[發明專利]一種具有多流路互聯結構的微通道換熱器及其制造方法

有效

• 申請號: 201611129677.0
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106705713B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 鄧大祥;陳小龍;萬偉;謝炎林;黃青松
• 申請（專利權）人: 廈門大學;廈門大學深圳研究院
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/04;F28F9/24
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本發明提供了一種具有多流路互聯結構的微通道換熱器及其制造方法，包括一金屬微通道基體，該基體沿冷卻液流動方向上設置有若干個平行排布、陣列分布的開口圓環結構，其包括外部沿圓周向均勻間隔布置的四段第一弧形翅片和內部對稱布置的兩段第二弧形翅片，從而形成了嵌套設置的大開口圓環和小開口圓環。大開口圓環在沿平行、垂直于冷卻液流動方向上分別形成前后、上下各兩個狹縫，小開口圓環在沿平行于冷卻液流動方向上形成前后兩個狹縫，上述狹縫形成多流路互聯通道。制造時，采用激光銑削技術來加工出該多流路互聯微通道結構，將上蓋板采用耐熱玻璃封裝，獲得微通道換熱器。本發明制造工藝簡單、成本低廉，通過破壞邊界層強化微通道換熱。

技術領域

本發明涉及一種微通道換熱器及其制造方法，特別是涉及一種具有多流路互聯微通道換熱器及其制造方法。

背景技術

隨著微電子工業的迅猛發展，各種相關產品向著速度高度集成化和微型化的方向發展，在高密度的集成電路工作過程中，產生的熱量若沒有及時帶走，溫度的升高勢必會影響正常。為保證微電子產品穩定可靠工作，要求換熱器具有體積小、重量輕、適合于緊湊型封裝、散熱性能高等特點，微通道換熱器應運而生。傳統的微通道換熱器主要是采用金屬或硅作為基底，與蓋板耦合封裝成冷卻液微流道，與外界連接而形成冷卻液回路；通過微通道內流動的冷卻液帶走電子元器件產生的熱量，從而實現電子元器件散熱的目的。目前的微通道換熱器結構主要是平行排布的矩形、三角形、梯形等微通道結構。這些傳統形式的平行微通道，在流體進入平行微通道后，同時進行流動邊界層和熱邊界層的發展。當熱邊界層還未達到充分發展區域，傳熱系數都比較大，傳熱性能比較好，但是隨著流動的展開，傳熱系數迅速下降，從而導致明顯的傳熱性能降低，強化換熱效果十分有限。此外，這些傳統形式的平行微通道結構由于流道橫截面積沿流向一致，在兩相沸騰形成氣泡時，會導致通道中間的壓力大，驅動氣泡往流向上游流動，產生返流現象，從而導致嚴重的沸騰非穩定性問題，嚴重危害了微通道換熱器的穩定運行。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有微通道換熱器的上述不足，提供一種具有多流路互聯結構的微通道換熱器，顯著強化傳熱。本發明還提供一種工藝簡單、設備要求低、成本低廉的具有多流路互聯微通道換熱器的制造方法。

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種具有多流路互聯結構的微通道換熱器，包括一金屬微通道基體，所述基體在沿著冷卻液流動方向上設置若干個平行排布、陣列分布的開口圓環結構；

所述開口圓環結構在平行、垂直于冷卻液流動方向上均對呈現稱分布；每一個開口圓環結構包括均勻沿著圓周向間隔布置的四段第一弧形翅片，以及設置在四段第一弧形翅片內部沿著圓周向間隔對稱布置的兩段第二弧形翅片；從而形成了嵌套設置的大開口圓環和小開口圓環；

所述小開口圓環在沿平行于冷卻液流動方向上形成前后兩個狹縫；所述大開口圓環在沿平行、垂直于冷卻液流動方向上分別形成前后、上下各兩個狹縫；

所述的外部四段第一弧形翅片前后狹縫的寬度大于上下狹縫的寬度，使得冷卻液優先匯聚于第一弧形翅片的前后狹縫，經過第二弧形翅片的前后狹縫形成縱向流路通道，；少部分冷卻液沿第一弧形翅片的上下狹縫流出，與相鄰開口圓環結構的上下狹縫相互連通，從而在所述基體上形成多流路互聯通道；所述多流路互聯通道在基體的表面上進行陣列排布，從而形成微通道結構。

在一較佳實施例中：所述大開口圓環和小開口圓環之間存在寬度為0.2-0.5mm的弧形狹縫。

在一較佳實施例中：所述第二弧形翅片的厚度為0.2-1mm；所述第一弧形翅片的厚度為0.2-1mm；

在一較佳實施例中：所述四段第一弧形翅片形成的前后狹縫寬度為0.5-0.8mm，上下狹縫寬度為0.2-0.4mm。

在一較佳實施例中：所述每一個開口圓環結構沿著冷卻液流動方向分為對稱設置的上半部和下半部，上一列開口圓環結構中的上半部與下一列開口圓環結構中的下半部位于平齊排布。