CN110486970B - 多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器 - Google Patents

Abstract

本发明的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器，包括依次叠合的上盖板、上下交错叠合的多个上板片和多个下板片、下盖板，上板片包括出入口段、通道段以及蒸发腔，通道段包括第一流道、第二流道、第三流道、第四流道，第一流道包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，第一流道的一端与高压入口凹槽相连通，另一端与第三流道连通，第二流道具有内凹的S通道，第二流道的一端与低压出口凹槽相连通，第三流道、第四流道均包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于上板片的厚度，第三流道的一端与第一流道相连通，另一端与第四流道连通，第四流道的一端与第三流道相连通，另一端与蒸发腔连通。

Description

多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器

技术领域

本发明属于强化换热节流制冷领域，具体涉及一种微通道两级节流预冷形成的换热单元的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器。

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，一般采用可塑性强的硅材料进行制作，高低压微通道板片相互叠加，高压气体进入高压微通道层后，受到相邻低压微通道层的低温气体冷却，预冷后的高压气体节流降压后进入蒸发腔吸收外界热源热量，最后通过低压微通道返回。但上述节流制冷器承压能力较低，入流气体压力受到硅材料的限制，制冷温度下降空间有限，同时，其结构上无法多层叠加，导致进气量较小，制冷量较低。并且现有微通道制冷器为单级回热、节流制冷，采用一股制冷工质，最终达到的制冷温度受限。

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

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器。

本发明提供了一种多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器，具有这样的特征，包括依次叠合的上盖板、上下交错叠合的多个上板片和多个下板片、下盖板，其中，上板片包括出入口段、通道段以及蒸发腔，出入口段具有贯通的高压入口孔，高压出口孔，低压出口孔，低压入口孔，内凹的高压入口凹槽、内凹的低压出口凹槽，高压入口孔与高压入口凹槽相连通，低压出口孔与低压出口凹槽相连通，通道段包括第一流道、第二流道、第三流道、第四流道，第一流道包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于上板片的厚度，第一流道的一端与高压入口凹槽相连通，另一端与第三流道连通，第二流道具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，第二流道的一端与低压出口凹槽相连通，第一流道与第二流道相邻设置，第一流道与第二流道沿通道段长度方向的长度相同，沿通道段宽度方向，第一流道的宽度比第二流道的宽度小，第三流道、第四流道均包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于上板片的厚度，第三流道的一端与第一流道相连通，另一端与第四流道连通，第四流道的一端与第三流道相连通，另一端与蒸发腔连通。

在本发明提供的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，第二流道一端的端部设置有长槽形通孔。

另外，在本发明提供的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，第三流道的宽度大于第一流道的宽度与第二流道的宽度之和。

另外，在本发明提供的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，下板片包括出入口段、通道段以及蒸发腔，出入口段具有内凹的高压出口凹槽、内凹的低压入口凹槽，通道段包括第五流道、第六流道、第七流道、第八流道、第九流道，第五流道、第六流道、第七流道、第八流道、第九流道均具有沿通道段长度方向设置内凹的S通道，第七流道、第九流道均包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于下板片的厚度，第七流道、第九流道、第八流道沿通道段长度方向依次设置且连通，第五流道的一端与高压出口凹槽相连通，另一端与第六流道连通，第七流道、第九流道、第八流道与第五流道相邻设置，第七流道、第九流道、第八流道位于第五流道的一侧，第七流道、第九流道、第八流道与第五流道沿通道段长度方向的长度相同，沿通道段宽度方向，第七流道、第九流道、第八流道的宽度均是相同的，第七流道的一端与低压入口凹槽相连通，另一端与第九流道连通，第九流道的一端与第七流道相连通，另一端与第八流道连通，第六流道的一端与第五流道相连通，另一端与蒸发腔连通。

另外，在本发明提供的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，第五流道的宽度比第七流道的宽度小。

另外，在本发明提供的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，第六流道的宽度大于第五流道的宽度与第七流道的宽度之和。

另外，在本发明提供的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，在第八流道一端的外侧分别设置有两个通孔，通孔的位置与长槽形通孔位置相对应。

另外，在本发明提供的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，上板片和下板片之间的连接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。

另外，在本发明提供的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，

另外，在本发明提供的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，上板片和下板片之间的连接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。

发明的作用与效果

本发明所涉及的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器在结构上的创新是将高低压气体从进入制冷器到回收气体这一整个过程完全隔离，适用于高低压气体混合后会互相影响各自的性质或产生反应的情况；其次，本结构的两种气体都经过两次节流降温，低压气体的两次节流降温能够充分预冷高压气体，高压气体的两次节流则可以产生更多冷量进入蒸发腔。

另外，本发明将高低压的回流段设置成S型通道，是为了让两种气体在回流的过程中都可以对自身进行预冷，使高低压气体达到更好的节流效果。

附图说明

图1是本发明的实施例中制冷器外形示意图；

图2是本发明的实施例中制冷器爆炸示意图；

图3是本发明的实施例中上板片流道分布示意图；

图4是图3中局部A的放大示意图；

图5是图3中局部B的放大示意图；

图6是图3中局部C的放大示意图；

图7是本发明的实施例中下板片流道分布示意图；

图8是图7中局部D的放大示意图；

图9是图7中局部E的放大示意图；

图10是图7中局部E中工质流向示意图；

图11是本发明的实施例二中上板片流道分布示意图；

图12是图11中局部F的放大示意图；

图13是图11中局部J的放大示意图；

图14是图11中局部K的放大示意图；

图15是本发明的实施例二中下板片流道分布示意图；

图16是图15中局部L的放大示意图；

图17是图15中局部M的放大示意图；

图18是本发明的实施例三中上板片流道分布示意图；

图19是本发明的实施例三中下板片流道分布示意图。

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多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器作具体阐述。

实施例1

如图1、2所示，多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器包括依次叠合的上盖板c、上下交错叠合的多个上板片h和多个下板片g、下盖板f以及高压气体入口管a、低压气体出口管b、高压气体出口管d，低压气体入口管e。

上、下两块具有一定厚度的上盖板c和下盖板f，起到支撑稳固整个制冷器的作用。

上盖板c上分别设置有贯通的高压气体入口孔、低压气体出口孔。

上板片h呈矩形，包括出入口段、通道段以及蒸发腔hi。

如图3所示，出入口段具有贯通的高压入口孔ha，高压出口孔hd，低压出口孔hb，低压入口孔he，内凹的高压入口凹槽hac、内凹的低压出口凹槽hbc。

高压入口孔ha与高压入口凹槽hac相连通，低压出口孔hb与低压出口凹槽hbc相连通，高压出口孔hd、低压入口孔he与高压入口凹槽hac以及低压出口凹槽hbc均不连通。

通道段包括流道h1、流道h2、流道h3、流道h4。

流道h1具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道h1设计为折流挡板形式，流道h1具有微挡板和微流道，微挡板垂直于流体流动方向，流道h1的一端与高压入口凹槽hac相连通，另一端与流道h3连通。

流道h2具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道h2设计为折流挡板形式，流道h2具有微挡板和微流道，微挡板垂直于流体流动方向，流道h2的一端与低压出口凹槽hbc相连通，另一端的端部设置为长槽形通孔h5。

流道h1与流道h2相邻设置，流道h1位于流道h2的一侧，流道h1与流道h2沿通道段长度方向的长度相同，沿通道段宽度方向，流道h1的宽度比流道h2的宽度小。

流道h3、流道h4均具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道h3、流道h4均设计为折流挡板形式，具有微挡板和微流道，微挡板垂直于流体流动方向，

流道h3的一端与流道h1相连通，另一端与流道h4连通。

流道h4的一端与流道h3相连通，另一端与蒸发腔hi连通。

为了防止两个流道之间的工质发生热交换，流道h1与流道h2之间具有缝隙。

流道h3的宽度大于流道h1的宽度与流道h2的宽度之和。

流道h3的宽度与流道h4的宽度相同，流道h3的长度比流道h4的长度要长。

如图4、5、6所示，在流道h1、流道h3、流道h4内分别设置有多个微型圆柱针肋h1、h8、h7，凸起的圆柱针肋起到导流和支撑的作用，流道h4内具有数量更多、半径更小的圆柱群，流道h4内的圆柱针肋密度大于流道h3内的圆柱针肋密度，流道h3内的圆柱针肋密度大于流道h1内的圆柱针肋密度。不同的流道针肋密度设置不同，这是为了让高压气体在进入蒸发腔前形成两次节流降温，并且在流道h4处能够更大限度的进行节流。

蒸发腔hi为贯通上下板面的通孔，蒸发腔形状可以为矩形、梯形、椭圆形等形状。实施例中，蒸发腔hi的形状为矩形，蒸发腔hi设置在流道h4的一端，并与流道h4连通。

下板片g呈矩形，包括出入口段、通道段以及蒸发腔gi。

如图7所示，出入口段具有贯通的高压入口孔ga，高压出口孔gd，低压出口孔gb，低压入口孔ge，内凹的高压出口凹槽gdc、内凹的低压入口凹槽gec。

高压出口孔gd与高压出口凹槽gdc相连通，低压入口孔ge与低压入口凹槽gec相连通，高压入口孔ga、低压出口孔gb与高压出口凹槽gdc以及低压入口凹槽gec均不连通。

通道段包括流道g1、流道g2、流道g3、流道g4、流道g6。

流道g1具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道g1设计为折流挡板形式，流道g1具有微挡板和微流道，微挡板垂直于流体流动方向，流道g1的一端与高压出口凹槽gdc相连通，另一端与流道g2连通。

流道g3、流道g6、流道g4沿通道段长度方向依次设置且连通。

流道g3、流道g6、流道g4与流道g1相邻设置，流道g3、流道g6、流道g4位于流道g1的一侧，流道g3、流道g6、流道g4与流道g1沿通道段长度方向的长度相同，沿通道段宽度方向，流道g3、流道g6、流道g4的宽度是相同的，流道g1的宽度比流道g3的宽度小。

流道g3、流道g6、流道g4均具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道g3、流道g6、流道g4均设计为折流挡板形式，具有微挡板和微流道，微挡板垂直于流体流动方向。

流道g3的一端与低压入口凹槽gec相连通，另一端与流道g6连通。

流道g6的一端与流道g3相连通，另一端与流道g4连通。

流道g2具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道g2设计为折流挡板形式，流道g2具有微挡板和微流道，微挡板垂直于流体流动方向，流道g2的一端与流道g1相连通，另一端与蒸发腔gi连通。

流道g2为高压工质的回流通道，高压气体经过上板片h充分节流降温后到达i蒸发腔，向外界释放冷量后回流到下板片g，经过流道g2、流道g1最终通过出口d流出下板片g，由于气体通过蒸发段i还存在一定的冷量，在经过下板片g2通道时可以对流经上板片h3通道的高压气体进行二次预冷降温，使气体到达上板片h4通道前降到更低的温度，这样节流降温的效果更好。

蒸发腔gi为贯通上下板面的通孔，蒸发腔形状可以为矩形、梯形、椭圆形等形状。实施例中，蒸发腔gi的形状为矩形，蒸发腔gi设置在流道g2的一端，并与流道g2连通。

为了防止流道之间的工质发生热交换，流道g1与流道g3、流道g6、流道g4之间具有缝隙。

流道g2的宽度大于流道g1的宽度与流道g3的宽度之和。

如图8、9所示，在流道g3、流道g6内分别设置有多个微型圆柱针肋g5、g8，凸起的圆柱针肋起到导流和支撑的作用，流道g6内具有数量更多、半径更小的圆柱群，流道g6内的圆柱针肋密度大于流道g3内的圆柱针肋密度，与上板片的不同的是，这是为了让低压气体在进入回热段流道g4处之前充分节流降温，使产生的冷量给上板片的高压通道进行预冷。

在流道g4临近流道g6一端的外侧分别设置有两个通孔g7，通孔g7是位置与长槽形通孔h5相对应并连通。如图10所示，箭头X表示工质的流向。

下盖板f上分别设置有贯通的高压气体出口孔、低压气体入口孔。

多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器从上至下依次为上盖板c、上板片h、下板片g、上板片h、下板片g、上板片h、下板片g、上板片h、下板片g、下盖板f。

相邻的高压入口孔相连通，相邻的高压出口孔相连通，相邻的低压出口孔相连通，相邻的低压入口孔相连通，相邻的蒸发腔相连通。

高压气体入口管a连通高压气体入口孔。

低压气体出口管b连通低压气体出口孔。

高压气体出口管d连通高压气体出口孔。

低压气体入口管e连通低压气体入口孔。

实施例中，上盖板d、上板片h、下板片g、下盖板f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。

在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。

实施例中，上板片h、下板片g均采用不锈钢材料制成，采用印刷电路板刻蚀技术对流道进行刻蚀，根据制冷换热需求预先设计刻出不同流道形状的上下板片。

在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。

制冷器采用印刷电路板刻蚀技术，可根据制冷换热需求预先设计刻出不同斜度的板片，再采用原子扩散融合焊接技术，本发明中设计的制冷器加工方便，实际可行，刻制板片的通道尺寸可以达到微米级别，制冷工质为高压气体，制冷器采用不锈钢材料，承压能力强，安全可靠。

本实施例确保加工过程切实可行，实施方便，每个微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。

低压气体流动过程：

高压气体从入口管道a进入制冷器，流经上板片h的一级换热段的S型加微通道(h1)，通道中有圆柱群，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，在S型微通道内多次节流降温，同时被流经下板片g中流道g4换热段内的低压级气体换热降温(预冷过程)；被预冷过后的高压级气体继续向前流动经过流道h6继续节流降温，其中h4部分的圆柱群半径更小，数量更多，高压气体经过此处充分节流降温后到达蒸发腔hi，向外界释放冷量后回流到下板片g，经过流道g2、流道g1流出下板片g，由于气体还存在一定的冷量，在经过下板片g中流道g2通道时可以对流经上板片h中流道h3通道的高压气体进行一次二次预冷降温，使气体到达上板片h中流道h4前降到更低的温度；

低压气体从e入口管道进入制冷器的下板片g，先流经下板片g的g3通道，该通道为S型通道，在通道中加入圆柱群，流动过程中低压流体出现焦汤节流效应节流降温，紧接着进入低压板片的g6部分，此处的圆柱群数量多半径小，焦汤效应更为明显，低压气体经过流道g3、流道g6两次节流降温后，进入换热段流道g4为高压气体进行预冷，然后通过回热段上的开孔g7进入上板片h，然流经上板片h2后通过出口b排出制冷器。

实施例二

本实施例其它结构与实施例一相同，只是本实施例中的上板片与下板片与实施例一中的上板片与下板片不同。

如图11所示，上板片H呈矩形，包括出入口段、通道段以及蒸发腔Hi。

出入口段具有贯通的高压入口孔Ha，高压出口孔Hd，低压出口孔Hb，低压入口孔He，内凹的高压入口凹槽Hac、内凹的低压出口凹槽Hbc。

高压入口孔Ha与高压入口凹槽Hac相连通，低压出口孔Hb与低压出口凹槽Hbc相连通，高压出口孔Hd、低压入口孔He与高压入口凹槽Hac以及低压出口凹槽Hbc均不连通。

通道段包括流道H1、流道H2、流道H3、流道H4。

流道H1包括多个沿通道段长度方向设置的如图12所示的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于上板片H的厚度。

流道H1的一端与高压入口凹槽Hac相连通，另一端与流道H3连通。

流道H2具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道H2设计为折流挡板形式，流道H2的一端与低压出口凹槽hbc相连通，另一端的端部设置为长槽形通孔H5。

流道H1与流道H2相邻设置，流道H1位于流道H2的一侧，流道H1与流道H2沿通道段长度方向的长度相同，沿通道段宽度方向，流道H1的宽度比流道H2的宽度小。

流道H3、流道H4均包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于上板片H的厚度。

流道H3的一端与流道H1相连通，另一端与流道H4连通，其中，流道H3与流道H1连通采用如图13所示的折角H8形式。

流道H4的一端与流道H3相连通，另一端与蒸发腔Hi连通。

为了防止两个流道之间的工质发生热交换，流道H1与流道H2之间具有缝隙。

流道H3的宽度大于流道H1的宽度与流道H2的宽度之和。

流道H3的宽度与流道H4的宽度相同，流道H3的长度比流道H4的长度要长。

如图14所示，流道H4中的矩形槽H7比流道H4中的矩形槽窄。

蒸发腔Hi为贯通上下板面的通孔，蒸发腔形状可以为矩形、梯形、椭圆形等形状。实施例中，蒸发腔Hi的形状为矩形，蒸发腔Hi设置在流道H4的一端，并与流道H4连通。

下板片G呈矩形，包括出入口段、通道段以及蒸发腔Gi。

如图15所示，出入口段具有贯通的高压入口孔Ga，高压出口孔Gd，低压出口孔Gb，低压入口孔Ge，内凹的高压出口凹槽Gdc、内凹的低压入口凹槽Gec。

高压出口孔Gd与高压出口凹槽Gdc相连通，低压入口孔Ge与低压入口凹槽Gec相连通，高压入口孔Ga、低压出口孔Gb与高压出口凹槽Gdc以及低压入口凹槽Gec均不连通。

通道段包括流道G1、流道G2、流道G3、流道G4、流道G6。

流道G1具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道g1设计为折流挡板形式，流道G1具有微挡板和微流道，微挡板垂直于流体流动方向，流道G1的一端与高压出口凹槽Gdc相连通，另一端与流道G2连通。

流道G3、流道G6、流道G4沿通道段长度方向依次设置且连通。

流道G3、流道G6、流道G4与流道G1相邻设置，流道G3、流道G6、流道G4位于流道G1的一侧，流道G3、流道G6、流道G4与流道G1沿通道段长度方向的长度相同，沿通道段宽度方向，流道G3、流道G6、流道G4的宽度是相同的，流道G1的宽度比流道G3的宽度小。

流道G3包括多个如图16所示的沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于上板片H的厚度。

流道G6包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于上板片H的厚度。

流道G4具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道G4设计为折流挡板形式，具有微挡板和微流道，微挡板垂直于流体流动方向。

流道G3的一端与低压入口凹槽Gec相连通，另一端与流道G6连通。

流道G6的一端与流道G3相连通，另一端与流道G4连通。

如图17所示，流道G6矩形槽的宽度比流道G3矩形槽的宽度窄。

流道G2具有内凹的S通道，沿通道段长度方向设置，流道G2设计为折流挡板形式，流道G2具有微挡板和微流道，微挡板垂直于流体流动方向，流道G2的一端与流道G1相连通，另一端与蒸发腔Gi连通。流道G2与流道G4不连通。

流道G2为高压工质的回流通道，高压气体经过上板片H充分节流降温后到达i蒸发腔，向外界释放冷量后回流到下板片G，经过流道G2、流道G1最终通过出口d流出下板片G，由于气体通过蒸发段i还存在一定的冷量，在经过下板片G2通道时可以对流经上板片H3通道的高压气体进行二次预冷降温，使气体到达上板片h4通道前降到更低的温度，这样节流降温的效果更好。

蒸发腔Gi为贯通上下板面的通孔，蒸发腔形状可以为矩形、梯形、椭圆形等形状。实施例中，蒸发腔Gi的形状为矩形，蒸发腔Gi设置在流道G2的一端，并与流道G2连通。

为了防止流道之间的工质发生热交换，流道G1与流道G3、流道G6、流道G4之间具有缝隙。

流道G2的宽度大于流道G1的宽度与流道G3的宽度之和。

在流道G4临近流道G6一端的外侧分别设置有两个通孔G9，通孔G9的位置与长槽形通孔H5相对应并连通。

本实施例的工质气体在经过流道H1通道时会伴随伯努利效应和焦汤效应，其中伯努利效应在此阶段占主要地位，其中流道H1和流道H3通道的衔接处采用折角H8的形式，高压气体在经过H1通道后在此处产生较大压降，形成第一次节流降温，同时可以被下板片节流后的低压气体预冷，使节流效果更加明显，此处焦汤效应占据主要地位，随后经过H3通道(伯努利效应在此阶段占主要地位)，然后经过通道H7截面突减后产生第二次节流降温，最后进入蒸发腔Hi，向外界释放冷量；下板片低压气体的节流段同流道H3与流道H4一样。

实施例三

如图18、图19所示，本实施例其它结构与实施例一相同，只是将实施例一中的流道h1、流道h3、流道h4、流道g3、流道g6从S形通道改为在通道中设置多个成叉排排列的圆柱，用于节流和支撑。

实施例的作用与效果

本实施例的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器在结构上的创新是将高低压气体从进入制冷器到回收气体这一整个过程完全隔离，适用于高低压气体混合后会互相影响各自的性质或产生反应的情况；其次，本结构的两种气体都经过两次节流降温，低压气体的两次节流降温能够充分预冷高压气体，高压气体的两次节流则可以产生更多冷量进入蒸发腔。

另外，本实施例将高低压的回流段设置成S型通道，是为了让两种气体在回流的过程中都可以对自身进行预冷，使高低压气体达到更好的节流效果：

低压气体在经过下板片的回热段g4给高压气体充分预冷后会残余一定的冷量，在经过上板片h2通道回流的过程中能够给自身预冷，使得下板片低压通道g3和g6节流降温效果更好。

高压气体在经过蒸发腔之后，也会残余一定的冷量，在下板片g2通道回流的过程中能够给上板片h3和h4段预冷，为了高低压气体的回流也能充分的对自身预冷。

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)

1.一种多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器，其特征在于，包括：

依次叠合的上盖板、上下交错叠合的多个上板片和多个下板片、下盖板，

其中，所述上板片包括出入口段、通道段以及蒸发腔，

所述出入口段具有贯通的高压入口孔，高压出口孔，低压出口孔，低压入口孔，内凹的高压入口凹槽、内凹的低压出口凹槽，

所述高压入口孔与所述高压入口凹槽相连通，所述低压出口孔与所述低压出口凹槽相连通，

通道段包括第一流道、第二流道、第三流道、第四流道，

所述第一流道包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于所述上板片的厚度，

所述第一流道的一端与所述高压入口凹槽相连通，另一端与所述第三流道连通，

所述第二流道具有内凹的S通道，沿所述通道段长度方向设置，所述第二流道的一端与所述低压出口凹槽相连通，

所述第一流道与所述第二流道相邻设置，所述第一流道与所述第二流道沿通道段长度方向的长度相同，沿通道段宽度方向，所述第一流道的宽度比所述第二流道的宽度小，

所述第三流道、所述第四流道均包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于所述上板片的厚度，

所述第三流道的一端与所述第一流道相连通，另一端与所述第四流道连通，

所述第四流道的一端与所述第三流道相连通，另一端与所述蒸发腔连通，

所述第二流道一端的端部设置有长槽形通孔，

所述下板片包括出入口段、通道段以及蒸发腔，

所述出入口段具有内凹的高压出口凹槽、内凹的低压入口凹槽，

所述通道段包括第五流道、第六流道、第七流道、第八流道、第九流道，

所述第五流道、第六流道、第七流道、第八流道、第九流道均具有沿通道段长度方向设置内凹的S通道，

所述第七流道、所述第九流道均包括多个沿通道段长度方向设置的直线通道，该直线通道为内凹的矩形槽，内凹的深度小于所述下板片的厚度，

所述第七流道、所述第九流道、所述第八流道沿通道段长度方向依次设置且连通，

所述第五流道的一端与所述高压出口凹槽相连通，另一端与所述第六流道连通，

所述第七流道、所述第九流道、所述第八流道与所述第五流道相邻设置，所述第七流道、所述第九流道、所述第八流道位于所述第五流道的一侧，所述第七流道、所述第九流道、所述第八流道与所述第五流道沿通道段长度方向的长度相同，沿通道段宽度方向，所述第七流道、所述第九流道、所述第八流道的宽度均是相同的，

所述第七流道的一端与所述低压入口凹槽相连通，另一端与所述第九流道连通，

所述第九流道的一端与所述第七流道相连通，另一端与所述第八流道连通，

所述第六流道的一端与所述第五流道相连通，另一端与所述蒸发腔连通。

2.根据权利要求1所述的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器，其特征在于：

其中，所述第三流道的宽度大于所述第一流道的宽度与所述第二流道的宽度之和。

3.根据权利要求1所述的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器，其特征在于：

其中，所述第五流道的宽度比所述第七流道的宽度小。

4.根据权利要求1所述的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器，其特征在于：

其中，所述第六流道的宽度大于所述第五流道的宽度与所述第七流道的宽度之和。

5.根据权利要求1所述的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器，其特征在于：

其中，在所述第八流道一端的外侧分别设置有两个通孔，

所述通孔的位置与所述长槽形通孔位置相对应。

6.根据权利要求1所述的多级单侧预冷的叠层微通道节流换热制冷器，其特征在于：

其中，所述上板片和所述下板片之间的连接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。

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