CN217306490U - 一种涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，属于散热器技术领域。包括散热底板、顶盖，散热底板上设有螺旋流道、长直过度流道、锥形冲击装置，顶盖与散热底板形状相同且盖在散热底板上方，散热底板的中心设有锥形冲击装置，散热底板的侧壁上对称布置有两个出水口，螺旋流道由两条共轭啮合的螺旋槽道组成，螺旋流道出口处通过长直过度流道与出水口连通，每条螺旋槽道的轴线上等间距分布有若干个扰流柱，顶盖中心处设有贯穿的入水口，顶盖上与出水口对应处设有出水端。本实用新型采用螺旋流道，在相同的散热器尺寸下，拥有更大的流固换热面积，有利于改善螺旋流道热沉的均温性和局部高温情况。结构简单，散热效果显著。
Description
技术领域
本实用新型属于散热器技术领域，具体为一种涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器。
背景技术
随着芯片高集成化、高功率化，对高热流密度芯片的散热研究成为了国际上十分重要的研究领域，若不采取有效的冷却措施，高温会严重影响到芯片工作的稳定性和使用寿命，但是现有的微通道散热器冷却液到达散热区域的流道过长，导致散热效果不佳，且芯片温度均匀性难以保证。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，结构简单，散热效果优良。
本实用新型采用的技术方案是：一种涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，包括散热底板1、顶盖2，散热底板1上设有螺旋流道3、长直过度流道4、锥形冲击装置5，顶盖2与散热底板1形状相同且盖在散热底板1上方，散热底板1的中心设有锥形冲击装置5，散热底板1的侧壁上对称布置有两个出水口7，螺旋流道3由两条共轭啮合的螺旋槽道组成，两条共轭啮合的螺旋槽道由散热底板1的中心向外螺旋辐射，螺旋流道3出口处通过长直过度流道4与出水口7连通，两条共轭啮合的螺旋槽道在锥形冲击装置5处连通，每条螺旋槽道的轴线上等间距分布有若干个扰流柱6，扰流柱6与螺旋槽道的侧壁间隙配合，顶盖2中心处设有贯穿的入水口8，顶盖2上与出水口7对应处设有出水端9。
具体地，两条螺旋槽道的螺距相同，相位差180°，圈数均为3.5圈。
优选地，所述的扰流柱6为圆柱体。
优选地，螺旋流道3、长直过度流道4均为矩形槽，且二者为一体式结构。
优选地，每条螺旋槽道内自锥形冲击装置5外缘起等间距排布有20根扰流柱。
优选地，锥形冲击装置5的高度与螺旋流道3深度相同。
优选地，锥形冲击装置5底面的直径大于入水口8的直径。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于基圆渐开线涡旋线设计流道，提高了散热器尺寸下的流固换热面积，并采用冲击式入水方式，缩短冷却液到达散热区的路程从而增大有效温度差，结构简单，散热效果优良。
散热器工作时，流体从入水口进入散热器腔体，进入底板冲击区，流体进入带有涡旋流道的底板，底板与芯片直接接触，流体进行热交换后沿着出水口流出，其中扰流柱可起到改变流道内液体流动状态的作用，进一步强化换热。与传统的流动时水冷的芯片散热器相比，本实用新型所设计的涡旋微通道底板，在相同的散热器尺寸下，拥有更大的流固换热面积，并且水流进入散热器的方式是冲击底板的形式，当水流经过所属的微槽道，使水流有更好的流动性能，该善了微槽道热沉的温度均匀性和局部高温情况，有效的提高了散热器的散热性能。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为散热底板的结构示意图：
图3是图2的俯视示意图。
图中各标号为：散热底板-1、顶盖-2、螺旋流道-3、长直过度流道-4、锥形冲击装置-5、扰流柱-6、出水口-7、入水口8、出水端-9。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和附图对本实用新型做进一步阐述。
实施例1：如图1-3所示，一种涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，包括散热底板1、顶盖2，散热底板1上设有螺旋流道3、长直过度流道4、锥形冲击装置5，顶盖2与散热底板1形状相同且盖在散热底板1上方，散热底板1的中心设有锥形冲击装置5，散热底板1的侧壁上对称布置有两个出水口7，螺旋流道3由两条共轭啮合的螺旋槽道组成，两条共轭啮合的螺旋槽道由散热底板1的中心向外螺旋辐射，螺旋流道3出口处通过长直过度流道4与出水口7连通，两条共轭啮合的螺旋槽道在锥形冲击装置5处连通，每条螺旋槽道的轴线上等间距分布有若干个扰流柱6，顶盖2中心处设有贯穿的入水口8，入水口8位于锥形冲击装置5正上方，顶盖2上与出水口7对应处设有出水端9。
锥形冲击装置5的设置，可以减小螺旋流道3入口处的紊流现象，扰流柱6的设置，通过改变流体在槽内的流动状态，进而强化换热，在保证散热效果的同时，尽可能减小进出口压力损失。螺旋流道3末端与出水口7之间有一段长直过度流道4进行过度，此举为了将出水口7引出圆弧形壁面，方便后续连接出水口管道。
进一步地，两条螺旋槽道的螺距相同，相位差180°，圈数均为3.5圈，即保证流道的均匀密布，又使流道间距保持在合理范围。
进一步地，所述的扰流柱6为圆柱体，减小扰流柱带来的流道内压力损失。
进一步地，螺旋流道3、长直过度流道4均为矩形槽，且二者为一体式结构，各部分截面不变，方便液体流动。
进一步地，每条螺旋槽道内自锥形冲击装置5外缘起等间距排布有20根扰流柱，在强化换热的前提下，尽可能的减少因扰流柱带来的压力损失。
进一步地，锥形冲击装置5的高度与螺旋流道3深度相同，最大程度减少入口紊流现象。
进一步地，锥形冲击装置5底面的直径略大于入水口8的直径，减小高入口流量工况下的入口紊流现象。
本实用新型的具体工作过程如下：芯片在工作过程中产生的热量传导至散热器的底部，冷却流体从散热器顶部中间开口的入水口8进入到散热器腔体，直接冲击散热器底部的锥形冲击装置5，然后冷却流体进入涡旋的螺旋流道3中，由于扰流柱6的作用，增大流体的湍流程度，由于冷却液与散热器底部芯片产生的热能存在温度差，通过对流换热，冷却流体将热量从出水口7带走。整个过程中，芯片产生的热能被冷却流体以及螺旋流道3强化传热带走，具有十分显著的散热效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，其特征在于：包括散热底板（1）、顶盖（2），散热底板（1）上设有螺旋流道（3）、长直过度流道（4）、锥形冲击装置（5），顶盖（2）与散热底板（1）形状相同且盖在散热底板（1）上方，散热底板（1）的中心设有锥形冲击装置（5），散热底板（1）的侧壁上对称布置有两个出水口（7），螺旋流道（3）由两条共轭啮合的螺旋槽道组成，两条共轭啮合的螺旋槽道由散热底板（1）的中心向外螺旋辐射，螺旋流道（3）出口处通过长直过度流道（4）与出水口（7）连通，两条共轭啮合的螺旋槽道在锥形冲击装置（5）处连通，每条螺旋槽道的轴线上等间距分布有若干个扰流柱（6），顶盖（2）中心处设有贯穿的入水口（8），顶盖（2）上与出水口（7）对应处设有出水端（9）。
2.根据权利要求1所述的涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，其特征在于：两条螺旋槽道的螺距相同，相位差180°，圈数均为3.5圈。
3.根据权利要求1所述的涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，其特征在于：所述的扰流柱（6）为圆柱体。
4.根据权利要求1所述的涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，其特征在于：螺旋流道（3）、长直过度流道（4）均为矩形槽，且二者为一体式结构。
5.根据权利要求1所述的涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，其特征在于：每条螺旋槽道内自锥形冲击装置（5）外缘起等间距排布有20根扰流柱。
6.根据权利要求1所述的涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，其特征在于：锥形冲击装置（5）的高度与螺旋流道（3）深度相同。
7.根据权利要求1所述的涡旋微通道的冲击式水冷芯片散热器，其特征在于：锥形冲击装置（5）底面的直径大于入水口（8）的直径。
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