一種用於水冷裝置的新型複合式散熱器的製造方法
2023-09-23 01:45:55 1
一種用於水冷裝置的新型複合式散熱器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於水冷裝置的新型複合式散熱器，包括：散熱翅片和水冷通道，所述散熱翅片分布在所述水冷通道的兩側，所述水冷通道包括進水口、出水口、第一水道、第二水道和水滴形孤島，所述第一水道與所述第二水道在進水口處分流並在出水口處合流，所述水滴形孤島設置在第一水道上，將第一水道的水流分流為正常水道和擾流水道。通過上述方式，本發明用於水冷裝置的新型複合式散熱器具有調節能力強、散熱有效、提高了散熱效率、設計優化、結構新穎、性能穩定、智能優化、應用廣泛等優點，在用於水冷裝置的新型複合式散熱器的普及上有著廣泛的市場前景。
【專利說明】一種用於水冷裝置的新型複合式散熱器
【技術領域】
[0001]本發明涉及水冷散熱設備領域，特別是涉及一種用於水冷裝置的新型複合式散熱器。
【背景技術】
[0002]隨著電氣化產品的進步，追求更小體積，更低重量成為發展趨勢，電氣系統的小型化及高功率密度成為顯著特徵，伴隨而來的負面影響就是單位體積的熱負荷高，普通的風冷已經不能滿足系統需求，因此水冷系統成為有效的解決方案。
[0003]加之，電氣產品通常有多個發熱點，發熱情況且對散熱的要求也不同，因此如果能夠對發熱點區分對待調整散熱能力，才能夠發揮整個電氣系統的最大能力，同時能提高電氣系統的穩定性和可靠性。而水冷系統的優劣和散熱片的結構設計有很大關係。
[0004]通常現有的水冷水道設計方案都是將所有的發熱點串聯在水道流經的路徑上進行散熱，從進水口流進的水流經過第一熱點被加熱升溫後再流經第二熱點進行散熱，且2處水流量恆定，散熱效率總體還有很大提升空間。
[0005]針對硬體電路的散熱處理，現有的技術通常是通過單一形態的帶有翅片的散熱器被動輻射散熱，或者只有單一水道的水冷散熱器進行主動散熱。這兩種常見的散熱片都能實現散熱的功能，且水冷散熱效率較翅片輻射散熱的結構效率要高。但是在有限的結構空間內單獨依靠翅片或者單一水道散熱能力都存在一個極限，已經漸漸不能滿足複雜電路結構的散熱要求。而且，在一塊散熱器上不能夠實現散熱能力按照散熱需求進行分配的功能。
【發明內容】
[0006]本發明主要解決的技術問題是提供一種用於水冷裝置的新型複合式散熱器，通過採用散熱翅片與水冷通道配合使用，突破了單種方式散熱的極限，大大提高了散熱效率，同時對水冷通道增加了水滴形孤島的使用，使得調節出水口流量即可調節水道流量的功能，提高了調節能力和散熱效率，設計優化、結構新穎、安全實用，在用於水冷裝置的新型複合式散熱器的普及上有著廣泛的市場前景。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供一種用於水冷裝置的新型複合式散熱器，包括:散熱翅片和水冷通道，所述散熱翅片分布在所述水冷通道的兩側，所述水冷通道包括進水口、出水口、第一水道、第二水道和水滴形孤島，所述第一水道與所述第二水道在進水口處分流並在出水口處合流，所述水滴形孤島設置在第一水道上，將第一水道的水流分流為正常水道和擾流水道。
[0008]在本發明一個較佳實施例中，所述散熱翅片的材質為導熱率大於80W/mK的金屬。
[0009]在本發明一個較佳實施例中，所述進水口的寬度與所述出水口的寬度相同。
[0010]在本發明一個較佳實施例中，所述第一水道的寬度介於所述第二水道的寬度的
1.1-1.5倍之間。
[0011]在本發明一個較佳實施例中，記水滴形孤島的最高點與第一水道的下側管壁之間的距離為h1、水滴形孤島的最低點與第一水道的下側管壁之間的距離為h2、擾流水道的寬度為d5，其中hl〈0.4d3,h2>2hl,
d5介於所述進水口的寬度的0.3-0.5倍之間。
[0012]在本發明一個較佳實施例中，使用方法包括以下步驟:
(1)記第一水道上的熱點為第一熱點、第二水道上的熱點為第二熱點、水冷通道內水流的流速工作範圍的中等值為a;
(2)當第一熱點的熱負荷大於第二熱點的熱負荷時，調節出水口的流量等於a，即可以實現第一水道的流量大於第二水道的流量；
(3)當第一熱點的熱負荷小於第二熱點的熱負荷時，調節出水口的流量等於2a，此時水滴形孤島附近的兩股水流會在第一水道中形成湍流區，從而抑制了第一水道的流量的增力口，最終實現第一水道的流量小於第二水道的流量，實現了智能分散散熱。
[0013]本發明的有益效果是:本發明用於水冷裝置的新型複合式散熱器具有調節能力強、散熱有效、提高了散熱效率、設計優化、結構新穎、性能穩定、智能優化、應用廣泛等優點，在用於水冷裝置的新型複合式散熱器的普及上有著廣泛的市場前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發明的用於水冷裝置的新型複合式散熱器一較佳實施例的結構示意圖；
圖2是本發明的用於水冷裝置的新型複合式散熱器一較佳實施例的水冷通道的結構示意圖；
圖3是本發明的用於水冷裝置的新型複合式散熱器一較佳實施例的水滴形孤島的結構示意圖；
附圖中各部件的標記如下:1、散熱翅片，2、水冷通道，201、第一水道，202、第二水道，203、水滴形孤島。
【具體實施方式】
[0015]下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0016]本發明實施例包括:
一種用於水冷裝置的新型複合式散熱器，包括:散熱翅片I和水冷通道2。
[0017]所述散熱翅片I分布在所述水冷通道2的兩側，散熱翅片I具有輔助散熱的功能，能夠應對一般場合的電子器件的散熱需求，所述水冷通道2包括進水口、出水口、第一水道201、第二水道202和水滴形孤島203，所述第一水道201與所述第二水道202在進水口處分流並在出水口處合流，所述水滴形孤島203設置在第一水道201上，將第一水道201的水流分流為正常水道和擾流水道。
[0018]優選地,所述散熱翅片I的材質為導熱率大於80W/mK的金屬。
[0019]優選地，所述進水口的寬度與所述出水口的寬度相同。
[0020]優選地，所述第一水道201的寬度介於所述第二水道202的寬度的1.1-1.5倍之間。水冷通道2的各個部分具有一定的寬度特徵，而且彼此相互關聯。記dl進水口寬度，d2出水口寬度，d3流經第一熱點的第一水道201寬度，d4流經第二熱點的第二水道202寬度，其中 dl=d2，1.1*d4〈d3〈l.5*d4。
[0021]優選地，記水滴形孤島203的最高點與第一水道201的下側管壁之間的距離為h1、水滴形孤島203的最低點與第一水道201的下側管壁之間的距離為h2、擾流水道的寬度為d5，其中
hl〈0.4d3,
h2>2hl,
d5介於所述進水口的寬度的0.3-0.5倍之間。
[0022]優選地，使用方法包括以下步驟:
(1)記第一水道201上的熱點為第一熱點、第二水道202上的熱點為第二熱點、水冷通道2內水流的流速工作範圍的中等值為a ；
(2)當第一熱點的熱負荷大於第二熱點的熱負荷時，調節出水口的流量等於a，即可以實現第一水道201的流量大於第二水道202的流量；
(3 )當第一熱點的熱負荷小於第二熱點的熱負荷時，調節出水口的流量等於2a，此時水滴形孤島203附近的兩股水流會在第一水道201中形成湍流區，從而抑制了第一水道201的流量的增加，最終實現第一水道201的流量小於第二水道202的流量，實現了智能分散散熱。
[0023]系統的出水口流速度用V表示,第一水道201的流量用Ql表示,第二水道202的流量用Q2表示，
(O當第一熱點熱負荷>第二熱點熱負荷時，
出水口流量V處於整個系統流速工作範圍的中等值a時，該結構可以實現Ql彡Q2，即能夠對第一熱點和第二熱點進行有效散熱。
[0024](2)當被散熱電氣系統工作點發生變化，導致第一熱點熱負荷不變或者緩慢上升，而第二熱點熱負荷迅速增大到一定值的情況，通過提高出水口流量V使得V處於較高流速例如2a時，可以實現Q2 ^ Ql,即依然能夠對第一熱點和第二熱點進行有效散熱，整體散熱效率仍然很高。
出水口流速V在高速情況下是通過第一水道201處的擾流水道結構實現Q2 ^ Ql,其中擾流水道的結構由水滴形孤島203的位置和形狀決定，hi為孤島高點離第一水道管壁距離；h2為擾流水道底部距離第一水道嵌入深度，d5為擾流水道的寬度，其中hl〈0.4*d3，h2>2*hl，0.3*dl〈d5〈0.5*dl。
[0025]當出水口水流速度達到高速區2a時，Ql和Q2都會隨之提高，但是由於孤島處的2股水流會在第一水道201中形成湍流區，使得Ql的增加受到抑制，最終使得Q2>Q1，從而增加了第二水道202的流量即散熱能力增加，滿足了系統工況的需要。
[0026]本發明用於水冷裝置的新型複合式散熱器的有益效果是:
一、通過採用散熱翅片與水冷通道配合使用，突破了單種方式散熱的極限，大大提高了散熱效率；
二、通過對水冷通道增加了水滴形孤島的使用，將第一水道的流量分流為正常水道和擾流水道，使得調節出水口流量即可調節水道流量的功能，提高了調節能力和散熱效率，設計優化、結構新穎、安全實用。
[0027]以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種用於水冷裝置的新型複合式散熱器，其特徵在於，包括:散熱翅片和水冷通道，所述散熱翅片分布在所述水冷通道的兩側，所述水冷通道包括進水口、出水口、第一水道、第二水道和水滴形孤島，所述第一水道與所述第二水道在進水口處分流並在出水口處合流，所述水滴形孤島設置在第一水道上，將第一水道的水流分流為正常水道和擾流水道。
2.根據權利要求1所述的用於水冷裝置的新型複合式散熱器，其特徵在於，所述散熱翅片的材質為導熱率大於80W/mK的金屬。
3.根據權利要求1所述的用於水冷裝置的新型複合式散熱器，其特徵在於，所述進水口的寬度與所述出水口的寬度相同。
4.根據權利要求1所述的用於水冷裝置的新型複合式散熱器，其特徵在於，所述第一水道的寬度介於所述第二水道的寬度的1.1-1.5倍之間。
5.根據權利要求1所述的用於水冷裝置的新型複合式散熱器，其特徵在於，記水滴形孤島的最高點與第一水道的下側管壁之間的距離為h1、水滴形孤島的最低點與第一水道的下側管壁之間的距離為h2、擾流水道的寬度為d5，其中
hl〈0.4d3,
h2>2hl, d5介於所述進水口的寬度的0.3-0.5倍之間。
6.根據權利要求1所述的用於水冷裝置的新型複合式散熱器，其特徵在於，使用方法包括以下步驟: (1)記第一水道上的熱點為第一熱點、第二水道上的熱點為第二熱點、水冷通道內水流的流速工作範圍的中等值為a; (2)當第一熱點的熱負荷大於第二熱點的熱負荷時，調節出水口的流量等於a，即可以實現第一水道的流量大於第二水道的流量； (3)當第一熱點的熱負荷小於第二熱點的熱負荷時，調節出水口的流量等於2a，此時水滴形孤島附近的兩股水流會在第一水道中形成湍流區，從而抑制了第一水道的流量的增力口，最終實現第一水道的流量小於第二水道的流量，實現了智能分散散熱。
【文檔編號】H05K7/20GK104333999SQ201410574675
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】張文明 申請人:常州格力博有限公司