[发明专利]一种歧管式高深宽比微通道换热器

说明书

本发明公开了一种歧管式高深宽比微通道换热器，包括上盖板、歧管装置及微通道热沉，上盖板盖合于微通道热沉的上方，上盖板的第一表面上开设有一内腔体，歧管装置设置于内腔体的顶壁上，微通道热沉的第一表面上设有与歧管装置的位置相对应的微肋壁，歧管装置与微肋壁上下贴合容纳于内腔体内，微肋壁沿冷却液流动方向形成若干平行排布的高深宽比槽道，歧管装置与若干槽道构成歧式射流微通道腔体，歧管装置可加强微通道内流动的扰动，强化换热，实现射流冷却方式，且使热沉底部温度分布更加均匀，高深宽比槽道与歧管装置紧密相连，可提高换热面积，提供大量气泡成核点，进一步提高换热效果，且有效降低压降。

技术领域

本发明属于微通道换热器设计领域，尤其涉及一种歧管式高深宽比微通道换热器。

背景技术

电子设备的高速集成化和微型化，使得散热问题尤为显著，早在1981年，有学者提出利用微通道进行换热，不仅能够满足高热流密度的需求，而且有效解决了常规通道尺寸不适用于微电子设备的问题。随着对微通道换热器研究的深入，不同结构的微通道，对换热效果有不同的影响。相较于单相流动，微通道内沸腾流动换热具有更高效的换热能力，其充分利用冷却剂的相变潜热，沸腾过程中气泡的生长、脱离、破碎等过程大大提高换热系数，以满足更高换热需求的电子设备。

目前微通道换热器大多采用低深宽比微通道换热器，其虽然能够提升换热效果，但换热面积较小，为气泡成核提供的空间不足，导致其换热能力有限，且较小的流道截面使得冷却剂流经微通道时压降较大，导致其功耗增加。专利CN201921304518.9公开了与铝基板复合的高深宽比泡沫金属微通道相变冷却装置，其采用高深宽比微通道，增大换热面积，增加汽化核心密度，有效提高换热系数，但是仅深宽比为5～10，对换热效果的提升有限。

大量研究发现，微通道换热器还存在一些问题，诸如并行微通道流量分配不均匀导致微通道底部温度分布不均匀，容易使局部温度升高，进而对电子设备产生不利的影响。专利CN201811088661.9公开了一种多歧式射流微通道芯片液冷散热装置，通过射流作用，一方面加强扰动，提高换热能力，另一方面通过歧管结构有助于流量合理分配，提高热沉底部温度均匀性。但是此微通道换热器需要五个结构模块叠加起来，对加工精度要求较高，且对齐安装过程中容易出现偏差，使流动受阻。

发明内容

本发明的目的是提供一种歧管式高深宽比微通道换热器，可加强微通道内流动扰动，实现射流冷却方式从而强化换热，且使热沉底部温度分布更为均匀；高深宽比微通道提高换热面积，提供大量气泡成核点，进一步提高换热效果，且有效降低压降。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种歧管式高深宽比微通道换热器，包括上盖板、歧管装置及微通道热沉，所述上盖板盖合于所述微通道热沉的上方，将所述上盖板与所述微通道热沉贴合的面分别定义为所述上盖板的第一表面和所述微通道热沉的第一表面；

所述上盖板上开设有冷却剂入口和冷却剂出口，所述上盖板的第一表面上开设有一内腔体；

所述歧管装置设置于所述内腔体的顶壁上，所述歧管装置包括至少一个进液流道和至少一个出液流道；

所述微通道热沉的第一表面上设有与所述歧管装置的位置相对应的微肋壁，当所述上盖板与所述微通道热沉处于盖合状态时，所述歧管装置与所述微肋壁上下贴合容纳于所述内腔体内，并将所述内腔体分隔成独立的入口储液腔和出口储液腔，所述微肋壁沿冷却液流动方向形成若干平行排布的高深宽比槽道，所述歧管装置与若干所述槽道构成歧式射流微通道腔体，所述进液流道与若干所述槽道一一导通，所述出液流道与若干所述槽道一一导通；

所述冷却剂入口与所述入口储液腔的进液口连通，所述入口储液腔的出液口与所述进液流道连通，冷却液经由所述进液流道射流进入所述槽道内，所述出液流道与所述出口储液腔的进液口连通，所述出口储液腔的出液口与所述冷却剂出口连通，吸收热量的冷却液从所述槽道依次经所述出液流道、所述出口储液腔从所述冷却剂出口导出。