CN103822516A - 贴管式流体换热器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
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贴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，将工质循环密封管路贴入到换热底板与散热翅片的槽道中，撑胀导热脂紧密结合，达到自动化可靠生产之目的，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4℃温升，使目前机房温度由18-24℃提高到24-28℃，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。
Description
所属技术领域
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与两种不同金属管路焊接密封的一体化成形的贴管式流体换热器及其制造方法。
背景技术
目前，能够利用流体换热的有插片式与插管式流体换热器，插片式流体换热器及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改性，使之具备可焊性方可在回流焊中实现集片成器，众所周知材料改性工艺较为复杂，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，其余在直接换热的方式中实不可取，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，插管式流体换热器虽然克服了由散热翅片与换热底板改性焊接而形成一体化的弊端，但是尚未能彻底解决两种不同金属材质的管路接口焊接问题，工质易渗漏，产品返工率高。
发明内容
为了避免现有流体换热器制造需要大面积焊接以及自动化生产返工率高的弊端，本发明提供一种无需改性与插管的一体化成形工艺，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换热底板形成一体化的制造方法，同时也避免了两种不同金属材料形成的管路焊接密封的问题，将工质循环管路贴入到换热底板与散热翅片中，贴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，便于达到自动化可靠生产之目的。
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贴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，一次性在散热翅片与换热底板中形成带有形蒸发管路槽道与冷凝管路槽道的主体，将管路贴入到半圆或过半圆蒸发管路槽道与冷凝管路槽道中密封形成循环管路，也可以在散热翅片根部与换热底板中一次性形成仅带有蒸发管路槽道的分体，将蒸发管路贴入到半圆或过半圆蒸发管路槽道，冷凝管路按需要游离分布，然后由各种游离管路的回流管与贴入到底板蒸发管路槽道中的蒸发管密封形成循环管路，其二是散热翅片由换热底板中心腔放射状分布，通过模具压铸成形工艺，一次性形成换热底板中心腔及其周围带有蒸发管路槽道与散热翅片冷凝管路槽道的放射体，蒸发管路贴入到半圆或过半圆中心腔槽道并由此出发，冷凝管路贴入到放射状散热翅片的半圆或过半圆冷凝管槽道中，通过节流阀形成蒸发冷凝循环管路，再由汇流管沟通工质，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，由此构成贴管式流体换热器及其制造方法。
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可靠化，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CPU温升4℃以上，使目前机房温度由18-24℃提高到24-28℃，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。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明第一个实施例为主体贴管式示意。
图2为本发明第二个实施例为分体贴管式示意。
图3为本发明第三个实施例放射体贴管式示意。
图中：1.蒸发管路槽道 2.冷凝管路槽道 3.散热翅片 4.换热底板 5.蒸发管 6.冷凝管 7.回流连接管 8.汇流管 9.裸管 10.翅片管 11.机壳 12.回流端口 13.节流阀14.中心腔
图1为本发明第一个实施例主体贴管式示意，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，将半圆或过半圆蒸发管路槽道1与冷凝管路槽道2整体形成在散热翅片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，构成贴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过半园槽道端口，图示端面为蒸发端面，卧U形管下为蒸发管5上为冷凝管6同时贴入贯穿换热底板与卡在两散热翅片间的过半圆形蒸发管槽道和冷凝管槽道内，其间隙粘涂导热脂通过撑胀形成紧配合，与蒸发端面相对的为回流端面，回流连接管7下端口带有节流阀与贴入到换热底板蒸发管槽道内的蒸发管端口焊接密封，回流连接管上端口与贴入穿行在散热翅片冷凝管槽道中的冷凝管端口焊接密封，管路并联由汇流管8将各回流连接管沟通，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成主体贴管式流体换热器及其制造方法。
图2为本发明第二个实施例分体贴管式示意，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，将半圆或过半圆蒸发管路槽道1整体形成在散热翅片3根部及其换热底板4上，散热翅片平行排布，换热底板蒸发管路槽道可间隔排列，其轴向与散热翅片的侧面平行分布，按需要切割成段，构成贴管式流体换热器的分体，在分体两端面各形成一排槽道端口，冷凝管6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，将蒸发管由蒸发端面贴入到贯穿分体的蒸发管槽道内，其间隙粘涂导热脂通过撑胀形成紧配合，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，游离管路回流端口12连接节流阀13，由回流端口插入蒸发管进口焊接，形成密封的串联管路，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成分体贴管式流体换热器及其制造方法。
图3为本发明第三个实施例放射贴管式示意，利用压铸工艺，将半圆或过半圆蒸发管路槽道1围成中心腔14连同换热底板4和含有冷凝管路槽道2的散热翅片3整体成形，散热翅片放射排布，依散热翅片形状形成的蒸发管5、冷凝管6，回流端口12连接节流阀13，由回流端口插入蒸发管进口焊接密封，形成一个完整的循环管路，根据蒸发管路与冷凝管路成对的槽道数量，将等数量完整的循环管路由汇流管8连通，环绕成圆形便形成放射状循环管路，并趁放射状循环管路在汇流管成环封口前，将其贴入到放射状中心腔与散热翅片的槽道中，并在蒸发管路与其中心腔的槽道、冷凝管路与其散热翅片内的槽道上粘涂导热脂，通过撑胀形成紧密贴合，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成放射状贴管式流体换热器及其制造方法。
Claims (4)
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贴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，一次性在散热翅片与换热底板中形成带有蒸发管路槽道与冷凝管路槽道的主体，将管路贴入到半圆或过半圆蒸发管路槽道与冷凝管路槽道中密封形成循环管路，也可以在散热翅片根部与换热底板中一次性形成仅带有蒸发管路槽道的分体，将蒸发管路贴入到半圆或过半圆蒸发管路槽道，冷凝管路按需要游离分布，然后由各种的游离管路的回流管与贴入到底板蒸发管路槽道中的蒸发管密封形成循环管路，其二是散热翅片由换热底板中心腔放射状分布，通过模具压铸成形工艺，一次性形成换热底板中心腔及其周围带有蒸发管路槽道与散热翅片冷凝管路槽道的放射体，蒸发管路贴入到半圆或过半圆中心腔槽道并由此出发，冷凝管路贴入到放射状散热翅片的半圆或过半圆冷凝管槽道中，通过节流阀形成蒸发冷凝循环管路，再由汇流管沟通工质，由此构成贴管式流体换热器及其制造方法。
2.根据权利要求1所述的贴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，将半圆或过半圆蒸发管路槽道1与冷凝管路槽道2整体形成在散热翅片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，构成贴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过半园槽道端口，卧U形管下为蒸发管5上为冷凝管6同时贴入贯穿换热底板与卡在两散热翅片间的过半圆形蒸发管槽道和冷凝管槽道内，其间隙粘涂导热脂通过撑胀形成紧配合，与蒸发端面相对的为回流端面，回流连接管7下端口带有节流阀与贴入到换热底板蒸发管槽道内的蒸发管端口焊接密封，回流连接管上端口与贴入穿行在散热翅片冷凝管槽道中的冷凝管端口焊接密封，管路并联由汇流管8将各回流连接管沟通，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成主体贴管式流体换热器及其制造方法。
3.根据权利要求1所述的贴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，将半圆或过半圆蒸发管路槽道1整体形成在散热翅片3根部及其换热底板4上，散热翅片平行排布，换热底板蒸发管路槽道可间隔排列，其轴向与散热翅片的侧面平行分布，按需要切割成段，构成贴管式流体换热器的分体，在分体两端面各形成一排槽道端口，冷凝管6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，将蒸发管由蒸发端面贴入到贯穿分体的蒸发管槽道内，其间隙粘涂导热脂通过撑胀形成紧配合，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，游离管路回流端口12连接节流阀13，由回流端口插入蒸发管进口焊接，形成密封的串联管路，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成分体贴管式流体换热器及其制造方法。
4.根据权利要求1所述的贴管式流体换热器及其制造方法，其特征是：利用压铸工艺，将半圆或过半圆蒸发管路槽道1围成中心腔14连同换热底板4和含有冷凝管路槽道2的散热翅片3整体成形，散热翅片放射排布，依散热翅片形状形成的蒸发管5、冷凝管6，回流端口12连接节流阀13，由回流端口插入蒸发管进口焊接密封，形成一个完整的循环管路，根据蒸发管路与冷凝管路成对的槽道数量，将等数量完整的循环管路由汇流管8连通，环绕成圆形便形成放射状循环管路，并趁放射状循环管路在汇流管成环封口前，将其贴入到放射状中心腔与散热翅片的槽道中，并在蒸发管路与其中心腔的槽道、冷凝管路与其散热翅片内的槽道上粘涂导热脂，通过撑胀形成紧密贴合，按一定配方灌装一定剂量工质，由此构成放射状贴管式流体换热器及其制造方法。
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