微通道热交换器制造技术

本发明专利技术涉及一种适用于冷却电子部件的微通道类型的蒸发器(100)，所述交换器(100)包括板状主体(10)，所述板状主体(10)具有与待冷却的电子部件的外部联接表面(11)，其中所述板状主体(10)在内部承载用于两相冷却流体的入口歧管(12)和用于热交换的下游的所述流体的出口歧管(13)，其中所述入口歧管(12)和所述出口歧管(13)通过放置在所述板状主体(10)内在所述联接表面(11)处的热交换室(14)以及通过两相冷却流体的单向循环装置(T)流体连通，其中所述单向循环装置(T)容纳在所述板状主体(10)中，并且构造成允许流体的液相全部地从所述出口歧管(13)向所述入口歧管(12)循环。口歧管(13)向所述入口歧管(12)循环。口歧管(13)向所述入口歧管(12)循环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微通道热交换器


[0001]本专利技术涉及一种热交换器，尤其涉及一种所谓“微通道”类型的并通过两相流体操作的蒸发器。
[0002]本专利技术的蒸发器特别适合用作用于冷却处理单元、电力电子设备和/或数据中心的装置，并且其被配置为解决与使用蒸发的两相流相关联的典型的不稳定性。

技术介绍

[0003]目前，越来越多的注意到使用两相流体的热交换系统，因为它们在传热系数和热负荷运输能力方面提供了高性能。
[0004]在电子领域中，关于用于冷却电子设备的系统，两相流体热交换器对于小规模的应用(例如，个人电脑的CPU)以及对于大规模系统(即数据中心)导致特别令人感兴趣。
[0005]然而，这样的技术方案具有一些已知的缺点，其中主要是两相流体的流动不稳定性，从而负面地影响热交换系统的性能，这在一些情况下可危害操作连续性或甚至损坏该系统所关联的电子设备。
[0006]这样的流动不稳定性可被分类为静态的或动态的，静态的即它们引起操作条件中的变化，随时间变化恒定，动态的在两个或更多个操作条件之间引起在时间上的连续的变化，并且可在装置(交换器)的和系统的层面处检测到，例如在泵回路和尤其是热虹吸器的情况下。
[0007]在小规模的应用中，刚刚描述的问题尤其在热交换器领域中被感受到，特别是在所谓的“微通道”蒸发器中。
[0008]如在本领域中已知的，微通道交换器的特征在于，穿过其的热载体流体确实被限制在具有毫米级或更低量级的尺寸的路径(或通道)内。
[0009]微通道交换器中两相流体的不稳定性可能是严重的。总之，这种不稳定性源自流体的两相性质，尤其源自所述通道内的液相/蒸汽的不同行为。不稳定性可涉及例如交换壁的温度的快速且不受控制的增加和/或在入口/出口歧管与通道本身之间的连续波动中确定压力/流体流量的不佳分布。
[0010]不罕见的是，通过使规划交换器免受此问题的影响复杂化，在同一交换器中同时存在(和叠加的效果)不同来源的不稳定性(和相对效果)。
[0011]为了解决由微通道蒸发器中的两相流体的流动所产生的不稳定性，提出了在通道中的入口处采用孔口/限制，以便促进使流体穿越的优选方式。然而，高压降和已经在歧管区域中形成了蒸汽的风险不会使这种技术方案充分适用，尤其是在热虹吸回路中。
[0012]在其它情况下，建议引入局部位于交换器上游和/或下游的压力损失，以提供入口膨胀容器和/或改变通道的几何形状，使得它们具有发散的伸展部。
[0013]即使在这些情况下，已知的技术方案也体现了未完全解决上述问题的折衷。

技术实现思路

[0014]本专利技术所确定和解决的技术问题因此是提供一种微通道类型的热交换器，特别是蒸发器，其允许消除以上关于已知技术提到的一个或多个缺点。
[0015]这种问题通过根据权利要求1所述的蒸发器来解决。
[0016]在从属权利要求中阐述了本专利技术的优选特征。
[0017]在本上下文中，与表述“热交换器”或“蒸发器”相关联的术语“微通道”确认了热交换器领域的技术人员已知的一种类型的热交换器，或交换器，其中，在使用中，穿越热交换区域的热载体流体导致被限制在具有毫米量级或更低量级的水力直径的路径中。
[0018]本专利技术的热交换器是微通道类型的热交换器，并且它适用于冷却电子部件。
[0019]所述交换器特别是蒸发器，并且包括板状主体，所述板状主体具有与待冷却的电子部件的外部联接表面。板状主体在内部承载用于两相冷却流体的入口歧管和用于热交换的下游的所述流体的出口歧管。
[0020]入口歧管和出口歧管通过布置在板状主体内部的在所述联接表面处的热交换室流体连通。
[0021]上述入口歧管和出口歧管还通过冷却流体的单向循环装置流体连通，该单向循环装置容纳在板状主体中并且构造成允许流体的液相全部地从出口歧管向入口歧管循环。
[0022]应当理解，这样的技术方案有利地允许提供一种微通道类型的蒸发器，其以完全安全性在高性能下工作，因为不需要规划以获得从热交换室出来的蒸汽标题(title)等于1的理想条件(并且从而由于临界热流条件而具有不稳定性的风险)。
[0023]即，可以回收热交换的下游的流体的液相并通过强制循环的专用装置将其从出口歧管送到入口歧管。这样，即使出口歧管容纳具有低于1的标题的蒸汽，液相也与蒸汽相分离，但是它不会逆着交换室中的流动返回，相反，其在所提供的操作方向上在所述相机中再循环，这是通过返回到入口歧管以再次穿越该室并到达出口歧管实现的。
[0024]换句话说，可以限制两相流的动态不稳定性以改善热交换并优化后者的性能。
[0025]此外，本专利技术提供了一种微通道蒸发器和两相流体，其在已知的“被动”操作之前，尤其是在提供热虹吸器或脉动热装置的应用中，在其内部承载用于控制流体流的循环的装置，从而允许在不稳定性的情况下“自动”控制循环。
[0026]在优选实施例中，单向循环装置包括特斯拉阀。然而，任何其它类型的静态单向阀也是适用的。
[0027]有利地，通过实施具有减小的整体尺寸的止回阀，至少由于其不具有其操作所需的可移动机械部件，可以获得具有简单的构造的且可靠的有效的技术方案。
[0028]从以下对一些作为示例而非用于限制的目的示出的实施例的详细描述，本专利技术的其它优点、特征和使用模式将是显而易见的。
附图说明
[0029]将参照附图中的图，其中：
[0030]图1和图1A分别示出了根据本专利技术的热交换器的第一实施例的示意性视图、俯视图和截面图；
[0031]图1B和图1C分别示出了图1和图1A中所示的交换器的部件的俯视图和对应的截面
图；
[0032]图2和图2A分别示出了根据本专利技术的热交换器的第二实施例的示意性视图、俯视图和截面图；
[0033]图2B和图2C分别示出了图2和图2A中所示的交换器的部件的俯视图和相应的截面图；
[0034]图3和图3A分别示出了根据本专利技术的热交换器的第三实施例的示意性视图、俯视图和截面图；
[0035]图3B和图3C分别示出了图3和图3A中所示的交换器的第一和第二部件的俯视图；
[0036]图4示出了根据第一实施例或第二实施例的本专利技术的交换器的优选应用的示意性视图；
[0037]图5A和图5B分别示出了根据第三实施例的本专利技术的交换器的优选应用的示意性侧视图和图5A的细节的示意性俯视图。
具体实施方式
[0038]首先参照图1、图1A
‑
图1C，示出了根据本专利技术的热交换器，该换热器整体上用附图标记100标示并根据第一实施例实施。
[0039]本专利技术的交换器100是所谓的“微通道”类型的热交换器，其适合于与电子系统(例如，处理单元、电力电子设备和数据中心)相关联地使用。
[0040]具体地，本专利技术的热交换器被用作蒸发器并且导致适合用于冷却电子部件，或者还是用在用于冷却电子系统的装置中，例如热虹吸类型的冷却装置。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种适用于冷却电子部件的微通道类型的蒸发器(100)，所述蒸发器(100)包括板状主体(10)，所述板状主体(10)具有与待冷却的电子部件的外部联接表面(11)，其中所述板状主体(10)在内部承载用于两相冷却流体的入口歧管(12)和用于热交换的下游的所述流体的出口歧管(13)，其中所述入口歧管(12)和所述出口歧管(13)通过所述板状主体(10)内在所述联接表面(11)处的热交换室(14)以及通过两相冷却流体的单向循环装置(T)流体连通，其中，所述单向循环装置(T)容纳在所述板状主体(10)中，并且构造成允许流体的液相全部地从所述出口歧管(13)向所述入口歧管(12)循环。2.根据权利要求1所述的蒸发器(100)，其中所述单向循环装置包括特斯拉阀(T)。3.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器(100)，其中所述单向循环装置(T)在所述热交换室(14)的外部。4.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器(100)，其中所述板状主体(10)包括基板(10A)和盖元件(10B)，所述基板(10A)和所述盖元件(10B)联接在一起以限定用于所述热交换室(14)内所承载的两相冷却流体的第一流动通道(14a)。5.根据前述权利要求所述的蒸发器(100)，其中所述第一流动通道(14a)沿着彼此平行的各个伸展的主导方向(S)延伸。6.根据权利要求4或5所述的蒸发器(100)，其中所述第一流动通道(14a)包括金...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗莱克，
申请(专利权)人：维兰德波威特斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：