熱傳強化型表面粗化散熱結構的製作方法

2023-09-20 19:54:30 1

專利名稱：熱傳強化型表面粗化散熱結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及散熱裝置領域，尤其涉及一種提高熱傳效率的熱傳 強化型表面粗化散熱結構。
背景技術：
隨著電子組件越來越精密，電子組件所產生的熱也越來多，致使僅 以自然或強制對流方式將熱散逸至環境是不夠的。為加強電子組件的散 熱效果，現行的作法大多為在熱源處以散熱器將熱導出，經由散熱器的 鰭片以自然或強制對流方式將熱散逸至環境中。然而現行具有風扇的散熱器仍有部分問題無法克服，諸如鰭片表面與流經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構所造成的熱阻問題，前述問題造成現行散熱器 無法提供更高的散熱量，使之不足以解決發熱量較高的電子組件的散熱 問題。中國臺灣專利申請號為90220898,名稱為可產生渦流現象的熱交換 鰭片板的新型專利公開了在鰭片板的板面分布有數個凹、凸部，藉由兩 片或兩片以上的鰭片板組合後，令各相鄰兩鰭片板在相對於版面的凸部 可相互接觸連結，使數個鰭片板可結合成一體以提供當進行熱交換時， 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，而增強工作流體本身的擾流現象，進而增加工作流體與各鰭片板間 的熱^j"K凌文應。上述實用新型在實際使用上有問題存在，因板體間的流道有許多阻 抗體存在，使得原本供應流體的流動空間減縮，對於流入口而言會產生 相當大的反壓，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，使得熱傳導無法有效 將熱帶出。實用新型內容為解決上述問題，本實用新型的目的在於提供一種提升熱傳效果的 熱傳強化型表面粗化散熱結構。本實用新型的另一個目的在於提供一種設有表面肋以破壞邊界層， 降低熱阻特性的散熱結構。本實用新型的再一個目的在於提供一種在一表面設有複數鱗部，令 流體循著鱗部的邊界產生旋轉渦流，並與主流場流體混合成二次流提升 熱傳效果的散熱結構。為達到上述目的，本實用新型的技術方案為 一種熱傳強化型表面 粗化散熱結構，包括一本體，具有至少一表面；一熱傳強化單元，設於所述表面，其包括至少一凸部，成間隔設置且略突高於所述表面；複數鱗部，設於所述凸部以外的表面，並往所述表面凹陷，每一鱗部相對所述表面間具一攻角，並分具一邊緣及一尖端，該尖端形成於相 鄰兩鱗部的邊緣相交處；其中所述凸部及鱗部致使靠近表面的流體產生渦流及二次流，並破 壞增厚的邊界層提升熱傳率。所述鱗部為前後交錯布置，則每一尖端對應指向前一鱗部邊緣。 所述鱗部分散設置。 所述鱗部為單向傾斜排列。 所述鱗部為相對傾斜排列。所述凸部具有至少一第一凸體，並從所述表面一側延伸至另一側。 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 別從所述表面兩側相對往表面中線處延伸相交。 所述第一、二凸體相交處具有一夾角。 所述鱗部為圓形、菱形、三角形或其組合。 所述鱗部表面為一平面。 所述凸部為方形。 所述凸部為半圓形。當正吹流體流經本體表面時，流體穿越每一鱗部的尖端突起部位， 靠近於本體表面的流體被限制沿著每個鱗部的邊緣下坡流動，流體穿越 突起的邊緣之後又被下一尖端分割，產生周期性的流動，並藉由尖端使 流體產生橫向流動，導致流體在鱗部凹陷處循環產生渦流(即流體流過 每一內凹流場變為混亂並有渦對產生)，且渦流量隨雷諾數增加而提高， 並與高於本體表面的流體混合以形成二次流加強流體的擾動，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 層導致邊界層從新發展，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。另外當正吹流體通過凸部，則流體被迫向表面中線處集中，再翻轉 朝主流場方向流動，與主流場的流體混合產生二次流並破壞均勻流，貝'j 造成邊界層被破壞進而提高紊流強度，加上能提供額外的熱傳面積進而 改進其熱傳的效能。

圖l是本實用新型較佳實施例的立體示意圖；圖2是本實用新型較佳實施例的側視示意圖；圖3是本實用新型較佳實施例流體通過本體表面的示意圖；圖4是本實用新型較佳實施例流體通過鱗部凹陷處產生渦流的示意圖。主要組件符號說明10本體 12鱗部11凸部 121邊緣lll第一凸體 122尖端112第二凸體 123表面具體實施方式
實施例1一種熱傳強化型表面粗化散熱結構，請參閱圖1、圖2,包含一本 體IO,具有至少一表面及設於所述表面的一熱傳強化單元，該熱傳強化 單元包含至少一凸部11及複數鱗部12,該本體10可依使用者所需而具 一適當厚度，其外形可以為任意的幾何形狀，例如方形、長方形、圓形 或菱形等，在本實施例中為長方形。所述凸部11系成間隔設置且略突高於所述表面，在本實施例中顯 示該凸部11具有至少一第一凸體111及一第二凸體112,所述第一、二 凸體111、 112分別從表面兩側相對往表面中線處延伸相交，並在兩者相交處形成一夾角e，該夾角e較佳為不大於90度，即令該凸部ii成 v字形的設置於本體io表面。所述鱗部12，設於所述凸部以外表面，並往所述表面凹陷，每一鱗部12相對表面間具一攻角a,並分具一邊緣121及一尖端122,該尖端 122形成於相鄰兩鱗部12的邊緣121相交處，並且該鱗部12的表面123 為一平面。在本實施中所述鱗部12為前後交錯布置於所述本體10表面， 則每一尖端122對應指向前一鱗部12的邊緣121,且配合該凸部11的 設置(如前述V字型)成相對傾斜排列於所述本體IO表面，即鱗部12構 成漸進式擴大V形排列，並指向下遊方向。鱗部12較佳選擇為圓形及 菱形及三角形的任一形狀或其組合，並且鱗部12的攻角a的角度依鱗 部12高度與流道比值，及鱗部12節距與高度比值，及鱗部12直徑與 節距比值設定。所述凸部在圖式中顯示為方形但並不局限於此，其亦可為半圓形， 另外所顯示的型態亦可為僅具有至少一第一凸體，並從本體的一側延伸 至相對的另一側，即該凸部為成單側傾斜且平行並列於本體表面，所述 鱗部配合所述凸部成單向傾斜排列於所述本體表面。鱗部並不局限於前 述，其亦可為分狀布置於所述本體表面。參閱圖3、 4,當正吹流體(圖中所示相對該夾角方向的流體)流經 本體10表面時，流體穿越每一鱗部12的尖端突起部位，靠近於本體IO 表面的流體被限制沿著每個鱗部12的邊緣121下坡流動，流體穿越突 起的邊緣121之後又被下一尖端122分割，產生周期性的流動，並藉由 尖端122使流體產生橫向流動，導致流體在鱗部12凹陷處循環產生渦 流(即流體流過每一內凹流場變為混亂並有渦對產生)，且渦流量隨雷 諾數增加而提高，並與高於本體10表面的流體混合以形成二次流 (Secondary flows)加強流體的擾動，提升熱傳效率。另外輛斜的鱗部12表面不僅能增加熱傳表面積且能周期的破壞邊界層(boundary layer ) 導致邊界層從新發展，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。另外當正吹流體通過凸部11,則流體被迫向表面中線處集中，再翻 轉朝主流場方向流動，與主流場的流體混合產生二次流(Secondary flows)並破壞均勻流，則造成邊界層被破壞進而提高紊流(Turbulenc intensity)強度，加上能提供額外的熱傳面積進而改進其熱傳的效能。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，舉是利用本創作所 述的方法、形狀、構造、裝置所為的變化，皆應包含於本申請的權利範 圍內。
權利要求1. 一種熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵在於包括一本體，具有至少一表面；一熱傳強化單元，設於所述表面，其包括至少一凸部，成間隔設置且略突高於前述表面；複數鱗部，設於所述凸部以外的表面，並往所述表面凹陷，每一鱗部相對所述表面間具一攻角，並分具一邊緣及一尖端，該尖端形成於相鄰兩鱗部的邊緣相交處；其中所述凸部及鱗部致使靠近表面的流體產生渦流及二次流，並破壞增厚的邊界層提升熱傳率。
2、 根據權利要求1所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於所述鱗部為前後交錯布置，則每一尖端對應指向前一鱗部邊緣。
3、 根據權利要求1所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於所述鱗部M設置。
4、 根據權利要求1所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於所述鱗部為單向傾斜排列。
5、 根據權利要求1所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於所述鱗部為相對傾斜排列。
6、 根據權利要求1所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於所述凸部具有至少一第一凸體，並從所述表面一側延伸至另一側。
7、 根據權利要求1所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於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/人所述表面兩側相對往表面中線處延伸相交。
8、 根據權利要求7所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵在於所述第一、二凸體相交處具有一夾角。
9、 根據權利要求1所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於所述鱗部為圓形、菱形、三角形或其組合。
10、 根據權利要求l所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於所述鱗部表面為一平面。
11、 根據權利要求l所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於所述凸部為方形。
12、 根據權利要求1所述的熱傳強化型表面粗化散熱結構，其特徵 在於所述凸部為半圓形。
專利摘要本實用新型提供了一種熱傳強化型表面粗化散熱結構，包括一本體及一設於所述本體表面的熱傳強化單元，其中所述熱傳強化單元包含至少一凸部及複數鱗部，所述凸部系成間隔設置且略突高於所述本體表面；所述複數鱗部，設於所述每兩凸部間，其分具一邊緣及一尖端，該尖端形成於相鄰兩鱗部的邊緣相交處，則令靠近表面的流體產生渦流及二次流，並破壞流體隨距離增厚的邊界層，以大幅的提升熱傳效率。
文檔編號H05K7/20GK201115233SQ20072015569
公開日2008年9月10日 申請日期2007年8月17日 優先權日2007年8月17日
發明者張始偉 申請人:奇宏科技股份有限公司