[發(fā)明專利]一種帶傾斜通道的T型縱向微通道冷板

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010018903.8
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111132521A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許升;毛楊礎(chǔ);唐文輝;張德俊;謝磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公布了一種帶傾斜通道的T型縱向微通道冷板，該微通道冷板包括冷板基板和冷板蓋板兩部分。冷板基板上的微通道流道采用縱向布置且實現(xiàn)單元化設(shè)計，可通過增減微通道流道單元實現(xiàn)不同面積熱源的冷卻，同時能夠改善常規(guī)橫向串聯(lián)流動布置微通道均溫性較差的缺點；微通道單元則是由多個單個微通道集成，同時在微通道肋壁上布置了一定角度的傾斜通道以實現(xiàn)不同通道內(nèi)的攪混，打破邊界層加強攪混以強化換熱。本發(fā)明在實現(xiàn)更加均勻高效的微通道冷板散熱功能的同時具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便的優(yōu)點，可應(yīng)用于大功率電子器件散熱。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電子器件熱流密度的不斷提高，在有限的空間內(nèi)微通道冷板逐漸成為解決高熱流密度下散熱的常用方法。微通道冷板結(jié)構(gòu)可大可小，為提高冷卻效率一般會用一塊微通道冷板冷卻多個熱源，在熱源較少分布較為規(guī)整時冷卻效果較好，但在熱源較多分布較為分散時，微通道冷板在部分靠流道后部熱源位置處的冷卻效果會明顯減弱。同時微通道冷板流道結(jié)構(gòu)的布置也會對冷卻效果產(chǎn)生明顯影響。正是由于微通道冷板在設(shè)計和工藝上的不足，影響了其在電子設(shè)備散熱領(lǐng)域的應(yīng)用。

目前微通道冷板流道結(jié)構(gòu)有矩形通道、圓形通道、仿生結(jié)構(gòu)通道等，但在工程設(shè)計使用方面主要是使用矩形截面的平行流道，在流道尺寸及肋板結(jié)構(gòu)上進行設(shè)計改進，矩形結(jié)構(gòu)流道結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，但冷卻液溫度沿流動方向呈梯度增加，且各流道內(nèi)流量分配存在不均，從而使得微通道冷板均溫性較差，影響流道后部區(qū)域器件的工作性能。仿生結(jié)構(gòu)微通道冷板均能夠不同程度的改善熱源面的均溫性，杜平安等的《一種微通道液冷冷板》專利中提出的蝶形結(jié)構(gòu)就能夠較好的實現(xiàn)流道上下區(qū)域的溫度均勻性，但仿生結(jié)構(gòu)微通道冷板仍多是基于串聯(lián)流道的思路，在多個熱源情況下仍會出現(xiàn)流道后部區(qū)域熱源冷卻較差的情況，沒有根本上實現(xiàn)溫度均勻性的改善。

發(fā)明內(nèi)容

為改善冷板均溫性及流量分配不均的問題，本發(fā)明類比并聯(lián)管路的思想，將微通道流道設(shè)計成單元模塊，將其與主流道并聯(lián)，流道前后部熱源能夠獲得相近溫度的冷卻液來進行冷卻，實現(xiàn)熱源面溫度均勻性的提高，同時在微通道流道單元的流道肋板上設(shè)計傾斜通道連通各個微通道流道，以加強冷卻液的攪混，強化換熱效率，同時達到進一步改善冷板均溫性的效果。

本發(fā)明提提出的微通道冷板結(jié)構(gòu)組成包括：冷板基板1和冷板蓋板2，冷板基板1包括流道入口3、主流道4、至少一個縱向微通道單元5、回流流道6、流道出口7等部分；縱向微通道單元5與主流道4和回流流道6相連，冷卻液從流道入口1進入，通過主流道4進入縱向微通道單元，再由回流流道6，從流道出口7流出。縱向微通道單元5則包括上部通道8和下部通道9，上部通道8和下部通道9關(guān)于主流道4對稱，上部通道8和下部通道9內(nèi)均包含多條單個微通道流道10，單個微通道流道肋板間隔上至少有一組傾斜通道11，如附圖1、2所示。

縱向微通道單元5內(nèi)上部通道8和下部通道9長度可以不同，但各個縱向微通道單元5內(nèi)上部通道長度相同，下部通道長度相同。單個縱向微通道單元5內(nèi)上部通道8和下部通道9內(nèi)也可分別含有多個相互隔斷的微通道流道區(qū)域。

傾斜通道11可與單個微通道流道寬度相同，方便加工，也可以是0.2-2mm任意寬度，傾斜角度優(yōu)選0-90度任意角度，能夠較好的實現(xiàn)相鄰?fù)ǖ纼?nèi)冷卻液的流動交換。這樣的微通道結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)冷板內(nèi)流量的并聯(lián)分配，同時在某一路流量分配水路中人為產(chǎn)生了二次流，能實現(xiàn)冷卻劑的攪混從而強化換熱。

冷板基板1和冷板蓋板2材料可為鋁合金、銅、鈦合金等材料，其焊接方法優(yōu)選擴散焊。

本發(fā)明的有益效果是：

1、采用并聯(lián)流道思路方法,同時帶有傾斜通道實現(xiàn)通道間冷卻液的攪混,使冷卻液的流動方向方式改變,紊流程度增加,減薄了邊界層厚度,受熱面均溫性和換熱效率都得到了提高和強化。

2、根據(jù)施加熱載荷的不同,可以增減縱向微通道單元數(shù)量，可以進行相應(yīng)的或疏或密的優(yōu)化調(diào)整,適用于不同數(shù)量不同大小高熱流密度熱源的冷卻。