專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水冷式散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于散熱器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水冷式散熱器。
背景技術(shù)：
電力機(jī)車(chē)需要安裝冷卻設(shè)備來(lái)散熱，以保證各相關(guān)設(shè)備的正常工作。目前的冷卻設(shè)備多采用水冷式散熱器，包括基板、面板和散熱翅片，基板和面板之間形成封閉腔體，在面板上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，基板上設(shè)置有散熱翅片，冷卻介質(zhì)從進(jìn)水口流入，在散熱翅片形成的通路中穿行后從出水口流出，并將熱量帶出，實(shí)現(xiàn)散熱。影響水冷式散熱器散熱能力的因素主要有散熱面積和傳熱系數(shù)，由于依靠增加散熱面積來(lái)提高散熱器的散熱能力會(huì)受到電力機(jī)車(chē)車(chē)體大小的限制，所以提高散熱器散熱能力的重要手段是提高傳熱系數(shù)，而提高散熱系數(shù)主要依賴(lài)于散熱翅片的結(jié)構(gòu)。目前散熱翅片結(jié)構(gòu)主要為直翅片結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，在基板上采用銑削加工的方法直接加工出來(lái)。在散熱器使用過(guò)程中，由于冷卻介質(zhì)具有黏度，會(huì)在散熱器的翅片表面形成熱膜，該熱膜的導(dǎo)熱能力很低，會(huì)阻止冷卻液與翅片本體之間的熱交換，導(dǎo)致散熱器的傳熱效率降低，從而降低散熱器的散熱能力。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種水冷式散熱器，具有較高的傳熱效率， 并且其散熱翅片的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工工藝簡(jiǎn)便、費(fèi)用較低。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案—種水冷式散熱器，包括基板、面板和散熱翅片，所述基板上安裝有多個(gè)散熱翅片列，任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯(cuò)落設(shè)置，所述散熱翅片為立方體結(jié)構(gòu)，焊接于所述基板的安裝槽中。優(yōu)選的，在上述水冷式散熱器中，至少一個(gè)散熱翅片列中的散熱翅片為傾斜設(shè)置。優(yōu)選的，在上述水冷式散熱器中，多個(gè)所述散熱翅片為傾斜設(shè)置的散熱翅片列在基板上隔列設(shè)置。優(yōu)選的，在上述水冷式散熱器中，任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片呈反向傾斜設(shè)置。優(yōu)選的，在上述水冷式散熱器中，所述基板和散熱翅片為鋁合金板。由此可見(jiàn)，在本實(shí)用新型上述公開(kāi)的水冷式散熱器中，在基板上安裝多個(gè)散熱翅片列，并且任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯(cuò)落設(shè)置，冷卻流體從上一個(gè)散熱翅片列流向下一個(gè)散熱翅片列時(shí)，與下一個(gè)散熱翅片列中的散熱翅片發(fā)生碰撞，使冷卻流體的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生急劇變化，產(chǎn)生紊流沖刷散熱翅片的表面，破壞散熱翅片表面的熱膜，提高散熱翅片的傳熱效率；散熱翅片和基板分別進(jìn)行加工，之后散熱翅片通過(guò)釬焊的方式安裝于基板的安裝槽中，與銑削加工或模具壓鑄的加工方式相比，加工工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有的直翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型公開(kāi)的水冷式散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示水冷式散熱器的側(cè)視圖；圖4為本實(shí)用新型公開(kāi)的一種散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為冷卻流體在圖4所示散熱翅片之間流動(dòng)時(shí)的流向示意圖；圖6為本實(shí)用新型公開(kāi)的另一種散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型公開(kāi)的另一種散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為冷卻流體在圖7所示散熱翅片之間流動(dòng)時(shí)的流向示意圖。
具體實(shí)施方式
當(dāng)散熱器中散熱翅片的表面形成熱膜時(shí)，這層熱膜會(huì)阻止冷卻介質(zhì)與散熱翅片之間的熱交換，降低散熱翅片的傳熱效率，因此要消除散熱翅片表面的熱膜。消除熱膜的途徑是使冷卻流體形成紊流，通過(guò)紊流在散熱翅片表面的沖刷作用消除熱膜。要使冷卻流體形成紊流，冷卻流體的雷諾數(shù)(Ra = ν/ υ，ν為流體流速，υ為流體粘度，Ra為雷諾數(shù))就不能低于某個(gè)數(shù)值(一般不小于Μ00)，粘度大的流體所要求的流速越高，而流體阻力(簡(jiǎn)稱(chēng)為流阻)與流速的平方成正比，因此當(dāng)流速高時(shí)流阻也隨之增大。 傳熱效率與流阻是矛盾存在的兩個(gè)方面，流阻大則傳熱效率高，流阻小則傳熱效率低。因此如果采用提高冷卻流體流速的方法使得冷卻流體形成紊流時(shí)，雖然消除了散熱翅片表面的熱膜，但流速的提高直接導(dǎo)致流阻增大，直接影響冷卻水泵循環(huán)的工況條件。本實(shí)用新型申請(qǐng)人對(duì)散熱翅片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在不增大冷卻流體流速的情況下，使冷卻流體形成紊流， 消除散熱翅片表面的熱膜，達(dá)到提高傳熱效率的目的，并且散熱翅片的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工工藝簡(jiǎn)便、費(fèi)用較低。為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。參見(jiàn)圖2和圖3，圖2為本實(shí)用新型公開(kāi)的水冷式散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖 2所示水冷式散熱器的側(cè)視圖。包括基板1、面板2和散熱翅片3。其中，基板1和面板2形成封閉腔體，在面板2的一端設(shè)置有進(jìn)水口 21，在相對(duì)的另一端設(shè)置有出水口 22，基板1上安裝有多組散熱翅片3。從進(jìn)水口 21流入的冷卻流體可以在散熱翅片3之間流動(dòng)，最終由出水口 22流出，在冷卻流體流動(dòng)過(guò)程中，基板1和散熱翅片3上的熱量被冷卻流體帶出。散熱翅片3的結(jié)構(gòu)如圖4所示。散熱翅片3在基板1上按列分布，形成多個(gè)散熱翅片列，任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片3錯(cuò)落設(shè)置，也就是任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片3位于不同的高度。以圖4中散熱翅片列a、散熱翅片列b和散熱翅片列 c為例，散熱翅片列b中散熱翅片3所處的位置與散熱翅片列a中相鄰兩個(gè)散熱翅片3之間形成的空隙位置對(duì)應(yīng)，散熱翅片列a和散熱翅片列b中的各個(gè)散熱翅片3位于不同的高度； 同時(shí)散熱翅片列b中的散熱翅片3所處的位置與散熱翅片列c中相鄰兩個(gè)散熱翅片3之間形成的空隙位置對(duì)應(yīng)，散熱翅片列b和散熱翅片列c中的各個(gè)散熱翅片3位于不同的高度。冷卻流體在散熱翅片3之間的流向如圖5所示。當(dāng)冷卻流體從上一個(gè)散熱翅片列流向下個(gè)散熱翅片列時(shí)，與下個(gè)散熱翅片列中的散熱翅片3發(fā)生碰撞，使冷卻流體的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生急劇變化，產(chǎn)生紊流沖刷散熱翅片3的表面，破壞散熱翅片3表面的熱膜，提高傳熱效率。在實(shí)施中，分別加工基板1和散熱翅片3，將金屬板材熱軋成型，再進(jìn)行切割獲得散熱翅片3，在基板1上需要設(shè)置散熱翅3的位置開(kāi)設(shè)安裝槽，該安裝槽的形狀與散熱翅片 3適配，散熱翅片3放置于安裝槽之后釬焊為一個(gè)整體，焊接工藝可以保證良好的傳熱能力，同時(shí)強(qiáng)度較高，并且與銑削加工或模具壓鑄的加工方式相比，加工工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。在實(shí)施中，散熱翅片3設(shè)置為立方體結(jié)構(gòu)，可以降低其加工難度，并且加工基板1 的工藝也得以簡(jiǎn)化，與其他的散熱翅片結(jié)構(gòu)相比，整個(gè)加工工藝更加簡(jiǎn)單。在本實(shí)用新型上述公開(kāi)的水冷式散熱器中，在基板上安裝多個(gè)散熱翅片列，并且任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯(cuò)落設(shè)置，冷卻流體從上一個(gè)散熱翅片列流向下一個(gè)散熱翅片列時(shí)，會(huì)與下一個(gè)散熱翅片列中的散熱翅片發(fā)生碰撞，使冷卻流體的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生急劇變化，產(chǎn)生紊流沖刷散熱翅片的表面，破壞散熱翅片表面的熱膜，提高散熱翅片的傳熱效率；散熱翅片和基板分別進(jìn)行加工，之后散熱翅片通過(guò)焊接的方式安裝于基板的安裝槽中，與銑削加工或模具壓鑄的加工方式相比，加工工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。圖4僅公開(kāi)了一種散熱翅片的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)還可以如圖6和圖7所示。參見(jiàn)圖6，圖6是本實(shí)用新型公開(kāi)的另一種散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。散熱翅片3在基板1上按列分布，形成多個(gè)散熱翅片列，任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片3錯(cuò)落設(shè)置，并且在多個(gè)散熱翅片列中至少有一個(gè)散熱翅片列中的散熱翅片 3為傾斜設(shè)置，當(dāng)然散熱翅片3為傾斜設(shè)置的散熱翅片列的數(shù)量可以是多個(gè)，當(dāng)該數(shù)量達(dá)到散熱翅片列總數(shù)的一半時(shí)，可以將散熱翅片3為傾斜設(shè)置的散熱翅片列在基板1上隔列設(shè)置。當(dāng)冷卻流體從上一個(gè)散熱翅片列流向下一個(gè)散熱翅片列時(shí)，會(huì)與下一個(gè)散熱翅片列中的散熱翅片發(fā)生碰撞，使冷卻流體的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生急劇變化，產(chǎn)生紊流沖刷散熱翅片的表面，破壞散熱翅片表面的熱膜，提高散熱翅片的傳熱效率。參見(jiàn)圖7，圖7為本實(shí)用新型公開(kāi)的另一種散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。散熱翅片3在基板1上按列分布，形成多個(gè)散熱翅片列，任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片3錯(cuò)落設(shè)置，并且任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片呈反向傾斜設(shè)置。冷卻流體在散熱翅片3之間的流向如圖8中所示，散熱翅片3強(qiáng)制冷卻流體不斷的改變流動(dòng)方向，使冷卻流體形成紊流流動(dòng)，沖刷散熱翅片3表面，破壞散熱翅片3表面形成的熱膜，達(dá)到提高散熱翅片3的傳熱系數(shù)的目的。在實(shí)施中，針對(duì)不同的技術(shù)要求，可通過(guò)改變散熱翅片3自身的高度H、以及散熱翅片列中相鄰散熱翅片3之間的距離t來(lái)改變冷卻流體的流速，從而改變冷卻流體的流阻。 也可以通過(guò)改變散熱翅片3的傾斜角度X、以及散熱翅片3的長(zhǎng)度L來(lái)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)。在本實(shí)用新型上述公開(kāi)的各個(gè)水冷式散熱器中，基板和散熱翅片優(yōu)選為鋁合金板。由于水冷式散熱器中的冷卻介質(zhì)多采用水和乙二醇的混合液，易對(duì)銅材造成腐蝕，而鋁合金通過(guò)氧化處理后的防腐能力優(yōu)于銅材，并且鋁合金的導(dǎo)熱率高、釬焊性能好、焊接可靠性高、易加工、易軋制成型，生產(chǎn)成本低，適宜大批量生產(chǎn)。本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種水冷式散熱器，包括基板、面板和散熱翅片，其特征在于，所述基板上安裝有多個(gè)散熱翅片列，任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯(cuò)落設(shè)置，所述散熱翅片為立方體結(jié)構(gòu)，焊接于所述基板的安裝槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式散熱器，其特征在于，至少一個(gè)散熱翅片列中的散熱翅片為傾斜設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水冷式散熱器，其特征在于，多個(gè)所述散熱翅片為傾斜設(shè)置的散熱翅片列在基板上隔列設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水冷式散熱器，其特征在于，任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片呈反向傾斜設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的水冷式散熱器，其特征在于，所述基板和散熱翅片為鋁合金板。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水冷式散熱器，包括基板、面板和散熱翅片，基板上安裝有多個(gè)散熱翅片列，任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯(cuò)落設(shè)置，散熱翅片為立方體結(jié)構(gòu)，焊接于基板的安裝槽中。本實(shí)用新型公開(kāi)的水冷式散熱器，在基板上安裝多個(gè)散熱翅片列，并且任意兩個(gè)相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯(cuò)落設(shè)置，冷卻流體從當(dāng)前散熱翅片列流向下一個(gè)散熱翅片列時(shí)，與散熱翅片發(fā)生碰撞，使冷卻流體的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生急劇變化，產(chǎn)生紊流沖刷散熱翅片的表面，破壞散熱翅片表面的熱膜，提高了傳熱效率；散熱翅片和基板分別進(jìn)行加工，之后散熱翅片通過(guò)焊接的方式安裝于基板的安裝槽中，與銑削加工或模具壓鑄的加工方式相比，加工工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。
文檔編號(hào)F28D1/03GK202057207SQ20112009367
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者丁威, 劉優(yōu)全, 徐亞輝, 金偉, 陳傳國(guó) 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代金屬制造有限公司