[发明专利]一种基于仿生的冲击型水冷散热器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种芯片散热器。

背景技术

根据摩尔定律，每隔18个月，集成电路上的晶体管数量就会翻一倍。在相同面积的微小芯片上，集成的电路越多，需要的功耗越高，同时释放的热量就越大。对于高热流密度的芯片，若不采取有效的冷却措施，会严重影响到芯片工作的稳定性和使用寿命。

常用的芯片散热的主要方式可分为:风冷散热方式、水冷散热方式和热电制冷方式。它们的不足之处分别在于：风冷散热的方式，无论如何增大风扇转速，超过其传热极限，工作失效，且产生噪声；一般直接作用在芯片上的水冷散热系统体积大、安装麻烦且存在水的泄漏和由此造成的短路问题；热电制冷方式是效率低、工艺不成熟。

仿生学是模仿生物系统的原理以建造技术系统，或者使人造技术系统具有系统特征或类似特征的科学。简而言之，仿生学就是模仿生物的科学。仿生学进一步与工程技术相结合，就形成了仿生工程学。仿生学的意义在于将35亿年的生命演化与协同进化过程应用与工程实践，以解决复杂的工程实践问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热效果良好的基于仿生的冲击型水冷散热器。

本发明的目的是这样实现的：

包括由圆形底板、筒状侧壁和环形顶部构成的壳体，所述底板上均匀分布曲面导流轨道，所述曲面导流轨道上开有减阻射流孔，所述顶部的中间连接进水口，侧壁上开有均匀分布的出水口，曲面导流轨道的末端与侧壁面相切并与出水口相对应。

所述曲面导流轨道的首端有一段逐渐凸起段，顶部与进水口的连接处有一段与所述逐渐凸起段相对应的过渡段。

所述曲面导流轨道有六个，对应的出水口为六个。

本发明的基于仿生的冲击型水冷散热器主要包括圆柱型腔体、一个进水口、六个出水口以及在两者中间起过度作用的仿生导流轨道；入水口位于散热器顶部的中心位置，六个出水口均匀分布在散热器侧面。在散热器腔体的内部，六个带有仿生鲨鱼皮减阻射流孔的曲面导流轨道，从入水口末端延伸到出水口处，使水流刚好以圆弧的切线方向从出水口流出。本发明相较于普通的水冷散热器，主要的优点有，水流直接冲击散热器底面，产生极薄的热边界层，提高了散热效果；导流轨道的设计，减小了流体与轨道之间的摩擦阻力，不会导致流体产生紊流，使散热器具有更优良的散热性能。

与现有技术相比本发明的有益效果为：水流从入水口进入散热器内部，直接冲击散热器底面，使散热器底部产生极薄的热边界层，运动的水流迅速带走芯片产生的多余热量，并从六个出水口光滑流出；导流轨道的末端与散热器侧壁面相切，刚好使水流沿导轨切线方向流出，不会导致流体产生紊流，使散热器具有更优良的散热性能；导轨上的仿生鲨鱼减阻的射流孔，使一部分流体从射流孔中射出，减小了运动流体与导轨的摩擦力，使流体运动更流畅，有效的提高了芯片散热器的散热效果。

附图说明

图1是本发明的外部结构示意图。

图2是图1的局部剖视图。

图3是曲面导流轨道在底板上的分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。

结合图1至图3，本发明的结构主要包括包括由圆形底板6、筒状侧壁5和环形顶部3构成的壳体，壳体为圆柱体流道腔体，底板6上均匀分布有六个曲面导流轨道7，所述曲面导流轨道上开有减阻射流孔8，顶部3的中间连接进水口1，侧壁上开有均匀分布的六个出水口4，曲面导流轨道的末端与侧壁面相切并与出水口相对应。曲面导流轨道的首端有一段逐渐凸起段9，顶部与进水口的连接处有一段与所述逐渐凸起段相对应的过渡段2。

减阻射流孔是基于仿生鲨鱼减阻设计的，且曲面导流轨道平均分布在散热器的底板上。入水口通过散热器腔体外表面与散热器的出水口相连接，导流轨道末端的切线方向恰好与出水口相连接，仿生鲨鱼减阻的射流孔分布在导流轨道的起始处。

具体工作过程如下：把散热器固定在需要散热的芯片上方并互相接触，去离子水从水冷散热器的顶部入口进入散热器，直接冲击散热器底部，去离子水进入散热器后，顺着带有仿生鲨鱼减阻射流孔的导流轨道，以切线方向从六个出水口流出，既不产生紊流，又能迅速带走热边界层。本发明有效的提高了散热器的散热效果。