用于溫度控制的裝置和方法
【專利說明】用于溫度控制的裝置和方法
[0001]描述
[0002]本申請要求2012年10月I日提交的美國臨時專利申請N0.61/708，619的優先權，其整體內容通過引用合并于此。本申請涉及2009年9月30日提交的共同未決的美國申請N0.12/585，981，其內容通過引用合并于此，該共同未決的美國申請本身要求2008年9月30日提交的美國臨時申請N0.61/101,227的利益。本申請還涉及2011年5月20日提交的共同未決的PCT申請N0.PCT/USll/37369，其內容通過引用合并于此，并且該PCT申請本身要求2010年5月23日提交的美國臨時申請N0.61/347,446的利益。
技術領域
[0003]符合本公開的材料、組件和方法是針對具有氣體的微尺度通道的制造和使用，這種微尺度通道被配置來控制所述氣體的溫度。
【背景技術】
[0004]流體-諸如空氣-的體積能夠以溫度和壓力表征。當將流體體積看作包括例如氧分子和氮分子的組分粒子的聚集時，處于給定溫度的流體的體積可被理解為組分粒子速度的分布。這種分布通常能夠以具有與該種氣體的溫度有關的一平均速度進行表征。
[0005]組分粒子內部原子和分子結構，能夠提供一系列可達到的內部能量狀態，還能影響該種氣體的溫度分布。與原子或分子相關聯的該系列的可達到的內部能量狀態反過來也能受其周圍環境的幾何形狀和特性的影響。
【發明內容】
[0006]一方面，一種用于冷卻的系統可被配置來適應氣體流過微通道。該系統可包括微通道，該微通道可至少包括基底和側壁，所述基底和側壁可被配置來形成流入開口和流出開口的至少一部分。氣體可包括組分粒子，通過第一壓力和第二壓力之間的壓差的作用促使所述氣體流過所述微通道，鄰近所述流入開口的所述氣體的第一壓力為大氣壓且鄰近所述流出開口的所述氣體的第二壓力小于大氣壓。此外，所述微通道可被配置以適應氣體在與微通道的橫截面基本垂直的第一方向上從流入開口到流出開口流動。此外，基底可從一組基底材料中選擇，該組基底材料由下列材料構成:銷金屬板、陽極化銷、特氟隆(Teflon)鍍層鋁、涂層鋁、石墨烯(graphene)、熱解石墨和銅金屬板，并且側壁可從一組側壁材料中選擇，該組側壁材料由下列材料構成:石墨烯、熱解石墨、鋁箔和銅箔。此外，側壁可具有介于約0.5 μ m至約500 μ m的范圍內的厚度，具有介于約0.5 μ m至約500 μ m范圍內的厚度的微通道是部分地通過在基底上提供側壁而形成。
[0007]另一方面，一種用于冷卻的方法可包括提供至少包括基底和側壁的微通道，所述基底和側壁可被配置來形成流入開口和流出開口的至少一部分。所述用于冷卻的方法還可包括提供包含組分粒子的氣體，并通過第一壓力和第二壓力之間的壓差的作用促使所述氣體在與微通道的橫截面基本垂直的第一方向上從流入開口到流出開口流動，鄰近所述流入開口的所述氣體的第一壓力為大氣壓且鄰近所述流出開口的所述氣體的第二壓力小于大氣壓。此外，基底可從一組基底材料中選擇，該組基底材料由下列材料構成:鋁金屬板、陽極化鋁、特氟隆鍍層鋁、涂層鋁、石墨烯、熱解石墨和銅金屬板，并且側壁可從一組側壁材料中選擇，該組側壁材料由下列材料構成:石墨烯、熱解石墨、鋁箔和銅箔。此外，側壁可具有介于約0.5 μ m至約500 μ m的范圍內的厚度，具有介于約0.5 μ m至約500 μ m范圍內的厚度的微通道是部分地通過在基底上提供側壁而形成。
[0008]進一步的方面，一種用于冷卻的系統可被配置來適應氣體流過微通道。該系統可包括微通道，該微通道可至少包括具有突起側壁的基底，所述基底和側壁可被配置來形成流入開口和流出開口的至少一部分。所述氣體可包括組分粒子，通過第一壓力和第二壓力之間的壓差的作用促使所述氣體流過微通道，鄰近所述流入開口的所述氣體的第一壓力為大氣壓且鄰近所述流出開口的所述氣體的第二壓力小于大氣壓。此外，所述微通道可被配置以適應氣體在與微通道的橫截面基本垂直的第一方向上從流入開口到流出開口流動。此外，基底可從一組基底材料中選擇，該組基底材料由下列材料構成:鋁金屬板、陽極化鋁、特氟隆鍍層鋁、涂層鋁、石墨烯、熱解石墨和銅金屬板。此外，所述突起側壁可具有介于約0.5 μ??至約500 μ m的范圍內的厚度，具有介于約0.5 μπι至約500 μ m范圍內的厚度的所述微通道是部分地通過擠壓、浮凸壓印(embossing)、精壓(coining)、沖壓(stamping)、模壓(punching)、打孔(perforating)和采用精密沖裁來切割這組方式中的至少一種從所述基底形成。
[0009]另一方面，一種用于冷卻的方法可包括提供至少包括基底和突起側壁的微通道，所述基底和突起側壁可被配置來形成流入開口和流出開口的至少一部分。所述用于冷卻的方法還可包括提供包含組分粒子的氣體，并通過第一壓力和第二壓力之間的壓差的作用促使所述氣體在與微通道的橫截面基本垂直的第一方向上從流入開口到流出開口流動，鄰近所述流入開口的所述氣體的第一壓力為大氣壓且鄰近所述流出開口的所述氣體的第二壓力小于大氣壓。此外，基底可從一組基底材料中選擇，該組基底材料由下列材料構成:鋁金屬板、陽極化鋁、特氟隆鍍層鋁、涂層鋁、石墨烯、熱解石墨和銅金屬板。此外，所述突起側壁可具有介于約0.5 μ m至約500 μ m的范圍內的厚度，具有介于約0.5 μ m至約500 μ m范圍內的厚度的所述微通道是部分地通過擠壓、浮凸壓印、精壓、沖壓、模壓、打孔和采用精密沖裁來切割這組方式中的至少一種從所述基底形成。
[0010]本公開另外的目的和益處將部分地在下面的描述中進行說明，并且部分的目的和益處從說明書的說明中是明顯的，或可通過與本公開相一致的實施方式的實施而認識到。本發明的目的和益處將通過所附權利要求書中尤其指出的要素及組合而被實現并獲得。
[0011]應當理解上文的總體描述和下面的詳細描述均僅是示例性的和解釋性的，且不是對所要求保護的發明進行限制。
【附圖說明】
[0012]圖1描繪了用于形成與本公開相一致的一組示例性微通道的基底和配置的多個側壁的兩個視圖；
[0013]圖2描繪了圖1中的基底和多個側壁的兩個視圖，其具有被配置以形成與本公開相一致的一組示例性微通道的額外的基底；
[0014]圖3描繪了用于形成與本公開相一致的一組示例性微通道的具有突起側壁的基底的兩個視圖；
[0015]圖4描繪了圖3中的基底和配置的多個側壁的兩個視圖，其具有被配置以形成與本公開相一致的一組示例性微通道的額外的基底；
[0016]圖5描繪了與本公開相一致的被配置來適應氣體流動的微通道的側視圖，包括用于促使流過微通道的裝置。
【具體實施方式】
[0017]現在將具體參照本公開中目前的實施方式(示例性實施方式)，這些實施方式的特點示出于附圖中。只要可能，相同的附圖標號將在全部附圖中使用以指代相同或相似的部件。
[0018]圖1描繪了用于形成與本公開相一致的一組示例性微通道的基底110和配置的多個側壁120的兩個視圖。圖1的下部描繪出在基底110上配置側壁120的“俯”視圖，圖1的上部描繪出基底110上配置側壁120的“側”視圖。為便于參照，軸145對在上部的圖指定“X”方向和“z”方向，軸155對在下部圖指定“X”方向和“y”方向。基底110的材料可包括鋁金屬板、陽極化鋁、特氟隆鍍層鋁、涂層鋁、石墨烯、熱解石墨、銅金屬板，和/或任何其他相對光滑平坦的導熱材料。側壁120的材料可包括鋁箔、銅箔、其他金屬箔、石墨烯、熱解石墨、和任何其他相對光滑平坦的導熱材料。沿圖1繪出的“z”方向，側壁120能夠具有從約0.5 μπι厚至約500 μπι的范圍內的厚度。
[0019]如圖1所示，可對側壁120的形狀進行選擇以形成當氣體(例如)沿與“y”向相反方向移動時截面逐漸增大的微通道。然而，所示出的形狀并不構成限制。可對微通道的整體截面進行配置以沿“X”方向呈現肉眼可見的長度尺度(即米)和沿“Z”方向呈現較小的長度尺度(即0.5至500 μπι)。從圖1示出的上部輪廓的透視圖可見，所示出的“最靠近”被