CN204375724U - 一种微通道冷却器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种微通道冷却器，包括第一盖板、第二盖板和至少一个换热板，所述换热板的中心开设有冷却液进口，在所述换热板的边缘设置至少两个冷却液出口，沿所述冷却液进口和/或所述冷却液出口的圆周方向上均布有若干分流柱，相邻两个所述分流柱之间形成分流通道；从而使得冷却液能够从设置在冷却液进口的分流通道有序地进入微通道结构中进行热交换，也可使经热交换后的冷却液自设置在冷却液出口的分流通道有序流出冷却器，有效避免了冷却液在冷却器内的积聚，进一步促进了冷却液的循环流动，从而有利于提高冷却器的散热效率。

Description

一种微通道冷却器

技术领域

本实用新型涉及一种冷却器，尤其涉及一种用于发热元器件，特别是太阳能电池芯片散热的微通道冷却器，属于功率器件散热技术和高效热交换技术领域。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，电子器件的高密度和微型化已成为必然趋势，这使得电子器件单位体积的发热量不断增大，传统的冷却器如小型风扇、热管等已不能满足微电子器件对散热的要求，在此情况下，如不采取有效的冷却措施，热量在微电子器件中的积聚会导致温度急剧上升且分布不均，严重影响元器件的工作状态和稳定性，过高的温度还会造成元器件的失效甚至烧毁。以太阳能电池为例，工作温度的升高会引起电流的少许增加，从而导致电池电压的急剧降低及光电转换效率的下降，有研究表明，工作温度每降低1℃，光伏硅电池的光电转换效率可提高0.5％左右。因此，如何有效解决微电子器件的散热问题已成为阻碍该领域技术进步的瓶颈。

目前，可用于微电子器件散热的微冷却器有微热管、微热电制冷器、微冷冻机及微通道冷却器等，其中，微通道冷却器以其比表面积高、单位体积内的换热面积大、传热能力强等优点而受到了国内外学者的广泛关注，并已被证明是最具潜力的首选散热设备。现有的微通道冷却器流体一般都是采用一边导入另一边导出的方式循环工作，普遍存在温度分布沿冷却工质流动方向逐渐上升的规律，与待冷却器件中心区域热量集中的分布规律并不对应。为解决这一矛盾，中国专利文献CN103594430A公开了一种用于功率电子器件散热的微通道散热器，包括：散热器外壁、内部流道结构、散热工质、工 质入口、工质出口和上层盖板，其中：所述散热器外壁与所述内部流道结构之间设置有便于所述散热工质的流出的引流道；所述工质出口设置于所述引流道的一角；所述工质入口设置于散热器散热面上且偏离散热面中心、远离所述工质出口的一侧。上述技术通过将温度最低的新鲜冷却工质从热流密度最高的散热面中心区域导入散热器，虽然可使器件的温度分布均匀并提高了散热效率，但仍存在的不足在于：(1)需要在散热器外壁与内部流道结构之间设置引流道，导致散热器的生产工序繁杂；(2)只有一个工质出口且设置在引流道的一角，使得散热工质容易在散热器内部积聚，不利于散热工质的循环流动和散热效率的进一步提高；(3)工质入口和工质出口都没有设置导流装置，不利于散热工质的流入和流出，且散热工质的流入速度大还会导致压降增大，提高了冷却循环动力供给的功率。鉴于此，如何克服现有技术中存在的上述缺陷，以在不增加能耗的前提下更有效地提高冷却器的散热效率，是本领域技术人员尚未解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型解决的是现有技术中的微通道冷却器因生产工序繁杂、散热工质容易积聚而导致能耗大、散热效率较低的问题，进而提供一种生产加工简便、冷却液循环流动性好、能耗小且散热效率高的微通道冷却器。

本实用新型实现上述目的的技术方案为：

一种微通道冷却器，包括第一盖板、第二盖板和至少一个换热板，所述至少一个换热板夹设在所述第一盖板和所述第二盖板之间，在所述换热板的上或下表面上设置有微通道，所述微通道由若干凸起交错排列而成；

所述换热板的中心开设有冷却液进口，在所述换热板的边缘设置至少两个冷却液出口，沿所述冷却液进口和/或所述冷却液出口的圆周方向均布有若干分流柱，相邻两个所述分流柱之间形成分流通道。

进一步地，所述分流柱的长度方向与所述冷却液进口或所述冷却液出口的径向方向相同或相反。

优选地，所述分流柱在所述换热板上的投影为矩形、梭形、椭圆形或长条状的六边形。

优选地，相邻两个所述分流柱之间的夹角为α，且0°＜α＜30°。

优选地，所述分流柱的长度为1-5mm，所述分流柱的宽度为0.1-3mm。

优选地，所述分流柱和所述凸起均通过蚀刻的方式加工而成，蚀刻的深度为所述换热板厚度的75％以上。

优选地，所述凸起为圆柱体、长方体、正方体或菱柱。

优选地，相邻两个所述凸起之间的距离为0.5-5mm。

优选地，所述换热板分别与所述第一盖板和所述第二盖板之间通过原子扩散技术结合。

进一步地，在所述第一盖板的中心设置进口接头，且所述进口接头与所述冷却液进口相连通；在所述第一盖板的边缘设置至少两个出口接头，且所述出口接头与对应的所述冷却液出口相连通。

与现有技术中的微通道冷却器相比，本实用新型所述的微通道冷却器具有如下优点：

(1)本实用新型所述的微通道冷却器，通过在沿所述冷却液进口和/或所述冷却液出口的圆周方向上均布有若干分流柱，相邻两个所述分流柱之间形成分流通道，使得冷却液能够从设置在冷却液进口的分流通道有序地进入微通道结构中进行热交换，也可使经热交换后的冷却液自设置在冷却液出口的分流通道有序流出冷却器，从而有效避免了冷却液在冷却器内的积聚，进一步促进了冷却液的循环流动，从而有利于提高冷却器的散热效率。

(2)本实用新型所述的微通道冷却器，通过在其换热板的中心开设冷 却液进口，在所述换热板的边缘设置至少两个冷却液出口，从而使得冷却液从热流密度最高的中心区域进入冷却器，与微通道接触换热后再从冷却器边缘的多个冷却液出口流出，这样不仅能够产生射流以冲击微通道强化换热，还可加快冷却液在冷却器内的循环流动效率，有利于提高本实用新型冷却器的散热效率。

此外，本实用新型所述的微通道冷却器无需额外设置引流道，简化了冷却器的生产加工工序，有利于降低能耗、节约成本。

附图说明

图1为本实用新型所述的微通道冷却器的结构示意图；

图2为本实用新型所述的微通道冷却器中换热板的结构示意图；

图3为本实用新型所述的微通道冷却器中分流柱的结构示意图；

其中，附图标记如下所示：

1-第一盖板；2-第二盖板；3-换热板；4-微通道；5-冷却液进口；6-冷却液出口；7-分流柱；8-进口接头；9-出口接头；10-汇流接管；11-汇流接头；α-相邻两个分流柱之间的夹角。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型提供的微通道冷却器进行详细说明。

本实施例所述的微通道冷却器，如图1所示，包括第一盖板1、第二盖板2和一块长方形的换热板3，所述换热板3夹设在所述第一盖板1和所述第二盖板2之间；在本实施例中，通过采用原子扩散技术将换热板3分别与所述第一盖板1和所述第二盖板2相结合，本实施例还可以根据实际需要调整所述换热板3的形状和数量，当所述换热板为两块、三块或四块时，各个换热板之间为堆叠设置。

请同时参见图2，在所述换热板3的上表面设置有微通道4，所述微通 道4由若干圆柱体凸起交错排列而成，相邻两个所述圆柱体凸起之间的距离为2mm；本实施例还可以在所述换热板3的下表面同时设置微通道4以尽可能地增加换热面积，且所述凸起的形状除了圆柱体之外，还可以为长方体、正方体或菱柱。

所述换热板3的中心开设有冷却液进口5，在所述换热板3的边缘设置四个冷却液出口6，在本实施例中所述四个冷却液出口6分别位于长方形换热板3的四个直角处，从而使得冷却液能够从热流密度最高的中心区域进入冷却器，与微通道接触换热后再从冷却器边缘的多个冷却液出口流出，这样不仅能够产生射流以冲击微通道强化换热，还可加快冷却液在冷却器内的循环流动效率，有利于提高本实用新型冷却器的散热效率。

如图3所示，沿所述冷却液进口5和所述冷却液出口6的圆周方向均布有若干分流柱7，相邻两个所述分流柱7之间形成分流通道，使得冷却液能够从设置在冷却液进口5的分流通道有序地进入微通道结构中进行热交换，也可使经热交换后的冷却液自设置在冷却液出口6的分流通道有序流出冷却器，从而有效避免了冷却液在冷却器内的积聚，进一步促进了冷却液的循环流动，从而有利于提高冷却器的散热效率。进一步地，本实施例中所述分流柱7的长度方向与所述冷却液进口5和所述冷却液出口6的径向方向相同或相反。

作为优选的实施方式，本实施例所述分流柱7的长度为3mm、宽度为1mm；本实施例所述分流柱7在所述换热板3上的投影为长条状的六边形，也可以为矩形、梭形或椭圆形；相邻两个所述分流柱7之间的夹角α为15°。

同样作为优选的实施方式，在本实施例中，所述分流柱7和所述凸起均通过蚀刻的方式加工而成，蚀刻的深度为所述换热板3的厚度的75％。

进一步地，请参见图1，本实施例所述的微通道冷却器还在所述第一盖 板1的中心设置进口接头8，且所述进口接头8与所述冷却液进口5相连通，在所述第一盖板1的边缘设置四个出口接头9，且每个所述出口接头9均与其对应的所述冷却液出口6相连通。本实施例优选采用汇流接管10将所述四个出口接头9中的两两相连通，并在所述汇流接管10上设置汇流接头11以便于回收冷却液。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种微通道冷却器，包括第一盖板(1)、第二盖板(2)和至少一个换热板(3)，所述至少一个换热板(3)夹设在所述第一盖板(1)和所述第二盖板(2)之间，在所述换热板(3)的上或下表面上设置有微通道(4)，所述微通道(4)由若干凸起交错排列而成；其特征在于：

所述换热板(3)的中心开设有冷却液进口(5)，在所述换热板(3)的边缘设置至少两个冷却液出口(6)，沿所述冷却液进口(5)和/或所述冷却液出口(6)的圆周方向均布有若干分流柱(7)，相邻两个所述分流柱(7)之间形成分流通道。

2.根据权利要求1所述的微通道冷却器，其特征在于，所述分流柱(7)的长度方向与所述冷却液进口(5)或所述冷却液出口(6)的径向方向相同或相反。

3.根据权利要求1或2所述的微通道冷却器，其特征在于，所述分流柱(7)在所述换热板(3)上的投影为矩形、梭形、椭圆形或长条状的六边形。

4.根据权利要求1或2所述的微通道冷却器，其特征在于，相邻两个所述分流柱(7)之间的夹角为α，且0°＜α＜30°。

5.根据权利要求1或2所述的微通道冷却器，其特征在于，所述分流柱(7)的长度为1-5mm，所述分流柱(7)的宽度为0.1-3mm。

6.根据权利要求5所述的微通道冷却器，其特征在于，所述分流柱(7)和所述凸起均通过蚀刻的方式加工而成，蚀刻的深度为所述换热板(3)的厚度的75％以上。

7.根据权利要求1所述的微通道冷却器，其特征在于，所述凸起为圆柱体、长方体、正方体或菱柱。

8.根据权利要求7所述的微通道冷却器，其特征在于，相邻两个所述凸起之间的距离为0.5-5mm。

9.根据权利要求1所述的微通道冷却器，其特征在于，所述换热板(3)分别与所述第一盖板(1)和所述第二盖板(2)之间通过原子扩散技术结合。

10.根据权利要求9所述的微通道冷却器，其特征在于，在所述第一盖板(1)的中心设置进口接头(8)，且所述进口接头(8)与所述冷却液进口(5)相连通；在所述第一盖板(1)的边缘设置至少两个出口接头(9)，且所述出口接头(9)与对应的所述冷却液出口(6)相连通。