CN103629850B - 一种风冷、液冷两用散热器用液冷头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风冷、液冷两用散热器用液冷头，用于热电制冷器所需的风冷、液冷两用散热器上。它由液冷板、上盖、密封圈、射流板组成。上盖侧面设有冷却液入口与出口；射流板置于上盖与液冷板之间，能够使冷却液在进入液冷板前形成射流，增大冲刷液冷板速度；液冷板使用微切割加工方法，加工了多条微通道，液冷板底面设有半圆槽，能够与热管表面贴合，从而进行回流焊；密封圈置于上盖与液冷板接触面，保证该接缝不会漏液。液冷板直接与散热器底板以及风冷热管以回流焊的形式连接，不但能保证热源热量经散热器底板进入液冷板的热阻足够小，而且不会影响散热器的风冷性能。此外，设置射流板以及微通道，能提高液冷换热效率。

Description

一种风冷、液冷两用散热器用液冷头

技术领域

本发明涉及一种风冷、液冷两用散热器用液冷头，适用于热电制冷器用风冷、液冷两用散热器。

背景技术

当前所使用的散热器根据散热方式，可分为两类：风冷和液冷。风冷散热器使用简单，使用时无需特殊附件。但散热效果受环境温度影响，当环境温度过高时，散热效果不佳。液冷散热器散热效果好，受环境温度影响小，但需要连接输送冷却液的管道，以及提供冷却液的设备，容易受设备制约。因此，若有一种风冷、液冷两用散热器，能够根据使用的客观条件以及制冷目标，方便切换散热方式，就能综合两种散热方式的优势，极大提高散热器对使用环境的适应能力。

但研制风冷、液冷两用散热器液冷头，面临如下问题：液冷与风冷需集成到同一散热器中，且两种散热方式能方便切换；液冷头不能影响散热器风冷的性能；液冷头与热源间的热阻、液冷头自身的散热热阻均要求尽量小，以保证液冷性能；散热器体积与质量尽量小。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种风冷、液冷两用散热器用液冷头，能够同时保证所述散热器风冷与液冷的效率。

本发明的技术方案如下：一种风冷、液冷两用散热器用液冷头，由液冷板、上盖、密封圈和射流板组成，上盖侧面设有冷却液入口与出口；射流板置于上盖与液冷板之间，能够使冷却液在进入液冷板前形成射流，增大冲刷液冷板速度；液冷板使用微切割加工方法，加工了多条微通道，液冷板底面设有半圆槽，能够与热管表面贴合，从而进行回流焊；密封圈置于上盖与液冷板接触面，保证该接缝不会漏液。

进一步的，液冷板上的微通道宽度为0.2-0.5mm，深度为2-3mm，通道间翅片厚度0.2-0.5mm；液冷板底面半圆槽尺寸与散热器所用热管外径一致，液冷板的材质为紫铜。

进一步的，射流板的射流孔长度与液冷板上微切割区域长度一致，方向与切割方向垂直，射流孔面积小于冷却液入口截面积。

进一步的，冷却液入口与出口设在上盖侧面，冷却液回流槽与冷却液出口连通，冷却液流入槽与冷却液入口连通，射流板覆在冷却液流入槽上。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）、本发明提出的风冷、液冷两用散热器用液冷头，其液冷板底部设计了半圆槽，该槽的特征尺寸与相应的热管吻合，能够与热管直接焊接，在保证液冷效率的同时，还不会影响风冷的效率。

（2）、本发明提出的风冷、液冷两用散热器用液冷头，其冷却液流道经过精心设计，能同时保证较小的流阻与热阻。

（3）、本发明提出的风冷、液冷两用散热器用液冷头，其冷却液的入口与出口设计在侧面，能有效控制液冷头高度，从而利于控制整个风冷、液冷两用散热器整体尺寸。

附图说明

图1为本发明提出的风冷、液冷两用散热器用液冷头结构示意图。其中，2为液冷板，3为上盖，11为密封圈，12为射流板。

图2为液冷板剖视图。其中，A为微通道局部放大图，9a为半圆槽，13为冷却液回流槽，14为微通道。

图3为液冷板平面视图。其中，13为冷却液回流槽，14为微通道。

图4为上盖结构示意图。其中，13b为冷却液回流槽，15为冷却液流入槽，16为密封槽。

图5为换热热阻与流速关系图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例进一步说明本发明。

如图1，图2，图3，图4所示，一种风冷、液冷两用散热器用液冷头，它由液冷板2、上盖3、密封圈11、射流板12组成。上盖3侧面设有冷却液入口与出口；射流板12置于上盖3与液冷板2之间，能够使冷却液在进入液冷板2前形成射流，增大冲刷液冷板2速度；液冷板2使用微切割加工方法，加工了多条微通道，液冷板2底面设有半圆槽，能够与热管表面贴合，从而进行回流焊；密封圈11置于上盖3与液冷板2接触面，保证该接缝不会漏液。

在本发明提出的风冷、液冷两用散热器用液冷头中，液冷板2上的微通道是保证液冷换热效率的关键。为保证较小的液冷流阻，微通道长度<25mm。而且，设计在微通道外围以及液冷上盖上的冷却液回流槽13、13b的宽度均>5mm。为保证较大的换热面积，微通道翅片数量>65片。微通道的宽度为0.2-0.5mm，深度为2-3mm，通道间翅片厚度0.2-0.5mm。液冷板2底面半圆槽9a尺寸与间距与待配合的热管对应尺寸一致。液冷板2所用材质是紫铜，紫铜的高热导率同样能保证换热效率。

在本发明提出的风冷、液冷两用散热器用液冷头中，冷却液以射流的方式进入液冷板2上的微通道。射流板12作用就是通过改变流道的截面积，提高流入的冷却液速度，从而形成射流。射流板12置于上盖3的冷却液流入槽15与液冷板2的微通道14之间。射流板12上设有射流孔，射流孔长度与液冷板2上微切割区域长度一致，方向与切割方向垂直，射流孔面积小于冷却液入口截面积。

在本发明提出的风冷、液冷两用散热器用液冷头中，冷却液入口与出口设在上盖3侧面，使用螺纹与接头连接。冷却液回流槽13b与冷却液出口连通，冷却液流入槽15与冷却液入口连通，射流板12覆在冷却液流入槽15上。

液冷系统工作时，冷却液由入口5进入冷却液流入槽15，经过射流板12后，冷却液被加速，喷入液冷板2，冷却液流经液冷板2上的微通道14并带走热量，随后，冷却液经回流槽13、13b由出口4流出液冷头。当冷却液流速>1GPM时，该液冷头散热热阻<0.05℃/W。冷却液流速与散热热阻间的关系见图5。

本发明未详细公开的部分属于本领域的公知技术。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (1)

1.一种风冷、液冷两用散热器用液冷头，其特征在于，由液冷板(2)、上盖(3)、密封圈(11)和射流板(12)组成，上盖(3)侧面设有冷却液入口与出口；射流板(12)置于上盖(3)与液冷板(2)之间，能够使冷却液在进入液冷板(2)前形成射流，增大冲刷液冷板(2)速度；液冷板(2)使用微切割加工方法，加工了多条微通道，液冷板(2)底面设有半圆槽，能够与热管表面贴合，从而进行回流焊；密封圈(11)置于上盖(3)与液冷板(2)接触面，保证该接缝不会漏液；风冷、液冷两用散热器用液冷头，能够同时保证所述散热器风冷与液冷的效率；

液冷板(2)上的微通道(14)宽度为0.2-0.5mm，深度为2-3mm，通道间翅片厚度0.2-0.5mm；液冷板(2)底面半圆槽(9a)尺寸与散热器所用热管外径一致，液冷板的材质为紫铜；

其中，所述的风冷、液冷两用散热器用液冷头中，冷却液以射流的方式进入液冷板(2)上的微通道，射流板(12)作用就是通过改变流道的截面积，提高流入的冷却液速度，从而形成射流，射流板(12)置于上盖(3)的冷却液流入槽(15)与液冷板(2)的微通道(14)之间，射流板(12)上设有射流孔，射流孔长度与液冷板(2)上微切割区域长度一致，方向与切割方向垂直，射流孔面积小于冷却液入口截面积；

所述的风冷、液冷两用散热器用液冷头中，冷却液入口与出口设在上盖(3)侧面，使用螺纹与接头连接，上盖(3)的冷却液回流槽(13b)与冷却液出口连通，冷却液流入槽(15)与冷却液入口连通，射流板(12)覆在冷却液流入槽(15)上；

液冷系统工作时，冷却液由入口(5)进入冷却液流入槽(15)，经过射流板(12)后，冷却液被加速，喷入液冷板(2)，冷却液流经液冷板(2)上的微通道(14)并带走热量，随后，冷却液经液冷板(2)的冷却液回流槽(13)、上盖(3)的冷却液回流槽(13b)由出口(4)流出液冷头，当冷却液流速>1GPM时，该液冷头散热热阻<0.05℃/W；

该风冷、液冷两用散热器用液冷头，其液冷板底部设计了半圆槽，该槽的特征尺寸与相应的热管吻合，能够与热管直接焊接，在保证液冷效率的同时，还不会影响风冷的效率；

该风冷、液冷两用散热器用液冷头，其冷却液流道经过精心设计，能同时保证较小的流阻与热阻；

该风冷、液冷两用散热器用液冷头，其冷却液的入口与出口设计在侧面，能有效控制液冷头高度，从而利于控制整个风冷、液冷两用散热器整体尺寸。