CN105489573A - 一种水冷散热器 - Google Patents

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Abstract

一种水冷散热器，包括水仓、进水口、出水口、引水墙，所述引水墙为3对至6对的同心圆弧组成的弧形引水墙，每一对圆弧形引水墙在进水口和出水口与中心的连线处都留有缺口，缺口大小与进水管和出水管的管径一致。本发明通过巧妙的设计，利用不同水道的宽度以及长度对冷却水的流量和流速的影响，对引水墙的厚度以及缺口的大小都做了详细而精准的计算，变化引水墙的厚度来影响水道的宽度，通过改变缺口的大小，使冷却水更多的向外环水道涌去，达到均衡散热的目的。本发明具有散热快，散热均匀等特点，设计合理，制作简单，值得推广使用。

Description

一种水冷散热器
技术领域
本发明涉及一种散热装置，具体涉及一种用于电力半导体器件散热的水冷散热器。
背景技术
随着半导体元件在自动控制，机电领域，工业电气及家电等方面的广泛应用。而越来越多的大功率的半导体元件的使用，必须及时将热量散去，否则将影响正常工作，这也就对半导体散热器性能方面的要求也越来越高，例如散热器的抗压强度、散热器水腔内容水量、散热器的清洗等等，现在的散热器如内腔为圆柱形的散热器，由于各圆柱之间是相互独立的支撑面，由于加工的误差，容易出现由于支撑力不足发生台面下陷问题，使散热器的抗压强度降低，并且水循环不均匀，圆柱之间很容易被水垢堵塞，清洗困难，不适合在水质差的地区使用。所以目前的半导体水冷散热器散热效果并不是特别理想，已经跟不上半导体应用发展的步伐，所以对于本行业的技术人员，有必要对现有的半导体散热器进行改进，以达到提高其散热效果的目的，满足日益发展的半导体散热的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种水冷散热器，该水冷散热器具有散热效率高，散热均匀等特点。
本发明的技术方案：
一种水冷散热器，包括水仓、进水口、出水口和引水墙，所述水仓为扁平型的中空金属圆柱体，进水口和出水口分布在水仓的侧壁上，引水墙与水仓为一体，分布在水仓内部组成水道，所述进水口和出水口与水仓中心的连线的夹角为40度至150度，所述引水墙为3对至6对的同心圆弧组成的弧形引水墙，每一对圆弧形引水墙在进水口和出水口与水仓中心的连线处都留有缺口，缺口大小与进水管和出水管的管径一致。
所述夹角角度为144度，处于内切正五边形不相邻的两点上。
所述处于夹角之间的一半引水墙由内往外引水墙墙体的厚度不断增加。
所述缺口的大小由外向内不断减小，最大缺口的尺寸不大于进水口和出水口的口径。
所述水仓的正中心设置散热柱。
所述出水口与进水口不处于同一平面上，且出水口高于进水口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过巧妙的设计，利用不同水道的宽度以及长度对冷却水的流量和流速的影响，对引水墙的厚度以及缺口的大小都做了详细而精准的计算，变化引水墙的厚度来影响水道的宽度，通过改变缺口的大小，使冷却水更多的向外环水道涌去，达到均衡散热的目的；大面积的引水墙不仅大大增加了散热的接触面积，达到快速散热的目的，而且也给水冷散热器提供强大的支撑力，使得散热器的耐压强度非常高。本发明具有散热快，散热均匀等特点，设计合理，制作简单，值得推广使用。
附图说明
图1为本发明水仓内部结构图。
图2为本发明进、出水口布置图。
具体实施方式
下面结合附图进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一种水冷散热器，如图1、2所示，包括水仓1、进水口2、出水口3和引水墙4，所述水仓1为扁平型的中空金属圆柱体，进水口2和出水口3分布在水仓1的侧壁11上，引水墙4与水仓1为一体，分布在水仓1内部组成水道12，所述进水口2和出水口3与水仓1中心的连线的夹角为40度至150度，所述引水墙4为3对至6对的同心圆弧组成的弧形引水墙4，每一对圆弧形引水墙4在进水口2和出水口3与水仓1中心的连线处都留有缺口5。取一块纯铜制的扁平的圆柱体，放入数控机床加工成型，水仓1侧壁11厚度为3mm，引水墙4为4对圆弧，夹角内圆弧引水墙4由内向外的厚度分别为2.5mm、3mm、3.5mm、4mm，夹角外的圆弧引水墙厚度统一为2.5mm，缺口5的距离由外向内的距离大小为8mm、7mm、6mm、5mm，进水口2和出水口3与中心的连线的夹角角度设置为144度，再用钻头在水仓1侧壁11上对应缺口5的位置钻出进水口2和出水口3，进水口2与出水口3直径为9mm，插入铜管进行焊接密封，另取一块与取与圆柱体直径大小一样，厚度为3mm的铜片，覆盖在水仓1上，焊接密封，得到本水冷散热器。
所述夹角角度为144度，处于内切正五边形不相邻的两点上，处于夹角之间的一半引水墙4由内往外引水墙4墙体的厚度不断增加，且缺口5的大小由外向内不断减小，最大缺口5的尺寸不大于进水口2和出水口3的口径。尽量大的夹角会使对应圆弧的长度差变小，引水墙4的厚度改变了水道12的宽度，这些设计能使冷却水更加均匀的分流到每一个水道12中，不仅提升了散热效率而且也使散热更加均匀。
所述水仓1的正中心设置散热柱13，增加散热器中心的散热面积，利用进水口2到中心到出水口3连线路程最短的特点，最大效率的进行散热。
所述出水口3与进水口2不处于同一平面上，且出水口3高于进水口2，，由于此散热器出水口3与进水口2并无硬性规定，所以在使用时，靠上方的为出水口3，下方的为进水口2。将出水口3设在靠近上端的位置，一方面由于空气的原因，若进水时不能及时排除水仓内部的空气，空气会聚集在一起位于水仓的上部，导致有一小部分区域的顶面不能接触到水，影响散热；另一方面考虑到热水的比重小，冷水的比重大，冷水处于下部，而温度稍高的水会往上涌，若从下进冷水，热水向上从出水口3流出，总是能及时将水仓里最热的一部分水优先排出去，这样能增加水冷散热器的散热效率。
本发明通过巧妙的设计，利用不同水道的宽度以及长度对冷却水的流量和流速的影响，对引水墙的厚度以及缺口的大小都做了详细而精准的计算，变化引水墙的厚度来影响水道的宽度，通过改变缺口的大小，使冷却水更多的向外环水道涌去，达到均衡散热的目的；大面积的引水墙不仅大大增加了散热的接触面积，达到快速散热的目的，而且也给水冷散热器提供强大的支撑力，使得散热器的耐压强度非常高。本发明具有散热快，散热均匀等特点，设计合理，制作简单，值得推广使用。

Claims (6)

1.一种水冷散热器，包括水仓（1）、进水口（2）、出水口（3）和引水墙（4），所述水仓（1）为扁平型的中空金属圆柱体，进水口（2）和出水口（3）分布在水仓（1）的侧壁（11）上，引水墙（4）与水仓（1）为一体，分布在水仓（1）内部组成水道（12），其特征在于：所述进水口（2）和出水口（3）与水仓（1）中心的连线的夹角为40度至150度，所述引水墙（4）为3对至6对的同心圆弧组成的弧形引水墙（4），每一对圆弧形引水墙（4）在进水口2和出水口（3）与水仓（1）中心的连线处都留有缺口（5）。
2.如权利要求1所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述夹角角度为144度，处于内切正五边形不相邻的两点上。
3.如权利要求1所述的一种水冷散热器，其特征在于：处于夹角内的引水墙（4）由内往外其墙体的厚度不断增加。
4.如权利要求1所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述缺口（5）的大小由外向内不断减小，最大缺口的尺寸不大于进水口（2）和出水口（3）的口径。
5.如权利要求1所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述水仓（1）的正中心设置散热柱（13）。
6.如权利要求1所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述出水口（3）与进水口（2）不处于同一平面上，且出水口（3）高于进水口（2）。
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