一种相变冷板

技术领域

本发明涉及冷却设备技术领域，更具体地说，涉及一种相变冷板。

背景技术

摩尔定律表明，芯片所能集成的电路数量经过18至24个月便会增长1倍。近年来，随着科学技术的不断进步和电子设备电子器件运算速度不断提高，电子设备朝着微型化和集中化方向发展，物理尺寸的减小与元件功率的增加使电子设备的热流密度日益增高。而电子设备的性能和寿命与散热能力紧密相关，研究表明温度是造成微电路损坏的最主要的原因，占比高达55％。此外，根据10℃(摄氏度)法则，电子器件工作温度超过最大允许温度且每升高2℃，电子元件的故障频率会增加10％。因此，针对未来电子设备微型化、集成化、高热流的特点，迫切需要一种适应电子设备发展趋势的热管理系统。

有研究预测，到2026年单个微处理器芯片的散热量将达到800W，平均热流密度将达到250W/cm

尽管两相微通道冷却技术换热效率高，换热性能强，具有非常大的应用前景，但由于微通道技术与流动沸腾技术本身换热机理的复杂性，二者结合使得换热机理更加复杂，流动不稳定性非常突出。在微通道中，由于气泡的生长和脱离在空间上受限制，气泡只能沿通道长度方向生长，通道内的活塞效应相对明显，容易产生气泡堵塞、上游来流液体回流等，进而导致下游因缺乏液体使得蒸汽膜覆盖流固耦合面，传热急剧恶化。此外，在并联微通道中，由于各并联微通道内气泡核化过程的不同步，导致各通道之间的压力不平衡，从而使得并联通道之间流动和传热存在不稳定性。因此，微通道中的流动沸腾不稳定性比常规通道中更加剧烈，通常表现为流量、压力、壁面温度等都会发生剧烈的震荡，同时还可能引起设备的噪声与振动，此外散热器解热能力受限，影响其临界热流密度。

综上所述，如何有效地解决相变冷板散热效率不高的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种相变冷板，该相变冷板可以有效地解决相变冷板散热效率不高的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种相变冷板，包括：

通道区，包括多级并联通道组，且沿流体流动方向，各级所述并联通道组的横截面依次增大，相邻所述并联通道组之间设置有横断通道；

入口导流腔，所述入口导流腔一端设置有导入口，另一端连通所述通道区的进口，所述入口导流腔在横向方向上的两侧腔壁，沿着流体流动方向逐渐变宽，所述横向方向为所述并联通道组的通道并列方向；

出口导流腔，所述出口导流腔一端设置有导出口，另一端连通所述通道区的出口，所述出口导流腔在所述横向方向上的两侧腔壁，沿着流体流动方向逐渐收拢集中于所述导出口。

在上述技术方案中，在通道区中通过各级并联通道组的微通道逐渐扩张，且在各级通道组之间设置有横断通道，使得在横向方向以及流动流动方向，避免局部压力集中的问题，进而保证流体有序稳定的流动。综上所述，该相变冷板能够有效地解决相变冷板散热效率不高的问题。

在一些技术方案中，沿流体流动方向，至少一级所述并联通道组的各个微通道均横截面逐渐扩大。

在一些技术方案中，沿流体流动方向，所述微通道上侧壁逐渐向上延伸和/或所述微通道上侧壁逐渐向下延伸。

在一些技术方案中，沿流体流动方向，所述微通道在所述横向方向的两侧通道壁以及厚度方向的两侧通道壁均向偏离中心的方向倾斜设置以扩大，所述厚度方向为与所述横向方向以及流体流动方向均垂直。

在一些技术方案中，至少一个所述横断通道内设置有凸起。

在一些技术方案中，相邻两级所述并联通道组的多个通道一一对齐设置；所述扰流部设于所述扰流部上下游的相互对齐的两个通道之间，并与所述两个通道间隔设置。

在一些技术方案中，所述凸起下端根部连接所述横断通道的受热侧。

在一些技术方案中，所述入口导流腔包括入口三角形区和入口矩形区，所述入口三角形区的顶部连接所述导入口，所述入口矩形区连接在所述入口三角形区的底边和所述通道区的进口之间；所述出口导流腔包括出口三角形区和出口矩形区，所述出口三角形区的顶部连接所述导出口，所述出口矩形区连接在所述出口三角形区的底边和所述通道区的出口之间。

在一些技术方案中，所述入口导流腔的厚度方向尺寸小于所述通道区进口厚度方向尺寸，所述出口导流腔的厚度方向尺寸等于所述通道区的出口厚度方向尺寸。

在一些技术方案中，所述入口导流腔的厚度方向为上下方向，所述流体流动方向以及所述横向方向均为水平方向，所述导入口上下延伸设置且连接于所述入口导流腔的上侧，所述导入口上下延伸设置且连接于所述入口导流腔的上侧。

在一些技术方案中，包括3D一体打印成型的板体，所述板体内部形成所述通道区、所述入口导流腔和所述出口导流腔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的相变冷板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的相变冷板的内部轮廓透视示意图；

图3为本发明实施例提供的相变冷板的内部结构示意图；

图4为图3中A的处的放大结构示意图；

图5为本发明实施例提供的相变冷板的侧视剖面结构示意图；

图6为图5中B的处的放大结构示意图；

图7为图5中C的处的放大结构示意图。

附图中标记如下：

导入口1、入口导流腔2、通道区3、出口导流腔4、导出口5、板体6；

第一级并联通道组31、第二级并联通道组32、第三级并联通道组33、第四级并联通道组34、第五级并联通道组35、横断通道36、凸起37。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种相变冷板，该相变冷板可以有效地解决相变冷板散热效率不高的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图7，图1为本发明实施例提供的相变冷板的结构示意图；图2为本发明实施例提供的相变冷板的内部轮廓透视示意图；图3为本发明实施例提供的相变冷板的内部结构示意图；图4为图3中A的处的放大结构示意图；图5为本发明实施例提供的相变冷板的侧视剖面结构示意图；图6为图5中B的处的放大结构示意图；图7为图5中C的处的放大结构示意图。

如附图2-3所示，在一些实施例中，本实施例提供了一种相变冷板，可以是微通道相变冷板，主要包括板体6，在板体6内形成有通道区3、入口导流腔2和出口导流腔4。入口导流腔2导入流体，使流体分散进入到通道区3的进口端各个微通道中，流体在流经通道区3的过程中，通过板体6部分吸热使内部流体升温，部分流体升温气化会形成气泡，然后从通道区3的出口端各个微通道流出，进入到出口导流腔4中，进一步通过出口导流腔4导出。

在一些实施例中，其中通道区3，也可以是称为微通道区，包括沿流体流动方向依次设置的多级并联通道组，以使得流体依次经过各级微通道组，各级并联通道组分别包括多个并联设置的微通道，以使得板体6可以通过更多的表面与内部的流体导热接触，实现更好的吸热。

在一些实施例中，相邻所述并联通道组之间设置有横断通道36，以通过横断通道36，使得各级微通道组的各个微通道端部连通，以缓解微通道之间的压力不均匀的问题。

在一些实施例中，沿流体流动方向，各级并联通道组的横截面依次增大，使得气泡沿径向生长的容易程度逐渐增大，且气泡脱离后容易向出口侧移动，减弱了活塞效应，从而有利于消除气泡堵塞和液体回流现象。可以适应沿流体流动方向，吸收热量逐渐增加的问题。需要说明的是，对于任一级的并联通道组的微通道来说，沿流体流动方向，其横截面可以增大，也可以是减小，也可以不变，具体的，可以根据需要进行对应设置。

在一些实施例中，其中入口导流腔2一端设置有导入口1，另一端连通所述通道区3的进口，以将导入口1导入的流体，导向通道区3的进口，即导入第一级并联通道组31的进口内。

具体，其中入口导流腔2在横向方向上的两侧腔壁，即两侧的内表面之间间距，沿着流体流动方向变宽，而其中横向方向为并联通道组的多个通道的并列方向。为了方便说明，其中横向方向为并联通道组的通道并列方向，一般与流体流动方向相垂直，即与微通道延伸方向相垂直，并再定义一个厚度方向，其中厚度方向与横向方向以及流体流动方向均相垂直，一般厚度方向为上下方向，而横向以及流动流动方向均为水平方向。

通过入口导流腔2在横向方向上相对的两侧腔壁逐渐扩大，使得从导入口1进入的流体在两侧腔壁的导向作用下，逐渐分散，有效地避免出现乱流，且与流体在横向逐渐分散，利于横向并列的微通道之间流体压力区域一致。具体的入口导流腔2在横向方向上的两侧腔壁之间的夹角为锐角、钝角或直角等，两侧墙壁可以直线延伸，曲线延伸，设置可以设置成阶梯状，只需要在流体流动方向，呈逐渐扩宽的趋势即可。

在一些实施例中，出口导流腔4一端设置有导出口5，另一端连通通道区3的出口，以将通道区3出口流出的流体导向导出口5，进而导出。即将最后一级并联通道组的微通道出口流出的流体进行引导。

具体的，其中出口导流腔4在横向方向上相对的两侧内表面之间的间距，沿着流体流动方向变窄，即沿流体流动方向，出口导流腔4在横向方向上的两侧腔壁之间的距离逐渐减小，以迫使流体逐渐向中部集中，进而引导至导出口5，可以尽快流体向导出口5流出，且避免通道区3口出口在横向方向出现压力不均匀的问题。其中出口导流腔4在横向方向上的两侧腔壁之间的夹角为锐角、钝角或直角等，两侧墙壁可以直线延伸，曲线延伸，设置可以设置成阶梯状，只需要在流体流动方向，呈逐渐收缩的趋势即可。

在一些实施例中，在通道区3中通过各级并联通道组的微通道逐渐扩张，且在各级通道组之间设置有横断通道36，使得在横向方向以及流动流动方向，避免局部压力集中的问题，进而保证流体有序稳定的流动。同时在入口导流腔2和出口导流腔4，横向两侧设置倾斜的导流腔壁，以引导流体在入口处分散，并在出口处收拢，以使得流体有序稳定的流动，配合上述微通道扩张以及横断通道36带来的压力均衡，使得横向方向各个微通道中流体均稳定、均匀流动，进而可以充分的保证各处均匀高效换热，提高换热效率。综上所述，该相变冷板能够有效地解决相变冷板散热效率不高的问题。

在一些实施例中，可以进一步的使沿流体流动方向，至少一级并联通道组的至少一个微通道均横截面逐渐扩大；具体的可以是至少一级并联通道组的各个微通道均横截面逐渐扩大；具体的，各级并联通道组的各个微通道均横截面逐渐扩大。使得微通道内的流体，也会沿着流体流动方向流动，其径向空间逐渐扩大，以适应因为受热而导致的流体径向膨胀，进而同样方便流体流动顺畅。

在一些实施例中，沿流体流动方向，所述微通道上侧壁逐渐向上延伸和/或微通道下侧壁逐渐向下延伸。

如附图5所示，其中微通道上侧壁逐渐向上延伸，使得受重力和浮升力影响，气泡生长脱离后受浮升力影响向上部移动，上部的倾斜设计有利于气泡向出口移动。

附图5所示，其中微通道下侧壁逐渐向下延伸，即下部的倾斜设计，使得未汽化的液体受重力影响更容易向前流动与底部换热壁面接触有利于换热。当板体6下侧面为受热面时，且受热面水平延展，这会使得，沿流体流动方向，微通道下侧壁与受热面之间的距离逐渐减小，热阻减小，进而更加方便内部流体受热。

在一些实施例中，沿流体流动方向，通道在厚度方向相对的两侧内表面之间的间距增大。在一些实施例中，沿流体流动方向，沿流体流动方向，通道在横向方向相对的两侧内表面之间的间距增大。

如图3和图4所示，沿流体流动方向，所述微通道在所述横向方向的两侧表面以及厚度方向的两侧表面均向偏离中心的方向倾斜设置以扩大，厚度方向为与横向方向以及流体流动方向均垂直。以充分的保证微通道径向扩大，同时可以很好的实现受热面积增大，进而提高换热效率。

需要说明的是，其中微通道实质上为一通道结构，横截面形状并不要求，横截面大小是否发生变化均为要求，因为通道横截面面积较小，所以行业一般称为微通道。

在一种具体实施例中，此处优选其中的微通道腔体呈棱柱型，可以是三棱柱型、四棱柱型、五棱柱型等。其中棱柱的棱沿流体流动方向延伸，又由于沿流体流动方向，横截面渐阔型，所以呈棱台型。

需要说明的是，以其中三棱柱为例，即垂直于流体流动方向的横截面为三角形，在上下方向上可以使正置三角形，也可以是倒置三角形，具体的可以根据需要进行设置。

对于棱柱结构来说，要想实现微通道在水平横向方向的两侧表面以及上下方向的两侧表面均向偏离中心的方向倾斜设置，那么其中棱边均需要沿流体流动方向向偏离中心轴线的方向倾斜。

在一种具体实施例中，微通道的各侧表面均为平面，即沿流体流动方向，微通道的尺寸等比例扩张，而横截面面积可以二次函数级扩张，以使得微通道平稳流动，当然微通道的表面可以使呈曲面结构，如在发热量集中区域，实现较大程度的扩张，而在发热量较低的区域，实现低比例扩张。具体的，可以根据需要进行设置。

在一种具体实施例中，可以使微通道垂直于流体流动方向的横截面呈矩形，具体的，可以是一组相对侧面为上侧表面和下侧表面，另一组相对侧面为左侧表面和右侧表面。需要说明的是，在微通道为四棱柱型时，其横截面可以使正方形、长方形、梯形、平行四边形等，其中梯形可以等腰梯形，为等腰梯形时，可以使下侧边为长底边或短底边。

如附图4、5所示，在一些实施例中，可以使至少一个所述横断通道36内设置有用于破碎气泡的扰流部，具体的扰流部可以使杆体结构、网状结构，还可以是凸起37。凸起37为横断通道36内凸起结构，应当不能够横向以及流体流动方向上对横断通道36封堵，而应当允许流体存在流动空间，具体空间大小可以根据流体特性进行对应设置。其中凸起37在横断通道36上的分布，可以是与微通道对齐设置，也可以是与微通道错开设置，具体的，可以根据需要进行设置。

横断通道36内设置的凸起37起到刺破和/或打碎气泡的效果，打碎了上游来的较大气泡使得形成多个较小气泡，提高流动的沸腾稳定性，有效地避免了微通道中气泡堵塞现象的发生；在一些实施例中，提高了横断通道36内的换热面积，增强了该处的换热能力；在一些实施例中，横断通道36内的凸起37能够可作为汽化核心，相变过程中更容易产生气泡，有利于减小过热度。

在一些实施例中，通道区3设置有多个依次串联的通道组，各组通道组包括多个依次横向并联设置的微通道。其中微通道实质上为一通道结构，横截面形状并不要求，横截面大小是否发生变化均为要求，因为通道横截面面积较小，所以行业一般称为微通道。其中微通道的横截面形状、大小均不要求，可以根据需要进行设置。相邻通道组之间，各个微通道可以一一对齐设置，也可以是一一错开设置，还可以部分对齐、部分错开，具体的，可以根据需要进行设置，一般来说，各个微通道之间一般是一一对齐设置。其中对齐设置，可以是以横向方向的中心面对齐为准。

在一些实施例中，相邻两级所述并联通道组的多个通道一一对齐设置；而上述扰流部设于扰流部上下游的相互对齐的两个通道之间，并与两个通道间隔设置。可以是至少一个凸起37与相邻微通道横向方向上的中部对齐设置，以对相邻微通道流进流体或流出流体进行分流，可以加剧该处流体的混合程度，同时可以更好的对微通道内气泡进行打碎。当然也可以使各个微通道进口和/或出口的横向方向上中部设置有凸起37。上级微通道出口和下级微通道进口之间区域，凸起37在横向方向以及流体流动方向均居中设置。

在一些实施例中，可以使微通道水平延伸设置，凸起37的刺尖朝上设置，刺尖朝上可以更好的对漂浮在上侧的气泡进行打碎。需要说明的是，在横断通道36中，凸起37的底部连接于横断通道36的下侧壁，以可以更好的从底部获取热量，在使用时，通道区3的底部一般更加靠近热源。而凸起37的刺尖可以抵达到横断通道36的上侧壁，也可以与上侧壁之间形成一定的间隙，以起到更好的打碎效果。此时凸起37呈正放布置。

在一些实施例中，可以使凸起37上下方向上的高度是横断通道36上下方向上高度的三分之一至三分之二之间，此处优选高度在二分之一左右。

在一些实施例中，可以使其中的凸起37呈圆锥型，也可以是多棱锥型，还可以是星锥结构。

在一些实施例中，可以使其中凸起37在其延伸方向上的横截面可以呈圆形、椭圆形、菱形、六边形等。横截面呈圆形时，凸起37如圆锥结构、圆台结构等。横截面呈六边形时，凸起37如六棱锥结构、六棱台结构等。

在一些实施例中，凸起37可以呈杆状，以使得两端分别连接横断通道36的上侧壁和下侧壁。

在一些实施例中，可以使相邻通道组的各个所述微通道一一对齐设置，进一步的可以使流体流动方向相邻之间微通道均设置有上述凸起37。

在一些实施例中，凸起37设置于所述微通道横向方向上的中部，所述凸起37四周与上下级所述微通道端口横向两侧均具有间隙。以保留流体流动路径大小，同时起到中间破碎流体的效果。

在一些实施例中，可以使凸起37连接横断通道36的受热侧，以使得凸起37可以更好的起到导热效果。

在一些实施例中，上述凸起37可以具有如下技术效果：提高了横断通道36内的换热面积，增强了该处的换热能力；可作为汽化核心，相变过程中更容易产生气泡，有利于减小过热度；加剧了该处的流体混合程度，扰流作用明显；打碎了上游来的较大气泡使得形成多个较小气泡，提高流动的沸腾稳定性，有效地避免了微通道中气泡堵塞现象的发生。

在一些实施例中，进一步的可以使入口导流腔2包括入口三角形区和入口矩形区，入口三角形区远离通道区的角部连接所述导入口1，入口矩形区连接在入口三角形区靠近通道区的边部和通道区3的进口之间，入口三角形区的两侧腰边即对应横向两侧腔壁，沿流体流动方向逐渐扩宽。入口三角形区，沿厚度方向投影呈三角形；入口矩形区沿厚度方向投影呈矩形。

在一些实施例中，进一步的可以使出口导流腔4包括出口三角形区和出口矩形区，出口三角形区远离通道区的角部连接导出口5，出口矩形区连接在出口三角形区靠近通道区的边部和通道区3的出口之间。出口三角形区的两侧腰边即对应横向两侧腔壁，沿流体流动方向逐渐靠近。出口三角形区，沿厚度方向投影呈三角形；出口矩形区沿厚度方向投影呈矩形。

在一些实施例中，其中入口导流腔2以及出口导流腔4均为端部导流腔，且该端部导流腔具对应设置有三角形区以及矩形区。

在一些实施例中，可以使其中的三角形区在流通方向上的顶部设置有对外接口，三角形区在流通方向上的底边侧与矩形区的流通方向一侧相连通，矩形区的流通方向另一侧用于连通通道区3。需要说明的是，其中三角形区以及矩形区，是在垂直于流动方向以及通道区3的通道并列方向的方向，呈三角形以及矩形。一般流动方向以及通道并列方向均是水平方向，所以三角形区以及矩形区，是从俯视图上看起来呈三角形或矩形。需要说明的是：在端部导流结构作为导入端时，上述对外接口即为导入接口；而在端部导流结构作为导出端时，上述对外接口作为导出接口。

在一些实施例中，可以使其中的三角形区在流通方向上的底边侧与矩形区的流通方向一侧相连通，且两者的长度可以一致且对齐设置，也可以是长度一致呈错开状态。还可以三角形区的底边侧均位于矩形内侧，也可以是一侧或两侧凸出矩形内侧设置。

在一些实施例中，其中三角形两侧的腰边可以呈直线型，也可以是呈阶梯型，具体的可以根据需要进行设置。

在一些实施例中，其中三角形的顶部以及两侧底角，可以分别根据需要选择尖角、圆角等结构。

在一些实施例中，将设置于对外接口和通道区3之间的端部导流接口，增设了三角形区，且三角形区设置在矩形区和对外接口之间，在矩形区缓冲与对外接口之间设置三角形区，以起到聚拢和分散的效果，以使得矩形区和对外接口之间的流体更好的过渡衔接。尤其在端部导流接口应用于导入端时，从对外接口导入的流体，进入到三角形区的顶部，在向底侧流动的过程中，会在三角形区中进行扩散，即顺着微通道并列方向扩散，通过三角形区逐渐扩散引导，可以更好的保证流体分散均匀。然后再进入到矩形区，进一步进行缓冲，以在微通道并列方向，流体分布更加均匀，使得进入通道区3的各微通道中流体更为均匀，以充分保证散热效率。综上所述，该相变冷板的端部导流结构能够有效地解决对外接口和通道区3之间流体导流效果不好的问题。

在一些实施例中，如导入口1、导出口5这样的对外接口，导入方向可以是与流体流动方向一致，但是这种导入或导出方式，无法更好的发挥三角形区和矩形区的分散以及聚拢效果。基于此，此处优选其中对外接口垂直于三角形区设置。

如在入口导流腔2时，对外接口沿垂直于三角形区的方向导入流体之后，流体向四周发散，其中部分流体会向三角形区的两侧腰边流动，在撞击腰边之后，会继续呈分散方向流动，多次分散之后，使得流体各处压力更为均匀，而在进入到矩形区之后，因为矩形区的宽阔，所以四散流动的流体可以逐渐稳定，实现了缓冲，缓冲之后的流体进入到通道区3。

在一些实施例中，为了更好的利用三角形区的顶部的结构，此处优选三角形区的顶部与对外接口对应一侧平滑过渡设置，以避免对外接口靠近三角形顶部一侧的流体向顶部流动，进而有效地避免了乱流出现。当然在一些情况下，也可以使对外接口对应一侧的侧壁相比三角形顶部向靠近三角形底部的方向偏移，以使得流体具有更好的分散或聚拢效果。

在一些实施例中，可以使其中的三角形区的顶部呈圆弧。以避免出现尖角，不利于引导流体流动。

在一些实施例中，可以进一步的使三角形区顶部的圆弧与对外接口同轴设置，以使得对外接口的流体在三角形区的顶部均匀四散分流，以利于三角形区的后期更好的分流。具体的，如可以使其中的三角形区的顶部圆弧直径等于所述对外接口直径，当然也可以是三角形区的顶部圆弧直径大于对外接口直径。

在一些实施例中，可以进一步的使三角形区的顶部圆弧与两侧腰边相切，以使得进入到圆弧边的流体，通过相切设置，以更好的向两侧腰边流动。

需要说明的是其中，其中三角形区可以为等腰三角形，也可以是为等边三角形，还可以是其他三角形结构，优选为钝角等腰三角形结构，即顶部为钝角，以避免整体体积过大。当然也可以是采用锐角等腰三角形结构。

在一些实施例中，可以进一步的使沿对外接口导流方向，三角形区的两侧板面分别与矩形区上对应两侧板面位于同一平面设置，即三角形区和矩形区厚度相等且对齐设置，而三角形区以及矩形区的厚度方向与流体流动方向垂直且与微通道并列方向垂直设置，其中三角形区以及矩形区的厚度方向一般是上下方向。对应的，对外接口一般是设置在三角形区顶部的上侧面。

在一些实施例中，可以进一步的使三角形区的底边两端分别与矩形区两端对齐设置，即在微通道并列方向，三角形区的底边与矩形区对齐设置。

如附图5、6、7所示，在一些实施例中，入口导流腔2的厚度方向尺寸小于通道区3进口厚度方向尺寸，如入口导流腔2的厚度方向宽度小于通道区3进口厚度方向宽度。减小了入口各微通道的水力直径，增大了微通道入口的压头，使得液体流体从下部进入通道区3域时具有更高的流速，可以快速充满微通道下部区域，避免流固耦合底面发生蒸干现象，同时推动气泡向前运动，相变产生的汽体向上运动被微通道入口的顶部实体阻挡抑制了汽体回流的发生。

在一些实施例中，出口导流腔4的厚度方向宽度等于通道区3的出口厚度方向宽度，如出口导流腔4的厚度方向尺寸等于通道区3的出口厚度方向尺寸。

在一些实施例中，入口导流腔2的厚度方向以及出口导流腔4的厚度方向均是相变冷板的厚度方向，可以为上下方向，因此也可以称为厚度方向，流体流动方向以及所述横向方向均为水平方向，所述导入口1上下延伸设置且连接于所述入口导流腔2的上侧，所述导入口1上下延伸设置且连接于所述入口导流腔2的上侧。以保证流体均匀快速流出。

在一些实施例中，包括3D一体打印成型的板体6，板体6内部形成通道区3、入口导流腔2和出口导流腔4。即通过3D一体打印成型，成型上述通道区3、入口导流腔2和出口导流腔4。

在一些实施例中，为解决两相微通道冷却技术中的上述问题，提供了一种相变冷板，该相变冷板可以采用金属3D打印一体成型技术成型。如图1和图2，该相变冷板主要包括：导入口1、入口导流腔2、通道区3、出口导流腔4、导出口5。各部分结构一体成型，没有焊接等技术二次加工，结构更加牢固和可靠。

其中，所述导入口1和导出口5位于冷板顶部，流体上进上出，上进上出的方式可以使流体进入冷板内，流速会得到缓冲，相当于卸载了惯性力，所以具有更好的分流效果。

其中，入口导流腔2与导入口1连接，入口导流腔2呈类梯形状。其中入口导流腔2的梯形短边，即远离通道区3的边，与导入口1内径相切呈圆弧状且直径相同，以实现平滑过渡，有利于减小阻力，且缓冲区长度最长，留有足够的缓冲长度。

入口导流腔2的梯形长边靠近通道区3的边与通道区3保持相同的宽度且距离通道区3有一定的距离从而方便流体进入通道区3。所述入口导流腔2的类梯形设计，以及对应的与导入口1、通道区3的连接方式，有利于流体均匀流入通道区3，提高底板温度的均匀性。

其中，所述通道区3包括多级并联通道组、横断通道36和凸起37组成。如附图中，包括第一级并联通道组31、第二级并联通道组32、第三级并联通道组33、第四级并联通道组34以及第五级并联通道组35。

其中，所述通道区3的各级并联通道组由多片翅片组成，各翅片之间组成微通道，微通道沿流体流动方向在截面上沿四个方向倾斜设计，截面积逐渐增大，减小了气泡生长过程中径向空间的限制，上述四个方向分别为两个相互垂直的方向以及各自的反方向，且上述两个相互垂直的方向均与流体流动方向相垂直，如微通道组的微通道并列方向和相变冷板的厚度方向。上述横向四个方向均倾斜设计，如使得之间的微通道呈棱台型或圆锥型。当然也可以是仅两个方向、三个方向、甚至一个方向倾斜设置。

其中，所述通道区3的微通道宽度沿流体流动方向逐渐增大。如图3和图4所示，在流道平面方向，从进口到出口，各微通道按一定的斜率向径向增大，即在整个通道区3内，微通道呈梯形分布，梯形短边靠近进口侧，梯形长边靠近出口侧；围成微通道的各翅片也呈梯形状，梯形长边朝向进口侧，梯形短边朝向出口侧。由此形成的现象是，越靠近下游，换热面积越大；且，各并联通道组内微通道的进口水力直径小于出口水力直径，各并联通道组间下一级的并联通道组的进口水力直径大于上一级的并联通道组的出口水力直径，如第二级并联通道组32的进口水力直径小于其出口水力直径但大于第一级并联通道组31的出口水力直径。此设计带来的效果是，沿流体流动方向，周向通道截面逐渐增大，气泡沿径向生长的容易程度逐渐增大，且气泡脱离后容易向出口侧移动，减弱了活塞效应，从而有利于消除气泡堵塞和液体回流现象。

其中，所述通道区3的翅片和微通道厚度方向尺寸沿流体流动方向逐渐增大。如图5所示，在流道垂直方向，从进口到出口，各翅片和微通道按一定的斜率向底部和顶部增大，即在整个通道区3内，翅片和微通道厚度方向尺寸呈梯形分布，梯形短边靠近进口侧，梯形长边靠近出口侧。由此形成的现象是，越靠近下游，换热面积越大，基板厚度越薄；且，各级并联通道组内微通道的进口水力直径小于出口水力直径，各级并联通道组间下一级的并联通道组的进口水力直径大于上一级的并联通道组的出口水力直径，如第二级并联通道组32的进口水力直径小于其出口水力直径但大于第一级并联通道组31的出口水力直径。这可以使得，沿流体流动方向，换热面积越大，基板厚度越薄，使得换热性能更好，底板温度更均匀；同时，周向通道截面逐渐增大，气泡沿径向生长的容易程度逐渐增大，且气泡脱离后容易向出口侧移动；此外，受重力和浮升力影响，气泡生长脱离后受浮升力影响向上部移动，顶部的倾斜设计有利于气泡向出口移动，底部的倾斜设计使得未汽化的液体受重力影响更容易向前流动与底部换热壁面接触有利于换热。因此，垂直方向的倾斜设计进一步减弱了活塞效应，从而有利于消除气泡堵塞和液体回流现象。

其中，通道区3沿流体流动方向设计有横断通道36从而将形成各级并联通道组，且将各级并联微通道联通，消除因各并联通道气泡核化过程的不同步造成的各通道之间的压力不平衡，提高各通道间的流动和换热稳定性。注意，沿流体流动方向，横断通道36的宽度可以相同，也可以按一定的比例逐渐增大；相邻横断通道36之间的距离可以相同，也可以按一定规律非等距设计。

其中，所述横断通道36内设计有凸起37。凸起37的水力直径小于上一级并联微通道组的出口水力直径和下一级并联微通道组的进口水力直径，且布置在通道轴线正中心。此外，凸起37的截面形状不定，可以是圆形、椭圆形、菱形、六边形等，凸起37的数量和排布方式也不定，单个微通道截面内可布置1个，也可以布置2个及以上，沿流体流动方向可以布置一排，也可以布置二排及以上且顺利排布或错列排布。凸起37可以带来的效果是：第一，提高了横断通道36内的换热面积，增强了该处的换热能力；第二，可作为汽化核心，相变过程中更容易产生气泡，有利于减小过热度；第三，加剧了该处的流体混合程度，扰流作用明显；第四，打碎了上游来的较大气泡使得形成多个较小气泡，提高流动的沸腾稳定性，有效地避免了微通道中气泡堵塞现象的发生。

其中，进口缓冲腔2的厚度方向尺寸低于第一级并联通道组31的厚度方向尺寸，出口导流腔4的厚度方向尺寸等同于最后一级并联通道组即第五级并联通道组35的厚度方向尺寸。入口导流腔2的厚度方向尺寸减小设计减小了入口各微通道的水力直径，增大了微通道入口的压头，使得液体流体从下部进入通道区域时具有更高的流速，可以快速充满微通道下部区域，避免流固耦合底面发生蒸干现象，同时推动气泡向前运动，相变产生的汽体向上运动被微通道入口的顶部实体阻挡抑制了汽体回流的发生。

本发明实施例采用金属3D打印一体成型技术，提供了一种相变冷板。相比于传统微通道换热器流道壁面较为光滑使得汽化核心较少的特点，金属3D打印技术打印的结构表面粗糙度较大且可以打印微小结构，从而增多了汽化核心数量，提高了换热能力和均温效果，增强了内部的流动沸腾稳定性。

本实施例散热器中制冷剂工质的运行过程为，冷板工作时，热量通过导热传递到冷板内表面。液态制冷剂工质在外部驱动力的作用下，从导入口1进入经入口导流腔2，经入口导流腔2缓冲分流后流入通道区3，在各微通道内流动，期间吸收热量发生沸腾产生大量气泡，成为两相流，各微通道内的流体汇集于出口导流腔4，在压差的推动下，由导出口5流出冷板完成换热。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。