专利名称：液冷散热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及散热器，更具体地说，涉及一种液冷散热器。
背景技术：
目前，液冷散热器多采用单层流道，如图l所示，包括具有良好导热性能
的散热主体l (如金属块)，在散热主体能设置一层的流道2。通过流道的进液 口引入冷却流体(如水、乙醚等各种冷媒)，冷却流体在流道2内流动，并进 行热交换，以冷却安装在散热主体上的元器件，然后经由流道2的出液口流出。
现有的单层流道液冷散热器多用于单面安装功率模块(如IGBT模块)， 虽然也有采用在散热器的两面安装功率模块(如IGBT模块)的双面安装的应 用，但由于散热效率不高，且反面安装功率器件时热阻很大，往往难以满足大 功率功率模块的双面安装的冷却要求。所以单层流道的散热器绝大部分均应用 在单面安装功率模块的应用场合。单层流道液冷散热器具有如下不足
1、 单面安装，散热器效率不高；
2、 冷却单元的体积大，浪费空间；
3、 散热器总重量重，冷却成本高；
4、 散热器接口多，增加了泄漏的风险。
为此，有个别国外的厂家将双面安装功率模块的思路应用到变频器的水冷 散热器方案上。该散热器包括两层并联设置的流道。冷却流体从一个进液口进 入散热器后分两路分别在上、下两层流道内流动，在流出主散热区域又汇流成 一路从一个出液口流出散热器，该散热设计方案虽然利用双面安装功率模块的 优势，但缺点也较明显
1、在相同流量下，由于流道全部并联，冷却流体分散到各个流道内，使 得流道内的流速较低，传热系数小，热阻大。
2、 散热器内部流道短，流体与散热主体无法实现充分的热交换，换热效 率不高。
3、 无法保证上下两层的流速均匀。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述双层液冷散热器 流道内的流体速度低、流道短、流速不均匀的缺陷，提供一种最大限度的增加 冷却流体在散热器内流过的路径、提高流道内流体的流速、流速均匀的液冷散 热器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种液冷散热器， 包括良导热散热主体，在所述散热主体内至少设有分层排列的、并串联连接的 两层流道；串联连接后的流道包括有进液口和出液口。
在本实用新型的液冷散热器中，所述散热主体为整体式散热主体，所述流 道包括在所述散热主体内分层开设的上层流道和下层流道，所述上层流道和下 层流道串联连接。
在本实用新型的液冷散热器中，所述上层流道包括多条贯通所述散热主体 两侧的上层通道、以及分别在所述散热主体前后两端相互错位开设的上层连通 槽，相邻的所述上层通道至少一端通过所述上层连通槽连通；
所述下层流道包括多条贯通所述散热主体前后两端的下层通道、以及分别 在所述散热主体两侧相互错位开设的下层连通槽，相邻的所述下层通道至少一 端通过所述下层连通槽连通；
所述散热主体开设有连通最外侧的所述上层通道和下层通道的上下层连 通槽；而所述进液口和出液口分别设在远离所述上下层连通槽的所述上层通道 和下层通道上。
在本实用新型的液冷散热器中，所述液冷散热器还包括分别封闭所述上层 连通槽和下层连通槽的第一端盖和第二端盖；所述第一端盖或第二端盖开设有 与所述进液口和出液口对应的开孔。
在本实用新型的液冷散热器中，所述散热主体包括拼合成一整体的上层散
热板、下层散热板、以及设在所述上层散热板和下层散热板之间的导热隔板。
在本实用新型的液冷散热器中，所述流道包括在所述上层散热板内侧形成 的上层流道、以及在所述下层散热板内侧形成的下层流道；所述导热隔板上设 有连通 L;所述导热隔板隔开所述上层流道和下层流道、并由所述连通孔串联 连通所述上层流道和下层流道。
在本实用新型的液冷散热器中，所述流道包括埋入所述上层散热板内侧的 上层管道、以及埋入所述下层散热板内侧的下层管道。
在本实用新型的液冷散热器中，所述两层流道的串联连接在所述散热主体 内导通连接、或者由跨接在所述散热主体外的外接管导通连接。
在本实用新型的液冷散热器中，每一层所述流道包括多个并联连接和/或 串联连接的通道。
在本实用新型的液冷散热器中，每一层所述流道的通道相对位或错位排列。
实施本实用新型的液冷散热器，具有以下有益效果通过分层排列并串联 连接的两层流道，实现了散热器双面安装应用，与现有技术的单层流道的散热 器相比縮小冷却单元的体积，降低散热器重量，与现有技术的并联流道的散热 器相比，最大限度的增加冷却流体在散热器内流过的路径，以使冷却流体与散 热主体能够充分的进行热交换；提高流道内流体的流速，提高流体与流道壁间 的传热系数，从而提高传热效率，达到降低散热器热阻的目的。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中
图1是现有技术的单层流道的液冷散热器的结构示意图2是本实用新型液冷散热器的第一实施例的组合立体图3是本实用新型液冷散热器的第一实施例的分解示意图4是本实用新型液冷散热器的第一实施例的另一角度的分解示意图5是本实用新型液冷散热器的第一实施例的散热主体的剖视示意图6是本实用新型液冷散热器的第二实施例的分解示意图7是本实用新型液冷散热器的第二实施例的另一角度的分解示意图； 图8是本实用新型液冷散热器的第二实施例的上层散热板的立体示意图； 图9是本实用新型的液冷散热器的第三实施例的组合示意图。
具体实施方式
如图2-5所示，在本实用新型的液冷散热器第一实施例中，其包括整体式 散热主体ll、安装在散热主体11两侧的第一端盖12和第二端盖13、以及进 液管14和出液管15。
该散热主体ll可以采用导热性能良好的材料做成，例如铝、铜等金属材 料。散热主体11内至少设有分层排列的、并串联连接的两层流道，串联连接 后的流道的进液口 114和出液口 115分别于进液管14和出液管15连接，为流 道引入和导出冷却流体。
在本实施例中，如图所示，流道包括在散热主体11内分层开设的上层流 道111和下层流道112，流道的开设可以通过钻孔、铣槽、冲压等方式形成。 上层流道111和下层流道112的结构基本相同。该上层流道111包括多条贯通 散热主体11两侧的上层通道1111、以及分别在散热主体11前后两端相互错位 开设的上层连通槽1112。相邻的上层通道1111的至少一端通过上层连通槽 1112连通，如图5所示，每个上层连通槽1112与三条上层通道1111的一端连 通，并且前后两端的上层连通槽1112相互错开一条上层通道1111，从而形成 蛇形的流道，使得在其内流动的冷却流体能够与散热主体11进行充分的热交 换。
该下层流道112包括多条贯通散热主体11前后两端的下层通道、以及分 别在散热主体11两侧相互错位开设的下层连通槽，相邻的下层通道至少一端 通过下层连通槽连通，其结构形式与上层流道lll相同，故不赘述。
第一端盖12和第二端盖13分别安装在上层通道1111、下层通道的两端， 从而将通道的两端封闭。并且在第一端盖12上开设有分别与进液口和出液口 相连通的开孔。为了防止通道内的流体的泄漏，在连通槽与第一端盖12、第 二端盖13之间还可以设有密封垫圈16。
为了将上层流道111和下层流道112串联连通，在散热主体11上开设有 上下层连通槽113，通过上下层连通槽113连通最外侧的上层通道1111和下层 通道；此时进液口 114和出液口 115分别设在远离上下层连通槽113 —侧的上 层通道1111和下层通道上。散热主体11的两侧可用于安装功率模块，与冷却 流体进行热交换进而冷却功率模块。可以理解的，上层流道111和下层流道 112的连通也可以通过外接管道连通。
具体的，从进液管14流入的冷却流体浸过进液口 114流入到上层流道111 内，流经上层流道111的上层通道1111与同侧的功率模块进行热交换后，经 过上下层连通槽113流入到下层流道112内，再流经下层流道112的下层通道 与同侧的功率模块进行热交换后，经出液口 115和出液管15流出，从而最大 限度的增加了冷却流体在散热器内流过的路径，以使冷却流体与散热器能够充 分的进行热交换；并且冷却流体在一个串联的流道内流动，而无须分流，从而 保证了流道内的流体的流速，提高流体与流道壁之间的传热系数，从而提高传 热效率，达到降低散热器热阻的目的。与现有的单面安装功率模块的散热器相 比，本实用新型的散热器体积减少了约40%以上，总重量减少了约30%;与 全并联流道的双层管路散热器相比，本实用新型的散热器增加了换热面积，提 高了流道内流体的流速，强化了换热能力，其热阻降低了约30%以上。
如图6-8所示，是本实用新型的液冷散热器的第二实施例，该散热器包括 分体式的散热主体、以及进液管22和出液管23。该散热主体包括拼合成一整 体的上层散热板211、下层散热板212、以及设在上层散热板211和下层散热 板212之间的导热隔板213。上层散热板211、下层散热板212和导热隔板213 的拼合可以通过焊接、铆接、螺栓连接等各种方式实现。
在本实施例中，散热器的流道设置在上层散热板211和下层散热板212 上，包括分别开设在上层散热板211内侧的上层流道24、以及开设在下层散 热板212内侧的下层流道25，其成型方法可以包括铣槽、冲压、铸造等各种 方法。如图8所示，上层流道24和下层流道25均可以设计成蛇形，并且在蛇 形流道内形成多个并联的通道241，从而增加在流道内流动的冷却流体与散热 主体之间的换热，提高换热效率。可以理解的，流道也可以采用埋管的形式实
现，即在上层散热板211和下层散热板212内侧埋入供流体流动的管道，通过 管壁与散热主体进行热交换。
导热隔板213将上层流道24和下层流道25相隔开，为了将上层流道24 和下层流道25串联连接，在导热隔板213上开设连通孔2131,将上层流道24 的出口与下层流道25的进口连通，而上层流道24的进口与进液管22连接引 入冷却流体，而下层流道25的出口与出液管23连接引出冷却流体，从而形成 串联的流道。
如图9所示，是本实用新型的液冷散热器的第三实施例，其与第二实施例 的区别在于，上层流道和下层流道的串联连通方式不同，在本实施例中，通过 跨接在散热主体31外的外接管32来导通连接上层流道和下层流道。
可以理解的，上述的所有实施例中，进液口和出液口可以分别设置在散热 主体的两侧或者通过过渡管设置在同侧。另外，在不脱离本实用新型权利要求 的范围的情况下，从本实用新型的教导中可以衍生出其他的实施例，例如将单 层流道的散热器通过机械方法固定或者不固定在一起，形成双层流道，然后利 用外接管进行串联连接。
权利要求1、一种液冷散热器，包括良导热散热主体，其特征在于，在所述散热主体内至少设有分层排列的、并串联连接的两层流道；串联连接后的流道包括有进液口和出液口。
2、 根据权利要求1所述的液冷散热器，其特征在于，所述散热主体为整 体式散热主体，所述流道包括在所述散热主体内分层开设的上层流道和下层流 道，所述上层流道和下层流道串联连接。
3、 根据权利要求2所述的液冷散热器，其特征在于，所述上层流道包括 多条贯通所述散热主体两侧的上层通道、以及分别在所述散热主体前后两端相 互错位开设的上层连通槽，相邻的所述上层通道至少一端通过所述上层连通槽 连通；所述下层流道包括多条贯通所述散热主体前后两端的下层通道、以及分别 在所述散热主体两侧相互错位开设的下层连通槽，相邻的所述下层通道至少一 端通过所述下层连通槽连通；所述散热主体开设有连通最外侧的所述上层通道和下层通道的上下层连 通槽；而所述进液口和出液口分别设在远离所述上下层连通槽的所述上层通道 和下层通道上。
4、 根据权利要求3所述的液冷散热器，其特征在于，所述液冷散热器还 包括分别封闭所述上层连通槽和下层连通槽的第一端盖和第二端盖；所述第一 端盖或第二端盖开设有与所述进液口和出液口对应的开孔。
5、 根据权利要求1所述的液冷散热器，其特征在于，所述散热主体包括 拼合成一整体的上层散热板、下层散热板、以及设在所述上层散热板和下层散 热板之间的导热隔板。
6、 根据权利要求5所述的液冷散热器，其特征在于，所述流道包括在所 述上层散热板内侧形成的上层流道、以及在所述下层散热板内侧形成的下层流 道；所述导热隔板上设有连通孔；所述导热隔板隔开所述上层流道和下层流道、 并由所述连通孔串联连通所述上层流道和下层流道。
7、 根据权利要求5所述的液冷散热器，其特征在于，所述流道包括埋入 所述上层散热板内侧的上层管道、以及埋入所述下层散热板内侧的下层管道。
8、 根据权利要求1所述的液冷散热器，其特征在于，所述两层流道的串 联连接在所述散热主体内导通连接、或者由跨接在所述散热主体外的外接管导 通连接。
9、 根据权利要求1-8任一项所述的液冷散热器，其特征在于，每一层所 述流道包括多个并联连接和/或串联连接的通道。
10、 根据权利要求9所述的液冷散热器，其特征在于，每一层所述流道的 通道相对位或错位排列。
专利摘要本实用新型涉及一种液冷散热器，用于与安装在其上的功率模块进行热交换，包括良导热散热主体，在所述散热主体内至少设有分层排列的、并串联连接的两层流道；串联连接后的流道包括有进液口和出液口。通过分层排列并串联连接的两层流道，实现了散热器双面安装应用，与现有技术的单层流道的散热器相比缩小冷却单元的体积，降低散热器重量，与现有技术的并联流道的散热器相比，最大限度的增加冷却流体在散热器内流过的路径，以使冷却流体与散热主体能够充分的进行热交换；提高流道内流体的流速，提高流体与流道壁间的传热系数，从而提高传热效率，达到降低散热器热阻的目的。
文档编号H05K7/20GK201204783SQ20082009280
公开日2009年3月4日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者刘明涛, 李泉明, 毕金成, 王建伟, 蒋康涛, 高文军 申请人:艾默生网络能源有限公司