[发明专利]基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器及其制造方法

权利要求书

1.基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，包括自上而下设置的散热盖板(1)、隔板(2)和供液底板(3)，散热盖板(1)，隔板(2)和供液底板(3)之间均采用键合技术密封；

散热盖板(1)上加工有微通道进口孔(1-2)、环形工质汇集槽(1-3)和仿生分形微槽道(1-1)，沿着微通道进口孔(1-2)的圆心环形布置n个仿生分形微槽道(1-1)；

每个仿生分形微槽道(1-1)包括多个相同的仿生分形微通道簇，每一个仿生分形微通道簇包括m级通道，分别为第0，1，2……，(m-1)级通道，其中，第0级通道与微通道进口孔(1-2)相连通，第m-1级通道与环形工质汇集槽(1-3)相连；

隔板(2)中心设置有供液孔(2-1)，供液孔(2-1)位于微通道进口孔(1-2)正下方，在供液孔(2-1)的两侧对称位置设置有排液孔(2-2)，排液孔(2-2)位于环形工质汇集槽(1-3)的正下方；

供液底板(3)上设置有工质进口(3-1)、供液微槽道(3-2)、排液微槽道(3-3)、集液区(3-4)和工质出口(3-5)；工质进口(3-1)和工质出口(3-5)分别位于供液底板(3)的两端；工质进口(3-1)与供液微槽道(3-2)相连通，工质出口(3-5)和集液区(3-4)相连通；供液微槽道(3-2)的末端位于隔板(2)上供液孔(2-1)的正下方；排液微槽道(3-3)一端位于隔板(2)上排液孔(2-2)的正下方，另一端与集液区(3-4)相连接。

2.根据权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，n个仿生分形微槽道整体为圆形；圆形直径Da＝20～40mm；微通道进口孔(1-2)直径D_b＝βD_a，β的取值范围为5％～10％。

3.根据权利要求2所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，n为10～20；m为4～7。

4.根据权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，工质进口(3-1)和供液微槽道(3-2)之间、排液微槽道(3-3)和集液区(3-4)之间以及集液区(3-4)和工质出口(3-5)之间均采用圆弧过渡；

排液孔(2-2)的数量为2个，排液微槽道(3-3)呈V字形，V字形上部两端分别位于两个排液孔(2-2)的正下方，底端与集液区(3-4)相连接。

5.根据权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，从微通道进口孔(1-2)至环形工质汇集槽(1-3)的微通道个数按照2^x次幂呈几何级数逐级增加，其中，x为正整数。

6.根据权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，仿生分形微通道除第0级通道外，每一级通道均由两段组成，一段指向圆心的通道ka和一段将通道ka末端和通道(k+1)a的始端连接在一起的通道kb；第k级通道的设计长度L_k为通道ka的长度加上通道kb在半径R上的投影长度，满足：L_k+1＝L_k×2^-1/D和其中，L_k表示第k级通道的设计长度，L_k+1表示第k+1级通道的设计长度，长度分形维数D＝2～3，第k级通道的实际长度L_ks为通道ka长度加上通道kb的长度，满足其中α_k是相邻两个ka通道之间的夹角，α_k＝2π/(n×2^k)，θ是相邻两个kb通道之间的分叉角，且任意两个kb通道之间的分叉角θ都是相等的，θ的取值范围为20～150°。