[發(fā)明專利]一種面向大陣面冷卻的拓撲異構(gòu)微通道散熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110058313.2
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112911897A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李寶童;魯睿;謝晨寒;馬躍;李小虎;洪軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種面向大陣面冷卻的拓撲異構(gòu)微通道散熱器，其特征在于：包括下層散熱板(2)及與之連接的上層蓋板(1)，上層蓋板(1)的上表面與發(fā)熱熱源相接，上層蓋板(1)的下表面與下層散熱板(2)的上表面相連，下層散熱板(2)上設(shè)有均為貫穿孔的冷卻液入口(3)和冷卻液出口(9)，冷卻液入口(3)和主流道(4)入口連接，主流道(4)出口和“工”字型支流道(5)入口連接，“工”字型支流道(5)出口和由第一拓撲異構(gòu)微通道(6)、第二拓撲異構(gòu)微通道(7)形成的散熱子單元入口連接，散熱子單元入口出口和回流流道(8)入口連接，回流流道(8)出口和冷卻液出口(9)連接，主流道(4)、“工”字型支流道(5)、第一拓撲異構(gòu)微通道(6)、第二拓撲異構(gòu)微通道(7)、回流流道(8)均位于下層散熱板(2)的上表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向大陣面冷卻的拓撲異構(gòu)微通道散熱器，其特征在于：所述的下層散熱板(2)上表面上陣列著十六個拓撲異構(gòu)微通道共四個散熱子單元，其中十二個是第二拓撲異構(gòu)微通道(7)，四個是第一拓撲異構(gòu)微通道(6)，三個第二拓撲異構(gòu)微通道(7)和一個第一拓撲異構(gòu)微通道(6)構(gòu)成一個散熱子單元；四個散熱子單元與上層蓋板(1)上表面的熱源安裝位置相對應(yīng)，下層散熱板(2)上的冷卻液在拓撲異構(gòu)微通道里進行對流換熱，將來自上層蓋板(1)上表面的熱量帶走；四個散熱子單元關(guān)于下層散熱板(2)的軸線對稱。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向大陣面冷卻的拓撲異構(gòu)微通道散熱器，其特征在于：所述的下層散熱板(2)為對稱結(jié)構(gòu)，下層散熱板(2)上設(shè)有兩個冷卻液入口(3)和兩個冷卻液出口(9)，兩個冷卻液入口(3)設(shè)置在下層散熱板(2)縱向軸線上，且關(guān)于下層散熱板(2)橫向軸線對稱；兩個冷卻液出口(9)設(shè)置在下層散熱板(2)橫向軸線上，且關(guān)于下層散熱板(2)縱向軸線對稱；在下層散熱板(2)的中心處設(shè)置的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(10)將來自縱向軸線上回流流道(8)的冷卻液均勻?qū)Я髦翙M向軸線上的回流流道(8)，避免回流冷卻液在此處局部速度為零。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向大陣面冷卻的拓撲異構(gòu)微通道散熱器，其特征在于：所述的第二拓撲異構(gòu)微通道(7)整體呈現(xiàn)葉片狀，是軸對稱結(jié)構(gòu)，在軸線上分布著一個形狀大的對稱狀的主翅片，在軸線兩側(cè)對稱分布著多個微小翅片(11)；第一拓撲異構(gòu)微通道(6)整體呈現(xiàn)葉片狀，結(jié)構(gòu)不對稱，在其中心線上分布著一個不規(guī)則形狀的主翅片，在其中心線兩側(cè)非對稱分布著多個微小翅片(11)；兩種拓撲異構(gòu)微通道的外形是以陣面熱源分布、流道壓降、流道體積作為約束條件，使用拓撲優(yōu)化技術(shù)設(shè)計而成，在優(yōu)化設(shè)計時，第二拓撲異構(gòu)微通道(7)設(shè)置對稱熱源，第一拓撲異構(gòu)微通道(6)設(shè)置非對稱熱源，用于在實際工況中流量的適配。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向大陣面冷卻的拓撲異構(gòu)微通道散熱器，其特征在于：所述的下層散熱板(2)上位于兩側(cè)的回流流道(8)采用變截面寬度布置，回流流道(8)具有三級拓寬結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向大陣面冷卻的拓撲異構(gòu)微通道散熱器，其特征在于：所述的上層蓋板(1)和下層散熱板(2)均為紫銅材料，下層散熱板(2)和上層蓋板(1)間的連接工藝采用擴散焊焊接，冷卻液為去離子水。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向大陣面冷卻的拓撲異構(gòu)微通道散熱器，其特征在于：所述的下層散熱板(2)和上層蓋板(1)的長為85mm，寬為85mm，散熱器整體厚度為1.6mm。