一种具有分水、集水功能的散热冷板结构的制作方法

本发明属于电气元件组件的冷却散热领域。

背景技术：

传统冷板依据安装在冷板上的发热元器件位置分布和温度分布，合理设计冷板内流道的走向，通过流道内的冷却热将发热元器件热量带走，对发热元器件强制冷却。为适应冷板组件的大规模阵列化，设计分水器、集水器，将主流道内的冷却液按照冷板阵列形式进行分配。在有限空间内，提高水冷散热效率和水冷散热可靠性，专利cn203826531u提出了一种层叠式水冷散热结构，但该结构的散热主要通过上冷板来实现，下冷板仅起到分水器、集水器作用。当上冷板上发热元器件呈层叠分布且层数较多时，上冷板的散热效果将明显下降。如何有效地运用下冷板，使其与上冷板一同对发热源器件进行冷却，是层叠式散热结构有待改进之处。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明提出一种具有分水、集水功能的散热冷板结构，充分利用层叠式水冷散热结构中的双冷板，尤其是下冷板，达到提高散热效率的目标。

本发明提出的一种具有分水、集水功能的散热冷板结构，散热冷板的内流道包括进口流道、出口流道；其中进口流道具有分水效果，包括主进口流道和n个分进口流道；出口流道具有集水效果，包括主出口流道、出口流道散热区和n个分出口流道。每路分进口流道、分出口流道均对应散热冷板外表面安装的盲插水插座，共计2n个盲插水插座安装在散热冷板外表面，对应n个上冷板的2n个盲插水接头。冷板外表面设有凸台群，凸台群位置与上冷板的外侧发热元器件位置相对应。

冷却液通过冷板的冷却液进口流入进口流道的主进口流道；通过分进口流道后，冷却液被分化为不同流量的n路，每路流量对应上冷板的不同散热需求；冷却液通过分进口流道后，通过冷板外表面盲插水插座与上冷板盲插水插头的配合，流入上冷板，对上冷板的元器件进行冷却。

冷却液流过上冷板后，通过上冷板盲插水插头和冷板外表面盲插水插座的配合，流入冷板的分出口流道；分出口流道内的冷却液，在出口流道散热区逐步汇聚，流入主出口流道，然后通过主出口流道的冷却液出口流出冷板。冷板内流道的出口流道散热区呈小截面流道形式，区域位置对应冷板外表面的凸台群；凸台群由一系列不同高度和不同截面尺寸的凸台构成，每个凸台的位置、尺寸、高度均对应上冷板的外层发热元器件，每个凸台顶面通过导热衬垫与上冷板的外层发热元器件连接；发热元器件热量通过导热衬垫、凸台群、冷板，被导入至冷板分出口流道散热区内冷却液，并随冷却液带走。

本发明提出的散热冷板结构通过内流道合理布置，使冷板具备分水、集水功能，同时通过内流道的合理设计、配合冷板外表面凸台群，对冷板外的发热元器件进行散热冷却。冷板进口流道进行分水，对每个上冷板的发热元器件进行冷却；冷板出口流道集水前对上冷板的外层发热元器件进行冷却，从而提升层叠式水冷散热结构对发热元器件的散热效率。

本发明与现有技术相比具有以下优点：在保持原层叠式水冷散热结构外形尺寸的前提下，冷板具备分水、集水功能，同时层叠式水冷散热结构的散热效率得到提高。

附图说明

图1散热冷板轴测图。

图2散热冷板内流道的后视图。

图3散热冷板内流道与凸台群的位置关系图。

图4本发明实施例示意图。

1、冷却液进口；2、冷却液出口；3、凸台群；4、电插头通过孔；5、盲插水插座；6、导向销孔；7、上冷板安装孔；8、主进口流道；9、分进口流道；10、分出口流道；11、出口流道散热区；12、主出口流道；13、发热元器件；14、上冷板

具体实施方式

结合实施例、附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，冷板底部分布有冷却液进口1和冷却液出口2。对应1个上冷板14的区域，冷板外表面分布有2个盲插水插座5、2个导向销孔6、4个上冷板安装孔7、电插头通过孔4、凸台群3。上述特征在冷板上呈阵列分布，阵列形式与上冷板14在冷板上的阵列安装形式对应。其中电插头通过孔4用于安装在冷板后部的模块电插头穿过冷板，并与上冷板14上的模块连接。凸台群3的位置与上冷板14外层发热元器件13的位置相对应，凸台群3由一系列不同高度和不同截面尺寸的凸台构成，每个凸台的位置、尺寸、高度均对应上冷板14的外层发热元器件13，每个凸台顶面通过导热衬垫与上冷板发热元器件13连接。

如图2所示，冷板后视图视角下的内流道分布，内流道包括主进口流道8、分进口流动9、分出口流道10、出口流道散热区11、主出口流道12。主进口流道8和主出口流道12对应冷板的冷却液进口1和冷却液出口2。每个分进口流道9、分出口流道10分别对应图1中的1个盲插水插座5。分出口流道10和主出口流道12之间为出口流道散热区11，冷却液在出口流道散热区11进行汇聚、吸收上冷板14的外层发热元器件13传导而来的热量，然后流入主出口流道12。

主进口流道8、主出口流道12的截面面积相同，且大于每路分进口流道9、分出口流道10的截面面积；每路分进口流道9、分出口流道10的截面面积，由每路流道对应的上冷板14散热需求仿真计算决定。出口流道散热区11，呈多路小截面流道形式，流道截面变小同时，通过增加隔筋增大冷却区域，出口流道散热区11的总截面面积基本与主出口流道12截面面积相同。

如图3所示，下冷板正视图中，凸台群3和内流道分布的相对位置关系。下冷板内流道的出口流道散热区11位于凸台群3的下部，凸台群3与出口流道道散热区11件的热量能够高效传递。

如图4所示，上冷板14的导向销与冷板的导向销孔6配合，起导向定位作用，使上冷板14的盲插水插头和冷板的盲插水插座5对正接通，螺钉从冷板后部穿过冷板将上冷板14紧固在冷板上。上冷板14的外层发热元器件13热量通过导热衬垫、凸台群3被导入至冷板分出口流道散热区11内冷却液，并随冷却液带走。

本发明使用中，需根据各发热元器件的总发热量来估算冷板流道的截面尺寸并确定流量，根据发热元器件13位置来设计流道走向，通过流量合理选择盲插水插头、盲插水插座5的通径大小。

技术特征：

1.一种具有分水、集水功能的散热冷板结构，其特征在于：散热冷板的内流道包括进口流道、出口流道；进口流道具有分水效果，包括主进口流道和n个分进口流道；出口流道具有集水效果，包括主出口流道、出口流道散热区和n个分出口流道；每路分进口流道、分出口流道均对应散热冷板外表面安装的盲插水插座，共计2n个盲插水插座安装在散热冷板外表面，对应n个上冷板的2n个盲插水接头；冷板外表面设有凸台群，凸台群位置与上冷板的外侧发热元器件位置相对应。

2.根据权利要求1所述一种具有分水、集水功能的散热冷板结构，其特征在于：冷板外表面的凸台群由一系列不同高度和不同截面尺寸的凸台构成，每个凸台的位置、尺寸、高度均对应上冷板的外层发热元器件，每个凸台顶面通过导热衬垫与上冷板的外层发热元器件连接。

3.根据权利要求2所述一种具有分水、集水功能的散热冷板结构，其特征在于：冷板内流道的出口流道散热区呈小截面流道形式，流道截面小，冷却区域大；冷板内流道的出口流道散热区位于冷板外表面凸台群的下部，上冷板的外层发热元器件热量通过导热衬垫、凸台群、冷板出口流道散热区，被传导至出口流道散热区内的冷却液中，并随冷却液带走。

4.根据权利要求3所述一种具有分水、集水功能的散热冷板结构，其特征在于：冷板上设有电插头通过孔，其位置与上冷板对应，用于安装在冷板后部的模块电插头穿过冷板，与上冷板上的模块连接。

技术总结
本发明提出的一种具有分水、集水功能的散热冷板结构，属于电气元件组件的冷却散热领域。散热冷板的内流道包括进口流道、出口流道；其中进口流道包括主进口流道和n个分进口流道；出口流道包括主出口流道、出口流道散热区和n个分出口流道。散热冷板外表面设有凸台群，凸台群位置与上冷板的外侧发热元器件位置相对应。散热冷板通过内部流道的合理设计，降低冷板重量并使冷板具备分水、集水功能；并通过冷板外表面的凸台群，提高层叠式水冷散热结构的散热效率。本发明提出的散热冷板结构可广泛应用于集成化层叠式水冷散热结构。

技术研发人员：李舒;晏腾飞;李荣;陈伟
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七二四研究所
技术研发日：2020.01.08
技术公布日：2020.05.26