CN106981462A - 液冷式散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液冷式散热装置，适于冷却一热源，包括一导热模块、一供液模块以及一导流模块，导热模块包含一均温板及至少一导热柱，均温板具有至少一腔室且均温板的一侧接触所述热源；导热柱设置于均温板远离所述热源的一侧；供液模块设置于均温板一侧且具有一罩体及一泵，而罩体的外侧设有一液体输入端与一液体排出端；导流模块设置于均温板一侧且和均温板间形成一容置空间；其中供液模块连通容置空间，以将一冷却液引导至容置空间，并将该冷却液从该液体排出端排出。如此，于散热装置中形成多道冷却循环，提升整体散热效能。

Description

液冷式散热装置

技术领域

本发明涉及一种液冷式散热装置，尤指一种经由液体循环冷却方式提升整体散热效能的散热装置。

背景技术

随着中央处理器(CPU)处理速度与效能的提升，使得目前CPU的产热量增加，而较高的工作频率，也使得工作时的瓦数相对地提升，其所产生的高温会使CPU减低寿命，尤其当过多的热量未能有效排除时，容易造成系统不稳定。为解决CPU过热的问题，一般都采用散热器及风扇的组合，以强制冷却的方式将热量排除，而达到维持CPU的正常运作的效果，然而，现有的风扇于高转速下所产生的扰人噪音及高耗电量，常是制造业者所难以克服的问题。

然而，现有水冷头散热装置除接触热源的散热片或导热板用以吸收热源所产生的热量外，盖体与其它组件多为塑料材质，无法有效提升整体的散热效能，有鉴于此，本发明人遂针对上述现有技术，特潜心研究并配合学理的运用，尽力解决上述的问题点，即成为本发明人改良的目标。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种液冷式散热装置，其以水冷头结合均温板及导热柱的结构设计，有效提升整体的散热效率。

为了达成上述的目的，本发明提供一种液冷式散热装置，适于冷却一热源，其特征在于，该液冷式散热装置包括一导热模块、一导流模块以及一供液模块，其中：

该导热模块又包含：

一均温板，具有至少一腔室，该均温板的一侧接触所述热源，而该腔室供一工作流体流动于其中；以及

至少一导热柱，设置于该均温板远离所述热源的一侧；

该供液模块，设置于该均温板一侧，该供液模块包含一罩体和一泵，而该罩体的外侧设有一液体输入端与一液体排出端；

该导流模块，设置于该均温板一侧且和该均温板之间形成一容置空间；

其中该供液模块连通该容置空间，以将一冷却液引导至该容置空间，并将该冷却液从该液体排出端排出。

所述的液冷式散热装置，其中：该导热柱有复数个且彼此平行间隔直立配置，或者该导热柱有复数个且彼此交错间隔直立配置。

所述的液冷式散热装置，其中：该导热柱是一实心柱体。

所述的液冷式散热装置，其中：该导热柱是自该均温板的一侧延伸的热管结构，而该热管具有与该均温板的该腔室相通的一空腔，该空腔壁面形成有一毛细结构层。

所述的液冷式散热装置，其中：该腔室壁面的毛细结构层以及该空腔壁面的该毛细结构层相互连结。

所述的液冷式散热装置，其中：该毛细结构层选自网状结构、纤维组织、粉末烧结成型以及沟槽结构中任一。

所述的液冷式散热装置，其中：该导热柱配置有复数散热鳍片。

所述的液冷式散热装置，其中：各该散热鳍片的材质至少包含有铝、铜以及石墨中任一。

所述的液冷式散热装置，其中：各该散热鳍片分别串接固定于该导热柱，而各该散热鳍片具有一槽口。

所述的液冷式散热装置，其中：各该散热鳍片分别为形成于该导热柱的外壁且自该导热柱的外壁朝外延伸的薄片体。

所述的液冷式散热装置，其中：该液体输入端与该液体排出端配置于该罩体的相同侧。

所述的液冷式散热装置，其中：该液体输入端与该液体排出端分别连接外部一冷凝装置的一循环水出口与一循环水入口，以形成冷却循环。

所述的液冷式散热装置，其中：该导流板邻近该分流板的一侧嵌设有复数个顶柱，该顶柱为实心圆柱体、实心圆锥柱体、实心方柱体、实心锥柱体、实心多边形柱体、中空圆柱体、中空圆锥柱体、中空方柱体、中空锥柱体或者中空多边形柱体。

所述的液冷式散热装置，其中：各该顶柱的外径相同或不相同。

所述的液冷式散热装置，其中：该均温板、该导热柱、该导流板以及该分流板的材质至少包含有铝、铜以及石墨中任一。

所述的液冷式散热装置，其中：该导流模块包含一导流板和一分流板，该分流板设于该导流板和该均温板之间且覆盖该导热柱，该分流板和该均温板远离所述热源的一侧形成该容置空间，该导流板和该罩体之间形成有一第一导流空间，该分流板与该导流板之间形成有一第二导流空间，而该液体输入端、该第一导流空间、该第二导流空间、该容置空间以及该液体排出端彼此相通。

所述的液冷式散热装置，其中：还包含有嵌设于该分流板邻近该均温板的一侧的一汇流板，而该汇流板具有与该容置空间相通的一汇流开口。

相较于现有技术，本发明的液冷式散热装置具有以下功效：凭借散热模块、导流模块以及供液模块的结构配置，将热源分别传导或对流至均温板、导热柱、散热鳍片、分流板及导流板并经泵运转引导循环冷却液进行热交换并带至外界，于散热装置中具有多道冷却循环，以更有效提升液冷式散热装置的整体散热效能。

附图说明

图1是本发明的液冷式散热装置连接冷凝装置的侧视图。

图2A是本发明的液冷式散热装置外观分解图。

图2B是本发明的液冷式散热装置一侧外观分解图(含散热鳍片)。

图3是本发明的液冷式散热装置另一侧外观分解图。

图4是本发明的液冷式散热装置一侧外观组合图。

图5是本发明的液冷式散热装置另一侧外观组合图。

图6是图5的C-C剖面线的剖面图。

图7是图5的A-A剖面线的剖面图。

图8是图5的B-B剖面线的剖面图。

图9a是本发明的导热柱第一实施例的剖视图。

图9b是本发明的导热柱第二实施例的剖视图。

图9c是本发明的导热柱第三实施例的剖视图。

图9d是本发明的导热柱第四实施例的剖视图。

附图标记说明：M1-液冷式散热装置；M2-冷凝装置；M21-循环水出口；M22-循环水入口；1-导热模块；2-导流模块；3-供液模块；10-均温板；11-侧翼；12-毛细结构层；20-导热柱；20a、20b、20c、20d-热管；201a、201b、201c、201d-空腔；210a、210b、210c、210d-毛细结构层；30-分流板；30A-凹部；30S-盖板部；30W-挡墙部；301-第一分流开口；302-第二分流开口；31-汇流板；31A-凸部；311-汇流开口；40-导流板；40S-顶板；401-第一导流开口；402-第二导流开口；41-顶柱；50-泵；51-定子部；52-转子部；60-罩体；61-液体输入端；62-液体排出端；90、90a、90b、90c-散热鳍片；901-槽口；902a、902b-穿孔；100-外壳盖；H-热源；H1-热对流；L1-冷却液；L2-吸热后冷却液；R10-腔室；R20-第一导流空间；R30-第二导流空间；R40-容置空间；S1-受热面；S2-散热面；W-工作流体。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

请参阅图1至图3、图7、图8所示，本发明提供一种液冷式散热装置M1，其包括一导热模块1、一导流模块2以及一供液模块3。

导热模块1包含一均温板10以及一导热柱20，如图2A所示，进一步说明，更可包含一散热鳍片90，如图2B所示，该些散热鳍片90可为具有穿孔以穿设串接于该导热柱20中的片体，该串接方式是导热柱20和该些散热鳍片90以紧迫方式或者焊接固定方式，而该些散热鳍片90分别具有一贯穿该片体且位置对应前述汇流开口311的槽口901，以构成一冷却液L1的通道，如图2B与8所示，但不依此为限，关于散热鳍片90的结构型态将于以下详细说明。

呈上所述，均温板10具有至少一腔室R10且其壁面形成有一毛细结构层12，而该腔室供以一工作流体W流动于其中，而均温板10的一侧(受热面S1)与一热源H接触，如CPU等电子组件，由热源H传导至腔室R10中的工作流体W形成一热对流H1向上，而自均温板10另一侧(散热面S2)的四周朝上延伸有一具有复数个孔洞的侧翼11，而该延伸的部分与该受热面S2构成一容置空间R40；导热柱20设置并耦接于均温板10远离所述热源的一侧(散热面S2)，而导热柱20较佳为复数个且彼此平行间隔直立配置于均温板10的散热面S2上，图式中虽数量表示为4个，但不以此为限，进一步说明，均温板10的材质系选自至少包含有铝、铜以及石墨中任一者，进一步说明，复数个导热柱20也可彼此交错间隔直立配置于均温板10的散热面S2上，图式中虽表示复数个导热柱20为彼此平行间隔直立配置，但不依此为限。

呈上所述，导热柱20可为一实心柱体，例如圆柱体、锥状柱体、方柱体等等，而其材质可包含有铝、铜以及石墨中任一者或其以上的合金；或者该导热柱20可为自均温板10的散热面S2延伸的一热管结构，而关于导热柱20将于以下详述说明各种实施态样。。

供液模块3包含有一泵50以及一罩体60，供液模块3系通过螺丝穿设均温板10的侧翼11的孔洞可拆卸地锁附于均温板10上，而罩体60的外侧分别配置有一液体输入端61与一液体排出端62；而泵50包含一可拆卸地设置于罩体60和导流模块2之间的一转子部52以及一对应于该转子52的一定子部51，而图式中虽表示液体输入端61与液体排出端62配置于罩体60的相同侧。

导流模块2可拆卸地设置于罩体60与均温板10之间，而导流模块2包含一导流板40和一分流板30，分流板30配置于导流板40和均温板10之间且覆盖导热柱20，分流板30具有一第一分流开口301与一第二分流开口302，且前述两者配置在分流板30相同侧，但不依此为限，而分流板30邻进该散热面S2一侧具有一凹部30A，以供一汇流板31嵌设于其中，前述汇流板31具有一汇流开口311并分别连通于前述该容置空间R40以及第一分流开口301，而第二分流开口302系连通于前述该液体排出端62；汇流板31邻进散热面S2一侧具有一凸部31A，而汇流开口311的周壁系自汇流板31顶面至该凸部31A的底面形成一曲面轮廓，另外，分流板30具有抵接均温板10周壁且向上延伸构成该容置空间R40的一档墙部30W，以及连接档墙部30W且覆盖该些导热柱20的一盖板部30S，其中第一分流开口301贯穿盖板部30S，而第二分流开口302贯穿盖板部30S且邻近档墙部30W，进一步说明，分流板30和汇流板31的材质系选自至少包含有铝、铜以及石墨中任一者，而热源H所产生的热会经由档墙部30W传导至盖板部30S以如此通过分流板30材质的热导特性来提升整体结构的散热效率。

呈上所述，请配合参阅图6至8所示，导流板40配置于分流板30上且具有一第一导流开口401与一第二导流开口402，且导流板40邻近分流板30的一侧设有复数个顶柱41抵挚于分流板30的盖板部30S形成一第一导流空间R20以连通于第一导流开口401以及第二导流开口402，另外，前述分流板30邻近散热面S2的一侧形成有一第二导流空间R30以连通第一导流开口401以及第一分流开口301，而第一导流空间R20、第二导流空间R30以及容置空间R40系彼此相通，进一步说明，导流板40的材质系选自至少包含有铝、铜以及石墨中任一者。

呈上所述，前述顶柱41可为圆柱体、圆锥柱体、方柱体、锥柱体或多边形柱体，且可为实心或中空柱体，再者，每一顶柱41的外径可为相同或不相同，在此不限定，依实际需求做设计，而顶柱41耦接该顶板40S的方式可于顶板40S的对应侧设有复数个供以该些顶柱41嵌设于其中的孔洞(图未示)，以使该些顶柱可以稳固的卡固于该些孔洞中，进一步说明，导流板40和顶柱41的材质系选自至少包含有铝、铜以及石墨中任一者，而由热源H传导至分流板30的盖板部30S的热可凭借复数个顶柱41均匀传导至导流板40的一顶板40S上，并凭借导流板40材质的热导特性来提升整体结构的散热效率。

请参阅图9a所示，本发明提供导热柱20的第一实施态样，虽图式中表示为一中空热管结构，但不以此图式所限制，仅用以配合图式作实施例说明，本案所述导热模块1中的均温板10于散热面S2配置有复数个彼此交错间隔直立的热管20a，但不依此为限，也可为复数个彼此平行间隔直立配置的热管20a，其中热管20a远离散热面S2一侧不与分流板30或汇流板31接触，而前述热管20a该侧的端面可为一平面轮廓、一阶梯轮廓、一弧状轮廓或一曲面轮廓，虽本案图式中表示为一弧状轮廓，但依不此为限制；而热管20a具有与均温板10的腔室R10连通的一空腔201a，而热管20a的空腔201a的壁面系形成有毛细结构层210a，且与均温板10的腔室R10的毛细结构层12相互连接，其中均温板10以及热管20a的毛细结构层(12、210a)分别可选自网状结构(mesh)、纤维组织(fiber)、粉末烧结成型(sintered powder)以及沟槽结构(groove)中任一者，而该些热管20的材质系选自至少包含有铝、铜以及石墨中任一者。

请参阅图8与图9b所示，本发明提供导热柱20的第二实施态样，虽图式中表示为一中空热管结构，但不以此图式所限制，仅用以配合图式作实施例说明，本实施例主要说明其与前述第一实施态样的热管20a的差异，复数个热管20b具有与均温板10的腔室R10连通的一空腔201b，而热管20b的空腔201b的壁面系形成有毛细结构层210b，且与均温板10的腔室R10的毛细结构层12相互连接，复数个散热鳍片90a具有至少一穿孔902a，该穿孔902a系根据复数个热管20b设置的型态配置，以使该些散热鳍片90穿设且彼此间隔串接于该些热管20b的外周壁，该串接方式是热管20b和该些散热鳍片90a以紧迫方式或者焊接固定方式，进一步说明，该些散热鳍片90a分别具有如前述贯穿鳍片且对应汇流开口311的槽口901，以构成冷却液L1的通道，进一步说明，散热鳍片90a的材质系选自至少包含有铝、铜以及石墨中任一者。请参阅图9c所示，本发明提供导热柱20的第三实施态样，虽图式中表示为一中空热管结构，但不以此图式所限制，仅用以配合图式作实施例说明，本实施例主要说明其与前述第一与第二实施态样的热管(20a、20b)以及散热鳍片90a的差异，复数个热管20c具有与均温板10的腔室R10连通的一空腔201c，而热管20c的空腔201c的壁面系形成有毛细结构层210c，且与均温板10的腔室R10的毛细结构层12相互连接，而复数个热管20c的外周壁分别设置有复数个散热鳍片90b，于该些散热鳍片90b分别开设有一穿孔902b，以使该些散热鳍片90b穿设且彼此间隔串接于该些热管20c的外周壁，进一步说明，该些散热鳍片90b远离热管20c的一端是一自由端(图未示)，而另一端是一固定端，配置于各该热管20c的各该散热鳍片90b的自由端并不相互接触，而各该散热鳍片90b由固定端至自由端的长度可为相等或不相等，在此不限定。

请参阅图9d所示，本发明提供导热柱20的第四实施态样，虽图式中表示为一中空热管结构，但不以此图式所限制，仅用以配合图式作实施例说明，本实施例主要说明其与前述第一、第二与第三实施态样的热管(20a、20b、20c)以及散热鳍片(90a、90b)的差异，复数个热管20d具有与均温板10的腔室R10连通的一空腔201d，而热管20d的空腔201d的壁面系形成有毛细结构层210d，且与均温板10的腔室R10的毛细结构层12相互连接，其中一散热鳍片90c是复数个分别自该导热柱20的外壁表面被铲起的薄片体，而该薄片体系朝导热柱20的外部延伸且形成有至少一弯折，如弧状或波浪状，以降低散热鳍片90和导热柱20之间的热阻。

呈上所述，本案前述各实施例中的散热鳍片(90a、90b、90c)可应用于该实心导热柱20，而并非限制于与热管(20a、20b、20c、20d)形成配置，再者，本案前述各实施例中的热管(20a、20b、20c、20d)以及空腔(201a、201b、201c、201d)的几何结构可为相同或不相同，例如外径、内径、管壁厚度或管长等等，在此不限定，而本案前述各实施例中的毛细结构层(210a、210b、210c、210d)的几何结构可为相同或不相同，例如厚度、孔隙率等等。

请参阅图1、图5至图8所示，本案所述散热装置M1于罩体60上设置有一外壳盖100并锁附于罩体60，以降低泵50运作时的噪音，而当热源H产生的热分别传导及对流至均温板10的散热面S2、导热柱20、散热鳍片90、分流板30以及导流板40时，经由散热装置M1对外连接一冷凝装置M2，凭借设于罩体60的液体输入端61与液体排出端62分别连接外部冷凝装置M2的一循环水出口M22与一循环水入口M21，并通过泵50的转子部52运转将冷却液L1经液体输入端61导入罩体60内，并将冷却液L1引导并依序进入第一导流空间R20、第二导流空间R30且经汇流后通过槽口901进入容置空间R40中，使冷却液L1分别吸收传导及对流至均温板10的散热面S2、导热柱20、散热鳍片90、分流板30以及导流板40的热，而一吸热后冷却液L2通过第二分流开口302及液体排出端62经管路传输至冷凝装置M2进行冷却后形成冷却液体L1再依序重复前述程序，形成有均温板10中工作流体W于腔室R10中以及罩体60中的冷却液L1的多道冷却循环，以更有效提升整体的散热效能。

综上所述，本发明的液冷式散热装置，确可达到预期的使用目的，而解决现有的缺失，又因极具新颖性及进步性，完全符合发明专利申请要件，爰依专利法提出申请，敬请详查并赐准本案专利，以保障发明人的权利。

Claims (17)

1.一种液冷式散热装置，适于冷却一热源，其特征在于，该液冷式散热装置包括一导热模块、一导流模块以及一供液模块，其中：

该导热模块又包含：

一均温板，具有至少一腔室，该均温板的一侧接触所述热源，而该腔室供一工作流体流动于其中；以及

至少一导热柱，设置于该均温板远离所述热源的一侧；

该供液模块，设置于该均温板一侧，该供液模块包含一罩体和一泵，而该罩体的外侧设有一液体输入端与一液体排出端；

该导流模块，设置于该均温板一侧且和该均温板之间形成一容置空间；

其中该供液模块连通该容置空间，以将一冷却液引导至该容置空间，并将该冷却液从该液体排出端排出。

2.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于：该导热柱有复数个且彼此平行间隔直立配置，或者该导热柱有复数个且彼此交错间隔直立配置。

3.如权利要求2所述的液冷式散热装置，其特征在于：该导热柱是一实心柱体。

4.如权利要求2所述的液冷式散热装置，其特征在于：该导热柱是自该均温板的一侧延伸的热管结构，而该热管具有与该均温板的该腔室相通的一空腔，该空腔壁面形成有一毛细结构层。

5.如权利要求4所述的液冷式散热装置，其特征在于：该腔室壁面的毛细结构层以及该空腔壁面的该毛细结构层相互连结。

6.如权利要求4所述的液冷式散热装置，其特征在于：该毛细结构层选自网状结构、纤维组织、粉末烧结成型以及沟槽结构中任一。

7.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于：该导热柱配置有复数散热鳍片。

8.如权利要求7所述的液冷式散热装置，其特征在于：各该散热鳍片的材质至少包含有铝、铜以及石墨中任一。

9.如权利要求7所述的液冷式散热装置，其特征在于：各该散热鳍片分别串接固定于该导热柱，而各该散热鳍片具有一槽口。

10.如权利要求7所述的液冷式散热装置，其特征在于：各该散热鳍片分别为形成于该导热柱的外壁且自该导热柱的外壁朝外延伸的薄片体。

11.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于：该液体输入端与该液体排出端配置于该罩体的相同侧。

12.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于：该液体输入端与该液体排出端分别连接外部一冷凝装置的一循环水出口与一循环水入口，以形成冷却循环。

13.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于：该导流板邻近该分流板的一侧嵌设有复数个顶柱，该顶柱为实心圆柱体、实心圆锥柱体、实心方柱体、实心锥柱体、实心多边形柱体、中空圆柱体、中空圆锥柱体、中空方柱体、中空锥柱体或者中空多边形柱体。

14.如权利要求13所述的液冷式散热装置，其特征在于：各该顶柱的外径相同或不相同。

15.如权利要求13所述的液冷式散热装置，其特征在于：该均温板、该导热柱、该导流板以及该分流板的材质至少包含有铝、铜以及石墨中任一。

16.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于：该导流模块包含一导流板和一分流板，该分流板设于该导流板和该均温板之间且覆盖该导热柱，该分流板和该均温板远离所述热源的一侧形成该容置空间，该导流板和该罩体之间形成有一第一导流空间，该分流板与该导流板之间形成有一第二导流空间，而该液体输入端、该第一导流空间、该第二导流空间、该容置空间以及该液体排出端彼此相通。

17.如权利要求16所述的液冷式散热装置，其特征在于：还包含有嵌设于该分流板邻近该均温板的一侧的一汇流板，而该汇流板具有与该容置空间相通的一汇流开口。