【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微通道相变传热，特别涉及一种两相微小通道散热器。
技术介绍
1、随着电子技术的不断发展，小尺寸、高封装密度以及结构紧凑的高性能微型电子器件的需求不断增长，进而使得其功率和热流密度不断增大，据相关调查与研究，未来十年微电子处理器所需的散热功率将超过800w，平均热流密度约为60w/cm2，而局部热点的热流密度甚至平均热流密度的6-10倍。为避免温度过高影响电子器件的性能和运行稳定性，需将电子器件的温度控制在一定范围内，随之而来的是电子散热要求不断提高。
2、根据当前研究发现，传统的冷却技术如风冷散热技术、热管散热技术、单相液冷散热技术、浸没液冷散热技术等，或散热能力有限，或消耗泵功较大，或系统复杂性较高等，已难以应对日益严苛的散热需求，尤其是高热流密度高于100w/cm2的电子设备。利用流动沸腾换热的微小通道散热器具有所需工质流量小、换热系数高、温度分布均匀等优势，是适用于高热流密度微电子器件的一种极具应用前景的散热技术。
3、中国专利技术专利申请201910432640.2公开了一种基于汽液多相流体交错分割的微通道沸腾传热系统及方法，由上层盖板、周期性交错型微通道阵列板以及模拟热源组成。液态工质进入交错型微通道阵列受热发生气液相变，汽液两相工质在交错型微通道阵列内发生周期性分割，同时实现五类强化传热模式。该结构中，微通道阵列的交错位置处上下游相邻翅片较近，尖角会作为阻力件阻碍汽液混合物向下游流动，且当尖角不足以分割气泡时，上游很容易形成气塞，从而导致流量、压力、壁面温度的震荡。
4、
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提出一种换热系数高、稳定性好的两相微小通道散热器。
2、为实现以上目的，本申请提供一种两相微小通道散热器，包括进液口、出液口及冷板；所述冷板内部形成供流体从所述进液口向所述出液口流动的腔体，且自流体流动方向顺次包括入口缓冲腔、微小通道翅片区及出口缓冲腔；
3、所述微小通道翅片区包括多个翅片组及隔断通道，所述多个翅片组在所述入口缓冲腔与所述出口缓冲腔之间沿所述流体流动方向排布，每一级的所述翅片组与下一级的所述翅片组之间设有隔断通道；
4、每一级的所述翅片组包括多个平行间隔分布的翅片，所述翅片的长度方向沿流体流动方向设置，相邻的所述翅片之间形成供流体沿所述流体流动方向通过的微小通道；相邻的所述翅片组中，下一级的所述翅片组的所述翅片与上一级的所述翅片组的所述翅片在所述流体流动方向上错开。
5、在其中一实施例中，所述翅片垂直于所述流体流动方向上的截面呈梯形，所述梯形的长底边在所述冷板靠近热源的一面，所述梯形的短底边在所述冷板靠近所述进液口及所述出液口的一面。
6、在其中一实施例中，所述翅片的宽度小于所述微小通道的宽度。
7、在其中一实施例中，每一所述翅片的两端设置为尖角。
8、在其中一实施例中，上一级的所述翅片组的各个所述微小通道中的流体在所述隔断通道汇聚后进入下一级的所述翅片组的各个所述微小通道；所述隔断通道在所述流体流动方向上的长度小于所述翅片在所述流体流动方向上的长度。
9、在其中一实施例中，所述入口缓冲腔包括进液连通部及入口缓冲部，所述进液连通部连通所述进液口与所述入口缓冲部；所述入口缓冲部的高度为h1，所述微小通道翅片区的高度为h2，其中h1＜h2，且所述入口缓冲部的底部低于所述微小通道翅片区的底部。
10、在其中一实施例中，所述出口缓冲腔包括出液连通部及出口缓冲部，所述出液连通部连通所述出液口与出口缓冲部；所述出口缓冲部的高度为h3，其中h2＜h3，且所述出口缓冲腔的底部等高于所述翅片组的底部，所述出口缓冲腔的顶部高于所述翅片组的顶部。
11、在其中一实施例中，所述入口缓冲部呈自所述进液连通部在宽度方向上渐开的形状；所述出口缓冲部呈向所述出液连通部在宽度方向上渐收的形状。
12、在其中一实施例中，所述进液口和所述出液口连接于所述冷板顶部，所述出液口的口径大于所述进液口的口径。
13、在其中一实施例中，所述两相微小通道散热器采用金属3d打印一体成型。
14、本申请提供的两相微小通道散热器具有以下有益效果：本申请的两相微小通道散热器中，微小通道翅片区沿流体流动方向设计有隔断通道将各级翅片组的微小通道连通，可消除因各并联的微小通道气泡核化过程的不同步造成的各通道之间的压力不平衡，提高各通道间的流动和换热稳定性；沿流体流动方向上，各翅片组依次布置且通过隔断通道设置为不连续，从而减薄了边界层，有利于换热；各并联的微小通道相互连通，对液体起到缓冲作用，一方面有利于通道间的流体互通，使得具有更好的均流效果，另一方面，有利于平衡通道间的压力，从而抑制流动不稳定性；沿流体流动方向上下级翅片组的翅片错列布置，增强了流体扰动，有利于换热，而且下一级的翅片尖角可打散上游的大气泡形成一个个小气泡，从而减小流动不稳定性，降低流量、压力、壁面温度的震荡。
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1.一种两相微小通道散热器，包括进液口(110)、出液口(120)及冷板(130)，其特征在于：所述冷板(130)内部形成供流体从所述进液口(110)向所述出液口(120)流动的腔体，且自流体流动方向顺次包括入口缓冲腔(131)、微小通道翅片区(132)及出口缓冲腔(133)；
2.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述翅片(1321A)垂直于所述流体流动方向上的截面呈梯形，所述梯形的长底边在所述冷板(130)靠近热源的一面，所述梯形的短底边在所述冷板(130)靠近所述进液口(110)及所述出液口(120)的一面。
3.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述翅片(1321A)的宽度小于所述微小通道(1321B)的宽度。
4.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：每一所述翅片(1321A)的两端设置为尖角。
5.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：上一级的所述翅片组(1321)的各个所述微小通道(1321B)中的流体在所述隔断通道(1322)汇聚后进入下一级的所述翅片组(132
6.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述入口缓冲腔(131)包括进液连通部(1311)及入口缓冲部(1312)，所述进液连通部(1311)连通所述进液口(110)与所述入口缓冲部(1312)；所述入口缓冲部(1312)的高度为H1，所述微小通道翅片区132的高度为H2，其中H1＜H2，且所述入口缓冲部(1312)的底部低于所述微小通道翅片区(132)的底部。
7.如权利要求6所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述出口缓冲腔(133)包括出液连通部(1331)及出口缓冲部(1332)，所述出液连通部(1331)连通所述出液口(120)与出口缓冲部(1332)；所述出口缓冲部(1332)的高度为H3，其中H2＜H3，且所述出口缓冲腔(133)的底部等高于所述翅片组(1321)的底部，所述出口缓冲腔(133)的顶部高于所述翅片组(1321)的顶部。
8.如权利要求7所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述入口缓冲部(1312)呈自所述进液连通部(1311)在宽度方向上渐开的形状；所述出口缓冲部(1332)呈向所述出液连通部(1331)在宽度方向上渐收的形状。
9.如权利要求8所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述进液口(110)和所述出液口(120)连接于所述冷板(130)顶部，所述出液口(120)的口径大于所述进液口(110)的口径。
10.如权利要求1至9中任一项所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述两相微小通道散热器(100)采用金属3D打印一体成型。
...【技术特征摘要】
1.一种两相微小通道散热器，包括进液口(110)、出液口(120)及冷板(130)，其特征在于：所述冷板(130)内部形成供流体从所述进液口(110)向所述出液口(120)流动的腔体，且自流体流动方向顺次包括入口缓冲腔(131)、微小通道翅片区(132)及出口缓冲腔(133)；
2.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述翅片(1321a)垂直于所述流体流动方向上的截面呈梯形，所述梯形的长底边在所述冷板(130)靠近热源的一面，所述梯形的短底边在所述冷板(130)靠近所述进液口(110)及所述出液口(120)的一面。
3.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述翅片(1321a)的宽度小于所述微小通道(1321b)的宽度。
4.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：每一所述翅片(1321a)的两端设置为尖角。
5.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：上一级的所述翅片组(1321)的各个所述微小通道(1321b)中的流体在所述隔断通道(1322)汇聚后进入下一级的所述翅片组(1321)的各个所述微小通道(1321b)；所述隔断通道(1322)在所述流体流动方向上的长度小于所述翅片(1321a)在所述流体流动方向上的长度。
6.如权利要求1所述的两相微小通道散热器，其特征在于：所述入口缓冲腔(131)包括进液连通部(1311...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨玺，韦立川，
申请(专利权)人：深圳市英维克科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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