CN104334003A - 一种具有扰流交错台阶直流道水冷板 - Google Patents
一种具有扰流交错台阶直流道水冷板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104334003A CN104334003A CN201410621436.2A CN201410621436A CN104334003A CN 104334003 A CN104334003 A CN 104334003A CN 201410621436 A CN201410621436 A CN 201410621436A CN 104334003 A CN104334003 A CN 104334003A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow
- disturbing
- substrate
- upper cover
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 56
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 12
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
本发明提供一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，包括上盖板、基板与下盖板；上盖板及基板表面均铣有直流道，直流道里设计有扰流台阶；上盖板直流道内的扰流台阶与基板直流道内的扰流台阶交错排列，上盖板与基板、下盖板与基板焊接在一起形成有进水口和出水口的水冷板。水冷板上盖板和基板直流道内扰流台阶交错设计，有效减薄热边界层液膜厚度，使流体在对流换热时的热阻减小，让流体在流道里的流动变成剧烈无序的湍流状态，从而强化换热效果，改善了水冷板换热性能、降低水冷板的热阻，解决了热流密度在13W/cm2～15W/cm2电子设备的散热难点，当额定流量为6L/min时，水冷板的热阻可达到8K/kw以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种水冷板，特别是一种具有扰流交错台阶直流道水冷板。
背景技术
随着电子技术的发展，电子设备的性能迅速提高，功率迅速增大，整个系统的耗散功率也急剧增大，而电子设备的空间结构日益减小。电子设备耗散功率增加和空间结构小型化，导致电子设备热流密度迅速增大，散热也日益突出。电子设备散热问题如果不能得到较好地解决，不仅会影响到设备的工作性能而且影响到电子设备的使用寿命。
大功率电力电子的冷却方式分为空气冷却，油冷和水冷。但在高热流密度下，风冷已很难奏效，且在大系统中会导致体积和重量很大，难以满足总体要求。而水冷由于水的热容量和密度大，器件在散热器上的安装密度也可加大，因而集成度高、结构紧凑,对于总发热量大和功率开关器件数多的系统就很合适。其关键的散热器件叫水冷板。通常在电子设备的热流密度超过5W/cm2时，就应该选择强迫液冷的冷却方式。
但目前的水冷板由于流道设计简单，流体在流道里面处于层流状态，没有起到强化换热效果，从而导致散热器的传热效率降低，散热能力比较差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有扰流交错台阶的直流道水冷板，该水冷板具有较高的传热效率，可以解决热流密度为13W/cm2～15W/cm2电子设备的散热难点，当额定流量为6L/min时，水冷板的热阻可达到 8K/kW以下。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，所述水冷板包括上盖板、基板与下盖板；所述上盖板表面铣有直流道，直流道里设计有扰流台阶；所述基板表面铣有直流道，直流道设计有扰流台阶，所述上盖板直流道内的扰流台阶与基板直流道内的扰流台阶交错排列，所述上盖板与基板、下盖板与基板焊接在一起形成有进水口和出水口的水冷板。
为了更好的实现本发明，所述基板设计有通孔，所述上盖板设计有焊接加强筋，焊接加强筋穿过通孔伸到基板底部与基板焊接在一起。
为了更好的实现本发明，所述基板设计有凹槽，所述上盖板设计有肋条，基板与上盖板装配时肋条嵌入凹槽。
为了更好的实现本发明，所述基板正面设计有进水主干道，进水主干道连接进水口。流体从进水口进入后，经由进水主干道流入各直流道。
为了更好的实现本发明，所述基板反面设计有出水主干道，出水主干道连接出水口。各直流道的流体在出水主干道内汇集，从出水口流出。
为了更好的实现本发明，所述上盖板扰流台阶高度及基板扰流台阶高度接近流体的热边界层厚度，为0.2～0.4mm；而且上盖板扰流台阶及基板扰流台阶交错设计。
为了更好的实现本发明，所述扰流台阶形状是长方体或圆柱体。
为了更好的实现本发明，所述上盖板与基板以及下盖板与基板通过搅拌摩擦焊焊接在一起。
为了更好的实现本发明，所述水冷板的材质为铝合金。
本发明与现有技术相比，具有如下优点及有益效果：
(1)水冷板上盖板和基板直流道内扰流台阶交错设计，有效减薄热边界层液膜厚度，使流体在对流换热时的热阻减小，让流体在流道里的流动变成剧烈无序的湍流状态，从而强化换热效果，改善了水冷板换热性能、降低水冷板的热阻， 解决了热流密度在13W/cm2～15W/cm2电子设备的散热难点，当额定流量为6L/min时，水冷板的热阻可达到8K/kw以下；
(2)水冷板结构简单，工艺可靠，环保，承压能力好。
附图说明
下面结合附图和实施例对发明作进一步说明：
图1是本发明水冷板爆炸示意图；
图2是本发明水冷板上盖板直流道以及扰流台阶示意图；
图3是本发明水冷板上盖板肋条及焊接加强筋示意图；
图4是本发明水冷板基板正面示意图；
图5是本发明水冷板上盖板及基板配合示意图；
图6是本发明水冷板基板正面流道示意图；
图7是本发明水冷板基板反面流道示意图；
图8是本发明水冷板上盖板与基板焊道示意图；
图9是本发明水冷板下盖板与基板焊道示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，所述水冷板包括上盖板1、基板2与下盖板3；如图2所示，所述上盖板表面铣有直流道5-1，直流道5-1里设计有扰流台阶4-1；如图4所示，所述基板2表面铣有直流道5-2，直流道5-2设计有扰流台阶4-2，如图5所示，所述上盖板1直流道5-1内的扰流台阶4-1与基板2直流道5-2内的扰流台阶4-2交错排列，所述上盖板1与基板2、下盖板3与基板2焊接在一起形成有进水口11和出水口12的水冷板。
为了更好的实现本发明，如图4所示，所述基板2设计有通孔8，如图 3所示，所述上盖板1设计有焊接加强筋7，焊接加强筋7穿过通孔8伸到基板2底部与基板2焊接在一起。焊道如图9中15所示。
为了更好的实现本发明，如图4所示，所述基板2设计有凹槽10，如图3所示，所述上盖板1设计有肋条6，基板2与上盖板1装配时肋条6嵌入凹槽10。
为了更好的实现本发明，如图6所示，所述基板2正面设计有进水主干道9，进水主干道9连接进水口11。流体从进水口11进入后，经由进水主干道9流入各直流道。
为了更好的实现本发明，如图7所示，所述基板2反面设计有出水主干道13，出水主干道13连接出水口12。各直流道的流体在出水主干道13内汇集，从出水口流出。
为了更好的实现本发明，所述上盖板1扰流台阶4-1高度及基板2扰流台阶4-2高度接近流体的热边界层厚度，为0.2～0.4mm；而且上盖板扰流台阶及基板扰流台阶交错设计。
为了更好的实现本发明，所述扰流台阶4-1及4-2形状是长方体或圆柱体。
为了更好的实现本发明，所述上盖板1与基板2以及下盖板3与基板2通过搅拌摩擦焊焊接在一起。上盖板1与基板2焊道如图8中14所示，下盖板3与基板2焊道如图9中16所示。
为了更好的实现本发明，所述水冷板的材质为铝合金。
流体在水冷板流道里面对流换热时，流体会在流道表面形成热边界层，边界层的厚度越厚，就会阻止热体与水冷板流道之间的热交换，从而降低水冷板的传热效率，因此，为了提高水冷板的换热效率，必须要降低流道表面的边界层厚度。降低边界层厚度的方法是让液体在水冷板流道中形成紊流，如图4所示。本发明设计的上盖板与基板扰流台阶的交错设计，让液体在流道中发生强烈而且无序的流动，从而降低了流体的边界层厚度，也即降低了流体的对 流热阻，起到了强化换热的效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，其特征在于：包括上盖板、基板与下盖板；所述上盖板表面铣有直流道，直流道里设计有扰流台阶；所述基板表面铣有直流道，直流道设计有扰流台阶，所述上盖板直流道内的扰流台阶与基板直流道内的扰流台阶交错排列，所述上盖板与基板、下盖板与基板焊接在一起形成有进水口和出水口的水冷板。
2.根据权利要求1所述的一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，其特征在于：所述基板设计有通孔，所述上盖板设计有焊接加强筋，焊接加强筋穿过通孔伸到基板底部与基板焊接在一起。
3.根据权利要求1所述的一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，其特征在于：所述基板设计有凹槽，所述上盖板设计有肋条，基板与上盖板装配时肋条嵌入凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，其特征在于：所述基板正面设计有进水主干道，进水主干道连接进水口。
5.根据权利要求1所述的一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，其特征在于：所述基板反面设计有出水主干道，出水主干道连接出水口。
6.根据权利要求1所述的一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，其特征在于：所述上盖板扰流台阶高度及基板扰流台阶高度接近流体的热边界层厚度，为0.2～0.4mm；而且上盖板扰流台阶及基板扰流台阶交错设计。
7.根据权利要求1所述的一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，其特征在于：所述扰流台阶形状是长方体或圆柱体。
8.根据权利要求1所述的一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，其特征在于：所述上盖板与基板以及下盖板与基板通过搅拌摩擦焊焊接在一起。
9.根据权利要求1所述的一种具有扰流交错台阶直流道水冷板，其特征在于：所述水冷板的材质为铝合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410621436.2A CN104334003A (zh) | 2014-11-06 | 2014-11-06 | 一种具有扰流交错台阶直流道水冷板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410621436.2A CN104334003A (zh) | 2014-11-06 | 2014-11-06 | 一种具有扰流交错台阶直流道水冷板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104334003A true CN104334003A (zh) | 2015-02-04 |
Family
ID=52408619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410621436.2A Pending CN104334003A (zh) | 2014-11-06 | 2014-11-06 | 一种具有扰流交错台阶直流道水冷板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104334003A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114667808A (zh) * | 2019-09-06 | 2022-06-24 | 法雷奥西门子新能源汽车法国股份公司 | 用于封闭电气设备的基于流体的冷却回路的塑料盖 |
| CN116056412A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-05-02 | 中国航天三江集团有限公司 | 一种高性能可视化蓄能可调均温板及其使用方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100172091A1 (en) * | 2008-11-28 | 2010-07-08 | Fuji Electric Systems Co., Ltd. | Cooling apparatus for semiconductor chips |
| CN102138057A (zh) * | 2008-07-24 | 2011-07-27 | 丰田自动车株式会社 | 热交换器及其制造方法 |
| CN102566722A (zh) * | 2012-01-05 | 2012-07-11 | 南京佳力图空调机电有限公司 | 一种cpu水冷散热器及其应用方法 |
| CN202354023U (zh) * | 2012-03-02 | 2012-07-25 | 东莞爱美达电子有限公司 | 一种含有交错翅片的水冷板 |
| CN204168700U (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-18 | 广州高澜节能技术股份有限公司 | 一种具有扰流交错台阶直流道水冷板 |
-
2014
- 2014-11-06 CN CN201410621436.2A patent/CN104334003A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102138057A (zh) * | 2008-07-24 | 2011-07-27 | 丰田自动车株式会社 | 热交换器及其制造方法 |
| US20100172091A1 (en) * | 2008-11-28 | 2010-07-08 | Fuji Electric Systems Co., Ltd. | Cooling apparatus for semiconductor chips |
| CN102566722A (zh) * | 2012-01-05 | 2012-07-11 | 南京佳力图空调机电有限公司 | 一种cpu水冷散热器及其应用方法 |
| CN202354023U (zh) * | 2012-03-02 | 2012-07-25 | 东莞爱美达电子有限公司 | 一种含有交错翅片的水冷板 |
| CN204168700U (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-18 | 广州高澜节能技术股份有限公司 | 一种具有扰流交错台阶直流道水冷板 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114667808A (zh) * | 2019-09-06 | 2022-06-24 | 法雷奥西门子新能源汽车法国股份公司 | 用于封闭电气设备的基于流体的冷却回路的塑料盖 |
| US12342511B2 (en) | 2019-09-06 | 2025-06-24 | Valeo Siemens Eautomotive France Sas | Plastic cover for closing a fluid-based cooling circuit for an item of electrical equipment |
| CN116056412A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-05-02 | 中国航天三江集团有限公司 | 一种高性能可视化蓄能可调均温板及其使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104334002A (zh) | 一种具有扰流交错台阶回型流道水冷板 | |
| CN202816913U (zh) | 微通道液冷热沉装置 | |
| CN201204783Y (zh) | 液冷散热器 | |
| US10727149B2 (en) | Thermally superconducting heat dissipation device and manufacturing method thereof | |
| CN203120353U (zh) | 散热器 | |
| CN104051952B (zh) | 一种内微通道冷却热沉 | |
| CN106535564B (zh) | 一种液冷散热器 | |
| CN206674409U (zh) | 一种带翅片结构双面水冷板 | |
| CN102563998A (zh) | 平板水冷散热装置 | |
| CN212659535U (zh) | 一种大功率半导体器件高效液冷板 | |
| CN205213192U (zh) | 一种冷却壳体及具有所述冷却壳体的电机控制器 | |
| CN201898434U (zh) | 用于电动汽车控制器冷却的金属水冷底板 | |
| CN204168700U (zh) | 一种具有扰流交错台阶直流道水冷板 | |
| CN202888157U (zh) | 一种电力半导体元件用液冷板式散热器 | |
| CN208093548U (zh) | 液冷式散热装置 | |
| CN104036966A (zh) | 水冷超级电容模组及其箱体和车辆 | |
| CN104334003A (zh) | 一种具有扰流交错台阶直流道水冷板 | |
| CN201994284U (zh) | 一种散热装置及功率模块 | |
| CN210399236U (zh) | 散热构件、散热器和空调器 | |
| CN203194074U (zh) | 一种含有多孔翅片的水冷散热器 | |
| CN211319165U (zh) | 低流阻水冷芯片散热器 | |
| CN204168699U (zh) | 一种具有扰流交错台阶回型流道水冷板 | |
| CN201894036U (zh) | 蜂窝状水冷散热器 | |
| CN201274634Y (zh) | 一种大功率开关电源整流桥与igbt水冷板结构 | |
| CN104777887B (zh) | 微槽道式水冷芯片散热器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150204 |