[發明專利]一種內嵌肋片和橢圓針翅結合的微通道換熱器

在審

• 申請號: 202011283012.1
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112503979A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 馮召良;徐猛;徐雪鋒;余廷芳;張智健;洪堅;楊常川
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: F28D15/00
• 分類號: F28D15/00;F28F1/40;H05K7/20
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 范文菊

本發明涉及散熱器技術領域，尤其涉及一種內嵌肋片和橢圓針翅結合的微通道換熱器，包括微通道，所述微通道為貫穿換熱器的矩形腔體，所述微通道包括進口段流道，出口段流道和換熱段流道，所述換熱段流道內設有內嵌肋片和橢圓針翅，所換熱段流道的下部為電子元件貼合面，所述內嵌肋片設置在電子元件貼合面的上部，所述橢圓針翅頂端與換熱段流道的上部連接，所述橢圓針翅底端與內嵌肋片的圓弧面連接，本發明通過內嵌肋片和橢圓針翅讓流體充分擾動，橢圓針翅的陣列分布使流體在換熱段流道內充分流動，破壞流體的熱邊界層，增強換熱，使得元器件的表面溫度更加均勻，溫度控制更加好。

技術領域

本發明涉及散熱器技術領域，尤其涉及一種內嵌肋片和橢圓針翅結合的微通道換熱器。

背景技術

隨著科技的發展，電子產品越來越高度集成化，在在高密度的集成電路工作過程中，如果產生的熱量沒有及時帶走，過高的溫度會影響電子元件的正常運行，縮短產品運行壽命。而為了保證電子產品的正常運行，并且整體的尺寸和重量要求換熱器具有體積小、重量輕、適合于緊湊封裝、換熱性能好等特點。微通道由于具有極小的尺寸，所以被應用到換熱器中，微通道換熱器與換熱環境的熱阻極低并且具有非常高的換熱效率，能夠使得產品的溫度分布均勻。由于極小的尺寸，可以應用到微小設備進行單獨換熱，被廣泛應用到各種含有電子元器件的產品散熱中。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，傳統的微通道換熱器在流道過長的情況下會由于中部區域先于入口沸騰，氣泡膨脹過程中壓力急劇增大阻斷后續的流體進入換熱器，嚴重危害了微通道換熱器的穩定運行。當流道過長時流動會趨于穩定，導致后期的換熱效果會比較低。

正是基于上述原因，本發明提供了一種內嵌肋片和橢圓針翅結合的微通道換熱器，流體在進口段均勻進入流道，在換熱段得到充分發展，并且底板內嵌肋片和通道內放置橢圓針翅，使得流動擾動加強，破壞流體邊界層，增強換熱，并且換熱器換熱溫度均勻。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種內嵌肋片和橢圓針翅結合的微通道換熱器，改進現有換熱器的缺點，增強換熱性能。

為了實現本發明的目的，本發明采用的技術方案為：

本發明公開了一種內嵌肋片和橢圓針翅結合的微通道換熱器，包括微通道，所述微通道為貫穿換熱器的矩形腔體，所述微通道包括進口段流道，出口段流道和換熱段流道，所述換熱段流道內設有內嵌肋片和橢圓針翅，所換熱段流道的下部為電子元件貼合面，所述內嵌肋片設置在電子元件貼合面的上部，所述橢圓針翅頂端與換熱段流道的上部連接，所述橢圓針翅底端與內嵌肋片的圓弧面連接。

所述微通道的進口段流道和出口段流道的流道長度相同。

所述內嵌肋片呈以長軸為平面的半橢圓柱結構，相鄰所述內嵌肋片之間的間距相同，且均勻分布滿整個電子元件貼合面上；所述橢圓針翅等間距排列分布在內嵌肋片上，所述橢圓針翅的長軸兩端方向分別朝向換熱段流道的進口和出口。

所述微通道的流道寬度為同一內嵌肋片上的相鄰橢圓針翅中心間距的5倍。

所述的橢圓針翅呈陣列分布在整段換熱段流道內，且位于同一內嵌肋片上的相鄰橢圓針翅的間距相同，位于相鄰內嵌肋片之間的相鄰橢圓針翅的間距相同。

所述內嵌肋片的長軸是橢圓針翅的長軸的1.5倍。

本發明的有益效果在于：

本發明具有優異的傳熱性能、尺寸小、結構簡單和易于清潔的特點，同時具有針翅陣列和波紋通道的特性，可以處理較高的芯片熱通量，具有非常好的綜合換熱性能。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖；