CN113188345A - 一种基于组合式的微通道结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种Y型、多圆正方形的组合式微通道结构，该结构是属于微通道散热的加工领域，该散热装置包括：散热合金板、组合式微通道结构、发热芯片。由于该通道结构的设计是极其特殊的，所以能够促进微通道流体的流动速率和混合效果，进而可以保证微通道内纳米流体的反应速率，在微通道纳米流体散热领域具有使用优势和特点。本发明的结构较为简单、体积较为灵活，也是易于实现，造价上不贵，实用性也是比较广泛的。

Description

一种基于组合式的微通道结构

技术领域

本发明涉及一种Y型、多正方形组合式微通道结构，提出了一种对微通道散热的新型结构。

背景技术

微通道结构是用于电子类元器件散热的一类微型容器，区别于传统的反应器，该结构是渗透了毫米级别的微小型结构，网格尺寸应控制较小，流体流动应尽量控制在小范围之内，具备着换热、冷却、散热等基本功效。因为这些微通道结构是用于散热的区域，所以对尺寸、尺寸比的要求也就更加突出。

变换微通道的形状、流动方向以及流动趋势是现在改进微通道设计常用的方法，如葛浩等人的“树型微通道网络在集成微电子冷却中的应用”，其微通道结构相对于直行管道能改善其压降和提高温度均匀性，但显然其网络结构是较为复杂，首先在工艺生产中不易制造，其次是这种结构的复杂性导致散热性能得不到全面的发挥。进而会导致反应效率低下等问题。

因此，在现代社会，散热是需要一类能够使得散热效率更高、高有效的的装置，该装置是能够促进反应速率更加快速。

发明内容

本发明的目的是在于建设一种组合式微通道结构，发明该结构目的是在于增强换热的效果，促进流体在微通道内部的流速更加迅速，从而确保流体的流动效果更加优良，增强散热效果，在微通道换热领域具有很高的应用。本发明的结构不复杂、体积较小、操作方便，造价也是便宜，应用市场也较为广泛。

本发明是通过以下技术方案实施的。

组合式微通道结构，包括：合金与热源（芯片），进出口为Y型结构，内部为多正方形的微通道结构。

所述合金：是包含有微通道的铝合金，是创造微通道必不可少的器件；所述热源是模拟芯片进行散热，该热源是贴合在合金上面；出入口的Y型微通道和多正方形微通道是构成本次发明的组合式微通道结构。

所述的挡板为矩形，正对着流体的流向。

所述微通道入口和出口均是圆柱形结构，入口、出口均有通孔。

所述通孔为圆柱形。

所述进出口Y结构的角度为30°至90°。

所述的正方形单元对应组合成多正方形微通道单元，出入口的Y型微通道单元称之为喉口，其半径大小为0.2至0.8mm。

所述的每个单元的正方形微通道都具有使流体先分离再汇合的功能，可以很大程度上增强换热效果；矩形通道和正方形微通道的结合，正方形可将流体分散以增强散热面积，矩形通道可将流体汇聚到一起，对流体进行重新整合。

本发明公开的组合式结构的工作方法为：将组合式微通道结构嵌入微通道结构中，并进行布尔运算，取差集：将组合式微通道的入口和出口与合金的表面设置为重合，保证微通道结构与合金能处于紧密结合状态；液体流体将会由入口流入组合微通道中；单个微通道是由矩形和多圆正方形组成，流体在Y型出口时将会经过若干个微通道单元，对于单个微通道的流动，流体将会从正方体边长的中点处，相向流动，来增大散热面积；流体在相向运动后，又会重合到一起通过矩形微通道再次流入下一个圆形微通道的中点处，由于圆矩形内是两个方向的微通道，所以流体在内部流动时冲击损耗是较少；流体在流至微通道末端时，Y出口两端的流体将会汇合到一起，以带走更多热量；最终会在出口处得到预想的结果。

有益效果。

本发明是一种组合式微通道结构，流体在微通道内部流动时，能遍及微通道的各个部分，流体在本发明的结构中流动会高效的运行，对于一个相同的输入流体，本发明较之前的一般的微通道反应器来说，能够加强换热效果，其输出效果将会更好，

也将会适用于更多的元器件散热。

本发明是一种组合式微通道结构，制作的材料是一种铝制材料，便于生产和安装，且适用于微通道结构的构建。

本发明是一种组合式微通道结构，结构较小；微通道单元内部结构排列层次性较强，在有限的空间内可增强换热性能。

本发明是一种组合式微通道结构，占据的空间维度不大；组合式的结构更加易于拆分和安装，适用于各种不同环境。

附图说明

图1为本发明的公开的组合式微通道结构示意图。

图2为组合式结构中Y型结构与多正方形结构交接处的剖视图。

图3为微通道结构的主视图。

图中，1-合金板、2- 热源（芯片）、3- 微通道结构、4-微通道Y型入口、5- Y型结构、6-矩形微通道单元和正方形微通道单元结合处、7-矩形微通道、8-正方形微通道中点处、9-正方形微通道单元、10-微通道Y型出口。

具体实施方式

下面结合附图并举行实例，对本次发明进行细致描述。

如图1所示，本实例公开的是一种组合式微通道结构包括Y型结构、多正方形单元结构。

如图3所示，所述微通道结构包括：微通道入口4、微通道出口10、以及若干单元9，所述微通道出入口为Y型，所述若干单元9为正方形，结构Y型的端口都设有开口，若干个单元9首位依次相连，并与Y型出入口构成本发明所陈述的微通道。

如图3所示，所述正方形微通道的一边长中点8配合矩形通道7，并完全重合连接，以此类推，正方形微通道的一边长中点将始终首尾连接至矩形通道。

如图3所示，将Y型微通道与正方形通道进行合并，Y通道6处连接矩形的11处，在连接处通过物理方法将两微通道紧密相连，保证二者不脱落。

所述挡板为正方形结构，是流体正向流向的方向。

所述Y型微通道入口4和出口11是圆柱形结构，并在圆柱形中间设有通孔。

所述通孔为圆孔。

所述正方形结构的角度为90°，所述入口5和出口12为是本发明的Y型微通道，Y型微通道是的入流处是喉口，其半径大小为0.2mm。

每个正方形微通道单元是具备使流体先分散再汇聚的功能，可以很大程度上增强换热效果；矩形通道和正方形微通道的结合，正方形可将流体分散以增强散热效果，矩形通道可将流体汇聚到一起，对流体进行重新整合。

将组合式微通道结构嵌入微通道结构中，并进行布尔运算，取差集：将组合式微通道的入口和出口与合金的表面设置为重合，保证微通道结构与合金能处于紧密结合状态；将水、纳米流体或是磁性纳米流体通过入口4流入Y型微通道内，每部分的微通道是由正方形微通道单元9与矩形微通道单元7组成，通道内部的流体在流至至出口10时，会经过多个正方形和矩形微通道单元，而对于每一个小单元的流动，流体会由于受到正方形结构的作用，在流体从Y入口流入后，再流至正方向微通道单元，在流向正方形微通道单元后，流体会因为冲击而形成较小的液滴，并且顺着已设置好的流道继续向前运行，由于冲撞形成的流体会更加有助于微通道内部流体的换热，对于单个微通道的流动，流体将会从正方体边长的中点处，相向流动，也会增大散热能力；流体在相向运动后，又会重合到一起通过矩形微通道再次流入下一个圆形微通道的中点处，由于圆矩形内是两个方向的微通道，所以流体在内部流动时冲击损耗是较少；流体在流至微通道末端时，Y出口两端的流体将会汇合到一起，以带走更多热量；最终会在出口处得到预想的结果。该情形下，由入口至出口的的过程中，微通道内部的温度梯度将会不断的增高，在4处终止通入流体，拆卸掉相关组合部件，分离合金1与微通道3。

经实验，微通道的正方形单元数为36个，Y型通道为4个，分为4列，每列的微通道单元数为9个。

对于以上的具体描述，对本次发明的目的、技术方案和有益效果都进行了详细说明和讲解，应该指出，对于本技术领域的一般普通技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做些改进、加强以及润饰，这些改进、加强和润饰都应当被视作本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.组合式微通道结构，其特征在于：包括散热合金、发热芯片、以及组合式结构，所述结构是Y型结构和多圆正方形结构；

所述的结构包括：组合式结构入口、组合式结构出口、以及若干个正方形小单元；所述结构为Y型结构和多正方形结构，Y型结构是设有入口和出口；若干个正方形是处于依次首尾连接，并且与Y型结构的入口和出口相连构成本次设计所连成的微通道。

2.如权利要求1所述的组合式微通道结构，其特征在于：所述挡板为正方形结构，流体方向将会对着正方形的任一边长的中点。

3.如权利要求1所述的组合式微通道结构，其特征在于：所述微通道结构入口和出口均为圆形，结构中心部位设有圆孔。

4.如权利要求1所述的组合式微通道结构，其特征在于：所述圆孔为圆柱形圆孔。

5.如权利要求1所述的组合式微通道结构，其特征在于：所述入口和出口的Y型结构的角度由30°至90°。

6.如权利要求1所述的组合式微通道结构，其特征在于：所述结构的入口是Y型，

且Y型入口的半径范围从0.2mm至0.8mm。

7.如上述任一项权利要求所述的组合式结构微通道结构，其特征在于：所述Y型、多正方形组合式微通道结构的工作方法为：将组合式微通道结构嵌入微通道结构中，并进行布尔运算，取差集：将组合式微通道的入口和出口与合金的表面设置为重合，保证微通道结构与合金能处于紧密结合状态；液体流体将会由入口流入组合微通道中；单个微通道是由矩形和多圆正方形组成，流体在Y型出口时将会经过若干个微通道单元，对于单个微通道的流动，流体将会从正方体边长的中点处，相向流动，来增大散热面积；流体在相向运动后，又会重合到一起通过矩形微通道再次流入下一个圆形微通道的中点处，由于圆矩形内是两个方向的微通道，所以流体在内部流动时冲击损耗是较少；流体在流至微通道末端时，Y出口两端的流体将会汇合到一起，以带走更多热量；最终会在出口处得到预想的结果。

Images