[发明专利]多级两侧预冷叠层微通道节流换热制冷器

说明书

根据本发明的多级两侧预冷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以及多个下板、下盖板，第一流道设置在上板板宽的中部，包括多个沿上板长度方向设置的直线通道，第一流道的一端与出口凹槽连通，第二流道包括多个沿上板长度方向设置的直线通道以及多个与该直线通道连通的U形通道，两个直线通道分别设置在第一流道的两侧，直线通道的一端与二级入口凹槽连通，另一端与U形通道连通，第三流道包括多个沿上板长度方向设置的直线通道，第四流道呈矩形，第四流道中设置有多个人字形凸起结构，多个人字形凸起交错设置排列成矩形，第三流道的一端连通U形通道，另一端连通第四流道。

技术领域

本发明属于强化换热节流制冷领域，具体涉及一种由微通道节流预冷形成的换热单元的多级两侧预冷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，制冷工质种类单一，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，本发明是提供一种多级两侧预冷叠层微通道节流换热制冷器。

本发明提供了一种多级两侧预冷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以及多个下板、下盖板，上板呈矩形，设置有贯通的上板二级入口孔、内凹的二级入口凹槽、上板出口孔、内凹的出口凹槽、上板一级入口孔、第一流道、两个第二流道、第三流道、第四流道，第一流道设置在上板板宽的中部，包括多个沿上板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的厚度，第一流道的一端与出口凹槽连通，第二流道包括多个沿上板长度方向设置的直线通道以及多个与该直线通道连通的U形通道，两个直线通道分别设置在第一流道的两侧，直线通道的一端与二级入口凹槽连通，另一端与U形通道连通，两个U形通道相对设置在第一流道的一端，第三流道包括多个沿上板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的厚度。第四流道呈矩形，第四流道中设置有多个人字形凸起结构，多个人字形凸起交错设置排列成矩形，第三流道的一端连通U形通道，另一端连通第四流道。

在本发明提供的多级两侧预冷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，第一流道的端部两侧设置有两个通孔。

另外，在本发明提供的多级两侧预冷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，第一流道的端部与一级入口孔之间的出口凹槽的底面上阵列间隔设置有多个直立的具有支撑和导流的作用微圆柱。

另外，在本发明提供的多级两侧预冷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，下板设置有贯通的下板二级入口孔、下板出口孔、内凹的出口凹槽、下板一级入口孔、内凹的一级入口凹槽、第五流道、两个第六流道、第七流道、第一扩容腔、第八流道、第九流道、第二扩容腔，下板一级入口孔与一级入口凹槽相连通，下板出口孔与出口凹槽连通。