用于温度控制的装置和方法
【专利说明】用于温度控制的装置和方法
[0001]描述
[0002]本申请要求2012年10月I日提交的美国临时专利申请N0.61/708，619的优先权，其整体内容通过引用合并于此。本申请涉及2009年9月30日提交的共同未决的美国申请N0.12/585，981，其内容通过引用合并于此，该共同未决的美国申请本身要求2008年9月30日提交的美国临时申请N0.61/101,227的利益。本申请还涉及2011年5月20日提交的共同未决的PCT申请N0.PCT/USll/37369，其内容通过引用合并于此，并且该PCT申请本身要求2010年5月23日提交的美国临时申请N0.61/347,446的利益。
技术领域
[0003]符合本公开的材料、组件和方法是针对具有气体的微尺度通道的制造和使用，这种微尺度通道被配置来控制所述气体的温度。
【背景技术】
[0004]流体-诸如空气-的体积能够以温度和压力表征。当将流体体积看作包括例如氧分子和氮分子的组分粒子的聚集时，处于给定温度的流体的体积可被理解为组分粒子速度的分布。这种分布通常能够以具有与该种气体的温度有关的一平均速度进行表征。
[0005]组分粒子内部原子和分子结构，能够提供一系列可达到的内部能量状态，还能影响该种气体的温度分布。与原子或分子相关联的该系列的可达到的内部能量状态反过来也能受其周围环境的几何形状和特性的影响。
【发明内容】
[0006]一方面，一种用于冷却的系统可被配置来适应气体流过微通道。该系统可包括微通道，该微通道可至少包括基底和侧壁，所述基底和侧壁可被配置来形成流入开口和流出开口的至少一部分。气体可包括组分粒子，通过第一压力和第二压力之间的压差的作用促使所述气体流过所述微通道，邻近所述流入开口的所述气体的第一压力为大气压且邻近所述流出开口的所述气体的第二压力小于大气压。此外，所述微通道可被配置以适应气体在与微通道的横截面基本垂直的第一方向上从流入开口到流出开口流动。此外，基底可从一组基底材料中选择，该组基底材料由下列材料构成:销金属板、阳极化销、特氟隆(Teflon)镀层铝、涂层铝、石墨烯(graphene)、热解石墨和铜金属板，并且侧壁可从一组侧壁材料中选择，该组侧壁材料由下列材料构成:石墨烯、热解石墨、铝箔和铜箔。此外，侧壁可具有介于约0.5 μ m至约500 μ m的范围内的厚度，具有介于约0.5 μ m至约500 μ m范围内的厚度的微通道是部分地通过在基底上提供侧壁而形成。
[0007]另一方面，一种用于冷却的方法可包括提供至少包括基底和侧壁的微通道，所述基底和侧壁可被配置来形成流入开口和流出开口的至少一部分。所述用于冷却的方法还可包括提供包含组分粒子的气体，并通过第一压力和第二压力之间的压差的作用促使所述气体在与微通道的横截面基本垂直的第一方向上从流入开口到流出开口流动，邻近所述流入开口的所述气体的第一压力为大气压且邻近所述流出开口的所述气体的第二压力小于大气压。此外，基底可从一组基底材料中选择，该组基底材料由下列材料构成:铝金属板、阳极化铝、特氟隆镀层铝、涂层铝、石墨烯、热解石墨和铜金属板，并且侧壁可从一组侧壁材料中选择，该组侧壁材料由下列材料构成:石墨烯、热解石墨、铝箔和铜箔。此外，侧壁可具有介于约0.5 μ m至约500 μ m的范围内的厚度，具有介于约0.5 μ m至约500 μ m范围内的厚度的微通道是部分地通过在基底上提供侧壁而形成。
[0008]进一步的方面，一种用于冷却的系统可被配置来适应气体流过微通道。该系统可包括微通道，该微通道可至少包括具有突起侧壁的基底，所述基底和侧壁可被配置来形成流入开口和流出开口的至少一部分。所述气体可包括组分粒子，通过第一压力和第二压力之间的压差的作用促使所述气体流过微通道，邻近所述流入开口的所述气体的第一压力为大气压且邻近所述流出开口的所述气体的第二压力小于大气压。此外，所述微通道可被配置以适应气体在与微通道的横截面基本垂直的第一方向上从流入开口到流出开口流动。此外，基底可从一组基底材料中选择，该组基底材料由下列材料构成:铝金属板、阳极化铝、特氟隆镀层铝、涂层铝、石墨烯、热解石墨和铜金属板。此外，所述突起侧壁可具有介于约0.5 μ??至约500 μ m的范围内的厚度，具有介于约0.5 μπι至约500 μ m范围内的厚度的所述微通道是部分地通过挤压、浮凸压印(embossing)、精压(coining)、冲压(stamping)、模压(punching)、打孔(perforating)和采用精密冲裁来切割这组方式中的至少一种从所述基底形成。
[0009]另一方面，一种用于冷却的方法可包括提供至少包括基底和突起侧壁的微通道，所述基底和突起侧壁可被配置来形成流入开口和流出开口的至少一部分。所述用于冷却的方法还可包括提供包含组分粒子的气体，并通过第一压力和第二压力之间的压差的作用促使所述气体在与微通道的横截面基本垂直的第一方向上从流入开口到流出开口流动，邻近所述流入开口的所述气体的第一压力为大气压且邻近所述流出开口的所述气体的第二压力小于大气压。此外，基底可从一组基底材料中选择，该组基底材料由下列材料构成:铝金属板、阳极化铝、特氟隆镀层铝、涂层铝、石墨烯、热解石墨和铜金属板。此外，所述突起侧壁可具有介于约0.5 μ m至约500 μ m的范围内的厚度，具有介于约0.5 μ m至约500 μ m范围内的厚度的所述微通道是部分地通过挤压、浮凸压印、精压、冲压、模压、打孔和采用精密冲裁来切割这组方式中的至少一种从所述基底形成。
[0010]本公开另外的目的和益处将部分地在下面的描述中进行说明，并且部分的目的和益处从说明书的说明中是明显的，或可通过与本公开相一致的实施方式的实施而认识到。本发明的目的和益处将通过所附权利要求书中尤其指出的要素及组合而被实现并获得。
[0011]应当理解上文的总体描述和下面的详细描述均仅是示例性的和解释性的，且不是对所要求保护的发明进行限制。
【附图说明】
[0012]图1描绘了用于形成与本公开相一致的一组示例性微通道的基底和配置的多个侧壁的两个视图；
[0013]图2描绘了图1中的基底和多个侧壁的两个视图，其具有被配置以形成与本公开相一致的一组示例性微通道的额外的基底；
[0014]图3描绘了用于形成与本公开相一致的一组示例性微通道的具有突起侧壁的基底的两个视图；
[0015]图4描绘了图3中的基底和配置的多个侧壁的两个视图，其具有被配置以形成与本公开相一致的一组示例性微通道的额外的基底；
[0016]图5描绘了与本公开相一致的被配置来适应气体流动的微通道的侧视图，包括用于促使流过微通道的装置。
【具体实施方式】
[0017]现在将具体参照本公开中目前的实施方式(示例性实施方式)，这些实施方式的特点示出于附图中。只要可能，相同的附图标号将在全部附图中使用以指代相同或相似的部件。
[0018]图1描绘了用于形成与本公开相一致的一组示例性微通道的基底110和配置的多个侧壁120的两个视图。图1的下部描绘出在基底110上配置侧壁120的“俯”视图，图1的上部描绘出基底110上配置侧壁120的“侧”视图。为便于参照，轴145对在上部的图指定“X”方向和“z”方向，轴155对在下部图指定“X”方向和“y”方向。基底110的材料可包括铝金属板、阳极化铝、特氟隆镀层铝、涂层铝、石墨烯、热解石墨、铜金属板，和/或任何其他相对光滑平坦的导热材料。侧壁120的材料可包括铝箔、铜箔、其他金属箔、石墨烯、热解石墨、和任何其他相对光滑平坦的导热材料。沿图1绘出的“z”方向，侧壁120能够具有从约0.5 μπι厚至约500 μπι的范围内的厚度。
[0019]如图1所示，可对侧壁120的形状进行选择以形成当气体(例如)沿与“y”向相反方向移动时截面逐渐增大的微通道。然而，所示出的形状并不构成限制。可对微通道的整体截面进行配置以沿“X”方向呈现肉眼可见的长度尺度(即米)和沿“Z”方向呈现较小的长度尺度(即0.5至500 μπι)。从图1示出的上部轮廓的透视图可见，所示出的“最靠近”被