CN220829952U - 液冷散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液冷散热结构，包括自下而上顺次层叠设置的下散热盖板、散热主体以及上散热盖板，散热主体上设有螺旋设置的散热槽、进液嘴和出液嘴，散热槽包括自进液嘴向内螺旋延伸至散热主体中心的进液槽以及自进液槽的出液端向外螺旋延伸至出液嘴的出液槽，进液槽和出液槽在散热主体的径向上间隔排布。本实用新型提供的液冷散热结构，散热主体上下两侧板面上的进液槽和出液槽能够形成双螺旋结构，冷却液自进液嘴流入，并螺旋延伸至散热主体的中心位置，之后进入出液槽并沿出液槽向外周螺旋扩散，解决了传统散热结构中心温度高的缺陷，保证了散热通道内部温度的均匀性，可对电器件起到均匀的散热作用，有助于延长电器件的使用寿命。

Description

液冷散热结构

技术领域

本实用新型属于电子散热结构技术领域，更具体地说，是涉及一种液冷散热结构。

背景技术

门极换流晶闸管(Integrated Gate-Commutated Thyristor以下简称IGCT)具有电流大、阻断电压高、开关频率高等特点，广泛用于大功率柔性交流输电系统及大功率传动装置中，散热结构的设置能够保证器件能在低温环境中高效长期工作。

随着电器件功率和频率的提高,电器件的发热密度也相应提高，现有的IGCT往往难以达到理想的冷却效果，严重影响了电器件的正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液冷散热结构，能够高效地对电器件进行降温，保证电器件能够在低温环境中长时间工作，具有良好的冷却散热效果。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种液冷散热结构，包括自下而上顺次层叠设置的下散热盖板、散热主体以及上散热盖板，散热主体的板面上设有螺旋设置的散热槽，散热主体能够与上散热盖板或下散热盖板围合成散热通道，散热主体上设有分别与散热槽的两端一一对应连通的进液嘴和出液嘴，散热槽包括自进液嘴向内螺旋延伸至散热主体中心的进液槽以及自进液槽的出液端向外螺旋延伸至出液嘴的出液槽，进液槽和出液槽在散热主体的径向上间隔排布。

在一种可能的实现方式中，散热主体上设有用于安装进液嘴的进液孔以及用于安装出液嘴的出液孔，进液孔和出液孔分别贯穿散热主体的同一侧壁设置、且进液孔和出液孔的主轴相互平行。

在一种可能的实现方式中，进液孔和出液孔内分别设有电极套，电极套嵌装于进液孔或出液孔的内周壁上、且电极套靠近进液嘴或出液嘴的内端设置。

一些实施例中，位于进液孔内的电极套与进液嘴的内端面之间设有第一间隙，位于出液孔内的电极套与出液嘴的内端面之间设有第二间隙，第一间隙等于第二间隙。

一些实施例中，电极套的内径、进液孔的内径以及出液孔的内径均相等，电极套为不锈钢材质构件。

一些实施例中，进液槽与进液孔之间通过第一过渡槽相连，第一过渡槽垂直于进液孔的轴向延伸至与进液槽的进液端连通，出液槽与出液孔之间通过第二过渡槽相连，第二过渡槽垂直于出液孔的轴向延伸至与出液槽的出液端连通。

一些实施例中，第一过渡槽和第二过渡槽分别为矩形槽。

在一种可能的实现方式中，散热槽内设有沿散热槽的走向延伸的分隔板，分隔板的边缘与散热主体的板面齐平、用于与上散热盖板或下散热盖板接触配合。

一些实施例中，散热槽的内腔截面为矩形，分隔板分隔散热槽为宽度相等的两个槽体。

在一种可能的实现方式中，散热通道在散热主体的两侧板面上对称设有两组，进液嘴和出液嘴分别设有一个，两组散热通道的进液端分别与进液嘴连通，两组散热通道的出液端分别与出液嘴相连。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例提供的液冷散热结构，散热主体上下两侧板面上的进液槽和出液槽能够形成双螺旋结构，冷却液自进液嘴流入，并螺旋延伸至散热主体的中心位置，之后进入出液槽并沿出液槽向外周螺旋扩散，解决了传统散热结构中心温度高的缺陷，保证了散热通道内部温度的均匀性，可对电器件起到均匀的散热作用，有助于延长电器件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的液冷散热结构实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的液冷散热结构实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的液冷散热结构的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例图3中A-A的剖视结构示意图；

图5为本实用新型实施例图1中散热主体的俯视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、下散热盖板；2、散热主体；21、进液槽；22、出液槽；23、进液嘴；24、出液嘴；25、进液孔；26、出液孔；27、第一过渡槽；28、第二过渡槽；29、分隔板；3、上散热盖板；31、定位孔；4、电极套；5、焊接复合层。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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。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若干个该特征。在本实用新型的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的液冷散热结构进行说明。液冷散热结构，包括自下而上顺次层叠设置的下散热盖板1、散热主体2以及上散热盖板3，散热主体2的板面上设有螺旋设置的散热槽，散热主体2能够与上散热盖板3或下散热盖板1围合成散热通道，散热主体2上设有分别与散热槽的两端一一对应连通的进液嘴23和出液嘴24，散热槽包括自进液嘴23向内螺旋延伸至散热主体2中心的进液槽21以及自进液槽21的出液端向外螺旋延伸至出液嘴24的出液槽22，进液槽21和出液槽22在散热主体2的径向上间隔排布。

本实施例提供的液冷散热结构，与现有技术相比，本实施例提供的液冷散热结构，散热主体2上下两侧板面上的进液槽21和出液槽22能够形成双螺旋结构，冷却液自进液嘴23流入，并螺旋延伸至散热主体2的中心位置，之后进入出液槽22并沿出液槽22向外周螺旋扩散，解决了传统散热结构中心温度高的缺陷，保证了散热通道内部温度的均匀性，可对电器件起到均匀的散热作用，有助于延长电器件的使用寿命。

本实施例中，相互连通的进液槽21和出液槽22实现了冷却液的有序流动，冷却液自散热主体2的外周位置向中心位置螺旋延伸，再从散热主体2的中心位置向外周位置螺旋延伸，且相邻两个进液槽21之间为出液槽22、相邻两个出液槽22之间为进液槽21，使不同温度的冷却液在散热主体2的板面上得到有效分布，使散热主体2整个板面不同位置具有相对均衡的冷却作用，避免散热主体2中心温度高造成的电器件损坏。

为了便于安装还在上散热盖板1或下散热盖板3上设置了定位孔31，便于实现与电器件的精准定位，有效地降低了装配难度，提高了装配效率。

作为其中一个实施例，上散热盖板3和下散热盖板1分别与散热主体2采用钎焊焊接连接，为了便于描述，以上散热盖板3与散热主体2的连接为例进行说明。上散热盖板3与散热主体2之间设有焊接复合层5，焊接复合层5的上下两侧板面上分别设有能够在钎焊过程中熔化的焊接层，利用焊接复合层5将散热盖板与散热主体2可靠连接，保证焊接的可靠性。此时，散热通道位于散热主体2和焊接复合层5之间，由散热槽的内腔壁和焊接复合层5的底壁围合形成。

在一种可能的实现方式中，参见图1至图5，散热主体2上设有用于安装进液嘴23的进液孔25以及用于安装出液嘴24的出液孔26，进液孔25和出液孔26分别贯穿散热主体2的同一侧壁设置、且进液孔25和出液孔26的主轴相互平行。

本实施例中，通过在散热主体2的同一侧壁上分别设置进液孔25以及出液孔26进行进液嘴23和出液嘴24的安装，进液孔25和出液孔26位置的设置，便于进行散热主体2的结构加工，同时可有效节约散热主体2的占用空间，进而降低散热结构的体积。进液孔25和出液孔26位于散热主体2的内部，二者的外端位置用于安装进液嘴23或出液嘴24，内端用于和进液槽21或出液槽22连通。

本实施例中，进液嘴23螺纹连接在进液孔25内，出液嘴24螺纹连接于出液孔26内。以进液嘴23和进液孔25的结构为例进行说明。进液孔25内具有与进液嘴23的内端面抵接的限位面。进液嘴23的内端面抵压于限位台阶的端面上，保证进液嘴23安装的结构密封性，既保证了冷却液不外漏，又减少了空间占用，结构简单，易操作。

在一种可能的实现方式中，参见图1至图5，进液孔25和出液孔26内分别设有电极套4，电极套4嵌装于进液孔25或出液孔26的内周壁上、且电极套4靠近进液嘴23或出液嘴24的内端设置。

本实施例中，电极套4对进液嘴23或出液嘴24具有保护作用。电极采用不锈钢316L材质，保证散热结构在高电位时不会击穿进液嘴23或出液嘴24。电极套4的内径、进液孔25的内径以及出液孔26的内径均相等，可保持冷却液流经的截面面积不变，保证冷却液流动的流畅性。

具体的，位于进液孔25内的电极套4与进液嘴23的内端面之间设有第一间隙，位于出液孔26内的电极套4与出液嘴24的内端面之间设有第二间隙，第一间隙等于第二间隙。在利用电极套4保护进液嘴23和出液嘴24时，电极套4与进液嘴23或出液嘴24相互靠近，且需要具有一定的间距，上述第一间隙值和第二间隙值一致，可实现对进液嘴23和出液嘴24同样的保护效果，保证液冷散热器的正常使用。

具体的，电极套4的内径、进液孔25的内径以及出液孔26的内径均相等，电极采用不锈钢316L材质，保证散热结构在高电位时不会击穿进液嘴23或出液嘴24。

一些实施例中，参见图1至图5，进液槽21与进液孔25之间通过第一过渡槽27相连，第一过渡槽27垂直于进液孔25的轴向延伸至与进液槽21的进液端连通，出液槽22与出液孔26之间通过第二过渡槽28相连，第二过渡槽28垂直于出液孔26的轴向延伸至与出液槽22的出液端连通。

本实施例中，为了便于描述，以第一过渡槽27为例进行说明，第一过渡槽27用于衔接进液孔25与进液槽21。第一过渡槽27设置于散热主体2的板面上、且与外部贯通设置，第一过渡槽27于进液槽21连通，且与进液孔25的出液端连通，便于提高冷却液的输送效率，保证良好的冷却作用。

具体的，第一过渡槽27和第二过渡槽28分别为矩形槽，具有良好的过渡传输作用，保证冷却液的稳定供送和排出。

在一种可能的实现方式中，参见图1至图5，散热槽内设有沿散热槽的走向延伸的分隔板29，分隔板29的边缘与散热主体2的板面齐平、用于与上散热盖板3或下散热盖板1接触配合。

本实施例中，通过设置分隔板29使进液槽21及出液槽22内分别形成两个并联的流道，进而提高冷却液的传导率。上述并联流道的设置便于降低散热通道的流阻，提高冷却液的流速，使上散热器或下散热器的台面温度有效降低，实现对的降温作用。

分隔板29向进液槽21或出液槽22外部延伸的边缘能够与焊接复合层5的底面严密接触，减少因串水而导致的温度高的隐患，使冷却液充分与电器件进行热交换，从而达到散热的目的。

具体的，散热槽的内腔截面为矩形，分隔板29分隔散热槽为宽度相等的两个槽体。矩形截面的散热槽更便于进行加工，同时也便于进行分隔板29的布设。分隔板29的一侧边缘散热槽的槽底壁上，另一侧边缘连接在焊接复合层5的底面上，用于形成两个相邻设置、且并联排布的流道，提高了冷却液供送的流畅性。

在一种可能的实现方式中，参见图1至图5，散热通道在散热主体2的两侧板面上对称设有两组，进液嘴23和出液嘴24分别设有一个，两组散热通道的进液端分别与进液嘴23连通，两组散热通道的出液端分别与出液嘴24相连。

本实施例中，散热主体2的上下两侧板面上分别设有散热通道，可使上散热盖板3和下散热盖板1能够对上下两个不同的电器件进行散热冷却。上下两个进液槽21的进液端分别与进液嘴23相连，上下两个进液槽21的进液端分别与出液嘴24相连，通过同一进液嘴23向两个散热通道内供送冷却液，提高了结构布设的合理性，简化了结构加工。

其中，上散热盖板3、散热主体2、下散热盖板1以及两个焊接复合层5均采用剪板机裁剪形成，能够保证尺寸精度。

制作上述液冷散热器时，先采用高精密CNC在散热主体2的两侧板面分别加工进液槽21、出液槽22、进液孔25和出液孔26。再利用剪板机裁剪上散热盖板3、下散热盖板1、散热主体2以及两个焊接复合层5，并上述构件进行超声波清洗。之后，自下而上顺次叠放上散热盖板3、其中一个焊接复合层5、散热主体2、另一个焊接复合层5以及下散热盖板1，最后通过钎焊形成液冷散热器。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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.液冷散热结构，其特征在于，包括自下而上顺次层叠设置的下散热盖板、散热主体以及上散热盖板，所述散热主体的板面上设有螺旋设置的散热槽，所述散热主体能够与所述上散热盖板或所述下散热盖板围合成散热通道，所述散热主体上设有分别与所述散热槽的两端一一对应连通的进液嘴和出液嘴，所述散热槽包括自所述进液嘴向内螺旋延伸至所述散热主体中心的进液槽以及自所述进液槽的出液端向外螺旋延伸至所述出液嘴的出液槽，所述进液槽和所述出液槽在所述散热主体的径向上间隔排布；所述散热主体上设有用于安装所述进液嘴的进液孔以及用于安装所述出液嘴的出液孔，所述进液孔和所述出液孔分别贯穿所述散热主体的同一侧壁设置、且所述进液孔和所述出液孔的主轴相互平行；所述进液孔和所述出液孔内分别设有电极套，所述电极套嵌装于所述进液孔或所述出液孔的内周壁上、且所述电极套靠近所述进液嘴或所述出液嘴的内端设置；

位于所述进液孔内的所述电极套与所述进液嘴的内端面之间设有第一间隙，位于所述出液孔内的所述电极套与所述出液嘴的内端面之间设有第二间隙，所述第一间隙等于所述第二间隙。

2.如权利要求1所述的液冷散热结构，其特征在于，所述电极套的内径、所述进液孔的内径以及所述出液孔的内径均相等，所述电极套为不锈钢材质构件。

3.如权利要求1所述的液冷散热结构，其特征在于，所述进液槽与所述进液孔之间通过第一过渡槽相连，所述第一过渡槽垂直于所述进液孔的轴向延伸至与所述进液槽的进液端连通，所述出液槽与所述出液孔之间通过第二过渡槽相连，所述第二过渡槽垂直于所述出液孔的轴向延伸至与所述出液槽的出液端连通。

4.如权利要求3所述的液冷散热结构，其特征在于，所述第一过渡槽和所述第二过渡槽分别为矩形槽。

5.如权利要求1-4中任一项所述的液冷散热结构，其特征在于，所述散热槽内设有沿所述散热槽的走向延伸的分隔板，所述分隔板向所述散热槽的外部延伸至与所述上散热盖板或所述下散热盖板接触。

6.如权利要求5所述的液冷散热结构，其特征在于，所述散热槽的内腔截面为矩形，所述分隔板分隔所述散热槽为宽度相等的两个槽体。

7.如权利要求1-4中任一项所述的液冷散热结构，其特征在于，所述散热通道在所述散热主体的两侧板面上对称设有两组，所述进液嘴和所述出液嘴分别设有一个，两组所述散热通道的进液端分别与所述进液嘴连通，两组所述散热通道的出液端分别与所述出液嘴相连。