專利名稱：一種水冷式散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明屬于散熱器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水冷式散熱器。
背景技術(shù)：
電力機車需要安裝冷卻設(shè)備來散熱，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)置有進水口和出水口，基板上設(shè)置有散熱翅片，冷卻介質(zhì)從進水口流入，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提高散熱器的散熱能力會受到電力機車車體大小的限制，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。在散熱器使用過程中，由于冷卻介質(zhì)具有黏度，會在散熱器的翅片表面形成熱膜，該熱膜的導熱能力很低，會阻止冷卻液與翅片本體之間的熱交換，導致散熱器的傳熱效率降低，從而降低散熱器的散熱能力。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明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)簡單、加工工藝簡便、費用較低。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(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散熱翅片列，任意兩個相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯落設(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，在本發(fā)明上述公開的水冷式散熱器中，在基板上安裝多個散熱翅片列， 并且任意兩個相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯落設(shè)置，冷卻流體從上一個散熱翅片列流向下一個散熱翅片列時，與下一個散熱翅片列中的散熱翅片發(fā)生碰撞，使冷卻流體的流動狀態(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行加工，之后散熱翅片通過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，加工工藝簡單、費用低。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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為本發(fā)明公開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為本發(fā)明公開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時的流向示意圖；圖6為本發(fā)明公開的另一種散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明公開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時的流向示意圖。
具體實施例方式當散熱器中散熱翅片的表面形成熱膜時，這層熱膜會阻止冷卻介質(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(簡稱為流阻)與流速的平方成正比，因此當流速高時流阻也隨之增大。 傳熱效率與流阻是矛盾存在的兩個方面，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，雖然消除了散熱翅片表面的熱膜，但流速的提高直接導致流阻增大，直接影響冷卻水泵循環(huán)的工況條件。本發(fā)明申請人對散熱翅片的結(jié)構(gòu)進行改進，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，達到提高傳熱效率的目的，并且散熱翅片的結(jié)構(gòu)簡單、加工工藝簡便、費用較低。為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。參見圖2和圖3，圖2為本發(fā)明公開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)置有進水口 21，在相對的另一端設(shè)置有出水口 22，基板1上安裝有多組散熱翅片3。從進水口 21流入的冷卻流體可以在散熱翅片3之間流動，最終由出水口 22流出，在冷卻流體流動過程中，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，形成多個散熱翅片列，任意兩個相鄰散熱翅片列中的散熱翅片3錯落設(shè)置，也就是任意兩個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中相鄰兩個散熱翅片3之間形成的空隙位置對應(yīng)，散熱翅片列a和散熱翅片列b中的各個散熱翅片3位于不同的高度； 同時散熱翅片列b中的散熱翅片3所處的位置與散熱翅片列c中相鄰兩個散熱翅片3之間形成的空隙位置對應(yīng)，散熱翅片列b和散熱翅片列c中的各個散熱翅片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。當冷卻流體從上一個散熱翅片列流向下個散熱翅片列時，與下個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整體，焊接工藝可以保證良好的傳熱能力，同時強度較高，并且與銑削加工或模具壓鑄的加工方式相比，加工工藝簡單、費用低。在實施中，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 的工藝也得以簡化，與其他的散熱翅片結(jié)構(gòu)相比，整個加工工藝更加簡單。在本發(fā)明上述公開的水冷式散熱器中，在基板上安裝多個散熱翅片列，并且任意兩個相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯落設(shè)置，冷卻流體從上一個散熱翅片列流向下一個散熱翅片列時，會與下一個散熱翅片列中的散熱翅片發(fā)生碰撞，使冷卻流體的流動狀態(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行加工，之后散熱翅片通過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，加工工藝簡單、費用低。圖4僅公開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。參見圖6，圖6是本發(fā)明公開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，形成多個散熱翅片列，任意兩個相鄰散熱翅片列中的散熱翅片3錯落設(shè)置，并且在多個散熱翅片列中至少有一個散熱翅片列中的散熱翅片 3為傾斜設(shè)置，當然散熱翅片3為傾斜設(shè)置的散熱翅片列的數(shù)量可以是多個，當該數(shù)量達到散熱翅片列總數(shù)的一半時，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。當冷卻流體從上一個散熱翅片列流向下一個散熱翅片列時，會與下一個散熱翅片列中的散熱翅片發(fā)生碰撞，使冷卻流體的流動狀態(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。參見圖7，圖7為本發(fā)明公開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，形成多個散熱翅片列，任意兩個相鄰散熱翅片列中的散熱翅片3錯落設(shè)置，并且任意兩個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強制冷卻流體不斷的改變流動方向，使冷卻流體形成紊流流動，沖刷散熱翅片3表面，破壞散熱翅片3表面形成的熱膜，達到提高散熱翅片3的傳熱系數(shù)的目的。在實施中，針對不同的技術(shù)要求，可通過改變散熱翅片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。也可以通過改變散熱翅片3的傾斜角度X、以及散熱翅片3的長度L來改變流體的流動狀態(tài)。在本發(fā)明上述公開的各個水冷式散熱器中，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，易對銅材造成腐蝕，而鋁合金通過氧化處理后的防腐能力優(yōu)于銅材，并且鋁合金的導熱率高、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)。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點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散熱翅片列，任意兩個相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯落設(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。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水冷式散熱器，包括基板、面板和散熱翅片，基板上安裝有多個散熱翅片列，任意兩個相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯落設(shè)置，散熱翅片為立方體結(jié)構(gòu)，焊接于基板的安裝槽中。本發(fā)明公開的水冷式散熱器，在基板上安裝多個散熱翅片列，并且任意兩個相鄰散熱翅片列中的散熱翅片錯落設(shè)置，冷卻流體從當前散熱翅片列流向下一個散熱翅片列時，與散熱翅片發(fā)生碰撞，使冷卻流體的流動狀態(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行加工，之后散熱翅片通過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，加工工藝簡單、費用低。
文檔編號F28D1/03GK102155851SQ20111008199
公開日2011年8月17日 申請日期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 申請人:株洲時代金屬制造有限公司