TW202415204A - 液冷板裝置 - Google Patents
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Abstract
一種液冷板裝置包括底板、冷卻主體和蓋板，底板設置於待冷卻件的上方；冷卻主體設置於底板遠離待冷卻件的一側，冷卻主體包括邊框，邊框內設置有冷卻層和設置於冷卻層上方的回流層，冷卻層設置有多條由邊框的中部向外側輻射的冷卻流道，回流層設置有與冷卻流道連通的回流流道，回流層的周側設置有與多個回流流道連通的排液流道；蓋板設置於冷卻主體遠離底板的一側，蓋板的中部設置有與冷卻流道連通的進液口，蓋板上還設置有與排液流道連通的排液口。本發明無需大功率泵組，節約了冷卻成本，有效地提高了冷卻水的利用率，針對中央發熱高的待冷卻元件的冷卻更有針對性，冷卻效果更好。
Description
本發明涉及冷卻裝置技術領域，尤其涉及一種液冷板裝置。
當前，隨著電子產業的快速發展，伺服器各發熱元件的熱設計功耗、熱流密度不斷增加，其中單個電子元器件的熱設計功耗甚至可達300W。因此冷板這種高效的散熱方式越來越受大家青睞。相比於風冷，冷板有著更大的比熱容和更高的傳熱係數。
現有技術中，冷板內的水通常由一側向另一側流動，使得有一部分水流並沒有經過發熱區域與之換熱，冷卻水的利用率低；另外，水在冷板內的整個流動過程，壓降普遍很大，造成冷卻效果差，同時還需要更大功率的循環水泵使其在冷板內流動，使得冷卻成本大大提高。
所以，亟需一種液冷板裝置，以解決上述問題。
基於以上所述，本發明的目的在於提供一種液冷板裝置，冷卻效率高，冷卻效率高，冷卻成本低。
為達上述目的，本發明採用以下技術方案：
液冷板裝置，包括：
底板，設置於待冷卻件的上方；
冷卻主體，設置於所述底板遠離所述待冷卻件的一側，所述冷卻主體包括邊框，所述邊框內設置有冷卻層和設置於所述冷卻層上方的回流層，所述冷卻層設置有多條由所述邊框的中部向外側輻射的冷卻流道，所述回流層設置有與所述冷卻流道連通的回流流道，所述回流層的周側設置有與多個所述回流流道連通的排液流道；
蓋板，設置於所述冷卻主體遠離所述底板的一側，所述蓋板的中部設置有與所述冷卻流道連通的進液口，所述蓋板上還設置有與所述排液流道連通的排液口。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述冷卻主體的中部還設置有進液流道，所述進液流道被配置為能連通所述進液口和所述冷卻流道。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述冷卻層包括多個由中部向外側輻射的分隔結構，相鄰兩個所述分隔結構之間形成所述冷卻流道，所述分隔結構與所述邊框一體成型。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述分隔結構包括由中部向外側輻射的分隔筋和設置於所述分隔筋兩側的分隔葉片，所述分隔葉片遠離所述分隔筋的一端朝向所述邊框的中部延伸，相鄰所述分隔葉片之間形成與所述冷卻流道連通的冷卻位。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述回流層設置導向葉片，相鄰所述導向葉片之間形成所述回流流道，所述導向葉片與所述分隔葉片重疊設置，靠近所述邊框的所述導向葉片與所述邊框之間形成所述排液流道。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述冷卻層的高度是所述回流層的高度的3.5-4.5倍。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述排液口對應的所述排液流道的寬度大於遠離所述排液口的所述排液流道的寬度。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述進液口和/或所述排液口設置有快接接頭。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述底板上設置有安裝凹槽，所述冷卻主體設置於所述安裝凹槽內。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述蓋板與所述冷卻主體之間；和/或，所述底板與所述冷卻主體之間焊接。
作為一種液冷板裝置的優選方案，所述底板的周向設置有安裝孔，所述安裝孔內設置有安裝組件，所述安裝組件能與所述待冷卻件連接。
本發明的有益效果為：
本發明透過在底板和蓋板之間設置冷卻主體，用於對底板下方的待冷卻件進行冷卻；透過在冷卻主體的邊框內設置有上下分佈的冷卻層和回流層，使得經由蓋板的進液口進入冷卻主體的冷卻液能依靠重力流通到冷卻層，以對待冷卻件進行冷卻，無需大功率泵組，節約了冷卻成本；由於回流層設置於冷卻層的上方，所以使得處於下方的冷卻水可以被充分利用，有效地提高了冷卻水的利用率。另外，透過將進液口設置於邊框的中部，將排液通道和排液口設置於邊框的外側，使得冷卻水可以首先針對中部進行冷卻，針對中央發熱高的待冷卻元件的冷卻更有針對性，冷卻效果更好。
下面詳細描述本發明的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面透過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。其中，術語“第一位置”和“第二位置”為兩個不同的位置。
除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以透過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
下面結合附圖並透過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
如圖1-圖5所示，本實施方式提供一種液冷板裝置，該液冷板裝置包括底板1、冷卻主體2和蓋板3，底板1設置於待冷卻件的上方；冷卻主體2設置於底板1遠離待冷卻件的一側，冷卻主體2包括邊框21，邊框21內設置有冷卻層211和設置於冷卻層211上方的回流層212，冷卻層211設置有多條由邊框21的中部向外側輻射的冷卻流道213，回流層212設置有與冷卻流道213連通的回流流道214，回流層212的周側設置有與多個回流流道214連通的排液流道215；蓋板3設置於冷卻主體2遠離底板1的一側，蓋板3的中部設置有與冷卻流道213連通的進液口，蓋板3上還設置有與排液流道215連通的排液口。
透過在底板1和蓋板3之間設置冷卻主體2，用於對底板1下方的待冷卻件進行冷卻；透過在冷卻主體2的邊框21內設置有上下分佈的冷卻層211和回流層212，使得經由蓋板3的進液口進入冷卻主體2的冷卻液能依靠重力流通到冷卻層211，以對待冷卻件進行冷卻，無需大功率泵組，節約了冷卻成本；由於回流層212設置於冷卻層211的上方，所以使得處於下方的冷卻水可以被充分利用，有效地提高了冷卻水的利用率。另外，透過將進液口設置於邊框21的中部，將排液通道和排液口設置於邊框21的外側，使得冷卻水可以首先針對中部進行冷卻，針對中央發熱高的待冷卻元件的冷卻更有針對性，冷卻效果更好。
作為一種液冷板裝置的可選方案，冷卻主體2的中部還設置有進液流道216，進液流道216被配置為能連通進液口和冷卻流道213。透過設置進液流道216，能有效地避免了進液口與回流層212之間的流通，使得經由進液口的冷卻水能直接進入冷卻層211，並經由冷卻流道213擴散，最終在透過回流層212流出蓋板3的排液口。
具體地，冷卻層211包括多個由中部向外側輻射的分隔結構22，相鄰兩個分隔結構22之間形成冷卻流道213，透過將分隔結構22設置為由中部向外側輻射，使得形成的冷卻流道213也是由中部向外側輻射，有利於加快冷卻水的擴散速度，從而達到減小流阻的效果。
進一步地，分隔結構22包括由中部向外側輻射的分隔筋221和設置於分隔筋221兩側的分隔葉片222，分隔葉片222遠離分隔筋221的一端朝向邊框21的中部延伸，當冷卻水透過進液流道216進入冷卻層211的冷卻流道213之後，可以依次進入多個分隔葉片222之間，有效地提高了冷卻水的流動效率。相鄰分隔葉片222之間形成與冷卻流道213連通的冷卻位217。透過設置冷卻位217可以保證冷卻水與待冷卻件充分換熱；同時，冷卻位217有利於提高冷卻水由中部向外側的擴散速度，進而減小流阻。
值得說明的是，冷卻位217的冷卻水會逐漸累積，直至高度達到回流層212。冷卻位217內的冷卻水會形成對流，溫度較高的冷卻水密度小，產生一個上升力，而會位於上部，一方面促進冷卻位217內冷卻水的循環，另一方面還能使得溫度較高的冷卻水能首先被回流，以使得剛進入冷卻位217的冷卻水會與待冷卻件充分換熱，提高了冷卻水的利用率。
進一步地，進液口和/或排液口設置有快接接頭31，以便於冷卻水進入或流出液冷板裝置，同時安裝和拆卸更加方便。示例性地，進液口和排液口的快接接頭31採用螺帽加寶塔式設計，有利於將洩漏的可能性降到最低。
本實施例中，冷卻層211的高度是回流層212的高度的3.5-4.5倍，以保證有足夠的冷卻水對待冷卻件進行換熱，保證換熱效果。
作為一種液冷板裝置的可選方案，回流層212設置導向葉片23，相鄰導向葉片23之間形成回流流道214，導向葉片23與分隔葉片222重疊設置，使得冷卻位217內的冷卻水上升後能直接進入相鄰導向葉片23之間，導流葉片不僅用於圍設回流流道214，同時還能為回流的冷卻水提供導向作用，以使的回流的冷卻水能儘快流至靠近邊框21的排液流道215。
進一步地，靠近邊框21的導向葉片23與邊框21之間形成排液流道215，排液流道215與回流流道214連通，回流流道214內的冷卻水流向排液流道215後，最終經由蓋板3的排液口排除。
優選地，排液口對應的排液流道215的寬度大於遠離排液口的排液流道215的寬度，如此設置可以更加有利於冷卻水排出液冷板裝置。
本實施例中，分隔結構22與邊框21一體成型，便於分隔結構22的加工。同時，導向葉片23也與分隔結構22一體成型。使得分隔結構22和導向葉片23整體的厚度更大，進而強度更好，可以作為液冷板裝置的骨架，使液冷板的可靠性更高。
示例性地，冷卻主體2採用鋁或銅材質，以保證更高的換熱效率，上述一體成型可以採用鋁擠成型。加工時，排液流道215可以透過銑床進行加工，而排液口對應的排液流道215可以多銑掉一對導向葉片23，而使得其寬度大於遠離排液口的排液流道215的寬度。
相應地，蓋板3與冷卻主體2之間；和/或，底板1與冷卻主體2之間焊接。焊接連接牢固，同時能有效地避免冷卻水洩漏。
進一步地，底板1上設置有安裝凹槽11，冷卻主體2設置於安裝凹槽11內。安裝凹槽11的設置有利於冷卻主體2與底板1之間的定位，同時有利於邊框21的密封。
可選地，為實現液冷板裝置的安裝，底板1的周向設置有安裝孔12，安裝孔12內設置有安裝組件13，安裝組件13能與待冷卻件連接。安裝時可以將液冷板裝置的中部正對待冷卻件發熱最嚴重的位置設置，以提高冷卻效果；同時冷卻板裝置還具有壓降小、結構更加可靠等優點。
以上內容僅為本發明的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
1:底板
11:安裝凹槽
12:安裝孔
13:安裝組件
2:冷卻主體
21:邊框
211:冷卻層
212:回流層
213:冷卻流道
214:回流流道
215:排液流道
216:進液流道
217:冷卻位
22:分隔結構
221:分隔筋
222:分隔葉片
23:導向葉片
3:蓋板
31:快接接頭
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本發明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明具體實施方式提供的液冷板裝置的示意圖；
圖2是本發明具體實施方式提供的液冷板裝置的剖視圖；
圖3是本發明具體實施方式提供的液冷板裝置的冷卻主體的俯視圖；
圖4是本發明具體實施方式提供的液冷板裝置的冷卻主體的仰視圖；
圖5是本發明具體實施方式提供的液冷板裝置的底板的示意圖。
1:底板
13:安裝組件
2:冷卻主體
3:蓋板
31:快接接頭
Claims (11)
- 一種液冷板裝置，其中，包括： 底板(1)，設置於待冷卻件的上方；冷卻主體(2)，設置於所述底板(1)遠離所述待冷卻件的一側，所述冷卻主體(2)包括邊框(21)，所述邊框(21)內設置有冷卻層(211)和設置於所述冷卻層(211)上方的回流層(212)，所述冷卻層(211)設置有多條由所述邊框(21)的中部向外側輻射的冷卻流道(213)，所述回流層(212)設置有與所述冷卻流道(213)連通的回流流道(214)，所述回流層(212)的周側設置有與多個所述回流流道(214)連通的排液流道(215)；以及蓋板(3)，設置於所述冷卻主體(2)遠離所述底板(1)的一側，所述蓋板(3)的中部設置有與所述冷卻流道(213)連通的進液口，所述蓋板(3)上還設置有與所述排液流道(215)連通的排液口。
- 如請求項1所述的液冷板裝置，其中，所述冷卻主體(2)的中部還設置有進液流道(216)，所述進液流道(216)被配置為能連通所述進液口和所述冷卻流道(213)。
- 如請求項1所述的液冷板裝置，其中，所述冷卻層(211)包括多個由中部向外側輻射的分隔結構(22)，相鄰兩個所述分隔結構(22)之間形成所述冷卻流道(213)，所述分隔結構與所述邊框(21)一體成型。
- 如請求項3所述的液冷板裝置，其中，所述分隔結構(22)包括由中部向外側輻射的分隔筋(221)和設置於所述分隔筋(221)兩側的分隔葉片(222)，所述分隔葉片(222)遠離所述分隔筋(221)的一端朝向所述邊框(21)的中部延伸，相鄰所述分隔葉片(222)之間形成與所述冷卻流道(213)連通的冷卻位(217)。
- 如請求項4所述的液冷板裝置，其中，所述回流層(212)設置導向葉片(23)，相鄰所述導向葉片(23)之間形成所述回流流道(214)，所述導向葉片(23)與所述分隔葉片(222)重疊設置，靠近所述邊框(21)的所述導向葉片(23)與所述邊框(21)之間形成所述排液流道(215)。
- 如請求項1所述的液冷板裝置，其中，所述冷卻層(211)的高度是所述回流層(212)的高度的3.5-4.5倍。
- 如請求項1所述的液冷板裝置，其中，所述排液口對應的所述排液流道(215)的寬度大於遠離所述排液口的所述排液流道(215)的寬度。
- 如請求項1所述的液冷板裝置，其中，所述進液口和/或所述排液口設置有快接接頭(31)。
- 如請求項1所述的液冷板裝置，其中，所述底板(1)上設置有安裝凹槽(11)，所述冷卻主體(2)設置於所述安裝凹槽(11)內。
- 如請求項1所述的液冷板裝置，其中，所述蓋板(3)與所述冷卻主體(2)之間；和/或，所述底板(1)與所述冷卻主體(2)之間焊接。
- 如請求項1所述的液冷板裝置，其中，所述底板(1)的周向設置有安裝孔(12)，所述安裝孔(12)內設置有安裝組件(13)，所述安裝組件(13)能與所述待冷卻件連接。
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