CN108759165B - 具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的冷却装置及设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置及设备，复合冷却装置包括多边形孔交错型微通道节流制冷器以及振荡热管部，多边形孔交错型微通道节流制冷器由多个多边形孔交错型回热节流组件交错叠加而成，多边形孔交错型回热节流组件包括上下叠合的两块回热节流板，回热节流板包括依次连接的入口段、通道段以及扩容段，通道段上设置有多个按列设置的多边形孔，两块回热节流板上多个按列设置的多边形孔相互交错且在交错处相连通形成回热节流通道，两个板片中多边形孔相互交错形成网状触点，工质在通道中流动过程中将形成网状旋网流，能够增强板片与工质之间的换热效率。

Description

具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的冷却装置及设备

技术领域

本发明属于强化换热领域，具体涉及一种具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置及设备。

背景技术

微型节流制冷器利用焦耳－汤姆逊效应(J-T效应)来进行制冷，广泛应用于尺寸空间较小的场合，如内腔冷冻治疗，红外夜视装置等。目前主要的J-T效应制冷器仍然采用汉普逊型(螺旋翅片管式)，外径为0.5mm-1mm直径的不锈钢管缠绕芯轴，高压气体流过整个不锈钢管进入管头的毛细管节流。节流后的低压气体回流掠过不锈钢管外翅片，预冷入流的高压气体。但汉普逊型节流制冷器的进气只有一至二路，制冷量较小，且中心的支撑轴占据了制冷器内部较大空间，制冷器结构不紧凑，换热效率低。

随着微通道技术发展，微通道节流制冷器得到了广泛的研究与应用，为了保证微通道的加工精度，一般采用玻璃、硅等非金属材料制作，但上述材料制作的微通道节流制冷器承压能力较低，入流气体压力受到材料的限制，制冷温度下降空间有限；同时，一般的微通道多为单层换热结构，导致进气量较小，制冷量较低；现有的矩形微通道侧壁虽然有效支撑了板片，但增加了通道间壁的轴向导热，微通道节流制冷器热损失较高；圆柱型微通道结构通过圆柱间的间隔可减小板片上的轴向导热，但其承压能力受到削减，且矩形及圆柱型板片的通道内压降还存在增大的空间，故温度降低不够充分。

且现有的制冷器多采用冷端与需要制冷的热源直接换热的方式，换热时均匀度差。

综上，现有的微通道节流制冷器进气量较小，换热效率较低，承压能力受限，制约了微通道节流制冷器的应用与发展。

发明内容

本发明为解决上述问题，一方面的目的在于提供一种新型具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置及设备。

本发明提供了一种具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置，具有这样的特征，包括多边形孔交错型微通道节流制冷器，具有扩容端；以及与扩容端相连接的振荡热管部，其中，多边形孔交错型微通道节流制冷器包括多个回热节流部件，回热节流部件包括上下叠合的第一回热节流组件和第二回热节流组件，第一回热节流组件包括两块第一回热节流板，第一回热节流板上按列设置有多个贯通该板上下表面的第一多边形孔，上下叠合的两块第一回热节流板上的第一多边形孔相互交错且在交错处相连通，第二回热节流组件包括两块第二回热节流板，第二回热节流板上按列设置有多个内凹的第二多边形孔，该第二多边形孔内凹的深度小于第二回热节流板的厚度，上下叠合且第二多边形孔内凹面相向设置的两块第二回热节流板上的第二多边形孔相互交错且在交错处相连通，振荡热管部包括两块叠合的振荡热管板，用于均布接触的热源，该振荡热管板内设置有多个连通的U形通道。

另外，本发明提供了一种具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置，还可以具有这样的特征，包括其中，第一回热节流板包括依次连接的入口段、第一通道段以及第一扩容段，入口段具有贯通的第一入口孔、入口凹槽、入口凹槽上阵列布置的多个微圆柱以及贯通的第一出口孔，第一入口孔与入口凹槽相连通，第一出口孔与入口凹槽不连通，第一通道段上设置有多个贯通该板上下表面的第一多边形孔，多个第一多边形孔按列设置，各列相互平行，相邻列且相邻的第一多边形孔的位置交错，多个第一多边形孔与入口凹槽交汇形成多个入口开口，第一扩容段具有贯通的第一扩容孔，第一扩容孔与第一通道段相连，多个第一多边形孔与第一扩容孔交汇形成多个第一扩容口，第一回热节流组件包括上下叠合的两块第一回热节流板，相邻的两块入口段的两个第一入口孔相连通并形成第一入口通道，两个第一出口孔相连通形成第一出口通道，两个入口凹槽相向设置形成连通的入口槽通道，上下两板的入口凹槽内的多个微圆柱叠合用于支撑与导流，入口槽通道连通入口开口，相邻的两块第一通道段上的第一多边形孔相互交错且在交错处相连通，多个入口开口连通多个第一扩容口形成多个第一回热节流通道，相邻的第一扩容段的第一扩容孔相连通形成第一扩容通道，第一扩容通道通过第一扩容口连通第一通道段。

另外，本发明提供了一种具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置，还可以具有这样的特征，包括其中，第二回热节流板包括依次连接的出口段、第二通道段以及第二扩容段，出口段具有贯通的第二入口孔、出口凹槽、出口凹槽上阵列布置的多个微圆柱以及贯通的第二出口孔，第二出口孔与出口凹槽相连通，第二入口孔与出口凹槽不连通，第二通道段上设置有多个内凹的第二多边形孔，该第二多边形孔内凹的深度小于第二回热节流板的厚度，多个第二多边形孔按列设置，各列相互平行，相邻列的相邻第二多边形孔的位置交错，多个第二多边形孔与出口凹槽交汇形成多个出口开口，第二扩容段具有贯通的第二扩容孔，第二扩容孔与第二通道段相连，多个第二多边形孔与第二扩容孔交汇形成多个第二扩容口，第二回热节流组件包括上下叠合且第二多边形孔内凹面相向设置的两块第二回热节流板，相邻的出口段的两个第二入口孔相连通并形成第二入口通道，两个第二出口孔相连通形成第二出口通道，两个出口凹槽相向设置形成连通的出口槽通道，上下两板的出口凹槽内的多个微圆柱叠合用于支撑与导流，出口槽通道连通出口开口，相邻的第二通道段上的第二多边形孔相互交错且在交错处相连通，多个出口开口连通多个第二扩容口形成多个第二回热节流通道，相邻的第二扩容段的第二扩容孔相连通形成第二扩容通道，第二扩容通道通过第二扩容口连通第二通道段。

另外，本发明提供了一种具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置，还可以具有这样的特征，包括其中，多边形孔交错型微通道节流制冷器包括依次叠合的上盖板、多个上下叠合的回热节流部件以及下盖板，相邻的第一入口通道与第二入口通道相连通，相邻的第一出口通道与第二出口通道相连通，相邻的第一扩容通道与第二扩容通道相连通，外界的制冷介质从第一入口通道流入，经入口槽通道和第一通道段的入口开口进入第一回热节流通道进行节流制冷，然后汇入第一扩容通道，在第一扩容通道与第二扩容通道内达到冷端温度，第二扩容通道内的制冷介质从多个第二扩容口进入第二回热节流通道，后经过出口槽通道从第二出口通道流出。

本发明提供了一种制冷设备，具有这样的特征，包括用于对多种形式热源进行冷却的冷却装置，制冷器为上述的复合冷却装置。

在本发明提供的制冷设备中，还可以具有这样的特征：制冷设备为红外夜视仪、内腔冷冻治疗仪以及肿瘤冷冻治疗仪中的任意一种。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的回热节流板上设置有多个按列设置的多边形孔，多边形孔交错型微通道回热节流组件包括上下叠合的两块回热节流板，回热节流板上多边形孔相互交错且在交错处相连通形成回热节流通道，工质在通道中流动过程中将形成网状旋网流，能够增强板片与工质之间的换热效率。

进一步地，每个回热换热组件上多边形孔的阵列设计，能够有效地减少微通道金属材料的轴向导热对于制冷器性能的影响。相邻的第一和第二回热换热组件间多边形孔的交错设计，可以提高高低压通道间的换热强度，增大制冷器的制冷量。

进一步地，振荡热管是一种强化换热结构，常用于换热冷却，本发明中利用其散热均匀的特性，将集中的热源热量快速均匀的分散到整个振荡热管上，从而通过微通道节流制冷器的制冷将热量带走，复合两种制冷结构从而达到快速均匀的制冷效果。

附图说明

图1是本发明的实施例中具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置的整体外形示意图；

图2是本发明的实施例中多边形孔交错型微通道节流制冷器整体外形图；

图3是本发明的实施例中扩容端与振荡热管部连接示意图；

图4是本发明的实施例中多边形孔交错型微通道节流制冷器爆炸示意图；

图5是本发明的实施例中单个高压通道上板片示意图；

图6是本发明的实施例中单个高压通道下板片示意图；

图7是本发明的实施例中高压通道组件示意图；

图8是工质流动示意图；

图9为上下板片间六边形间距示意图；

图10是本发明的实施例中振荡热管部外形示意图；以及

图11是本发明的实施例中振荡热管板示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置及设备作具体阐述。

实施例一

如图1所示，具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置包括多边形孔交错型微通道节流制冷器100和振荡热管部200。

如图2所示，多边形孔交错型微通道节流换热制冷器100包括入口段1、回热节流段2和扩容段3。

如图3所示，振荡热管部200与扩容段3的端部连接。

高压常温气体从制冷器入口段1进入回热节流区，经相邻组件内低压低温回流气体换热预冷，在此流动过程中高压流体既有伯努利效应又存在焦汤节流效应，回热节流后的多层低温低压气体汇集到扩容段3内膨胀降温，同时在扩容段3内吸收外界热源热量，随后进入低压通道，最后经低压出口流出。高低压板片相邻布置，确保高压工质回热的充分性，且多层高压通道内的预冷效果尽可能均匀一致。

如图4所示，多边形孔交错型微通道节流制冷器100包括依次叠合的上盖板10、上下交错叠合的多个高压通道组件20和多个低压通道组件30、下盖板40以及进口管50、出口管60。

上盖板10上设置有贯通的入口孔。

每个高压通道组件20包括上下叠合的高压通道上板片21和高压通道下板片22。

如图5、6所示，高压通道上板片21和高压通道下板片22均包括依次连接的入口段、回热节流段以及扩容段。

如图6所示，高压通道下板片22入口段呈矩形，具有贯通的第一入口孔221、内凹的入口凹槽223以及贯通的第一出口孔222，第一入口孔221与入口凹槽223相连通，第一出口孔222与入口凹槽223不连通。实施例中，入口凹槽223呈“L”形，从板的上表面向内凹，入口凹槽223通道内的槽底面上阵列间隔设置有多个直立的微圆柱2231，该微圆柱阵列结构有支撑和导流的作用。

高压通道下板片22回热节流段呈矩形，板上设置有多个贯通该板上下表面的多边形孔224，多个多边形孔224按列设置，各列相互平行，相邻列且相邻的多边形孔的位置交错，多个多边形孔与入口凹槽交汇形成多个入口开口。多边形孔为四边形孔、五边形孔、六边形孔、八边形孔等中的任意一种。实施例中，多边形孔为六边形孔。

高压通道下板片22入口段矩形的长边与回热节流段矩形的短边相连后呈T形。

如图6的局部放大图E所示，多边形孔224为回热节流段上设计的六边形孔，226为未设计多边形孔的平面区域。实施例中，高压通道下板片22宽度方向的两边均留有未设计多边形孔的平面区域227。

高压通道下板片22扩容段具有贯通的第一扩容孔225，第一扩容孔225与回热节流段相连通，回热节流段上的多个多边形孔与第一扩容孔交汇形成多个第一扩容口。扩容段形状可以为矩形、梯形、椭圆形等形状。实施例中，扩容段形状为梯形，其梯形的底边长的一边朝外，用于增大接触物与尾部散热单元的接触面积，第一扩容孔225也呈与扩容段形状相配的梯形状。

高压通道上板片21与高压通道下板片22形状大小一样，只是在局部有些差异。

如图5所示，高压通道上板片21入口段呈矩形，具有贯通的第一入口孔211、内凹的入口凹槽213以及贯通的第一出口孔212，第一入口孔211与入口凹槽213相连通，第一出口孔212与入口凹槽213不连通。实施例中，入口凹槽213呈“L”形，入口凹槽213通道内的槽底面上阵列间隔设置有多个直立的微圆柱2131，该微圆柱阵列结构有支撑和导流的作用。

高压通道上板片21回热节流段与高压通道下板片22回热节流段结构一样，高压通道上板片21上六边形孔214列与高压通道下板片22上六边形孔224列的位置有交错，即上下板在的六边形孔列相对于回热节流段矩形短边的距离是不同的。如图5中的D为局部放大图，216为未设计六边形孔的平面区域，214为六边形孔。实施例中，高压通道上板片21宽度方向的两边均留有未设计凹槽的平面区域217。

高压通道上板片21扩容段与高压通道下板片22扩容段结构一样，第一扩容孔215与225形状大小一样。

高压通道上板片21与高压通道下板片22上下叠合，入口段的两个第一入口孔211和221相连通并形成第一入口通道，两个第一出口孔212和222相连通形成第一出口通道，两个内凹的入口凹槽213和223相向设置形成连通的入口槽通道，入口槽通道连通入口开口，如图7中的G的局部放大图所示，高压通道上板片21与高压通道下板片22回热节流段上的六边形孔214和224相互交错且在交错处相连通，至少一个入口开口连通至少一个扩容口形成至少一个高压节流通道，高压通道上板片21与高压通道下板片22扩容段的第一扩容孔215和225相连通形成第一扩容通道并连通各自的扩容口。

实施例中，高压通道上板片21、下板片22均采用不锈钢材料制成，高压通道上板片21、下板片22可根据制冷换热需求预先设计多边形孔的形状和排列方式，采用冲压开孔技术冲压成孔。

低压通道组件30包括上下叠合的低压通道上板片31和低压通道下板片32。

低压通道板31包括依次连接的出口段、回热节流段以及扩容段。

低压通道上板片31出口段呈矩形，具有贯通的第二入口孔、内凹的出口凹槽以及贯通的第二出口孔，第二出口孔与出口凹槽相连通，第二入口孔与出口凹槽不连通。实施例中，出口凹槽呈“L”形，从板的下表面向内凹，出口凹槽通道内的槽底面上阵列设置有多个直立的微圆柱，该微圆柱阵列结构有支撑和导流的作用。

低压通道上板片31回热节流段呈矩形，板上设置有多个内凹的多边形孔，该多边形孔内凹的深度小于第二回热节流板的厚度，多个多边形孔按列设置，各列相互平行，相邻列的相邻的多边形孔的位置交错，多个多边形孔与入口凹槽交汇形成多个入口开口。

低压通道上板片31入口段矩形的长边与回热节流段矩形的短边相连后呈T形。

低压通道上板片31扩容段具有贯通的第二扩容孔，第二扩容孔与回热节流段相连通，回热节流段上的多个多边形孔与第一扩容孔交汇形成多个第一扩容口。扩容段形状可以为矩形、梯形、椭圆形等形状。实施例中，低压通道上板片31扩容段形状为梯形，其梯形的底边长的一边朝外，用于增大接触物与尾部散热单元的接触面积，第二扩容孔也呈与扩容段形状相配的梯形状。

低压通道下板片与低压通道上板片31形状大小一样，只是在局部有些差异。

低压通道下板片32入口段与低压通道上板片31入口段结构一样，只是低压通道下板片的入口凹槽从板的上表面向内凹。

低压通道下板片32回热节流段与低压通道上板片31回热节流段结构一样，只是低压通道上板片31上六边形孔列与低压通道下板片32上六边形孔列的位置有交错，即上下板在的六边形孔列相对于回热节流段矩形短边的距离是不同的。

低压通道下板片32扩容段与低压通道上板片31扩容段结构一样，扩容孔与扩容孔形状大小一样。

低压通道上板片31和低压通道下板片32上下叠合，入口段的两个第二入口孔相连通并形成第二入口通道，两个第二出口孔相连通形成第二出口通道，两个内凹的出口凹槽相向设置形成连通的出口槽通道，出口槽通道连通出口开口，至少一个出口开口连通至少一个第二扩容口形成至少一个低压节流通道，扩容段的两个扩容孔相连通形成第二扩容通道并连通各自的扩容口。

实施例中，高压通道上板片31、下板片32均采用不锈钢材料制成，高压通道上板片31、下板片32可根据制冷换热需求预先设计多边形孔的形状和排列方式，采用冲压开孔技术冲压成孔。

实施例中，共有3组高压通道组件20和3组低压通道组件30相互交错叠加而成，多边形孔交错型微通道节流制冷器100从上至下依次为上盖板10、高压通道组件20、低压通道组件30、高压通道组件20、低压通道组件30、高压通道组件20、低压通道组件30、下盖板40。

相邻的第一入口通道与第二入口通道相连通，相邻的第一出口通道与第二出口通道相连通，相邻的第一扩容通道与第二扩容通道相连通。

上盖板10上设置有贯通的入口孔，该入口孔连通第一入口通道，进口管50连通入口孔。

下盖板40上设置有贯通的出口孔，该出口孔连通出口通道，出口管60连通出口孔。

实施例中，盖板、高压通道板片、低压通道板片之间的连接均采用扩散融合焊接技术，依靠每层板片之间材料的原子扩散融合焊接技术而相互结合，密封性好且无接触热阻。微通道的形状尺寸可根据需求改动，具有灵活性。

如图8所示，高压通道上板片21的六边形孔214与3个高压通道下板片22的六边形孔224交错，分别形成3个交错口V、Y、Z，换热工质从一侧的六边形孔224向上经V口中流入六边形孔214后，以路径1和2分别从Y口和Z口向下流入另一侧的两个六边形孔224，如此这样，换热工质通过上下板片多边形孔的交错形成上下、左右不规则流动通道进行流动，且通道截面周期性变化，每经过一个较窄的截面，形成一次节流，因此在整个高低压通道内，会形成分布式J-T效应。很大程度上增大了通道上的压降，增强了高低压换热单元间的换热，从而提高了制冷效率。

如图9所示，以边长为0.23mm的正六边形为例，若相邻六边形横向间距为0.45mm，纵向间距为0.55mm，组成同一换热单元的两个板片上的六边形水平方向相邻距离为X，则0<X<0.45mm，即可保证上下板片间的六边形凹槽重叠，从而使工质在换热单元中上下左右流动。

同时换热通道尺寸为微米级，能很大程度上增大通道上换热工质的流动阻力，增大流道间压降，从而增强高低压换热单元间的换热，进一步提高制冷效率。

如图10所示，振荡热管部200包括两块叠合的相同的振荡热管板201。实施例中，振荡热管板之间的连接以及振荡热管板与多边形孔交错型微通道节流制冷器扩容端端部的连接均采用扩散融合焊接技术，密封性好且无接触热阻。

振荡热管板201设置有多个连通的U形通道构成的振荡热管通道，实施例中，振荡热管通道为设置在振荡热管板201中内凹的槽。

如图11所示，振荡热管板201包括有多个连通的U形通道构成弯曲通道、直线通道以及充液通道。

直线通道2015沿振荡热管板201的长度方向水平设置。

弯曲通道包括多个连通的U形通道，该多个U形通道上下倒置设置且相互连通，并沿振荡热管板201的长度方向平行设置，U形通道的开口朝向振荡热管板201的矩形的长边，弯曲通道的两端分别与直线通道2015的两端相连通，振荡热管板201通过U字型结构完成振荡换热，均匀热量。

充液通道为用以工质的注入的充液管路2014，充液管路2014的一端即出口端与外界连通，另一端与直线通道2015连通。

如图11所示，弯曲通道从上至下依次具有冷凝段2011、绝热段2012、蒸发段2013，冷凝段2011靠近直线通道2015。

两块振荡热管板201的内凹槽面相向设置并进行叠合，各自的内凹振荡热管通道构成闭合的振荡热管通道。振荡热管部200还包括设置在充液管路2014出口端的端盖。

振荡热管板201是集合了沸腾、蒸发、冷凝、脉冲振荡于一体的结构，落在振荡热管上的热源，经过振荡热管的传热将热量均布冷却，然后通过振荡热管将热量传输到节流制冷结构的扩容腔，最终在节流制冷结构中完成制冷，带走热量。

振荡热管部200与节流制冷器100的扩容端相连，节流制冷器100的扩容段形状为梯形，其梯形的底边长的一边朝外形成端部，振荡热管部200中振荡热管板201的板面与节流制冷器100的扩容段梯形底边一面相连。

特别的，本发明中振荡热管的外形大小根据实际应用场合选定，如应用中热源面积大于回热节流制冷器的扩容端的端壁面面积，则振荡热管的上表面面积与热源面积相同；如应用中的热源面积小于回热节流制冷器的扩容端的端壁面面积，则振荡热管的上表面面积与扩容端的端壁面面积相同。

热源热量进入振荡热管，经振荡热管振荡换热使热量均匀遍布振荡热管内，通过与振荡热管连接的蒸发腔将热量传输至节流制冷结构。

在多边形孔交错型微通道焦汤节流制冷器中采用高压气体工质作为焦汤节流制冷剂，在常温工况下使用该制冷器时，可采用焦汤节流系数大于0的气体(如氮气、氩气、二氧化碳等)或者混合工质。

外界的气体工质从进口管50进入入口通道，气体工质同时进入三个高压通道组件20，从入口槽通道进入高压节流通道到达扩容通道，扩容通道中的气体工质同时进入三个低压通道组件30，经过低压节流通道、出口槽通道、出口通道后从出口管60流出。

高压常温气体从进口管50进入制冷器，通过高压通道组件20的入口段进入高压通道回热节流段进行焦汤节流效应，并经高压通道组件20的低压通道回热节流段预冷，达到回热节流低温汇入扩容腔，低压低温的气体在扩容腔与外界换热，吸收外界散热片上热量，流过低压通道组件30后由出口管60流出制冷器。

在回热节流制冷器的上下设计有具备承压能力的一定厚度的上下边板，通过原子融合焊接工艺与高低压通道焊接为整体，以保证制冷器整体的承压能力。

通道板槽的制作工艺和方法：

本实施例选用强度较高的不锈钢为微通道结构的基板材料，将在钢板上冲压开孔的制作技术运用于此节流制冷器，板片采用冲压开孔技术，首先设计孔的形状大小，根据孔的尺寸形状设计对应的冲压模具，从而在基板材料上冲压出不同形状的孔。随后运用原子扩散融合焊接技术，将已经完成冲孔的各板片顺序排列，相互接触，在高温缺氧条件下使接触板片的原子间相互扩散再结晶，形成可靠连接。与以往微通道制冷器制造技术相比优点有：

与以往微通道制冷器制造技术相比优点有：

1)使用冲压开孔技术在基板材料上开孔较为方便，与现今微通道结构中多采用的化学腐蚀、激光刻蚀等技术相比，尺寸稳定，互换性好，可在常温下进行，高效低耗，操作简单。

2)扩散融合焊技术能无缝叠加多个换热单元，板片数量可根据具体换热需求调节；

3)原子融合焊接工艺可基本消除焊接板片间的接触热阻，将各层板片叠加结合为一整体，成型的制冷器密封良好且结合部分没有附加热阻，增大焊接板片间的换热效率。

实施例二

本实施例其它结构与实施例一相同，不同的是高压通道板的回热节流段上按列设置的多边形孔，相邻列的多边形孔的位置相同。

实施例三

本实施例其它结构与实施例一相同，不同的是低压通道板的回热节流段上按列设置的多边形孔，相邻列的多边形孔的位置相同。

实施例四

本实施例其它结构与实施例一相同，不同的是所有的高压通道组件采用三块板叠合而成，从上至下依次为高压通道上板片21、高压通道上板片21和高压通道下板片22。

实施例五

本实施例其它结构与实施例一相同，不同的是所有的高压通道组件20中回热节流段结构采用低压通道组件30中回热节流段结构，并可取消上盖板10和下盖板40。

实施例六

一种制冷装置，使用上述的任意一种的微通道节流制冷器用于对多种形式热源进行冷却的制冷器。

本实施例中，制冷装置采用实施例一中的微通道节流制冷器用于热源的制冷器。

实施例七

本实施例的其它结构与实施例四相同，其制冷装置为红外夜视仪、内腔冷冻治疗仪以及肿瘤冷冻治疗仪中的任意一种。

本实施例中制冷装置为内腔冷冻治疗仪。

实施例的作用与效果

根据实施例中的回热节流板上设置有多个按列设置的多边形孔，多边形孔交错型微通道回热节流组件包括上下叠合的两块回热节流板，回热节流板上多边形孔相互交错且在交错处相连通形成回热节流通道，工质在通道中流动过程中将形成网状旋网流，其热边界层较薄，能够增强板片与工质之间的换热效率。

另外，每个回热换热组件上多边形孔的阵列设计，能够有效地减少微通道金属材料的轴向导热对于制冷器性能的影响。相邻的第一和第二回热换热组件间多边形孔的交错设计，可以提高高低压通道间的换热强度，增大制冷器的制冷量。

进一步地，入口段设置的较松散的小圆柱起到导流气流，支撑通道的作用。

进一步地，高低压通道截面尺寸、多边形结构尺寸、布置方式可由通道内工质的物性和换热需求确定，根据加工限制和尺寸要求来确定。

进一步地，一个微通道节流制冷器可以由单个高、低压通道组件叠加或多个高、低压通道组件叠加形成，通过增加换热单元的层数增大板片上的换热通道，提高制冷器的换热效率。

进一步地，本实施例中利用振荡热管散热均匀的特性，将集中的热源热量快速均匀的分散到整个振荡热管上，然后通过微通道节流制冷器的制冷将热量带走，复合两种制冷结构从而达到更加快速均匀的制冷效果。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置，其特征在于，包括：

多边形孔交错型微通道节流制冷器，具有扩容端；以及

与所述扩容端相连接的振荡热管部，

其中，所述多边形孔交错型微通道节流制冷器包括多个回热节流部件，

所述回热节流部件包括上下叠合的第一回热节流组件和第二回热节流组件，

所述第一回热节流组件包括两块第一回热节流板，所述第一回热节流板上按列设置有多个贯通该板上下表面的第一多边形孔，上下叠合的两块第一回热节流板上的所述第一多边形孔相互交错且在交错处相连通，

所述第二回热节流组件包括两块第二回热节流板，所述第二回热节流板上按列设置有多个内凹的第二多边形孔，该第二多边形孔内凹的深度小于所述第二回热节流板的厚度，上下叠合且所述第二多边形孔内凹面相向设置的两块所述第二回热节流板上的所述第二多边形孔相互交错且在交错处相连通，

所述振荡热管部包括两块叠合的振荡热管板，用于均布接触的热源，该振荡热管板内设置有多个连通的U形通道，

所述第一回热节流板包括依次连接的入口段、第一通道段以及第一扩容段，

所述入口段具有贯通的第一入口孔、入口凹槽、所述入口凹槽上阵列布置的多个微圆柱以及贯通的第一出口孔，所述第一入口孔与所述入口凹槽相连通，所述第一出口孔与所述入口凹槽不连通，

所述第一通道段上设置有多个贯通该板上下表面的所述第一多边形孔，多个所述第一多边形孔按列设置，各列相互平行，相邻列且相邻的所述第一多边形孔的位置交错，多个所述第一多边形孔与所述入口凹槽交汇形成多个入口开口，

所述第一扩容段具有贯通的第一扩容孔，所述第一扩容孔与所述第一通道段相连，多个所述第一多边形孔与所述第一扩容孔交汇形成多个第一扩容口，

所述第一回热节流组件包括上下叠合的两块所述第一回热节流板，

相邻的两块所述入口段的两个所述第一入口孔相连通并形成第一入口通道，两个所述第一出口孔相连通形成第一出口通道，两个所述入口凹槽相向设置形成连通的入口槽通道，上下两板的所述入口凹槽内的多个微圆柱叠合用于支撑与导流，所述入口槽通道连通所述入口开口，相邻的两块所述第一通道段上的所述第一多边形孔相互交错且在交错处相连通，多个所述入口开口连通多个所述第一扩容口形成多个第一回热节流通道，相邻的所述第一扩容段的所述第一扩容孔相连通形成第一扩容通道，所述第一扩容通道通过所述第一扩容口连通所述第一通道段。

2.根据权利要求1所述的具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置，其特征在于：

其中，所述第二回热节流板包括依次连接的出口段、第二通道段以及第二扩容段，

所述出口段具有贯通的第二入口孔、出口凹槽、所述出口凹槽上阵列布置的多个微圆柱以及贯通的第二出口孔，所述第二出口孔与所述出口凹槽相连通，所述第二入口孔与所述出口凹槽不连通，

所述第二通道段上设置有多个内凹的所述第二多边形孔，该第二多边形孔内凹的深度小于所述第二回热节流板的厚度，多个所述第二多边形孔按列设置，各列相互平行，相邻列的相邻所述第二多边形孔的位置交错，多个所述第二多边形孔与所述出口凹槽交汇形成多个出口开口，

所述第二扩容段具有贯通的第二扩容孔，所述第二扩容孔与所述第二通道段相连，多个所述第二多边形孔与所述第二扩容孔交汇形成多个第二扩容口。

3.根据权利要求2所述的具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置，其特征在于：

所述第二回热节流组件包括上下叠合且所述第二多边形孔内凹面相向设置的两块所述第二回热节流板，

相邻的所述出口段的两个所述第二入口孔相连通并形成第二入口通道，两个所述第二出口孔相连通形成第二出口通道，两个所述出口凹槽相向设置形成连通的出口槽通道，上下两板的所述出口凹槽内的多个微圆柱叠合用于支撑与导流，所述出口槽通道连通所述出口开口，相邻的所述第二通道段上的所述第二多边形孔相互交错且在交错处相连通，多个所述出口开口连通多个所述第二扩容口形成多个第二回热节流通道，相邻的所述第二扩容段的所述第二扩容孔相连通形成第二扩容通道，所述第二扩容通道通过所述第二扩容口连通所述第二通道段。

4.根据权利要求3所述的具有多边形孔交错型微通道节流制冷器的复合冷却装置，其特征在于：

其中，所述多边形孔交错型微通道节流制冷器包括依次叠合的上盖板、多个上下叠合的所述回热节流部件以及下盖板，

相邻的所述第一入口通道与所述第二入口通道相连通，相邻的所述第一出口通道与所述第二出口通道相连通，相邻的所述第一扩容通道与所述第二扩容通道相连通，

外界的制冷介质从所述第一入口通道流入，经所述入口槽通道和所述第一通道段的入口开口进入所述第一回热节流通道进行节流制冷，然后汇入第一扩容通道，在所述第一扩容通道与所述第二扩容通道内达到冷端温度，所述第二扩容通道内的所述制冷介质从多个所述第二扩容口进入所述第二回热节流通道，后经过所述出口槽通道从第二出口通道流出。

5.一种制冷设备，其特征在于,包括：

包括用于对多种形式热源进行冷却的冷却装置，

所述冷却装置为权利要求4中的复合冷却装置。

6.根据权利要求5所述的制冷设备，其特征在于：

所述制冷设备为内腔冷冻治疗仪以及肿瘤冷冻治疗仪中的任意一种。

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