CN109411998A - 一种液冷板和光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液冷板和光纤激光器，涉及散热领域。该液冷板包括散热基板，以及设置在散热基板内部的液体流道；所述液体流道包括至少两条主流道和多条分流道；多条所述分流道的两端均分别与至少两条所述主流道连通；所述散热基板的设置有进水口、出水口和多个流道成形口；至少两条所述主流道的其中一条主流道与所述进水口连通；至少两条所述主流道的另一条主流道与所述出水口连通；多个所述流道成形口通过密封件密封。所述光纤激光器包括上述液冷板。本发明解决了现有技术中存在的制造工艺复杂和散热不均匀的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及散热技术领域，尤其是涉及一种液冷板和光纤激光器。
背景技术
中高功率光纤激光器通常采用水冷设计，在之前的水冷板设计中，一种方法是在散热基板上镶嵌铜管、再通过导热固化胶填充铜管与基板间隙然后再铣平的方法来实现水冷散热，这种方法的缺点是制造工艺复杂且成本高；另一种常用的方法是通过深孔钻或挤出成型的方法来加工水冷板内较长的纵向水道，在水冷板的两端、横向水道连接处则采用堵焊的方法保证水道的密封，加工完成后的水道是单向串联的，这种方法的缺点一是需要进行较为复杂的堵焊工艺，且焊接可能产生不易察觉的砂眼从而导致渗漏，二是由于水道是单向串行的，水在前行过程中越来越热，会导致整块水冷板产生较大的热梯度，使得散热不够均匀，从而影响其实际使用效果。
基于此，本发明提供了一种液冷板和光纤激光器以解决上述的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液冷板，以解决现有技术中存在的制造工艺复杂和散热不均匀的技术问题。
本发明的目的还在于提供一种光纤激光器,所述光纤激光器包括上述液冷板，用于解决现有光纤激光器的液冷板制造工艺复杂和散热不均匀的技术问题。
基于上述第一目的，本发明提供了一种液冷板，包括散热基板，以及设置在散热基板内部的液体流道；
所述液体流道包括至少两条主流道和多条分流道；多条所述分流道的两端均分别与至少两条所述主流道连通；
所述散热基板的设置有进水口、出水口和多个流道成形口；至少两条所述主流道的其中一条主流道与所述进水口连通；至少两条所述主流道的另一条主流道与所述出水口连通；多个所述流道成形口通过密封件密封。
可选的，上述液冷板，多条所述分流道的横截面积的形状、大小可不同。
设置在散热基板上各个发热元件发热情况不同，因此各个发热元件在液冷板上对应位置的散热需求不同。为适应不同的散热需求，分流道的横截面面积的大小可不一样或部分不一样，即在发热较严重的发热元件对应的分流道的横截面较大，反之较小。如此对流道进行差异化设计，相对于传统的单行串联式流道，分流道有利于减小散热基板在工作时的热梯度，具有更为理想的散热效果。
可选的，上述液冷板，所述流道成形口通过堵头进行密封。
可选的，上述液冷板，所述流道成形口设置有内螺纹，所述堵头为螺纹堵头；
所述流道成形口和所述螺纹堵头螺纹连接；所述螺纹堵头与所述流道成形口之间填充有密封介质。
可选的，上述液冷板，所述密封介质为生料带或密封胶。
可选的，上述液冷板，所述螺纹堵头为锥形管螺纹堵头或圆柱螺纹堵头。
可选的，上述液冷板，所述堵头与所述流道成形口焊接。
堵头与流道成形口采用焊接的方式进行连接，连接牢固，且密封效果好。
可选的，上述液冷板，所述散热基板的材质为铝合金。
铝合金的散热效果好，且方便进行孔的加工。
可选的，上述液冷板，所述液体流道进行硬质氧化或普通氧化处理。
硬质氧化或普通氧化处理能够进一步提高散热基板的耐蚀性、耐磨性和绝缘性等。
基于上述第二目的，本发明提供了一种光纤激光器,所述光线激光器包括所述液冷板。
本发明提供的所述液冷板，包括散热基板，以及设置在散热基板内部的液体流道；所述液体流道包括至少两条主流道和多条分流道；多条所述分流道的两端均分别与至少两条所述主流道连通；所述散热基板的设置有进水口、出水口和多个流道成形口；至少两条所述主流道的其中一条主流道与所述进水口连通；至少两条所述主流道的另一条主流道与所述出水口连通；多个所述流道成形口通过密封件密封。本发明的所述液冷板，冷却液从进水口进入，流经与进水口连通的主流道，在多条分流道的连接位置处分流，迅速地覆盖整个散热基板，再汇流至与出水口连通的主流道上，并最终由出水口流出。与传统的液冷板相比，采用主流道分流至多条分流道再汇流的方式大大缩短了冷却液的行走路径，热梯度较小，散热更均匀，并且该结构的制造工艺简单。
本发明提供的所述光纤激光器，采用上述液冷板进行冷却，因此具有上述液冷板的所有优点。
基于此，本发明较之原有技术，具有散热均匀和制造工艺简单的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的液冷板第一种结构第一视角的示意图；
图2为本发明实施例提供的液冷板第一种结构第二视角的示意图；
图3为本发明实施例提供的液冷板第一种结构中液体流道的剖视图；
图4为本发明实施例提供的液冷板第二种结构的示意图。
图标：100-散热基板；101-进水口；102-出水口；103-流道成形口；200-液体流道；201-进水主流道；202-分流道；203-出水主流道。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
图1为本发明实施例提供的液冷板第一种结构第一视角的示意图；图2为本发明实施例提供的液冷板第一种结构第二视角的示意图；图3为本发明实施例提供的液冷板第一种结构中液体流道的剖视图。
如图1至图3所示，在本实施例中提供了一种液冷板，所述液冷板包括散热基板100，以及设置在散热基板100内部的液体流道200；
所述液体流道200包括至少两条主流道和多条分流道202；多条所述分流道202的两端均分别与至少两条所述主流道连通；
所述散热基板100的设置有进水口101、出水口102和多个流道成形口103；至少两条所述主流道的其中一条主流道与所述进水口101连通；至少两条所述主流道的另一条主流道与所述出水口102连通；多个所述流道成形口103通过密封件密封。
本发明提供的所述液冷板，进水口101和、出水口102和流道成形口103均设置在散热基板100的侧面。冷却液从进水口101进入，流经与进水口101连通的主流道，在多条分流道202的连接位置处分流，迅速地覆盖整个散热基板100，再汇流至与出水口102连通的主流道上，并最终由出水口102流出。与传统的液冷板相比，采用主流道分流至多条分流道202再汇流的方式大大缩短了冷却液的行走路径，热梯度较小，散热更均匀，并且该结构的制造工艺简单。
基于此，本发明较之原有技术，具有散热均匀和制造工艺简单的优点。
本实施例的可选方案中，所述主流道的横截面积大于或等于所述分流道的横截面积。
主流道具有比分流道202更大的截面积，对于散热基板100上发热较严重的发热元件，可安装布置在主流道的上方，如此既可以确保该发热元件散热充分，还能够保证包含该液冷板的设备更稳定地工作。
需要强调的是，主流道的横截面积大于或等于分流道的横截面只是本实施例的一个优选方案，在必要的情况下，主流道的横截面积也可以小于分流道的横截面积。
本实施例的可选方案中，多条所述分流道202的横截面积的形状为圆形，分流道202横截面面积的大小不一样或部分不一样。
散热基板100内的分流道202的横截面为圆形时，可以通过深孔钻的方法加工获得，也可以通过开模由挤出成型获得，分流道202的加工方式多样，可根据需要选择。设置在散热基板100上各个发热元件发热情况不同，因此各个发热元件在散热基板对应位置的散热需求不同。为适应不同的散热需求，分流道202的横截面面积的大小不一样或部分不一样，即在发热较严重的发热元件对应的分流道202的横截面较大，反之较小。本例中对流道进行差异化设计，相对于传统的单行串联式流道，分流道202有利于减小散热基板100在工作时的热梯度，具有更为理想的散热效果。另外，分流道202的数量不受限制，具体的设置数量也可以根据散热需求进行差异化设计，以获得最优散热效果。
在上述技术方案中，进一步的，所述流道成形口103通过堵头进行密封。
采用堵头进行密封的方式，堵头可与流道成形口103可拆卸连接，也能够直接固接。其中，堵头与流道成形口103可拆卸能够方便清理液体流道200内的脏污。
在“堵头可与流道成形口103可拆卸连接”的技术方案中，进一步的，所述流道成形口103设置有内螺纹，所述堵头为螺纹堵头；
所述螺纹堵头与所述流道成形口103之间填充有密封介质。
在上述技术方案中，进一步的，所述密封介质为生料带或密封胶。
在上述技术方案中，进一步的，所述螺纹堵头为锥形管螺纹堵头或圆柱螺纹堵头。
本实施例中，堵头为螺纹堵头，流道成形口103的内壁设置有内螺纹，螺纹堵头与流道成形口103螺纹连接。为保证螺纹堵头与流道成形口103连接的密封性，在螺纹堵头与流道成形口103之间填充密封介质。具体的，该螺纹堵头为锥形管螺纹堵头或圆柱螺纹堵头，该密封介质可为生料带或密封胶。所有堵头堵上实现密封以后，有效液体流道200的剖面图如图3所示。
在“堵头可与流道成形口103固接”的技术方案中，进一步的，堵头与流道成形口103焊接。
堵头与流道成形口103采用焊接的方式进行连接，连接牢固，且密封效果好。
本实施例的可选方案中，散热基板100的材质为铝合金。
外部发热部件设置在散热基板100上，液体流道200设置在散热基板100的内部，外部发热部件与液体流道200中的冷却液之间通过散热基板100传递热量，因此，本实施例散热基板100优选为铝合金材质。铝合金的散热效果好，且方便进行孔的加工。需要强调的是，散热基板的材质为铝合金只是本实施例的一个优选方案，散热基板的材质还可以是铜或其他金属。
在上述技术方案中，进一步的，所述液体流道200进行硬质阳极化或普通氧化处理。
为进一步提高散热基板100的性能，如耐蚀性、耐磨性、绝缘性等，在散热基板为铝合金材质的基础上，可对散热基板100内部设置的液体流道200进行硬质阳极化处理或者普通氧化处理。
实施例二
图4为本发明实施例提供的液冷板第二种结构的示意图。如图4所示，本实施例提供的所述液冷板，是对实施例一提供的所述液冷板的进一步改进，实施例一所描述的技术方案也属于该实施例，实施例一已经描述的技术方案不再重复描述。
具体而言，如图4所示，在本实施例中提供了一种液冷板，区别于实施例一的结构是：多条所述分流道202的横截面积为长方形、矩形或其他不规则形状。
本实施例中，散热基板100采用开模后挤出成型的方法，所有的分流道202再挤出成型时即与散热基板100同步生成，因此分流道202是省去了深孔钻的工艺，大幅降低了散热基板100的制造成本。由于是通过模具挤出成型，因此液体流道200的截面可以是圆形，也可以是长方形、矩形甚至是异形截面，完全可根据需要而定。
实施例三
该实施例提供了一种光纤激光器，所述光线激光器包括了实施例一或实施例二中的液冷板。
具体的，本实施例中的液冷板，主流道的横截面积大于分流道的横截面积，主流道包括进水主流道201和出水主流道203。光线激光器中发热较严重的元器件安装在进水主流道201或者出水主流道203上，发热较小的元器件安装在分流道202上，多个元器件中发热较小的元器件根据发热量的大小对应设置在不同横截面积的分流道202的上方。本实施例提供的光纤激光器，采用了实施例一或实施例二提供的液冷板，液冷板可根据内部发热元器件发热量的大小进行差异化设计，制造工艺简单，散热效果更佳。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种液冷板，其特征在于，包括散热基板，以及设置在散热基板内部的液体流道；
所述液体流道包括至少两条主流道和多条分流道；多条所述分流道的两端均分别与至少两条所述主流道连通；
所述散热基板的设置有进水口、出水口和多个流道成形口；至少两条所述主流道的其中一条主流道与所述进水口连通；至少两条所述主流道的另一条主流道与所述出水口连通；多个所述流道成形口通过密封件密封。
2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，多条所述分流道的横截面积的形状、大小可不同。
3.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述流道成形口通过堵头进行密封。
4.根据权利要求3所述的液冷板，其特征在于，所述流道成形口设置有内螺纹，所述堵头为螺纹堵头；
所述流道成形口和所述螺纹堵头螺纹连接；所述螺纹堵头与所述流道成形口之间填充有密封介质。
5.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于，所述密封介质为生料带或密封胶。
6.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于，所述螺纹堵头为锥形管螺纹堵头或圆柱螺纹堵头。
7.根据权利要求3所述的液冷板，其特征在于，所述堵头与所述流道成形口焊接。
8.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述散热基板的材质为铝合金。
9.根据权利要求8所述的液冷板，其特征在于，所述液体流道进行硬质氧化或普通氧化处理。
10.一种光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器包括如权利要求1-9任一项所述的液冷板。
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