CN211295318U - 水道结构 - Google Patents

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向长虎
陈国其
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苏伟
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Abstract

本实用新型公开了一种水道结构。该水道结构包括:水道本体,所述水道本体具有冷却液进口和冷却液出口,所述冷却液进口和所述冷却液出口之间形成冷却水道,从所述冷却液进口到所述冷却液出口的方向为主流动方向,所述冷却水道的平行于所述主流动方向的水道侧壁上设置有隔离散热筋,所述隔离散热筋伸入所述冷却水道内且部分地阻隔所述主流动方向,所述冷却水道内还设置有多个导流散热筋,所述导流散热筋与所述水道侧壁分离开。根据本实用新型的水道结构,隔热散热筋实现冷却水道的分区,保证冷却液沿主流动方向在各个水道分腔内的全覆盖,导流散热筋实现分区内冷却液的均匀流动,二者的长度设计保证了流动阻力的最小化。

Description

水道结构
技术领域
本实用新型涉及机械领域,具体而言,涉及一种水道结构。
背景技术
随着智能化、电动化、信息化的广泛实现,工业控制产品(例如控制器、动力电池等)的散热量不断增大,产品更多倾向于多模块并联实现灵活的数量配置,但这种方案对冷却水道结构提出了很高的要求。多模块并联也意味着流动方向上的长度增加,从能耗的角度考虑需要更低流动阻力的冷却结构设计。
用于多模块并联产品液冷的冷却水道,往往结构狭长、厚度限制大,设计的难点在于保证流阻小且散热均匀。在降流阻的设计中,一般以冷却结构中长度较短的方向为流动方向,以减小沿程流动阻力。但这种结构需要将一个流动入口分成多个分支,而流动分支越多,越难以保证各分支之间流量分配的均匀性,在流动入口压力较低的情况下尤其严重,甚至可能出现局部的流动死区,引起局部散热不足而导致产品失效。
在以冷却结构长度较长的方向为流动方向的设计中,容易导致出现局部的流动死区,引起局部散热不足、冷却均匀性较差;或者会产生较大的流动阻力,导致需要选用功率很大的水泵才能满足有效的散热。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此,本实用新型提出一种水道结构,冷却均匀性较好。
根据本实用新型实施例的水道结构包括:水道本体,所述水道本体具有冷却液进口和冷却液出口,所述冷却液进口和所述冷却液出口之间形成冷却水道,从所述冷却液进口到所述冷却液出口的方向为主流动方向,所述冷却水道的平行于所述主流动方向的水道侧壁上设置有隔离散热筋,所述隔离散热筋伸入所述冷却水道内且部分地阻隔所述主流动方向,所述冷却水道内还设置有多个导流散热筋,所述导流散热筋与所述水道侧壁分离开。
根据本实用新型实施例的水道结构,通过设置隔离散热筋和导流散热筋,可以对冷却液进行导流,从而避免冷却液在冷却水道内出现局部流动死区,冷却均匀性较好,同时可以增加冷却液在冷却水道内的停留时间,以提升冷却效果。
根据本实用新型的一些实施例,所述水道侧壁包括:相对设置的第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁平行于所述主流动方向,所述隔离散热筋包括:设置在所述第一侧壁上的第一散热筋和设置在所述第二侧壁上的第二散热筋,所述第一散热筋向所述第二侧壁延伸且与所述第二侧壁分离,所述第二散热筋向所述第一侧壁延伸且与所述第一侧壁分离。
进一步地,所述第一散热筋与所述第二散热筋依次交替布置。
根据本实用新型的一些实施例,所述水道侧壁还包括:相对设置的进口侧壁和出口侧壁,所述进口侧壁和所述出口侧壁均与所述主流动方向相交,所述冷却液进口设置在所述进口侧壁上且靠近所述第一侧壁,所述冷却液出口设置在所述出口侧壁上且靠近所述第二侧壁。
进一步地,所述进口侧壁、所述第一散热筋、所述第二散热筋和所述出口侧壁中的任意相邻两个之间形成水道分腔,所述导流散热筋设置在至少一个所述水道分腔内,且所述导流散热筋与所述第一侧壁、所述第二侧壁均分离。
具体地,在设置有所述导流散热筋的所述水道分腔内,所述第一散热筋朝向所述冷却液进口一侧的所述导流散热筋与所述第一侧壁之间的距离逐渐增大,所述第一散热筋朝向所述冷却液出口一侧的所述导流散热筋与所述第一侧壁之间的距离逐渐增大。
类似地,在设置有所述导流散热筋的所述水道分腔内,所述第二散热筋朝向所述冷却液进口一侧的所述导流散热筋与所述第二侧壁之间的距离逐渐增大,所述第二散热筋朝向所述冷却液出口一侧的所述导流散热筋与所述第二侧壁之间的距离逐渐增大。
可选地,所述第一散热筋、所述第二散热筋、所述导流散热筋相互平行。
根据本实用新型的一些实施例,所述水道本体为长方体板,所述主流动方向为长度方向。
根据本实用新型的一些实施例,所述水道本体为圆柱体或圆锥体,所述主流动方向为圆周方向。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1是水道结构的示意图。
附图标记:
水道本体1、第一侧壁11、第二侧壁12、进口侧壁13、出口侧壁14、水道分腔15、冷却液进口2、冷却液出口3、第一散热筋41、第二散热筋42、导流散热筋5、主流动方向X。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,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,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
水道结构适于与高温元件接触,这样,当冷却液流过水道结构内部时,可以对水道结构降温,从而间接实现对高温元件的降温。下面结合图1详细描述根据本实用新型实施例的水道结构。
参照图1所示,根据本实用新型实施例的水道结构包括:水道本体1,水道本体1具有冷却液进口2和冷却液出口3,冷却液进口2位于水道本体1的一端,冷却液出口3位于水道本体1的另一端,冷却液进口2和冷却液出口3之间形成冷却水道,从冷却液进口2到冷却液出口3的方向为主流动方向X,冷却液适于从冷却液进口2进入冷却水道内,并沿主流动方向X流到冷却液出口3处,再经冷却液出口3流出去,在此过程中,冷却液带走水道本体1的热量,从而给与水道本体1接触的高温元件降温。
冷却水道的平行于主流动方向X的水道侧壁上设置有隔离散热筋,隔离散热筋伸入冷却水道内,且隔离散热筋部分地阻隔主流动方向X,以增加冷却液在冷却水道内的停留时间,同时,隔离散热筋可以对冷却液进行导流,避免冷却液在冷却水道内出现局部流动死区而引起局部散热不足。
隔离散热筋可以将冷却水道分成多个相互连通的区域(即水道分腔15),保证冷却液沿主流动方向在各个区域内的全覆盖。
隔离散热筋可以垂直于其所在水道侧壁,由此可以节省隔离散热筋的用料,从而节约成本。
冷却水道内还设置有多个导流散热筋5,导流散热筋5与水道侧壁分离开,导流散热筋5同样可以对冷却液进行导流,进一步避免冷却液在冷却水道内出现局部流动死区,导流散热筋5可以实现该区域内冷却液的均匀流动,降低冷却液的流动阻力。
根据本实用新型实施例的水道结构,通过设置隔离散热筋和导流散热筋5,可以对冷却液进行导流,从而避免冷却液在冷却水道内出现局部流动死区,降低流动阻力,冷却均匀性较好,同时可以增加冷却液在冷却水道内的停留时间,以提升冷却效果。
水道侧壁包括:相对设置的第一侧壁11和第二侧壁12,第一侧壁11和第二侧壁12平行于主流动方向X,隔离散热筋包括:第一散热筋41和第二散热筋42,第一散热筋41设置在第一侧壁11上,第二散热筋42设置在第二侧壁12上,第一散热筋41向第二侧壁12延伸且与第二侧壁12分离,第二散热筋42向第一侧壁11延伸且与第一侧壁11分离。
进一步地,第一散热筋41与第二散热筋42依次交替布置。
水道侧壁还包括:相对设置的进口侧壁13和出口侧壁14,进口侧壁13和出口侧壁14均与主流动方向X相交,在图1所示的实施例中,进口侧壁13和出口侧壁14均与主流动方向X垂直。冷却液进口2设置在进口侧壁13上且靠近第一侧壁11,冷却液出口3设置在出口侧壁14上且靠近第二侧壁12。也就是说,冷却液进口2不在进口侧壁13的中点,而是偏向第一侧壁11,冷却液出口3不在出口侧壁14的中点,而是偏向第二侧壁12,以增加冷却液在冷却水道内的停留时间。
优选地,本实用新型的水道结构为中心对称结构,这样,冷却液进口2和冷却液出口3的布局为中心对称设计,所以冷却液进口2和冷却液出口3可以互换,冷却液进口2和冷却液出口3无差别,避免由于冷却液进错入口而引起的不良后果。
进一步地,进口侧壁13、第一散热筋41、第二散热筋42和出口侧壁14中的任意相邻两个之间形成水道分腔15,各个水道分腔15相互连通,导流散热筋5设置在至少一个水道分腔15内,且导流散热筋5与第一侧壁11、第二侧壁12均分离。也就是说,第一散热筋41与第二散热筋42将整个冷却水道分成多个水道分腔15,以保证冷却液能够覆盖所有的水道分腔15。导流散热筋5将各个水道分腔15内的冷却液均匀分流,保证冷却液的均匀分配,避免冷却液在各个水道分腔15内出现局部流动死区。
在图1的实施例中,每个水道分腔15内均设置有导流散热筋5,以实现冷却液在该水道分腔15内的均匀流动。
导流散热筋5与第一侧壁11、第二侧壁12之间的距离逐渐变化。具体而言,在设置有导流散热筋5的水道分腔15内,第一散热筋41朝向冷却液进口2一侧的导流散热筋5与第一侧壁11之间的距离逐渐增大,第一散热筋41朝向冷却液出口3一侧的导流散热筋5与第一侧壁11之间的距离逐渐增大。
类似地,在设置有导流散热筋5的水道分腔15内,第二散热筋42朝向冷却液进口2一侧的导流散热筋5与第二侧壁12之间的距离逐渐增大,第二散热筋42朝向冷却液出口3一侧的导流散热筋5与第二侧壁12之间的距离逐渐增大。
如图1所示的水道结构内形成四个水道分腔15,每个水道分腔15内设置有导流散热筋5,并且在每个水道分腔15内,第一散热筋41左侧的导流散热筋5与第一侧壁11之间的距离逐渐增大,第一散热筋41右侧的导流散热筋5与第一侧壁11之间的距离逐渐增大。第二散热筋42左侧的导流散热筋5与第二侧壁12之间的距离逐渐增大,第二散热筋42右侧的导流散热筋5与第二侧壁12之间的距离逐渐增大。
通过合理设计第一散热筋41、第二散热筋42与导流散热筋5的长度,使第一散热筋41、第二散热筋42与导流散热筋5构成沿主流动方向X呈S形变化的散热筋阵列,由此实现流动均匀性分配和流动阻力的最小化。
可选地,第一散热筋41、第二散热筋42、导流散热筋5相互平行,有利于减小冷却液在冷却水道内的紊流。
在图1所示的实施例中,水道本体1为长方体板,主流动方向X为长度方向,冷却液进口2和冷却液出口3设置在长度较短的两条边上,具体而言,如图1所示,第一侧壁11和第二侧壁12为长度较长的两条边,进口侧壁13和出口侧壁14为长度较短的两条边,冷却液进口2设置在长度较短的进口侧壁13上,冷却液出口3设置在长度较短的出口侧壁14上,这样可以增加冷却液在冷却水道内的路径长度,从而增加冷却液在冷却水道内的停留时间。
在一些未示出的实施例中,水道本体1为圆柱体或圆锥体,主流动方向X为圆周方向。
隔热散热筋实现冷却水道的分区,保证冷却液沿主流动方向X在各个水道分腔15内的全覆盖。导流散热筋5实现分区内冷却液的均匀流动,二者的长度设计保证了流动阻力的最小化。
本实用新型所采用的隔热散热筋和导流散热筋5的布局以及主流动方向X设计方案,在提高水道结构的冷却均匀性以及降低流阻方面都有更好的性能。本实用新型的水道结构可应用于各种液冷产品设计中,实现低流阻、高均匀性的冷却。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”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实用新型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必须针对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。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种水道结构,其特征在于,包括:水道本体(1),所述水道本体(1)具有冷却液进口(2)和冷却液出口(3),所述冷却液进口(2)和所述冷却液出口(3)之间形成冷却水道,从所述冷却液进口(2)到所述冷却液出口(3)的方向为主流动方向,所述冷却水道的平行于所述主流动方向的水道侧壁上设置有隔离散热筋,所述隔离散热筋伸入所述冷却水道内且部分地阻隔所述主流动方向,所述冷却水道内还设置有多个导流散热筋(5),所述导流散热筋(5)与所述水道侧壁分离开。
2.根据权利要求1所述的水道结构,其特征在于,所述水道侧壁包括:相对设置的第一侧壁(11)和第二侧壁(12),所述第一侧壁(11)和所述第二侧壁(12)平行于所述主流动方向,所述隔离散热筋包括:设置在所述第一侧壁(11)上的第一散热筋(41)和设置在所述第二侧壁(12)上的第二散热筋(42),所述第一散热筋(41)向所述第二侧壁(12)延伸且与所述第二侧壁(12)分离,所述第二散热筋(42)向所述第一侧壁(11)延伸且与所述第一侧壁(11)分离。
3.根据权利要求2所述的水道结构,其特征在于,所述第一散热筋(41)与所述第二散热筋(42)依次交替布置。
4.根据权利要求2或3所述的水道结构,其特征在于,所述水道侧壁还包括:相对设置的进口侧壁(13)和出口侧壁(14),所述进口侧壁(13)和所述出口侧壁(14)均与所述主流动方向相交,所述冷却液进口(2)设置在所述进口侧壁(13)上且靠近所述第一侧壁(11),所述冷却液出口(3)设置在所述出口侧壁(14)上且靠近所述第二侧壁(12)。
5.根据权利要求4所述的水道结构,其特征在于,所述进口侧壁(13)、所述第一散热筋(41)、所述第二散热筋(42)和所述出口侧壁(14)中的任意相邻两个之间形成水道分腔(15),所述导流散热筋(5)设置在至少一个所述水道分腔(15)内,且所述导流散热筋(5)与所述第一侧壁(11)、所述第二侧壁(12)均分离。
6.根据权利要求5所述的水道结构,其特征在于,在设置有所述导流散热筋(5)的所述水道分腔(15)内,所述第一散热筋(41)朝向所述冷却液进口(2)一侧的所述导流散热筋(5)与所述第一侧壁(11)之间的距离逐渐增大,所述第一散热筋(41)朝向所述冷却液出口(3)一侧的所述导流散热筋(5)与所述第一侧壁(11)之间的距离逐渐增大。
7.根据权利要求5所述的水道结构,其特征在于,在设置有所述导流散热筋(5)的所述水道分腔(15)内,所述第二散热筋(42)朝向所述冷却液进口(2)一侧的所述导流散热筋(5)与所述第二侧壁(12)之间的距离逐渐增大,所述第二散热筋(42)朝向所述冷却液出口(3)一侧的所述导流散热筋(5)与所述第二侧壁(12)之间的距离逐渐增大。
8.根据权利要求2所述的水道结构,其特征在于,所述第一散热筋(41)、所述第二散热筋(42)、所述导流散热筋(5)相互平行。
9.根据权利要求1所述的水道结构,其特征在于,所述水道本体(1)为长方体板,所述主流动方向为长度方向。
10.根据权利要求1所述的水道结构,其特征在于,所述水道本体(1)为圆柱体或圆锥体,所述主流动方向为圆周方向。
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