发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种液冷式热超导散热器,用于解决现有技术中的铝制散热器不能满足高热流密度大功率模块的散热需求的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种液冷式热超导散热器,所述液冷式热超导散热器包括:
热超导板,所述热超导板内形成有相互连通的密封通道,所述密封通道内填充有传热工质;所述热超导板表面设有热源安装区域;
液冷散热器,位于所述热超导板的表面,且位于所述热源安装区域之外,所述液冷散热器内形成有液体通道,所述液冷散热器上设有与所述液体通道相连通的进液口及出液口。
作为本发明的一种优选方案,所述液冷散热器包括第一导流板及液道盖板;所述液道盖板的一表面形成有容纳槽,所述液道盖板形成有所述容纳槽的表面贴置于所述热超导板的表面上,以于所述液道盖板与所述热超导板之间形成液道腔室;所述第一导流板位于所述液道腔室内,且固定于所述热超导板的表面,以于所述第一导流板与所述热超导板及所述液道盖板之间形成相互连通的所述液体通道;所述进液口及所述出液口均位于所述液道盖板上。
作为本发明的一种优选方案,所述容纳槽包括第一容纳槽及第二容纳槽,所述第一容纳槽及所述第二容纳槽均包括相对的第一端及第二端;所述第一导流板的数量为两块,一所述第一导流板分别位于所述第一容纳槽,另一所述第一导流板位于所述第二容纳槽内;所述进液口位于所述第一容纳槽的第一端,与所述第一容纳槽相连通,所述出液口位于所述第二容纳槽的第一端,且与所述第二容纳槽相连通;所述第一容纳槽的第二端与所述第二容纳槽的第二端相连通。
作为本发明的一种优选方案,所述第一导流板包括:
若干条第一导流条,所述第一导流条沿垂直于所述第一容纳槽第一端至所述第一容纳槽第二端的方向呈波浪状或方波状延伸,若干条所述第一导流条沿所述第一容纳槽第一端至所述第一容纳槽第二端的方向平行排布;
第一连接部,位于所述第一导流条的两端,且与各所述第一导流条均一体连接。
作为本发明的一种优选方案,所述第一导流板包括若干条平板状的第一导流条,若干条所述第一导流条沿垂直于所述第一容纳槽第一端至所述第一容纳槽第二端的方向平行间隔排布。
作为本发明的一种优选方案,所述热超导板包括:环形边框、第一盖板、第二盖板及至少一第二导流板;其中,
所述第一盖板贴置于所述环形边框的一表面上,所述第二盖板贴置于所述环形边框远离所述第一盖板的表面上,以于所述第一盖板与所述第二盖板之间形成密封腔室;
所述第二导流板位于所述密封腔室内;所述第二导流板包括若干个沿第一方向间隔排布且沿第二方向延伸的凸部,其中,所述第一方向与所述第二方向相垂直,所述第一方向上相邻所述凸部的底部一体连接,且所述凸部内侧及相邻所述凸部之间具有间隙,以使得所述第二导流板与所述第一盖板及所述第二盖板之间形成所述密封通道。
作为本发明的一种优选方案,所述热超导板包括至少两块所述第二导流板,所述第二导流板的长度与所述环形边框内侧的长度相同;相邻所述第二导流板之间具有间隙,以于相邻所述第二导流板之间形成所述传热工质的第一平衡通道,所述第一平衡通道沿所述第一方向延伸;与所述环形边框临近的一所述第二导流板与所述环形边框具有间隙,以于所述第二导流板与所述环形边框之间形成所述传热工质的第二平衡通道,所述第二平衡通道沿所述第一方向延伸;所述第二导流板的高度与所述环形边框的高度相同。
作为本发明的一种优选方案,所述凸部的侧壁均设有若干个导流孔,所述导流孔沿所述第二导流板的厚度方向贯穿所述第二导流板。
作为本发明的一种优选方案,所述第二导流板内设有至少一预留间隙;所述热超导板还包括至少一垫块,所述垫块位于所述预留间隙内;所述垫块的高度与所述第二导流板的高度相同,且所述垫块内设有沿其高度方向贯通的第一安装通孔;所述第一盖板上还设有至少一沿其厚度方向贯通的第二安装通孔,所述第二安装通孔与所述第一安装通孔对应设置;所述第二盖板上还设有至少一沿其厚度方向贯通的第三安装通孔,所述第三安装通孔与所述第一安装通孔对应设置。
作为本发明的一种优选方案,所述第二导流板内设有至少一预留间隙;所述第一盖板或所述第二盖板上设有至少一冲压凸台,所述冲压凸台自所述第一盖板或所述第二盖板的内表面凸设于所述预设间隙内,所述冲压凸台的高度与所述第二导流板的高度相同,且所述冲压凸台内设有沿其高度方向贯通的第一安装通孔,所述第二盖板或所述第一盖板上还设有至少一沿其厚度方向贯通的第二安装通孔,所述第二安装通孔与所述第一安装通孔对应设置。
作为本发明的一种优选方案,所述热超导板包括:
第一盖板;
第二盖板,包括盖板主体及环形凸沿,所述环形凸沿与所述盖板主体一体连接;所述第一盖板贴置于所述环形凸沿远离所述盖板主体的表面上,以于所述第一盖板与所述盖板主体之间形成密封腔室;
至少一第二导流板,位于所述密封腔室内;所述第二导流板包括若干个沿第一方向间隔排布且沿第二方向延伸的凸部,其中,所述第一方向与所述第二方向相垂直,所述第一方向上相邻所述凸部的底部一体连接,且所述凸部内侧及相邻所述凸部之间具有间隙,以使得所述第二导流板与所述第一盖板及所述第二盖板之间形成所述密封通道。
作为本发明的一种优选方案,所述热超导板包括至少两块所述第二导流板,所述第二导流板的长度与所述环形凸沿内侧的长度相同;相邻所述第二导流板之间具有间隙,以于相邻所述第二导流板之间形成所述传热工质的第一平衡通道,所述第一平衡通道沿所述第一方向延伸;与所述环形凸沿临近的一所述第二导流板与所述环形凸沿具有间隙,以于所述第二导流板与所述环形凸沿之间形成所述传热工质的第二平衡通道,所述第二平衡通道沿所述第一方向延伸;所述第二导流板的高度与所述环形凸沿的高度相同。
作为本发明的一种优选方案,所述凸部的侧壁均设有若干个导流孔,所述导流孔沿所述第二导流板的厚度方向贯穿所述第二导流板。
作为本发明的一种优选方案,所述第二导流板内设有至少一预留间隙;所述热超导板还包括至少一垫块,所述垫块位于所述预留间隙内;所述垫块的高度与所述第二导流板的高度相同,且所述垫块内设有沿其高度方向贯通的第一安装通孔;所述第一盖板上还设有至少一沿其厚度方向贯通的第二安装通孔,所述第二安装通孔与所述第一安装通孔对应设置;所述第二盖板上还设有至少一沿其厚度方向贯通的第三安装通孔,所述第三安装通孔与所述第一安装通孔对应设置。
作为本发明的一种优选方案,所述第二导流板内设有至少一预留间隙;所述第一盖板或所述第二盖板上设有至少一冲压凸台,所述冲压凸台自所述第一盖板或所述第二盖板的内表面凸设于所述预设间隙内,所述冲压凸台的高度与所述第二导流板的高度相同,且所述冲压凸台内设有沿其高度方向贯通的第一安装通孔,所述第二盖板或所述第一盖板上还设有至少一沿其厚度方向贯通的第二安装通孔,所述第二安装通孔与所述第一安装通孔对应设置。
如上所述,本发明的液冷式热超导散热器,具有以下有益效果:
1.通过在热超导板表面同时设置液冷散热器,液冷所用的冷媒的比热容远大于空气,相较于风冷可以吸收并带走更多的热量;同时,采用液冷散热器强制散热不会存在噪声,也不容易受到灰尘的干扰;
2.液冷散热器设置第一导流板,第一导流板除了增强液体扰动,增加换热面积,从而提高散热能力外,还起到加强筋的作用,可以减小液冷盖板的厚度,从而减轻液冷散热器的整体重量;
3.热超导板内部密封腔体内充注有传热工质,依靠传热工质相变传热或相变抑制传热,形成快速导热的热超导特性,使整个热超导板温度均匀,减小各功率器件间的温差及散热器的最高温度;
4.不受低温的限制:传热工质可在零下40℃左右正常工作,解决常规水冷散热在冬天高寒地区低温下的需要加热循环液体的缺陷,以及热管散热器在冬天低温下的失效难题,具有更好的工作适应性能;
5.热超导板内部为密封腔体,并设有第二导流板,内部第二导流板把第一盖板及第二盖板焊接在一起,即起到加强作用,使两侧盖板厚度减薄,承压能力增大,强度提高,减轻热超导板的重量和厚度,又增加内部的换热面积,增强热超导导热能力;
6.可以将多个功率器件集中贴置在一个热超导板上,具有结构紧凑及体积小的优点;
附图说明
图1显示为本发明实施例一中提供的液冷式热超导散热器的爆炸结构示意图。
图2显示为本发明实施例一中提供的液冷式热超导散热器的立体结构示意图。
图3至图5显示为本发明实施例一中提供的液冷式热超导散热器中的液冷散热器的立体结构示意图。
图6显示为本发明实施例一中提供的液冷式热超导散热器中的热超导板的爆炸结构示意图。
图7显示为本发明实施例一中提供的液冷式热超导散热器中的热超导板的立体结构示意图。
图8至图13显示为本发明实施例一中提供的液冷式热超导散热器中的热超导板中不同示例的导流板的结构示意图;其中,图9为图8的正视图,图11为图10的正视图,图13为图12的正视图。
图14至图15显示为本发明实施例一中提供的不同示例的液冷式热超导散热器边缘部分的局部截面结构示意图。
图16显示为本发明实施例二中提供的液冷式热超导散热器中具有预留间隙的热超导板的爆炸结构示意图。
图17显示为本发明实施例二中提供的液冷式热超导散热器具有垫块部分的局部截面结构示意图。
图18显示为本发明实施例二中提供的液冷式热超导散热器中具有冲压凸台的热超导板的爆炸结构示意图。
图19显示为本发明实施例三中提供的液冷式热超导散热器中的热超导板的爆炸结构示意图。
图20显示为本发明实施例三中提供的液冷式热超导散热器中的热超导板中的导流板置于环形边框内的俯视结构示意图。
图21显示为本发明实施例四中提供的液冷式热超导散热器中具有预留间隙及垫块的热超导板的爆炸结构示意图。
图22显示为本发明实施例四中提供的液冷式热超导散热器中的热超导板中的导流板置于环形边框内的俯视结构示意图。
图23显示为本发明实施例四中提供的液冷式热超导散热器中具有冲压凸台的热超导板的爆炸结构示意图。
图24显示为本发明实施例五中提供的液冷式热超导散热器中的热超导板的爆炸结构示意图。
图25显示为本发明实施例六中提供的液冷式热超导散热器中具有预留间隙的热超导板的爆炸结构示意图。
图26显示为本发明实施例七中提供的液冷式热超导散热器中的热超导板的爆炸结构示意图。
图27显示为本发明实施例七中提供的液冷式热超导散热器中热超导板中的导流板位于第二盖板的环形凸沿内侧的俯视结构示意图。
图28显示为本发明实施例八中提供的液冷式热超导散热器中具有预留间隙及垫块的热超导板的爆炸结构示意图。
图29显示为本发明实施例八中提供的液冷式热超导散热器中热超导板中的导流板位于第二盖板的环形凸沿内侧的俯视结构示意图。
图30显示为本发明实施例八中提供的液冷式热超导散热器中具有冲压凸台的热超导板的爆炸结构示意图。
元件标号说明
10 热超导板
100 第一盖板
101 第二盖板
1011 盖板主体
1012 环形凸沿
102 环形边框
1021 灌装孔
103 第二导流板
1031 凸部
1032 导流孔
1033 第二导流条
1034 第二连接部
1035 预留间隙
104 第一焊料层
105 第二焊料层
106 密封通道
107 第一平衡通道
108 第二平衡通道
109 垫块
110 第一安装通孔
111 第二安装通孔
112 第三安装通孔
113 冲压凸台
114 灌装管
115 第三焊料层
116 第四焊料层
117 热源安装区域
118 进液管
119 出液管
20 液冷散热器
201 第一导流板
2011 第一导流条
2012 第一连接部
202 液道盖板
2021 第一容纳槽
2022 第二容纳槽
2023 进液口
2024 出液口
30 功率器件
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图30。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例一
请参阅图1至图2,本发明提供一种液冷式热超导散热器,所述液冷式热超导散热器包括:热超导板10,所述热超导板10内形成有相互连通的密封通道106,所述密封通道106内填充有传热工质1061;所述热超导板10表面设有热源安装区域117;液冷散热器20,所述夜冷散热器20位于所述热超导板10的表面,且位于所述热源安装区域117之外,所述液冷散热器20内形成有液体通道,所述液冷散热器20上设有与所述液体通道相连通的进液口2023及出液口2024。通过在所述热超导板10表面同时设置所述液冷散热器20,液冷所用的冷媒(譬如水)的比热容远大于空气,相较于风冷可以吸收并带走更多的热量;同时,采用所述液冷散热器20强制散热不会存在噪声,也不容易受到灰尘的干扰。
作为示例,请结合图1参阅图3至图5所示,所述液冷散热器20包括第一导流板201及液道盖板202;所述液道盖板202的一表面形成有容纳槽,所述液道盖板202形成有所述容纳槽的表面贴置于所述热超导板10的表面上,以于所述液道盖板202与所述热超导板10之间形成液道腔室;所述第一导流板201位于所述液道腔室内,且固定于所述热超导板10的表面,以于所述第一导流板201与所述热超导板10及所述液道盖板202之间形成相互连通的所述液体通道;所述进液口2023及所述出液口2024均位于所述液道盖板202上;所述进液口2034与一进液管118相连接,所述出液口2024与一所述出液管119相连接。所述液冷散热器20设置所述第一导流板201,第一导流板201除了增强液体扰动,增加换热面积,从而提高散热能力外,还起到加强筋的作用,可以减小所述液冷盖板202的厚度,从而减轻所述液冷散热器20的整体重量。
作为示例,所述容纳槽包括第一容纳槽2021及第二容纳槽2022,所述第一容纳槽2021及所述第二容纳槽2022均包括相对的第一端及第二端;所述第一导流板201的数量为两块,一所述第一导流板201分别位于所述第一容纳槽2021,另一所述第一导流板201位于所述第二容纳槽2022内;所述进液口2023位于所述第一容纳槽2021的第一端,与所述第一容纳槽2021相连通,所述出液口2024位于所述第二容纳槽2022的第一端,且与所述第二容纳槽2022相连通;所述第一容纳槽2021的第二端与所述第二容纳槽2022的第二端相连通。
在一示例中,如图3及图4所示,所述第一导流板201包括:若干条第一导流条2011及第一连接部2012,所述第一导流条2011沿垂直于所述第一容纳槽2021第一端至所述第一容纳槽2021第二端的方向呈波浪状或方波状延伸,若干条所述第一导流条2011沿所述第一容纳槽3011第一端至所述第一容纳槽3011第二端的方向平行排布;具体的,以所述第一容纳槽2021第一端至所述第一容纳槽2021第一端的方向为所述液道盖板202的长度方向为例,若干个所述第一导流条2011沿所述液道盖板202的宽度方向呈波浪状或方波状延伸,且若干个所述第一导流条2011沿所述液道盖板202的长度方向平行排布;所述第一连接部2012位于所述第一导流条2011的两端,且与各所述第一导流条2011均一体连接。
在另一示例中,如图5所示,所述第一导流板201包括若干条平板状的第一导流条2011,若干条所述第一导流条2011沿垂直于所述第一容纳槽2021第一端至所述第一容纳槽2021第二端的方向平行间隔排布;具体的,以所述第一容纳槽2021第一端至所述第一容纳槽2021第一端的方向为所述液道盖板202的长度方向为例,若干条所述第一导流条2011沿所述液道盖板202的长度方向延伸,且沿所述液道盖板202的宽度方向平行间隔排布。
需要说明的是,热超导传热技术包括在密闭的相互连通的微槽道系统内充装工作介质,通过工作介质的蒸发与冷凝相变实现热超导传热的热管技术;及通过控制密闭体系中工作介质微结构状态,即在传热过程中,液态介质的沸腾(或气态介质的冷凝)被抑制,并在此基础上达到工质微结构的一致性,而实现高效传热的相变抑制(PCI)传热技术。本实施例中,所述热超导板可以为相变抑制散热板,此时,所述热超导板内的所述传热工质在传热的过程中沸腾或冷凝被抑制,并在此基础上达到工质微结构的一致性而实现传热。本实施例中,所述热超导板也可以为热管传热板,此时,所述热超导板内的所述传热工质在传热过程中连续进行蒸发吸热与冷凝放热的相变循环来实现快速传热。
作为示例,所述传热工质1061为流体,优选地,所述传热工质1061可以为气体或液体或气体与液体的混合物,更为优选地,本实施例中,所述传热工质1061为液体与气体的混合物。
作为示例,如图6及图7所示,所述热超导板10包括:环形边框102、第一盖板100、第二盖板101及至少一第二导流板103,其中,所述第一盖板100贴置于所述环形边框102的一表面上,所述第二盖板101贴置于所述环形边框102远离所述第一盖板100的表面上,以于所述第一盖板100与所述第二盖板101之间形成密封腔室;所述第二导流板103位于所述密封腔室内;所述第二导流板103包括若干个沿第一方向间隔排布且沿第二方向延伸的凸部1031,其中,所述第一方向与所述第二方向相垂直,所述第一方向上相邻所述凸部1031的底部一体连接,且所述凸部1031内侧及相邻所述凸部1031之间具有间隙,以使得所述第二导流板103与所述第一盖板100及所述第二盖板101之间形成相互连通的密封通道106;所述密封通道106内填充有传热工质1061。需要说明的是,图8、图10及图12中的箭头a表示的方向即为所述第一方向,箭头b表示的方向即为所述第二方向;所述第一方向可以为所述第二导流板103的长度方向,此时所述第二方向为所述第二导流板103的宽度方向,所述第一方向也可以为所述第二导流板103的宽度方向,此时所述第二方向为所述第二导流板103的长度方向。
需要说明的是,由于所述环形边框102内侧为空心区域,所述第一盖板100与所述第二盖板101帖置于所述环形边框102的上下表面后,会在所述第一盖板100、所述第二盖板101及所述环形边框102内侧形成一个密闭腔室。
具体的所述第一方向上相邻所述凸部1031的底部一体连接,且所述凸部1031下方及相邻所述凸部1031之间具有间隙,这样就可以使得所述第二导流板103沿其长度方向呈交替间隔的凸凹状排布。
作为示例,如图14及图15所示,所述热超导板10还包括第一焊料层104及第二焊料层105;其中,所述第一焊料层104位于所述第一盖板100与所述环形边框102及所述第二导流板103之间,以将所述第一盖板100与所述环形边框102及所述第二导流板103焊接在一起;所述第二焊料层105位于所述第二盖板101与所述环形边框102及所述第二导流板103之间,以将所述第二盖板101与所述环形边框102及所述第二导流板103焊接在一起。所述第一导流板201及所述液道盖板202可以经由第三焊料层115焊接于所述第一盖板100的表面或所述第二盖板101的表面,所述第一导流板201可以经由第四焊料层116与所述液道盖板202焊接在一起。
作为示例,所述第二导流板103的高度与所述环形边框102的高度相同。将所述第二导流板103的高度设置为与所述环形边框102的高度相同,可以确保所述第二导流板103与所述第一焊料层104及所述第二焊料层105的焊接面积达到最大,从而增加焊接强度。
作为示例,如图6所示,所述环形边框102的一侧设有贯穿侧壁的灌装孔1021。所述第一盖板100、所述第二盖板101与所述环形边框102及所述第二导流板103焊接在一起后,将一灌装管114的一端插入所述灌装孔1021即可向所述密封通道106内填充所述传热工质1061。填充好所述传热工质1061后,应将所述灌装孔1021封闭以使得所述密封通道106实现密封。
在一示例中,所述第二导流板103可以为但不仅限于一块板材冲压而成,如图8及图9所示,所述第二导流板103的长度与所述环形边框102内侧的长度相同,且所述第二导流板103的宽度与所述环形边框102内侧的宽度相同;所述凸部1031的侧壁均设有若干个导流孔1032,所述导流孔1032沿所述第二导流板103的厚度方向贯穿所述第二导流板103。具体的,如图8及图9所示,沿所述第一方向,所述第二导流板103可以呈方波状延伸,即所述第二导流板103包括若干个沿第一方向间隔排布的所述凸部1031,且沿所述第一方向上相邻所述凸部1031的底部相互连接,且相邻所述凸部1031之间呈凹状。当然,在其他示例中,所述第二导流板103沿所述第一方向也可以呈波浪状延伸,但优选为所述第二导流板103沿所述第一方向呈方波状延伸,这样可以确保所述第二导流板103的上表面(即所述凸部1031的顶面)及下表面(即相邻所述凸部13之间的凹部的底面)均呈平面状,这样可以确保所述第二导流板103与所述第一焊料层104及所述第二焊料层105的接触面积尽可能大,从而提高焊接强度。所述第一盖板100、所述第二盖板101与所述环形边框102及所述第二导流板103焊接在一起后,所述第二导流板103的凸部1031与所述第二焊料层105之间的间隙、所述凸部1031之间的凹陷处与所述第一焊料层104之间的间隙及所述导流孔1032共同构成所述密封通道106。在该示例中,所述凸部1031沿所述第二方向贯穿所述第二导流板103,即所述凸部1031沿所述第二方向延伸贯穿所述第二导流板103,亦即所述凸部1031的长度与所述第二方向相同。各所述凸部1031上均设有若干个所述导流孔1032,各所述凸部1031上的所述导流孔1032沿所述凸部1031的延伸方向呈单行或多行间隔排布,且各所述凸部1031两侧的侧壁上均设有所述导流孔1032。各所述凸部1031上的所述导流孔1032可以如图9所示的一一对应设置,也可以错位排布。由于沿所述第二方向上所述第二导流板103与所述第一焊料层104及所述第二焊料层105之间具有足够的间隙,所述传热工质1061在沿所述第二方向上的流动非常顺畅,而所述传热工质1061沿所述第一方向(即所述凸部1031间隔排布的方向)上的流通受阻,通过在所述凸部1031上设置所述导流孔1032,可以增加所述传热工质1061沿所述第一方向的流动,从而增加沿所述第一方向上的传热效果,使得所述传热工质1061在沿所述第一方向及沿所述第二方向具有几乎相同的流动性,使得整个所述热超导板各个方向具有相同的散热效果,从而使得所述热超导板10各个区域的温度相同,进而有效避免由于某一个或多个方向散热效果不佳而造成所述热超导板10局部区域过热现象的发生。
在另一示例中,如图10及图11所示,所述第二导流板103包括:若干个沿所述第二方向平行排布的第二导流条1033及第二连接部1034,所述第二导流条1033包括若干个沿所述第一方向间隔排布的所述凸部1031;位于两侧的所述第二导流条1033与所述环形边框102的内侧相接触;所述第二连接部1034位于所述第二导流条1033的两端,且与若干个所述第二导流条1033均呈一体连接;所述第二连接部1034远离所述第二导流条1033的一侧与所述环形边框102的内侧相接触。在该示例中,所述第二导流板103的宽度与所述环形边框102内侧的宽度相同,所述第二导流板103的长度与所述环形边框102内侧的长度相同。所述第二导流条1033沿所述第一方向(一般为所述第二导流条1033的长度方向)可以呈方波状延伸,也可以呈波浪状延伸,即所述第二导流条1033包括若干个沿所述第一方向间隔排布的所述凸部1031,沿所述第一方向上相邻所述凸部1031的底部相互连接,且相邻所述凸部1031之间呈凹状。优选地,本实施例中,所述第二导流条1033沿所述第一方向呈方波状延伸,这样可以确保所述第二导流条1033的上表面及下表面均为平面,即确保所述第二导流板103的上表面(即所述凸部1031的顶面)及下表面(即与所述凸部1031的顶部相对的表面)均呈平面状,这样可以确保所述第二导流板103与所述第一焊料层104及所述第二焊料层105的接触面积尽可能大,从而提高焊接强度。所述第一盖板100、所述第二盖板101与所述环形边框102及所述第二导流板103焊接在一起后,所述第二导流条1033的凸部1031与所述第二焊料层105之间的间隙、所述凸部1031之间的凹陷处与所述第一焊料层104之间的间隙及相邻所述第二导流条1033之间的间隙共同构成所述密封通道106。
作为示例,相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031可以一一对应设置,即沿所述第二方向(即所述第二导流条1033排布的方向),各条所述第二导流条1033上的所述凸部1031一一对应设置。当然,在其他示例中,相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031还可以错位设置,所谓相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031错位设置是指,相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031的侧边错开,如图10及图11所示;相邻两排所述第二导流条1033的凸部1031错位的距离可以小于所述凸部1031的宽度,如图10及图11所示,相邻两排所述第二导流条1033的凸部1031错位的距离也可以等于所述凸部1031的宽度,此时,一排所述第二导流条1033的凸部1031与与其相邻的一排所述第二导流条1033的凸部1031之间的凹陷处对齐。需要说明的是,相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031错位设置时,隔排所述第二导流条1033上的所述凸部1031一一对应设置,即奇数排所述第二导流条1033上的所述凸部1031与偶数排所述第二导流条1033上的所述凸部1031错位设置,且各奇数排所述第二导流条1033上的所述凸部1031一一对应设置,各偶数排所述第二导流条1033上的所述凸部1031也一一对应设置。
作为示例,如图12及图13所示,所述凸部1031的侧壁均可以设有导流孔1032,所述导流孔1032沿所述第二导流条1033的厚度方向贯穿所述第二导流条1033。由于沿所述第二方向上所述第二导流条1033与所述第一焊料层104及所述第二焊料层105之间具有足够的间隙,所述传热工质1061在沿所述第二方向上的流动非常顺畅,而所述传热工质1061沿所述第一方向(即所述第二导流条1033延伸的方向)的流通受阻,通过在所述凸部1031上设置所述导流孔1032,可以增加所述传热工质1061沿所述第一方向的流动,从而增加沿所述第一方向上的传热效果,使得所述传热工质1061沿所述第一方向及沿所述第二方向具有几乎相同的流动性,使得整个所述热超导板10各个方向具有相同的散热效果,从而使得所述热超导板10各个区域的温度相同,进而有效避免由于某一个或多个方向散热效果不佳而造成所述热超导板10局部区域过热现象的发生。
作为示例,各所述第二导流条1033上的各所述凸部1031两侧的所述侧壁上均设有所述导流孔1032,沿所述第二导流条1033延伸的方向,各所述凸部1031上的所述导流孔1032可以如图12所示的一一对应设置,也可以错位排布。
作为示例,请继续参阅图1,所述液冷式热超导散热器还包括功率器件30,所述功率器件30贴置于所述热超导板10的表面且位于所述热源安装区域117内。所述功率器件30可以为任意一种需要散热的器件。
实施例二
请结合图1至图15参阅图16至图18,本实施例还提供一种液冷式热超导散热器,本实施例中所述的液冷式热超导散热器的结构与实施例一中所述的液冷式热超导散热器的结构大致相同,二者的区别在于所述热超导板10的具体结构不同:本实施例中所述的热超导板10相较于实施例一中所述的热超导板10在所述第二导流板103内增设有至少一预留间隙1035,同时,所述热超导板10还包括至少一垫块109或所述第一盖板100或所述第二盖板101上设有至少一冲压凸台113。本实施例中所述的热超导板10的其他结构与实施例一中所述的热超导板10的其他结构完全相同,具体请参阅实施例一,此处不再累述。
在一示例中,如图16及图17所示,所述热超导板10中的所述第二导流板103内设有若干个所述预留间隙1035,其中,图16以所述第二导流板103中设有4个所述预留间隙1035作为示例,在实际示例中,所述预留间隙1035的数量不以此为限;所述热超导板10还包括若干个所述垫块109,所述垫块109的数量与所述预留间隙1035的数量相同,且所述垫块109一一对应的设置于各所述预留间隙1035内;所述垫块109的高度与所述第二导流板103的高度相同,且各所述垫块109内均设有沿其高度方向贯通的第一安装通孔110;所述第一盖板100上还设有若干个沿所述第一盖板100的厚度方向贯通的第二安装通孔111,所述第二安装通孔111的数量与所述第一安装通孔110的数量相同,且所述第二安装通孔111与所述第一安装通孔110一一对应设置;所述第二盖板101上还设有若干个沿所述第二盖板101厚度方向贯通的第三安装通孔112,所述第三安装通孔112的数量与所述第一安装通孔110的数量相同,且所述第三安装通孔112与所述第一安装通孔110一一对应设置。需要说明的是,为了便于示出所述预留间隙1035,图16中并未示意出所述垫块109,同时,为了便于显示,图16中并未示意出所述第一焊料层104及所述第二焊料层105。由于所述热超导板10的表面需要安装固定发热的功率器件,又所述热超导板10内的所述密封通道106为密封管路,不能在所述热超导板10对应所述密封通道106的地方直接打安装固定孔,以防止所述密封通道106内的所述传热工质1061泄露;本发明通过在所述第二导流板103内预留所述预留间隙1035,并在所述预留间隙1035内设置于所述第二导流板103的高度相同的所述垫块109,在所述垫块109内形成有所述第一安装通孔110,这样在所述第一盖板100上形成所述第二安装通孔111并在所述第二盖板101上形成所述第三安装通孔112之后就可以在借助螺栓等固定装置的前提下利用所述第一安装通孔110、所述第二安装通孔111及所述第三安装通孔112将所述功率器件70固定于所述热超导板10上,同时,又可以确保所述密封通道106处于密封状态,所述传热工质1061不会泄露。
在另一示例中,如图18所示,所述热超导板10的所述第二导流板103内设有若干个所述预留间隙1035,其中,图18中以所述第二导流板103中设有四个所述预留间隙1035作为示例,在实际示例中,所述预留间隙1035的数量不以此为限;所述第一盖板100或所述第二盖板101上设有若干个所述冲压凸台113,其中,图18中以所述第二盖板101上设有若干个所述冲压凸台113作为示例;所述冲压凸台113自所述第一盖板100或所述第二盖板101的内表面凸设于所述预留间隙1035内,所述冲压凸台113的高度与所述第二导流板103的高度相同,所述冲压凸台113的数量与所述预留间隙1035的数量相同,与所述预留间隙1035一一对应设置,且所述冲压凸台113内设有沿其高度方向贯通的第一安装通孔110,所述第二盖板101或所述第一盖板100上还设有若干个沿其厚度方向贯通的第二安装通孔111,所述第二安装通孔111与所述第一安装通孔110的数量相同,且与所述第一安装通孔110一一对应设置。需要说明的是,若所述冲压凸台113设置于所述第二盖板101上,则所述第二安装通孔111位于所述第一盖板100上,如图18所示;若所述冲压凸台113设置于所述第一盖板100上,则所述第二安装通孔111位于所述第二盖板101上。需要进一步说明的是,为了便于显示,图18中并未示意出所述第一焊料层104及所述第二焊料层105。本发明通过在所述第二导流板103内预留所述预留间隙1035,并在所述第一盖板100或所述第二盖板12上设置若干个凸设于所述预留间隙1035内、且与所述第二导流板103的高度相同的所述冲压凸台113,在所述冲压凸台113内设有所述第一安装通孔110,这样,在所述第二盖板101或所述第一盖板100上设置所述第二安装通孔111之后就可以在借助螺栓等固定装置的前提下利用所述第一安装通孔110及所述第二安装通孔111将所述功率器件固定于所述热超导板上,同时,又可以确保所述密封通道106处于密封状态,所述传热工质1061不会泄露。
需要说明的是,图16至图18中,所述第二导流板103均为在如实施例一中图8及图9所示的所述第二导流板103内设置所述预留间隙1035后的一整块所述第二导流板,当然,在其他示例中,所述第二导流板103还可以为再如实施例一中图10至图13所示的所述第二导流板103内设置所述预留间隙1035后的第二导流板。
实施例三
请结合图1至图18参阅图19至图20,本实施例还提供一种液冷式热超导散热器,本实施例中所述的液冷式热超导散热器的结构与实施例一中所述的液冷式热超导散热器的结构大致相同,二者的区别在于所述热超导板10的结构不同:实施例一中所述的热超导板10中所述的第二导流板103的数量为一块,而本实施例中所述的第二导流板103的数量至少为两块,且相邻所述第二导流板103之间具有间隙,以于相邻所述第二导流板103之间形成所述传热工质1061的第一平衡通道107,所述第一平衡通道107沿所述第一方向延伸,即所述第一平衡通道107的延伸方向与所述第一方向相平行;与所述环形边框102临近的一所述第二导流板103与所述环形边框102具有间隙,以于所述第二导流板103与所述环形边框102之间形成所述传热工质1061的第二平衡通道108,所述第二平衡通道108沿所述第一方向延伸,即所述第二平衡通道108的延伸方向与所述凸部31的端面相平行;所述第二导流板103的高度与所述环形边框102的高度相同。本实施例中所述的热超导板10的其他结构与实施例一中所述的热超导板10的其他结构完全相同,具体请参阅实施例一,此处不再累述。所述第一平衡通道107可以作为气液平衡通道,以增强气体状态的所述传热工质1061、液体状态的所述传热工质1061或气液混合状态的所述传热工质1061沿所述第二导流板103长度方向上的流动;所述第二平衡通道108可以作为液体平衡通道,以增强液体状态的所述传热工质1061沿所述第一方向的流动。由于所述热超导板10中沿所述第二方向为主要的通道方向,而沿所述第一方向上所述传热工质1061的流动阻力较大,流动性较差,通过增设所述第一平衡通道107及所述第二平衡通道108,可以增强所述传热工质1061沿所述第一方向的流动性,使得整个所述热超导板10各个方向具有相同的散热效果,从而使得所述热超导板10各个区域的温度相同,进而有效避免由于某一个活多个方向散热效果不佳而造成所述热超导板10局部区域过热现象的发生。
实施例四
请结合图1至图18参阅图21至图23,本实施例还提供一种液冷式热超导散热器,本实施例中所述的液冷式热超导散热器的结构与实施例二中所述的液冷式热超导散热器的结构大致相同,二者的区别在于所述热超导板10的结构不同:实施例二中所述的热超导板10中所述的第二导流板103的数量为一块,而本实施例中所述的第二导流板103的数量至少为两块,且相邻所述第二导流板103之间具有间隙,以于相邻所述第二导流板103之间形成所述传热工质1061的第一平衡通道107,所述第一平衡通道107沿所述第一方向延伸,即所述第一平衡通道107的延伸方向与所述第一方向相平行;与所述环形边框102临近的一所述第二导流板103与所述环形边框102具有间隙,以于所述第二导流板103与所述环形边框102之间形成所述传热工质1061的第二平衡通道108,所述第二平衡通道108沿所述第一方向延伸,即所述第二平衡通道108的延伸方向与所述凸部31的端面相平行;所述第二导流板103的高度与所述环形边框102的高度相同。本实施例中所述的热超导板10的其他结构与实施例二中所述的热超导板10的其他结构完全相同,具体请参阅实施例二,此处不再累述。所述第一平衡通道107可以作为气液平衡通道,以增强气体状态的所述传热工质1061、液体状态的所述传热工质1061或气液混合状态的所述传热工质1061沿所述第二导流板103长度方向上的流动;所述第二平衡通道108可以作为液体平衡通道,以增强液体状态的所述传热工质1061沿所述第一方向的流动。由于所述热超导板10中沿所述第二方向为主要的通道方向,而沿所述第一方向上所述传热工质1061的流动阻力较大,流动性较差,通过增设所述第一平衡通道107及所述第二平衡通道108,可以增强所述传热工质1061沿所述第一方向的流动性,使得整个所述热超导板10各个方向具有相同的散热效果,从而使得所述热超导板10各个区域的温度相同,进而有效避免由于某一个活多个方向散热效果不佳而造成所述热超导板10局部区域过热现象的发生。
需要说明的是,图21及图22显示为液冷式热超导散热器中具有预留间隙1035及垫块109的热超导板10的结构示意图,图23显示为液冷式热超导散热器中具有冲压凸台113的热超导板10的结构示意图。
需要进一步说明的是,本实施例中所述的第二导流板103内形成的所述预留间隙1035位于与所述第二平衡通道108最邻近的所述第二导流板103内,如图21至图23所示。其中,图21至图23以所述第二导流板103为在实施例一中图10及图11所示的第二导流板103内设置所述预留间隙1035后的包括若干个所述第二导流条1033及第二连接部1034的第二导流板作为示例,所述第二导流板103的数量为两个,且所述第二导流板103还包括所述垫块109作为示例;当然,在其他示例中,所述第二导流板103还可以为在如实施例一中图8及图9或图12及图13所示的第二导流板103内设置所述预留间隙1035后的第二导流板,在所述第二导流板103不包括所述垫块109时,所述第一盖板11或所述第二盖板21上还可以设有所述冲压凸块113。所述第二导流板103的数量可以根据实际需要设定,并不限定于两个。
需要进一步说明的是,所述预留间隙1035的排布方式可以根据实际需要进行排布,譬如,若干个所示预留间隙1035可以如图21至图23所示的呈一字排布,也可以如实施例二中图16及图18所示的呈阵列排布。
实施例五
请结合图1至图15参阅图24,本发明还提供一种液冷式热超导散热器,本实施例中所述的液冷式热超导散热器的具体结构与实施例一中所述的液冷式热超导散热器的具体结构大致相同,二者的区别在于所述热超导板10的具体结构不同:实施例一中,所述热超导板10包括:环形边框102、第一盖板100、第二盖板101及至少一第二导流板103,其中,所述第一盖板100贴置于所述环形边框102的一表面上,所述第二盖板101贴置于所述环形边框102远离所述第一盖板100的表面上,以于所述第一盖板100与所述第二盖板101之间形成密封腔室。而本实施例中,所述热超导板10包括:第一盖板100、第二盖板101及第二导流板103;所述第二盖板101包括盖板主体1011及环形凸沿1012,所述环形凸沿1012与所述盖板主体1011一体连接;所述第一盖板100贴置于所述环形凸沿1012远离所述盖板主体1011的表面上,以于所述第一盖板100与所述盖板主体1011之间形成密封腔室。
需要说明的是,本实施例中,也可以为所述第一盖板100包括盖板主体及环形凸沿,而所述第二盖板101与实施例一中所述的第二盖板101相同;此时,所述第二盖板101帖置于所述环形凸沿上。
本实施例中所述的热超导板10中的所述第二导流板103的具体结构与实施例一中所述的热超导板10中的所述第二导流板103的具体结构完全相同,此处不再累述。同样,本实施例中所述液冷式热超导散热器除了所述热超导板10之外的其他结构与实施例一中所述的液冷式热超导散热器中对应的结构完全相同,此处不再累述。
本实施例中,所述第二盖板101可以经过冲压工艺形成所述盖板主体1011及所述环形凸沿1012,不需要额外使用环形边框,从而减轻所述热超导板10的重量,降低成本。
实施例六
请结合图1至图18参阅图25,本发明还提供一种液冷式热超导散热器,本实施例中所述的液冷式热超导散热器的具体结构与实施例二中所述的液冷式热超导散热器的具体结构大致相同,二者的区别在于所述热超导板10的具体结构不同:实施例二中,所述热超导板10包括:环形边框102、第一盖板100、第二盖板101及至少一第二导流板103,其中,所述第一盖板100贴置于所述环形边框102的一表面上,所述第二盖板101贴置于所述环形边框102远离所述第一盖板100的表面上,以于所述第一盖板100与所述第二盖板101之间形成密封腔室。而本实施例中,所述热超导板10包括:第一盖板100、第二盖板101及第二导流板103;所述第二盖板101包括盖板主体1011及环形凸沿1012,所述环形凸沿1012与所述盖板主体1011一体连接;所述第一盖板100贴置于所述环形凸沿1012远离所述盖板主体1011的表面上,以于所述第一盖板100与所述盖板主体1011之间形成密封腔室。
需要说明的是,本实施例中,也可以为所述第一盖板100包括盖板主体及环形凸沿,而所述第二盖板101与实施例二中所述的第二盖板101相同;此时,所述第二盖板101帖置于所述环形凸沿上。
本实施例中所述的热超导板10中的所述第二导流板103的具体结构与实施例二中所述的热超导板10中的所述第二导流板103的具体结构完全相同,此处不再累述。同样,本实施例中所述液冷式热超导散热器除了所述热超导板10之外的其他结构与实施例二中所述的液冷式热超导散热器中对应的结构完全相同,此处不再累述。
本实施例中,所述第二盖板101可以经过冲压工艺形成所述盖板主体1011及所述环形凸沿1012,不需要额外使用环形边框,从而减轻所述热超导板10的重量,降低成本。
实施例七
请结合图1至图20参阅图26至图27,本发明还提供一种液冷式热超导散热器,本实施例中所述的液冷式热超导散热器的具体结构与实施例三中所述的液冷式热超导散热器的具体结构大致相同,二者的区别在于所述热超导板10的具体结构不同:实施例三中,所述热超导板10包括:环形边框102、第一盖板100、第二盖板101及至少一第二导流板103,其中,所述第一盖板100贴置于所述环形边框102的一表面上,所述第二盖板101贴置于所述环形边框102远离所述第一盖板100的表面上,以于所述第一盖板100与所述第二盖板101之间形成密封腔室。而本实施例中,所述热超导板10包括:第一盖板100、第二盖板101及第二导流板103;所述第二盖板101包括盖板主体1011及环形凸沿1012,所述环形凸沿1012与所述盖板主体1011一体连接;所述第一盖板100贴置于所述环形凸沿1012远离所述盖板主体1011的表面上,以于所述第一盖板100与所述盖板主体1011之间形成密封腔室。
需要说明的是,本实施例中,也可以为所述第一盖板100包括盖板主体及环形凸沿,而所述第二盖板101与实施例三中所述的第二盖板101相同;此时,所述第二盖板101帖置于所述环形凸沿上。
本实施例中所述的热超导板10中的所述第二导流板103的具体结构与实施例三中所述的热超导板10中的所述第二导流板103的具体结构完全相同,此处不再累述。同样,本实施例中所述液冷式热超导散热器除了所述热超导板10之外的其他结构与实施例三中所述的液冷式热超导散热器中对应的结构完全相同,此处不再累述。
本实施例中,所述第二盖板101可以经过冲压工艺形成所述盖板主体1011及所述环形凸沿1012,不需要额外使用环形边框,从而减轻所述热超导板10的重量,降低成本。
实施例八
请结合图1至图23参阅图28至图30,本发明还提供一种液冷式热超导散热器,本实施例中所述的液冷式热超导散热器的具体结构与实施例四中所述的液冷式热超导散热器的具体结构大致相同,二者的区别在于所述热超导板10的具体结构不同:实施例四中,所述热超导板10包括:环形边框102、第一盖板100、第二盖板101及至少一第二导流板103,其中,所述第一盖板100贴置于所述环形边框102的一表面上,所述第二盖板101贴置于所述环形边框102远离所述第一盖板100的表面上,以于所述第一盖板100与所述第二盖板101之间形成密封腔室。而本实施例中,所述热超导板10包括:第一盖板100、第二盖板101及第二导流板103;所述第二盖板101包括盖板主体1011及环形凸沿1012,所述环形凸沿1012与所述盖板主体1011一体连接;所述第一盖板100贴置于所述环形凸沿1012远离所述盖板主体1011的表面上,以于所述第一盖板100与所述盖板主体1011之间形成密封腔室。
需要说明的是,本实施例中,也可以为所述第一盖板100包括盖板主体及环形凸沿,而所述第二盖板101与实施例四中所述的第二盖板101相同;此时,所述第二盖板101帖置于所述环形凸沿上。
本实施例中所述的热超导板10中的所述第二导流板103的具体结构与实施例四中所述的热超导板10中的所述第二导流板103的具体结构完全相同,此处不再累述。同样,本实施例中所述液冷式热超导散热器除了所述热超导板10之外的其他结构与实施例四中所述的液冷式热超导散热器中对应的结构完全相同,此处不再累述。
本实施例中,所述第二盖板101可以经过冲压工艺形成所述盖板主体1011及所述环形凸沿1012,不需要额外使用环形边框,从而减轻所述热超导板10的重量,降低成本。
综上所述,本发明提供一种液冷式热超导散热器,所述液冷式热超导散热器包括:热超导板,所述热超导板内形成有相互连通的密封通道,所述密封通道内填充有传热工质;所述热超导板表面设有热源安装区域;液冷散热器,位于所述热超导板的表面,且位于所述热源安装区域之外,所述液冷散热器内形成有液体通道,所述液冷散热器上设有与所述液体通道相连通的进液口及出液口。本发明的液冷式热超导散热器具有以下有益效果:1.通过在热超导板表面同时设置液冷散热器,液冷所用的冷媒的比热容远大于空气,相较于风冷可以吸收并带走更多的热量;同时,采用液冷散热器强制散热不会存在噪声,也不容易受到灰尘的干扰;2.液冷散热器设置第一导流板,第一导流板除了增强液体扰动,增加换热面积,从而提高散热能力外,还起到加强筋的作用,可以减小液冷盖板的厚度,从而减轻液冷散热器的整体重量;3.热超导板内部密封腔体内充注有传热工质,依靠传热工质相变传热或相变抑制传热,形成快速导热的热超导特性,使整个热超导板温度均匀,减小各功率器件间的温差及散热器的最高温度;4.不受低温的限制:传热工质可在零下40℃左右正常工作,解决常规水冷散热在冬天高寒地区低温下的需要加热循环液体的缺陷,以及热管散热器在冬天低温下的失效难题,具有更好的工作适应性能;5.热超导板内部为密封腔体,并设有第二导流板,内部第二导流板把第一盖板及第二盖板焊接在一起,即起到加强作用,使两侧盖板厚度减薄,承压能力增大,强度提高,减轻热超导板的重量和厚度,又增加内部的换热面积,增强热超导导热能力;6.可以将多个功率器件集中贴置在一个热超导板上,具有结构紧凑及体积小的优点。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。