CN1878996A - 膨胀箱装置,制造膨胀箱装置的方法以及液冷式散热器 - Google Patents

Abstract

一种膨胀箱装置(14)，包括具有冷却液通道(17)的箱安装基部(16)和设置在该安装基部(16)的上表面上的膨胀箱(18)。基部(16)具有用于保持该基部的上表面上方的空间与冷却液通道(17)连通的连通孔(19)。膨胀箱(18)具有包括在下端有开口的向上凸出部(22)的箱主体(21)，和底板(23)，该底板接合在箱主体(21)下端以封闭凸出部(22)的下端开口，并接合到箱安装基部(16)的上表面。底板(23)在对应于连通孔(19)的部分具有与连通孔(19)连通的通孔(25)。该底板(23)具有沿该底板的限定通孔(25)的内周边的整个圆周形成的挡板(26)，该挡板朝通孔(25)的中心向上倾斜。膨胀箱装置(14)将冷却液内的空气从循环系统除去，防止系统破裂并防止循环系统内的冷却液的量减少。

Description

膨胀箱装置，制造膨胀箱装置的方法以及液冷式散热器

相关申请的交叉参考

本申请是按照35U.S.C.§111(a)提交的申请，并按照35U.S.C.§119(e)(1)要求分别在2003年11月17日、2003年11月17日和2004年8月3日按照35U.S.C.§111(b)提交的临时申请No.60/520,281、No.60/520,282和No.60/598,050的申请日利益。

技术领域

本发明涉及用在用于消散由热源生成的热量的设备内的膨胀箱(expansion tank)装置，一种制造该膨胀箱装置的方法，以及具有该膨胀箱装置的液冷式散热器，其中该热源设置在IT设备例如个人计算机和服务器、AV设备、工业机器、工具机等内。

本文中以及所附权利要求书中使用的术语“铝”除了纯铝之外还包含铝合金。此外，术语“上”和“下”分别指图1的上部和下部。

背景技术

一种广泛用于消散由设置在例如个人计算机、服务器等内的热源生成的热量的方法使用这样的装置，该装置包括散热铝基板，该基板的一侧用作热接收面，在该板的另一侧上与其成一体地设置有散热翅片，该方法通过使基板的热接收面与热源相接触并使用风扇向散热翅片施加空气流，以将热源发出的热量通过基板和翅片释放到空气中。

但是，目前例如个人计算机和服务器需要高速处理的应用增加，同时更多的多媒体应用例如音乐和运动视频图像变得可以实现。为此，例如中央处理单元(下文被称为“CPU”)的工作频率变高，并且生成的热量大大增加。这些设备还需要降低噪音。因此，上述方法已经不再能实现充分的散热性能，该设备也不能根据需要使噪音降低。

另外，一种广泛使用的将热量释放到大气中的方法利用热管，并使用含氯氟烃工作流体来消散由热源例如工业机器、工具机等发出的热量。

但是，出于保护全球环境的考虑，已要求转换成不使用含氯氟烃的冷却系统。

为了克服这些问题，已开始使用液冷式散热器，其中使用主要包含水的冷却液，例如防冻溶液。

为了用于笔记本个人计算机，已提出这样的液冷式散热器，该液冷式散热器包括热接收组件，该组件包括填充有冷却液并固定在发热电子元件上的水套，以及冷却液循环管，该循环管的相对端连接到热接收组件以使冷却液从中循环。热接收组件和循环管内封装有防冻溶液。热接收组件设置在具有键盘的个人计算机的主体内，并且循环管延伸到可打开地设置在该主体上的显示单元。显示单元具有当显示单元打开时位于主体上方的拐角部分，并且该拐角部分具有与循环管连通的备用箱(见公报JP-A No.2002-182797)。对于这种液冷式散热器，备用箱用于在冷却液被从热源接收到的热量加热时吸收冷却液的热膨胀。备用箱还用于在冷却液的量减少时补充冷却液。

为了使液冷式散热器能实现改进的冷却效率，需要在最大可能的程度上将冷却液内的空气从冷却系统除去。但是，对于上述公报内公开的散热器，当显示单元关闭时备用箱内的空气进入循环管，而当显示单元打开时难以使空气返回备用箱，从而散热器存在冷却效率较低的问题。

本发明的一个目标是解决此问题并提供一种膨胀箱装置，该膨胀箱装置适于将冷却液内的空气从循环系统除去，防止循环系统破裂并防止循环系统内的冷却液的量减小，本发明的目标还包括提供一种制造该膨胀箱装置的方法以及一种液冷式散热器。

发明内容

为了实现上述目标，本发明包括以下模式。

1)一种膨胀箱装置，包括具有冷却液通道的箱安装基部和设置在该箱安装基部的上表面上的膨胀箱，该箱安装基部具有用于保持该基部的上表面上方的空间与该冷却液通道连通的连通孔，该膨胀箱具有箱主体和底板，该箱主体包括在下端具有开口的向上凸出部，该底板接合到该箱主体的下端以便封闭该凸出部的下端开口，并接合到该箱安装基部的上表面，该膨胀箱的底板在对应于该连通孔的部分具有通孔，该通孔与该箱安装基部的连通孔相连通，该底板具有沿该底板的限定该通孔的内周边的整个圆周形成的挡板，该挡板朝该通孔的中心部向上倾斜。

2)段落1)内所述的膨胀箱装置，其中，该箱安装基部是通过使相互重叠的上部和下部两个基部形成板接合而制成的，并且该冷却液通道是通过使该下部基部形成板向下凸出而在该上部和下部两个基部形成板之间形成的，该连通孔在该上部基部形成板内形成。

3)段落2)内所述的膨胀箱装置，其中，该上部和下部两个基部形成板均由金属制成，并且该上部和下部两个基部形成板通过钎焊相接合。

4)段落2)内所述的膨胀箱装置，其中，该上部和下部两个基部形成板均由铝制成，并且通过在该上部基部形成板的下表面和该下部基部形成板的上表面中的至少一个上形成的钎焊材料层被钎焊。

5)段落4)内所述的膨胀箱装置，其中，该底板由铝制成，并且该底板利用在该底板的下表面和该上部基部形成板的上表面中的至少一个上形成的钎焊材料层而钎焊在该上部基部形成板上。

6)段落1)内所述的膨胀箱装置，其中，该箱主体的凸出部具有平的顶壁，并且该顶壁具有与由挡板的上端限定的开口相对的向下突出部。

7)段落1)内所述的膨胀箱装置，其中，该箱主体和底板均由金属制成，并且该箱主体的凸出部沿外周边具有钎焊到底板上的外部凸缘。

8)段落7)内所述的膨胀箱装置，其中，该箱主体和该底板均由铝制成，并且该箱主体的外部凸缘利用在该箱主体的下表面和该底板的上表面中的至少一个上形成的钎焊材料层钎焊到该底板上。

9)一种用于制造段落1)内所述的膨胀箱装置的方法，该方法包括以下步骤：制备具有向下凸出的冷却液通道的金属的下部基部形成板，和具有从中形成的连通孔的金属的上部基部形成板；制备金属的箱主体和金属的底板，该箱主体包括在下端具有开口的向上凸出部，该底板用于封闭该箱主体的凸出部的下端开口；在该底板内形成通孔，并在该底板上沿该底板的限定该通孔的内周边的整个圆周形成挡板，该挡板朝该通孔的中心部向上倾斜；将该上部基部形成板重叠在该下部基部形成板上，此时该连通孔与该冷却液通道相对；将该底板放置在该上部基部形成板上，此时该连通孔被包含在该通孔内，并将该箱主体放置在该底板上，此时该挡板位于该向上凸出部内；将该上部基部形成板和下部基部形成板相互钎焊在一起，同时将该基板钎焊到该上部基部形成板上并将该箱主体钎焊到该底板上。

10)段落9)内所述的制造膨胀箱装置的方法，该方法包括用铝制成该上部基部形成板和下部基部形成板、该底板和该箱主体；在该上部基部形成板的下表面和该下部基部形成板的上表面中的至少一个上形成钎焊材料层，在该箱主体的下表面和该底板的上表面中的至少一个上形成钎焊材料层，在该底板的下表面和该上部基部形成板的上表面中的至少一个上形成钎焊材料层；以及使用这些钎焊材料层将该上部基部形成板和下部基部形成板相互钎焊在一起，将该基板钎焊到该上部基部形成板并将该箱主体钎焊到该底板上。

11)一种液冷式散热器，包括连接到段落1)内所述的膨胀箱装置的箱安装基部内的冷却液通道的相对端开口的冷却液循环通道，设置在循环通道的中部分处的热接收组件，以及用于使冷却液循环通过该箱安装基部的冷却液通道和该循环通道的泵。

12)段落11)内所述的液冷式散热器，其中，该冷却液通道和循环通道内封装的冷却液的量允许冷却液在膨胀箱装置处于垂直位置时填充该冷却液通道和循环通道，此时该膨胀箱的凸出部内的液位位于由该箱底板的挡板的上端限定的开口上方，冷却液的量还允许冷却液在膨胀箱装置上下颠倒时填充该冷却液通道和循环通道，此时该膨胀箱的凸出部内的液位位于由该挡板上端限定的开口上方。

13)段落11)内所述的液冷式散热器，其中，该热接收组件包括热接收组件主体和传热部件，该热接收组件主体由相互重叠地接合的两个高导热板制成，并具有位于这两个导热板之间的具有相对端开口的冷却液通道，该传热部件由高导热材料制成并设置在该组件主体的冷却液通道内，该组件主体具有形成与发热体热接触的热接收部分的外表面。

14)段落13)内所述的液冷式散热器，其中，该传热部件包括扁平管，该扁平管具有平行地形成并沿该组件主体的冷却液通道的纵向延伸的多个孔状通路。

15)段落14)内所述的液冷式散热器，其中，该两个导热板和该扁平管均由铝制成，并且该两个导热板相互钎焊在一起，该扁平管钎焊到该两个导热板上。

16)段落15)内所述的液冷式散热器，其中，该扁平管在除了该扁平管的相对端部之外的部分处钎焊到该两个导热板上。

17)段落16)内所述的液冷式散热器，其中，该两个导热板和该扁平管均由裸铝材料制成，并且该扁平管利用钎焊材料板钎焊到该两个导热板上。

18)段落16)内所述的液冷式散热器，其中，该两个导热板中的一个包括在内表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，而另一个导热板和该扁平管均包括裸铝材料，所述一个导热板具有两个部分，这两个部分包括该扁平管的各相对端并在不小于该扁平管的整体宽度的长度上向外凸出，该扁平管的所述相对端中的每一个位于所述一个导热板的对应的凸出部分的宽度方向上的中部，该扁平管利用铝钎焊板材的钎焊材料层钎焊到所述一个导热板上，该扁平管利用钎焊材料板钎焊到所述另一个导热板上。

19)段落16)内所述的液冷式散热器，其中，该两个导热板中的每一个均包括在内表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，该扁平管包括裸铝材料，每个导热板具有两个部分，这两个部分包括该扁平管的各相对端并在不小于该扁平管的整体宽度的长度上向外凸出，该扁平管的所述相对端中的每一个位于每个导热板的对应的凸出部分的宽度方向的中部，该扁平管利用铝钎焊板材的钎焊材料层钎焊到每个导热板上。

20)段落13)内所述的液冷式散热器，其中，该传热部件包括波状翅片，该波状翅片具有沿该组件主体的冷却液通道的纵向延伸的波峰部分和波谷部分，以及分别使该波峰部分和波谷部分互连的连接部分。

21)段落20)内所述的液冷式散热器，其中，该两个导热板和该翅片均由铝制成，并且该两个导热板相互钎焊在一起，该翅片的波峰部分和波谷部分钎焊到相应的导热板上。

22)一种液冷式散热器，包括由相互重叠地接合的两个金属板组成并设有具有冷却液通道的热接收组件的基板，段落1)内所述的膨胀箱装置，以及使该热接收组件的通道与该膨胀箱装置的通道相连接的冷却液循环通道，该膨胀箱装置的箱安装基部包括该两个金属板。

23)段落22)内所述的液冷式散热器，其中，该两个金属板中的一个具有暴露到外部以防止该循环通道短路的通孔。

24)段落22)内所述的液冷式散热器，其中，该热接收组件包括热接收组件主体和传热部件，该热接收组件主体由两个金属板制成并设有位于这两个金属板之间的具有相对端开口的冷却液通道，该传热部件由高导热材料制成并设置在该组件主体的冷却液通道内，该组件主体具有形成与发热体热接触的热接收部分的外表面。

25)段落24)内所述的液冷式散热器，其中，该传热部件包括扁平管，该扁平管具有平行地形成并沿该组件主体的冷却液通道的纵向延伸的多个孔状通路。

26)段落25)内所述的液冷式散热器，其中，该两个金属板和该扁平管均由铝制成，并且该两个金属板相互钎焊在一起，该扁平管钎焊到该两个金属板上。

27)段落26)内所述的液冷式散热器，其中，该扁平管在除了该扁平管的相对端部之外的部分处钎焊到该两个金属板上。

28)段落27)内所述的液冷式散热器，其中，该两个金属板和该扁平管均由裸铝材料制成，并且该扁平管利用钎焊材料板钎焊到该两个金属板上。

29)段落27)内所述的液冷式散热器，其中，该金属板中的一个包括在内表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，而另一个金属板和该扁平管均包括裸铝材料，所述一个金属板具有两个部分，这两个部分包括该扁平管的各相对端并在不小于该扁平管的整体宽度的长度上向外凸出，该扁平管的所述相对端中的每一个位于所述一个金属板的对应的凸出部分的宽度方向上的中部，该扁平管利用铝钎焊板材的钎焊材料层钎焊到所述一个金属板上，该扁平管利用钎焊材料板钎焊到所述另一个金属板上。

30)段落27)内所述的液冷式散热器，其中，该两个金属板中的每一个包括在内表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，该扁平管包括裸铝材料，每个金属板具有两个部分，这两个部分包括该扁平管的各相对端并在不小于该扁平管的整体宽度的长度上向外凸出，该扁平管的所述相对端中的每一个位于每个金属板的对应的凸出部分的宽度方向上的中部，该扁平管利用铝钎焊板材的钎焊材料层钎焊到每个金属板上。

31)段落24)内所述的液冷式散热器，其中，该传热部件包括波状翅片，该波状翅片具有沿该组件主体的冷却液通道的纵向延伸的波峰部分和波谷部分，以及分别使该波峰部分和波谷部分互连的连接部分。

32)段落31)内所述的液冷式散热器，其中，该两个金属板和该翅片均由铝制成，并且该两个金属板相互钎焊在一起，该翅片的波峰部分和波谷部分钎焊到相应的金属板上。

33)一种笔记本式个人计算机，包括具有键盘的主体和可打开地附装在该主体上的显示单元，该主体包括一壳体，在该壳体内设置有段落11)到32)中的任一项所述的液冷式散热器。

当段落1)内所述的膨胀箱装置具有连接到箱安装基部的冷却液通道的相对端开口的冷却液循环通道、设置在循环通道的中部的热接收组件、以及用于使冷却液循环通过该安装基部的冷却液通道和该循环通道的泵时，由热接收组件用发热源发出的热量加热的冷却液被冷却，同时通过泵经由循环通道和安装基部的通道而返回热接收组件。以气泡形式容纳在冷却液内的空气在穿过该基部的冷却液通道的同时，通过安装基部的连通孔以及底板的通孔进入箱主体的凸出部，并聚集在凸出部内。进入凸出部的空气由于围绕通孔设置的挡板的作用而难以反向流入冷却液通道。因此，空气被从循环通道内的冷却液中除去以确保冷却效率提高。即使冷却液由于被从发热源接收的热量加热而发生热膨胀，冷却液仍可流入该凸出部。这防止了冷却液循环通道由于内部压力升高而破裂。此外如果将过量的冷却液放入膨胀箱装置的箱主体内，则即使冷却液的量减小时，仍可防止冷却效率变差。

对于段落2)到4)内所述的膨胀箱装置，该上部和下部基部形成板可使用简单的方法制成，以便容易地形成箱安装基部。

段落5)内所述的膨胀箱装置整体上可以比较容易地制成。

段落6)内所述的膨胀箱装置使进入箱体的凸出部的空气难以反向流入箱安装基部的冷却液通道。

在段落7)和8)所述的膨胀箱装置的情况下，箱主体和底板可通过简单的方法制造，从而比较容易地形成膨胀箱。

膨胀箱装置可通过段落9)和10)内所述的制造膨胀箱装置的方法在整体上比较容易地制成。

对于段落11)和12)内所述的液冷式散热器，在热接收组件内被发热源发出的热量加热的冷却液在由泵通过循环通道和箱安装基部的通道返回该组件时被冷却。以气泡形式容纳在冷却液内的空气在穿过该基部的冷却液通道的同时，通过安装基部的连通孔以及底板的通孔进入箱主体的凸出部，并聚集在凸出部内。进入凸出部的空气由于围绕通孔设置的挡板的作用而难以反向流入冷却液通道。因此，空气被从循环通道内的冷却液中除去，以确保冷却效率提高。即使冷却液由于被从发热源接收的热量加热而发生热膨胀，冷却液仍可流入该凸出部。这防止了冷却液循环通道因内部压力的升高而破裂。此外，如果将过量的冷却液放入膨胀箱装置的箱主体，则即使在冷却液的量减小时仍可防止冷却效率变差。

对于段落12)内所述的液冷式散热器，无论箱装置处于什么姿态，均可最大程度地防止膨胀箱的凸出部内的空气反向流入冷却液通道。

对于段落13)内所述的液冷式散热器，与热接收部分热接触的发热体发出的热量从高导热板直接传递给流过冷却液通道的冷却液，以及经由高导热板和传热部件传递给流过冷却液通道的冷却液。这可确保从发热体到冷却液的传热效率提高。

对于段落14)内所述的液冷式散热器，流入热接收组件主体的流体通道的冷却液分流地流过扁平管的孔状通路，因此在流过扁平管的通路时，冷却液的传热面积增加，同时流速增加。因此，与组件主体的热接收部分热接触的发热体发出的热量以较高的传热系数通过对流传递给冷却液。

对于段落15)内所述的液冷式散热器，扁平管钎焊在高导热板上。这使得组件主体的冷却液通道抵抗内部压力的断裂强度增加。

对于段落16)内所述的液冷式散热器，扁平管钎焊在两个导热板上，同时防止熔融的钎焊材料流入管的通路，从而防止了通路被堵塞。

在段落18)和19)所述的液冷式散热器的情况下，扁平管钎焊在两个导热板上，同时防止熔融的钎焊材料流入管的通路。这防止了通路被堵塞。

对于段落20)内所述的液冷式散热器，流入组件主体的流体通道的冷却液分流地流过由翅片的各对相邻的连接部分限定的通路。结果，当冷却液流过该通路时，冷却液的传热面积增加，同时流速增加。因此，与组件主体的热接收部分热接触的发热体发出的热量以较高的传热系数通过对流传递给冷却液。

对于段落21)内所述的液冷式散热器，翅片的波峰部分和波谷部分钎焊在相应的导热板上，从而提高了组件主体的冷却液通道抵抗内部压力的断裂强度。

例如，在制造段落23)内所述的液冷式散热器时，在使金属板接合之后进行氦泄漏实验。如果金属板之间存在不允许循环通道与基板的外周边部分连通但是会使循环通道短路的缺陷接合部，则将检测到经由防止短路的通孔有氦泄漏到外部。这样可避免散热性能由于冷却液循环通道短路而变差。如果金属板之间存在不允许循环通道与基板的外周边部分连通但是在不存在防止短路的通孔的情况下将会使循环通道短路的缺陷接合部，则即使执行氦泄漏实验也不能检测到氦泄漏。如果发生这种缺陷，则将使循环通道短路，从而使冷却液不能流过整个循环通道并可能使散热性能变差。在金属板中的任何一个内形成的防止短路的通孔还用于减小基板的重量。

段落24)到27)内所述的液冷式散热器具有与段落13)到16)内所述的散热器相同的优点。

段落29)和30)内所述的液冷式散热器具有与段落18)和19)内所述的散热器相同的优点。

段落31)和32)内所述的液冷式散热器具有与段落20)和21)内所述的散热器相同的优点。

对于段落33)内所述的笔记本式个人计算机，CPU等发热电子元件可有效地被冷却，同时该散热器确保减小了噪音。

附图说明

图1是示出包括热接收组件并体现本发明的液冷式散热器的整体构造的透视图。

图2是示出本发明的液冷式散热器的整体构造的分解透视图。

图3是沿图1的线A-A的剖面的放大视图。

图4是沿图1的线B-B的剖面的放大视图。

图5是沿图1的线C-C的剖面的放大视图。

图6是对应于图5的剖视图，其中基部处于垂直位置。

图7是对应于图5的剖视图，其中基部上下颠倒。

图8是热接收组件的剖视图，以示出制造散热器的方法。

图9是膨胀箱装置的剖视图，以示出制造散热器的方法。

图10是对应于图2的一部分的局部透视图，并示出散热器的热接收组件的改型的传热部件。

图11是对应于图3的视图，并示出改型的热接收组件。

图12是对应于图3的视图，并示出另一个改型的热接收组件。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施例。在下面的说明中，图1内箭头X指示的方向将被称为“左”，相反方向被称为“右”，同一附图内的箭头Y指示的方向被称为“前”，相反方向被称为“后”。

图1和图2示出具有膨胀箱装置并体现本发明的液冷式散热器的整体结构，图3到7示出该散热器的主要部分的结构。图8和9示出制造该散热器的方法。

参照图1和2，液冷式散热器1具有形式为左右伸长的矩形的基板4，该基板由相互重叠地结合的上部和下部两个高导热板例如铝板2、3构成。基板4一体地设置有具有冷却液通道7的热接收组件5、具有冷却液通道17的膨胀箱装置14、和使这两个通道7、17互连的冷却液循环通道6。冷却液通道7、17和循环通道6内封装有冷却液，该冷却液不会腐蚀铝并且包括防冻溶液。

上部铝板2由在其下表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成。下部铝板3由裸露铝材料制成。铝板2、3利用上部铝板2的钎焊材料层相互钎焊在一起。

如图3和4内更详细示出的，热接收组件5包括由上部和下部铝板2、3制成的热接收组件主体8以及两个扁平铝管9，该主体8具有在这两个铝板2、3之间形成并由这两个铝板限定的冷却液通道7，该冷却液通道7沿前后方向延伸，该两个扁平铝管9在组件主体8的通道7内沿左右方向并排设置，并且由高导热材料例如铝压出型材制成并用作传热部件。

构成组件主体8的上部铝板2的顶面具有与发热体12热接触的热接收部分11。组件主体8的冷却液通道7通过使下部铝板3向下凸出而形成，并具有宽度朝前端逐渐减小的前端部。通道7在其后端具有前端开口和右端开口。形成组件主体8的上部铝板2具有这样的部分，该部分包含扁平管9的相对端并在不小于两个扁平管9的整体宽度之和的长度上向外凸出以形成凸出部分13，该凸出部分13沿左右方向延伸以防止焊接材料流入。

每个扁平管9具有平行于通道7形成并且沿该通道7纵向(前后方向)延伸的孔状通路9a。扁平管9的每一端均设置在对应的凸出部分13的宽度方向上的中部(相对于前后方向)。扁平管9的顶壁利用上部铝板2的下表面上的钎焊材料层在与上部铝板2的下表面相接触的整个部分上钎焊到板2上。扁平管9的底壁利用比管9短的钎焊材料板在除了其相对端部之外的部分钎焊到下部铝板3上。扁平管9的除了在该管的相对端的通路之外的所有通路9a的高度优选地为0.5～2.0mm，并且左右宽度优选地为0.3～1.5mm。管9的顶壁和底壁的厚度优选地为0.2～1.0mm，并且每对相邻的通路9a之间的分隔壁的厚度优选地为0.1～0.5mm。例如，通道9a的高度为1.1mm且左右宽度为0.55mm，管9的顶壁和底壁的厚度为0.3mm，并且每对相邻的通路9a之间的分隔壁的厚度为0.2mm。

可使用铝制的电阻焊接管代替铝压出型材制成的扁平管，该电阻焊接管具有通过将内翅片插入该管而在其中形成的多个孔状通路。还可使用由这样的板制成的管，该板是由在其一个侧面上具有铝钎焊材料层的铝钎焊板通过轧制加工而制备的，并且包括通过连接部分相连接的两个扁平壁形成部分，在每个扁平壁形成部分上与其成一体地形成并从其一个侧边与该连接部分相对地突出的侧壁形成部分，和从每个扁平壁形成部分与其成一体地突出并且沿其宽度方向间隔地设置的多个分隔形成部分，该管是通过在该连接部分处将该板弯曲成发夹形，并将侧壁形成部分以对接关系相互钎焊在一起以便由分隔形成部分形成分隔壁并形成孔状通路而制成的。在此情况下，侧壁形成部分和分隔形成部分在钎焊板的具有钎焊材料的侧面上形成。

膨胀箱装置14设置在基板4的右端部上。在箱装置14的后部设置有泵15，该泵用于使冷却液循环通过热接收组件5的通道7、循环通道6和膨胀箱装置14的通道17。

如图5内更详细示出的，膨胀箱装置14由上部和下部铝板2、3(上部和下部两个基部形成板)制成，并具有箱安装基部16，该基部16具有由铝板2、3在它们之间限定并沿前后方向延伸的冷却液通道17，和安装在基部16上的膨胀箱18。

箱安装基部16的通道17通过使下部铝板3向下凸出而形成。形成箱安装基部16的上部铝板2具有圆形连通孔19，该连通孔用于使通道17与基部16上方的空间相连通。孔19的形状并不局限于圆形。

膨胀箱18包括铝制箱主体21和铝制底板23，该铝制箱主体21包含在其下端具有开口的向上凸出部22，该铝制底板23封闭箱主体21的下端开口并向后延伸到主体21之外。

箱主体21由在其下表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材构成的圆盘制成，该箱主体是通过使该圆盘的除了其周边部分之外的部分向上凸出而形成的。凸出部22为截头圆锥体，并具有向上沿径向向内倾斜的周壁22a。凸出部22的平的顶壁22b在其中心具有向下突出部24。箱主体21的凸出部22沿其外周边具有外部凸缘21a，该凸缘利用钎焊材料层钎焊到底板23上，从而向下突出部24正好位于连通孔19上方。箱主体21并不仅局限于由圆盘制成，并且凸出部22也不局限于截头圆锥形。

底板23是沿前后方向伸长且由在其下侧面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成的矩形板，并且利用钎焊材料层钎焊到基部16的上部铝板2上。底板23在它的对应于上部铝板2的连通孔19的部分处具有圆形通孔25，该通孔25大于孔19并且与孔19同心以便与其连通。通孔25并不仅局限于圆形。底板23的限定通孔25的内周边一体地具有挡板26，该挡板在该通孔25的整个圆周上形成并向上沿径向向内倾斜，从而通过其上端限定开口27。向下突出部24与开口27相对。

泵15在箱装置14的底板23的向后突出到箱主体21之外的部分处安装在底板23上。

散热器1的冷却液循环通道6是通过使下部铝板3向下凸出而形成的。通道6在形成箱安装基部16的上部和下部铝板2、3的向左延伸部之间以及形成组件主体8的上部和下部铝板2、3的向右延伸部之间形成。循环通道6包括直的第一部分60和Z字型的第二部分61，该第一部分用于使热接收组件5的冷却液通道7的前端开口与膨胀箱装置14的冷却液通道7的前端开口从中连通，该第二部分用于使位于通道7后端的通道7的右端开口与通道17的后端开口从中连通。第二部分61具有沿前后方向延伸的多个直部分61a，和弯曲部分61b，该弯曲部分在前部和后部使相邻的各对直部分61a交替地互连。在下部铝板3内，在第二部分61的相邻的各对直部分61a、61a之间、在组件5的通道7和左端直部分61a之间、以及在右端直部分61a和箱装置14的通道17之间，形成用于检测循环通道6的泄漏的沿前后方向延伸的第一到第三防止短路槽缝(通孔)62、63、64。在下部铝板3内，在第一部分60和第二部分61的前部弯曲部分61b之间形成用于防止通道6泄漏的沿左右方向延伸的第四防止短路槽缝(通孔)65。在被位于右端部的弯曲部分61b连接在一起的两个直部分61a之间形成的第一槽缝62、第二槽缝63和第三槽缝64与第四槽缝65连通。

热接收组件5的通道7、膨胀箱装置14的通道17和循环通道6内封装的冷却液的量为，当基板4如图6所示处于垂直位置时，冷却液填充通道7、17和循环通道6，同时膨胀箱8的凸出部22内的液面高于箱底板23的挡板26的上端开口27，冷却液的量还应为，当基板4如图7所示上下颠倒时，冷却液填充通道7、17和循环通道6，同时膨胀箱8的凸出部22内的液面高于箱底板23的挡板26的上端开口27。

上述液冷式散热器1用在例如笔记本个人计算机内，该计算机包括具有键盘的计算机主体和可打开地附装在该主体上的显示单元，同时CPU(发热源)定位成与散热器1的热接收组件5的热接收部分11热接触。当个人计算机启动时，利用泵15使冷却液循环通过热接收组件5的通道7、膨胀箱装置14的通道17和循环通道6。CPU发出的热量通过上部铝板2传递给流过热接收组件5的通道7内的扁平管9中的孔状通路9a的冷却液。当冷却液流过循环通道6和膨胀箱装置14的通道17并返回组件5的通道7时，冷却液吸收的热量通过上部和下部铝板2、3释放到外部以冷却该冷却液。这种操作模式重复进行以消散CPU发出的热量。

如果CPU发出大量的热，则可在基板4的远离热接收组件5的部分上设置具有散热翅片的散热器(未示出)，同时由静音冷却风扇(未示出)向该散热器的散热翅片提供气流，该冷却风扇的输出小于常规应用的输出。

在通过膨胀箱装置14的冷却液通道17时，以气泡形式容纳在冷却液内的空气通过箱安装基部16内的孔19以及底板23内的孔25流入箱主体21的凸出部22，并聚集在其中。进入凸出部22的空气由于围绕通孔25的挡板26的作用而难以反向流入通道17。因此，空气被从循环通道6内的冷却液中除去，从而冷却效率提高。即使冷却液被从CPU接收的热量加热并发生热膨胀，但由于冷却液流入膨胀箱18的箱主体21，因而防止了循环通道因内部压力的升高而破裂。当将过量的冷却液放入膨胀箱装置14的箱主体21的凸出部22内时，即使冷却液的量减小，仍可防止冷却效率变差。

上述液冷式散热器是通过将在下文参照附图8和9说明的方法制造的。

在上部铝板2内利用压力加工同时形成用于防止钎焊材料流入的热接收组件5的凸出部分13和膨胀箱装置14的连通孔19，该铝板2的形式为在其下表面上具有钎焊材料层31的铝钎焊板材。利用压力加工，通过使裸露铝材料制成的下部铝板3向下凸出而同时形成热接收组件5的冷却液通道7、膨胀箱装置14的冷却液通道17和冷却液循环通道6，并且还在该下部板内形成第一到第四槽缝62、63、64。利用压力加工，在由下表面上具有钎焊材料层33的铝钎焊板材制成的圆盘内同时形成凸出部22和向下突出部24，以制成箱主体21。还对由下表面上具有钎焊材料层32的铝钎焊板材制成的底板23进行压力加工，以形成通孔25、挡板26和开口27。

然后，在热接收组件5的通道7内沿左右方向并排设置两个由铝压出型材制成的扁平管9。此时，在形成通道7的向下凸出部分的内表面和管9的底面之间设置由钎焊材料制成的板30，该板30比扁平管9短，并且其相对端定位成从扁平管9的相对于长度方向的各相对端向内。

此后，将上部和下部铝板2、3相互重叠，并将底板23和箱主体21设置在上部板2上。同时将铝板2、3相互钎焊在一起，将板2、3钎焊到扁平管9上，将上部板2钎焊到底板23上，并将底板23钎焊到箱主体21上。这些部件通过使用上部铝板3的钎焊材料层31、钎焊材料板30、底板23的钎焊材料层32、以及箱主体21的钎焊材料层33而进行钎焊。这样，制造出液冷式散热器1。

对这样制成的散热器1进行氦泄漏试验。如果两个金属板2、3之间的接合部具有允许循环通道6与基板4的外周边部分连通的缺陷，则将检测到从外周边部分向外部有氦泄漏。

此外，如果散热器具有不允许通道6与基板4的外周边部分连通但是会在循环通道6内产生短路的缺陷接合部，则将检测到通过槽缝62、63、64或65向外部有氦泄漏。

设置在上部铝板2内的凸出部分13和钎焊材料板30可防止在制造散热器1期间钎焊材料被熔化以进行钎焊时该钎焊材料流入扁平管9的通路9a，该钎焊材料板30比扁平管9短，其相对端定位成从扁平管9的相对于长度方向的相对端向内，并且用于将管9钎焊到下部铝板3上。

图10示出热接收组件的一种改型的传热部件50。

图10内所示的传热部件50是这样的铝制波状翅片，该翅片包括沿热接收组件的主体8的冷却液通道7的纵向延伸的波峰部分和波谷部分，以及使该波峰部分和波谷部分互连的连接部分。翅片的波峰部分利用上部铝板2的钎焊材料层钎焊到上部铝板2上，并且波谷部分利用钎焊材料板钎焊到下部铝板3上。传热部件50可由在相对侧面中的每一个上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成，并使用这两个钎焊材料层钎焊到两个铝板2、3上。

根据上述实施例，膨胀箱装置14连同热接收组件5和冷却液循环通道6与散热器1的基板4成一体地设置在该基板4上，但是，液冷式散热器也可以这样形成，即独立于基板4制成膨胀箱装置14，使例如与该箱装置分开的这两个管中的每一个的一端与该箱装置的冷却液通道的对应端相连接，并使该管的另一端连接到基板4上的冷却液循环通道6。此外可选择地，液冷式散热器还可这样形成，即单独制成上述构造的膨胀箱装置和热接收组件，并且例如通过单独的管路使膨胀箱装置的冷却液通道与热接收组件的冷却液通道相连接。

此外，根据前述实施例，底板23利用底板23的下表面上的钎焊材料层32钎焊到形成膨胀箱装置14的箱安装基部16的上部铝板2上，但是可选择地，可使用形成在上部铝板2的上表面上的钎焊材料层将底板23钎焊到上部铝板2上，而不必在底板23的下表面上设置钎焊材料层。尽管使用箱主体21的下表面上的钎焊材料层33将箱主体21的外部凸缘21a钎焊到底板23上，但是可选择地，可在底板23的上表面上形成用于将箱主体21的外部凸缘21a钎焊到底板23上的钎焊材料层，而不必在箱主体21的下表面上形成钎焊材料层。

根据前述实施例，上部铝板2的形式为在下表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，而下部铝板3的形式为裸铝材料。但是，下部铝板3也可以是在上表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材的形式。形成热接收组件40的下部铝板3在此情况下具有这样的部分，即如图11所示，该部分包含扁平管9的相对端并在不小于这两个扁平管9的整体宽度之和的长度上向外凸出，以形成沿左右方向延伸以便防止焊接材料流入的凸出部分41。与下部铝板3相接触的扁平管9的底壁的整个部分利用下部板3上的钎焊材料层钎焊到板3上。扁平管9的相对端中的每一个定位在对应的凸出部分41的宽度方向的中部。当扁平管9使用下部铝板3上的钎焊材料层钎焊到下部铝板3上时，凸出部分41用于防止从下部板3上的(钎焊材料)层流出的熔融钎焊材料进入扁平管9的孔状通路9a。

此外，根据前述实施例，上部铝板2的形式为在下表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，而下部铝板3的形式为裸铝材料，但是，两个板2、3中的每一个均可以是裸铝材料的形式。这两个铝板2、3然后使用钎焊材料板进行钎焊。在此情况下，如图12所示，热接收组件45不需要在板2、3上设置任何用于防止钎焊材料流入的凸出部分，并且两个扁平管9的顶壁在除了扁平管9的相对端之外的位置通过使用比管9短的钎焊材料板而钎焊到上部铝板2上。当两个铝板2、3使用钎焊材料板钎焊到扁平管9上时，可防止熔融的钎焊材料流入通路9a。

工业应用性

本发明提供了一种用在用于消散由热源产生的热量的液冷式散热器内的膨胀箱装置，该热源设置在个人计算机、服务器和类似的IT设备、AV设备、工业机器、工具机等内。该(膨胀箱)装置将冷却液内的空气从循环系统除去，防止了循环系统破裂并避免了循环系统内的冷却液的量减小。

Claims (33)

1.一种膨胀箱装置，包括具有冷却液通道的箱安装基部和设置在该箱安装基部的上表面上的膨胀箱，该箱安装基部具有用于保持该基部的上表面上方的空间与该冷却液通道连通的连通孔，该膨胀箱具有箱主体和底板，该箱主体包括在下端具有开口的向上凸出部，该底板接合到该箱主体的下端以便封闭该凸出部的下端开口，并接合到该箱安装基部的上表面，该膨胀箱的底板在对应于该连通孔的部分具有通孔，该通孔与该箱安装基部的连通孔相连通，该底板具有沿该底板的限定该通孔的内周边的整个圆周形成的挡板，该挡板朝该通孔的中心部向上倾斜。

2.根据权利要求1的膨胀箱装置，其特征在于，该箱安装基部是通过使相互重叠的上部和下部两个基部形成板接合而制成的，并且该冷却液通道是通过使该下部基部形成板向下凸出而在该上部和下部两个基部形成板之间形成的，该连通孔在该上部基部形成板内形成。

3.根据权利要求2的膨胀箱装置，其特征在于，该上部和下部两个基部形成板均由金属制成，并且该上部和下部两个基部形成板通过钎焊相接合。

4.根据权利要求2的膨胀箱装置，其特征在于，该上部和下部两个基部形成板均由铝制成，并且通过在该上部基部形成板的下表面和该下部基部形成板的上表面中的至少一个上形成的钎焊材料层被钎焊。

5.根据权利要求4的膨胀箱装置，其特征在于，该底板由铝制成，并且该底板利用在该底板的下表面和该上部基部形成板的上表面中的至少一个上形成的钎焊材料层而钎焊在该上部基部形成板上。

6.根据权利要求1的膨胀箱装置，其特征在于，该箱主体的凸出部具有平的顶壁，并且该顶壁具有与由挡板的上端限定的开口相对的向下突出部。

7.根据权利要求1的膨胀箱装置，其特征在于，该箱主体和底板均由金属制成，并且该箱主体的凸出部沿外周边具有钎焊到底板上的外部凸缘。

8.根据权利要求7的膨胀箱装置，其特征在于，该箱主体和该底板均由铝制成，并且该箱主体的外部凸缘利用在该箱主体的下表面和该底板的上表面中的至少一个上形成的钎焊材料层钎焊到该底板上。

9.一种用于制造根据权利要求1的膨胀箱装置的方法，该方法包括以下步骤：制备具有向下凸出的冷却液通道的金属的下部基部形成板，和具有从中形成的连通孔的金属的上部基部形成板；制备金属的箱主体和金属的底板，该箱主体包括在下端具有开口的向上凸出部，该底板用于封闭该箱主体的凸出部的下端开口；在该底板内形成通孔，并在该底板上沿该底板的限定该通孔的内周边的整个圆周形成挡板，该挡板朝该通孔的中心部向上倾斜；将该上部基部形成板重叠在该下部基部形成板上，此时该连通孔与该冷却液通道相对；将该底板放置在该上部基部形成板上，此时该连通孔被包含在该通孔内，并将该箱主体放置在该底板上，此时该挡板位于该向上凸出部内；将该上部基部形成板和下部基部形成板相互钎焊在一起，同时将该基板钎焊到该上部基部形成板上并将该箱主体钎焊到该底板上。

10.根据权利要求9的制造膨胀箱装置的方法，其特征在于，该方法包括用铝制成该上部基部形成板和下部基部形成板、该底板和该箱主体；在该上部基部形成板的下表面和该下部基部形成板的上表面中的至少一个上形成钎焊材料层，在该箱主体的下表面和该底板的上表面中的至少一个上形成钎焊材料层，在该底板的下表面和该上部基部形成板的上表面中的至少一个上形成钎焊材料层；以及使用这些钎焊材料层将该上部基部形成板和下部基部形成板相互钎焊在一起，将该基板钎焊到该上部基部形成板并将该箱主体钎焊到该底板上。

11.一种液冷式散热器，包括连接到根据权利要求1的膨胀箱装置的箱安装基部内的冷却液通道的相对端开口的冷却液循环通道，设置在循环通道的中部分处的热接收组件，以及用于使冷却液循环通过该箱安装基部的冷却液通道和该循环通道的泵。

12.根据权利要求11的液冷式散热器，其特征在于，该冷却液通道和循环通道内封装的冷却液的量允许冷却液在膨胀箱装置处于垂直位置时填充该冷却液通道和循环通道，此时该膨胀箱的凸出部内的液位位于由该箱底板的挡板的上端限定的开口上方，冷却液的量还允许冷却液在膨胀箱装置上下颠倒时填充该冷却液通道和循环通道，此时该膨胀箱的凸出部内的液位位于由该挡板上端限定的开口上方。

13.根据权利要求11的液冷式散热器，其特征在于，该热接收组件包括热接收组件主体和传热部件，该热接收组件主体由相互重叠地接合的两个高导热板制成，并具有位于这两个导热板之间的具有相对端开口的冷却液通道，该传热部件由高导热材料制成并设置在该组件主体的冷却液通道内，该组件主体具有形成与发热体热接触的热接收部分的外表面。

14.根据权利要求13的液冷式散热器，其特征在于，该传热部件包括扁平管，该扁平管具有平行地形成并沿该组件主体的冷却液通道的纵向延伸的多个孔状通路。

15.根据权利要求14的液冷式散热器，其特征在于，该两个导热板和该扁平管均由铝制成，并且该两个导热板相互钎焊在一起，该扁平管钎焊到该两个导热板上。

16.根据权利要求15的液冷式散热器，其特征在于，该扁平管在除了该扁平管的相对端部之外的部分处钎焊到该两个导热板上。

17.根据权利要求16的液冷式散热器，其特征在于，该两个导热板和该扁平管均由裸铝材料制成，并且该扁平管利用钎焊材料板钎焊到该两个导热板上。

18.根据权利要求16的液冷式散热器，其特征在于，该两个导热板中的一个包括在内表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，而另一个导热板和该扁平管均包括裸铝材料，所述一个导热板具有两个部分，这两个部分包含该扁平管的各相对端并在不小于该扁平管的整体宽度的长度上向外凸出，该扁平管的所述相对端中的每一个位于所述一个导热板的对应的凸出部分的宽度方向上的中部，该扁平管利用铝钎焊板材的钎焊材料层钎焊到所述一个导热板上，该扁平管利用钎焊材料板钎焊到所述另一个导热板上。

19.根据权利要求16的液冷式散热器，其特征在于，该两个导热板中的每一个均包括在内表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，该扁平管包括裸铝材料，每个导热板具有两个部分，这两个部分包含该扁平管的各相对端并在不小于该扁平管的整体宽度的长度上向外凸出，该扁平管的所述相对端中的每一个位于每个导热板的对应的凸出部分的宽度方向的中部，该扁平管利用铝钎焊板材的钎焊材料层钎焊到每个导热板上。

20.根据权利要求13的液冷式散热器，其特征在于，该传热部件包括波状翅片，该波状翅片具有沿该组件主体的冷却液通道的纵向延伸的波峰部分和波谷部分，以及分别使该波峰部分和波谷部分互连的连接部分。

21.根据权利要求20的液冷式散热器，其特征在于，该两个导热板和该翅片均由铝制成，并且该两个导热板相互钎焊在一起，该翅片的波峰部分和波谷部分钎焊到相应的导热板上。

22.一种液冷式散热器，包括由相互重叠地接合的两个金属板组成并设有具有冷却液通道的热接收组件的基板，根据权利要求1的膨胀箱装置，以及使该热接收组件的通道与该膨胀箱装置的通道相连接的冷却液循环通道，该膨胀箱装置的箱安装基部包括该两个金属板。

23.根据权利要求22的液冷式散热器，其特征在于，该两个金属板中的一个具有暴露到外部以防止该循环通道短路的通孔。

24.根据权利要求22的液冷式散热器，其特征在于，该热接收组件包括热接收组件主体和传热部件，该热接收组件主体由两个金属板制成并设有位于这两个金属板之间的具有相对端开口的冷却液通道，该传热部件由高导热材料制成并设置在该组件主体的冷却液通道内，该组件主体具有形成与发热体热接触的热接收部分的外表面。

25.根据权利要求24的液冷式散热器，其特征在于，该传热部件包括扁平管，该扁平管具有平行地形成并沿该组件主体的冷却液通道的纵向延伸的多个孔状通路。

26.根据权利要求25的液冷式散热器，其特征在于，该两个金属板和该扁平管均由铝制成，并且该两个金属板相互钎焊在一起，该扁平管钎焊到该两个金属板上。

27.根据权利要求26的液冷式散热器，其特征在于，该扁平管在除了该扁平管的相对端部之外的部分处钎焊到该两个金属板上。

28.根据权利要求27的液冷式散热器，其特征在于，该两个金属板和该扁平管均由裸铝材料制成，并且该扁平管利用钎焊材料板钎焊到该两个金属板上。

29.根据权利要求27的液冷式散热器，其特征在于，该金属板中的一个包括在内表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，而另一个金属板和该扁平管均包括裸铝材料，所述一个金属板具有两个部分，这两个部分包含该扁平管的各相对端并在不小于该扁平管的整体宽度的长度上向外凸出，该扁平管的所述相对端中的每一个位于所述一个金属板的对应的凸出部分的宽度方向上的中部，该扁平管利用铝钎焊板材的钎焊材料层钎焊到所述一个金属板上，该扁平管利用钎焊材料板钎焊到所述另一个金属板上。

30.根据权利要求27的液冷式散热器，其特征在于，该两个金属板中的每一个包括在内表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材，该扁平管包括裸铝材料，每个金属板具有两个部分，这两个部分包含该扁平管的各相对端并在不小于该扁平管的整体宽度的长度上向外凸出，该扁平管的所述相对端中的每一个位于每个金属板的对应的凸出部分的宽度方向上的中部，该扁平管利用铝钎焊板材的钎焊材料层钎焊到每个金属板上。

31.根据权利要求24的液冷式散热器，其特征在于，该传热部件包括波状翅片，该波状翅片具有沿该组件主体的冷却液通道的纵向延伸的波峰部分和波谷部分，以及分别使该波峰部分和波谷部分互连的连接部分。

32.根据权利要求31的液冷式散热器，其特征在于，该两个金属板和该翅片均由铝制成，并且该两个金属板相互钎焊在一起，该翅片的波峰部分和波谷部分钎焊到相应的金属板上。

33.一种笔记本式个人计算机，包括具有键盘的主体和可打开地附装在该主体上的显示单元，该主体包括一壳体，在该壳体内设置有根据权利要求11到32中的任一项的液冷式散热器。

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