CN111315192A - 一种液冷式冷板热管换热装置 - Google Patents

一种液冷式冷板热管换热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液冷式冷板热管换热装置，涉及散热设备技术领域。本发明中：第一冷板的相对两侧面均设有第一槽道；第一冷板的一侧面上下并排设有出液口和进液口；第二冷板与第一冷板的接触面设有第二槽道；第二槽道第一槽道配合构成冷却液流动槽；导热管的上端插入到第一冷板中间；导热管的下端插入到吸热块中。本发明通过采用吸热块直接和高热流密度器件直接接触，吸热块采用高导热系数材料，能够将热量及时带走至热管组蒸发端，同时避免了利用其它冷却方式存在的冷却液泄漏、微型散热器开裂等安全性问题；通过采用吸热块、热管组和液冷冷板组合装置采用导热、相变对流、微通道散热等高效散热方式组合，具备极高的散热能力。

Description

一种液冷式冷板热管换热装置
技术领域
本发明属于散热设备技术领域，特别是涉及一种液冷式冷板热管换热装置。
背景技术
电子器件体积功率的剧增，对器件的散热需求越来越高，有些电子器件工作时表面热流密度已达到数百瓦每平方厘米，大量的热如果不能及时散发除去，将严重影响电子设备的工作频率、机械强度和可靠性等。
目前高热流密度器件散热主要采用液冷方式或喷雾冷却方式，即在被冷却器件表面设置液冷冷板或微型散热器，利用冷却液或相变材料的相变将器件热量及时带走，由于器件本身体积的限制，导致在很多场合不能利用高效率的散热装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液冷式冷板热管换热装置，通过采用吸热块直接和高热流密度器件直接接触，吸热块采用高导热系数材料，能够将热量及时带走至热管组蒸发端，同时避免了利用其它冷却方式存在的冷却液泄漏、微型散热器开裂等安全性问题；通过采用冷板将热管蒸发端吸收的热量在热管组冷凝端带走，能够根据换热量的大小，灵活的设计液冷冷板的布置形式和换热面积；通过采用吸热块、热管组和液冷冷板组合装置采用导热、相变对流、微通道散热等高效散热方式组合，具备极高的散热能力。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种液冷式冷板热管换热装置，包括第一冷板、第二冷板、热管组和吸热块，所述第一冷板的相对两侧面均设有第一槽道；所述第一冷板的一侧面上下并排设有一出液口和进液口；所述第一槽道的两端分别与出液口和进液口联通；
所述第二冷板固定安装在第一冷板的相对两侧面上；所述第二冷板与第一冷板的接触面设有一第二槽道；所述第二冷板与第一冷板组成液冷冷板，所述第二槽道第一槽道配合构成冷却液流动槽；
所述热管组包括若干导热管；所述热管组安装在第一冷板的下端面上；所述导热管的上端插入到第一冷板中间；所述导热管的下端插入到吸热块中；
所述吸热块的上表面并排设有若干安装孔；所述安装孔与导热管配合；所述吸热块的底端端和高热流密度器件通过高导热系数材料接触。
进一步地，所述第二槽道第一槽道为蛇形或“S”形。
进一步地，所述第二冷板与第一冷板通过钎焊方式进行组合；所述组合后端的第一冷板和第二冷板、热管组与吸热块通过热熔或者钎焊方式组成整体。
进一步地，所述出液口和进液口均设有螺纹接口，所述螺纹接口与外部冷却液设备管道连接。
进一步地，所述高导热系数材料包括石墨。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过采用吸热块直接和高热流密度器件直接接触，吸热块采用高导热系数材料，能够将热量及时带走至热管组蒸发端，同时避免了利用其它冷却方式存在的冷却液泄漏、微型散热器开裂等安全性问题；通过采用冷板将热管蒸发端吸收的热量在热管组冷凝端带走，能够根据换热量的大小，灵活的设计液冷冷板的布置形式和换热面积；通过采用吸热块、热管组和液冷冷板组合装置采用导热、相变对流、微通道散热等高效散热方式组合，具备极高的散热能力。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种液冷式冷板热管换热装置的结构示意图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
请参阅图1所示，本发明为一种液冷式冷板热管换热装置，包括第一冷板1、第二冷板2、热管组3和吸热块4，第一冷板1的相对两侧面均设有第一槽道101；第一冷板1的一侧面上下并排设有一出液口102和进液口103；第一槽道101的两端分别与出液口102和进液口103联通；出液口102和进液口103均设有螺纹接口，螺纹接口与外部冷却液设备管道连接；
第二冷板2固定安装在第一冷板1的相对两侧面上；第二冷板2与第一冷板1的接触面设有一第二槽道201；所述第二冷板2与第一冷板1组成液冷冷板，第二槽道201第一槽道101配合构成冷却液流动槽；第二槽道201第一槽道101为蛇形或“S”形；
热管组3的下端为蒸发端，热管组3的上端为冷凝端；热管组3包括若干导热管；热管组3安装在第一冷板1的下端面上；导热管的上端插入到第一冷板1中间；导热管的下端插入到吸热块4中；
吸热块4的上表面并排设有若干安装孔401；安装孔401与导热管配合；吸热块4的底端端和高热流密度器件通过高导热系数材料接触，高导热系数材料包括石墨。
其中，第二冷板2与第一冷板1通过钎焊方式进行组合；组合后端的第一冷板1和第二冷板2、热管组3与吸热块4通过热熔或者钎焊方式组成整体。
实施例一：
本实施例为一种液冷式冷板热管换热装置的工作原理：安装时，将液吸热块4的一端和高热流密度器件通过石墨等高导热系数材料紧密接触，然后通过第一冷板1上的出液口102与出液口103和冷液机连接。
器件工作时，热量先通过导热方式传递至吸热块4上，然后再通过导热将热量传递给热管组3中的蒸发端，热管组3通过相变的方式将热量传递至液冷冷板，液冷冷板将热量传递给在其内部冷却液流动槽中流动的冷却液，实现将高热流密度器件散发出的热量散发掉。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种液冷式冷板热管换热装置，包括第一冷板(1)、第二冷板(2)、热管组(3)和吸热块(4)，其特征在于：所述第一冷板(1)的相对两侧面均设有第一槽道(101)；所述第一冷板(1)的一侧面上下并排设有一出液口(102)和进液口(103)；所述第一槽道(101)的两端分别与出液口(102)和进液口(103)联通；
所述第二冷板(2)固定安装在第一冷板(1)的相对两侧面上；所述第二冷板(2)与第一冷板(1)的接触面设有一第二槽道(201)；所述第二冷板(2)与第一冷板(1)组成液冷冷板，所述第二槽道(201)第一槽道(101)配合构成冷却液流动槽；
所述热管组(3)包括若干导热管；所述热管组(3)安装在第一冷板(1)的下端面上；所述导热管的上端插入到第一冷板(1)中间；所述导热管的下端插入到吸热块(4)中；
所述吸热块(4)的上表面并排设有若干安装孔(401)；所述安装孔(401)与导热管配合；所述吸热块(4)的底端端和高热流密度器件通过高导热系数材料接触。
2.根据权利要求1所述的一种液冷式冷板热管换热装置，其特征在于，所述第二槽道(201)第一槽道(101)为蛇形或“S”形。
3.根据权利要求1所述的一种液冷式冷板热管换热装置，其特征在于，所述第二冷板(2)与第一冷板(1)通过钎焊方式进行组合；所述组合后端的第一冷板(1)和第二冷板(2)、热管组(3)与吸热块(4)通过热熔或者钎焊方式组成整体。
4.根据权利要求1所述的一种液冷式冷板热管换热装置，其特征在于，所述出液口(102)和进液口(103)均设有螺纹接口，所述螺纹接口与外部冷却液设备管道连接。
5.根据权利要求1所述的一种液冷式冷板热管换热装置，其特征在于，所述高导热系数材料包括石墨。
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