插管式流體換熱器及其制造方法
【專利摘要】一種能夠利用半導(dǎo)體集成模塊工作熱量推動(dòng)工質(zhì)在循環(huán)管路中相變換熱的插管式流體換熱器及其制造方法，突破現(xiàn)有流體換熱器管路軸向與散熱翅片垂直或帶角度穿插成器的局限，將流體換熱器中管路軸向與散熱翅片的側(cè)面平行或放射分布，便可采用擠壓或壓鑄成形工藝，通過(guò)模具使散熱翅片換熱底板形成一體化的制造方法，將連接管件端口插入到換熱底板與散熱翅片中管路的端口中，形成工質(zhì)密封循環(huán)管路，達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)之目的，應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)機(jī)房服務(wù)器CPU中，以換熱器替代現(xiàn)用的散熱器，可降低5℃溫升，使目前機(jī)房溫度由18-24℃提高到23-29℃，并為個(gè)人電腦CPU運(yùn)速升級(jí)提供條件，也為高集成LED路燈及商用射燈在狹小空間內(nèi)換熱提供條件。
【專利說(shuō)明】插管式流體換熱器及其制造方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流體換熱器及其制造方法，尤其是能夠利用半導(dǎo)體集成模塊工作熱量推動(dòng)流體工質(zhì)相變循環(huán)換熱的無(wú)需材料改性以及一體化成形的插管式流體換熱器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，能夠利用流體換熱的僅有插片式流體換熱器，其制造方法是由循環(huán)管路垂直或以一定角度穿插在散熱翅片的裝配圓孔與拱形通道中，散熱翅片采用鋁質(zhì)薄板，為了具備快速傳熱的能力，蒸發(fā)管路與散熱翅片的拱形通道相互焊接，冷凝管與散熱翅片的裝配圓孔相互焊接，散熱翅片底折面與換熱底板散熱面相互焊接，然鋁質(zhì)薄板表面不具備群焊性，需破壞鋁表面氧化層并使之進(jìn)行材料改性，具備可焊性，方可在回流焊中實(shí)現(xiàn)集片成器，眾所周知改性工藝較為復(fù)雜，同時(shí)在裝配中也較為復(fù)雜，除了必要的利用工質(zhì)相變將熱量轉(zhuǎn)換成部分冷量即冷換式外，其余直接換熱方式實(shí)不可取，此外，在目前所有流體換熱器中換熱底板中管路與散熱翅片中管路其軸向與散熱翅片的側(cè)面均未實(shí)現(xiàn)平行分布的結(jié)構(gòu)，造成裝配的復(fù)雜性，不宜自動(dòng)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了避免現(xiàn)有流體換熱器制造需要材料表面改性以及難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的弊端，本發(fā)明提供一種無(wú)需焊接一體化成形工藝，突破現(xiàn)有流體換熱器管路軸向與散熱翅片垂直或帶角度穿插成器的局限，將流體換熱器中管路軸向與散熱翅片的側(cè)面平行或放射分布，便可采用擠壓或壓鑄成形工藝，通過(guò)模具使散熱翅片與換熱底板形成一體化的制造方法，以插管式接通循環(huán)管路，插管數(shù)量能使流體相變換熱與散熱翅片換熱兩者能力相互匹配，達(dá)到便于自動(dòng)化生產(chǎn)之目的。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種與半導(dǎo)體集成模塊導(dǎo)熱面緊密結(jié)合并利用其工作熱量驅(qū)動(dòng)管路內(nèi)工質(zhì)相變循環(huán)的插管式流體換熱器及其制造方法，體現(xiàn)在如下兩種工藝:其一是散熱翅片平行排布，換熱底板蒸發(fā)管路、冷凝管路軸向與散熱翅片的側(cè)面平行分布，通過(guò)模具擠壓成形工藝，一次性形成在散熱翅片與換熱底板中帶有蒸發(fā)管路與冷凝管路的主體，然后由連接管件插入到蒸發(fā)管路與冷凝管路中密封形成循環(huán)管路，也可以一次性形成在散熱翅片根部與換熱底板中僅帶有蒸發(fā)管路的分體，冷凝管路按需要游離分布，然后由各種游離管路的回流管插入到底板蒸發(fā)管路中密封形成循環(huán)管路，其二是散熱翅片由換熱底板中心蒸發(fā)室放射狀分布，通過(guò)模具壓鑄成形工藝，一次性形成換熱底板中心蒸發(fā)室及其周圍帶有冷凝管路與回流管路的散熱翅片放射體，蒸發(fā)管路一端插入到中心蒸發(fā)室并由此出發(fā)，另一端插入到放射狀散熱翅片的冷凝管中，通過(guò)節(jié)流閥與中心蒸發(fā)室密封形成循環(huán)管路，適用于利用半導(dǎo)體集成模塊工作熱量直接換熱的直換式流體換熱器，由此構(gòu)成插管式流體換熱器及其制造方法。
[0005]本發(fā)明的有益效果是使流體換熱器及其制造工藝實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易化，對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，降低成本，應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)機(jī)房服務(wù)器CPU中，以換熱器替代現(xiàn)用的散熱器，可降低CPU5°C溫升，使目前機(jī)房溫度由18-24°C提高到23-29°C，實(shí)現(xiàn)熱帶、亞熱帶的大數(shù)字機(jī)房節(jié)能25%以上，推廣普及到個(gè)人電腦，為提高CPU運(yùn)速升級(jí)提供條件，同時(shí)，也為高集成LED路燈及商用射燈在狹小空間內(nèi)換熱提供條件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
[0007]圖1為本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例為主體插管式示意。
[0008]圖2為本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例為分體插管式示意。
[0009]圖3為本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例放射體插管式示意。
[0010]圖中:1.蒸發(fā)管2.冷凝管3.散熱翅片4.換熱底板5.蒸發(fā)連接管6.回流連接管
7.匯流管8.密封環(huán)凹槽9。裸管10.翅片管11.機(jī)殼12.回流管端口 13.節(jié)流閥14.焊接浸潤(rùn)環(huán)15.蒸發(fā)室
[0011]圖1為本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例主體插管式示意，利用近臨界熔點(diǎn)溫度高壓擠出設(shè)備，通過(guò)擠壓模具形成鋁型材的工藝，將蒸發(fā)管I與冷凝管2整體成形在散熱翅片3及其換熱底板4上，散熱翅片平行排布，換熱底板蒸發(fā)管路、冷凝管路的軸向與散熱翅片的側(cè)面平行分布，按需要切割成段，構(gòu)成插管式流體換熱器的主體，在主體兩端面形成上下兩排各自對(duì)應(yīng)的管口，圖示端面為蒸發(fā)端面，蒸發(fā)連接管5下端口插入貫穿換熱底板的蒸發(fā)管出口，上端口插入穿行在散熱翅片中的冷凝管進(jìn)口，與蒸發(fā)端面相對(duì)的為回流端面，回流連接管6下端口帶有節(jié)流閥插入到換熱底板蒸發(fā)管的進(jìn)口，上端口插入穿行在散熱翅片中的冷凝管出口，管路并聯(lián)由匯流管7將各回流連接管溝通，管件插入的部分在其外表面有密封環(huán)凹槽8，套上密封圈及粘結(jié)劑插入達(dá)到密封，按一定配方灌裝一定劑量工質(zhì)，由此構(gòu)成主體插入式流體換熱器及其制造方法。
[0012]圖2為本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例分體插管式示意，利用近臨界熔點(diǎn)溫度高壓擠出設(shè)備，通過(guò)擠壓模具形成鋁型材的工藝，將蒸發(fā)管I整體成形在散熱翅片3根部及其換熱底板4上，散熱翅片平行排布，換熱底板蒸發(fā)管路可間隔排列，其軸向與散熱翅片的側(cè)面平行分布，按需要切割成段，構(gòu)成插管式流體換熱器的分體，在分體兩端面各形成一排管口，冷凝管2路按需要游離分布，可以裸管9穿行在元器件間隙中，可以翅片管10或穿翅片穿行在分體上方，利用穿行風(fēng)散熱冷凝，也可以帖服在機(jī)殼11內(nèi)側(cè)，利用機(jī)殼散熱冷凝，圖示端面為回流端面，與回流端面相對(duì)的為蒸發(fā)端面，各種游離管路出發(fā)端口插入蒸發(fā)端面的蒸發(fā)管出口，由蒸發(fā)端面出發(fā)上行的管路，產(chǎn)生熱交換而變成冷凝管，環(huán)繞后，游離回流管端口12連接節(jié)流閥13，由回流管端口插入貫穿分體的蒸發(fā)管進(jìn)口，為了焊接，需將出發(fā)端口與回流端口插進(jìn)一部分，在插入交界處形成焊接浸潤(rùn)環(huán)14，在插管及浸潤(rùn)環(huán)上許處施加釬焊料，通過(guò)回流焊接，形成密封的串聯(lián)管路，按一定配方灌裝一定劑量工質(zhì)，由此構(gòu)成分體插管式流體換熱器及其制造方法。
[0013]圖3為本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例放射插管式示意，利用壓鑄工藝，將中心蒸發(fā)室15、換熱底板4、含有冷凝管2路與回流管路的散熱翅片3整體成形，散熱翅片放射排布，成束蒸發(fā)連接管5所有進(jìn)口插入到中心蒸發(fā)室端口中，并由中心蒸發(fā)室出發(fā)，隨散熱翅片放射分布，各個(gè)蒸發(fā)連接管出口分別對(duì)應(yīng)地插入到散熱翅片冷凝管進(jìn)端口中，為了焊接，在蒸發(fā)連接管進(jìn)出口插入交界處形成焊接浸潤(rùn)環(huán)14，并在插管及浸潤(rùn)環(huán)上許處施加釬焊料，通過(guò)回流焊接密封，由匯流管7通過(guò)節(jié)流閥13與中心蒸發(fā)室連通，按一定配方灌裝一定劑量工質(zhì)，由此構(gòu)成發(fā)射插管式流體換熱器及其制造方法。
【權(quán)利要求】
1.一種與半導(dǎo)體集成模塊導(dǎo)熱面緊密結(jié)合并利用其工作熱量驅(qū)動(dòng)管路內(nèi)工質(zhì)相變循環(huán)的插管式流體換熱器及其制造方法，其特征體現(xiàn)在如下兩種工藝:其一是散熱翅片平行排布，換熱底板蒸發(fā)管路、冷凝管路軸向與散熱翅片的側(cè)面平行分布，通過(guò)模具擠壓成形工藝，一次性形成在散熱翅片與換熱底板中帶有蒸發(fā)管路與冷凝管路的主體，然后由連接管件插入到蒸發(fā)管路與冷凝管路中密封形成循環(huán)管路，也可以一次性形成在散熱翅片根部與換熱底板中僅帶有蒸發(fā)管路的分體，冷凝管路按需要游離分布，然后由各種游離管路的回流管插入到底板蒸發(fā)管路中密封形成循環(huán)管路，其二是散熱翅片由換熱底板中心蒸發(fā)室放射狀分布，通過(guò)模具壓鑄成形工藝，一次性形成換熱底板中心蒸發(fā)室及其周圍帶有冷凝管路與回流管路的散熱翅片放射體，蒸發(fā)管路一端插入到中心蒸發(fā)室并由此出發(fā)，另一端插入到放射狀散熱翅片的冷凝管中，通過(guò)節(jié)流閥與中心蒸發(fā)室密封形成循環(huán)管路，適用于利用半導(dǎo)體集成模塊工作熱量直接換熱的直換式流體換熱器，由此構(gòu)成插管式流體換熱器及其制造方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插管式流體換熱器及其制造方法，其特征是:通過(guò)擠壓模具形成鋁型材的工藝，將蒸發(fā)管I與冷凝管2整體成形在散熱翅片3及其換熱底板4上，散熱翅片平行排布，換熱底板蒸發(fā)管路、冷凝管路的軸向與散熱翅片的側(cè)面平行分布，按需要切割成段，構(gòu)成插管式流體換熱器的主體，在主體兩端面形成上下兩排各自對(duì)應(yīng)的管口，蒸發(fā)連接管5下端口插入貫穿換熱底板的蒸發(fā)管出口，上端口插入穿行在散熱翅片中的冷凝管進(jìn)口，回流連接管6下端口帶有節(jié)流閥插入到換熱底板蒸發(fā)管的進(jìn)口，上端口插入穿行在散熱翅片中的冷凝管出口，管路并聯(lián)由匯流管7將各回流連接管溝通，管件插入的部分在其外表面有密封環(huán)凹槽8，套上密封圈及粘結(jié)劑插入達(dá)到密封，按一定配方灌裝一定劑量工質(zhì)，由此構(gòu)成主體插入式流體換熱器及其制造方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插管式流體換熱器及其制造方法，其特征是:通過(guò)擠壓模具形成鋁型材的工藝，將蒸發(fā)管I整體成形在散熱翅片3根部及其換熱底板4上，散熱翅片平行排布，換熱底板蒸發(fā)管路可間隔排列，其軸向與散熱翅片的側(cè)面平行分布，按需要切割成段，構(gòu)成插管式流體換熱器的分體，在分體兩端面各形成一排管口，冷凝管2路按需要游離分布，可以裸管9穿行在元器件間隙中，可以翅片管10或穿翅片穿行在分體上方，利用穿行風(fēng)散熱冷凝，也可以帖服在機(jī)殼11內(nèi)側(cè)，利用機(jī)殼散熱冷凝，各種游離管路出發(fā)端口插入蒸發(fā)端面的蒸發(fā)管出口，由蒸發(fā)端面出發(fā)上行的管路，產(chǎn)生熱交換而變成冷凝管，環(huán)繞后，游離回流管端口 12連接節(jié)流閥13，由回流管端口插入貫穿分體的蒸發(fā)管進(jìn)口，需將出發(fā)端口與回流端口插進(jìn)一部分，在插入交界處形成焊接浸潤(rùn)環(huán)14，在插管及浸潤(rùn)環(huán)上許處施加釬焊料，通過(guò)回流焊接，形成密封的串聯(lián)管路，按一定配方灌裝一定劑量工質(zhì)，由此構(gòu)成分體插管式流體換熱器及其制造方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插管式流體換熱器及其制造方法，其特征是:利用壓鑄工藝，將中心蒸發(fā)室15、換熱底板4、含有冷凝管2路與回流管路的散熱翅片3整體成形，散熱翅片放射排布，成束蒸發(fā)連接管5所有進(jìn)口插入到中心蒸發(fā)室端口中，并由中心蒸發(fā)室出發(fā)，隨散熱翅片放射分布，各個(gè)蒸發(fā)連接管出口分別對(duì)應(yīng)地插入到散熱翅片冷凝管進(jìn)端口中，在蒸發(fā)連接管進(jìn)出口插入交界處形成焊接浸潤(rùn)環(huán)14，并在插管及浸潤(rùn)環(huán)上許處施加釬焊料，通過(guò)回流焊接密封，由匯流管7通過(guò)節(jié)流閥13與中心蒸發(fā)室連通，按一定配方灌裝一定劑量工質(zhì)，由此構(gòu)成發(fā)射插管式流體換熱器及其制造方法。
【文檔編號(hào)】F28D15/02GK103822515SQ201410082775
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】吳鴻平, 盧紅龍 申請(qǐng)人:吳鴻平, 盧紅龍