[发明专利]一种三维微通道及脉动流散热装置

权利要求书

1.一种三维微通道及脉动流散热装置，该散热装置包括：散热器、脉动泵、冷却器、连接管道；所述散热器紧贴于热源上，通过连接管道将散热器、脉动泵、冷却器依次串联，所述散热器包括：注液口、底层散热结构、中间层散热结构、顶层散热结构、出液口，所述底层散热结构、中间层散热结构、顶层散热结构依次堆叠，所述底层散热结构包括底层冷板和底层盖板，底层冷板和底层盖板之间设置有微通道；所述中间层散热结构包括中间层冷板和中间层盖板，中间层冷板和中间层盖板设置有微通道；所述顶层散热结构包括顶层冷板和顶层盖板，顶层冷板和顶层盖板之间设置有微通道；所述注液口与底层散热结构中微通道的一端连通，底层散热结构中微通道的另一端与中间层散热结构中微通道的一端连通，中间层散热结构的另一端与顶层散热结构的一端连接，顶层散热结构的另一端与出液口连通；

所述底层散热结构、中间层散热结构或顶层散热结构的微通道两端各包括一个散热通道，两端的散热通道通过多条微通道连通；所述注液口与底层散热结构中一端的散热通道连通，底层散热结构中另一端的散热通道与中间层散热结构中一端的散热通道连通，中间层散热结构中另一端的散热通道与顶层散热结构中一端的散热通道连通，顶层散热结构中另一端的散热通道与出液口连通；

所述底层散热结构、中间层散热结构、顶层散热结构的外型为长立方体，其中底层散热结构、中间层散热结构、顶层散热结构的宽和高相等，底层散热结构、中间层散热结构、顶层散热结构的长依次减小；所述底层散热结构微通道的长度最长，所述中间层散热结构和顶层散热结构中的微通道长度相等，所述中间层散热结构中与顶层散热结构连接的散热通道的长度大于顶层散热结构中与中间层散热结构连接的散热通道的长度；

所述注液口设置于底层散热结构的底层盖板上表面未覆盖中间层散热结构的位置；所述出液口设置于顶层散热结构的顶层盖板的上表面。

2.如权利要求1所述的一种三维微通道及脉动流散热装置，其特征在于所述该散热装置还包括PWM脉冲频率信号发生器，脉动泵通过PWM脉冲频率信号发生器输入的脉冲电流产生脉动流。

3.如权利要求1所述的一种三维微通道及脉动流散热装置，其特征在于所述底层散热结构、中间层散热结构、顶层散热结构中的微通道截面为椭圆形、菱形、圆形和三角形。

4.如权利要求1所述的一种三维微通道及脉动流散热装置，其特征在于该散热装置采用3D打印的方法制作为一体的装置，采用铝合金粉末进行3D打印，打印完成后首先进行热等静压的热处理方式来强化机械性能；然后对表面进行抛光处理，最后采用磨粒流或振动光式加工提高产品内表面光洁度。

5.如权利要求1或4所述的一种三维微通道及脉动流散热装置，其特征在于该散热装置尺寸设计为：底层冷板（1）结构59mm×40mm×4mm，开设有40mm长的底层微通道（3），微通道两边开设有38mm×4mm×2mm且倒有半径3mm的圆角的底层散热通道（12）；中间层冷板（4）结构46mm×40mm×3mm，开设有18mm长的中间层微通道（6），微通道一侧开设32mm×17.5mm×2mm且倒有半径3mm的圆角以及另一侧32mm×4mm×2mm且倒有半径3mm的圆角的中间层换热通道（13）；顶层冷板（8）结构40mm×32.5mm×3mm，开设有18mm长的顶层微通道（10），微通道两侧开设有38mm×4mm×2mm且倒有半径3mm的圆角的顶层散热通道（14）；注液口（7）、出液口（11）内径3.5mm，外径6mm，且向外拉伸6mm；各层微通道为环形结构，以半径为0.5mm的两个半圆加1mm×1mm的矩形构成，数量为19且均匀分布于各层冷板；安装孔（15）半径2.5mm。

6.如权利要求1或4所述的一种三维微通道及脉动流散热装置，其特征在于使用去离子水作为冷却介质，流道中流体的流动状态为层流，采用1.5m/s的定常流，入口温度设置为293K，出口压力为0Pa，设置热点热流密度为300W/cm²。