CN112601437A - 一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，属于电子散热技术领域，用于解决铝合金液冷冷板散热效率低，不具备汇流调节机制的问题。包括紧贴且固定的上拼板和下拼板，上拼板和下拼板之间通过沉头螺丝固定连接，上拼板和下拼板上均设有深度相同的导流槽网，两个导流槽网拼合形成工质流道，导流槽网包括散热槽，散热槽的进液端设置有扰流块，散热槽的出液端设置有汇流块，扰流块和汇流块之间设置有若干等距的毛细管，上拼板上设置有若干调流阀；本发明的通道分支多且跨度短，分布均匀，温度一致，流动平滑，流阻小，散热效率高；通过调流阀与螺孔配合可分配流量，有效改变局部流阻，导热柱快速导热，降温快速。

Description

一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板

技术领域

本发明属于电子散热技术领域，涉及一种铝合金液冷冷板，特别是一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板。

背景技术

电子装置小型化趋势不断催促着微电子技术的飞速发展，散热非常重要；目前的散热技术多采用自然风冷或强迫空冷。但散热效率较差已无法满足其散热需求。

微通道冷却技术的散热性能优秀、便于高度化集成、能够快速高效地带走发热模块所产生的热量，结合天线微型化、高组装密度的发展趋势，微通道冷却技术备受工程热设计人员的青睐。

但是微通道冷板的散热能力仍有待提高、温度一致性差以及泵功率限制等问题。此外，由于天线阵面冷板和局部T/R组件等以及局部微型化芯片尺度跨度较大，热源排布离散，因此冷板液冷管路的设计与发热元件的温度一致性也有着直接联系。综上所述，微通道冷板拓扑结构的优化设计对提升天线散热效果将具有明显的工程意义。

基于此我们提出了一种具有分流调节调节的高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，该装置要解决的技术问题是：如何实现铝合金液冷冷板进行高效散热及分流调节。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，包括紧贴且固定的上拼板和下拼板，所述上拼板和下拼板之间通过沉头螺丝固定连接，上拼板和下拼板上均设有深度相同的导流槽网，两个导流槽网拼合形成工质流道，导流槽网包括散热槽，散热槽的进液端设置有扰流块，散热槽的出液端设置有汇流块，扰流块和汇流块之间设置有若干等距的毛细管，上拼板上端固定有温度传感器一，下拼板下端固定有温度传感器二，上拼板上设置有若干调流阀。

本发明的工作原理：将本装置安装在需要散热的装置上，冷却工质流过上拼板和下拼板之间的导流槽网，导流槽网均匀密布整个待散热区域，不易堵塞，温度一致性好，冷却工质在流道中平滑流动，流阻小，经由扰流块进入毛细管，再进入汇流块导流后，快速高效的带走热量，温度传感器一和温度传感器二分别监测流出和流进的冷却工质的温度，可根据散热需要来调节调流阀，进行对导流槽网的导流路线进行控制，改变局部流阻，实现冷却工质流量的重新分配，改善温度一致性。

所述上拼板的四周开设有若干安装沉孔一，上拼板上端固定有若干中空安装台，中空安装台的上端固定有螺孔，上拼板上端设有若干限流标识区，上拼板内部开设有若干滑孔，滑孔和限流标识区的位置和数量与分别中空安装台的位置和数量相对应，滑孔位于对应位置的中空安装台下端，且滑孔与中空安装台相连通，上拼板上开设有两个对称的安装孔一。

采用以上结构，安装沉孔一用以安装锁定沉头螺丝，限流标识区标记限流的流槽，滑孔与螺孔配合安装调流阀，安装孔一用于安装使用的组件如天线组件或/组件等。

所述调流阀包括调流块、螺杆和螺头块，调流块滑动设置在滑孔与中空安装台内部，调流块上端固定有转动轴承，螺杆的下端转动设置在转动轴承内部，螺杆螺接在螺孔内部，螺杆上端固定有螺头块。

采用以上结构，使用者用螺丝刀转动螺头块，螺头块带动螺杆在螺孔内部转动，从而带动调流块在滑孔与中空安装台内部上下滑动，用以调节或关闭导流槽网的相关槽内的流量，改变局部流阻，实现冷却工质流量的重新分配。

所述下拼板的下端四角均固定有安装柱，下拼板的四周开设有若干安装沉孔二，安装沉孔二的数量及位置与安装沉孔一的数量及位置相对应，沉头螺丝贯穿对应位置的安装沉孔二和安装沉孔一，下拼板上设有若干贯穿下拼板的导热柱，上拼板上开设有两个对称的安装孔二，安装孔二的位置与安装孔一相对应。

采用以上结构，安装柱用于将安装本装置在需要散热的装置上，安装沉孔二和安装沉孔一配合，用于安装沉头螺丝，即将上拼板和下拼板拼装固定，导热柱用于将散热的装置的热量快速导入导流槽网内部，快速降温，安装孔二和安装孔一配合，用于安装使用的组件如天线组件或T/R组件等。

所述导流槽网包括进液槽，进液槽的末端连接有两个对称的第一支槽，第一支槽的末端均连接有两个对称的第二支槽，第二支槽的末端均连接有两个对称的第三支槽，第三支槽的末端与散热槽一侧连通，散热槽的另一侧均连接有第一汇流槽，同一侧的两个第一汇流槽连接有第二汇流槽，同一侧的两个第二汇流槽连接有回流槽，两个回流槽连接有出液槽，上拼板的出液槽和下拼板的出液槽拼合形成出液口，上拼板的进液槽和下拼板的进液槽拼合形成进液口。

采用以上结构，冷却工质从进液口进入，经由第一支槽第一次分流，再经由第二支槽进行第二次分流，最后经由第三支槽进行第三次分流，分流液进入散热槽，进行毛细分流，再经由第一汇流槽汇合流入第二汇流槽内部，再经过第二汇流槽汇合流入回流槽内部，最后经过回流槽排入出液槽，从出液口流出，用以通道分支多且跨度短，快速流出进行散热。

所述进液槽与两个对称的第一支槽形成Y型分叉流道，第二支槽的与两个对称的第三支槽形成Y型分叉流道，同一侧的两个第一汇流槽与第二汇流槽形成Y型分叉流道，同一侧的两个第二汇流槽与回流槽形成T型汇合流道，两个回流槽与出液槽形成T型汇合流道。

采用以上结构，Y型分叉流道可快速均匀分配流体，T型汇合流道可快速高效汇合流体。

所述进液槽、回流槽和出液槽的宽度相同，第一支槽、第二支槽和第二汇流槽的宽度相同，第三支槽和第一汇流槽的宽度相同，进液槽的宽度是第一支槽的宽度的两倍，第二支槽的宽度是第三支槽的宽度的两倍。

采用以上结构，宽度相同，保证分流均匀，宽度为两倍，保证分流后的槽内保持充满的状态。

所述滑孔分别连通上拼板的第一支槽和第二支槽，若干导热柱为一组，若干组导热柱分别伸入在第三支槽和第一汇流槽内部。

采用以上结构，滑孔分别与第一支槽及第二支槽连通，用以阻断一侧的第一次分流或局部的第二次分流，实现冷却工质流量的重新分配，导热柱伸入第三支槽及第一汇流槽内部，用于将散热的装置的热量快速导入第三支槽及第一汇流槽内部，快速降温。

与现有技术相比，本高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板具有以下优点：

通过上拼板、下拼板和导流槽网配合，以及扰流块和汇流块配合，通道分支多且跨度短，分布均匀性好，温度一致性好，冷却工质在流道中平滑流动，流阻小，散热效率高；通过调流阀与螺孔配合，可有效改变局部流阻，实现冷却工质流量的重新分配，改善温度一致性，并采用导热柱快速将热量导入导流槽网内部，降温快速。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明中下拼板的下侧立体结构示意图；

图3是本发明中下拼板的上侧立体结构示意图；

图4是本发明中上拼板的仰视结构示意图；

图5是本发明中下拼板的俯视结构示意图；

图6是本发明中调流阀的立体结构示意图；

图中：1-上拼板、1a-安装沉孔一、1b-中空安装台、1c-螺孔、1d-限流标识区、1e-安装孔一、1f-滑孔、2-调流阀、2a-调流块、2b-转动轴承、2c-螺杆、2d-螺头块、3-沉头螺丝、4-温度传感器一、5-下拼板、5a-安装柱、5b-安装沉孔二、5c-导热柱、5d-安装孔二、6-出液口、7-温度传感器二、8-导流槽网、8a-进液槽、8b-第一支槽、8c-第二支槽、8d-第三支槽、8e-散热槽、8f-第一汇流槽、8g-第二汇流槽、8h-回流槽、8i-出液槽、9-扰流块、10-汇流块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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专利和简化描述，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专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

请参阅图1-6，本实施例提供了一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，包括紧贴且固定的上拼板1和下拼板5，上拼板1和下拼板5之间通过沉头螺丝3固定连接，上拼板1和下拼板5上均设有深度相同的导流槽网8，两个导流槽网8拼合形成工质流道，导流槽网8包括散热槽8e，散热槽8e的进液端设置有扰流块9，散热槽8e的出液端设置有汇流块10，扰流块9和汇流块10之间设置有若干等距的毛细管，上拼板1上端固定有温度传感器一4，下拼板5下端固定有温度传感器二7，上拼板1上设置有若干调流阀2；将本装置安装在需要散热的装置上，冷却工质流过上拼板1和下拼板5之间的导流槽网8，导流槽网8均匀密布整个待散热区域，不易堵塞，温度一致性好，冷却工质在流道中平滑流动，流阻小，经由扰流块9进入毛细管，再进入汇流块10导流后，快速高效的带走热量，温度传感器一4和温度传感器二7分别监测流出和流进的冷却工质的温度，可根据散热需要来调节调流阀2，进行对导流槽网8的导流路线进行控制，改变局部流阻，实现冷却工质流量的重新分配，改善温度一致性。

上拼板1的四周开设有若干安装沉孔一1a，上拼板1上端固定有若干中空安装台1b，中空安装台1b的上端固定有螺孔1c，上拼板1上端设有若干限流标识区1d，上拼板1内部开设有若干滑孔1f，滑孔1f和限流标识区1d的位置和数量与分别中空安装台1b的位置和数量相对应，滑孔1f位于对应位置的中空安装台1b下端，且滑孔1f与中空安装台1b相连通，上拼板1上开设有两个对称的安装孔一1e；安装沉孔一1a用以安装锁定沉头螺丝3，限流标识区1d标记限流的流槽，滑孔1f与螺孔1c配合安装调流阀2，安装孔一1e用于安装使用的组件如天线组件或T/R组件等。

调流阀2包括调流块2a、螺杆2c和螺头块2d，调流块2a滑动设置在滑孔1f与中空安装台1b内部，调流块2a上端固定有转动轴承2b，螺杆2c的下端转动设置在转动轴承2b内部，螺杆2c螺接在螺孔1c内部，螺杆2c上端固定有螺头块2d；使用者用螺丝刀转动螺头块2d，螺头块2d带动螺杆2c在螺孔1c内部转动，从而带动调流块2a在滑孔1f与中空安装台1b内部上下滑动，用以调节或关闭导流槽网8的相关槽内的流量，改变局部流阻，实现冷却工质流量的重新分配。

下拼板5的下端四角均固定有安装柱5a，下拼板5的四周开设有若干安装沉孔二5b，安装沉孔二5b的数量及位置与安装沉孔一1a的数量及位置相对应，沉头螺丝3贯穿对应位置的安装沉孔二5b和安装沉孔一1a，下拼板5上设有若干贯穿下拼板5的导热柱5c，上拼板1上开设有两个对称的安装孔二5d，安装孔二5d的位置与安装孔一1e相对应；安装柱5a用于将安装本装置在需要散热的装置上，安装沉孔二5b和安装沉孔一1a配合，用于安装沉头螺丝3，即将上拼板1和下拼板5拼装固定，导热柱5c用于将散热的装置的热量快速导入导流槽网8内部，快速降温，安装孔二5d和安装孔一1e配合，用于安装使用的组件如天线组件或T/R组件等。

导流槽网8包括进液槽8a，进液槽8a的末端连接有两个对称的第一支槽8b，第一支槽8b的末端均连接有两个对称的第二支槽8c，第二支槽8c的末端均连接有两个对称的第三支槽8d，第三支槽8d的末端与散热槽8e一侧连通，散热槽8e的另一侧均连接有第一汇流槽8f，同一侧的两个第一汇流槽8f连接有第二汇流槽8g，同一侧的两个第二汇流槽8g连接有回流槽8h，两个回流槽8h连接有出液槽8i，上拼板1的出液槽8i和下拼板5的出液槽8i拼合形成出液口6，上拼板1的进液槽8a和下拼板5的进液槽8a拼合形成进液口；冷却工质从进液口进入，经由第一支槽8b第一次分流，再经由第二支槽8c进行第二次分流，最后经由第三支槽8d进行第三次分流，分流液进入散热槽8e，进行毛细分流，再经由第一汇流槽8f汇合流入第二汇流槽8g内部，再经过第二汇流槽8g汇合流入回流槽8h内部，最后经过回流槽8h排入出液槽8i，从出液口6流出，用以通道分支多且跨度短，快速流出进行散热。

进液槽8a与两个对称的第一支槽8b形成Y型分叉流道，第二支槽8c的与两个对称的第三支槽8d形成Y型分叉流道，同一侧的两个第一汇流槽8f与第二汇流槽8g形成Y型分叉流道，同一侧的两个第二汇流槽8g与回流槽8h形成T型汇合流道，两个回流槽8h与出液槽8i形成T型汇合流道；Y型分叉流道可快速均匀分配流体，T型汇合流道可快速高效汇合流体。

进液槽8a、回流槽8h和出液槽8i的宽度相同，第一支槽8b、第二支槽8c和第二汇流槽8g的宽度相同，第三支槽8d和第一汇流槽8f的宽度相同，进液槽8a的宽度是第一支槽8b的宽度的两倍，第二支槽8c的宽度是第三支槽8d的宽度的两倍；宽度相同，保证分流均匀，宽度为两倍，保证分流后的槽内保持充满的状态。

滑孔1f分别连通上拼板1的第一支槽8b和第二支槽8c，若干导热柱5c为一组，若干组导热柱5c分别伸入在第三支槽8d和第一汇流槽8f内部；滑孔1f分别与第一支槽8b及第二支槽8c连通，用以阻断一侧的第一次分流或局部的第二次分流，实现冷却工质流量的重新分配，导热柱5c伸入第三支槽8d及第一汇流槽8f内部，用于将散热的装置的热量快速导入第三支槽8d及第一汇流槽8f内部，快速降温。

在本实施例中，上述固定方式均为本领域中最常用的固定连接方式如一体浇筑成型或焊接等。

本发明的工作原理：

将本装置安装在需要散热的装置上，冷却工质流过上拼板1和下拼板5之间的导流槽网8，导流槽网8均匀密布整个待散热区域，冷却工质从进液口进入，经由第一支槽8b第一次分流，再经由第二支槽8c进行第二次分流，最后经由第三支槽8d进行第三次分流，分流液进入散热槽8e，经由扰流块9进入毛细管，再进入汇流块10导流后，经由第一汇流槽8f汇合流入第二汇流槽8g内部，再经过第二汇流槽8g汇合流入回流槽8h内部，最后经过回流槽8h排入出液槽8i，从出液口6流出，用以通道分支多且跨度短，快速流出进行散热，导热柱5c伸入第三支槽8d及第一汇流槽8f内部，用于将散热的装置的热量快速导入第三支槽8d及第一汇流槽8f内部，快速降温；

温度传感器一4和温度传感器二7分别监测流出和流进的冷却工质的温度，当需要调节局部流阻时，根据需要调节的位置的限流标识区1d，找到对应调流阀2，用螺丝刀转动螺头块2d，螺头块2d带动螺杆2c在螺孔1c内部转动，从而带动调流块2a在滑孔1f与中空安装台1b内部上下滑动，用以调节或关闭导流槽网8的相关槽内的流量，改变局部流阻，实现冷却工质流量的重新分配，改善温度一致性。

综上，通过上拼板1、下拼板5和导流槽网8配合，以及扰流块9和汇流块10配合，通道分支多且跨度短，分布均匀性好，温度一致性好，冷却工质在流道中平滑流动，流阻小，散热效率高；通过调流阀2与螺孔1c配合，可有效改变局部流阻，实现冷却工质流量的重新分配，改善温度一致性，并采用导热柱5c快速将热量导入导流槽网8内部，降温快速。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，包括紧贴且固定的上拼板（1）和下拼板（5），其特征在于，所述上拼板（1）和下拼板（5）之间通过沉头螺丝（3）固定连接，上拼板（1）和下拼板（5）上均设有深度相同的导流槽网（8），两个导流槽网（8）拼合形成工质流道，导流槽网（8）包括散热槽（8e），散热槽（8e）的进液端设置有扰流块（9），散热槽（8e）的出液端设置有汇流块（10），扰流块（9）和汇流块（10）之间设置有若干等距的毛细管，上拼板（1）上端固定有温度传感器一（4），下拼板（5）下端固定有温度传感器二（7），上拼板（1）上设置有若干调流阀（2）。

2.根据权利要求1所述的一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，其特征在于，所述上拼板（1）的四周开设有若干安装沉孔一（1a），上拼板（1）上端固定有若干中空安装台（1b），中空安装台（1b）的上端固定有螺孔（1c），上拼板（1）上端设有若干限流标识区（1d），上拼板（1）内部开设有若干滑孔（1f），滑孔（1f）和限流标识区（1d）的位置和数量与分别中空安装台（1b）的位置和数量相对应，滑孔（1f）位于对应位置的中空安装台（1b）下端，且滑孔（1f）与中空安装台（1b）相连通，上拼板（1）上开设有两个对称的安装孔一（1e）。

3.根据权利要求2所述的一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，其特征在于，所述调流阀（2）包括调流块（2a）、螺杆（2c）和螺头块（2d），调流块（2a）滑动设置在滑孔（1f）与中空安装台（1b）内部，调流块（2a）上端固定有转动轴承（2b），螺杆（2c）的下端转动设置在转动轴承（2b）内部，螺杆（2c）螺接在螺孔（1c）内部，螺杆（2c）上端固定有螺头块（2d）。

4.根据权利要求2所述的一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，其特征在于，所述下拼板（5）的下端四角均固定有安装柱（5a），下拼板（5）的四周开设有若干安装沉孔二（5b），安装沉孔二（5b）的数量及位置与安装沉孔一（1a）的数量及位置相对应，沉头螺丝（3）贯穿对应位置的安装沉孔二（5b）和安装沉孔一（1a），下拼板（5）上设有若干贯穿下拼板（5）的导热柱（5c），上拼板（1）上开设有两个对称的安装孔二（5d），安装孔二（5d）的位置与安装孔一（1e）相对应。

5.根据权利要求4所述的一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，其特征在于，所述导流槽网（8）包括进液槽（8a），进液槽（8a）的末端连接有两个对称的第一支槽（8b），第一支槽（8b）的末端均连接有两个对称的第二支槽（8c），第二支槽（8c）的末端均连接有两个对称的第三支槽（8d），第三支槽（8d）的末端与散热槽（8e）一侧连通，散热槽（8e）的另一侧均连接有第一汇流槽（8f），同一侧的两个第一汇流槽（8f）连接有第二汇流槽（8g），同一侧的两个第二汇流槽（8g）连接有回流槽（8h），两个回流槽（8h）连接有出液槽（8i），上拼板（1）的出液槽（8i）和下拼板（5）的出液槽（8i）拼合形成出液口（6），上拼板（1）的进液槽（8a）和下拼板（5）的进液槽（8a）拼合形成进液口。

6.根据权利要求5所述的一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，其特征在于，所述进液槽（8a）与两个对称的第一支槽（8b）形成Y型分叉流道，第二支槽（8c）的与两个对称的第三支槽（8d）形成Y型分叉流道，同一侧的两个第一汇流槽（8f）与第二汇流槽（8g）形成Y型分叉流道，同一侧的两个第二汇流槽（8g）与回流槽（8h）形成T型汇合流道，两个回流槽（8h）与出液槽（8i）形成T型汇合流道。

7.根据权利要求5或6所述的一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，其特征在于，所述进液槽（8a）、回流槽（8h）和出液槽（8i）的宽度相同，第一支槽（8b）、第二支槽（8c）和第二汇流槽（8g）的宽度相同，第三支槽（8d）和第一汇流槽（8f）的宽度相同，进液槽（8a）的宽度是第一支槽（8b）的宽度的两倍，第二支槽（8c）的宽度是第三支槽（8d）的宽度的两倍。

8.根据权利要求7所述的一种高效散热的特殊铝合金混合微通道液冷冷板，其特征在于，所述滑孔（1f）分别连通上拼板（1）的第一支槽（8b）和第二支槽（8c），若干导热柱（5c）为一组，若干组导热柱（5c）分别伸入在第三支槽（8d）和第一汇流槽（8f）内部。

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