一種具有多流路互聯結構的微通道換熱器制造技術

本實用新型專利技術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，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。

Microchannel heat exchanger with multi flow interconnected structure

The utility model provides a micro channel with multiple flow path interconnection structure of heat exchanger, comprising a metal micro channel matrix, the matrix along the coolant flow direction is provided with a plurality of parallel array arrangement, distribution of open ring structure, which comprises an outer circumferential uniform spacing along the layout of the four section of the first arc fin and internal symmetrical arrangement of the two sections of the second arc fin, thus forming a set of nested large open ring and small opening ring. Ring in parallel, perpendicular to the flow direction of the cooling liquid respectively before and after the formation of upper and lower two slit openings, small opening ring in parallel to the flow direction of the cooling liquid formed before and after the two slit, the slit is formed multi flow channel interconnection.

【技術實現步驟摘要】
一種具有多流路互聯結構的微通道換熱器
本技術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。
技術介紹
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。
技術實現思路
本技術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。本技術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，本技術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。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上半部位于平齊排布。本技術還提供了一種具有多流路互聯結構的微通道換熱器制造方法，包含以下步驟：1)篩選出一塊金屬基體，對其表面進行去毛刺處理；2)將金屬基體用夾具固定到激光銑削工作臺上，利用杠桿百分表對基體待加工的表面進行校平；根據所述微通道結構的形狀及尺寸在軟件中繪制激光加工路徑并設置激光加工的輸出參數；3)取下工件，對加工后的金屬基體進行清洗，得到多流路微通道結構；4)將得到的多流路微通道結構用耐熱玻璃封裝，并與外部的接管及水泵連接成一個整體，完成工質循環回路，得到完整的微通道換熱器。在一較佳實施例中：所述金屬基體為銅基板或鋁基板或不銹鋼基板或碳化硅基板。與現有的技術相比，本技術的技術方案相具有以下優點:1.本技術公開的具有多流路互聯結構的微通道換熱器，開口圓環結構增加了與流體的接觸面積，增大了傳熱面積，實現強化換熱。此外，冷卻液縱向流動至開口圓環結構時，由一個流路分為三個流路，且在橫向相互連通相通，從而改變了冷卻液的正常流動，打破流動邊界層，使得冷卻液在微通道中一直處于熱發展階段，進一步強化了換熱效果；2.本技術公開的具有多流路互聯結構的微通道換熱器，在兩相沸騰時，多流路互聯結構有效地增加了氣泡的流動路徑，減小了氣泡產生的壓力，從而抑制返流現象，有效解決沸騰非穩定性問題。3.本技術公開的具有多流路互聯結構的微通道換熱器，采用激光銑削加工的制造方法在金屬基底上加工而成，無需復雜的制造工藝與設備，生產成本低廉、工藝簡單，容易實現工業化生產。附圖說明圖1為本技術優選實施例1中具有多流路互聯結構的微通道的結構示意圖；圖2是圖1中開口圓環結構的示意圖；圖3為圖1中冷卻液流動的工作原理示意圖；圖4為本技術優選實施例1中激光銑削加工多流路互聯微通道的示意圖；圖5為本技術優選實施例1中激光加工后所得多流路互聯微通道SEM圖；圖6為本技術優選實施例1中封裝后的微通道換熱器示意圖；圖7為本技術優選實施例2中具有多流路互聯結構的微通道的結構示意圖。具體實施方式下文結合附圖和具體實施方式對本技術做進一步說明。實施例1：一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1，如圖1所示，其特征在于:其在沿冷卻液流動方向上包括若干平行排布、陣列分布的開口圓環結構2；所述開口圓環結構如圖2所示，其在平行、垂直于冷卻液流動方向上均對稱分布；每一個開口圓環結構2包括均勻沿著圓周向間隔布置的四段第一弧形翅片21，以及設置在四段第一弧形翅片21內部沿著圓周向間隔對稱布置的兩段第二弧形翅片22；從而形成了嵌套設置的大開口圓環和小開口圓環；所述外部四段弧形翅片21在沿平行、垂直于冷卻液流動方向上分別形成前后兩個狹縫25、26和上下兩個狹縫27、28。所述的外部四段第一弧形翅片21所形成的前后狹縫25、26的寬度大于其上下狹縫27、28的寬度。本實施例中，前后狹縫25、26寬度為0.5-0.8mm，上下狹縫27、28寬度為0.2-0.4mm。使得冷卻液優先匯聚于外部四段弧形翅片21的前后狹縫25和26，經過內部對稱布置的兩段第二弧形翅片22的前后狹縫23和24形成多流路通道；少部分冷卻液沿第一弧形翅片的上下狹縫27和28流出，與相鄰開口圓環結構的上下狹縫27和28相互連通，從而在所述基體1上形成多流路互聯通道；所述多流路互聯通道在基體1的表面上進行陣列排布，從而形成圖1所示的微通道結構。本實施例中，所述開口圓環結構2中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29。所述第二弧形翅片22的厚度為0.2-1mm；所述第一弧形翅片21的厚度為0.2-1mm；本實施例中，開口圓環結構2的排列方式為：每一個開口圓環結構2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2中的上半部與下一列本文檔來自技高網...

【技術保護點】
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，其特征在于: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呈現對稱分布；每一個開口圓環結構包括沿著圓周向均勻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。

【技術特征摘要】
1.一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，其特征在于: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呈現對稱分布；每一個開口圓環結構包括沿著圓周向均勻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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：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，
類型：新型
國別省市：福建,35