TWI708921B - 扁平式熱交換器及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種扁平式熱交換器包含一扁平管部、一第一壓合部、一第二壓合部及一毛細結構。扁平管部具有一流道。第一壓合部與第二壓合部分別連接於扁平管部之相對兩端，以分別密封流道之相對兩端。毛細結構位於扁平管部內。

Description

扁平式熱交換器及其製造方法
本發明係關於一種熱交換器及其製造方法，特別是一種扁平式熱交換器及其製造方法。
熱管是一種中空的金屬管體，具有快速均溫的特性。熱管的運用範圍相當廣泛，早期運用於航天領域，現今已普及運用於各式熱交換器、冷卻器等。
熱管具有一封閉腔室，封閉腔室容納有冷卻流體。藉由封閉腔體內冷卻流體液汽二相變化的冷卻循環，使熱管呈現快速均溫的特性而達到傳熱的目的。其作動機制為，液相冷卻流體於吸熱端蒸發成汽相冷卻流體，並在腔體內產生局部高壓，驅使汽相冷卻流體高速流向散熱端，汽相冷卻流體於散熱端凝結成液相冷卻流體後，藉由毛細結構回流至吸熱端。
熱管的製造流程為先提供一金屬的中空管體。接著，依據熱源的工作溫度來填入不同性質的冷卻流體。接著，在中空管體的兩端進行縮管作業。接著，在將中空管體兩端的開口封閉。不過熱管之縮管段實難以發揮散熱效能，故縮管段嚴然形成熱傳導的無效段。若熱管的寬度越寬，則無效段越長，且管體所需的縮管時間亦越長。因此，傳統的熱管製造方法，除了會產生熱傳導之無效段的問題，亦因縮管製程而導致製造效率低落的問題。
本發明在於提供一種扁平式熱交換器及其製造方法，藉以提升扁平式熱交換器的製造效率與整體散熱效能。
本發明之一實施例所揭露之扁平式熱交換器的製造方法，包含下列步驟。將一圓管式熱管扁化成一扁平式熱管。焊接扁平式熱管之一第一處。焊接扁平式熱管之一第二處。
本發明之另一實施例所揭露之扁平式熱交換器包含一扁平管部、一第一壓合部、一第二壓合部及一毛細結構。扁平管部具有一流道。第一壓合部與第二壓合部分別連接於扁平管部之相對兩端，以分別密封流道之相對兩端。毛細結構位於扁平管部內。
根據上述實施例所揭露的扁平式熱交換器及其製造方法，由於上述之扁平式熱交換器在製造過程中未經縮管製程，故可以減去縮管所需的時間，並且寬度越寬之扁平式熱交換器，所節省的時間就越多。如此一來，即可提高扁平式熱交換器的製造效率。
此外，扁平式熱交換器的寬度又比傳統需縮管製程之熱管寬，使得在高散熱需求之環境中而需要寬度較寬的散熱器，即可採用單一根寬度較寬之扁平式熱交換器來進行散熱，而免去傳統扁平式熱管並排所造成的傳導效率低落的問題。
此外，本實施例之扁平式熱交換器無縮管段，故無熱傳導之無效段而能進一步提升其散熱效能。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
請參閱圖1至圖2。圖1為根據本發明第一實施例所述之扁平式熱交換器的立體示意圖。圖2為沿圖1之2-2割面線所繪示的剖面示意圖。
本實施例之扁平式熱交換器10例如為扁平式熱管。扁平式熱交換器10包含一扁平管部100、一第一壓合部200、一第二壓合部300及一毛細結構400。
扁平管部100具有一流道S。流道S用以容納冷卻流體(未繪示)，且扁平式熱交換器10所填充之冷卻流體可依扁平式熱交換器10應用的環境來選擇。第一壓合部200與第二壓合部300分別連接於扁平管部100之相對兩端，以分別密封流道S之相對兩端。毛細結構400全部位於扁平管部100之流道S內。然而毛細結構400之位置並非用以限制本發明，在其他實施例中，毛細結構也可以僅部分位於扁平管部之流道內，即毛細結構之另一部分夾設於第一壓合部與第二壓合部。
請參閱圖3。圖3為圖1之俯視示意圖。由於扁平管部100未經過縮管，故扁平管部100之相對兩端101、102的寬度W1實質上等於中段103的寬度W2，且第一壓合部200的寬度W3與第二壓合部200的寬度W4實質上大於等於扁平管部100之中段103的寬度W2。
請參閱圖4。圖4為圖1之側視示意圖。第一壓合部200與第二壓合部300各具有相對的一第一側201、301及一第二側202、302。第一壓合部200與第二壓合部300之二第一側201、301分別透過二拉伸變形段500連接於扁平管部100之相對兩端101、102，且第一側201、301的厚度T1實質上等於第二側202、302的厚度T2。
此外，扁平管部100未經過縮管製程。所謂之縮管製程係指利用縮管機來讓管材具有縮管段，縮管段一般分成漸縮管段及驟縮管段。以漸縮管段為例，管材之漸縮管段之管徑越外側越小而呈漸縮狀。由於扁平管部100未經過縮管製程，故扁平管部100之相對兩端101、102的厚度T3實質上等於中段103的厚度T4。需注意的是，扁平管部100之相對兩端101、102與第一壓合部200及第二壓合部300之連接處因受到第一壓合部200與第二壓合部300之壓合製程影響會各有一拉伸變形段500，但拉伸變形段500與習知經縮管製程所形成之縮管段不同，其長度L短到幾乎可以忽略不計。即冷卻流體(未繪示)在扁平式熱交換器10之流道S內皆可運作而幾乎沒有熱傳導的無效段。
請參閱圖5。圖5為圖3之扁平式熱交換器與傳統之扁平式熱管相比較的俯視示意圖。
本實施例之扁平式熱交換器10的寬度約達傳統之扁平式熱管50的三倍。如此一來，當在高散熱需求之環境中而需要寬度較寬的散熱器，即可採用單一根寬度較寬之扁平式熱交換器10來取代三根並排之傳統扁平式熱管50。由於傳統扁平式熱管50之並排處的熱傳導較低，故屬於管外熱傳導，與管內熱傳導與採用三根並排之傳統扁平式熱管50相比，任二並排之傳統扁平式熱管50在相接間的熱傳導效能較低，但單一根扁平式熱交換器10無接觸所產生之熱傳導效能降低的問題。
此外，傳統之扁平式熱管50有縮管段52，因縮管段52內無毛細結構，使得冷卻流體(未繪示)在縮管段52內無法發揮而形成熱傳導之無效段。但本實施例之扁平式熱交換器10無縮管段，故無熱傳導之無效段而能進一步提升其散熱效能。
此外，無縮管段之設計，亦能夠提升扁平式熱交換器10之製造效率，其原因容後一併說明。以下先介紹扁平式熱交換器10的製造方法。
請參閱圖6至圖9。圖6至圖9為圖1之扁平式熱交換器的製造示意圖。首先，如圖6所示，提供一圓管式熱管20。接著，如圖7所示，將一圓管式熱管20扁化成一扁平式熱管22。接著，如圖8所示，焊接扁平式熱管22之一第一處23。接著，如圖9所示，焊接扁平式熱管22之一第二處24。接著，沿裁切線B裁切扁平式熱管22之第二處24，並整形扁平式熱管22，以獲得上述之扁平式熱交換器10。
上述焊接扁平式熱管22之方式例如為擴散焊、壓焊或雷射焊。此外，由於第二處24並非位於扁平式熱管22之端處，故在焊接第二處24後仍需進行裁切步驟。反之，若被焊接之第一處與第二處皆位於扁平式熱管之端處，則後續即無需進行裁切步驟。此外，在本實施例中，裁切扁平式熱管22後仍進行整形步驟，但在其他實施例中，若扁平式熱管之外觀已屬良品，則亦可無需進行整形步驟。
從上述之製作方法可知，在焊接扁平式熱管之第一處或第二處之步驟前，並無對扁平式熱管22進行縮管製程。所謂之縮管製程係指利用縮管機來讓管材具有縮管段，縮管段一般分成漸縮管段及驟縮管段。以經過漸縮管段為例，管材之漸縮管段之管徑越外側越小而呈漸縮狀。由於扁平式熱管22的寬度越寬，則縮管製程的時間越長，故本實施例之扁平式熱交換器10無經過縮管製程除了可避免降低熱傳導效能之外，更能夠縮短製造時間。
根據上述實施例所揭露的扁平式熱交換器及其製造方法，由於上述之扁平式熱交換器在製造過程中未經縮管製程，故可以減去縮管所需的時間，並且寬度越寬之扁平式熱交換器，所節省的時間就越多。如此一來，即可提高扁平式熱交換器的製造效率。
此外，扁平式熱交換器的寬度又比傳統需縮管製程之熱管寬，使得在高散熱需求之環境中而需要寬度較寬的散熱器，即可採用單一根寬度較寬之扁平式熱交換器來進行散熱，而免去傳統扁平式熱管並排所造成的傳導效率低落的問題。
此外，本實施例之扁平式熱交換器無縮管段，故無熱傳導之無效段而能進一步提升其散熱效能。
雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
扁平式熱交換器10 圓管式熱管20 扁平式熱管22 第一處23 第二處24 扁平式熱管50 縮管段52 扁平管部100 端101、102 中段103 第一壓合部200 第一側201 第二側202 第二壓合部300 第一側301 第二側302 毛細結構400 拉伸變形段500 裁切線B 長度L 流道S 寬度W1~W4 厚度 T1~T4
圖1為根據本發明第一實施例所述之扁平式熱交換器的立體示意圖。 圖2為沿圖1之2-2割面線所繪示的剖面示意圖。 圖3為圖1之俯視示意圖。 圖4為圖1之側視示意圖。 圖5為圖3之扁平式熱交換器與傳統之扁平式熱管相比較的俯視示意圖。 圖6至圖9為圖1之扁平式熱交換器的製造示意圖。
扁平式熱交換器10 扁平管部100 端101、102 中段103 第一壓合部200 第二壓合部300 拉伸變形段500

Claims (13)

  1. 一種扁平式熱交換器的製造方法，包含：將一圓管式熱管扁化成一扁平式熱管；焊接該扁平式熱管之一第一處；焊接該扁平式熱管之一第二處；以及裁切該扁平式熱管之該第二處。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之扁平式熱管的製造方法，其中在裁切該扁平式熱管之該第二處之步驟後，更包含整形該扁平式熱管。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之扁平式熱管的製造方法，其中在焊接該扁平式熱管之該第二處之步驟後，更包含裁切該扁平式熱管之該第一處。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之扁平式熱管的製造方法，其中在裁切該扁平式熱管之該第一處之步驟後，更包含整形該扁平式熱管。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之扁平式熱管的製造方法，其中在焊接該扁平式熱管之該第一處或該第二處之步驟前，並無對該扁平式熱管進行縮管製程。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之扁平式熱管的製造方法，其中焊接該扁平式熱管的方法為擴散焊、壓焊或雷射焊。
  7. 一種扁平式熱交換器的製造方法，包含：將一圓管式熱管扁化成一扁平式熱管；焊接該扁平式熱管之一第一處；焊接該扁平式熱管之一第二處；以及 裁切該扁平式熱管之該第二處，其中，在上述步驟中，該扁平式熱管無進行縮管製程。
  8. 一種扁平式熱交換器，包含：一扁平管部，具有一流道；一第一壓合部與一第二壓合部，分別連接於該扁平管部之相對兩端，以分別密封該流道之相對兩端；以及一毛細結構，至少部分位於該扁平管部之該流道內；其中，該扁平管部之相對兩端的厚度實質上等於中段的厚度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之扁平式熱交換器，其中該扁平管部之相對兩端的寬度實質上等於中段的寬度，且該第一壓合部的寬度與該第二壓合部的寬度大於等於該扁平管部之中段的寬度。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之扁平式熱交換器，其中該第一壓合部與該第二壓合部各具有相對的一第一側及一第二側，該第一壓合部與該第二壓合部之該二第一側分別連接於該扁平管部之相對兩端，且該第一側的厚度實質上等於該第二側的厚度。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之扁平式熱交換器，其中該毛細結構之部分位於該扁平管部之該流道內，該毛細結構之另一部分夾設於該第一壓合部與該第二壓合部。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之扁平式熱交換器，其中該毛細結構全部位於該扁平管部之該流道內。
  13. 一種扁平式熱交換器，包含：一扁平管部，具有一流道； 一第一壓合部與一第二壓合部，分別連接於該扁平管部之相對兩端，以分別密封該流道之相對兩端；以及一毛細結構，位於該扁平管部內；其中，該扁平管部未經縮管製程，且該扁平管部之相對兩端的厚度實質上等於中段的厚度。
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