CN208577718U - 一种均匀传热的水冷板及pcr控温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种均匀传热的水冷板，包括主板体，所述主板体上设有依次连通的水流进口、进水分流腔、水流换热腔、出水汇流腔和水流出口，正对所述水流换热腔的主板体上表面为传热面，所述水流换热腔包括多个并排设置的U形流道，每个U形流道的进水端与进水分流腔连通，每个U形流道的出水端与出水汇流腔连通。由于U形流道内的介质水是不断流动的，经过换热后，出水端的水温最高，进水端的水温最低，但在U形流道两侧的水温之和是相接近的，而U形流道中间的间隔区是热的良导体，会将两侧热量快速交换，这样会使整个U形流道区域的温度保持均匀一致；水冷板的整个传热面温度保持一致，能够提供稳定可靠的控温效果。

Description

一种均匀传热的水冷板及PCR控温装置

技术领域

本实用新型涉及一种控温装置，具体是一种均匀传热的水冷板及PCR控温装置。

背景技术

水冷板是将待散热对象温度及时散去的换热板体，现有的水冷板一般包括进水口、出水口以及设于水冷板内部的流水腔道，为了提高换热效率，一般会将流水腔道设计成连续盘旋的蛇形腔道。这样虽然能提高换热效果，但进水口与出水口之间的流水腔道较长，造成水流内阻大，而且水温从进水口到出水口是逐渐增高的，换热效果越佳，温差就越大，这就造成了水冷板的传热面温度分布不均匀，对于对传热面温度均匀度要求较高的应用场合不能很好地适用。比如在PCR反应中，要求整个PCR孔板上各管孔的温度均匀一致，如果不同管孔位置的温度不同则会严重影响实验数据的准确度。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供了一种均匀传热的水冷板及PCR控温装置。

为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种均匀传热的水冷板，包括主板体，所述主板体上设有依次连通的水流进口、进水分流腔、水流换热腔、出水汇流腔和水流出口，正对所述水流换热腔的主板体上表面为传热面，所述水流换热腔包括多个并排设置的U形流道，每个U形流道的进水端与进水分流腔连通，每个U形流道的出水端与出水汇流腔连通。

本实用新型相较于现有技术，U形流道的两端分别进水端和出水端，由于U形流道内的介质水是不断流动的，经过换热后，出水端的水温最高，进水端的水温最低，也就是U形流道上两平行流道一边为高温一边为低温，但是在U形流道各深度两侧的介质水温度之和是相接近的，而U形流道中间的间隔区是热的良导体，会将两侧热量快速交换，这样会使整个U形流道区域的温度保持均匀一致；由于每个U形流道的进水端与进水分流腔连通，每个U形流道的出水端与出水汇流腔连通，这样所有U形流道区域的温度都会保持均匀一致，即水冷板的传热面温度均匀度高，整个传热面温度保持一致，能够提供稳定可靠的控温效果。

进一步地，所述进水分流腔的进水口处于中间位置，进水分流腔从中间向两侧逐渐变窄。

采用上述优选的方案，可以确保流经各U形流道的流量分配均匀。

进一步地，所述主板体上安装有离心水泵，所述水流进口与进水分流腔之间设有圆形离心室，所述离心水泵的叶轮安装在圆形离心室内，所述水流进口经通道连通到圆形离心室中心，圆形离心室的圆周边部设有连通到进水分流腔的切向出水口。

采用上述优选的方案，采用离心水泵直接安装于水冷板上，节约了安装空间，减少流通管路，增强了泵液动力，提高了散热效率。

进一步地，所述主板体上设有第一盖板，所述第一盖板与主板体闭合形成出水汇流腔和圆形离心室。

进一步地，所述主板体上设有第二盖板，所述第二盖板与主板体闭合形成水流换热腔。

采用上述优选的方案，方便各腔室的加工成型，节约制造成本。

一种PCR控温装置，用于控制PCR的反应温度，包括上述的均匀传热的水冷板、半导体制冷片和换热器，水冷板的水流进口和水流出口经管路连接到换热器，所述半导体制冷片设置在水冷板的传热面上，PCR孔板托架放置于半导体制冷片表面的导热贴片上。。

采用上述优选的方案，PCR反应中，PCR孔板采用热盖方式提升反应温度，在需要降低反应温度时，半导体制冷片的上表面迅速制冷降温，采用水冷板快速将半导体制冷片下表面的热量及时散发，提高了控温速度，对半导体制冷片下表面均匀散热有助于其上表面的均匀制冷，能够确保PCR孔板各孔位温度的一致性，提高PCR实验结果准确度。

进一步地，所述换热器包括冷却风扇和散热毛细管。

采用上述优选的方案，及时快速散发介质水交换的热量，提高半导体制冷片的降温速度。

进一步地，水冷板的传热面周围设有保温隔热垫。

采用上述优选的方案，确保半导体制冷片下表面热量通过传热面均匀散发。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例，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是本实用新型PCR控温装置一种实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型水冷板一种实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型主板体一种实施方式的下表面结构示意图；

图4是本实用新型主板体一种实施方式的上表面结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

1-主板体；11-水流进口；12-进水分流腔；13-水流换热腔；131-U形流道；14-出水汇流腔；15-水流出口；16-传热面；17-圆形离心室；171-切向出水口；2-离心水泵；3-第一盖板；4-第二盖板；5-半导体制冷片；51-导热贴片；6-换热器；61-冷却风扇；62-散热毛细管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，本实用新型的一种实施方式为：一种均匀传热的水冷板，包括主板体1，主板体1上设有依次连通的水流进口11、进水分流腔12、水流换热腔13、出水汇流腔14和水流出口15，正对水流换热腔13的主板体上表面为传热面16，水流换热腔13包括多个并排设置的U形流道131，每个U形流道131的进水端与进水分流腔12连通，每个U形流道131的出水端与出水汇流腔14连通。

采用上述技术方案的有益效果是：U形流道131的两端分别进水端和出水端，由于U形流道131内的介质水是不断流动的，经过换热后，出水端的水温最高，进水端的水温最低，也就是U形流道131上两平行流道一边为高温一边为低温，但是在U形流道131各深度两侧的介质水温度之和是相接近的，而U形流道131中间的间隔区距离较短且是热的良导体，会将两侧热量快速交换，这样会使整个U形流道131区域的温度保持均匀一致；由于每个U形流道131的进水端与进水分流腔12连通，每个U形流道131的出水端与出水汇流腔14连通，这样所有U形流道区域的温度都会保持均匀一致，即水冷板的传热面16温度均匀度高，整个传热面16温度保持一致，能够提供稳定可靠的控温效果。

如图3所示，在本实用新型的另一些实施方式中，进水分流腔12的进水口处于中间位置，进水分流腔12从中间向两侧逐渐变窄。采用上述技术方案的有益效果是：可以确保流经各U形流道131的流量分配均匀。

如图2、3所示，在本实用新型的另一些实施方式中，主板体1上安装有离心水泵2，水流进口11与进水分流腔12之间设有圆形离心室17，离心水泵2的叶轮安装在圆形离心室17内，水流进口11经通道连通到圆形离心室17中心，圆形离心室17的圆周边部设有连通到进水分流腔12的切向出水口171。采用上述技术方案的有益效果是：采用离心水泵直接安装于水冷板上，节约了安装空间，减少流通管路，增强了泵液动力，提高了散热效率。

如图1、2所示，在本实用新型的另一些实施方式中，主板体1上设有第一盖板3，第一盖板3与主板体1闭合形成出水汇流腔和圆形离心室；主板体1上设有第二盖板4，第二盖板4与主板体1闭合形成水流换热腔。采用上述技术方案的有益效果是：方便各腔室的加工成型，节约制造成本。

如图1所示，一种PCR控温装置，用于控制PCR的反应温度，包括所述水冷板、半导体制冷片5和换热器6，水冷板的水流进口和水流出口经管路连接到换热器6，半导体制冷片5设置在水冷板的传热面上，PCR孔板托架放置于半导体制冷片5表面的导热贴片51上。采用上述技术方案的有益效果是：PCR反应中，PCR孔板采用热盖方式提升反应温度，在需要降低反应温度时，半导体制冷片5的上表面迅速制冷降温，采用水冷板快速将半导体制冷片5下表面的热量及时散发，提高了控温速度，对半导体制冷片5下表面均匀散热有助于其上表面的均匀快速制冷，能够确保PCR孔板各孔位温度的一致性，提高PCR实验结果准确度。

如图1所示，在本实用新型的另一些实施方式中，换热器6包括冷却风扇61和散热毛细管62。采用上述技术方案的有益效果是：及时快速散发介质水交换的热量，提高半导体制冷片的降温速度。

在本实用新型的另一些实施方式中，水冷板的传热面周围设有保温隔热垫。采用上述技术方案的有益效果是：确保半导体制冷片下表面热量通过传热面均匀散发。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种均匀传热的水冷板，其特征在于，包括主板体，所述主板体上设有依次连通的水流进口、进水分流腔、水流换热腔、出水汇流腔和水流出口，正对所述水流换热腔的主板体上表面为传热面，所述水流换热腔包括多个并排设置的U形流道，每个U形流道的进水端与进水分流腔连通，每个U形流道的出水端与出水汇流腔连通。

2.根据权利要求1所述的均匀传热的水冷板，其特征在于，所述进水分流腔的进水口处于中间位置，进水分流腔从中间向两侧逐渐变窄。

3.根据权利要求1所述的均匀传热的水冷板，其特征在于，所述主板体上安装有离心水泵，所述水流进口与进水分流腔之间设有圆形离心室，所述离心水泵的叶轮安装在圆形离心室内，所述水流进口经通道连通到圆形离心室中心，圆形离心室的圆周边部设有连通到进水分流腔的切向出水口。

4.根据权利要求3所述的均匀传热的水冷板，其特征在于，所述主板体上设有第一盖板，所述第一盖板与主板体闭合形成出水汇流腔和圆形离心室。

5.根据权利要求4所述的均匀传热的水冷板，其特征在于，所述主板体上设有第二盖板，所述第二盖板与主板体闭合形成水流换热腔。

6.一种PCR控温装置，用于控制PCR的反应温度，其特征在于，包括权利要求3-5任一所述的均匀传热的水冷板、半导体制冷片和换热器，水冷板的水流进口和水流出口经管路连接到换热器，所述半导体制冷片设置在水冷板的传热面上，PCR孔板托架放置于半导体制冷片表面的导热贴片上。

7.根据权利要求6所述的PCR控温装置，其特征在于，所述换热器包括冷却风扇和散热毛细管。

8.根据权利要求7所述的PCR控温装置，其特征在于，水冷板的传热面周围设有保温隔热垫。