[发明专利]一种单元流路、换热器、液冷板

权利要求书

1.一种仅由换热器和分流器组成的单元流路，其特征在于，包括：两个换热器并联构成的换热器组和两个分流器；一个分流器位于所述换热器组的上游，另一个分流器倒置位于所述换热器组的下游，构成分流器—换热器组—分流器的流路拓扑结构；所述换热器由换热区、上游结构和下游结构组成，所述换热器具有不对称的上下游结构且在几何位置上与所要冷却的功率器件相对应，所述换热器的上游结构是一个具有扩展角的扩压器，所述换热器的下游结构是一个具有收缩角的喷管。

2.根据权利要求1所述的单元流路，其特征在于，所述换热器的上游结构是一个具有较大扩展角的扩压器，扩压器的扩展角介于120°～150°之间，轮廓转折处设计圆角平滑过渡；所述换热器的下游结构是一个具有较小收缩角的喷管，喷管的收缩角介于45°～90°之间。

3.根据权利要求1所述的单元流路，其特征在于，所述换热器的换热区呈顺流向矩形，顺流向为矩形长边，沿流动展向为矩形短边；所述换热器长度由换热区长度、扩压器长度和喷管长度3段组成，换热器宽度等于换热区短边。

4.根据权利要求1所述的单元流路，其特征在于，两个所述分流器的结构相同，其功能均由分流器结构和冷却液的流动方向组合确定；冷却液正向流动时，分流器依靠其主路和两个支路结合点的对称结构和楔角实现动压均匀二分流；冷却液逆向流动时，分流器实现二合一汇流；在主路和两个支路结合点，分流器两个支路的夹角不超过150°；主路与支路轮廓相接处设计有圆角平滑过渡。

5.一种适应微通道传热的层流特性的换热器，适用于权利要求1-4任一项所述的单元流路，其特征在于，所述换热器具有不对称的上下游结构且在几何位置上与所要冷却的功率器件相对应，所述换热器的上游结构是一个具有扩展角的扩压器，所述换热器的下游结构是一个具有收缩角的喷管；所述换热器还包括由若干微通道和散热齿相间排列而成的换热区，换热区呈顺流向矩形，顺流向为矩形长边，沿流动展向为矩形短边，引导功率器件的热量主要沿垂直于流动平面的方向传导至散热齿，并与冷却液换热。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，换热器的微通道截面的高宽比小于15，散热齿厚度与微通道宽度之比值大于0.8，微通道的通道长度不大于层流态热初始段长度。

7.根据权利要求5或6所述的换热器，其特征在于，单个换热器可用于1～2个功率器件的热量收集；所述换热区长边等于微通道的通道长度，换热区短边等于1个功率器件的边长或者2个功率器件的边长之和。

8.一种液冷板，其特征在于，所述液冷板包括多个串联连通的权利要求1-4任一项所述的单元流路，所述单元流路的数量可根据功率器件的数量而增减。

9.根据权利要求8所述的液冷板，其特征在于，所述单元流路的数量为2；由2个所述单元流路、级间段、进液腔、出液腔、第一引流段和第二引流段组成的单回式流路使进液口和出液口同侧；2个所述单元流路为第一单元流路和第二单元流路；所述进液腔通过所述第一引流段与所述第一单元流路相连通，所述第一单元流路的出液口通过所述级间段与所述第二单元流路相连通，所述第二单元流路的出液口通过所述第二引流段与所述出液腔相连通。