CN108427494B - 一种液冷散热系统及其水箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液冷系统水箱，所述水箱一体式贯通连接动力系统，所述水箱被上下或左右分隔为进水箱和出水箱，所述进水箱和出水箱上设置有至少两个进水口和出水口；同时本发明公开了一种利用上述水箱制作的液冷系统，包括与水箱连接的散热装置、吸热装置，所述散热装置和水箱一体式连接，所述吸热装置通过水管和水箱连接。通过水箱和动力系统以及散热装置的一体式连接，大大减少了液冷系统的占地面积，操作安装方便，具有较好的实用性。

Description

一种液冷散热系统及其水箱
技术领域
本发明涉及一种散热系统，尤其涉及一种电子设备的液冷散热系统及其水箱。
背景技术
目前，给计算机CPU、显卡、电子仪器芯片等电子器件降温通常采用液冷散热器，其主要由三大部分组成，即吸热装置、动力系统和散热装置。三者连接构成封闭的液体循环回路，吸热装置与发热体连接，动力系统提供液体在回路中循环的动力，这种设计的缺陷是，三部分通过连接管外接组装和固定，接口较多，液体泄漏风险较高，且占用相对较大的空间，安装操作不便，对安装的空间有较高的要求，安装灵活性差，因此其应用受到很大局限。目前市场上电子产品的发热源越来越多，对散热系统的功能要求越来越高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的液冷系统的缺陷，提供一种水箱及利用该水箱制作的液冷系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液冷散热系统的水箱，所述液冷散热系统包括水箱，动力系统，吸热装置、散热装置，管道，所述水箱一体结构贯通连接所述动力系统，所述水箱为一体结构且内部至少分为一组进水箱和一组出水箱，所述进水箱和出水箱设置有至少2组进水口和出水口。
所述动力系统为泵送装置，包括泵壳体、泵芯与马达，所述泵壳体与所述水箱为一体结构贯通连接，泵芯及马达装置于泵壳体结构上。
所述进水口与出水口通过所述管道分别与所述吸热装置连通，且连通至少2组所述吸热装置。
所述水箱为一体结构，设置有N个(N大于等于1个)，且水箱整体分割为进水箱和出水箱，所述进水箱和出水箱的分割后相对位置包括成角度、前后、上下或左右；或所述水箱整体为圆筒形状，所述进水箱和所述出水箱分别为内圆筒和外圆筒形状。
所述泵送装置设置在水箱的一侧、中间或两侧。
所述水箱一体结构贯通连接所述动力系统，一体结构加工方式包括不限于焊接、铸造、数控铣床加工或3D打印成型。
一种利用本发明所述的水箱制作的液冷系统，包括水箱、动力系统、吸热装置、散热装置和管道，所述水箱及其一体结构贯通连接的动力系统与所述散热装置一体结构连接。
一种利用本发明所述的水箱制作的液冷系统，包括水箱、动力系统、吸热装置、散热装置和管道，所述水箱及其一体结构贯通连接的动力系统与所述散热装置通过所述管道连接。
所述水箱及其一体结构贯通连接的动力系统与所述散热装置一体结构连接,连接后的相对位置包括不限于成角度、上下或左右。
所述水箱及其一体结构贯通连接的动力系统与所述散热装置一体结构连接,一体结构加工方式包括不限于焊接、铸造、数控铣床加工或3D打印成型。
本发明的液冷散热系统通过将泵送装置和水箱一体式贯通设计，相对于分体式的设计，节省了设备的占地空间，安装使用更加方便，通过将水箱进行分割后再在进水箱和出水箱上设置有至少两个进水口和出水口，可以对水箱内的液体进行均分分流，从而可以对多个加热装置进行散热。同时根据不同的设备要求，可以更好的适用不同电子设备的定制散热要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，附图中：
图1是本发明的液冷散热系统第一种结构示意图；
图2是图1的水箱剖面结构示意图；
图3是图1的分解结构示意图及散热结构的局部放大示意图；
图4是本发明的液冷散热系统泵送装置和水箱一体式设计具有多个进出水口的平面结构示意图；
图5是本发明的液冷散热系统液体循环流程示意图；
图6是本发明的液冷散热系统两个水箱上下隔开布置在泵送装置两侧的结构示意图；
图7是本发明的液冷散热系统一个水箱左右隔开分布在泵送装置一侧的结构示意图；
图8是图7的水箱左右隔开分布在泵送装置两侧的结构示意图；
图9是图7的水箱左右隔开分布在泵送装置转角处的结构示意图；
图10是本发明的液冷系统水箱设计为圆柱形并设置在泵送装置上方的结构示意图；
图11是本发明的液冷散热系统散热装置与水箱的泵送装置一体式转角设计结构示意图；
图12是本发明的液冷散热系统散热装置与水箱的泵送装置一体式转角设计液体循环流程示意图；
图13是本发明的液冷散热系统散热装置与水箱左右直线式一体结构连接及液体循环流程示意图；
图14是本发明的液冷散热系统散热装置与水箱的泵送装置直线式一体结构连接示意图；
图15是本发明的液冷散热系统散热装置与水箱上下一体结构连接及液体循环流程示意图。
图16是本发明的液冷散热系统泵送装置设置在水箱两侧的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。
参照图1至图4所示，本发明的液冷散热系统，包括水箱1、泵送装置2、散热装置3、吸热装置4和管道5，所述管道5连接所述水箱1、散热装置3和吸热装置4，所述泵送装置2和所述水箱1一体式设计,即泵送装置2一体式设置于水箱1上并与其贯通，相对于分体式设计，不需管道连接，显然大大减小了安装占地空间，操作更加方便；所述水箱1由隔板13隔开为进水箱11和出水箱12，并且所述进水箱11和出水箱12上分别设有至少两组进水口111和出水口121，一组进水口和出水口连接一个吸热装置，所述水箱1可并联连通至少两套所述吸热装置4，通过在所述进水箱11和出水箱12上设置N套(N等于2或大于2)均匀布置的进水口111和出水口121，实现了对液体均匀分流，可对N个热源进行散热。
具体的，参照图3，本发明的泵送装置2包括泵壳体21、泵芯22、马达装置23及泵盖24，所述泵芯22及马达装置23设置于泵壳体21结构上，所述泵壳体21与水箱1为一体结构。参照图3，所述散热装置3包括散热鳍片31，所述散热鳍片31内布置至少一条冷却管32，所述散热鳍片31上设置散热风扇。通过设置多条冷却管32，大大加快了散热速率。
本发明的液冷散热系统液体循环过程为：
参照图5，泵送装置2的腔体内分割成上下两层，分别和水箱的进水箱11和出水箱12相贯通，由泵送装置2施压的液体经由泵壳出水口(1-1)进入散热装置3的进水口(2-1)，冷却后从出水口(3-1)进入出水箱12的入口(4-1)，再均匀分流到出水箱12上的出水口(5-1)、出水口(5-2)，通过出水管(6-1)、(6-2)进入吸热装置4，吸收热量后再分别由管道(7-1)、(7-2)流入到进水箱11的进水口(8-1)、(8-2)进入进水箱11，沿着进水箱11的(9)方向进入泵送装置2的入口(10)，经施压后通过(11)流向至泵送装置出水口(1-1)，进入下一个散热循环。
参照图6，所述进水箱11和出水箱12上下布置，而且相对于泵送装置2左右设置布置，由图中可以看出，该散热系统通过左右对称布置以及水箱的分流设计，可连接四个吸热装置4，当然水箱的数目可以为2个以上，吸热装置4则可以为四个以上，以满足更多装置的散热。
参照图7至图9，本发明的液冷散热系统的进水箱11和出水箱12可以在泵送装置2的一侧设置，也可分开在泵送装置2的两侧以及与泵送装置2呈角度布置，都可以实现本发明的功能，布置方式比较灵活。参照图16，在所述水箱1的两侧也可以各布置一个动力系统，即设置两个泵送装置2，相对于一个泵送装置，液体循环的动力大大增加，从而提高了本发明液冷散热系统散热装置的散热效率。
特别的，参照图10，所述水箱1可以为在泵送装置2上方环绕设置的圆筒形形状，具体的：内圆筒为出水箱12，出水箱12放置在泵送装置2上，外圆筒面和内圆筒面之间的区域为进水箱11，通过将水箱1设计成和泵送装置2相同的圆形形状，设置在泵送装置2的上方，相对于在泵送装置2的侧面设置大大降低了占地空间，而且由于出水箱12沿着泵送装置2页轮的方向设置，因而便于液体的输送。
一种利用上述水箱制作的液冷系统，包括水箱、动力系统、吸热装置、散热装置以及管道，所述水箱与动力系统一体结构贯通连接，与所述散热装置及吸热装置通过管道连接，所述水箱与动力系统一体结构贯通连接的方式为焊接、铸造、数控铣床加工或3D打印成型。该结构相对于现有的水箱和动力系统分体式设计，节省了占地空间，使用更加方便。
进一步的，所述散热装置3和水箱1设计为一体式连接，显然这样进一步减少了散热装置3占用的空间，更加有利于安装，使用更加方便；参照图11、图12，散热装置3可以和水箱1呈转角式安装，参照图13、14，散热装置也可以和水箱呈直线式左右安装，可以安装在泵送装置一侧的泵壳壁上，也可以安装在另一侧的水箱壁上。
参照图12，由泵送装置2施压的液体经由泵壳出水口(10)进入散热装置3的进水口(1)，冷却后从出水口(2)直接进入出水箱12，再按流向(2)、(3)方向均匀分流到出水箱12上的出水口(4-1)、(4-2)，然后通过进水口(5-1)、(5-2)分别进入各自连接的吸热装置4，再通过进水口(6-1)、(6-2)分配到进水箱11的进水口(7-1)、(7-2)，按(8)、(9)的指示方向进入泵送装置2，开始下一个散热循环。图13液冷系统液体循环流程和图12近似，在此不再详述。
进一步的，参照图15，散热装置3还可以安装在水箱1的上方，这样相对于转角或者直线的设计，占地面积进一步减小，使用更加灵活方便。
具体的：泵送装置2泵出的液体经(1)流向散热装置3，散热后的液体经(2)流入出水箱12，在出水口(3-1)和(3-2)分流后经(4-1)和(4-2)流入吸热装置4，吸收热量后经出水口(5-1)和(5-2)流入进水箱11上的进水口(6-1)和(6-2)，再由进水箱的出口(7)流出，经由入口(8)进入泵送装置，然后进入下一个液冷循环。
需要说明的是：本发明中液体循环的动力均由泵送装置2提供，水箱和动力系统的一体式贯通连接、以及一体设计的水箱和动力系统与散热装置的一体结构设计，其加工方式包括但不限于焊接、铸造、数控铣床加工或3D打印成型；所述管道可采用金属管、橡胶管等材质，所述泵送装置可以为离心泵、轴流泵和混流泵；所述散热装置同水箱的设计一样，也可以进行大面积的散热，即由多个小型散热装置组合为大型散热装置以加快散热速度，散热装置与水箱的连接方式可以为焊接、胶黏连接等，所属一组进出水管连接的吸热装置可以通过水管串联其他的散热装置以对多个吸热装置进行散热，所述散热装置的散热鳍片可以是波带状或片状等形状。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种液冷散热系统的水箱，所述液冷散热系统包括水箱、动力系统、吸热装置、散热装置和管道，其特征是：所述水箱一体结构贯通连接所述动力系统，所述动力系统为泵送装置，包括泵壳体、泵芯与马达装置，所述泵壳体与所述水箱为一体结构贯通连接，所述泵壳上设有泵壳出水口(1-1)和泵壳进水口，所述泵芯及所述马达装置设置于所述泵壳体上；
所述水箱为一体结构且内部至少分为一组进水箱和一组出水箱，所述水箱为在所述泵送装置上方环绕设置的圆筒形形状，内圆筒为所述出水箱，所述出水箱放置在所述泵送装置上，外圆筒面和内圆筒面之间的区域为所述进水箱；所述进水箱和所述出水箱均设置有至少2组进水口和出水口，所述泵送装置施压的液体经由所述泵壳出水口(1-1)进入所述散热装置的进水口(2-1)，冷却后从出水口(3-1)进入所述出水箱的进水口(4-1)，再均匀分流到所述出水箱上的出水口(5-1)、出水口(5-2)，通过出水管(6-1)、出水管(6-2)进入所述吸热装置，吸收热量后再分别由管道(7-1)、管道(7-2)流入到所述进水箱的进水口(8-1)、进水口(8-2)进入所述进水箱，沿着所述进水箱进入泵送装置的泵壳进水口，经施压后通过所述进水箱流至所述泵壳出水口(1-1)，进入下一个散热循环。
2.根据权利要求1所述的一种液冷散热系统的水箱，其特征是：所述进水口与出水口通过所述管道分别与所述吸热装置连通，且连通至少2组所述吸热装置。
3.根据权利要求1所述的一种液冷散热系统的水箱，其特征是：所述水箱为一体结构，设置有N个，N大于等于1，且水箱整体分割为进水箱和出水箱，所述进水箱和出水箱的分割后相对位置包括成角度、前后、上下或左右；或所述水箱整体为圆筒形状，所述进水箱和所述出水箱分别为内圆筒和外圆筒形状。
4.根据权利要求1所述的一种液冷散热系统的水箱，其特征是：所述泵送装置设置在水箱的一侧、中间或两侧。
5.根据权利要求1所述的一种液冷散热系统的水箱，其特征是：所述水箱一体结构贯通连接所述动力系统，一体结构加工方式包括不限于焊接、铸造、数控铣床加工或3D打印成型。
6.一种利用权利要求1所述水箱制作的液冷散热系统，包括水箱、动力系统、吸热装置、散热装置和管道，其特征是：所述水箱及其一体结构贯通连接的动力系统与所述散热装置一体结构连接。
7.一种利用权利要求1所述的水箱制作的液冷散热系统，包括水箱、动力系统、吸热装置、散热装置和管道，其特征是：所述水箱及其一体结构贯通连接的动力系统与所述散热装置通过所述管道连接。
8.根据权利要求7所述的一种液冷散热系统，其特征是：所述水箱及其一体结构贯通连接的动力系统与所述散热装置一体结构连接,连接后的相对位置包括成角度、上下或左右。
9.根据权利要求7所述的一种液冷散热系统，其特征是：所述水箱及其一体结构贯通连接的动力系统与所述散热装置一体结构连接,一体结构加工方式包括不限于焊接、铸造、数控铣床加工或3D打印成型。
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