[发明专利]一种具有多流路互联结构的微通道换热器及其制造方法

说明书

本发明提供了一种具有多流路互联结构的微通道换热器及其制造方法，包括一金属微通道基体，该基体沿冷却液流动方向上设置有若干个平行排布、阵列分布的开口圆环结构，其包括外部沿圆周向均匀间隔布置的四段第一弧形翅片和内部对称布置的两段第二弧形翅片，从而形成了嵌套设置的大开口圆环和小开口圆环。大开口圆环在沿平行、垂直于冷却液流动方向上分别形成前后、上下各两个狭缝，小开口圆环在沿平行于冷却液流动方向上形成前后两个狭缝，上述狭缝形成多流路互联通道。制造时，采用激光铣削技术来加工出该多流路互联微通道结构，将上盖板采用耐热玻璃封装，获得微通道换热器。本发明制造工艺简单、成本低廉，通过破坏边界层强化微通道换热。

技术领域

本发明涉及一种微通道换热器及其制造方法，特别是涉及一种具有多流路互联微通道换热器及其制造方法。

背景技术

随着微电子工业的迅猛发展，各种相关产品向着速度高度集成化和微型化的方向发展，在高密度的集成电路工作过程中，产生的热量若没有及时带走，温度的升高势必会影响正常。为保证微电子产品稳定可靠工作，要求换热器具有体积小、重量轻、适合于紧凑型封装、散热性能高等特点，微通道换热器应运而生。传统的微通道换热器主要是采用金属或硅作为基底，与盖板耦合封装成冷却液微流道，与外界连接而形成冷却液回路；通过微通道内流动的冷却液带走电子元器件产生的热量，从而实现电子元器件散热的目的。目前的微通道换热器结构主要是平行排布的矩形、三角形、梯形等微通道结构。这些传统形式的平行微通道，在流体进入平行微通道后，同时进行流动边界层和热边界层的发展。当热边界层还未达到充分发展区域，传热系数都比较大，传热性能比较好，但是随着流动的展开，传热系数迅速下降，从而导致明显的传热性能降低，强化换热效果十分有限。此外，这些传统形式的平行微通道结构由于流道横截面积沿流向一致，在两相沸腾形成气泡时，会导致通道中间的压力大，驱动气泡往流向上游流动，产生返流现象，从而导致严重的沸腾非稳定性问题，严重危害了微通道换热器的稳定运行。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有微通道换热器的上述不足，提供一种具有多流路互联结构的微通道换热器，显著强化传热。本发明还提供一种工艺简单、设备要求低、成本低廉的具有多流路互联微通道换热器的制造方法。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种具有多流路互联结构的微通道换热器，包括一金属微通道基体，所述基体在沿着冷却液流动方向上设置若干个平行排布、阵列分布的开口圆环结构；

所述开口圆环结构在平行、垂直于冷却液流动方向上均对呈现称分布；每一个开口圆环结构包括均匀沿着圆周向间隔布置的四段第一弧形翅片，以及设置在四段第一弧形翅片内部沿着圆周向间隔对称布置的两段第二弧形翅片；从而形成了嵌套设置的大开口圆环和小开口圆环；

所述小开口圆环在沿平行于冷却液流动方向上形成前后两个狭缝；所述大开口圆环在沿平行、垂直于冷却液流动方向上分别形成前后、上下各两个狭缝；

所述的外部四段第一弧形翅片前后狭缝的宽度大于上下狭缝的宽度，使得冷却液优先汇聚于第一弧形翅片的前后狭缝，经过第二弧形翅片的前后狭缝形成纵向流路通道，；少部分冷却液沿第一弧形翅片的上下狭缝流出，与相邻开口圆环结构的上下狭缝相互连通，从而在所述基体上形成多流路互联通道；所述多流路互联通道在基体的表面上进行阵列排布，从而形成微通道结构。

在一较佳实施例中：所述大开口圆环和小开口圆环之间存在宽度为0.2-0.5mm的弧形狭缝。

在一较佳实施例中：所述第二弧形翅片的厚度为0.2-1mm；所述第一弧形翅片的厚度为0.2-1mm；

在一较佳实施例中：所述四段第一弧形翅片形成的前后狭缝宽度为0.5-0.8mm，上下狭缝宽度为0.2-0.4mm。

在一较佳实施例中：所述每一个开口圆环结构沿着冷却液流动方向分为对称设置的上半部和下半部，上一列开口圆环结构中的上半部与下一列开口圆环结构中的下半部位于平齐排布。