CN113154912A - 多通道薄热交换器 - Google Patents

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CN113154912A CN202110006422.XA CN202110006422A CN113154912A CN 113154912 A CN113154912 A CN 113154912A CN 202110006422 A CN202110006422 A CN 202110006422A CN 113154912 A CN113154912 A CN 113154912A
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Cooler Master Co Ltd
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Abstract

一种多通道薄热交换器包含第一板体以及一第二板体。第一板体包含一第一邻接侧及一第一外侧。第二板体包含一第二邻接侧及一第二外侧。第二邻接侧接合于第一邻接侧。第二邻接侧包含一互连通道、具有多个第一弯折部的多个第一通道以及具有多个第二弯折部的多个第二通道。第一通道透过第一弯折部彼此连通。第二通道透过第二弯折部彼此连通。第一通道透过互连通道连通于第二通道。第一通道的尺寸相异于第二通道的尺寸。

Description

多通道薄热交换器
技术领域
示例性实施例大致上关于热传导的领域，且特别是关于一种多通道薄热交换器及其制造方法。
背景技术
在电子系统的运作过程中，需要将电子系统所产生的热量快速且有效地排除以将运作温度保持在厂商建议的范围内，这种需求有时需要在严苛的运作条件下达成。随着这些电子系统的功能的扩充以及应用范围的增大，电子系统的功耗会提升进而增加散热的需求。
已发展出用来逸散电子系统产生的热量的数种技术。其中一种技术为气冷系统。在气冷系统中，热交换器热接触于电子系统且会将热量带离电子系统，且接着流过热交换器的气流会将热量带离热交换器。热交换器的其中一种形式为多通道热交换器。一般来说，多通道热交换是包含多个通道的系统，且至少某些的通道的尺寸匹配于毛细结构。系统可为封闭式或开放式回路系统。于封闭式回路系统中，多通道热交换器为通过工作流体的蒸发将热量带离热源的真空容器，其中工作流体为通过填充真空的蒸气流(vapor flow)所传播。蒸气流最终在冷却器表面凝结，并因此热量会从热源界面蒸发面散布到凝结面而得到较大的散热表面积。因为在热源端输入的热量以及在冷却面端输出的热量的缘故，气流会在多通道热交换器的内部发生不稳定的情形。在这之后，凝结的流体会流动回蒸发面附近。
多通道热交换器的散热效率取决于热交换器透过多通道以液态-气态-液态的机制的相变来逸散热量的效率。达到所需的散热效率的一个重点在于将被简化而增加制程中的一致性的制造方法的效率。达到所需的散热效率的另一个重点在于制造方法封闭及密封散热器的效率。封闭及密封散热器是为了不增加制造方法的复杂度而防止产生较差的密封性(leak tightness)及较差的本体强度(body strength)，较差的渗漏紧度及较差的本体强度会导致工作流体的流失或蒸干。达到所需的散热效率的再另一个重点在于制造方法不增加复杂度而促进流体及蒸气流的效率。
发明内容
本发明在于提供一种多通道薄热交换器，以提升整个热交换器的热流传输震荡驱动力并最大化散热表面积。
本发明一实施例提供一种多通道薄热交换器包含第一板体以及一第二板体。第一板体包含一第一邻接侧及一第一外侧。第二板体包含一第二邻接侧及一第二外侧。第二邻接侧接合于第一邻接侧。第二邻接侧包含一互连通道、具有多个第一弯折部的多个第一通道以及具有多个第二弯折部的多个第二通道。第一通道透过第一弯折部彼此连通。第二通道透过第二弯折部彼此连通。第一通道透过互连通道连通于第二通道。第一通道及第一弯折部的尺寸相异于第二通道及第二弯折部的尺寸。
本发明另一实施例提供一种多通道薄热交换器包含一第一板体、一第二板体以及一第三板体。第一板体包含多个第一通道。第二板体包含一第二邻接侧及一第二外侧。第二邻接侧包含多个第二通道及至少一互连通道。至少一互连通道连通于至少二个第二通道。第三板体包含一第三邻接侧及一第三外侧。第一板体的相对两侧分别结合至第二邻接侧及第三邻接侧。第三邻接侧包含多个第三通道。第三通道透过第一通道连通于第二通道。
根据本发明上述实施例的多通道薄热交换器，第一通道及第一弯折部的尺寸相异于第二通道及第二弯折部的尺寸，而在较小的通道连通至较大的通道之处增加输出压力增益，进而提升整个热交换器的热流传输震荡驱动力并最大化散热表面积。
附图说明
除非另有说明，否则附图绘示于此描述的创新标的的态样。请参阅附图，各个附图中相似的标号代表相似的部件，并入于此揭露的原则的态样的热交换器系统及方法的好几个示例仅为示例性而非限制性的。
图1A为根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的立体示意图；
图1B为图1A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的第一分解图；
图1C为图1A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的第二分解图；
图2A为图1A中根据一示例性实施例且具有割面线A-A的多通道薄热交换器的立体示意图；
图2B为图2A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器沿割面线A-A绘示的剖面示意图；
图3为根据一示例性实施例的图1A中的多通道薄热交换器的制造方法的流程图；
图4A为进行图3中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的制造方法的步骤330处理后的多通道薄热交换器的立体示意图；
图4B为进行图3中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的制造方法的步骤360处理后的多通道薄热交换器的立体示意图；
图5A为根据一示例性实施例的替代的多通道薄热交换器的第一立体示意图；
图5B为图5A中根据一示例性实施例的替代的多通道薄热交换器的第二立体示意图；
图5C为图5A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的第一分解图；
图6A为图5A中根据一示例性实施例且具有割面线B-B及割面线C-C的多通道薄热交换器的立体示意图；
图6B为图6A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器沿割面线C-C绘示的剖面示意图；
图6C为图6A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器沿割面线B-B绘示的剖面示意图；
图7A为图5A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器经其制造方法的步骤330处理后的立体示意图；
图7B为图5A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器经其制造方法的步骤360处理后的立体示意图；
图8为根据一示例性实施例的再另一替代的多通道薄热交换器的立体示意图；
图9为根据一示例性实施例的替代的多通道薄热交换器的第一分解图。
【符号说明】
100…多通道薄热交换器
120…第二金属板
122…第二邻接侧
124…第二通道
127…第一通道
129…第二外侧
137…互连通道
150…第一金属板
152…第一邻接侧
153、158…第一U形弯折部
159…第一外侧
183、188…第二U形弯折部
191…工作管
300…方法
310、315、320、330、340、350、360…步骤
400…多通道薄热交换器
420…第二金属板
421…管路
422…第二邻接侧
427…第二通道
429…第二外侧
434…互连通道
450…第一金属板
452、459…第一邻接侧
453、458…第一通道
470…第三金属板
472…第三邻接侧
477…第三通道
479…第三外侧
800…多通道薄热交换器
824…第二通道
827…第一通道
829…第二外侧
837…互连通道
853、858…第一U形弯折部
859…第一外侧
883、888…第二U形弯折部
900…多通道薄热交换器
920…第二金属板
922…第二邻接侧
927…第二通道
929…第二外侧
934…互连通道
950…第一金属板
952、959…第一邻接侧
953、958…第一通道
970…第三金属板
972…第三邻接侧
977…第三通道
979…第三外侧
具体实施方式
以下参照热交换器系统及方法的具体示例描述与热交换器系统及方法相关的原理，具体示例包含实施创新概念的金属板、通道以及U形弯折部的示例及具体布置方式。具体来说，但不以此为限地，为了简洁及清楚说明，描述为与热交换器系统及方法所选的示例相关的这种创新原理以及现有功能或构造不会进行详细描述。此外，所揭露的一或多个原理能并入热交换器系统及方法的各种其他实施例，以达成任何各种所需的结果、特性及/或效能标准。
因此，属性不同于于此讨论的具体示例的热交换器系统及方法能实施一或多个创新原理，且能使用于没有于此详细描述的应用中。因此，熟悉本技艺者在阅读本揭露之后将意识到，没有于此详细描述的热交换器系统及方法的实施例也会落入本发明的范围中。
于此描述的示例性实施例是针对处于真空状态且具有工作流体的多通道薄热交换器及其制造方法。于一实施例中，提供有一种包含至少一第一金属板及至少一第二金属板的多通道薄热交换器。至少一第一金属板包含第一邻接侧及第一外侧。至少一第二金属板包含第二邻接侧及第二外侧。第二邻接侧包含互连通道、具有多个第一U形弯折部的多个第一通道以及具有多个第二U形弯折部的多个第二通道。第一通道及第一U形弯折部的尺寸相异于第二通道及第二U形弯折部的尺寸，而在较小的通道连通至较大的通道之处增加输出压力增益，进而提升整个热交换器的热流传输震荡驱动力并最大化散热表面积。热交换器由辊压贴合制程形成且包含图案印刷、辊压贴合及充气的主要步骤。
图1A为根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的立体示意图。图1B为图1A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的第一分解图。图1C为图1A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的第二分解图。请参阅图1A至图1C，提供有一种多通道薄热交换器100，其包含至少一第一金属板150及至少一第二金属板120。至少一第一金属板150包含一第一邻接侧152及一第一外侧159。至少一第二金属板120包含一第二邻接侧122及一第二外侧129。
第二邻接侧122包含一互连通道137、多个第一通道127及多个第二通道124。第一通道127具有多个第一U形弯折部153、158，且这些第一通道127透过这些第一U形弯折部153、158彼此相连通而例如与这些第一U形弯折部153、158共同构成循环通道。第二通道124具有多个第二U形弯折部183、188，且这些第二通道124透过这些第二U形弯折部183、188彼此相连通而例如与这些第二U形弯折部183、188共同构成循环通道。于本实施例中，第一通道127及第二通道124沿第二邻接侧122的长边方向延伸，但并不以此为限，于其他实施例中，第一通道及第二通道亦可沿第二邻接侧的短边方向延伸。
于某些实施例中，互连通道137分别在第二邻接侧122的相对两端连通于各个第一通道127及第二通道124。第一通道127形成于第二邻接侧122中最外侧的边缘附近，且第二通道124形成于第一通道127旁边。于某些实施例中，互连通道137的数量为一个，第一通道127的数量及第一U形弯折部153的数量分别为两个及一个，且第二通道124的数量及第二U形弯折部183的数量分别为两个及一个。于某些实施例中，第一通道127的数量以及第一U形弯折部153、158的数量分别为六个及五个，且第二通道124的数量及第二U形弯折部183、188的数量分别为六个及五个。熟悉本技艺者可轻易意识到只要第一通道127形成于第二邻接侧122中最外侧的边缘附近且第二通道124形成于第一通道127的旁边，便可依据应用情形及设计需求改变第一通道127的数量、第一U形弯折部153、158的数量、第二通道124的数量以及第二U形弯折部183、185的数量，且实施例并不以此为限。
图2A为图1A中根据一示例性实施例且具有割面线A-A的多通道薄热交换器的立体示意图。图2B为图2A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器沿割面线A-A绘示的剖面示意图。请参阅图2A至图2B并参阅图1A至图1C，具有第一U形弯折部153、158的第一通道127以及具有第二U形弯折部183、188的第二通道124以类似蜿蜒的方式彼此依循。于某些实施例中，互连通道137及具有第一U形弯折部153、158的第一通道127的高度相同于具有第二U形弯折部183、188的第二通道124的高度，而互连通道137及具有第一U形弯折部153、158的第一通道127的宽度相异于具有第二U形弯折部183、188的第二通道124的宽度。在相同的表面积的情况下，具有第一U形弯折部153、158的第一通道127以及具有第二U形弯折部183、188的第二通道124之间的宽度差使得用于散热的表面积增加，同时不会牺牲第一及第二通道与U形弯折部之间最靠近的区域上的散热效率，并创造出不平衡的压力条件。熟悉本技艺者可轻易意识到，只要多通道薄热交换器至少包含多个第一通道及第二通道且因宽度差异而使它们产生不平衡压力条件，而在相同的表面积的情况下增加表面积并将通道及U形弯折部之间的间隔最大化，进而提升散热效率，便可以依据应用情形及设计需求改变上述高度及宽度。
于一实施例中，处于真空状态的多通道薄热交换器中具有工作流体且包含不同宽度的通道及U形弯折部。工作流体以液态蒸气泡沫的形式自然地散布在多个第一通道、第二通道及U形弯折部的内部。多通道薄热交换器包含蒸发区、冷凝区以及从蒸发区延伸到冷凝区的蒸气流通道区。当来自热源的热量被施加于至少部分的蒸发区时，热量会使工作流体转变成蒸气，且蒸气泡沫在多通道薄热交换器的一部分中变得更大。同时，于冷凝区，热量会逸散且泡沫的尺寸会减小。因蒸发产生的体积扩张以及因凝结产生的体积压缩会在通道中产生震荡运动(oscillating motion)。蒸发器及冷凝器之间的温度梯度的净效应(neteffect)以及这些第一及第二通道引入的张力产生出不平衡的压力条件。因此，会透过自持性震荡驱动力(self-sustaining oscillation driving force)提供热流传输(thermo-fluidic transport)，而具有被完全热驱动的压力脉动(pressure pulsation)。通过这些第一及第二通道不同的宽度得以进一步提升热流传输，而例如但不限于增加宽度较小的第二通道中的输出压力增益，进而提升震荡驱动力以增加散热效率。并且，这些第一及第二通道不同的宽度能在不牺牲这些第一及第二通道之间最靠近的区域上的散热的情况下提供更大的散热表面积。
于某些实施例中，第一邻接侧152及第二邻接侧122在未形成有互连通道137、第一通道127及第二通道124的区域中一体成形地彼此接合。于某些实施例中，多通道薄热交换器100是通过辊压贴合(roll-bonding)所形成。图3为根据一示例性实施例的图1A中的多通道薄热交换器的制造方法的流程图。请参阅图3并参阅图1A至图2B，在真空状态制造具有工作流体的多通道薄热交换器的方法300大致上包含提供步骤310、图案印刷步骤315、辊压贴合步骤320、充气步骤(inflating Step)340、插设及抽真空步骤350，以及密封及切割步骤360。第一步骤(即步骤310)包含提供至少一第一金属板及至少一第二金属板。在某些实施例中，至少一第一金属板150及至少一第二金属板120为金属盘(metal coil)，且以开卷器(unwinder)展开并接着由合适的滚子架(roller stand)对准。接着，于步骤315中，将多个第一及第二通道及U形弯折部印刷于至少一第一金属板。于某些实施例中，板体会被清理并接着由网版印刷制程(screen printing process)印刷，其中此网版印刷制程使用互连通道137、具有第一U形弯折部153、158的第一通道127以及具有第二U形弯折部183、188的第二通道124的石墨图案。于某些实施例中，多通道薄热交换器100还包含一工作部(workingsection)，工作部从形成在第二邻接侧122中相应的最外侧边缘附近的其中一个第一通道127延伸出来。这一个第一通道127延伸过工作部并延伸到工作部的边缘。于某些实施例中，使用石墨图案的网版印刷制程也印刷延伸过工作部的这一个延伸出来的第一通道127。接着，于步骤320中，至少一第一金属板的第一邻接侧及至少一第二金属板的第二邻接侧在至少未印刷有互连通道137、第一通道127与第一U形弯折部153、158以及第二通道124与第二U形弯折部183、188的区域中一体式地结合。
熟悉本技艺者可轻易意识到使用石墨作为脱模剂(release agent)而防止至少一第一及第二金属板一体地结合于至少施加有图案化的这些通道及U形弯折部的区域，但实施例并不限于此。只要至少一第一金属板及第二金属板没有在辊压贴合步骤之后一体地结合在至少施加有图案化的这些通道及U形弯折部的区域，可使用现有技术中通用的任何类型的方法或材料来作为脱模剂。
于某些实施例中，至少一第一金属板150及至少一第二金属板120的厚度介于约6mm至0.3mm之间，且各个至少一第一金属板150及至少一第二金属板120的减小率(reduction)约介于40％至60％；但，实施例并不以此为限。熟悉本技艺者能确实意识到可依据材料、起始厚度、板体数量及所使用的制程而使各个至少一第一金属板150及至少一第二金属板120的厚度及减小率变得更大或更小。
图4A为进行图3中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的制造方法的步骤330处理后的多通道薄热交换器的立体示意图。请参阅图4A并参阅图1A至图3，接着，在步骤330中，工作管191被插入及固定至工作部，其中工作部从形成在第二邻接侧122中相应的最外侧边缘附近的其中一个第一通道127延伸出来。这一个第一通道127延伸过工作部并延伸到被插入且固定的工作管191。工作管191使外界环境能连通于多通道薄热交换器100的第一通道127及第二通道124、第一U形弯折部153、158以及第二U形弯折部183、188。接着，于步骤340中，会透过具有特定压力的气体至少对互连通道137、具有第一U形弯折部153、158的第一通道127以及具有第二U形弯折部183、188的第二通道124进行充气，其中此特定气压用于均匀地对整个多通道薄热交换器100进行充气。于某些实施例中，此气体为具有适于充气的压力的大气空气；但，本发明并不以此为限。在替代的实施例中，此气体可为氮气、氧气、氩气、氢气、二氧化碳或任何常见可获得的商业用气体或上述的相容混合物。于某些实施例中，在进行对整个多通道薄热交换器100均匀充气的充气处理之前，至少一第一金属板150及至少一第二金属板120被插入到模具中。
接着，于步骤350中，工作物质被插设到工作管191中且接着进行抽真空。图4B为进行图3中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的制造方法的步骤360处理后的多通道薄热交换器的立体示意图。请参阅图4B并参阅图1A至图4A，接着，在步骤360中，工作管191会被封闭、密封及切割。于某些实施例中，工作管191是通过压扁(flattening)并接着将其结合而封闭及密封。在冷却之后，工作部会被切除。
提供有处于真空状态且具有工作流体并包含至少一第一金属板150及至少一第二金属板120的多通道薄热交换器100。至少一第二金属板120包含第二邻接侧122及第二外侧129。第二邻接侧122包含互连通道137、具有多个第一U形弯折部153、158的多个第一通道127以及具有多个第二U形弯折部183、188的多个第二通道124。第一通道127及第一U形弯折部153、158的尺寸相异于第二通道124及第二U形弯折部183、188的尺寸，而在较小的通道连通至较大的通道之处增加输出压力增益，进而提升整个热交换器的热流传输震荡驱动力并最大化散热表面积。于某些实施例中，热交换器是通过辊压贴合制程形成并包含图案印刷、辊压贴合及充气的主要步骤。于某些实施例中，至少部分的第一邻接侧152与热源接触而使得多通道薄热交换器100逸散来自热源的热量。
于某些实施例中，至少一第一金属板150及至少一第二金属板120由铝或铝合金等制成，且由辊压贴合形成；但，实施例并不以此为限。熟悉本技艺者可轻易意识到可依据材料及制造需求而使用如冲压(stamping)等其他制程来形成至少一第一金属板150及至少一第二金属板120。熟悉本技艺者也可轻易意识到只要多通道薄热交换器可由辊压贴合或冲压等形成，至少一第一金属板150及至少一第二金属板120便可依据应用及设计需求而由铜、铜合金、相似的材料或其他有延展性且具有相对较高的热导率的金属导热材料制成。
于某些实施例中，若使用冲压制程或相似的制程来形成多通道薄热交换器100，则只要能达成真空密封，便能使用任何熟悉本技艺者熟知的结合方法来在未形成有互连通道137、第一通道127及第二通道124的区域使第一邻接侧152及第二邻接侧122结合并一体地形成，其中熟悉本技艺者熟知的结合方法例如为超音波焊接、扩散焊接(diffusionwelding)、激光焊接等。
于某些实施例中，若使用冲压制程或类似的制程，则可依据尺寸及应用方式在第一通道127、第二通道124、第一U形弯折部153、158及第二U形弯折部183、188的内表面形成截面几何形状为三角形、矩形、梯形、凹角形(reentrant)等的轴向或周围的毛细结构。毛细结构可用来促使冷凝的流体通过毛细力流回蒸发面，而为大热通量保持蒸发面的湿润。
熟悉本技艺者能轻易意识到在替代实施例中，能在多通道薄热交换器的整个制造方法中使用额外的热处理制程，且实施例并不以所描述的态样为限。此外，熟悉本技艺者将意识到能为了将额外的特征并入最终产品而将额外的步骤添加到制程中。并且，能依据不同的需求调整步骤。举例来说但并不以此为限地，可使用合金(alloying)、铸造(casting)、筛除(scalping)及预热的预备步骤、如中间退火等中间步骤，以及如溶液热处理或最终退火、拉伸、整平(leveling)、开槽(slitting)、边缘修整及老化(aging)等完成步骤及相似的步骤。
于某些实施例中，多通道薄热交换器100包含一侧具有通道及U形弯折部的一侧充气辊压贴合板；但，实施例并不以此为限。在替代实施例中，多通道薄热交换器可透过两个一侧充气辊压贴合板而在其两侧包含通道。
图5A为根据一示例性实施例的替代的多通道薄热交换器的第一立体示意图。图5B为图5A中根据一示例性实施例的替代的多通道薄热交换器的第二立体示意图。图5C为图5A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器的第一分解图。请参阅图5A至图5C，提供有一种替代的多通道薄热交换器400，其包含一第一金属板450、一第二金属板420及一第三金属板470。至少一第一金属板450包含第一邻接侧452、459及多个第一通道453、458。第二金属板420包含一第二邻接侧422及一第二外侧429。第二邻接侧422包含连通于第一通道453、458的多个第二通道427以及位于第二通道427的对角相对端的二互连通道434。互连通道434连通于管路421，且管路421用于除气及充填工作流体。管路421会于除气及充填工作流体后以挤扁、焊接、填塞等方式封闭，以保持气密。第三金属板470包含一第三邻接侧472以及一第三外侧479。第三邻接侧472包含多个第三通道477，第三通道477也连通于第一通道453、458。于本实施例中，第二通道427沿第二邻接侧422的长边方向延伸，但并不以此为限。于其他实施例中，第二通道亦可沿第二邻接侧的短边方向延伸。
在某些实施例中，这些第一通道453、458的相对两端分别连通于第二通道427及第三通道477。第二通道427形成为平行于第二邻接侧422中最外侧的边缘，且第三通道477相对第三邻接侧472中最外侧的边缘形成为对角形式。于某些实施例中，第二通道427的数量为十二个，互连通道434的数量为两个，第三通道477的数量为九个，且第一通道453、458的数量皆为九个。熟悉本技艺者可轻易意识到只要第二通道427、第三通道477及第一通道453、458彼此连通，便可依据应用及设计需求改变第二通道427、互连通道434、第三通道477及第一通道453、458的数量，且实施例并不以此为限。
图6A为图5A中根据一示例性实施例且具有割面线B-B及割面线C-C的多通道薄热交换器的立体示意图。图6B为图6A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器沿割面线C-C绘示的剖面示意图。图6C为图6A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器沿割面线B-B绘示的剖面示意图。请参阅图6A至图6C并参阅图5A至图5C，举例来说但并不以此为限地，第二通道427、第三通道477及第一通道453、458从第二通道427通过第一通道453、458并通过第三通道477以三个一组的方式用类似蜿蜒的方式彼此依循。具有在互连通道434连通的三个独立流动路径使多通道薄热交换器400能具有更高的散热效率。
于某些实施例中，第二通道427及第三通道477的高度及宽度分别为相同的，且第一通道453、458的宽度相同于第二通道427及第三通道477的宽度。一般来说，第二通道427、第三通道477及第一通道453、458具有相同的尺寸以使整个流动均匀。熟悉本技艺者可轻易意识到只要多通道薄热交换器400包含多个第二通道427、多个第三通道477及多个第一通道453、458且它们因平面差异及重力而产生不平衡压力条件而提升散热效率，便可依据应用及设计需求调整数量、相对的几何位置、高度及宽度。
于某些实施例中，第一邻接侧452、459分别在其相对侧结合至第二邻接侧422及第三邻接侧472，并一体地形成于未形成有互连通道434、第二通道427、第三通道477及第一通道453、458的区域。请参阅图3并参阅图5A至图6C，制造处于真空状态且具有工作流体的多通道薄热交换器的方法300大致上包含提供步骤310、图案印刷步骤315、辊压贴合步骤320、充气步骤340、插入与抽真空步骤350及封闭及切割步骤360。图7A为图5A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器经其制造方法的步骤330处理后的立体示意图。图7B为图5A中根据一示例性实施例的多通道薄热交换器经其制造方法的步骤360处理后的立体示意图。
大致上来说，只要多通道薄热交换器400透过两个一侧充气辊压贴合板在其两侧包含通道且针对第二通道427及第三通道477的通道透过第一金属板450的第一通道453、458彼此连通，方法300中的步骤在经过调整后可用来制造多通道薄热交换器400，这种调整主要是为了能形成第一通道453、458及第三金属板470。
于某些实施例中，多通道薄热交换器100在长轴上包含一侧具有通道及U形弯折部的一侧充气辊压贴合板；但，实施例并不以此为限。在替代实施例中，多通道薄热交换器可在短轴上于其一侧包含通道及U形弯折部。
图8为根据一示例性实施例的再另一替代的多通道薄热交换器的立体示意图。请参阅图8并参阅图1A至图4B，提供有一种多通道薄热交换器800，其包含至少一第一金属板及至少一第二金属板。至少一第一金属板包含第一邻接侧及第一外侧859。至少一第二金属板包含第二邻接侧及第二外侧829。第二邻接侧包含互连通道837、具有多个第一U形弯折部853、858的多个第一通道827以及具有多个第二U形弯折部883、888的第二通道824。于本实施例中，第一通道827及第二通道824沿第二邻接侧的短边方向延伸，但并不以此为限。于其他实施例中，第一通道及第二通道亦可沿第二邻接侧的长边方向延伸。
于某些实施例中，互连通道837在第二邻接侧的相对端分别连通于第一通道827及第二通道824。第一通道827形成于第二邻接侧中最外侧的边缘附近，且第二通道824形成于第一通道827旁边。于某些实施例中，互连通道837的数量为一个，第一通道827的数量为两个，第一U形弯折部853的数量为一个，第二通道824的数量为两个，且第二U形弯折部883的数量为一个。于某些实施例中，第一通道827的数量为十四个，第一U形弯折部853、858的数量为十三个，第二通道824的数量为十四个，且第二U形弯折部883、888的数量为十三个。熟悉本技艺者可轻易意识到只要第一通道827形成于第二邻接侧822中最外侧的边缘附近且第二通道824形成于第一通道827旁边，便可依据应用及设计需求改变具有第一U形弯折部853、858的第一通道827以及具有第二U形弯折部883、885的第二通道824的数量，且实施例并不以此为限。
于某些实施例中，多通道薄热交换器800在短轴上包含一侧具有通道及U形弯折部的一侧充气辊压贴合板；但，实施例并不以此为限。于替代实施例中，多通道薄热交换器可在短轴上透过两个一侧充气辊压贴合板在其两侧包含通道。
图9为根据一示例性实施例的替代的多通道薄热交换器的第一分解图。请参阅图9并参阅图5A至图7B，提供有一种替代的多通道薄热交换器900，其包含一第一金属板950、一第二金属板920及一第三金属板970。至少一第一金属板950包含第一邻接侧952、959及多个第一通道953、958。第二金属板920包含一第二邻接侧922及一第二外侧929。第二邻接侧922包含与第一通道953、958连通的多个第二通道927以及位于第二通道927的对角相对端的二互连通道934。第三金属板970包含一第三邻接侧972及一第三外侧979。第三邻接侧972包含多个第三通道977，第三通道977也连通于第一通道953、958。于本实施例中，第二通道927沿第二邻接侧922的短边方向延伸，但本发明并不以此为限。于其他实施例中，第二通道亦可沿第二邻接侧的长边方向延伸。
于某些实施例中，这些第一通道953、958分别在第一通道953、958的相对端连接于第二通道927及第三通道977。第二通道927平行于第二邻接侧922中最外侧的边缘，且第三通道977相对第三邻接侧972中最外侧的边缘以对角的方式形成。于某些实施例中，第二通道927的数量为十七个，互连通道934的数量为两个，第三通道977的数量为十五个，且第一通道953、958的数量皆为十五个。熟悉本技艺者可轻易意识到只要第二通道927、第三通道977及第一通道953、958彼此连通，便可依据应用及设计需求改变第二通道927、互连通道934、第三通道977及第一通道953、958的数量。
于某些实施例中，热源位于多通道薄热交换器的短边或多通道薄热交换器的短边的表面附近，且实施例并不以此为限。于某些实施例中，热源位于多通道薄热交换器的长边或多通道薄热交换器的长边的表面附近，且实施例并不以此为限。
于某些实施例中，工作部中相对较扁且为直线形的焊接部提供有效的方法来封闭及密封多通道薄热交换器，而避免有关于其较差的密封性(leak tightness)及本体强度；因此，得以在不增加制造方法的复杂度的情况下降低工作流体损失或蒸干的机率。
于某些实施例中，多通道薄热交换器的外形可为四边形；但，实施例并不以此为限。熟悉本技艺者可轻易意识到只要多通道薄热交换器至少包含第一及第二通道，共同产生不平衡压力条件，具有宽度差，在相同表面积的前提下增加散热面积并最大化通道及U形弯折部之间的间隔，进而提升散热效率，便可依据应用及设计需求使多通道薄热交换器具有四边形以外的其他外形且可具有二种以上的外形。
于某些实施例中，工作流体可由丙酮(acetone)制成；但实施例并不以此为限。能使用熟悉本技艺者熟知的其他种工作流体。只要工作流体能透过热源蒸发且蒸气能凝结回工作流体并流回热源，工作流体能例如但不限于包含环戊烷(cyclopentane)或正己烷(n-hexane)。
于实施例中，提供有处于真空状态且具有工作流体并包含至少一第一金属板及至少一第二金属板的多通道薄热交换器。至少一第二金属板包含第二邻接侧及第二外侧。第二邻接侧包含互连通道、具有多个第一U形弯折部的多个第一通道以及具有多个第二U形弯折部的多个第二通道。第一通道及第一U形弯折部的尺寸相异于第二通道及第二U形弯折部的尺寸，而增加较小的通道连通至较大的通道之处的输出压力增益，进而提升整个热交换器中的热流传输震荡驱动力并最大化散热表面积。热交换器由辊压贴合制程形成并包含图案印刷、辊压贴合及充气的主要步骤。制造方法的一致性(consistency)透过简单且有效的辊压贴合制程确保。并且，会透过工作部达成有效的方法来封闭及密封多通道薄热交换器，而避免有关其较差的密封性及本体强度；因此，得以在不增加制造方法的复杂度的情况下降低工作流体损失及蒸干的机率。通道的宽度差异不仅促成不平衡的压力条件而透过具有被完全热驱动的压力脉动的自持性震荡驱动力提供热流传输，此宽度差异也在相同表面积的情况中使通道及U形弯折部之间的间隔能增加，并提升来自至少一第二板体的第二外侧的散热效率。
目前揭露的发明概念并不以于此呈现的实施例为限，而是应根据以于此揭露的观念为基准的原理解释发明概念的完整范围。元件的方向及标号，如“上”、“下”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”等，不是指绝对的关系、位置及/或位向。诸如“第一”及“第二”等元件的用语非为字面上的意思而仅为分辨用语。于此，用语“包含”或“包括”、“包涵”及“具有”具体指出元件、步骤及/或上述的群组或结合的存在，且不会排除额外的一或多个元件、步骤及/或上述的群组或结合的存在。除非另有说明，否则步骤的顺序不是绝对的。除非另有说明，否则单数元件的用语，如使用“一”，并不代表“仅一”的意思，而是代表“一或多个”的意思。于此，“及/或”代表“及”或者“或”以及“及”且“或”。于此，范围及子范围表示所有范围，包含在其中的整个及/或部分的量值，且界定或修改范围及子范围的用语(如“至少”、“大于”、“小于”、“不少于”等)代表子范围及/或上或下限。通篇揭露中描述的各种实施例的元件的所有熟悉本技艺者熟知或将熟知的结构上及功能上的相等物应属于于此描述的特征及权利要求书的范畴。此外，无论所揭露的内容最终有没有于权利要求书中详细提及，任何于此揭露的内容皆不应被解释为现有技术。
有鉴于所揭露的原理能用许多可能的实施例来实施，我们保留对于此揭露的特征及步骤的任何及所有结合请求保护的权利，包含对出自前述叙述的精神及范畴的所有内容，以及在以下的权利要求及任何申请阶段的权利要求或任何宣称本申请的优先权的申请案中的权利要求的字面且相等地指出的结合请求保护的权利。

Claims (10)

1.一种多通道薄热交换器，其特征在于，包含：
一第一板体，包含一第一邻接侧及一第一外侧；以及
一第二板体，包含一第二邻接侧及一第二外侧，该第二邻接侧接合于该第一邻接侧，该第二邻接侧包含一互连通道、具有多个第一弯折部的多个第一通道以及具有多个第二弯折部的多个第二通道，该些第一通道透过该些第一弯折部彼此连通，该些第二通道透过该些第二弯折部彼此连通，该些第一通道透过该互连通道连通于该些第二通道；
其中，该些第一通道及该些第一弯折部的尺寸相异于该些第二通道及该些第二弯折部的尺寸。
2.根据权利要求1所述的多通道薄热交换器，其特征在于，该些第一通道及该些第一弯折部的高度相同于该些第二通道及该些第二弯折部的高度，且该些第一通道及该些第一弯折部的宽度相异于该些第二通道及该些第二弯折部的宽度。
3.根据权利要求1所述的多通道薄热交换器，其特征在于，该些第一通道形成于该第二邻接侧中最外侧的边缘附近且该些第二通道形成于该些第一通道的旁边。
4.根据权利要求1所述的多通道薄热交换器，其特征在于，该些第一通道及该些第二通道沿该第二邻接侧的长边方向延伸。
5.根据权利要求1所述的多通道薄热交换器，其特征在于，该些第一通道及该些第二通道沿该第二邻接侧的短边方向延伸。
6.一种多通道薄热交换器，其特征在于，包含：
一第一板体，包含多个第一通道；
一第二板体，包含一第二邻接侧及一第二外侧，该第二邻接侧包含多个第二通道及至少一互连通道，该至少一互连通道连通于至少二个该些第二通道；以及
一第三板体，包含一第三邻接侧及一第三外侧，该第一板体的相对两侧分别结合至该第二邻接侧及该第三邻接侧，该第三邻接侧包含多个第三通道，该些第三通道透过该些第一通道连通于该些第二通道。
7.根据权利要求6所述的多通道薄热交换器，其特征在于，该至少一互连通道的数量为二个，该二互连通道位于该些第二通道的对角相对端。
8.根据权利要求6所述的多通道薄热交换器，其特征在于，该些第二通道平行于该第二邻接侧中最外侧的边缘，且该些第三通道相对该第三邻接侧中最外侧的边缘以对角的方式形成。
9.根据权利要求6所述的多通道薄热交换器，其特征在于，该些第二通道沿该第二邻接侧的长边方向延伸。
10.根据权利要求6所述的多通道薄热交换器，其特征在于，该些第二通道沿该第二邻接侧的短边方向延伸。
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