CN111200923A - 一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构 - Google Patents

一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，包括异形散热翅片、钎接隔板、接口安装盖板、框形封条和背板。异形散热翅片、钎接隔板、接口安装盖板、框形封条和背板采取整体真空钎焊焊接后机加形成的整体。异形散热翅片为散热效率高的异形结构的翅片，翅片冲制成形后采用线切割加工而成。钎接隔板起到分隔冷、热侧散热翅片形成散热器的冷、热侧流道的功能，接口安装盖板上包含冷、热侧流体的进出口与电子系统安装的接口和散热器盖板的功能，框形封条为整体机加的框字形结构，起到沿周封堵冷、热侧散热翅片形成散热器的冷、热侧流道的功能。本发明可实现逆流、叉流或顺流式的对流换热冷却循环，结构紧凑化、模块化、安装简单化。

Description

一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构
技术领域
本发明属于航空、航天大型电子设备冷却系统技术领域，特别涉及一种在航空、航天大型电子设备上使用的、电子冷却用、且具备散热器功能的紧凑、高效的微型散热器。
背景技术
电子冷却用散热器是为航空、航天大型电子设备配套的冷却附件，对冷却电子设备后升温的高温冷却液进行换热冷却，保证冷却液冷却电子设备带走的高温热量经该散热器进行热交换后，电子设备在要求的工作温度范围内正常工作。通常此类散热器多采用常规冷板散热器结构、管带式散热器、拉杯式散热器、板翅式散热器，冷板散热器结构存在重量大、散热效率低、机加周期长、加工难度大、成本高的难以解决的问题，常规的管带式散热器、拉杯式散热器存在可靠性差、结构的紧凑度差的问题，常规的板翅式散热器存在重量重、结构的紧凑度差的问题，该类常规的散热器结构在系统安装联接中较复杂、安装空间较大，增大了大型电子设备的空间和总重量，尤其是在航空、航天大型电子设备上，其结构模块标准化、轻巧化、紧凑化受到影响。
发明内容
本发明旨在提供一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，散热器内的冷、热侧流体在各自的流道内流动，实现逆流、叉流或顺流式的对流换热冷却循环，结构紧凑化、模块化、安装简单化。
本发明的技术方案如下：
一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，包括背板和接口安装盖板，背板和接口安装盖板之间为换热单元，所述换热单元包括依次连接的钎接隔板、异形散热翅片、框形封条；
所述钎接隔板的上、下端面均为平面，且钎接隔板上开有贯穿其上、下端面的第一通孔；
所述框形封条上开有贯穿其上、下端面的槽口，且槽口的内轮廓构成的闭合区域可容纳异形散热翅片，框形封条上还开有贯穿其上、下端面的第二通孔，第二通孔与槽口不连通；
所述异形散热翅片置于框形封条的槽口中；
所述接口安装盖板的上端面上开有翅片槽，且翅片槽的内轮廓构成的闭合区域可容纳异形散热翅片，翅片槽内开有贯穿翅片槽底面以及接口安装盖板下端面的第三通孔，接口安装盖板上还开有贯穿其上、下端面的第四通孔，第四通孔与翅片槽不连通；
所述背板包括一条呈平面状的表面；
所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔构成流体流动通道。
进一步，所述异形散热翅片、接口安装盖板、框形封条和背板通过真空钎焊形成一个整体。
进一步，所述异形散热翅片为高效散热翅片冲制成型后采用线切割加工而成。为了兼顾翅片面积大小和避开介质通道两个因素使散热片面积最大化，将散热翅片设计成异形散热翅片。所述异形散热翅片外轮廓由直线段和曲线段组合而成，即外轮廓由多条直线和曲线连接而成本发明中采用非传统矩形的翅片，从而适应散热器的结构布置。
进一步，所述的接口安装盖板上还包括电子系统安装接口。
进一步，所述的框形封条为整体机加的框形结构。
进一步，所述异形散热翅片、接口安装盖板、框形封条和背板的材质为或铝材。
与现有技术相比，本发明的优势体现在以下方面：
本发明的用于大型电子设备散热的微型散热器结构，对航空、航天大型电子设备的高温冷却液进行散热冷却，该微型散热器结构的散热芯体、管嘴接口和安装接口整体钎焊集成为结构紧凑的散热器整体，该微型散热器结构可形成逆流、叉流或顺流传热冷却方式，采用泵趋动冷、热流体，优化了管路联接和安装方式联接，该微型散热器安装在航空、航天大型电子设备的冷却系统模块上，使得航空、航天大型电子设备的结构更加紧凑、轻巧、可靠，优化了航空、航天大型电子设备的整体结构。
另外，该微型散热器结构可根据不同的航空、航天大型电子设备的功率模块的需求实现标准化、通用化的模块化集成功能。该类微型散热器的结构可推广应用于舰船、机车、医疗、大型工程装备、精密仪器等对散热器要求紧凑、轻巧、可靠的场合。
附图说明
图1为本发明的散热器结构示意图；
图2散热器爆炸图；
图3为本发明的异形散热翅片示意图；
图4和图4-1为本发明的接口安装盖板示意图；
图5为本发明的框形封条示意图；
图6为本发明的背板示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
如图1～6所示，一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，包括异形散热翅片1、钎接隔板2、接口安装盖板3、框形封条4和背板5。异形散热翅片1、钎接隔板2、接口安装盖板3、框形封条4和背板5采取整体真空钎焊焊接后机加形成的整体。为了兼顾翅片面积大小和避开介质通道两个因素使散热片面积最大化，将散热翅片设计成异形散热翅片，异形散热翅片1为散热效率高的异形结构的翅片，翅片冲制成形后采用线切割加工而成。钎接隔板2起到分隔冷、热侧散热翅片形成散热器的冷、热侧流道的功能，同时钎接隔板双面带钎料在高温钎焊后把其余零件无缝联接成整体。接口安装盖板3上包含冷、热侧流体的进出口(图4中的第一进口6、第二进口7、第一出口8和第二出口9)、与电子系统安装的接口和散热器盖板的功能，减少产品冗余结构，简化系统安装连接，实现接口安装模块化。框形封条4为整体机加的框字形结构，起到沿周封堵冷、热侧散热翅片形成散热器的冷、热侧流道的功能。异形散热翅片1、接口安装盖板3、框形封条4和背板5采用强度高、焊接性好的6061或6063铝材加工制成。钎接隔板2、接口安装盖板3、框形封条4上均开有位置匹配的通孔形成冷、热介质流动通道。
根据产品工作、环境条件，要求微型散热器结构轻巧、传热效率高、具备一定的承压强度和防腐性能，因此微型散热器材料采用了全铝材，且主要结构零件材料选用强度较高、重量较轻、传热性能较好、防腐性能好的6061或6063铝材制成。
如图1～6所示，本实施例将航空、航天大型电子设备系统用的散热器设计成微形散热器，根据需要，该微形散热器的冷、热侧流体的接口及安装方式不变，可通过增减冷、热侧散热片的层数，从而改变散热器的高度形成不同的散热模块，实现不同的散热功率要求，产品实现系列化、通用化、标准化，便于制造。
本发明是用于航空、航天大型电子设备散热的微型散热器结构，其散热器外形整体设计成长方体结构方便安装，也可根据空间要求设计成其它形状。散热器内的冷、热侧流体在各自的流道内流动，实现逆流、叉流或顺流方式的对流换热。异形散热翅片1、钎接隔板2、接口安装盖板3、框形封条4和背板5采取整体真空钎焊焊接后机加形成的整体。
微型散热器设计成冷、热侧流体逆流、叉流或顺流方式的对流换热形式，冷、热侧流体进出口以及安装螺孔均设计在盖板上，通过机加实现微型散热器在航空、航天大型电子设备冷却系统中的安装联接，减少产品冗余结构，简化系统安装连接，实现接口安装模块化，使产品结构紧凑化、模块化、安装简单化。
本发明主要用在航空、航天大型电子设备散热的微型散热器结构，对航空、航天大型电子设备的高温冷却液进行散热冷却带走高温热量，确保电子设备正常工作，该微型散热器结构的散热芯体、管嘴接口和安装接口整体集成为结构紧凑的整体，该微型散热器冷却散热方式为逆流、叉流或顺流的对流换热冷却方式，优化管路联接和安装方式联接，微型散热器安装在电子设备模块上，使得航空、航天大型电子设备的结构更加紧凑、轻巧、可靠，优化了电子设备的结构。采用本技术方案后，优化了冷却系统的结构，电子设备冷却系统实现模块化，使电子设备冷却系统的结构更加紧凑、轻巧。
本实施例提供了一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，从而达到使航空、航天大型电子设备结构实现模块标准化、轻巧化、紧凑化的效果。
与均采用铝制的常规的冷板散热器、管带散热器、拉杯式散热器、板翅式散热器相比，本发明的微形散热器的散热的传热紧凑度指标比较见下表1，通过指标对比，该微型散热器的优势显而易见。
表1几种传热紧凑度指标比较
Figure BDA0002365120620000051

Claims (7)

1.一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，其特征在于：包括背板(5)和接口安装盖板(3)，背板(5)和接口安装盖板(3)之间为换热单元，所述换热单元包括依次连接的钎接隔板(2)、异形散热翅片(1)、框形封条(4)；
所述钎接隔板(2)的上、下端面均为平面，且钎接隔板(2)上开有贯穿其上、下端面的第一通孔；
所述框形封条(4)上开有贯穿其上、下端面的槽口，且槽口的内轮廓构成的闭合区域可容纳异形散热翅片(1)，框形封条(4)上还开有贯穿其上、下端面的第二通孔，第二通孔与槽口不连通；
所述异形散热翅片(1)置于框形封条(4)的槽口中；
所述接口安装盖板(3)的上端面上开有翅片槽，且翅片槽的内轮廓构成的闭合区域可容纳异形散热翅片(1)，翅片槽内开有贯穿翅片槽底面以及接口安装盖板(3)下端面的第三通孔，接口安装盖板(3)上还开有贯穿其上、下端面的第四通孔，第四通孔与翅片槽不连通；
所述背板(5)包括一条呈平面状的表面；
所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔构成流体流动通道。
2.根据权利要求1所述的一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，其特征在于：所述异形散热翅片(1)、接口安装盖板(3)、框形封条(4)和背板(5)通过真空钎焊形成一个整体。
3.根据权利要求1所述的一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，其特征在于：所述异形散热翅片(1)为高效散热翅片冲制成型后采用线切割加工而成。
4.根据权利要求1所述的一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，其特征在于：所述异形散热翅片(1)外轮廓由直线段和曲线段组合而成。
5.根据权利要求1所述的一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，其特征在于：所述的接口安装盖板(3)上还包括电子系统安装接口。
6.根据权利要求1所述的一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，其特征在于：所述的框形封条(4)为整体机加的框形结构。
7.根据权利要求1所述的一种用于大型电子设备散热的微型散热器结构，其特征在于：所述异形散热翅片(1)、接口安装盖板(3)、框形封条(4)和背板(5)的材质为6061或6063铝材。
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