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    • 专利摘要:
    一流體熱交換器，包含：均熱片板件，包含一預期的生熱零組件接觸區域；複數微型通道，用於將熱傳送流體引導在該均熱片板件之上，該複數微型通道之每一者具有第一端部及一相對的端部，且該複數微型通道之每一者大體上與其它微型通道彼此平行地延伸，及該複數微型通道之每一者在其第一端部與其相對的端部之間具有一連續式通道流動路徑；流體入口開口，用於該複數微型通道及定位在該微型通道的第一與相對的端部之間；第一流體出口開口，在該微型通道第一端部之每一者處來自該複數微型通道；及一相對的流體出口開口，在該微型通道相對的端部之每一者處來自該複數微型通道，該流體入口開口與該第一及相對的流體出口開口提供通入該複數微型通道之熱傳送流體的任何流動，其沿著該複數微型通道之每一者的全長於二方向中由該流體入口開口向外流動。冷卻一生熱零組件之方法使用一將冷卻劑之質量流分開的流體熱交換器。
    公开号:TW201305522A
    申请号:TW101110072
    申请日:2012-03-23
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Geoff Sean Lyon
    申请人:Coolit Systems Inc；
    IPC主号:H01L23-00
    专利说明:
    流體熱交換系統 相關申請案
    此申請案主張申請中之2012年2月12日提出的美國專利申請案第13/401,618號；申請中之2011年7月27日提出的美國臨時專利申請案第61/512,379號；申請中之2008年8月11日提出的美國專利申請案第12/189,476號；及2007年8月9日提出的美國臨時專利申請案第60/954,987號之利益及優先權，用於所有目的，該申請案係於其個別之全部中以引用的方式併入本文中。
    在此中所揭示之革新及相關主題(共同地被稱為該“揭示內容”)大致上關於流體熱交換系統。一些系統係關於當作範例之電子元件冷卻應用的敘述，雖然所揭示之革新可被使用於各種其他應用中。
    流體熱交換器被使用於藉由承接及消散來自電子及其他裝置的熱能而冷卻該電子及其他裝置。
    流體熱交換器尋求將熱能消散至一通過該流體熱交換器之流體，該熱能由一熱源連通該流體熱交換器。
    儘管很多先前提出之流體熱交換系統的存在，在此留下一對於熱交換系統的需求，該熱交換系統被建構來提供改善之熱性能。同樣地，在此留下一對於系統的需求，且更特別地是，該系統被建構用於持續及開發小形狀因素。譬如，在此留下一對於低輪廓熱交換組件(例如整合式散熱器與泵浦組件)的需求，該輪廓具有大約27毫米之直立的分量高度，諸如於大約24毫米至大約27.5毫米之間、或更少。在此亦留下一對於整合式零組件及具有更少之流體連接件的系統之需求。此外，在此對於整合式熱交換零組件中之低壓力損失流動變遷有一需求。
    在此中所揭示之革新克服該先前技藝中之很多問題，並處理該前述、以及其他需求。在此中所揭示之革新大致上關於流體熱交換系統，且更特別地是、但不排他地關於用於此等系統中之整合式零組件的方法。譬如，一些革新係針對低輪廓泵浦外殼。其他革新係針對製造改良之熱傳送及/或壓力損失性能的散熱器設計。且其他革新係針對用於消除系統零組件、同時保留其個別之功能的方法。
    按照在此中所揭示之革新的一概括態樣，在此提供有一流體熱交換器，包括：均熱片板件，包含一預期的生熱零組件接觸區域；複數微型通道，用於將熱傳送流體引導在該均熱片板件之上，該複數微型通道之每一者具有第一端部及一相對的端部，且該複數微型通道之每一者大體上與其它微型通道彼此平行地延伸，及該複數微型通道之每一者在其第一端部與其相對的端部之間具有一連續式通道流動路徑；流體入口開口，用於該複數微型通道及定位在該微型通道的第一與相對的端部之間；第一流體出口開口，在該微型通道第一端部之每一者處來自該複數微型通道；及一相對的流體出口開口，在該微型通道相對的端部之每一者處來自該複數微型通道，該流體入口開口與第一及相對的流體出口開口提供通入該複數微型通道之熱傳送流體的任何流動，其沿著該複數微型通道之每一者的全長於二方向中由該流體入口開口向外流動。
    按照所揭示之革新的另一概括態樣，在此提供有一用於冷卻生熱零組件的方法包括：提供一流體熱交換器，包含均熱片板件；複數微型通道，用於引導熱傳送流體在該均熱片板件之上，該複數微型通道之每一者具有第一端部及一相對的端部，且該複數微型通道之每一者在其第一端部與其相對的端部之間具有一連續式通道流動路徑；流體入口開口，用於該複數微型通道及定位在該微型通道的第一與相對的端部之間；第一流體出口開口，在該微型通道第一端部之每一者處來自該複數微型通道；及一相對的流體出口開口，在該微型通道相對的端部之每一者處來自該複數微型通道；將該均熱片板件安裝至該生熱零組件上，建立一生熱零組件接觸區域，在此該生熱零組件接觸該均熱片板件；將熱交換流體之流動導入至該流體熱交換器；驅策該熱交換流體之流動經過該流體入口進入該複數微型通道，首先至該微型通道的端部間之微型通道區域；及將該熱交換流體之流動轉向成複數子流動(subflow)，每一子流動遠離彼此地流動，該複數子流動之第一子流動由該流體入口流動朝向該第一流體出口，且該複數子流動之第二子流動由該流體入口流動朝向該相對的流體出口。
    根據所揭示之革新的另一概括態樣，熱交換系統被揭示。
    一些被敘述之熱交換系統具有散熱器，該散熱器具有複數並列的散熱片，而在鄰接的散熱片之間界定對應的複數微型通道；及一凹入的溝槽，其相對該散熱片橫向地延伸。集流管本體至少局部地界定一大致上位在該溝槽上面的開口。
    該集流管本體及該溝槽可一起界定入口集流管的一部份。該入口集流管能被建構來通過液壓地將該微型通道之每一者平行地耦接至該微型通道之至少另一微型通道。
    該散熱器能具有一均熱片，使該散熱片之每一者由該均熱片延伸。於一些散熱器具體實施例中，該散熱片及該均熱片能形成單一結構。該散熱片之每一者能界定一與該均熱片隔開之對應的遠側邊緣，且該溝槽可為由該個別之複數遠側邊緣凹入。於一些散熱器具體實施例中，該凹入溝槽之最低範圍係與該均熱片隔開。於其他散熱器具體實施例中，該凹入溝槽之最低範圍係大體上與該均熱片有同等範圍。如在下面所敘述，該個別之遠側邊緣的每一者能界定一對應的凹入部份，藉此界定該凹入溝槽。
    於一些具體實施例中，該凹入溝槽包括被定位鄰接該散熱片之第一端部的第一溝槽、及被定位鄰接該散熱片之第二、相對端部的第二溝槽。譬如，該第一溝槽及該第二溝槽能界定一排出集流管之個別部份。
    該凹入溝槽之橫截面輪廓可具有各種形狀之任一種。譬如，於一些散熱器具體實施例中，該凹入溝槽之橫截面輪廓包括以下群組之被選擇的一或多種，該群組包含v字形刻槽、半圓、拋物線、雙曲線、及至少具有一個大體上筆直邊緣的刻槽。
    於一些散熱器具體實施例中，該複數散熱片之代表性高度對該溝槽之代表性深度的比率係於大約10：1及大約10：7之間。譬如，該代表性高度對該代表性深度之比率可為於大約3：1及大約2：1之間。
    該集流管本體中之開口可具有一凹入區域及一由該凹入區域延伸經過該集流管本體的孔口。於一些情況中，該集流管本體中之凹入區域係逐漸縮小的凹入區域，具有隨著該凹入區域之增加的深度而縮小之至少一橫截面尺寸。該凹入溝槽鄰接該集流管本體之斜面與鄰接該溝槽的集流管本體中之凹入區域的斜面大體上可為連續的。該凹入區域、該孔口及該溝槽可一起界定一流動變遷，並具有一於大約百分之150及大約百分之200之間的特徵長度尺度，且大於該孔口之對應的特徵長度尺度。
    於在此中所敘述之一些熱交換系統型式中，該入口集流管能被建構來於橫截方向中相對該個別微型通道之縱向軸線運送一流體之流動至該微型通道之每一者。一些熱交換系統具有界定一入口高壓間的一本體。該入口高壓間及該入口集流管可被一起建構來運送一流體流動至於一大致上橫截於該散熱片之方向中。譬如，該入口集流管能被建構來運送該流體之撞擊流動至該微型通道之每一者。
    於一些散熱器具體實施例中，該複數散熱片中之散熱片的每一者界定一對應的形成斜面之遠側邊緣。
    一些熱交換系統亦具有單一的本體，其界定第一側面及第二側面，該第二側面與該第一側面相對地定位。該入口高壓間的一部份及該入口集流管的一部份可為由該第一側面分別地凹入。一來自該第二側面的凹部能界定一泵浦蝸殼，且該入口高壓間之由該第一側面凹入的部份能被定位鄰接該泵浦蝸殼。界定該泵浦蝸殼的凹部可為一大體上圓柱形凹部，並具有大體上垂直於該第二側面延伸之縱向軸線。該單一的本體能界定一開口，其大致上沿著該圓柱形凹部切線地延伸，且通過液壓地將該泵浦蝸殼耦接至該入口高壓間。
    該本體能界定鄰接該入口集流管凹部的第二凹入區域及一分開該第二凹入區域與該入口集流管凹部的壁面。該集流管本體能被建構來跨越該入口集流管凹部及配套地嚙合該本體，使得該集流管本體如此佔據該第二凹入區域的一部份，以便界定一大致上位在該微型通道之每一者的個別部份上面之排出集流管。該複數微型通道之個別部份可由該入口集流管隔開。
    按照所揭示之革新的又另一概括態樣，一些被敘述之熱交換系統具有一散熱器，該散熱器具有複數並列的散熱片，而在鄰接的散熱片之間界定對應的複數微型通道。該散熱片之每一者能界定一個別之形成斜面的遠側邊緣。集流管本體能位在該形成斜面之遠側邊緣的每一者之至少一部份上面，且界定一被建構來在橫截於該微型通道之方向中運送流體之流動至該微型通道的開口。
    個別之形成斜面的遠側邊緣及該均熱片間之距離能界定該個別散熱片之高度。每一個別之散熱片能界定第一端部及第二端部，且於該第一及該第二端部之間在翼展方向中相對該均熱片縱向地延伸。該複數散熱片之一或多個的個別散熱片高度能沿著該翼展方向變化。該集流管本體能具有一驅策抵靠著該遠側邊緣之每一者的至少一部份之順應部份。例如，散熱片高度沿著該翼展方向中之變化能界定該個別之遠側邊緣的一非線性輪廓，且該集流管本體之順應部份大致上能夠配合該非線性輪廓。
    一凹入溝槽可相對該散熱片橫截地延伸，且該開口可大致上位在該溝槽上面。該個別之遠側邊緣的每一者能界定一對應的凹入部份，藉此界定該凹入溝槽。
    該複數散熱片之代表性高度對該溝槽之代表性深度的比率係於大約10：1及大約10：7之間。譬如，該代表性高度對該代表性深度之比率可為於大約3：1及大約2：1之間。
    根據所揭示之革新的另一概括態樣，單一的構造被敘述。譬如，單一的構造能具有第一側面、與該第一側面相對地定位的第二側面、及一延伸於該第一側面及該第二側面之間的大體上連續之周邊壁面。一底板能夠大致上分開該第一側面與該第二側面。該第一側面能界定一大體上圓柱形的凹部，且該第二側面能界定具有一區域的凹部，該區域被由大體上圓柱形凹部徑向地往外定位，該圓柱形凹部係藉由該第一側面所界定。
    於一些情況中，該單一的構造能界定一孔口，該孔口延伸於該大體上圓柱形凹部及該凹部離由該大體上圓柱形凹部徑向地往外定位之第二側面的部份之間。
    該周邊壁面能界定一或多個周邊凹部。該構造可於延伸在該周邊凹部之一及該大體上圓柱形凹部之間的底板中界定一孔口。該構造能界定一延伸在該周邊凹部之一及藉由該第二側面所界定的凹部之間的孔口。該構造能界定一孔口，該孔口延伸在該周邊凹部之一及該凹部離由該大體上圓柱形凹部徑向地往外定位之第二側面的部份之間。
    該一或多個周邊凹部可包含第一周邊凹部及第二周邊凹部。該構造能界定一延伸於該第二周邊凹部及藉由該第二側面所界定的凹部之間的孔口。該周邊壁面亦可界定第三周邊凹部，且該構造能界定一孔口，該孔口延伸在該第三周邊凹部及該凹部離由該大體上圓柱形凹部徑向地往外定位之第二側面的部份之間。
    該構造的一些具體實施例大致上界定一外殼。該大體上圓柱形凹部能界定一泵浦蝸殼，且來自該第二側面之凹部能界定一高壓間。該高壓間可為一藉由該凹部離由該大體上圓柱形凹部徑向地往外定位之第二側面的部份所界定之散熱器入口高壓間。來自該第二側面之凹部能界定散熱器入口集流管的一部份、及散熱器出口集流管的一部份。
    應了解的是對於那些熟諳此技藝者，由以下之詳細敘述，其他創新之態樣將輕易地變得明顯，其中各種具體實施例經由說明被顯示及敘述。如將被施行，其他及不同的具體實施例為可能的，且數個細節能夠於各種其他方面中修改，所有皆未由在此中所揭示之原理的精神及範圍脫離。
    據此，該圖面及詳細之敘述本質上將被視為說明性及不被視為限制性的。
    下文經由參考特定之範例敘述關於熱交換系統的各種創新之原理。然而，所揭示之原理的一或多個可被併入各種系統組構中，以達成各種對應系統特徵之任一種。在下面有關所附圖面所提出之詳細的敘述係意欲當作各種具體實施例之敘述，且不意欲僅只代表藉由本發明家所考慮之具體實施例。為提供在此中所揭示之原理的廣泛理解之目的，該詳細之敘述包含特定之細節。然而，對於那些熟諳此技藝者在回顧此揭示內容之後將變得明顯的是，所主張之發明的一或更多項可被實踐，而沒有所說明之細節的一或多個。
    不同地陳述之，關於特別組構、應用、或使用所敘述之系統僅只是併入在此中所揭示之創新原理的一或多個之系統的範例，且被使用於說明所揭示之原理的一或多個創新態樣。如此，具有與那些在此中所討論之特定範例不同的屬性之熱交換系統能具體化該創新原理的一或多個，且能夠被使用在於此中未詳細地敘述的應用中，譬如將熱傳送至資料中心中之零組件、雷射零組件、發光二極體、化學反應、光電池、太陽能集熱器、電子零組件、功率電子元件、光電子元件(例如被使用於開關中)、及現在已知或此後被開發的各種其他工業、軍事與消費者裝置，或由以上之裝置傳送熱。據此，此等另外選擇的具體實施例亦落在此揭示內容之範圍內。 流體迴路
    圖1中之概要說明圖顯示在所揭示之以流體為基礎的熱交換器系統之中的數個共通之功能性特色。譬如，該流體迴路10具有被建構來吸收來自熱源(於圖1中未示出)之熱的第一熱交換器11、及被建構來由該迴路10排出熱之第二熱交換器12。如在圖1中所指示，工作流體、或冷卻劑能於該熱交換器11、12之間循環，以將藉由該第一熱交換器中之工作流體所吸收之能量載送至該第二熱交換器12，在此能量能被由該流體排出。該熱交換器11、12的一或兩者可為微型通道熱交換器。
    如在此中使用，“微型通道”意指一流體導管、或通道，具有譬如測量少於大約1毫米、諸如大約0,1毫米、或十分之數毫米的至少一主要尺寸(例如通道寬度)。
    如在此中使用，“流體性”意指或關於一流體(例如氣體、液體、液相及氣相之混合物等)。如此，“流體性地耦接”的二區域係如此彼此耦接，以便對該區域間之壓力梯度作出回應而允許流體由該區域之一者流動至另一區域。
    如在此中使用，該“工作流體”及“冷卻劑”等詞係可互換的。雖然很多配方的工作流體係可能的，共通之配方包含蒸餾水、乙二醇、丙二醇、及其混合物。
    如在此中使用，該“散熱器”及“熱交換器”等詞係可互換的，且意指一被建構來經過對流(亦即，傳導及平流之組合)熱傳送而傳送能量至流體或由流體傳送能量的裝置。
    再次參考圖1，該工作流體典型進入第一集流管13(有時候在通過一入口高壓間之後，用於易於說明之故，該入口高壓間被由圖1省略)。由該集流管13，該流體能被分佈在複數流體通道14之中，該流體通道14被建構來將來自熱傳送表面、例如該熱交換器11中之壁面的熱傳送至該工作流體。於一些具體實施例中，諸如在下面所敘述之範例，該流體通道14被建構為微型通道，且該壁面被建構為延伸的熱傳送表面、或散熱片。
    於該迴路10之操作期間，能量由該第一熱交換器之壁面傳導(例如擴散)進入該通道14內之鄰接的流體微粒，且該鄰接之流體微粒被由該壁面掃除、或平流傳送，載送藉由該壁面所吸收之能量。該被掃除之微粒係藉由其他、通常較冷的流體微粒所替換，該較冷的流體微粒更輕易地吸收來自該壁面之能量(例如，由於其通常較低的溫度)。傳導及平流(亦即，對流)之此一組合提供一用於冷卻裝置的有效率之方式，該裝置譬如具有相當高的熱通量、諸如為電子裝置。
    在通過該第一熱交換器11中的複數通道14之後，該被加熱之工作流體收集在一排出集流管15中，且通過至該第二熱交換器12，以該被加熱之工作流體載送由該第一熱交換器11所吸收之能量。當該被加熱之流體通過該第二熱交換器12時，能量經過類似於那些上面所述之對流製程被由該流體排出(譬如至另一工作流體，諸如該空氣或建築物之供水源)。由該第二熱交換器，該被冷卻之工作流體通過一泵浦16及回至該第一熱交換器11。
    圖1中之虛線盒子指示該迴路10之數個功能性零組件能被整合成單一個次組件。當作一範例，該次組件20包含該泵浦16、該集流管13、15、及該通道14，以及例如該泵浦及該集流管13間之導管。入口21及出口22操作地耦接該次組件20至該第二熱交換器12。此一次組件20之工作具體實施例係有關圖7以及下列等被敘述在下面。
    有關該第一熱交換器11、該第二熱交換器12、或兩者，在此中所敘述之創新特色的每一者可單獨或結合地被併入。 熱交換器範例
    參考圖2至4，流體熱交換器100被顯示。流體熱交換器100包含一均熱片板件102、被界定於壁面110間之流體微型通道103的配置、流體入口通道104、及流體出口通道106。外殼109與均熱片板件102一起作用，以形成該散熱器的外部限制及界定流體流動通道104、106。
    如圖3及4中所顯示，於使用中，該熱交換器100被耦接至一熱源107、諸如一電子裝置，該電子裝置包含、但不被限制於微晶片或積體電路。該熱交換器可藉由一設置在其間之熱介面材料、藉由直接耦接至該熱源之表面、或藉由一體形成該熱源及至少該流體熱交換器之均熱片板件102而被熱耦接至該熱源。該熱交換器100可採取各種形式及形狀，但均熱片板件102被形成，以由熱源107承接熱能。均熱片板件102包含一預期的生熱零組件接觸區域102b，該生熱零組件接觸區域102b被定位在該均熱片板件102上之習知位置上。於所說明之具體實施例中，均熱片板件102在區域102b包含一突出部份，該突出部份控制該均熱片板件相對該熱源之定位，但此一突出部份不須被包含。假如想要，則均熱片板件102可包含更具傳導性之材料的一部份，以有利於熱傳送及控制熱傳送。於任一案例中，均熱片板件20被形成來裝在區域102b中的熱源之上，並與該熱源熱連通，且通常相對該均熱片板件之邊緣中心地安置。
    微型通道103被形成，以承接及允許熱交換流體之流動通過該微型通道，使得該流體可沿著均熱片板件102及壁面110移動，並由均熱片板件102及壁面110承接及消散熱能。於所說明之具體實施例中，微型通道103被熱耦接至該均熱片板件的壁面110所界定，以承接來自該壁面110之熱能。譬如，均熱片板件102可包含一面朝內、上表面102a，且複數微型通道壁面110可由該上表面102a向上地延伸，藉此被界定於上表面102a及該微型通道壁面110間之通道區域輸送或引導流體，以建立一流體流動路徑。該通道區域可為開放式或導熱之多小孔材料、諸如金屬或矽發泡材料、燒結的金屬等充填。導熱的、多小孔材料允許流經該通道，但建立一迂迴曲折的流動路徑。
    表面102a及微型通道壁面110允許該流體遭受來自該均熱片板件的熱能之變換，以冷卻耦接至該均熱片板件的熱源。該上表面102a及壁面110具有一高導熱性，以允許由該熱源107至通過通道103之流體的熱傳送。形成通道103的表面可為平滑及堅固的，並以諸如燒結的金屬及/或金屬或矽發泡材料之多小孔組結構來形成，或為表面粗糙的，譬如，包含凹陷部及/或凸出處，其被設計來由一特別位置收集或排出流體、或建立所選擇之流體流動性質。面朝微型通道壁面110可被以一平行之組構來建構，如所顯示，或可被以別的方式所形成，倘若流體能沿著一流體路徑流動於該微型通道壁面110之間。對於一熟諳此技藝者將變得明顯的是該微型通道壁面110可被以任何另一適當之組構來另一選擇地建構，視所想要之流動的各種因素、熱交換等而定。例如，溝槽可被形成於微型通道壁面110的各區段之間。大致上，微型通道壁面110可合意地具有各種尺寸及性質，該尺寸及性質企圖減少或盡可能使流動經過被界定在壁面110之間的通道103之流體的壓降或差壓減至最小。
    該微型通道壁面110可具有一在20微米至1毫米的範圍內之寬度尺寸、及一在100微米至五毫米之範圍內的高度尺寸，視該熱源107之功率、想要之冷卻效果等而定。該微型通道壁面110可具有一長度尺寸，該長度尺寸之範圍在100微米及數公分之間，視該熱源之尺寸、及來自該熱源之熱通量密度而定。於一具體實施例中，該壁面110延伸完全通過區域102b之均熱片板件的全長尺寸(其可為一寬度)。這些為示範尺寸，且當然，其他微型通道壁面尺寸係可能的。該微型通道壁面110可藉由20微米至1毫米之分離尺寸範圍被隔開，視該熱源107之功率而定，雖然其他分離尺寸被考慮。
    其他多微孔的通道組構可被另一選擇地使用於微型通道、或譬如隨同微型通道被使用，該微型通道諸如一系列導柱、散熱片、或起伏部等，其由該均熱片板件上表面或迂迴曲折的通道往上地延伸，如藉由發泡材料或燒結的表面所形成。
    流體熱交換器100另包含一流體入口通道104，於所說明之具體實施例中，該流體入口通道104包含穿過該外殼開口至集管頭112的通口111、及此後一至該多微孔的流體通道103之流體入口開口114。 流體分佈
    該通口及該集管頭能夠以各種方式及組構被形成。譬如，如想要，通口111可如所顯示被定位在該熱交換器之頂部、側面、或端部區域上。通口111及集管頭112大致上具有比開口114較大的橫截面積，以致流體之質量流大體上可被連通，而不會限制於開口114。
    雖然僅只單一個流體入口開口114被顯示，在此可有一或多個流體入口開口，並提供由該集管頭至該流體微型通道103的連通。
    流體入口開口114可通至與該均熱片板件相向的微型通道103，使得通過該開口之流體可在沿著該通道的軸向長度轉向之前通過壁面110之間朝向表面102a，該通道延伸平行於x軸。既然大部份裝置將定位該均熱片板件當作熱交換器100之最低、如藉由重力所決定的零組件，該流體入口開口114大致上可被敘述為定位在該微型通道103上方，使得流體可於一相對表面102a的平面正交之方向中流經開口114向下進入該通道，並朝向表面102a，且接著改變方向，以沿著通道103之長度大體上平行於表面102a與x軸地通過。此方向變化係藉由流體之撞擊抵靠著表面102a所驅動。
    流體入口開口114可被定位毗連該習知之預期的生熱零組件接觸區域102b，因為該均熱片板件之此區域可被暴露至比板件102上之其他區域較大的熱能輸入。鄰接區域102b定位該流體入口開口企圖首先導入新鮮的熱交換流體及直接至該熱交換器之最熱的區域。開口114的位置、配置、及/或尺寸可考慮區域102b之位置被決定，使得開口114可被放置成鄰接該熱板上之預期的生熱零組件接觸區域102b、譬如與該生熱零組件接觸區域102b正交地相向、或根據該常見之安裝組構而在該生熱零組件接觸區域102b上方。新鮮流體之首先運送至與待冷卻的生熱零組件直接連通之區域企圖在該接觸區域以及在該均熱片板件中遠離該接觸區域的區域建立一均勻之溫度。
    於所說明之具體實施例中，開口114被定位至使其幾何中心對齊在區域102b的中心、譬如幾何中心之上。應注意的是其可藉由意圖、及盡可能形成該散熱器均熱片板件而有利於建構及安裝，該均熱片板件將安裝有該生熱零組件，該生熱零組件大體上相對於該板件之周邊被中心地定位在該板件上，且接著開口114亦可被定位，使其幾何中心大體上相對於該均熱片板件之周邊被中心地定位。這樣一來，該開口114、該均熱片板件、及該生熱零組件之每一者的幾何中心點大體上可全部被對齊，如在C。
    開口114可延伸在任一通道103之上，其想要的是該熱交換流體流動經過該通道103。如想要，開口114可採取各種形式，包含譬如各種形狀、各種寬度、筆直或彎曲之邊緣(平面內或拆開的)，以提供流體流動特色、開放區域等。
    熱交換器100另包含一流體出口通道106，於所說明之具體實施例中，該流體出口通道106包含來自該多微孔的流體通道103之一或多個流體出口開口124、集管頭126、及一由該外殼打開之出口通口128。雖然二流體出口開口124被顯示，在此可有一或多個流體出口開口，並由該流體通道103提供連通至該集管頭。
    該通口及該集管頭能夠以各種方式及組構被形成。譬如，如想要，通口128可如所顯示地被定位在該熱交換器之頂部、側面或端部區域上。
    流體出口開口124可被定位在微型通道103之端部。交互地或此外，如所顯示，流體出口開口124可建立一相向於均熱片板件102的開口，使得通過該通道的流體沿著該通道之長度於壁面110之間軸向地通過，且接著改變方向，以通過遠離表面102a而由該壁面110之間離開，以經過開口124出去。既然大部份裝置將該均熱片板件定位當作熱交換器100的最低、如由重力所決定之零組件，該流體出口開口124將大致上被定位在該微型通道103上方，使得該流體可由該通道向上地流動經過開口124。
    流體出口開口124可被與流體入口開口114隔開，以致流體被強迫通過通道103之長度的至少一部份，在此熱交換在離開該微型通道之前發生。大致上，流體出口開口124可為與該習知之預期的生熱零組件接觸區域102b隔開。
    於所說明之具體實施例中，在此熱交換器100係意欲安裝有大致上相對均熱片板件102之周邊、且藉此相對該通道之端部103a來中心地定位的熱源107，開口124可被定位在通道端部103a或鄰接通道端部103a。
    至少一開口124延伸在任一通道103之上，其想要的是該熱交換流體流動經過該通道103。如想要，開口124可採取各種形式，包含譬如各種形狀、各種寬度、筆直或彎曲之邊緣(平面內或拆開的)，以提供流體流動特色、開放區域等。
    流體入口開口114可遠離該微型通道之端部打開，譬如沿著微型通道於其端部間之長度。這樣一來，流體被導入一連續通道103的中間區域而非流體被導入至通道的一端部，且允許其流動該通道之整個長度。於所說明之具體實施例中，熱交換器100係意欲以熱源107被安裝，該熱源107大致上相對均熱片板件102之周邊被中心地定位。如此，於所說明之具體實施例中，開口114大致上相對該熱板件102之邊緣被中心地定位。於所說明之具體實施例中，既然該通道大體上沿著該熱板件之長度於其相對的側面周邊之間連續地延伸，開口114大致上於每一通道的端部103a之間中心地打開。譬如，開口114可被定位在該熱交換器的中間百分之50中、或盡可能在該熱交換器的中間百分之20中。首先在通過通道的其餘長度之前，新鮮流體之運送至該中心區域企圖在區域102b以及在該均熱片板件毗連該預期的安裝位置中之區域建立一均勻之溫度，在此該生熱零組件係與該均熱片板件直接連通。流體之沿著該微型通道的中間區域引導至一區域將由該入口向外地通過朝向一對出口，該流動在該區域之後分裂為二子流動，該對出口之每一者被定位在該通道之端部，而減少沿著該通道所通過之流體的壓降，如果該流體沿著每一通道之整個長度通過，該壓降將被造成。分開該流體流動以允許僅只大約該入口質量流動的一半沿著該微型通道之任一特別區域通過，建立更少之背壓及更少之流動阻抗，允許經過該通道之更快的流體流動及減少移動該流體經過該熱交換器所需之泵浦力量。
    於使用中，在區域102b，均熱片板件102被定位在與熱源107熱連通。藉由熱源107所產生之熱被向上傳導經過均熱片板件102至表面102a及壁面110。如藉由箭頭F所顯示，熱交換流體經過通口111進入該流體熱交換器、通入該集管頭112及經過開口114。該熱交換流體接著向下通過壁面110之間而進入通道103，在此該流體承接來自該壁面110及表面102a的熱能。在向下通過進入該通道之後，該熱交換流體接著撞擊抵靠著表面102a，以將轉向朝向該通道之端部103a朝向出口開口124。這樣一來，於所說明之具體實施例中，該流體大致上被分裂為二子流動，並在該微型通道之端部彼此移動遠離及遠離入口114朝向開口124。通過通道之流體變得被加熱，特別是當通過與該熱源直接接觸的區域之上時，於所說明之具體實施例中，該區域諸如該均熱片板件的中心區域。被加熱之流體離開開口124通過進入集管頭及此後經過通口128。該被加熱之流體將循環經過一散熱器，在此其熱能在循環回至通口111之前被排出。
    當比較於其它的定位及定尺寸時，開口114及124之個別與相對定位及定尺寸可允許流體循環經過該熱交換通道103，同時減少通過該熱交換器100的流體中所產生之壓降。於所說明之具體實施例中，譬如，出口開口124的中心區域124a被作成扇形，以由該中心定位的通道提供一相對那些在該邊緣者放大的出口區域。此塑形提供相對該熱交換器之側面，來自一些中心定位通道103的出口開口係比來自其它較接近至該邊緣之通道的出口開口較大。這提供如下：流動經過該更中心地定位的通道之流體遭遇更少之阻抗，以流動經過該通道，再者有利於流動通過均熱片板件102上之中心安裝區域102b。
    一密封件130分開流體入口通道104與流體出口通道106，以致流體必需通過該多微孔的通道103，並通過均熱片板件表面102a。 製造之方法
    參考圖5及6，用於製造一流體熱交換器之有用的方法被敘述。一均熱片板件202可被提供，其具有經過至少大約其中心區域之厚度的熱傳導性質。
    微型通道可被形成在該均熱片板件之表面上，如藉由累積材料或從該熱板件之表面移除材料而加入壁面或形成壁面。於一具體實施例中，削片被使用於形成壁面210。
    一板件240可被安裝在該壁面210之上，以封閉越過壁面210的上限之通道。板件240已部份被移除，以分別於該最後的熱交換器中建立入口及出口開口214及224。翼片242可被用來輔助板件240之定位及安裝，其中翼片242被向下彎曲在該二最外邊壁面之上。
    密封件230可被安裝當作板件240的一部份或分開地安裝。
    在板件240及密封件230被定位之後，一頂部蓋子244能被安裝在該組件之上。頂部蓋子244能包含向下延伸直至一鄰接均熱片板件之位置的側壁。該零件可於其組裝期間被連接或其後大致藉由熔合技術被連接。這樣一來，該零件被連接，以致由入口通道至出口通道之短的迴路大體上被避免，設定如上文在此中所敘述之流體迴路，其中該流體經過壁面210之間所界定的通道由開口214流動至開口224。 系統整合
    現在參考圖7，整合式次組件20(圖1)之工作範例被敘述。所說明之次組件300包括一泵浦310(例如312及313，不計保留機件302)與一熱交換器320以及外殼330，並具有延伸在其間之整合式流體導管。該次組件300僅只係方法之一範例，用於將圖1中所顯示之流體迴路10的數個元件(例如該泵浦16及該第一熱交換器11，包含該入口集流管13、該流體通道14、該排出集流管15)整合成單一元件，同時保留該數個元件之個別功能。所說明之外殼330被建構來由一入口通口331運送工作流體至一泵浦蝸殼311、由該泵浦蝸殼至一入口321(圖11)至該熱交換器320、及由該熱交換器的一出口322(圖11)至一出口通口332。
    該泵浦葉輪312能夠被承納在該泵浦蝸殼311中。該葉輪能以傳統方式藉由電動馬達313旋轉地驅動。蓋子301能位在該馬達313上面及緊固至該外殼330，以使該次組件300設有一完成之外觀，而適合供與譬如消費者電子元件一起使用。
    被定位相向於該泵浦蝸殼311的外殼330之側面333能承納一插件334及該熱交換器320。一密封件(例如O形環)323可被定位在該外殼330及該熱交換器320之間，以減少及/或消除來自該熱交換器320及該外殼330之間的介面之工作流體的滲漏。
    該熱交換器320界定該組件300之最下面，以及一表面被建構來熱耦接至一積體電路(IC)封裝(未示出)。保留機件302可機械式地將該組件耦接至一基板、諸如印刷電路板，而該IC封裝被組裝至該印刷電路板。
    關於圖1中所顯示之次組件20，一流體導管、或另一流體耦合器能夠將一遠端定位之熱交換器的出口通口流體性地耦接至該外殼330的入口通口331。同樣地，一流體導管、或另一流體耦合器能夠將該外殼330之出口通口332流體性地耦接至該遠端定位的熱交換器之入口通口。於一冷卻應用中，該個別之流體導管由該出口通口332至該遠端之熱交換器運送相對較高溫度的流體、由該遠端之熱交換器至該入口通口331運送相對較低溫度的流體。 整合式外殼
    現在經由參考圖7、8、9、10及11敘述單一外殼330之具體實施例。所說明的外殼330具有第一側面340、與該第一側面相向地定位之第二側面333、及一延伸於該第一側面及該第二側面之間而大體上連續的周邊壁面348。一底板、或下壁面341(圖9)大致上分開該第一側面與該第二側面。該相向之第一側面340及第二側面333界定個別之凹入特色，當與對應的零組件結合時，該特色界定整合式流體導管及腔室，並可操作來在小形狀因素內(例如在一具有譬如少於大約1.5吋、諸如大約0.75吋及大約1.4吋間之最大直立尺寸的容量內)運送一工作流體。
    譬如，該外殼具有流體性地互相耦接之入口通口331、泵浦蝸殼311、一入口高壓間335(圖10)、對應於該入口高壓間的入口集流管部份336、排出(出口)集流管部份337、對應於該排出集流管部份的排出(出口)高壓間338、及出口通口332。
    圖8及9顯示該周邊壁面能界定一凹入的入口通口331。該外殼330的第一側面340界定一形成該泵浦蝸殼311之大體上圓柱形凹部，且該凹入蝸殼311之底板係藉由一大體上圓形的下壁面341所界定。該下壁面中之孔口342形成一由該入口通口至該泵浦蝸殼311的入口，使一入口通道343於該入口通口331及該入口342之間延伸至該泵浦蝸殼311，流體性地彼此耦接該泵浦蝸殼及該入口通口。
    該外殼330的相向(例如第二)側面333界定第二凹入區域350，該第二凹入區域350界定該入口(例如第一)高壓間335及該出口集流管區域336。一開口344延伸經過一分開該入口高壓間335與該泵浦蝸殼311(於圖10中未示出)之共用的壁面345，並流體性地互相耦接該泵浦蝸殼與該第一高壓間。於一些具體實施例中，該開口344大致上由該圓柱形泵浦蝸殼311切線地延伸。
    一裝載通口349能延伸經過該周邊壁面348及進入該入口高壓間335，在組裝完成之後，允許一已組裝之系統被以工作流體裝載。在裝載之後，一插塞(未示出)能被插入該裝載通口349以密封之。
    如圖10中所顯示，入口集流管336之深度可由一鄰接該入口高壓間335的相對更深之區域逐漸變小至一與該入口高壓間隔開的相對更淺之區域。如圖11中所顯示及在下面更充分地敘述，如圖7中所顯示，一集流管插件334能被定位鄰接該集流管區域336之傾斜凹部、例如“位在其上面”，且至少局部地形成一至該散熱器320的入口集流管及沿著流動方向具有一逐漸縮小的橫截面區域。該逐漸縮小的集流管能在該散熱器320的複數通道之中分佈工作流體的一大體上均勻之質量流動率。
    該外殼330之第二側面333可界定第三凹入區域351(圖10)，該第三凹入區域351界定一排出集流管337之個別部份(圖11)。如在下面更充分地敘述者，該第三凹入區域351能位在該熱交換器320的一部份上面，且藉此承接一來自該微型通道之排出工作流體。
    第四凹入區域352(圖10)能至少局部地界定一出口高壓間338。該第三凹部351及該第四凹部352可為流體性地耦接至彼此，且藉由一壁面346與該第二凹入區域350分開。一開口347(圖9)能延伸於該出口高壓間338及該出口通口332之間。
    如上述之集流管外殼、或整合式外殼能具有單一的結構，且譬如使用現在已知或此後被開發的射出成形技術、機械加工技術、或另一合適之製程所形成。任何合適之材料亦可被使用在該外殼之結構中，倘若該材料係與該次組件300之其他零組件及該工作流體相容。譬如，射出成形的外殼能由其所形成之共通的材料包含聚苯硫醚(通常被稱為“PPS”)、聚四氟乙烯(通常被稱為“PTFE”或來自杜邦公司之商品名TEFLON)、及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(通常被稱為“ABS”)。
    雖然上述外殼具有單一的結構，該外殼330之其他具體實施例能包括子零組件之總成。儘管如此，單一的結構典型具有更少之可分開的耦接件，而工作流體能由該耦接件滲漏。 集流管插件
    如上面所提及在圖7及11中所顯示，一插件334可被定位於該熱交換器320及該外殼330之間。另外，該插件334能具有一輪廓，其大致上對應於該外殼330的第二側面333中之一或多個該凹入區域350、351、352的組構。當該插件334係與該外殼330咬合時，與該輪廓插件334結合的凹入區域350、351及352能界定數個導管、或流體耦合器，並適合用於運送一工作流體，以便用流體地耦接該熱交換器320與該泵浦蝸殼311及該出口通口332。
    譬如，該插件334能界定一開口，其延伸經過該本體360及大致上位在藉由該外殼330所界定之逐漸縮小的集流管部份336上面。該開口能包含一凹入區域365及一孔口361。該外殼中之凹入區域365及該逐漸縮小的凹部336一起界定該入口集流管之腔室。如在下面被敘述，該集流管能在該散熱器內的數個微型通道之中分佈工作流體。
    該插件334的本體360可與該外殼330之一或更多特色配套地嚙合。譬如，該本體360能界定複數隔開構件362a,b,c,d及一相對該孔口361橫向地延伸之槽形凹部363。該槽形凹部363能延伸於該構件362a,c之間及該構件362b,d之間。當該插件334係與該外殼330組裝時，該構件362a,b,c,d被定位在該第二凹入區域351的對應部份中，且一對應的背脊339(圖10)被定位在該槽形凹部363內。藉由用該外殼所界定之跨騎特色，該插件被建構來以大致上可重複的方式對齊該孔口361與該逐漸縮小的集流管區域336。
    該插件本體360亦界定一輪廓翼片364，其被建構來位在該凹入的入口高壓間335上面。此外，該插件的第二凹入區域365內之肩部366驅策抵靠著壁面346(圖10)，提供一分開該入口集流管與該排出集流管及出口高壓間的密封。
    於一工作具體實施例中，該凹入區域365(圖19)係逐漸縮小的，至少具有一隨著該凹部之增加的深度而縮小之橫截面尺寸。如在下面更充分地說明，該插件中之凹部365及該孔口361能大致上位在該散熱器散熱片中之溝槽325(圖19)上面。於一些情況中，一鄰接該孔口361界定該逐漸縮小之凹部365的壁面之斜面能被匹配至該凹入溝槽325鄰接該散熱器散熱片之遠側端部的斜面(例如能與其對應、或另一選擇係與其相同)，提供一相當平順及連續之流動變遷。
    該插件能具有橫側地相接該孔口361(圖11)之一或多個(例如一對)大致上相似的、平坦表面367。如在圖19中所顯示，該表面367可大致上位在該熱交換器320之個別部份(例如散熱器散熱片400之遠側端部401(圖16及17))上面，界定該微型通道延伸於鄰接散熱片之間的一上流動邊界，類似於圖5及6中所顯示之板件240。該相似的表面367能驅策抵靠著該個別之遠側端部，且在該複數散熱片之中、及在一給定的散熱片內配合高度中之變化(例如具有源自散熱片高度h2中之變化的非線性縱向輪廓的散熱片(圖18A及18B))。該相似的表面367能減少或消除用於二次機械加工操作之需求，該機械加工操作被使用於造成該散熱片的個別遠側端部大致上為與譬如一堅硬的板件同平面及相容。同樣地，驅策抵靠著該散熱片400(400’)之遠側端部401的相似表面367能與該散熱片形成一密封，且防止一工作流體繞過被界定於鄰接散熱片之間的通道。
    該插件本體360能譬如使用現在已知或此後被開發的射出成形技術、機械加工技術、或另一合適之製程所形成。於一工作具體實施例中，該本體360係由順應的的聚合材料所形成，該聚合材料大致上配合及密封抵靠著鄰接表面。任一合適之材料能被使用來形成該插件本體360，倘若所選擇之材料係與該次組件300之其他零組件及該被選擇之工作流體相容。譬如，該插件本體能由其所形成之共通的材料包含聚矽氧烷或任一種另一適當的順應材料。 流動分佈
    工作流體之流動經過該整合式組件300現在被敘述。由一遠端定位的熱交換器(未示出)，一工作流體通過進入該入口通口331及進入延伸於該入口通口及該入口342間之通道343至該泵浦蝸殼311。該泵浦蝸殼之底板341界定一分開該通道343與該泵浦蝸殼的壁面。由該通道343，該工作流體通過該孔口342及進入該蝸殼311。在該流體由該泵浦蝸殼通過該開口344及進入該入口高壓間335之前，被定位在該泵浦蝸殼311中之葉輪312旋轉及增加該工作流體中之壓力頭。
    如藉由圖10中之箭頭所指示，該工作流體能由該入口高壓間335通過及進入一形成於該插件334中之第二凹入區域365及該外殼的入口集流管部份336間之腔室。由該腔室，該工作流體通過該孔口361。
    如上面有關圖2、3及4所敘述，圖7、11、13及14中所顯示之熱交換器能包括一熱傳送區域324，其界定複數微型通道。該孔口361能位在該熱傳送區域324上面，且工作流體之流動能被分佈在該散熱器中的複數微型通道之中。關於圖5及6中所顯示之組件，工作流體在該微型通道內之流動大致上可為一撞擊流動，其分成第一部份及第二部份，於大致上相對的方向中由該撞擊區域向外流動。
    於所說明之組件300(圖7)中，該插件334(例如該構件362a、b、c、d)局部地佔據該第三凹入區域351，留下該區域的一對相對部份未充填，且界定相對之排出集流管部份337，其位在該微型通道之端部區域上面及側邊接合鄰接該孔口361的中心區域。冷卻劑之向外引導流動能由該微型通道排出進入該排出集流管部份337的一個別部份。由該集流管部份337，該工作流體通過進入該出口高壓間338(圖11)，且經過該導管347至該出口通口332。 額外之熱交換器組構
    額外之散熱器具體實施例係參考圖13、13A、14、14A、15、16、17、18A及18B及19敘述。關於圖2至圖6中所說明之散熱器，圖13及14中所顯示之散熱器320、320'界定個別之熱傳送區域324、324'，並具有複數並列的散熱片(例如散熱片400)，且於鄰接的散熱片之間界定對應的複數微型通道(例如微型通道404、404')。
    該散熱片400、400'之每一者由一均熱片、或基底326延伸至一個別之遠側端部401、401'。側面相接溝槽322、322'(圖13及14)能相對該微型通道404、404'之相對外側端部正交地延伸，形成排出集流管的一部份。當被併入在該組件300中時，該溝槽322、322'大致上被定位鄰接相對之排出集流管部份337。
    圖15分別沿著剖線15-15(圖13)或15'-15'(圖14)顯示該散熱器320、320'之典型的橫截面視圖。圖16及17由圖15中之橫截面所顯示的典型之熱傳送區域的圓圈部份“A”顯示另一選擇之散熱片組構。
    該散熱片之遠側端部能具有各種組構，如在圖16及17中所指示。譬如，該粗直的遠側端部405'被顯示為相當平坦及大致上同平面式。另一選擇係，該遠側端部401被顯示為形成斜面的，為每一散熱片400a給與一稍微較短之面及一稍微較高的面，使一相當尖銳之頂部405定位在其間。
    吾人相信藉由該形成斜面之遠側端部401所形成的尖銳之頂部405能改善流動方向之變遷(例如90度彎頭)，其係由大致上平行於該基底326及正交於該散熱片400變遷至一大致上正交於該基底326及大致上平行於該散熱片的方向。據此，譬如當該工作流體由該插件集流管365通過至該微型通道404時，如與具有大致上粗直的遠側端部405'之散熱片400'作比較，其被揣測具有藉由該形成斜面之遠側端部401所形成的尖銳頂部405之散熱片400能減少該工作流體中之壓頭損失。吾人相信在給定散熱片的相對較短之面的上游定位該相同散熱片的相對較高之面(例如相對該個別之散熱片將該尖銳之頂部放置於一上游位置中)，比如果該流動由一相對的方向接近該形成斜面之散熱片，於壓頭損失中提供一相對較大的減少。
    該形成斜面之遠側端部401可使用任何合適之技術所形成，用於使薄壁面形成斜面。譬如，當使用削片技術形成該散熱片400時，此等斜面能被產生。其他、例如專有之技術能被使用來形成該斜面。譬如，吾人相信藉由高克聯管件公司(Wolverine Tube Inc.)所採用之散熱片形成技術能被使用於生產具有形成斜面之散熱片的微型通道散熱器。然而，吾人亦相信此等“原始”散熱片之個別的遠側端部不能同平面(隔開一凹入區域，其形成橫向溝槽的一部份)。藉由併入該順應插件334，其能驅策抵靠著不平坦之散熱片及與該不平坦之散熱片形成一密封，將傾向於使該尖銳頂部405變鈍的二次機械加工操作能被消除，節省成本及改善性能。維持尖銳頂部405及與該集流管插件形成一密封可減少該冷卻劑中之壓頭損失，同時仍然減少或消除鄰接微型通道404間之滲漏，該滲漏能以別的方式經過間隙發生，該間隙將以別的方式被形成於該“原始”散熱片及例如大致上一平面式、堅硬的板件之間。
    如圖14中所顯示，橫向溝槽325能相對該散熱片400橫向地延伸。如上面所提及，該集流管插件334中之孔口361大致上可位在該溝槽325上面，界定一流動變遷，其平行該微型通道404之每一者通過液壓地耦接至該微型通道之至少另一者。
    圖19顯示此一流動變遷的一範例之橫截面視圖。藉由該插件本體360所界定之凹入區域365及該凹入溝槽325一起界定一獨自比該孔口361大體上較大的特徵長度、例如液壓直徑。譬如，該凹入區域365、該孔口361、及該溝槽325可一起界定一流動變遷，其獨自具有大於該孔口361的對應液壓直徑大約百分之150及大約百分之200之間的液壓直徑，並可為該被組裝之流動變遷提供一大體上較低的壓頭損失係數。
    由該入口集流管至該散熱器320之微型通道增加該變遷的特徵長度尺度能減少通過該變遷的流體中之壓力損失，且與該泵浦之性能對應地增加該流體之流動速率。與該孔口361位在一陣列之均勻高度散熱片上面的組構作比較，源自較低的壓頭損失係數之流體流動速率中的增加能改善來自該散熱片之局部熱傳送速率。於鄰接該孔口361的區域中之微型通道中，比該流體將以別的方式不存在該溝槽中，該逐漸縮小的凹部365及該散熱器溝槽325之組合(例如於圖19A中)允許該工作流體相對更深地貫穿(例如於圖19A中所顯示之均勻高度散熱片陣列的案例中)。
    該溝槽325能藉由在該複數散熱片400之每一者中界定個別之凹部所形成。該複數凹入區域可如此被並列，以便界定該溝槽325。
    於圖18A及18B中，每一凹入溝槽325a、325b之最低範圍係與該均熱片326隔開一段距離h1。於其他具體實施例中，該凹入溝槽325之最低範圍大體上係與該均熱片326有同等範圍(亦即，h1≦0)。於一些具體實施例中，該散熱片之代表性高度h2對該距離h1之比率可為於例如大約10：1及大約10：7之間、諸如於於大約3：1及大約2：1之間。
    雖然v字形刻槽被顯示在圖18A中，且一大致上拋物線凹部被顯示在圖18B中，其他凹入溝槽組構係可能的。譬如，該溝槽能具有一大致上雙曲線的橫截面形狀、或具有一大體上筆直邊緣的橫截面(例如L形凹部、變平坦之“V”字形溝槽，如圖19B中所顯示)。如上面所提及，當該整合式組件300被組裝時，鄰接該集流管本體的溝槽325之斜面可為與一壁面之斜面大體上連續的，該壁面界定該集流管本體360中鄰接該溝槽之凹入區域365。此一連續之斜面能經過該變遷提供大致上比在具有壁面斜面中之不連續的變遷(例如於該插件中的凹部及該溝槽之間)較低的壓頭損失。 其他示範具體實施例
    上面所敘述之範例大致上有關流體性熱傳送系統，其被建構來冷卻一或多個電子零組件、諸如整合式迴路。儘管如此，用於所揭示之熱傳送系統的其他應用隨同所揭示裝置的組構中之任何附帶變化被考慮。併入在此中所揭示之原理，其係可能提供寬廣變化性的系統，該系統被建構來使用一流體迴路傳送熱。譬如，所揭示之系統能被使用來將熱傳送至資料中心中之零組件、雷射零組件、發光二極體、化學反應、光電池、太陽能集熱器、及現在已知與此後被開發的各種其他工業、軍事與消費者裝置，或由以上之裝置傳送熱。
    方向及參考(例如上、下、頂部、底部、左側、右側、向後、向前等)可被使用來有利於該圖面之討論，但不意欲受限制。譬如，某些術語可被使用，諸如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“水平的”、“直立的”、“左側”、“右側”等等。在可應用之處，當處理相對關係時，尤其相對於所說明之具體實施例，此等術語被使用來提供敘述之某一明確性。然而，此等術語係不意欲包含有絕對關係、位置、及/或方位。譬如，相對於一物件，“上”表面能僅只藉由將該物件翻轉而變成“下”表面。雖然如此，其仍然為相同之表面，且該物件保持相同。如在此中所使用，“及/或”意指“及”或“或”，以及“及”與“或”。再者，在此中所引用之所有專利及非專利文獻係全部為所有目的以引用的方式併入本文中。
    上面有關任何特別範例所敘述之原理能被與有關其他範例之任一個或多個所敘述的原理結合。據此，此詳細之敘述將不以限制之意義被解釋，且隨後回顧此揭示內容，那些普通熟諳該技藝者將了解該寬廣變化性之流體熱交換系統能使用在此中所敘述之各種概念被設計。再者，那些普通熟諳該技藝者將了解在此中所揭示之示範具體實施例可被設計成適用於各種組構，而不會由該揭示之原理脫離。
    所揭示之具體實施例的先前敘述被提供，以能夠使熟諳此技藝之任何人作成或使用該被揭示之革新。對那些具體實施例之各種修改將對於那些熟諳此技藝者輕易地變得明顯，且在此中所界定之一般原理可被應用至其他具體實施例，而不會由此揭示內容之精神或範圍脫離。如此，所主張之發明係不意欲受限於在此中所顯示之具體實施例，但將與該申請專利範圍之用語一致地被給予該完整的範圍，其中諸如藉由使用該冠詞“a”或“an”參考為單數的元件係不意欲意指“一個且僅只一個”，除非特別地如此陳述，反之為“一或多個”。與遍及該揭示內容所敘述的各種具體實施例之元件同等的所有結構及功能性同等項係意欲被該申請專利範圍之元件所涵括，該元件係已知的或稍後將被那些普通熟諳該技藝者所得知。再者，在此中未揭示者係意欲開放給公眾做為公共用途，而不管此揭示內容是否在該申請專利範圍中被明確地列舉。沒有申請專利範圍之元件將被解釋為在35 USC 112、第六段落的條款之下，除非該元件係使用該片語“用於...之機構”或“用於...之步驟”被明確地列舉。
    如此，由於該被揭示之原理能被應用的很多可能之具體實施例，應被認知該上述具體實施例係僅只範例，且將不被視為範圍中之限制。吾人因此對在此中所揭示之主題保留所有權力，包含對申請專利範圍以及在此中所顯示或所敘述之任何革新的所有態樣之權力，其落在以下申請專利之範圍及精神內。
    除非以別的方式指定，否則所附之圖面說明在此中所揭示的創新主題之態樣。參考該圖面，其中遍及該數個視圖之類似的參考數字指示類似的零件，目前所揭示之原理的數個態樣於該圖面中被當作範例來詳細地說明，且非其限制地被說明，其中：圖1顯示一流體迴路，被建構來以能循環的工作流體由一區域至另一區域傳送熱。
    圖2顯示一流體熱交換器之頂部平面圖，並已切開一頂部蓋子，以有利於觀看內部零組件；圖3顯示沿著圖2之剖線I-I的剖視圖；圖4顯示沿著圖3之剖線II-II的剖視圖；圖5顯示另一流體熱交換器的分解、立體圖；圖6顯示圖5中所顯示之流體熱交換器的頂部平面圖，並與其被移除之頂部蓋子組裝；圖7說明一整合式泵浦及熱交換器組件之具體實施例的分解視圖。
    圖8說明圖7中所顯示之整合式外殼及泵浦葉輪的分解次組件之等角視圖。
    圖9由圖7及8中所顯示的整合式外殼上方說明一局部橫截面視圖。
    圖10由圖7、8及9中所顯示之整合式外殼下方說明一等角視圖，而使流體之流動路徑被顯示為一虛線。
    圖11說明包括該散熱器、該整合式外殼、及圖7中所顯示之集流管插入件的次組件之分解視圖。
    圖12說明由圖7及11中所顯示的插件上方之等角視圖。
    圖13說明如圖7中所顯示之散熱器的等角視圖。
    圖13A顯示圖13中所顯示之散熱器的一部份之放大視圖。
    圖14說明圖7中所顯示之散熱器的另一具體實施例之等角視圖。
    圖14A顯示圖14中所顯示之散熱器的一部份之放大視圖。
    圖15說明如圖7中所顯示之散熱器的典型橫截面視圖，例如，取自沿著圖13或圖14中之剖面15-15。
    圖16說明形成斜面之散熱片的範例。
    圖17說明粗直的散熱片之範例。
    圖18A說明一散熱器之橫截面視圖，而於其散熱片中具有v字形、橫向溝槽，如取自沿著圖14中之剖線18-18。
    圖18B說明一散熱器之橫截面視圖，而於其散熱片中具有大致上拋物線、橫向溝槽，如取自沿著圖14中之剖線18-18。
    圖19說明如圖18A中所顯示的散熱器之橫截面視圖，使圖12中所顯示的集流管插件位在該散熱器之散熱片上面。
    圖19A說明如圖18A中所顯示的散熱器之橫截面視圖，使圖12中所顯示的集流管插件位在該散熱器之散熱片上面。
    圖19B說明散熱器之另一橫截面視圖，該散熱器界定一橫向溝槽及使圖12中所顯示的集流管插件位在該散熱片上面。
    权利要求:
    Claims (48)
    [1] 一種熱交換系統，包括：散熱器，具有複數並列的散熱片，而在鄰接的散熱片之間界定對應的複數微型通道，其中一凹入溝槽相對該散熱片橫向地延伸；集流管本體，其至少局部地界定一大致上位在該溝槽上面的開口。
    [2] 如申請專利範圍第1項之熱交換系統，其中該集流管本體及該溝槽一起界定入口集流管的一部份，該入口集流管被建構來通過液壓地將該微型通道之每一者平行地耦接至該微型通道之至少另一者。
    [3] 如申請專利範圍第1項之熱交換系統，其中該散熱器包括一均熱片，使該散熱片之每一者由該均熱片延伸，且界定一與該均熱片隔開之對應的遠側邊緣，及該溝槽可為由該個別之複數遠側邊緣凹入。
    [4] 如申請專利範圍第3項之熱交換系統，其中該凹入溝槽之最低範圍係與該均熱片隔開。
    [5] 如申請專利範圍第3項之熱交換系統，其中該凹入溝槽之最低範圍係大體上與該均熱片有同等範圍。
    [6] 如申請專利範圍第3項之熱交換系統，其中該均熱片及該散熱片形成單一的結構。
    [7] 如申請專利範圍第3項之熱交換系統，其中該個別之遠側邊緣的每一者界定一對應的凹入部份，藉此界定該凹入溝槽。
    [8] 如申請專利範圍第1項之熱交換系統，其中該溝槽包括被定位鄰接該散熱片之第一端部的第一溝槽、及被定位鄰接該散熱片之第二、相對端部的第二溝槽，其中該第一溝槽及該第二溝槽界定一排出集流管之個別部份。
    [9] 如申請專利範圍第1項之熱交換系統，其中該凹入溝槽之橫截面輪廓包括以下群組之被選擇的一或多種，該群組包含v字形刻槽、半圓、拋物線、雙曲線、及具有至少一個大體上筆直邊緣的刻槽。
    [10] 如申請專利範圍第7項之熱交換系統，其中每一個別凹入部份之橫截面輪廓包括以下群組之被選擇的一或多種，該群組包含v字形刻槽、半圓、拋物線、雙曲線、及具有至少一個大體上筆直邊緣的刻槽。
    [11] 如申請專利範圍第3項之熱交換系統，其中該複數散熱片之代表性高度對該溝槽之代表性深度的比率係於大約10：1及大約10：7之間。
    [12] 如申請專利範圍第11項之熱交換系統，其中該代表性高度對該代表性深度之比率係於大約3：1及大約2：1之間。
    [13] 如申請專利範圍第1項之熱交換系統，其中該集流管本體中之開口具有一凹入區域及一由該凹入區域延伸經過該集流管本體的孔口。
    [14] 如申請專利範圍第13項之熱交換系統，其中該集流管本體中之凹入區域係逐漸縮小的凹入區域，具有隨著該凹入區域之增加的深度而縮小之至少一橫截面尺寸。
    [15] 如申請專利範圍第13項之熱交換系統，其中該溝槽鄰接該集流管本體之斜面與鄰接該溝槽的集流管本體中之凹入區域的斜面大體上為連續的。
    [16] 如申請專利範圍第13項之熱交換系統，其中該凹入區域、該孔口及該溝槽一起界定一流動變遷，並具有一於大約百分之150及大約百分之200之間的特徵長度尺度，且該特徵長度尺度大於該孔口之對應的特徵長度尺度。
    [17] 如申請專利範圍第2項之熱交換系統，其中該入口集流管被建構來於正交方向中相對該個別微型通道之縱向軸線運送一流體之流動至該微型通道之每一者。
    [18] 如申請專利範圍第1項之熱交換系統，其中該複數散熱片中之散熱片的每一者界定一對應的形成斜面之遠側邊緣。
    [19] 如申請專利範圍第2項之熱交換系統，另包括界定一入口高壓間之本體，其中該入口高壓間及該入口集流管被一起建構來在大致上橫截於該散熱片的方向中運送一流體流動。
    [20] 如申請專利範圍第19項之熱交換系統，其中該入口集流管被建構來將該流體的一撞擊流動運送至該微型通道之每一者。
    [21] 如申請專利範圍第20項之熱交換系統，其中該複數散熱片中之散熱片的每一者界定一對應的形成斜面之遠側邊緣。
    [22] 如申請專利範圍第19項之熱交換系統，另包括界定第一側面的單一本體，其中該入口高壓間的一部份及該入口集流管的一部份係分別由該第一側面凹入，其中該單一的本體界定與該第一側面相對地定位之第二側面，且來自該第二側面之凹部界定一泵浦蝸殼，其中該入口高壓間的一部份被定位鄰接該泵浦蝸殼。
    [23] 如申請專利範圍第22項之熱交換系統，其中界定該泵浦蝸殼的凹部為一大體上圓柱形凹部，並具有大體上垂直於該第二側面延伸之縱向軸線，及其中該本體界定一開口，該開口大致上沿著該圓柱形凹部切線地延伸，且通過液壓地將該泵浦蝸殼耦接至該入口高壓間。
    [24] 如申請專利範圍第19項之熱交換系統，其中該本體界定鄰接該入口集流管凹部的第二凹入區域及一分開該第二凹入區域與該入口集流管凹部的壁面，其中該集流管本體被建構來跨越該入口集流管凹部及配套地嚙合該本體，使得該集流管本體如此佔據該第二凹入區域的一部份，以便界定一大致上位在該微型通道之每一者的個別部份上面之排出集流管，其中該複數微型通道之個別部份與該入口開口/集流管隔開。
    [25] 一種熱交換系統，包括：散熱器，具有複數並列的散熱片，而在鄰接的散熱片之間界定對應的複數微型通道，其中該散熱片之每一者界定一個別之形成斜面的遠側邊緣；及集流管本體，其位在該形成斜面之遠側邊緣的每一者之至少一部份上面，且界定一開口，該開口被建構來於一橫截於該微型通道的方向中將流體之流動運送至該微型通道。
    [26] 如申請專利範圍第25項之熱交換系統，其中該散熱器包括一均熱片，該散熱片之每一者由該均熱片延伸，且每一個對應的形成斜面之遠側邊緣係與該均熱片隔開。
    [27] 如申請專利範圍第26項之熱交換系統，其中該均熱片及該散熱片形成單一的結構。
    [28] 如申請專利範圍第26項之熱交換系統，其中個別之形成斜面的遠側邊緣及該均熱片之間的距離界定該個別之散熱片的高度，其中每一個別之散熱片界定第一端部及第二端部，並在翼展方向中相對該均熱片於該第一及該第二端部之間縱向地延伸，其中該複數散熱片之一或多個的散熱片高度沿著該翼展方向變化。
    [29] 如申請專利範圍第28項之熱交換系統，其中該集流管本體包括一順應部份，其驅策抵靠著該遠側邊緣之每一者的至少一部份。
    [30] 如申請專利範圍第29項之熱交換系統，其中散熱片沿著該翼展方向中之高度的變化界定該個別遠側邊緣之非線性輪廓，其中該集流管本體之順應部份大致上配合該非線性輪廓。
    [31] 如申請專利範圍第23項之熱交換系統，其中凹入溝槽相對該散熱片橫向地延伸，且該開口大致上位在該溝槽上面。
    [32] 如申請專利範圍第31項之熱交換系統，其中該個別遠側邊緣之每一者界定一對應的凹入部份，藉此界定該凹入溝槽。
    [33] 如申請專利範圍第25項之熱交換系統，其中該複數散熱片之代表性高度對該溝槽之代表性深度的比率係於大約10：1及大約10：7之間。
    [34] 如申請專利範圍第33項之熱交換系統，其中該代表性高度對該代表性深度之比率係於大約3：1及大約2：1之間。
    [35] 如申請專利範圍第31項之熱交換系統，其中該集流管本體中之開口具有一凹入區域及一由該凹入區域延伸經過該集流管本體的孔口，其中該凹入區域、該孔口及該溝槽一起界定一流動變遷，並具有一於大約百分之150及大約百分之200之間的特徵長度尺度，且該特徵長度尺度大於該孔口之對應的特徵長度尺度。
    [36] 如申請專利範圍第25項之熱交換系統，另包括單一的本體，其具有第一側面及與該第一側面相對的第二側面，其中該本體界定由該第一側面凹入之入口高壓間的一部份、及由該第一側面凹入之入口集流管的一部份，其中該本體另界定一由該第二側面凹入的泵浦蝸殼，其中該入口高壓間的一部份被定位鄰接該泵浦蝸殼。
    [37] 如申請專利範圍第36項之熱交換系統，其中界定該泵浦蝸殼的凹部係一大體上圓柱形凹部，並具有大體上垂直於該第二側面延伸之縱向軸線，且其中該本體界定一開口，該開口大致上沿著該圓柱形凹部切線地延伸，且通過液壓地將該泵浦蝸殼耦接至由該第一側面凹入之入口高壓間的一部份。
    [38] 如申請專利範圍第36項之熱交換系統，其中該本體界定一鄰接該入口集流管之凹入部份的第三凹入區域、及一分開該第三凹入區域與該入口集流管之凹入部份的壁面，其中該集流管本體被建構來跨越該入口集流管之凹入部份，及配套地嚙合該本體，使得該集流管本體如此佔據該第三凹入區域的一部份，以便界定一大致上位在該微型通道之每一者的個別部份上面之排出集流管，其中該複數微型通道之個別部份可與該入口開口/集流管隔開。
    [39] 一種單一構造，包括第一側面、與該第一側面相對地定位的第二側面、及一延伸於該第一側面與該第二側面之間的大體上連續之周邊壁面，且一底板大致上分開該第一側面與該第二側面，其中該第一側面界定一大體上圓柱形的凹部，且該第二側面界定具有一區域的凹部，該區域係在藉由該第一側面所界定之大體上圓柱形凹部徑向地往外定位。
    [40] 如申請專利範圍第39項之單一構造，另界定一孔口，該孔口延伸於該大體上圓柱形凹部及該凹部離由該大體上圓柱形凹部徑向地往外定位之第二側面的部份之間。
    [41] 如申請專利範圍第39項之單一構造，其中該周邊壁面界定一周邊凹部，且該構造在延伸於該第一周邊凹部及該大體上圓柱形凹部之間的底板中界定一孔口。
    [42] 如申請專利範圍第39項之單一構造，其中該周邊壁面界定一周邊凹部，且該構造界定一延伸在該周邊凹部及藉由該第二側面所界定的凹部之間的孔口。
    [43] 如申請專利範圍第39項之單一構造，其中該周邊壁面界定一周邊凹部，且該構造界定一孔口，該孔口延伸在該周邊凹部及該凹部離由該大體上圓柱形凹部徑向地往外定位之第二側面的部份之間。
    [44] 如申請專利範圍第41項之單一構造，其中該周邊凹部包括第一周邊凹部，其中該周邊壁面界定第二周邊凹部，且該構造界定一延伸於該第二周邊凹部及藉由該第二側面所界定的凹部之間的孔口。
    [45] 如申請專利範圍第44項之單一構造，其中該周邊壁面界定第三周邊凹部，且該構造界定一孔口，該孔口延伸在該第三周邊凹部及該凹部離由該大體上圓柱形凹部徑向地往外定位之第二側面的部份之間。
    [46] 如申請專利範圍第39項之單一構造，其中該構造包括外殼，該大體上圓柱形凹部包括泵浦蝸殼，且來自該第二側面的凹部包括一高壓間。
    [47] 如申請專利範圍第46項之單一構造，其中該高壓間包括一藉由該凹部離由該大體上圓柱形凹部徑向地往外定位之第二側面的部份所界定之散熱器入口高壓間。
    [48] 如申請專利範圍第47項之單一構造，其中來自該第二側面的凹部另包括散熱器入口集流管的一部份、及散熱器出口集流管的一部份。
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    Zhou et al.2015|Modular flow structure design for a single-phase manifold microchannel cold plate
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE202012002974U1|2012-07-23|
    TWI606224B|2017-11-21|
    JP3179086U|2012-10-18|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    US10365667B2|2011-08-11|2019-07-30|Coolit Systems, Inc.|Flow-path controllers and related systems|
    US10364809B2|2013-03-15|2019-07-30|Coolit Systems, Inc.|Sensors, multiplexed communication techniques, and related systems|
    JP6124742B2|2013-09-05|2017-05-10|三菱電機株式会社|半導体装置|
    DE102018125375A1|2018-10-14|2020-04-16|Han Xu Hardware Plastic Technological Co., Ltd.|Wassergekühlte hocheffizienz-wärmeableitungsvorrichtung|
    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US201161512379P| true| 2011-07-27|2011-07-27||
    US13/401,618|US9453691B2|2007-08-09|2012-02-21|Fluid heat exchange systems|
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