CN103874399B - 水冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水冷装置，该水冷装置设置在配有发热部件的电子装置外部并通过使用冷却剂冷却由发热部件产生的热。水冷装置包括多个中空管，接收发热部件的热量的冷却剂通过所述多个中空管流动以被冷却。每一个中空管被形成为二次曲线形状。水冷装置还包括至少一个散热器，散热器包括多个散热翼片，多个散热翼片连接到多个中空管并且被布置成沿着多个中空管彼此分离。

Description

水冷装置

相关申请

本申请要求2012年12月12日向韩国知识产权局申请的第10-2012-0144763号韩国专利申请的权益，其公开的全部内容被合并于此作为参考。

技术领域

本发明的一个或多个实施例涉及一种水冷装置，并且更具体地，涉及设置在配备有发热部件的电子装置外部的水冷装置，并且该水冷装置包括具有改进结构的散热器，从而通过使用循环冷却剂冷却由发热部件产生的热，由此实现高的冷却性能和轻的重量。

背景技术

典型的水冷装置使用水或者通过向水中加入诸如抗腐蚀剂等化学成分而得到的冷却剂(冷却水)，以冷却设置在诸如计算机的电子装置中并且产生热量的发热部件，例如CPU、芯片组、RAM或FET。水冷装置通常包括水封、散热器、风扇、泵、水槽、控制器等等。

具有与发热部件的上表面接触的下表面的水封接收由发热部件产生的热量并且与冷却剂进行热交换。散热器接收来自冷却剂的热量并且消散热量到外部，从而冷却冷却剂。泵使填充水箱、散热器和管的冷却剂循环。风扇朝向散热器吹外部空气以方便散热。控制器控制风扇或者泵的操作

上述背景技术是本发明人为了创造本发明而保有的或者由本发明人在创造本发明时获得的技术信息，其不能认为其在提交本申请之前对公众而言已构成公知技术。

发明内容

本发明的一个或多个实施例包括具有改进的散热器结构的水冷装置，使得冷却性能可以得到改进并且可以轻量化。

其他方面将在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地将是显而易见的或可以通过所提出的实施例的实践而习得。

根据本发明的一个或多个实施例，水冷装置被设置在配有发热部件的电子装置外部并通过使用冷却剂冷却由发热部件产生的热，所述水冷装置包括：多个中空管，接收发热部件的热量的冷却剂通过所述多个中空管流动以被冷却，多个中空管的每一个被形成为二次曲线形状；和至少一个散热器，散热器包括多个散热翼片，多个散热翼片连接到多个中空管并且布置成沿着多个中空管彼此分离。

多个中空管可以形成环形或圆形形状。

具有不同直径的二次曲线形状的多个中空管同轴地和平行地布置。

多个中空管平行地布置在二次曲线的轴向方向上。

多个散热翼片沿着多个中空管径向地布置。

径向地布置的多个散热翼片被形成，使得邻近多个散热翼片的中心轴线方向的部分的至少一部分被移除。

冷却剂包括水、乙二醇(EG)、丙二醇(PG)和纳米液体中的至少一种。

水冷装置可以进一步包括：壳体，容纳散热器在其中并且具有多个分区；风扇，设置在壳体中，以使外部空气流动进入壳体的内部空间，并且排出外部空气到壳体外部；泵，设置在壳体的内部空间的一侧处，并且在散热器和联接到电子装置的发热部件的水封之间循环冷却剂，和控制器，控制风扇和泵的操作。

附图说明

结合附图，根据关于实施例的以下描述，本发明的这些和／或其它方面将变得明显和更易于理解，其中：

图1是示出了根据本发明的实施例的水冷装置被安装在计算机中的透视图；

图2是图1的水冷装置的透视图；

图3是图1中的水的冷却装置的侧视图；和

图4是图1中的水的冷却装置的前视图。

具体实施例

现在将详细描述实施例，这些是实例的例子被描绘在附图中，其中类似的附图标记指代相似的元件。在这方面，本实施例可以具有不同形式，并且不应被解释为是对在此阐述的描述的限制。因此，本实施例仅通过参照附图描述如下，以解释本描述的各方面。如本文所用，术语“和／或”包括相关的所列项目的一个或多个的任意和所有组合。在元件列表的前面加上诸如“至少一个”之类的表述改变元件的整个列表，并且不改变列表的各个元件

图1是示出了根据本发明的实施例的水冷装置1被安装于计算机100的透视图。参照图1，根据本实施例的水冷装置1通过使用循环液体冷却剂，冷却安装在例如计算机100的电子装置中并且在工作过程中产生热的发热部件(未示出)的热。对于计算机而言，发热部件可以是中央处理单元(CPU)，安装在图形卡上的主芯片，RAM等。

在图1中，根据本实施例的水冷装置1被安装在计算机100处，计算机100是电子装置的示例。水冷装置1被连接到与CPU联接的水封102和与图形卡的主芯片组联接的水封104，以冷却作为设置在计算机100中的发热部件的CPU和主芯片组。

水冷装置1通过供给管106向与发热部件联接的水封102和104提供冷却剂，以接收来自发热部件的热量，并且通过返回管107接收冷却剂以冷却冷却剂并将被冷却的冷却剂在此供给到水封102和104。通过重复上述操作，发热部件被冷却下来。每一个水封102和104内的底座以微翼片方法形成，使得能够确保最大的散热面积，并且从而冷却性能可以得到改进。另外，水封102和104可以在每个水封102和104中包括低噪声、高性能泵(未示出)，以控制朝向散热器20移动的冷却剂的流速，和减少在泵的操作过程中的噪声。

在根据本实施例的水冷装置1中，虽然联接到发热部件的水封在水冷系统中是一个基本元件，但是在本说明书中所呈现的是，该水封没有被包括成为根据本实施例的水冷装置1的元件。水封被设置成适合设置在电子装置中的发热部件的类型和形状并且通过供给管106联接到根据本实施例的水冷装置1，形成水冷系统。

图2是图1中的水冷装置1的透视图。图3是图1的水冷装置1的侧视图。图4是图1的水冷装置1的正视图。

参考图2，3和4，根据本实施例的水冷装置1包括：散热器20，并且还包括壳体、风扇、泵和控制器，其将在下面详细描述。

通过使用冷却水或其它流体冷却发热部件的一般的水冷系统使用这样的散热器，该散热器采用百叶窗翼片或由具有优异导热性的金属材料形成的集成的散热片，所述金属材料诸如铝(A1)、铜(Cu)等。对于集成散热片，因为泵通常包括在散热器中，噪音相对严重，并且由于难以确保散热面积而会导致散热器的尺寸增加。对于采用百叶窗翼片的散热器，由于冷却剂的平稳循环和适当的散热面积两者都被确保，因此冷却剂路径可以具有平行统一的散热器的矩形结构。为了改善冷却性能，散热面积被增大，从而使得散热器的尺寸变大，与集成的散热片类似。

为了解决上述问题，在根据本实施例的水冷装置1中，与具有最佳冷却性能的空气冷却器的散热器的结构类似，中空管被布置成环形的或圆形的形状，形成热路径，并且散热翼片径向地布置在中空管外面，从而不仅水封所联接到的主要发热部件而且连同散热器周围的发热部件都可以被冷却，从而提高了冷却效率。

具体地，散热器20执行被发热部件加热的冷却剂的冷却。散热器20包括多个散热翼片22和多个中空管21，每一个散热翼片22具有薄金属板的形状，中空管21通过多次贯通冷却翼片22的方式联接到散热翼片22。穿过中空管21流动的冷却剂的热量被传递到散热翼片22，并且随后被由风扇吹出的风冷却。

中空管21再次接收从电子装置传递到水冷装置1的热量，并且将热量传递到后面将要描述的散热翼片22。在本实施例中，被称为热传递管的中空管21吸收图1中的计算机100的具有相对高的温度的部分的热量，并传递热量到图1的计算机100的具有相对低的温度的部分。另外，由于在传递热量时，热量也从中空管21消散进入空气，因此中空管21同时进行热冷却功能。每一个中空管21可以被形成为圆筒形管元件。

每一个中空管21可以具有二次曲线的形状，诸如环或圆形形状(圆、椭圆、抛物线、双曲线等)。“二次曲线”形状并不一定表示根据数学定义的完整的环，或者作为二次曲线的一部分的弧形形状，而是表示其可以是整体上被普通人识别为圆或圆弧的形状，或对应于圆或圆弧的弯曲形状。换句话说，每一个中空管21可以示意地或基本上有圆环、环或圆形形状。

在图2到4中，在半圆形状处具有不同直径每个中空管21，被配置为同轴地并且平行地相互连接。此外，两排中空管21被布置成在轴向方向上平行于彼此。由于中空管21以双径向形式布置，因此水冷装置1适合于自然对流环境，并且使用低噪音冷却风扇的强制对流型散热器的性能可能会大大改善。然而，本发明的技术概念不限于此，并且中空管21的形状、排列和数目的可以根据冷却装置所需的形状和散热能力而变化。

每一个散热翼片22由具有相对较高导热性的金属(诸如铜(Cu)或铝(A1))形成为薄板。散热翼片22被联接到中空管21以沿着中空管21彼此分开。在中空管21被形成为具有诸如环形或圆形形状的二次曲线形状的本实施例中，散热翼片22被布置到中空管21，形成辐射状。散热翼片22的外部形状基本上是二次曲线的形式，诸如环形或圆形。每一个散热翼片22具有通孔(未示出)。通孔的数量等于或大于联接到散热翼片22的中空管21的数量。中空管21穿过通孔以被联接到散热翼片22。

散热翼片22可以在单片或铰链型连接结构中形成辐射状。每一个散热翼片22通过移除散热器20的其中空气流量相对较低的内部空间而形成，并且在散热器20的其中对流影响大的外侧部分处形成散热翼片，从而形成轻的散热器。

因此，在根据本实施例的散热器20中，由于由诸如铜(Cu)、铝(A1)等金属材料形成的中空管21被设置在形成热路径的圆形形状中，并且散热翼片22径向地布置在中空管21的外侧，因此通过水封102和104传递的主发热部件的热量可以被消散，并且进而散热器20安装位置周边的发热部件的热量也可以被消散。

在具有环形或圆形形状的散热器20中，可以额外地串联或并联设置散热器20中的热路径，并且因此热传递效率可以得到提高。另外，由于散热器20具有类似于冷却风扇的圆形散热结构，因此散热器20适用于空气流并且具有减少不必要的散热面积的效果。

水冷装置1是水冷换热装置，用于通过使用填充在中空管21内部的冷却水或冷却剂有效地传递热量。填充水冷装置1内部的冷却剂可以是从冷却水(100％纯净水)、乙二醇(EG)、丙二醇(PG)和不腐蚀金属的纳米液体中选择的至少一种。

虽然未在附图中示出，但根据本实施例的水冷装置1还可以包括如上所述的壳体、风扇、泵和控制器。

壳体可以具有多个分区，以容纳散热器20在其中。在至少一个分区中可以设置空气通风孔，壳体外部的相对冷的空气通过空气通风孔可以流进壳体的内部空间。

可以安装风扇，以允许外部空气进入壳体的内部空间，并且然后从壳体中流出。换句话说，风扇旋转以将壳体内部的空气排到外侧。详细地，当风扇被操作以将壳体内部的空气排到外部时，在壳体中的压力减小，并且因此，壳体外部的相对冷的空气通过壳体中的通孔流入。这样做时，在冷却剂与安装于通风孔内侧的散热器20中的冷空气之间发生热交换，并且因此冷却剂的温度可以会降低。

泵被设置在壳体的内部空间中并在散热器20和联接到电子装置的发热部件的水封102和104之间循环冷却剂。另外，根据泵的操作，冷却剂从水封102和104流入水冷装置1，并穿过散热器20，并且朝向水冷装置1外部的水封102和104循环。操作风扇和泵所需的电力可通过电线108由计算机100提供。

控制器可以控制风扇和泵的操作，即，风扇的转速或泵的每分钟转数(RPM)。由于控制器的功能在本发明涉及的技术领域中的是公知的技术，在此将省略关于控制器结构的详细描述。

根据本实施例的制造水冷装置1的方法将在下面进行详细说明。

首先，每一个水封102和104的接触发热部件(诸如计算机100内的CPU或图形卡的主芯片)的底座(未示出)被削薄处理，以形成微翼片，因而确保散热面积尽可能大。水泵直接设置在底座(0K)上方，并且其中存在冷却水的底座与水泵的结合部分用橡胶垫圈密封，从而制造泵模块(未示出)。

在通过使用强制插入或通过使用钎焊焊条将散热翼片22附接到中空管2、并随后根据产品的尺寸将中空管21弯曲成环形或圆形形状的方法中，通过将散热翼片22固定到由诸如Cu或A1的金属材料形成的中空管21，水冷装置1的散热器20被配置成内部／外部径向的双散热器。

圆形弯曲半径的双散热器的中空管21的水路径的入口和出口23和24，通过钎焊密封以连接到位于散热器20的中心处的贮水槽(未示出)。

接下来，散热器20的贮水槽和水封102和104的泵模块的入口／出口通过使用供给管106和返回管107而彼此连接。当供给管106被制成真空管时，从冷却水(100％纯净水)、乙二醇(EG)、丙二醇(PG)和不腐蚀金属的纳米液体中选择的冷却剂填充散热器20和水封102和104。

接下来，在通过调节设置在水封102和104的泵模块中的空气排出孔的紧固螺钉将散热器20和水封102和104中剩余的空气移除之后，通过完成密封性试验来执行产品测试。

如上所述，根据本发明的一个或多个上述实施例，由于散热器的结构如上述所述被变化，因此冷却性能可以被提高并且实现轻量化。

应当理解，这里描述的示例性实施例应被认为仅是描述性的，而不是为了限制的目的。通常应认为每个实施例中的特征或方面的描述也可以用于其他实施例中的其它类似特征或方面。

虽然参照附图对本发明的一个或多个实施例进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，在不背离由所附权利要求书限定的本发明的范围和实质的情况下，可以在形式和细节上做出各种变化。

Claims (8)

1.一种水冷装置，该水冷装置设置在配有发热部件的电子装置外部并通过使用冷却剂冷却由发热部件产生的热，所述水冷装置包括：

多个中空管，接收发热部件的热量的冷却剂流动穿过所述多个中空管以被冷却，所述多个中空管中的每一个形成为二次曲线形状；和

至少一个散热器，所述散热器包括多个散热翼片，所述多个散热翼片连接到所述多个中空管并且布置成沿所述多个中空管彼此分离，

其中，所述多个中空管包括多个第一中空管和多个第二中空管，所述多个第二中空管设置在所述多个第一中空管的内侧并与所述多个第一中空管隔开预定距离，并且

所述多个散热翼片沿所述多个第一中空管和所述多个第二中空管径向地布置，并且所述多个散热翼片的至少一部分被布置成从所述多个中空管的中心伸出。

2.根据权利要求1所述的水冷装置，其中所述多个中空管形成为环形或圆形形状。

3.根据权利要求1所述的水冷装置，其中具有不同直径的二次曲线形状的所述多个中空管同轴地并且平行地布置。

4.根据权利要求1所述的水冷装置，其中所述多个中空管沿所述二次曲线的轴向方向平行地布置。

5.根据权利要求1所述的水冷装置，其中所述多个散热翼片沿所述多个中空管径向地布置。

6.根据权利要求5所述的水冷装置，其中径向地布置的所述多个散热翼片形成为使得邻近该多个散热翼片的中心轴线方向的部分的至少一部分被移除。

7.根据权利要求1所述的水冷装置，其中冷却剂包括水、乙二醇、丙二醇和纳米液体中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的水冷装置，还包括：

壳体，该壳体将散热器容纳在其内并具有多个分区；

风扇，设置在壳体中，以使外部空气流入壳体的内部空间并且将所述外部空气排到壳体外；

泵，设置在壳体的内部空间的一侧处，并且在散热器和联接到电子装置的发热部件的水封之间循环冷却剂，和

控制器，控制风扇和泵的操作。