[实用新型]仿生分形板式换热器

说明书

本实用新型涉及一种本实用新型的仿生分形板式换热器，在基板上开设有分形单元通道，若干分形单元通道关于基板的中心呈圆周阵列均布，若干条分形单元通道的出口端均与集液环槽连通，流体从流体入口进入经分形单元通道后进入集液环槽最终从流体出口流出，若干分形单元通道覆盖整个基板，流体可向换热器中的各个方向流动，流动的同时带走换热器内的热量，从而实现换热器内的均匀换热，避免局部高温，延长了电子芯片的使用寿命；在分形单元通道中采用锐角作为分叉角度，流体在经过锐角转弯时遇到的流动阻力较小，降低了流体在通道内的流动阻力；且分叉管路覆盖整个基板，较多的分叉管路提高了本实用新型换热器的换热效率。

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，尤其是涉及一种仿生分形板式换热器。

背景技术

在电子散热领域中，换热器是对电子芯片进行散热降温的主要设备。随着芯片制程工艺的提升，芯片集成度越来越高、单位体积功率越来越大，芯片散热需求也随之升高。由于芯片的内部设计精密，任何的局部过热区都会大大降低芯片寿命，这不仅要求换热器在同样压降下具有很强的换热能力，同时要求换热器尽可能散热均匀。

分形换热器的设计思路是在每一级中将大直径通道以一定的分支角度分为多个小直径的次级通道。由于在层流过程中通道内的换热系数反比于管径，使得小直径通道的换热系数大于大直径通道，从而在同样的换热面积和换热温差的条件下分形换热器有更高的换热量。

现有的分形换热器为一类直角分形换热器，其次级通道与上级通道呈直角形；如郑平(Y.Chen,P.Cheng,An experimental investigation on the thermal efficiencyof fractal tree-like microchannel nets,Int.J.Heat Mass Transfer 32(2005) 931–938)提出的分形换热器(见附图1所示)，每级通道为一分二形式，次级通道与上级通道呈直角形。由于制冷剂流体在经过直角转弯时会遇到较大的流动阻力，因此现有的分形换热器内流体的压降较大。

一类为菱形换热器，其主次通道具有对称结构，主通道分成多级次通道后又回到主通道。如专利一种仿生分形换热器(申请号：201711046682.X)提出的换热器(见附图2)，主通道连续分成两级次通道，然后又与两级次通道相连，回到主通道，形成对称结构。造成主通道过多，换热效果不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有的分形换热器换热效果不佳的问题，提供一种仿生分形板式换热器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种仿生分形板式换热器，包括基板和上盖板，所述上盖板盖设在基板上，并与基板密封配合，所述上盖板的中心位置处开设有流体入口，所述基板上开设有分形单元通道，分形单元通道的数量范围为3-20条，若干所述分形单元通道关于基板的中心呈圆周阵列均布，若干所述分形单元通道的进口端相互连通，且均与流体入口连通，所述基板上开设有集液环槽，所述集液环槽包围若干分形单元通道，若干所述分形单元通道的出口端均与集液环槽连通，所述基板上开设有流体出口，所述流体出口与集液环槽连通。

本发明的仿生分形板式换热器，在基板上开设有分形单元通道，若干分形单元通道关于基板的中心呈圆周阵列均布，若干分形单元通道在基板上放射状布置，若干条分形单元通道的出口端均与集液环槽连通，流体从流体入口进入经分形单元通道后进入集液环槽最终从流体出口流出，若干分形单元通道覆盖整个基板，流体可向换热器中的各个方向流动，流动的同时带走换热器内的热量，从而实现换热器内的均匀换热，避免局部高温，延长了电子芯片的使用寿命。