[发明专利]一种气液两相混合喷射的微通道散热器

说明书

本发明提供了一种气液两相混合喷射的微通道散热器，其包括上盖板、气液混合喷射结构、微通道板、加热器、底座；所述气液两相混合射流结构包括冷却液入口、横流液体入口、射流进入腔、射流孔和气液混合流出口。冷却液先由冷却液入口流入，一部分经横流液体入口流向微通道板形成横流液体进行换热，另一部分流向射流进入腔，与进气口流入的气体混合后经射流孔喷射到微通道板进行换热，同时与横流液体入口流入微通道中的冷却液混合，使微通道中冷却液产生紊乱，最终由的气液混合流出口流出。本发明采用气液两相混合喷射对微通道内横流液体进行冲击，实现强化换热，并抑制微通道沸腾非稳定性。此外，还具有结构紧凑、体积小、制造工艺简单等特点。

技术领域

本发明涉及一种新型微通道散热器，特别是一种气液两相混合喷射的微通道散热器。

背景技术

随着电子芯片朝着高度集成化、多功能化和微型化方向发展，芯片的体积发热热通量不断增大，产生的热量无法及时带走将导致器件和系统温度的迅速升高，严重影响电子器件的稳定可靠工作。因此具有高效散热性能、紧凑封装的微通道散热器成为了理想选择。传统的微通道散热器的入口和出口分别位于散热器件的两端，将微通道与盖板耦合封装冷却微通道，与外界连接形成冷却液回路，通过微通道流动的冷却液带走电子器件产生的热量，从而实现电子器件散热的目的。传统的微通道冷却器中存在散热器和冷却液之间的热交换不充分问题，使得热量无法被全部带走，同时冷却液入口速度增加时会导致压降增加。此外，在微通道内冷却液发生沸腾时，微通道内沸腾气泡的快速产生易导致沸腾非稳定性问题，对微通道散热系统的稳定运行带来严重的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有微通道散热器的不足，提供一种采用气液两相混合喷射的微通道散热器，将气体与液体混合喷射注入微通道内，扰动微通道内横流液体，使横流液体发生紊流，同时强化扰动两相沸腾形成的气泡，使散热器和冷却液之间的热交换更加充分，实现强化换热，并有效降低压降。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本发明提供了一种气液两相混合喷射的微通道散热器，包括：上盖板及依次层叠设置在上盖板下方的气液混合射流结构、微通道板、加热器和底座；

所述的上盖板的中心开设有进气口；所述的气液两相混合射流结构包括冷却液入口、横流液体入口、射流进入腔、射流孔和气液混合流出口；所述微通道板沿着长度方向设有相互平行的多条微通道，所述加热器上表面与所述微通道的底面贴合，所述底座具有与所述加热器相配合的空腔；所述横流液体入口连通冷却液入口与所述微通道；所述射流进入腔连通冷却液入口与进气口；所述射流孔连通射流进入腔和微通道；

冷却液先由冷却液入口流入，一部分经横流液体入口流向所述微通道板形成横流液体进行换热，另一部分流向所述射流进入腔，与所述进气口流入的气体混合后经所述射流孔喷射到所述微通道板进行换热，同时与所述横流液体入口流入微通道中的冷却液混合，使微通道中冷却液产生紊乱，最终由所述的气液混合流出口流出。

在一较佳实施例中：所述微通道板上设置有10道至15道等间距平行排布的微通道，所述相邻微通道的中心间距为1mm至1.5mm。

在一较佳实施例中：所述微通道截面形状设置为矩形或三角形或梯形，所述微通道的水力直径为0.3mm至1.0mm。

在一较佳实施例中：所述微通道板的材质为铜或铝。

在一较佳实施例中：所述射流孔阵列分布在射流进入腔的底部，所述射流孔为圆形其直径d的大小为微通道槽道宽度的0.4-0.6倍，相邻两个所述射流孔圆心距离s为直径d的2-5倍。

在一较佳实施例中：所述入口冷却液为去离子水或无水乙醇，所述进气口流入的气体为空气或氮气

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：