CN107731765B - 一种一体化液冷散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一体化液冷散热器，包括液冷头，液冷头的底部固定装设有水泵，液冷头的顶部设有凹槽，凹槽的底部内壁设有弯曲状的水槽，液冷头的外侧壁设有第一进液管和第一出液管，水槽的两端分别连接在第一进液管和第一出液管上，液冷头的顶部固定连接有盖板，盖板的顶部边缘处设有均匀分布的螺孔，第一进液管和第一出液管远离水槽的一端均连接有通液管，第一进液管和第一出液管通过通液管连接有第一固定座，第一固定座与通液管的交接处分别设有第二出液管和第二进液管，第一固定座的中部开设有方型开口。本发明提高了冷却液的导热和散热效率，提高散热片的空间利用率，保证散热器的稳定工作。

Description

一种一体化液冷散热器
技术领域
本发明涉及散热器技术领域，尤其涉及一种一体化液冷散热器。
背景技术
现代电子设备对可靠性要求、性能指标、功率密度等要求进一步提高，电子设备的热设计也越来越重要。功率器件是多数电子设备中的关键器件，其工作状态的好坏直接影响整机可靠性、安全性以及使用寿命。
功率器件的散热方案除了能有效的散掉热量之外，可靠性也是至关重要的,当IGBT元器件在工作时会产生导通以及开关损耗，因此需要安装冷却设备进行散热，以降低功率器件的结温，确保IGBT元器件在允许温度下正常、可靠运行。目前，功率器件的冷却方式主要有风冷、水冷和热管等，随着器件性能要求和功率密度的进一步提高，对散热要求也越来越严苛。从可靠性考虑，一般选用散热效率高的水冷散热器对功率器件进行冷却，由于小流量高功耗成为一种趋势，而常规的直槽道结构难以实现高功率密度冷却要求，需要采用强化散热技术,现有水冷板流道简单，散热性能低。可见现有水冷板流道简单，散热性能低且盖板面安装元器件时存在漏液风险，盖板上的散热片与冷却液接触不良，导致散热性能降低，而且目前的风机与散热片之间的冷却管和散热片布置分散，结构不够紧凑，不能最大程度的利用有限的散热空间。
根据上述问题，本发明提出一种一体化液冷散热器。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中散热片空间利用效率低下和液冷头内部冷却液散热不良的问题，而提出的一种一体化液冷散热器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种一体化液冷散热器，包括液冷头，所述液冷头的底部固定装设有水泵，所述液冷头的顶部设有凹槽，所述凹槽的底部内壁设有弯曲状的水槽，所述液冷头的外侧壁设有第一进液管和第一出液管，所述水槽的两端分别连接在第一进液管和第一出液管上，所述液冷头的顶部固定连接有盖板，所述盖板由铜底、凸块、和胶圈组成，所述铜底的中部固定连接有凸块，所述凸块的外侧壁固定套接有胶圈，所述凸块的底部固定设有与水槽相对应的蛇形凹槽，所述蛇形凹槽的内壁固定连接有竖直设置的U型散热片，所述凸块的外侧壁套接有胶圈，所述胶圈卡接在凹槽的内侧壁，所述U型散热片的U型槽套设在水槽的内壁，所述盖板的顶部边缘处设有均匀分布的螺孔，所述第一进液管和第一出液管远离水槽的一端均连接有通液管，所述通液管的两端分别与第一进液管、第一出液管和第二进液管、第二出液管环状倒扣连接，所述第一进液管和第一出液管通过通液管连接有第一固定座，所述第一固定座与通液管的交接处分别设有第二出液管和第二进液管，所述第一固定座的中部开设有方型开口，所述第二进液管和第二出液管远离通液管的一端穿过方型开口的侧壁固定连接有冷却管，所述方型开口的纵向内侧壁固定连接有横向对称设置的两根固定杆，所述冷却管呈螺旋状固定缠绕在固定杆的外壁，所述冷却管靠近固定杆的外壁与固定杆的外壁之间连接有竖直设置的散热片,两根所述固定杆之间设有纵向竖直放置的散热片，所述第一固定座的顶部固定连接有第二固定座，所述第二固定座的顶部开设有对称分布的两个通孔，所述通孔的内壁固定装设有风机。
优选的，所述液冷头的顶部边缘处设有螺孔，位于所述盖板上的螺孔与液冷头顶部的螺孔一一对应，所述盖板通过螺丝固定连接在液冷头的顶部。
优选的，所述凸块的底部设有密集的微水道，所述凸块和固定杆的优选材质为铜，所述通液管的优选材质为硬质PVC塑料。
优选的，所述水泵和风机均与电源电性连接。
优选的，相邻所述冷却管之间固定连接有横向竖直设置的散热片。
优选的，所述铜底的底部边缘处设有胶圈。
与现有技术相比，本发明提供了一种一体化液冷散热器，具备以下有益效果：
1、该一体化液冷散热器，通过凸块和外壁套接的胶圈卡接在凹槽的内侧壁，位于盖板上的螺孔与液冷头顶部的螺孔之间通过螺丝固定连接，通液管的两端分别与第一进液管、第一出液管和第二进液管、第二出液管环状倒扣连接，第二进液管和第二出液管远离通液管的一端穿过方型开口的侧壁固定连接在冷却管上实现冷却管的密封性能，防止冷却液泄露，通过铜底的底部边缘处设置的胶圈及凸块的外壁套接的胶圈实现防止冷却液泄露的功能。
2、该一体化液冷散热器，通过冷却管呈螺旋状固定缠绕在固定杆的外壁，凸块的底部设置的密集的微水道，冷却管靠近固定杆的外壁与固定杆的外壁之间连接的竖直设置的散热片，两根固定杆之间设有的纵向竖直设置的散热片，相邻冷却管之间固定连接的横向竖直设置的散热片，凹槽的底部内壁设置的弯曲状的水槽，蛇形凹槽的内壁固定连接有竖直设置的U型散热片，第二固定座的顶部装设的风机，实现液冷头内部的冷却液的快速散热，防止冷却液与凸块之间接触不良引起的散热不良的现象，同时实现冷排快速散热的功能，提升散热空间的利用率，提高了散热效率。
3、该一体化液冷散热器，通过通过冷却管横向和纵向连接的竖直设置的散热片，使得风向和散热片平行，减弱风机鼓风时的风阻，提高了风吹拂过散热片的速度，螺旋状的冷却管提高冷却液的空间利用率，提高散热效率。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明提高了冷却液的导热和散热效率，提高散热片的空间利用率，保证散热器的稳定工作。
附图说明
图1为本发明提出的一种一体化液冷散热器的爆炸结构示意图；
图2为本发明提出的一种一体化液冷散热器的盖板的仰视图；
图3为本发明提出的一种一体化液冷散热器的冷却管的左视图。
图中：1液冷头、2水泵、3凹槽、4水槽、5第一进液管、6第一出液管、7盖板、71铜底、72凸块、73胶圈、74蛇形凹槽、75U型散热片、8螺孔、9通液管、10第一固定座、11第二出液管、12第二进液管、13方型开口、14冷却管、15固定杆、16第二固定座、17风机、18散热片。
具体实施方式
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-3，一种一体化液冷散热器，包括液冷头1，液冷头1的底部固定装设有水泵2，液冷头1的顶部设有凹槽3，凹槽3的底部内壁设有弯曲状的水槽4，液冷头1的外侧壁设有第一进液管5和第一出液管6，水槽4的两端分别连接在第一进液管5和第一出液管6上，液冷头1的顶部固定连接有盖板7，盖板7由铜底71、凸块72、和胶圈73组成，铜底71的中部固定连接有凸块72，凸块72的外侧壁固定套接有胶圈73，铜底71的底部边缘处设有胶圈73，凸块72的底部固定设有与水槽4相对应的蛇形凹槽74，蛇形凹槽74的内壁固定连接有竖直设置的U型散热片75，凸块72的外侧壁套接有胶圈73，胶圈73卡接在凹槽3的内侧壁，U型散热片75的U型槽套设在水槽4的内壁，盖板7的顶部边缘处设有均匀分布的螺孔8，液冷头1的顶部边缘处设有螺孔8，位于盖板7上的螺孔8与液冷头1顶部的螺孔8一一对应，盖板7通过螺丝固定连接在液冷头1的顶部，第一进液管5和第一出液管6远离水槽4的一端均连接有通液管9，第一进液管5和第一出液管6通过通液管9连接有第一固定座10，第一固定座10与通液管9的交接处分别设有第二出液管11和第二进液管12，通液管9的两端分别与第一进液管5、第一出液管6和第二进液管12、第二出液管11环状倒扣连接，第一固定座10的中部开设有方型开口13，通过凸块72和外壁套接的胶圈73卡接在凹槽3的内侧壁，位于盖板7上的螺孔8与液冷头1顶部的螺孔8之间通过螺丝固定连接，通液管9的两端分别与第一进液管5、第一出液管6和第二进液管12、第二出液管11环状倒扣连接，第二进液管12和第二出液管11远离通液管9的一端穿过方型开口13的侧壁固定连接在冷却管14上实现冷却管14的密封性能，防止冷却液泄露，通过铜底71的底部边缘处设置的胶圈73及凸块72的外壁套接的胶圈73实现防止冷却液泄露的功能，第二进液管12和第二出液管11远离通液管9的一端穿过方型开口13的侧壁固定连接有冷却管14，方型开口13的纵向内侧壁固定连接有横向对称设置的两根固定杆15，凸块72的底部设有密集的微水道，凸块72和固定杆15的优选材质为铜，通液管9的优选材质为硬质PVC塑料，冷却管14呈螺旋状固定缠绕在固定杆15的外壁，冷却管14靠近固定杆15的外壁与固定杆15的外壁之间连接有竖直设置的散热片18，两根固定杆15之间设有纵向竖直放置的散热片18，相邻冷却管14之间固定连接有横向竖直设置的散热片18，通过冷却管14呈螺旋状固定缠绕在固定杆15的外壁，凸块72的底部设置的密集的微水道，冷却管14靠近固定杆15的外壁与固定杆15的外壁之间连接的竖直设置的散热片18，两根固定杆15之间设有的纵向竖直设置的散热片18，相邻冷却管14之间固定连接的横向竖直设置的散热片18，凹槽3的底部内壁设置的弯曲状的水槽4，蛇形凹槽74的内壁固定连接有竖直设置的U型散热片75，第二固定座16的顶部装设的风机17，实现液冷头1内部的冷却液的快速散热，防止冷却液与凸块之间接触不良引起的散热不良的现象，同时实现冷排快速散热的功能，提升散热空间的利用率，提高了散热效率，第一固定座10的顶部固定连接有第二固定座16，第二固定座16的顶部开设有对称分布的两个通孔，通孔的内壁固定装设有风机17，水泵2和风机17均与电源电性连接，通过通过冷却管14横向和纵向连接的竖直设置的散热片，使得风向和散热片平行，减弱风机17鼓风时的风阻，提高了风吹拂过散热片18的速度，螺旋状的冷却管14提高冷却液的空间利用率，提高散热效率。
本发明中，通过凸块72和外壁套接的胶圈73卡接在凹槽3的内侧壁，位于盖板7上的螺孔8与液冷头1顶部的螺孔8之间通过螺丝固定连接，通液管9的两端分别与第一进液管5、第一出液管6和第二进液管12、第二出液管11环状倒扣连接，第二进液管12和第二出液管11远离通液管9的一端穿过方型开口13的侧壁固定连接在冷却管14上实现冷却管14的密封性能，防止冷却液泄露，通过铜底71的底部边缘处设置的胶圈73及凸块72的外壁套接的胶圈73实现防止冷却液泄露的功能，通过冷却管14呈螺旋状固定缠绕在固定杆15的外壁，凸块72的底部设置的密集的微水道，冷却管14靠近固定杆15的外壁与固定杆15的外壁之间连接的竖直设置的散热片18，两根固定杆15之间设有的纵向竖直设置的散热片18，相邻冷却管14之间固定连接的横向竖直设置的散热片18，凹槽3的底部内壁设置的弯曲状的水槽4，蛇形凹槽74的内壁固定连接有竖直设置的U型散热片75，第二固定座16的顶部装设的风机17，实现液冷头1内部的冷却液的快速散热，防止冷却液与凸块之间接触不良引起的散热不良的现象，同时实现冷排快速散热的功能，提升散热空间的利用率，提高了散热效率，通过通过冷却管14横向和纵向连接的竖直设置的散热片，使得风向和散热片平行，减弱风机17鼓风时的风阻，提高了风吹拂过散热片18的速度，螺旋状的冷却管14提高冷却液的空间利用率，提高散热效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种一体化液冷散热器，包括液冷头(1)，其特征在于，所述液冷头(1)的底部固定装设有水泵(2)，所述液冷头(1)的顶部设有凹槽(3)，所述凹槽(3)的底部内壁设有弯曲状的水槽(4)，所述液冷头(1)的外侧壁设有第一进液管(5)和第一出液管(6)，所述水槽(4)的两端分别连接在第一进液管(5)和第一出液管(6)上，所述液冷头(1)的顶部固定连接有盖板(7)，所述盖板(7)由铜底(71)、凸块(72)、和胶圈(73)组成，所述铜底(71)的中部固定连接有凸块(72)，所述凸块(72)的外侧壁固定套接有胶圈(73)，所述凸块(72)的底部固定设有与水槽(4)相对应的蛇形凹槽(74)，所述蛇形凹槽(74)的内壁固定连接有竖直设置的U型散热片(75)，所述凸块(72)的外侧壁套接有胶圈(73)，所述胶圈(73)卡接在凹槽(3)的内侧壁，所述U型散热片(75)的U型槽套设在水槽(4)的内壁，所述盖板(7)的顶部边缘处设有均匀分布的螺孔(8)，所述第一进液管(5)和第一出液管(6)远离水槽(4)的一端均连接有通液管(9)，所述通液管(9)的两端分别与第一进液管(5)、第一出液管(6)和第二进液管(12)、第二出液管(11)环状倒扣连接，所述第一进液管(5)和第一出液管(6)通过通液管(9)连接有第一固定座(10)，所述第一固定座(10)与通液管(9)的交接处分别设有第二出液管(11)和第二进液管(12)，所述第一固定座(10)的中部开设有方型开口(13)，所述第二进液管(12)和第二出液管(11)远离通液管(9)的一端穿过方型开口(13)的侧壁固定连接有冷却管(14)，所述方型开口(13)的纵向内侧壁固定连接有横向对称设置的两根固定杆(15)，所述冷却管(14)呈螺旋状固定缠绕在固定杆(15)的外壁，所述冷却管(14)靠近固定杆(15)的外壁与固定杆(15)的外壁之间连接有竖直设置的散热片(18),两根所述固定杆(15)之间设有纵向竖直放置的散热片(18)，所述第一固定座(10)的顶部固定连接有第二固定座(16)，所述第二固定座(16)的顶部开设有对称分布的两个通孔，所述通孔的内壁固定装设有风机(17)。
2.根据权利要求1所述的一种一体化液冷散热器，其特征在于，所述液冷头(1)的顶部边缘处设有螺孔(8)，位于所述盖板(7)上的螺孔(8)与液冷头(1)顶部的螺孔(8)一一对应，所述盖板(7)通过螺丝固定连接在液冷头(1)的顶部。
3.根据权利要求1所述的一种一体化液冷散热器，其特征在于，所述凸块(72)的底部设有密集的微水道，所述凸块(72)和固定杆(15)的优选材质为铜，所述通液管(9)的优选材质为硬质PVC塑料。
4.根据权利要求1所述的一种一体化液冷散热器，其特征在于，所述水泵(2)和风机(17)均与电源电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种一体化液冷散热器，其特征在于，相邻所述冷却管(14)之间固定连接有横向竖直设置的散热片(18)。
6.根据权利要求1所述的一种一体化液冷散热器，其特征在于，所述铜底(71)的底部边缘处设有胶圈(73)。
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