CN219499854U - 一种一体化液冷散热结构 - Google Patents

Abstract

一种一体化液冷散热结构，用于发热器件散热；包括：主壳体，第一端板，第二端板，进液接头，出液接头；其中，主壳体内部设有连续的流道空腔，流道空腔内部填充有冷却液，进液接头与流道空腔的一端连通，出液接头与流道空腔的另一端连通；主壳体顶部及沿长度方向两个端面设有开口，第一端板与主壳体一端开口连接，第二端板与主壳体另一端开口连接，第一端板和第二端板对开口进行封堵；主壳体、第一端板以及第二端板围合成具有顶部开口的容纳腔。本实用新型提供的一体化液冷散热结构，将壳体结构和液冷散热结构合二为一，利于做到小型化、轻量化，且便于降低热阻提高散热效率，利于提高电力电子设备的能量密度。

Description

一种一体化液冷散热结构

技术领域

本实用新型属于散热结构技术领域，具体地，涉及一种一体化液冷散热结构。

背景技术

随着电子技术的高速发展，诸如电感器、变压器等电子元器件的运行频率和速度不断攀升，而设计上却更加要求小型化、轻量化。然而，高频高速的电子元器件的发热量更大，小型化设计更是使得能量密度飙升，导致电子元器件的温度越来越高，对电子元器件的性能、可靠性以及运行的稳定性产生了严重威胁。为确保电子元器件及应用其的装置的安全可靠运行，必须对电子元器件的散热进行着重设计。

现有技术中，许多电子元器件的通过风冷进行散热，其实现方式一般为在封装壳体上设置散热翅片，通过强迫风冷或自然冷却的方式进行散热。但这种方式翅片无法随意调整导致散热效果不够理想，且由于翅片的存在，产品体积往往较大，难以满足日益增长的小型化、轻量化需求；此外，风冷散热的一大劣势在于应用场景受限，难以在狭小密闭空间中使用。有些电子元器件的散热也通过液冷方式进行，但现有的电子元器件液冷散热结构往往是封装壳体结构和液冷散热结构分开设置，而非一体化设计，其带来的问题是热源到液冷散热结构的热量传递路径变长，热阻增大，散热效率受到限制。

因此，需要开发一种新的液冷散热结构。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种一体化液冷散热结构，解决现有发热器件散热方案结构中存在的散热效果受限、体积大、应用环境受限的问题。

本实用新型采用如下的技术方案。

一种一体化液冷散热结构，为发热器件散热；包括：主壳体，第一端板，第二端板，进液接头，出液接头；其中，主壳体内部设有连续的流道空腔，流道空腔内部填充有冷却液，进液接头与流道空腔的一端连通，出液接头与流道空腔的另一端连通；主壳体顶部及沿长度方向两个端面设有开口，第一端板与主壳体一端开口连接，第二端板与主壳体另一端开口连接，第一端板和第二端板对开口进行封堵；主壳体、第一端板以及第二端板围合成具有顶部开口的容纳腔。

第一端板和第二端板与主壳体接合处设置密封垫或涂有密封胶。

进液接头和出液接头的位置包括：

进液接头和出液接头通过焊接连接于主壳体上；

或者进液接头和出液接头通过焊接连接于第一端板上；

或者进液接头和出液接头均焊接于第二端板上。

进液接头和出液接头的位置包括：

进液接头通过焊接连接于主壳体上时，出液接头通过焊接连接于第一端板上或第二端板上；

或者进液接头通过焊接连接于第一端板上时，出液接头通过焊接连接于主壳体上或第二端板上；

或者进液接头通过焊接连接于第二端板上时，出液接头通过焊接连接于主壳体上或第一端板上。

主壳体、第一端板、第二端板、进液接头和出液接头的材质均为铝合金或铜质材料。

流道空腔的分布位置包括：主壳体底部，主壳体宽度方向两侧。

主壳体形状包括：U形，长方形、圆柱形，梯形。

主壳体包括间隔筋，间隔筋在流道空腔内部延伸。

主壳体为沿长度方向延伸的挤出成型结构，包括：通过挤出型材直接成型，通过挤出平板形型材后经折弯后成型，通过分体挤出内侧、外侧两片型材后进行焊接成型，通过分体挤出内侧、外侧两片平板形型材后进行折弯及焊接成型。

通过分体挤出内侧、外侧两片型材后进行焊接成型的主壳体中，间隔筋位于内侧型材或外侧型材上。

通过分体挤出内侧、外侧两片平板形型材后进行折弯及焊接成型的主壳体中，间隔筋位于内侧型材或外侧型材上。

一体化液冷散热结构还包括：第一端板堵头，第二端板堵头；其中，第一端板堵头位于主壳体和第一端板之间，第二端板堵头位于主壳体和第二端板之间；

第一端板堵头和第二端板堵头连接于主壳体沿长度方向两端。

第一端板同时连接主壳体和第一端板堵头，第二端板同时连接主壳体和第二端板堵头；

或者第一端板连接于第一端板堵头后间接连接主壳体，或第二端板连接于第二端板堵头后间接连接主壳体。

第一端板、第二端板与主壳体、第一端板与第一端板堵头、第二端板与第二端板堵头的连接方式包括：焊接，铆接，胶粘连接，螺纹连接；

第一端板堵头、第二端板堵头与主壳体的连接方式包括：焊接，铆接，胶粘连接，螺纹连接。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型提出的一体化液冷散热结构放置于封装壳体结构内部，结构紧凑、散热效率高、体积小、环境适应性好、能量密度高，提升了电子元器件的运行可靠性、稳定性及使用寿命，为电子元器件实际应用中存在的问题提供一种新的解决方案。

本实用新型提供的一体化液冷散热结构采用液冷方式冷却，散热效果相对于强迫风冷和自然冷却较好，可应用于大功率场合，且没有噪声，易于适应不同应用场景，能够有效的保证器件的可靠性和设备运行的稳定性。

本实用新型提供的一体化液冷散热结构，将壳体结构和液冷散热结构合二为一，利于做到小型化、轻量化，且便于降低热阻提高散热效率，利于提高电力电子设备的能量密度。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一体化液冷散热结构的示意图，其中，进液接头和出液接头通过焊接连接于主壳体上；

图2是本实用新型实施例中的一体化液冷散热结构的示意图，其中，进液接头和出液接头通过焊接连接于第一端板上；

图3是本实用新型实施例中的一体化液冷散热结构的示意图，其中，进液接头和出液接头分布通过焊接连接于主壳体和第二端板上；

图4是图1所示一体化液冷散热结构的爆炸视图；

图5是图1所示一体化液冷散热结构中主壳体的示意图；

图6是图1的A-A方向的剖视图；

图7是本实用新型实施例中的长方形主壳体结构示意图；

图8是本实用新型实施例中的圆柱形主壳体结构示意图；

图9是本实用新型实施例中第一端板同时连接主壳体和第一端板堵头，第二端板同时连接主壳体和第二端板堵头的爆炸视图；

图10是是本实用新型实施例中第一端板连接于第一端板堵头后间接连接主壳体，或第二端板连接于第二端板堵头后间接连接主壳体的爆炸视图；

图1至10的附图标记说明如下：

101-主壳体，1011-流道空腔，1012-间隔筋；102-第二端板；103-进液接头；104-第一端板；105-出液接头；106-容纳腔；107-第一端板堵头；108-第二端板堵头。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型精神，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它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1至4所示，本实用新型提供了一种一体化液冷散热结构，包括：主壳体101，第一端板104，第二端板102，进液接头103，出液接头105。其中，主壳体内部设有连续的流道空腔1011，流道空腔内部填充有冷却液，进液接头与流道空腔的一端连通，出液接头与流道空腔的另一端连通，用于冷却液的流入和流出。主壳体顶部及沿长度方向两个端面设有开口，第一端板与主壳体一端开口连接，第二端板与主壳体另一端开口连接，第一端板和第二端板对开口进行封堵。主壳体、第一端板以及第二端板围合成具有顶部开口的容纳腔106，用于容纳至少一个发热器件。

本实用新型实施例中，发热器件的种类包括但不限于：电感器，电容器，电源模块，变压器，变阻器，线圈等。

优选地，冷却液的种类包括水、矿物油以及水和乙二醇混合液，为保证散热均匀，填充于散热结构中的液体成分应当均匀且唯一。

第一端板和第二端板与主壳体连接构成一个整体，接合处可设置密封垫或涂有密封胶，保证了流道空腔的密封性能和耐压性能，也确保了容纳腔除顶部开口外其他位置的良好密封性。

进液接头和出液接头的位置包括：

1、如图1所示，进液接头和出液接头通过焊接连接于主壳体上，用于冷却液的流入和流出。

2、如图2所示，进液接头和出液接头通过焊接连接于第一端板上，用于冷却液的流入和流出。

3、进液接头和出液接头通过焊接连接于第二端板上。

4、进液接头通过焊接连接于主壳体上时，出液接头通过焊接连接于第一端板上或第二端板上；如图3所示，进液接头通过焊接连接于主壳体上，出液接头通过焊接连接于第二端板上，用于冷却液的流入和流出。

5、进液接头通过焊接连接于第一端板上时，出液接头通过焊接连接于主壳体上或第二端板上。

6、进液接头通过焊接连接于第二端板上时，出液接头通过焊接连接于主壳体上或第一端板上。

进液接头和出液接头的灵活设置，使得本实用新型提出的一体化液冷散热结构能够适应更多的应用场合和管道连接方式。

主壳体、第一端板、第二端板、进液接头和出液接头的材质均为铝合金或铜质材料，铝合金材料或铜质材料良好的导热率可以避免发热器件由于散热不及时导致产生热量堆叠。

如图5和6所示，流道空腔分布于主壳体底部和主壳体宽度方向两侧，用于确保发热器件的高速散热。

优选的，流道空腔分布于主壳体底部。

优选的，流道空腔分布于主壳体宽度方向两个侧面中的一个侧面。

优选的，流道空腔分布于主壳体底部、主壳体宽度方向两个侧面中的一个侧面。

优选的，流道空腔分布于主壳体宽度方向两个侧面。

如图5和6所示，主壳体包括间隔筋1012，在流道空腔1011内部延伸，用于分割流道空腔1011，提高流动均匀性和散热效果，同时提高主壳体的整体强度和刚度。

优选的，主壳体形状包括但不限于：U形，长方形、圆柱形，梯形。图7为长方形主壳体，图8为圆柱形主壳体。主壳体的具体形状不做限定，根据发热器件的具体形状进行匹配设计，即在满足本实用新型的发明构思的前提下，在能够容纳至少一个发热器件的条件下，主壳体采用各种形状构造。

优选的，主壳体为沿长度方向延伸的挤出成型结构，包括：通过挤出型材直接成型，通过挤出平板形型材后经折弯后成型，通过分体挤出内侧、外侧两片型材后进行焊接成型，通过分体挤出内侧、外侧两片平板形型材后进行折弯及焊接成型。

通过分体挤出内侧、外侧两片型材后进行焊接成型的主壳体中，间隔筋位于内侧型材或外侧型材上。

通过分体挤出内侧、外侧两片平板形型材后进行折弯及焊接成型的主壳体中，间隔筋位于内侧型材或外侧型材上。

如图9和10所示，可选地，一体化液冷散热结构还包括第一端板堵头107，第一端板堵头位于主壳体和第一端板之间；可选地，一体化液冷散热结构还包括第二端板堵头108，第二端板堵头位于主壳体和第二端板之间。

第一端板堵头和第二端板堵头连接于主壳体沿长度方向两端，用于封堵形成密闭流道空腔，保证冷却液不泄露。

图9中，第一端板同时连接主壳体和第一端板堵头，第二端板同时连接主壳体和第二端板堵头。图10中，第一端板连接于第一端板堵头后间接连接主壳体，或第二端板连接于第二端板堵头后间接连接主壳体。

第一端板、第二端板与主壳体的连接方式包括但不限于：焊接，铆接，胶粘连接，螺纹连接。

第一端板与第一端板堵头的连接方式包括但不限于：焊接，铆接，胶粘连接，螺纹连接。

第二端板与第二端板堵头的连接方式包括但不限于：焊接，铆接，胶粘连接，螺纹连接。

第一端板堵头、第二端板堵头与主壳体的连接方式包括但不限于：焊接，铆接，胶粘连接，螺纹连接。

进一步，为确保容纳腔的密封性，连接接合处根据需要设有密封垫或涂有密封胶。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种一体化液冷散热结构，所述结构用于发热器件散热；其特征在于，

包括：主壳体，第一端板，第二端板，进液接头，出液接头；其中，主壳体内部设有连续的流道空腔，流道空腔内部填充有冷却液，进液接头与流道空腔的一端连通，出液接头与流道空腔的另一端连通；主壳体顶部及沿长度方向两个端面设有开口，第一端板与主壳体一端开口连接，第二端板与主壳体另一端开口连接，第一端板和第二端板对开口进行封堵；主壳体、第一端板以及第二端板围合成具有顶部开口的容纳腔。

2.根据权利要求1所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

第一端板和第二端板与主壳体接合处设置密封垫或涂有密封胶。

3.根据权利要求1所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

进液接头和出液接头的位置包括：

进液接头和出液接头通过焊接连接于主壳体上；

或者进液接头和出液接头通过焊接连接于第一端板上；

或者进液接头和出液接头均焊接于第二端板上。

4.根据权利要求1所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

进液接头和出液接头的位置包括：

进液接头通过焊接连接于主壳体上时，出液接头通过焊接连接于第一端板上或第二端板上；

或者进液接头通过焊接连接于第一端板上时，出液接头通过焊接连接于主壳体上或第二端板上；

或者进液接头通过焊接连接于第二端板上时，出液接头通过焊接连接于主壳体上或第一端板上。

5.根据权利要求1所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

主壳体、第一端板、第二端板、进液接头和出液接头的材质均为铝合金或铜质材料。

6.根据权利要求1所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

流道空腔的分布位置包括：主壳体底部，主壳体宽度方向两侧。

7.根据权利要求1所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

主壳体形状包括：U形，长方形、圆柱形，梯形。

8.根据权利要求7所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

主壳体包括间隔筋，间隔筋在流道空腔内部延伸。

9.根据权利要求8所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

主壳体为沿长度方向延伸的挤出成型结构，包括：通过挤出型材直接成型，通过挤出平板形型材后经折弯后成型，通过分体挤出内侧、外侧两片型材后进行焊接成型，通过分体挤出内侧、外侧两片平板形型材后进行折弯及焊接成型。

10.根据权利要求9所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

通过分体挤出内侧、外侧两片型材后进行焊接成型的主壳体中，间隔筋位于内侧型材或外侧型材上。

11.根据权利要求9所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

通过分体挤出内侧、外侧两片平板形型材后进行折弯及焊接成型的主壳体中，间隔筋位于内侧型材或外侧型材上。

12.根据权利要求1所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

一体化液冷散热结构还包括：第一端板堵头，第二端板堵头；其中，第一端板堵头位于主壳体和第一端板之间，第二端板堵头位于主壳体和第二端板之间；

第一端板堵头和第二端板堵头连接于主壳体沿长度方向两端。

13.根据权利要求12所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

第一端板同时连接主壳体和第一端板堵头，第二端板同时连接主壳体和第二端板堵头；

或者第一端板连接于第一端板堵头后间接连接主壳体，或第二端板连接于第二端板堵头后间接连接主壳体。

14.根据权利要求13所述的一体化液冷散热结构，其特征在于，

第一端板、第二端板与主壳体、第一端板与第一端板堵头、第二端板与第二端板堵头的连接方式包括：焊接，铆接，胶粘连接，螺纹连接；

第一端板堵头、第二端板堵头与主壳体的连接方式包括：焊接，铆接，胶粘连接，螺纹连接。