專利名稱：熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及散熱裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種提高熱傳效率的熱傳 強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子組件越來越精密，電子組件所產(chǎn)生的熱也越來多，致使僅 以自然或強(qiáng)制對流方式將熱散逸至環(huán)境是不夠的。為加強(qiáng)電子組件的散 熱效果，現(xiàn)行的作法大多為在熱源處以散熱器將熱導(dǎo)出，經(jīng)由散熱器的 鰭片以自然或強(qiáng)制對流方式將熱散逸至環(huán)境中。然而現(xiàn)行具有風(fēng)扇的散熱器仍有部分問題無法克服，諸如鰭片表面與流經(jīng)散熱器的氣流溫度差僅攝氏5-10度而造成溫度梯度不足的問題、 散熱器本身的材料及結(jié)構(gòu)所造成的熱阻問題，前述問題造成現(xiàn)行散熱器 無法提供更高的散熱量，使之不足以解決發(fā)熱量較高的電子組件的散熱 問題。中國臺灣專利申請?zhí)枮?0220898,名稱為可產(chǎn)生渦流現(xiàn)象的熱交換 鰭片板的新型專利公開了在鰭片板的板面分布有數(shù)個凹、凸部，藉由兩 片或兩片以上的鰭片板組合后，令各相鄰兩鰭片板在相對于版面的凸部 可相互接觸連結(jié)，使數(shù)個鰭片板可結(jié)合成一體以提供當(dāng)進(jìn)行熱交換時， 工作流體可以 一度空間或一度以上的空間的方向交互傳遞，及工作流體 在經(jīng)過兩兩板材間的被凹凸部形狀所形成的阻抗體以外的空間所形成 的通道，及工作流體在碰撞凹凸部連結(jié)處所形成的阻抗體時，該工作流 體會因阻抗體的形成或角度的變化而改變其原來的流動方向及流動速度，而增強(qiáng)工作流體本身的擾流現(xiàn)象，進(jìn)而增加工作流體與各鰭片板間 的熱^f;克歲丈應(yīng)。上述實(shí)用新型在實(shí)際使用上有問題存在，因板體間的流道有許多阻 抗體存在，使得原本供應(yīng)流體的流動空間減縮，對于流入口而言會產(chǎn)生 相當(dāng)大的反壓，流體的流入量將造成減損，另外因流體沿著許多個阻抗 體邊界流動，不僅與板體表面有摩擦阻力，且與阻抗體表面有流動摩擦 阻力，即存在一個二維的流動摩擦阻力，此將造成流體流動減速，再者 邊界層厚度亦會隨流動距離增加而熱阻隨之增加，使得熱傳導(dǎo)無法有效 將熱帶出。實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種提升熱傳效果的 熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置。本實(shí)用新型的另 一個目的在于提供一種設(shè)有表面肋以破壞邊界層， 降低熱阻特性的散熱裝置。本實(shí)用新型的再一個目的在于提供一種在一表面設(shè)有復(fù)數(shù)鱗部，令 流體循著鱗部的邊界產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流，并與主流場流體混合成二次流提升 熱傳效果的散熱裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為 一種熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，包含一主體，具有相對的一第一板體及一第四板體，與相對的一第二板 體及一第三板體，所述第一、四板體的兩端分接所述第二、三板體的兩 端；一熱傳強(qiáng)化單元，設(shè)于所述的第一板體及\或第二板體的相對表面， 所述熱傳強(qiáng)化單元包括至少一凸部，成間隔設(shè)置且略突高于所述板體的表面；復(fù)數(shù)鱗部，凹設(shè)于所述凸部以外的板體表面，且相對該板體表面具 一攻角，所述每一鱗部分具一邊緣，并且相鄰兩鱗部的邊緣相交處形成 一尖端。一種熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，包含復(fù)數(shù)第一板體，平行并列，且分具相反的一第一表面及一第二表面；一流道，分別形成于相鄰的第一板體間；一熱傳強(qiáng)化單元，設(shè)于所述第一表面及\或第二表面，其包含至 少一凸部，成間隔設(shè)置且略突高于所述板體表面；復(fù)數(shù)鱗部，凹設(shè)于所述凸部以外的板體表面，且相對所述板體表面 具一攻角，所述每一鱗部分具一邊緣，相鄰兩鱗部的邊緣相交處形成一 尖端。所述第一、二表面分設(shè)有該熱傳強(qiáng)化單元，所述兩相鄰的第一板體 間另設(shè)一第二板體，所述第二板體具有兩平整表面分別相對所述第一、 二表面。當(dāng)正吹流體通過流道，則靠近熱傳強(qiáng)化單元表面的流體穿越每一鱗 部的尖端突起部位，導(dǎo)致流體被限制沿著每個鱗部的邊緣下坡流動，流 體穿越突起的邊緣之后又被下一尖端分割，產(chǎn)生周期性的流動，并借由 該尖端使流體產(chǎn)生^f黃向流動，導(dǎo)致流體在鱗部凹陷處循環(huán)產(chǎn)生渦流(即 流體流過每一內(nèi)凹流場變?yōu)榛靵y并有渦對產(chǎn)生)，且渦流量隨雷諾數(shù)增 加而提高，并與主流場(即流道內(nèi)高于板體表面的區(qū)域)的流體混合形 成二次流(Secondary flows)加強(qiáng)流體的擾動，提升熱傳效率。另外傾 斜的鱗部表面不僅能增加熱傳表面積且能周期的破壞邊界層(boundary layer)導(dǎo)致邊界層從新發(fā)展，而此流動模式隨著渦流量的提高改善流 體間的混合，造成熱傳效果提高。另外當(dāng)正吹流體通過所述凸部，則流體被迫向熱傳強(qiáng)化單元表面中 線處集中，再翻轉(zhuǎn)朝主流場方向流動，與主流場的流體混合產(chǎn)生二次流(Secondary f lows)并破壞均勻流，則造成邊界層被破壞進(jìn)而提高紊流 (Turbulenc intensity)強(qiáng)度，以提高熱傳表面與流體間的熱對流系數(shù)， 并且加上能提供額外的熱傳面積，進(jìn)而改進(jìn)其熱傳的效能。


圖l是本實(shí)用新型實(shí)施例1的立體示意圖； 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的立體剖視示意圖； 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的剖視側(cè)視示意圖； 圖3A是本實(shí)用新型實(shí)施例1鱗部與板體間具有攻角的示意圖； 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例1熱傳強(qiáng)化單元分設(shè)于第一、四^反體的示 意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例l局部鱗部放大立體示意圖； 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例1局部鱗片放大側(cè)視示意圖； 圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例2的立體示意圖； 圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例2的側(cè)視示意圖；圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例2熱傳強(qiáng)化單元分設(shè)第一、二表面的示意圖。主要組件符號說明10主體 ll熱傳強(qiáng)化單元 101第一板體 111凸部102第二板體 1111第一凸體103第三板體 1112第二凸體104第四板體 112鱗部12流道 1121邊緣31第一板體 1124尖端311第一表面 312第二表面 32流道 33基座具體實(shí)施方式
實(shí)施例1一種熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，請參閱圖1至圖4,其包括一 主體10及一熱傳強(qiáng)化單元11，所述主體10具有相對的一第一板體101 及一第四板體104,與相對的一第二板體102及一第三板體103,該第 一、四板體101、 104的兩端分接所述第二、三板體102、 103的兩端， 所述第一板體IOI、第二板體102、第三板體103及第四板體104界定 一流道12;所述熱傳強(qiáng)化單元ll，可選擇設(shè)于所述第一板體101 (如圖 l所示)或第四板體104的相對表面，或者設(shè)于第一、四板體101、 104 的表面(如圖4所示)。所述熱傳強(qiáng)化單元11包含有至少一凸部111及復(fù)數(shù)鱗部112,所述 凸部111系成間隔設(shè)置且略突高于所述第 一板體101及\或第四板體104 表面，在本實(shí)施例中顯示該凸部111具有至少一第一凸體1111及一第 二凸體1112，所述第一、二凸體1111、 1112分別從第一板體101及\ 或第四板體104兩側(cè)，相對往中線處延伸相交，并在兩者相交處形成一 夾角，該夾角為不大于90度，即令該凸部lll成V字形的設(shè)置。所述鱗部112,設(shè)于所述凸部以外的第一板體101及\或第四板體 104表面，并往表面凹陷，每一鱗部112相對所述第一板體101及\或第10四板體104表面具一攻角oc (如圖3A所示)，并分具一邊緣1121及一 尖端1124,所述尖端1124形成于相鄰兩鱗部112的邊緣相交處，并且 該鱗部112的表面為一平面。在本實(shí)施例中所述鱗部112為前后交錯布 置于所述第一、四板體1(U、 104表面，則每一尖端1124對應(yīng)指向前一 鱗部112的邊緣1121,且配合該凸部111的設(shè)置(如前述V字型)成相對 傾斜排列，即所述鱗部112構(gòu)成漸進(jìn)式擴(kuò)大V形排列，并指向下游方向。另外，所述第一、四板體101、 104任一設(shè)有熱傳強(qiáng)化單元，設(shè)有 熱傳強(qiáng)化單元的板體101、 104的外表面貼觸于一發(fā)熱組件表面(圖未 示)；或者第一、四板體101、 104皆設(shè)有熱傳強(qiáng)化單元，其中任一板 體101、 104的外表面貼觸發(fā)熱組件外表面，則可令發(fā)熱組件的熱量經(jīng) 過第一板體101或第四板體104自然傳遞至主體10。再者，所述第二、三板體102、 103任一個皆可設(shè)有熱傳強(qiáng)化單元， 設(shè)有熱傳強(qiáng)化單元的板體102、 103的外表面貼觸于一發(fā)熱組件表面(圖 未示)；或者第二、三板體102、 103都設(shè)有熱傳強(qiáng)化單元，其中任一 板體102、 103的外表面貼觸發(fā)熱組件外表面，則可令發(fā)熱組件的熱量 經(jīng)過第二板體102或第三板體103自然傳遞至主體10。參閱圖3、 4、 5、 6，當(dāng)正吹流體(如圖中箭頭所指相對該夾角的方 向)通過流道12，則靠近熱傳強(qiáng)化單元11表面的流體穿越每一鱗部112 的尖端1124突起部位，導(dǎo)致流體被限制沿著每個鱗部112的邊緣1121 下坡流動，流體穿越突起的邊緣1121之后又被下一尖端1124分割，產(chǎn) 生周期性的流動，并借由該尖端1124使流體產(chǎn)生橫向流動，導(dǎo)致流體 在鱗部112凹陷處循環(huán)產(chǎn)生渦流(即流體流過每一內(nèi)凹流場變?yōu)榛靵y并 有渦對產(chǎn)生)，且渦流量隨雷諾數(shù)增加而提高，并與主流場(即流道12 內(nèi)高于板體101、 104表面的區(qū)域)的流體混合形成二次流(Secondary flows)加強(qiáng)流體的擾動，提升熱傳效率。另外傾斜的鱗部112表面不僅能增加熱傳表面積且能周期的破壞邊界層(boundary layer)導(dǎo)致邊界 層從新發(fā)展，而此流動模式隨著渦流量的提高改善流體間的混合，造成 熱傳效果提高。另外當(dāng)正吹流體通過所述凸部111，則流體被迫向熱傳強(qiáng)化單元11 表面中線處集中，再翻轉(zhuǎn)朝主流場方向流動，與主流場的流體混合產(chǎn)生 二次流(Secondary flows)并石皮壞均勻流，則造成邊界層^皮石皮壞進(jìn)而提 高紊流(Turbulenc intensity)強(qiáng)度，以提高熱傳表面與流體間的熱對 流系數(shù)，并且加上能提供額外的熱傳面積，進(jìn)而改進(jìn)其熱傳的效能。 實(shí)施例2一種熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，請參閱圖7所示，其整體結(jié)構(gòu) 及實(shí)施大至與實(shí)施例l相同，此即不贅述相同結(jié)構(gòu)與符號，其不同處為 包括有復(fù)數(shù)平行并列的第一板體31，所述第一板體31分具相反的一第 一表面311及一第二表面312,并在相鄰兩第一板體31間形成一流道 32，所述第一板體31設(shè)于一基座33上。所述熱傳強(qiáng)化單元11可選擇性的設(shè)于所述第一板體31的第一表面 311或第二表面312上，亦或同時設(shè)于第一、二表面311、 312上。參閱圖8,表示該熱傳強(qiáng)化單元11設(shè)于第二表面312上，則流道 32的單側(cè)具有該熱傳強(qiáng)化單元11;另如圖9所示，在相鄰兩第一板體 31間另設(shè)一第二板體33,所述第二板體33相對所述第一、二表面311、 312為一平面，則流道32的單側(cè)具有該熱傳強(qiáng)化單元11。圖中雖未表示，但所述第一板體或第一、二板體可與至少一導(dǎo)熱管 串合，另外所述第一板體31或第一、二板體31、 33亦可為堆棧組接形 成。另外，前述凸部111在兩個實(shí)施例中顯示為方形但并不局限于此， 其亦可為半圓形，另外所顯示的型態(tài)也可為僅具有至少一第一凸體1111,并從一側(cè)延伸至相對的另一側(cè)，即該凸部111為成單側(cè)傾斜且平 行并列，則所述鱗部112配合該凸部111成單向傾斜排列。再者鱗部112 并不局限于前述，其亦可為分散布置。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，舉是利用本創(chuàng)作所 述的方法、形狀、構(gòu)造、裝置所為的變化，皆應(yīng)包含于本申請的權(quán)利范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征在于包括一主體，具有相對的一第一板體及一第四板體，與相對的一第二板體及一第三板體，該第一、四板體的兩端分接該第二、三板體的兩端；及一熱傳強(qiáng)化單元，設(shè)于所述任意板體的相對表面，其包括至少一凸部，成間隔設(shè)置且突高于所述表面；復(fù)數(shù)鱗部，凹設(shè)于所述凸部以外的表面，且相對該表面具一攻角，所述每一鱗部分具一邊緣，并且相鄰兩鱗部的邊緣相交處形成一尖端；其中所述凸部及鱗部致使靠近表面的流體產(chǎn)生渦流及二次流，并破壞增厚的邊界層提升熱傳率。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征 在于所述鱗部為前后交錯布置，每一尖端對應(yīng)指向前一鱗部邊緣。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征 在于所述鱗部分散布置或單向傾斜排列或相對傾斜排列。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征 在于所述凸部具有至少一第一凸體，并從所述板體的一側(cè)延伸至相對 的另一側(cè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征 在于所述凸部具有至少一第一凸體及一第二凸體，所述第一、二凸體 分別從所述任一^反體的兩側(cè)相對往中線處延伸相交。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征 在于所迷第一、二凸體相交處具有一夾角。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征在于所述鱗部為圓形、菱形、三角形或其組合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征 在于所述鱗部的表面為一平面。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征 在于所述凸部為方形或半圓形。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征 在于所述各板體其中任一板體貼觸一發(fā)熱組件表面。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征 在于所述第一板體、第二板體、第三板體及第四板體界定一流道。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1、 4、 5或10所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱 裝置，其特征在于所述熱傳強(qiáng)化單元設(shè)于第一板體及/或第四板體的 相對表面。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1、 4、 5或10所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱 裝置，其特征在于所述熱傳強(qiáng)化單元設(shè)于第二板體及/或第三板體的 相對表面。
14、 一種熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特征在于包括 復(fù)數(shù)第一板體，平行并列，且分具相反的一第一表面及一第二表面； 一流道，分別形成于相鄰的第一板體間；一熱傳強(qiáng)化單元，設(shè)于所述第一表面及\或第二表面，其包含 至少一凸部，成間隔設(shè)置且突高于所述板體表面； 復(fù)數(shù)鱗部，凹設(shè)于所述凸部以外的板體表面，且相對所述板體表面 具一攻角，所述每一鱗部分具一邊緣，則相鄰兩鱗部的邊緣相交處形成其中所述凸部及鱗部致使靠近板體表面的流體產(chǎn)生渦流及二次流， 并破壞增厚的邊界層提升熱傳率。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征在于所述第一、二表面分設(shè)有熱傳強(qiáng)化單元，所述兩相鄰的笫一板 體間另設(shè)一第二板體。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征在于所述第二板體具有兩平整表面，且分別相對所述第一、二表面。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征在于所述第一板體設(shè)于一基座上。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征在于所述第一板體為堆棧組接。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置， 其特征在于所述第一、二板體設(shè)于一基座上。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置， 其特征在于所述第一、二板體為堆棧組接。
21、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征為所述鱗部為前后交錯布置于所述板體表面，每一尖端對應(yīng)指向前 一鱗部邊緣。
22、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征為所述鱗部分?jǐn)湶贾糜谒霭弩w表面。
23、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征為所述鱗部為單向傾斜排列或相對傾斜排列于所述板體表面。
24、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征為所述凸部具有至少一第一凸體，并從所述板體的一側(cè)延伸至相對 的另一側(cè)。
25、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征為所述凸部具有至少一第一凸體及一第二凸體，所述第一、二凸體分別從所述板體的兩側(cè)相對往板體中線處延伸相交。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征在于所述第一、二凸體相交處具有一夾角。
27、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征為所述鱗部為圓形、菱形、三角形或其組合。
28、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征為所述鱗部的表面為一平面。
29、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征為所述凸部為方形或半圓形。
30、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征為所述第一板體與至少一導(dǎo)熱管結(jié)合。
31、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，其特 征在于所述第一、二板體與至少一導(dǎo)熱管結(jié)合。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種熱傳強(qiáng)化型表面粗化散熱裝置，包括一主體及一熱傳強(qiáng)化單元，該熱傳強(qiáng)化單元設(shè)于主體相對的一第一板體及一第四板體，前述熱傳強(qiáng)化單元包括略突高板體表面的至少一凸部，及凹設(shè)于前述凸部以外表面的復(fù)數(shù)鱗部，該鱗部相對該表面具一攻角，且每一鱗部具有一邊緣，并經(jīng)由相鄰兩鱗部的邊緣的相交形成一尖端，則令靠近表面的流體產(chǎn)生渦流及二次流，并破壞流體隨距離增厚之邊界層，進(jìn)以大幅的提升熱傳效率。
文檔編號H05K7/20GK201119219SQ200720155698
公開日2008年9月17日 申請日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月17日
發(fā)明者張始偉 申請人:奇宏科技股份有限公司