CN111770661A - 一种一体式水冷散热装置 - Google Patents

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陈德祥
张成彦
郭建
陈恩
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Abstract

本发明涉及散热器的技术领域，尤其涉及一种一体式水冷散热装置，包括散热器，所述散热器由若干块刻蚀后的金属薄板叠加组成，焊接后，刻蚀位置形成冷却液循环通道，所述散热器侧边还设置有驱使冷却液在冷却液循环通道中循环的驱动，所述散热器的金属薄板叠加后还形成有空气流动通道，所述空气流动通道与冷却液循环通道交叉错位设置，散热器中冷却液循环通道的外侧壁包括待降温部件紧贴面。该发明的优点在于：本发明通过刻蚀后的金属薄板叠加组成，组成后形成冷却液循环通道和空气流动通道，从而使得散热器吸收的热量先后经过液体和空气循环带走，结构紧凑、集成度高。

Description

一种一体式水冷散热装置
技术领域
本发明涉及散热器的技术领域，尤其涉及一种一体式水冷散热装置。
背景技术
散热器广泛应用于电子、电气设备中，是保证电子、电器设备正常工作的重要器材，对于高密度发热的电子电气设备，显得尤为重要。随着集成电路技术的发展，电子设备热流密度逐渐增大，高端CPU的热流密度达到100W/cm2，传统的风冷散热器已经无法满足需求，冷却问题已经成为大规模集成电路的技术瓶颈。
由于液体热容大，采用液体冷却的散热器比风冷散热器散热能力显著增加。液冷散热器利用水等液体作为介质，在芯片位置吸收热量，然后通过连接管进入风冷散热器将热量传给空气。
发明内容
为了提高待降温部件的散热速度，本发明提供一种一体式水冷散热装置。
本发明采用以下技术方案：
一种一体式水冷散热装置，包括散热器，所述散热器由若干块刻蚀后的金属薄板叠加组成，叠加后刻蚀位置形成冷却液循环通道，所述散热器侧边还设置有驱使冷却液在冷却液循环通道中循环的驱动，所述散热器的金属薄板叠加后还形成有空气流动通道，所述空气流动通道与冷却液循环通道交叉错位设置，散热器中冷却液循环通道的外侧壁包括待降温部件紧贴面。
优化的，所述散热器中冷却液循环通道包括主通道和分支通道，所述主通道沿着散热器靠散热器的外侧壁布置，所述分支通道方阵设置，且每条分支通道均与两侧的主通道导通。
优化的，所述循环通道位于紧贴面处的循环段由多条第一通道组成，所有第一通道的截面面积总和不大于循环通道入口处的截面面积。
优化的，所述散热器内的通道由刻蚀的金属薄板叠加后形成。
优化的，所述散热器位于空气流动通道一侧还安装有风扇。
优化的，所述第一通道两侧的主通道内包括通过金属薄板裁剪形成的支撑杆。
优化的，位于第一通道末端的所述冷却液循环通道为敞口状。
优化的，所述驱动包括设置在冷却液循环通道进出口处的缸体，所述缸体靠近散热器的部位设置有进液口和出液口，所述缸体上设置有叶轮组件，所述叶轮组件的受控端设置有电机。
优化的，所述缸体与散热器为一体结构。
优化的，所述叶轮组件包括叶轮、设置在缸体内且罩在叶轮外侧壁上的叶轮罩、垫片，所述叶轮罩面向散热器的一侧开设有与冷却液循环通道进出口对应的开孔，所述电机压在垫片上，电机和垫片通过第一螺钉固定在缸体上。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过刻蚀后的金属薄板叠加组成，焊接后形成冷却液循环通道和空气流动通道，从而使得散热器吸收的热量先后经过液体和空气循环带走，结构紧凑、集成度高，待降温部件处采用通道结构，提高了待降温部件的散热速度。
(2)分支通道的设置可以增加冷却液与散热器的接触面，并且分支通道还与空气流动通道交叉错位设置，这样可以增大与空气的接触面，从而提高冷却液的降温速度，当冷却液降温较快时，更容易带走待降温部件的温度。
(3)所述多条第一通道的设置可以提高换热系数，从而带走更多的热量。
(4)通道由刻蚀的金属薄板叠加后形成，从而增加散热器的整体性。
(5)风扇的设置可以加快空气流动通道内的空气对流速度。
(6)支撑杆的设置可以提高散热器整体程度，提高散热器的结构稳定性。
(7)所述敞口状可以实现流体的分配。
(8)所述叶轮组件为液体在散热器中循环提供动力。
(9)缸体和散热器为一体结构，可以有效的防止缸体与散热器之间的管路漏液。
(10)本发明中所有的液体管路均在散热器内部，位于散热器上部的液体与空气换热，下部与待降温部件换热。
附图说明
图1为本发明的结构立体图。
图2为图1的爆炸图。
图3为本发明侧视图。
图4为图3中C-C方向的剖视图。
图5为图4中F-F方向的剖视图。
图6为图4中G-G方向的剖视图。
图7为图4中D-D方向的剖视图。
图8为图4中H-H方向的剖视图。
图9为本发明的立体图。
图10-13为本发明各位置的剖视图。
图14为金属薄板组成换热器的示意图。
图中标注符号的含义如下：
1-散热器 101-主通道 1011-主输入通道 1012-主输出通道
1013-主侧通道 102-分支通道 103-第一通道 104-支撑杆
11-空气流动通道 12-紧贴面 13-金属薄板
21-缸体 22-叶轮 23-叶轮罩 24-垫片 25-第一螺钉
26-电机
3-风扇 31-第二螺钉
具体实施方式
如图1-14所示，一种一体式水冷散热装置，包括散热器1，所述散热器1由若干块刻蚀后的金属薄板13叠加组成，焊接后刻蚀位置形成冷却液循环通道，所述散热器1侧边还设置有驱使冷却液在冷却液循环通道中循环的驱动，所述散热器1的金属薄板13叠加后还形成有空气流动通道1211，所述空气流动通道1211与冷却液循环通道交叉错位设置，散热器1中循环通道的外侧壁包括待降温部件紧贴面12。通过刻蚀后的金属薄板13叠加组成，组成后形成冷却液循环通道和空气流动通道1211，从而使得散热器1吸收的热量同时经过液体和空气循环带走，提高了待降温部件的散热速度。
如图4所示，所述散热器1中冷却液循环通道包括主通道101和分支通道1012，所述主通道101沿着散热器1靠散热器1的外侧壁布置。在该方案中冷却液循环通道依次包括主输入通道1011、靠散热器1左侧的主侧通道1013、分支通道1012、靠散热器1右侧的主侧通道1013、主输出通道1012，主输入通道1011的入口和主输出通道1012的出口均伸出散热器1。所述分支通道1012方阵设置，且每条分支通道1012均与两侧的主通道101导通，分支通道1012的设置可以增加冷却液与散热器1的接触面，并且分支通道1012还与空气流动通道1211交叉错位设置，这样可以增大与空气的接触面，从而提高冷却液的降温速度，当冷却液降温较快时，更容易带走待降温部件的温度。
所述循环通道位于紧贴面处的循环段由多条第一通道103组成，所有第一通道103的截面面积总和不大于循环通道入口处的截面面积。所述多条第一通道103的设置可以提高换热系数，从而带走更多的热量。用金属薄板13叠加形成的第一通道103相对于在部件上开孔来说，尺寸可以更小，这样对换热系数可以大幅增加。
所述散热器1内的通道由刻蚀的金属薄板13叠加后形成，这样增加散热器1的整体性。
所述散热器1位于空气流动通道1211一侧还通过第二螺钉31安装有风扇3。在该方案中，空气流动通道1211一侧位于散热器1上表面，一侧位于散热器1的前后表面。空气流动通道1211通过风扇3作用，可以增加与空气的热交换。
所述第一通道103两侧的主通道101内包括通过金属薄板13裁剪形成的支撑杆104。支撑杆104的设置可以提高散热器1整体程度，提高散热器1的结构稳定性。
位于第一通道103末端的所述冷却液循环通道为敞口状。所述敞口状可以实现流体的分配。
所述驱动包括设置在冷却液循环通道进出口处的缸体21，所述缸体21靠近散热器1的部位设置有进液口和出液口，所述缸体21上设置有叶轮22组件，所述叶轮22组件的受控端设置有电机26。所述缸体21与散热器1为一体结构。所述叶轮22组件包括叶轮22、设置在缸体21内且罩在叶轮22外侧壁上的叶轮罩23、垫片24，所述叶轮罩23面向散热器1的一侧开设有与冷却液循环通道进出口对应的开孔，所述电机26压在垫片24上，电机26和垫片24通过第一螺钉25固定在缸体21上。
在该实施例中，冷却液体采用防冻液体，如20％乙二醇水溶液。冷却液流动通道为微通道，典型尺寸是第一通道103的尺寸0.5mm×2mm，分支通道102尺寸1mm×1mm。所有通道的直径不超过1.5mm，当通道截面不是圆形时，通道直径为截面面积的四倍除以周长，比如矩形截面，通道直径等于4ab/2(a+b)，当为圆形时，即为通道的直径D。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体式水冷散热装置，其特征在于，包括散热器(1)，所述散热器(1)由若干块刻蚀后的金属薄板(13)叠加组成，叠加后刻蚀位置形成冷却液循环通道，所述散热器(1)侧边还设置有驱使冷却液在冷却液循环通道中循环的驱动，所述散热器(1)的金属薄板(13)叠加后还形成有空气流动通道(11)，所述空气流动通道(11)与冷却液循环通道交叉错位设置，散热器(1)中冷却液循环通道的外侧壁包括待降温部件紧贴面(12)。
2.根据权利要求1所述的一种一体式水冷散热装置，其特征在于，所述散热器(1)中冷却液循环通道包括主通道(101)和分支通道(102)，所述主通道(101)沿着散热器(1)靠散热器(1)的外侧壁布置，所述分支通道(102)方阵设置，且每条分支通道(102)均与两侧的主通道(101)导通。
3.根据权利要求2所述的一种一体式水冷散热装置，其特征在于，所述循环通道位于紧贴面(12)处的循环段由多条第一通道(103)组成，所有第一通道(103)的截面面积总和不大于循环通道入口处的截面面积。
4.根据权利要求3所述的一种一体式水冷散热装置，其特征在于，所述散热器(1)内的通道由刻蚀的金属薄板(13)叠加后形成。
5.根据权利要求4所述的一种一体式水冷散热装置，其特征在于，所述散热器(1)位于空气流动通道(11)一侧还安装有风扇(3)。
6.根据权利要求4所述的一种一体式水冷散热装置，其特征在于，所述第一通道(103)两侧的主通道(101)内包括通过金属薄板(13)裁剪形成的支撑杆(104)。
7.根据权利要求1所述的一种一体式水冷散热装置，其特征在于，位于第一通道(103)末端的所述冷却液循环通道为敞口状。
8.根据权利要求1所述的一种一体式水冷散热装置，其特征在于，所述驱动包括设置在冷却液循环通道进出口处的缸体(21)，所述缸体(21)靠近散热器(1)的部位设置有进液口和出液口，所述缸体(21)上设置有叶轮(22)组件，所述叶轮(22)组件的受控端设置有电机(26)。
9.根据权利要求8所述的一种一体式水冷散热装置，其特征在于，所述缸体(21)与散热器(1)为一体结构。
10.根据权利要求8所述的一种一体式水冷散热装置，其特征在于，所述叶轮(22)组件包括叶轮(22)、设置在缸体(21)内且罩在叶轮(22)外侧壁上的叶轮罩(23)、垫片(24)，所述叶轮罩(23)面向散热器(1)的一侧开设有与冷却液循环通道进出口对应的开孔，所述电机(26)压在垫片(24)上，电机(26)和垫片(24)通过第一螺钉(25)固定在缸体(21)上。
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