[发明专利]微通道节流制冷器

说明书

根据本发明的微通道节流制冷器，包括：依次叠合的上盖板、多个上下叠合的回热节流部件以及下盖板，其中，回热节流部件包括上下叠合的高压通道板和低压通道板，高压通道板包括依次设置的高压出入口段、高压换热段以及高压蒸发腔，高压换热段包括依次设置的第一级通道段、高压预冷段、二级通道段，第一流道、第二流道分别为2条内凹的S形槽，S形槽的两端沿第一通道段的长度方向设置，高压预冷段中设置有多个X形凸起结构，多个X形凸起排列成矩形，第三流道、第四流道分别为2条内凹的S形槽，S形槽的两端沿第一通道段的长度方向设置，第三流道的一端连通预冷段，另一端与第四流道连通，第四流道的一端连通第三流道，另一端与蒸发腔连通。

技术领域

本发明属于节流制冷领域，具体涉及一种含预冷装置的串联两级S形叠层微通道节流制冷器。

背景技术

随着电子产品日益小型化，小空间内快速制冷技术得到了国内外学者的广泛关注。微小型J-T效应节流制冷器作为低温制冷器中的一种，其特点在于体积小、降温时间短、特别是无运动部件。目前主要的J-T效应制冷器以汉普逊型(螺旋翅片管式)居多，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。

基于以上缺点，出现了以不锈钢等金属为原材料的多层多通道的节流制冷装置，不锈钢材料的运用在提高制冷量的同时也丰富了试件的结构形式。但现阶段的多层多通道的微通道节流制冷器温降幅度有限，不能满足深低温需求。

发明内容

为了解决上述问题，在保证制冷量的同时使得冷端温度达到更低的温区，本发明提供一款含预冷装置的两级微通道节流制冷器。

本发明提供了一种微通道节流制冷器，具有这样的特征，包括依次叠合的上盖板、多个上下叠合的回热节流部件以及下盖板，其中，回热节流部件包括上下叠合的高压通道板和低压通道板，高压通道板包括依次设置的高压出入口段、高压换热段以及高压蒸发腔，高压出入口段具有贯通的高压一级入口孔、内凹的一级入口凹槽、贯通的高压二级入口孔、内凹的二级入口凹槽、高压出口孔，高压一级入口孔与一级入口凹槽相连通，高压二级入口孔与二级入口凹槽相连通，高压出口孔与一级入口孔、二级入口孔均不连通，高压换热段包括依次设置的第一级通道段、高压预冷段、二级通道段，第一级通道段包括第一流道、第二流道，第一流道、第二流道分别为2条内凹的S形槽，该S形槽内凹的深度小于高压通道板的厚度，S形槽的两端沿第一通道段的长度方向设置，第一流道、第二流道相邻设置，第一流道的一端与一级入口凹槽211相连通，另一端位于预冷段，第二流道的一端与二级入口凹槽相连通，另一端与预冷段相连通，高压预冷段中设置有多个X形凸起结构，多个X形凸起排列成矩形，高压预冷段与第一流道不连通，二级通道段包括依次设置的第三流道、第四流道，第三流道、第四流道分别为2条内凹的S形槽，该S形槽内凹的深度小于高压通道板的厚度，S形槽的两端沿第一通道段的长度方向设置，第三流道的一端连通预冷段，另一端与第四流道连通，第四流道的一端连通第三流道，另一端与蒸发腔连通。

在本发明提供的微通道节流制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，位于高压预冷段的第一流道的端部设置有导流通孔，第一流道的节流降压后的一级高压气体通过导流通孔进入低压通道板上的预冷段。

另外，在本发明提供的微通道节流制冷器中，还可以具有这样的特征：其中，第一流道的尺寸为微米级别。