的风险得以最小化。
[0006]本发明的实施例的又一个目标是提供一种流分配模块，其中流过该流分配模块的流体的压降得以最小化。
[0007]本发明提供一种用于在一个有待冷却的表面上分配一个流体流的流分配模块，所述流分配模块包括:
[0008]-一个外壳，该外壳限定至少一个流动池，每个流动池具有被安排用于将流体接收到该流动池的一个入口开口以及被安排用于从该流动池递送流体的一个出口开口，该或这些流动池被定位的方式为使得在该有待冷却的表面上运输从入口开口到出口开口流过一个流动池的一个流体流，每个流动池被形成用于弓I起流过该流动池的流体的流动方向上的至少一次变化，
[0009]—一个盖板，该盖板邻近该或这些流动池被安排，所述盖板限定该有待冷却的表面，
[0010]其中由该盖板限定的该有待冷却的表面的至少一部分设置有具有多个凸起表面部分和多个凹陷表面部分的一个表面图案。
[0011]本发明的流分配模块被适配用于在一个有待冷却的表面上分配一个流体流。因此，当流体流过该流分配模块时，该流体沿着该表面流动，并且因此将热量从该表面传递到在该流分配模块中流动的流体。因此，流体将热量从表面上运走并且该表面从而得以冷却。
[0012]在该流分配模块中流动的流体可以有利地是一种液体，如水或乙二醇和水的混合物。作为一个替代方案，该流体可以是一种两相制冷剂，如R134a。作为另一个替代方案，该流体可以是气态的。
[0013]该流分配模块包括限定至少一个流动池的一个外壳。每个流动池具有被安排用于接收流体的一个入口开口以及被安排用于递送流体的一个出口开口。因此，流体可以在入口开口处被接收，取道由该流动池限定的一个流动路径流过该流动池，并且最后在出口开口处从该流动池被递送。该或这些流动池被安排的方式为使得当流体如上所述流过该或这些流动池时，该流体在有待冷却的表面上被运输。因此，将热量从表面传递到在该或这些流动池中流动的流体。
[0014]每个流动池被形成用于引起流过该流动池的流体的流动方向上的至少一次变化。当流过一个流动池的流体的流动方向发生变化时，流体涡流。因此，与有待冷却的表面直接相接触的热流体与在距离该有待冷却的表面一定距离处流动的较冷流体混合。这允许完全利用流体的冷却能力。此外，由流体的流动方向上的变化所提供的涡流自身以一种有益的方式迫使流体朝向有待冷却的表面。这将在以下进一步说明。
[0015]这种方向的变化有益于冷却过程，并且已发现方向的显著变化有助于增强冷却。因此，超过20°的方向上的变化是有益的，并且180°的变化在产生混合和漩涡方面是特别有益的。因此，方向变化有益地是在20°到180°的范围内、如在30°到180°的范围内、如在90°到180°的范围内。方向变化可以是在垂直于有待冷却的表面的平面的一个方向上，在平行于有待冷却的表面的平面的一个方向上，或者在两者的一个组合上。垂直于有待冷却的表面的平面的一个方向变化可以例如是通过所设置的表面图案来实现。平行于有待冷却的表面的平面的一个方向变化可以例如是通过该或这些流动池的设计来实现，具体地是通过引起流体在有待冷却的表面上的流动方向发生偏差的多个壁的分配来实现。
[0016]该或这些池可以有利地被形成用于引起流过该或这些流动池的流体的流动方向上的多次变化。因此，流体的涡流是甚至更显著的。
[0017]该流分配模块进一步包括邻近该或这些流动池被安排的一个盖板。该盖板限定有待冷却的表面。例如，有待冷却的表面可以是该盖板面向该或这些流动池、即被安排成与在该或这些流动池中流动的流体直接相接触的一个表面。
[0018]有待冷却的表面的至少一部分设置有具有多个凸起表面部分和多个凹陷表面部分的一个表面图案。因此，有待冷却的表面的表面区域与基本上是平面的一个类似表面相比得以扩大。因此，有待冷却的表面与在该或这些流动池中流动的流体之间的接触区域有所增大，并且因此热量从该有待冷却的表面到在该或这些流动池中流动的流体的传递变得更有效。
[0019]应当注意，在这些凸起表面部分与这些凹陷表面部分相比被安排成进一步远离盖板的被安排成与有待冷却的表面相反的一个表面的意义上，表面图案的这些凸起表面部分和这些凹陷表面部分是相对于彼此‘凸起’和‘凹陷’的。表面图案可以被设置的方式为使得这些凹陷表面部分被安排在与有待冷却的表面未设置有表面图案的一个部分的水平相对应的一个水平处，而这些凸起表面部分从这个水平向外突出。作为一个替代方案，这些凸起表面部分可以被安排在所述水平处，而这些凹陷表面部分从这个水平突出到盖板中。作为另一个替代方案，这些凸起表面部分可以从所述水平向外突出，而这些凹陷表面部分从所述水平突出到盖板中。这最后一个替代方案具有明显的优点，即有可能通过相对小规模地移动形成表面图案的材料来产生这种图案。例如，这种图案可以借助于冲孔、冲压、辊压或类似技术来制成，其中在一个局部区域内，在材料中形成的一个小凹陷与紧密靠近的类似尺寸的一个突出相匹配。此类制造技术是相对便宜的，并且可以低成本容易且便宜地制造出使用它们形成的一个表面图案，从而产生改进并且有竞争性的产品。
[0020]为了利用有待冷却的表面的扩大的表面区域(扩大的表面区域是由表面图案提供)，必须确保使在该或这些流动池中流动的流体与整个扩大的表面相接触。因此，必须迫使流体进入表面图案中。这可以例如通过设计该或这些流动池来实现，设计的方式为使得由该或这些流动池限定的该或这些流动路径的横截面积是小的，从而迫使流体紧密地沿循这些凸起表面部分和这些凹陷表面部分。然而，这具有该或这些流动路径堵塞的风险非常高的缺点。此外，必须预料到流过该或这些流动池的流体的大压降。
[0021]然而，在根据本发明的流分配模块中，该或这些流动池被形成用于引起流过该或这些流动池的流体的流动方向上的至少一次变化。如上所述的，这引起流体涡流，并且这种涡流确保迫使流体朝向有待冷却的表面并且进入表面图案中，从而使得该流体与整个扩大的表面区域相接触。因此，可以利用有待冷却的表面的扩大的表面区域，同时维持由该或这些流动池限定的该或这些流动路径的相对大的尺寸。
[0022]因此，设计该或这些流动池以提供流过该或这些流动池的流体的流动方向上的至少一次变化以及在有待冷却的表面上提供具有多个凸起表面部分和多个凹陷表面部分的表面图案的组合允许有效地将热量从该有待冷却的表面传递到在该或这