液冷散熱器制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)涉及一種液冷散熱器，用于與安裝在其上的功率模塊進行熱交換，包括良導熱散熱主體，在所述散熱主體內(nèi)至少設有分層排列的、并串聯(lián)連接的兩層流道；串聯(lián)連接后的流道包括有進液口和出液口。通過分層排列并串聯(lián)連接的兩層流道，實現(xiàn)了散熱器雙面安裝應用，與現(xiàn)有技術(shù)的單層流道的散熱器相比縮小冷卻單元的體積，降低散熱器重量，與現(xiàn)有技術(shù)的并聯(lián)流道的散熱器相比，最大限度的增加冷卻流體在散熱器內(nèi)流過的路徑，以使冷卻流體與散熱主體能夠充分的進行熱交換；提高流道內(nèi)流體的流速，提高流體與流道壁間的傳熱系數(shù)，從而提高傳熱效率，達到降低散熱器熱阻的目的。（*該技術(shù)在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及散熱器，更具體地說，涉及一種液冷散熱器。
技術(shù)介紹
目前，液冷散熱器多采用單層流道，如圖l所示，包括具有良好導熱性能的散熱主體l (如金屬塊)，在散熱主體能設置一層的流道2。通過流道的進液 口引入冷卻流體(如水、乙醚等各種冷媒)，冷卻流體在流道2內(nèi)流動，并進 行熱交換，以冷卻安裝在散熱主體上的元器件，然后經(jīng)由流道2的出液口流出。現(xiàn)有的單層流道液冷散熱器多用于單面安裝功率模塊(如IGBT模塊)， 雖然也有采用在散熱器的兩面安裝功率模塊(如IGBT模塊)的雙面安裝的應 用，但由于散熱效率不高，且反面安裝功率器件時熱阻很大，往往難以滿足大 功率功率模塊的雙面安裝的冷卻要求。所以單層流道的散熱器絕大部分均應用 在單面安裝功率模塊的應用場合。單層流道液冷散熱器具有如下不足1、 單面安裝，散熱器效率不高；2、 冷卻單元的體積大，浪費空間；3、 散熱器總重量重，冷卻成本高；4、 散熱器接口多，增加了泄漏的風險。為此，有個別國外的廠家將雙面安裝功率模塊的思路應用到變頻器的水冷 散熱器方案上。該散熱器包括兩層并聯(lián)設置的流道。冷卻流體從一個進液口進 入散熱器后分兩路分別在上、下兩層流道內(nèi)流動，在流出主散熱區(qū)域又匯流成 一路從一個出液口流出散熱器，該散熱設計方案雖然利用雙面安裝功率模塊的 優(yōu)勢，但缺點也較明顯1、在相同流量下，由于流道全部并聯(lián)，冷卻流體分散到各個流道內(nèi)，使 得流道內(nèi)的流速較低，傳熱系數(shù)小，熱阻大。2、 散熱器內(nèi)部流道短，流體與散熱主體無法實現(xiàn)充分的熱交換，換熱效 率不高。3、 無法保證上下兩層的流速均勻。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述雙層液冷散熱器 流道內(nèi)的流體速度低、流道短、流速不均勻的缺陷，提供一種最大限度的增加 冷卻流體在散熱器內(nèi)流過的路徑、提高流道內(nèi)流體的流速、流速均勻的液冷散 熱器。本技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種液冷散熱器， 包括良導熱散熱主體，在所述散熱主體內(nèi)至少設有分層排列的、并串聯(lián)連接的 兩層流道；串聯(lián)連接后的流道包括有進液口和出液口。在本技術(shù)的液冷散熱器中，所述散熱主體為整體式散熱主體，所述流 道包括在所述散熱主體內(nèi)分層開設的上層流道和下層流道，所述上層流道和下 層流道串聯(lián)連接。在本技術(shù)的液冷散熱器中，所述上層流道包括多條貫通所述散熱主體 兩側(cè)的上層通道、以及分別在所述散熱主體前后兩端相互錯位開設的上層連通 槽，相鄰的所述上層通道至少一端通過所述上層連通槽連通；所述下層流道包括多條貫通所述散熱主體前后兩端的下層通道、以及分別 在所述散熱主體兩側(cè)相互錯位開設的下層連通槽，相鄰的所述下層通道至少一 端通過所述下層連通槽連通；所述散熱主體開設有連通最外側(cè)的所述上層通道和下層通道的上下層連 通槽；而所述進液口和出液口分別設在遠離所述上下層連通槽的所述上層通道 和下層通道上。在本技術(shù)的液冷散熱器中，所述液冷散熱器還包括分別封閉所述上層 連通槽和下層連通槽的第一端蓋和第二端蓋；所述第一端蓋或第二端蓋開設有 與所述進液口和出液口對應的開孔。在本技術(shù)的液冷散熱器中，所述散熱主體包括拼合成一整體的上層散熱板、下層散熱板、以及設在所述上層散熱板和下層散熱板之間的導熱隔板。在本技術(shù)的液冷散熱器中，所述流道包括在所述上層散熱板內(nèi)側(cè)形成 的上層流道、以及在所述下層散熱板內(nèi)側(cè)形成的下層流道；所述導熱隔板上設 有連通 L;所述導熱隔板隔開所述上層流道和下層流道、并由所述連通孔串聯(lián) 連通所述上層流道和下層流道。在本技術(shù)的液冷散熱器中，所述流道包括埋入所述上層散熱板內(nèi)側(cè)的 上層管道、以及埋入所述下層散熱板內(nèi)側(cè)的下層管道。在本技術(shù)的液冷散熱器中，所述兩層流道的串聯(lián)連接在所述散熱主體 內(nèi)導通連接、或者由跨接在所述散熱主體外的外接管導通連接。在本技術(shù)的液冷散熱器中，每一層所述流道包括多個并聯(lián)連接和/或 串聯(lián)連接的通道。在本技術(shù)的液冷散熱器中，每一層所述流道的通道相對位或錯位排列。實施本技術(shù)的液冷散熱器，具有以下有益效果通過分層排列并串聯(lián) 連接的兩層流道，實現(xiàn)了散熱器雙面安裝應用，與現(xiàn)有技術(shù)的單層流道的散熱 器相比縮小冷卻單元的體積，降低散熱器重量，與現(xiàn)有技術(shù)的并聯(lián)流道的散熱 器相比，最大限度的增加冷卻流體在散熱器內(nèi)流過的路徑，以使冷卻流體與散 熱主體能夠充分的進行熱交換；提高流道內(nèi)流體的流速，提高流體與流道壁間 的傳熱系數(shù)，從而提高傳熱效率，達到降低散熱器熱阻的目的。附圖說明下面將結(jié)合附圖及實施例對本技術(shù)作進一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的單層流道的液冷散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖2是本技術(shù)液冷散熱器的第一實施例的組合立體圖3是本技術(shù)液冷散熱器的第一實施例的分解示意圖4是本技術(shù)液冷散熱器的第一實施例的另一角度的分解示意圖5是本技術(shù)液冷散熱器的第一實施例的散熱主體的剖視示意圖6是本技術(shù)液冷散熱器的第二實施例的分解示意圖7是本技術(shù)液冷散熱器的第二實施例的另一角度的分解示意圖； 圖8是本技術(shù)液冷散熱器的第二實施例的上層散熱板的立體示意圖； 圖9是本技術(shù)的液冷散熱器的第三實施例的組合示意圖。具體實施方式如圖2-5所示，在本技術(shù)的液冷散熱器第一實施例中，其包括整體式 散熱主體ll、安裝在散熱主體11兩側(cè)的第一端蓋12和第二端蓋13、以及進 液管14和出液管15。該散熱主體ll可以采用導熱性能良好的材料做成，例如鋁、銅等金屬材 料。散熱主體11內(nèi)至少設有分層排列的、并串聯(lián)連接的兩層流道，串聯(lián)連接 后的流道的進液口 114和出液口 115分別于進液管14和出液管15連接，為流 道引入和導出冷卻流體。在本實施例中，如圖所示，流道包括在散熱主體11內(nèi)分層開設的上層流 道111和下層流道112，流道的開設可以通過鉆孔、銑槽、沖壓等方式形成。 上層流道111和下層流道112的結(jié)構(gòu)基本相同。該上層流道111包括多條貫通 散熱主體11兩側(cè)的上層通道1111、以及分別在散熱主體11前后兩端相互錯位 開設的上層連通槽1112。相鄰的上層通道1111的至少一端通過上層連通槽 1112連通，如圖5所示，每個上層連通槽1112與三條上層通道1111的一端連 通，并且前后兩端的上層連通槽1112相互錯開一條上層通道1111，從而形成 蛇形的流道，使得在其內(nèi)流動的冷卻流體能夠與散熱主體11進行充分的熱交 換。該下層流道112包括多條貫通散熱主體11前后兩端的下層通道、以及分 別在散熱主體11兩側(cè)相互錯位開設的下層連通槽，相鄰的下層通道至少一端 通過下層連通槽連通，其結(jié)構(gòu)形式與上層流道lll相同，故不贅述。第一端蓋12和第二端蓋13分別安裝在上層通道1111、下層通道的兩端， 從而將通道的兩端封閉。并且在第一端蓋12上開設有分別與進液口和出液口 相連通的開孔。為了防止通道內(nèi)的流體的泄漏，在連通槽與第一端蓋12、第 二端蓋13之間還可以設有密封墊圈16。為了將上層流道111和下層流道112串聯(lián)連通，在散熱主體11上開設有 上下層連通槽113，通過上下層連通槽113連通最外側(cè)的上層通道1111和下層 通道；此時進液口 114和出液口 115分別設在遠離上下層連通槽113 —側(cè)的上 層通道1111和下層通道上。散熱主體1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種液冷散熱器，包括良導熱散熱主體，其特征在于，在所述散熱主體內(nèi)至少設有分層排列的、并串聯(lián)連接的兩層流道；串聯(lián)連接后的流道包括有進液口和出液口。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李泉明，畢金成，蔣康濤，高文軍，劉明濤，王建偉，
申請(專利權(quán))人：艾默生網(wǎng)絡能源有限公司，
類型：實用新型
國別省市：94[中國|深圳]