CN108566768A - 一种无管液冷散热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无管液冷散热系统，包括散热装置，泵送装置，水箱，吸热装置，所述泵送装置、吸热装置、散热装置和水箱以无管方式一体组合并贯通，所述水箱内部分隔成至少两个空间区域以控制液体的流向，所述水箱设置有孔槽结构，所述泵送装置安装于所述孔槽结构并与所述水箱贯通，所述水箱上还设置有吸热装置并一体贯通连接；且所述水箱与所述散热装置一体焊接制成并贯通。本发明的无管液冷散热系统通过设置孔槽结构进行一体式设计，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

一种无管液冷散热系统
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无管液冷散热系统。
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。三部分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，CN1921743A公开了一种无管式的液冷散热系统，但因为整体设计偏复杂而且设计形式较单一，因此安装操作仍然存在不便的问题，安装灵活性差，因此其应用具有局限性。
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，提供一种无管液冷散热系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无管液冷散热系统，包括散热装置，泵送装置，水箱，吸热装置，所述泵送装置、吸热装置、散热装置和水箱以无管方式一体组合并贯通，所述水箱内部分隔成至少两个空间区域以控制液体的流向，所述水箱设置有孔槽结构，所述泵送装置安装于所述孔槽结构并与所述水箱贯通，所述水箱上还设置有吸热装置并一体贯通连接；且所述水箱与所述散热装置一体焊接制成并贯通。
优选地，所述一体焊接制成方式包括由二种原材界面对接后通过专用设备直接焊接或通过第三方焊料介质焊接。
优选地，所述水箱包括A、B两个空间区域，并且通过所述散热装置连通，所述吸热装置包括进水区和出水区，所述泵送装置将冷却液直接由A区空间泵送到吸热装置的进水区，再通过所述吸热装置的出水区连通到B区空间。
优选地，所述水箱包括A、B、C三个空间区域，所述散热装置与所述A区连接贯通，所述泵送装置将冷却液由A区泵送到B区，所述B区冷却液通过吸热装置连通到C区空间，所述C区与A区分别连接散热装置的进水和出水通道。
优选地，所述散热装置分别设置在所述水箱的两侧，所述水箱分为A、B、C、D四个空间区域，所述泵送装置将冷却液由A区泵送到B区，所述两个散热装置分别连通所述D区到A区和B区到C区，所述C区冷却液通过吸热装置连通到D区。
优选地，所述水箱为薄型扁平形状，所述散热装置为扁平状大U型管路，所述散热装置上设置有涡轮风扇。
优选地，所述泵送装置包括泵壳、叶轮、马达及泵盖部件，所述泵送装置通过密封装置与所述水箱锁固并密封。
优选地，所述吸热装置为具备高导热性能的金属件，通过密封装置或一体焊接与所述水箱锁固并密封，或水箱内部设置有吸热装置，或者水箱内部原生结构为吸热装置。
优选地，所述密封装置为弹性胶类密封圈、弹性胶类密封垫、胶状填充密封材料等。
优选地，所述水箱上可设置连接并贯通N≥2个所述泵送装置、N≥2个所述吸热装置、N≥2个所述散热装置。
本发明的无管液冷散热系统通过将泵送装置、吸热装置、散热装置和水箱以无管方式一体组合并贯通，水箱内部分隔成至少两个空间区域以控制液体的流向，在水箱上设置孔槽结构，将泵送装置安装于所述孔槽结构并与所述水箱贯通，在所述水箱上还设置有吸热装置并一体贯通连接；所述水箱与所述散热装置一体焊接制成并贯通；实现了水箱、散热装置以及泵送装置和吸热装置最大限度的一体式设计，大大节省了液冷散热系统的占地空间，安装使用更加灵活方便。
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方案一整体结构示意图；
图2是图1的-爆炸图及水箱结构分区示意图；
图3是图1中水箱的整体结构示意图；
图4本发明的液冷散热系统方案一的水箱与散热装置焊接方式的三种示例图；
图5是本发明的液冷散热系统液体循环流程示意图；
图6-a是本发明的液冷散热系统中吸热装置与水箱一体焊接连接示意图；
图6-b是本发明的液冷散热系统中吸热装置在水箱内部进行固定连接示意图；
图6-c是本发明的液冷散热系统中吸热装置为水箱内部原生结构示意图；
图7是本发明的液冷散热系统的方案二结构示意图(散热装置焊接在水箱的侧面)；
图8是图7本发明的液冷散热系统的另一种连接结构示意图(L型水箱侧面连接)；
图9是本发明的液冷散热系统的方案四的结构示意图；
图10-1是本发明的液冷系统散热装置两侧分别设置有水箱并设置有四个吸热装置结构示意图；
图10-2是图10-1另一个角度的结构示意图；
图10-3是图10-1结构内部的液体循环流程示意图；
图11-1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11-2是图11-1从底面看的结构示意图；
图11-3是图11-1的正面视图；
图11-4是图11-3的局部放大后的液体循环流程示意图；
图12-1是本发明的液冷散热系统多个散热装置和吸热装置一体式结构设计示意图；
图12-2是图12-1另一个角度的结构示意图；
图12-3是图12-1的正面结构视图；
图12-4是图12-1的侧面结构视图；
图12-5是图12-4局部放大后的液体循环流程示意图；
图13-1是本发明的液冷散热系统一种超薄型设计的结构示意图；
图13-2是图13-1的反面结构示意图；
图13-3是图13-1的剖面结构示意图；
图13-4是图13-1内部液体循环流程示意图；
图14-1是本发明的液冷散热系统环形结构设计示意图；
图14-2是图14-1的反面结构示意图；
图14-3是图14-1A-A剖面的局部放大(内部液体循环流程)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3所示，本发明的一种无管液冷散热系统，包括散热装置1，泵送装置2，水箱3，吸热装置4，所述泵送装置2、吸热装置4、散热装置1和水箱3以无管方式一体组合并贯通，即省去了各部分之间的连接管道，从而避免了管道接口处的泄露，并且减小了整个系统的体积，简化了系统的结构，便于安装；所述水箱3内部分隔成至少两个空间区域以控制液体的流向，从而将水箱3内部进行了进水区和出水区等区域的划分，以完成液体正常的吸热散热循环，所述水箱3上还设置有吸热装置4并一体贯通连接，所述吸热装置4可锁固在水箱3孔槽结构处，也可与水箱3直接焊接为一体结构。所述吸热装置4还可以固定于水箱3内部，即水箱3一体构成并形成吸热区域，同时所述吸热装置为具备高导热性能的金属件，通过一体焊接于所述水箱内部，贴附与水箱内面；也可为水箱3的原生结构即与水箱3一体制成，当所述吸热装置4置于水箱3内部，对发热器件进行散热时，在水箱3对应吸热装置4位置的外表面，直接贴合发热器件即可进行热量的传导。所述水箱3与所述散热装置1一体焊接制成并贯通，参照图3，所述水箱3上设置有圆形的孔槽结构31，用于所述泵送装置2安装并可以与所述水箱3贯通，这样水箱与泵送装置、散热装置和吸热装置均为一体式贯通连接，并且水箱内部分区以控制液体的流向。
通过这样的结构设置，本发明的无管液冷散热系统最大限度的减小了空间占地和泄漏风险，各部分之间结构紧凑，实现了体积最小化，安装和使用方便。
具体的，参照图2，所述泵送装置2包括泵壳21、叶轮22、马达23及泵盖部件24，所述泵送装置2通过密封装置5与所述水箱3锁固并密封。需要说明的是：孔槽结构的内壁可以作为泵送装置的泵壳，从而节省泵送装置的成本，当然也可以为完整的泵送装置。
进一步地，所述水箱3与所述散热装置1的一体焊接制成方式包括由二种原材界面对接后通过专用设备直接焊接或通过第三方焊料介质焊接。参照图4中方式1，所述水箱3上具有一凹洞结构301，在散热装置1的对应部分具有一凸出部101与所述凹洞结构301相吻合，通过在接触面焊接即可将水箱和散热装置一体制成；参照图4方式2，通过在水箱3边缘处的外周面302与散热装置1对应的边缘内周面102一体焊接，将水箱和散热装置一体制成；参照图4方式3，在散热装置1上具有冷却管103，在水箱3上具有对应的孔洞303，通过两者插接在一起焊接制成。
进一步地，所述吸热装置4为具备高导热性能的金属件，通过密封装置5或一体焊接与所述水箱3锁固并密封。
参照图6-a，吸热装置4的外缘周面涂有焊料介质，对应的在水箱3上也涂有一圈焊料介质，通过焊料介质可使吸热装置4和水箱3一体焊接；参照图6-b，吸热装置4可通过螺丝锁合或焊接方式固定在水箱3内部；参照图6-c，吸热装置4为水箱3内部的原生结构，即水箱3内具有预先与水箱3一体成型的吸热结构。
需要说明的是：所述一体焊接制成工艺可由二种原材料通过专用焊接设备直接焊接或通过第三方焊料介质如焊锡膏、钎料、金属胶焊接，对于铝材、铝合金等复合材料可以通过专用设备焊接，所述密封装置为弹性胶类密封圈、弹性胶类密封垫、胶状填充密封材料等。
参照图1、图2和图5，所述水箱3包括A、B、C三个空间区域，所述散热装置1与所述A区连接贯通，所述泵送装置2将冷却液由A区泵送到B区，所述B区冷却液通过吸热装置4连通到C区空间，所述C区与A区分别连接散热装置1的进水和出水通道。
其液体循环工作流程如下，参照图5：水箱3内部分隔为A、B、C三个工作区，A区连接散热装置1的出水端，并在上侧设有孔槽结构31以安装泵送装置2，A、C隔开可对进入散热装置1前后的液体进行区分，B、C分区用于吸热前后的液体进行区分，从散热装置1上半部流出的冷却液体经出水口①进入A区，在泵送装置2的吸力作用下，经②流至泵送装置2进水口③，经泵送装置2施压流出出水口④进入B区⑤，然后在B区进入吸热装置4进水口⑥，经吸热后在出水口⑦流出到C区，再由⑧回到散热装置1下半部分散热冷却，从而进行下一轮循环散热。
参照图7，散热装置1焊接在了水箱的侧面，这种布置方式可应用于放置方向长度受限的区域，便于散热装置在偏方形的区域布置。
参照图8和图9，泵送装置2和吸热装置4还可以设置在水箱3的侧面，以适应不同的应用场所，对于不同布置方式的发热体，本发明的散热系统设计方式比较灵活。
参照图10-1和10-2，水箱3为两个且在散热装置1的两侧与散热装置1焊接为一体，每侧水箱的底面设置两个吸热装置4，其中一侧水箱的侧面设置一个泵送装置2；参照图10-3，液体的具体循环流程为：从散热装置1上半部流出的冷却液体从出水口①进入A区，流经②至泵送装置2的进水口③，经由泵送装置2施压从出水口④进入B区，在B区并联(即分别)进入吸热装置4(1)和4(2)的进水口5-1和5-2，吸热后经出水口6-1和6-2进入C区，经进水口⑦进入散热装置1下半部分，冷却后经⑧进入D区，再并联进入吸热装置4(3)和4(4)的进水口9-1和9-2，吸热后经出水口10-1和10-2流到E区，经流回散热装置1上半部分进入下一轮循环。
参照图11-1和图11-2，水箱3和散热装置1呈十字交叉型排列，在水箱3底部的两侧各设有一吸热装置4，在水箱3一侧的顶部设有泵送装置2；参照图11-3和图11-4，液冷散热过程液体的循环流程为：从散热装置1下半部左侧流出的冷却液体经①进入水箱3的A区，然后并联进入吸热装置4a和4b的进水口2-1和2-2，吸热后经出水口3-1和3-2流到B区，经进水口④进入泵送装置2，经泵送装置2施压后从出水口⑤流出进入C区，再均匀流入散热装置1下半部右侧，通过散热装置1两侧水室U型回路流回到散热装置下半部左侧出口①，从而进入下一轮散热循环。
参照图12-1至图12-4，在水箱3的顶部四个散热装置1(1)、1(2)、1(3)和1(4)之间设有两个泵送装置2a和2b，在水箱3相对的另一侧设有四个吸热装置4(1)、4(2)、4(3)和4(4)，其中两个吸热装置设置在四个散热装置之间；参照图12-5，冷却液体的具体循环流程为：散热装置1(1)和1(2)上半部流出的冷却液体从1-1、1-2进入A区，均匀流至泵送装置2a、2b的进水口2-1和2-2，经泵送装置施压后经出水口3-1、3-2进入B区，在B区均匀进入散热装置1(3)、1(4)的上半部，经U形水路流回到散热装置1(3)、1(4)的下半部，经出水口5-1、5-2流入C区，再均匀进入吸热装置4(1)、4(2)、4(3)和4(4)之进水口6-1、6-2、6-3和6-4，经吸热后从出水口7-1、7-2、7-3和7-4流到D区，进入散热装置1(1)和1(2)下半部经U形水路流回到散热装置1(1)和1(2)上半部进入下一轮循环。
参照图13-1至13-3，超薄型液冷散热系统由水箱3并在水箱3的两端焊接散热装置1a和1b组成，水箱的两个侧面分别一体焊接有泵送装置2和吸热装置4；散热装置1a内的散热主要通过扁平的U型管100进行，并通过涡轮风扇200设置在散热装置的侧面以对U型管100进行散热，因此散热装置可以做的形状较薄，参照图13-4，冷却液的具体循环流程为：从散热装置1a上半部流出的冷却液体从出水口①进入A区，流经②至泵送装置2进水口③，经由泵送装置2施压，从出水口④流出进入B区，在B区进入散热装置1b上半部，经U型水路后进入散热装置1b下半部，经出水口⑤进入C区，通过吸热装置4的进水口⑥经吸热后从出水口⑦流出进入D区，经进水口⑧回到散热装置1a下半部，再通过U型水路回到散热装置1a上半部进行下一轮循环。
参照图14-1至图14-3，水箱3内分隔为A、B两个空间区域，分别为散热装置1的进水区和出水区，所述泵送装置2将冷却液直接由A区空间泵送到吸热装置4的进水口，再通过所述吸热装置4的出水口连通到B区空间。具体的，参照图14-3，散热装置1左侧流出的冷却液体经①进入A区，再进入泵送装置2进水口②，经泵送装置2施压从出水口③进入吸热装置4的进水口④，吸热后从出水口⑤经⑥进入B区，再进入散热装置1右侧，经散热装置的环形回路回到散热装置的左侧，从而进入下一轮循环。当然水箱内部也可以分为多个空间区域以控制液体的循环流动方向，例如三个、四个等。
由以上实施例可知：本发明的水箱上可设置连接并贯通N≥2个所述泵送装置、N≥2个所述吸热装置、N≥2个所述散热装置，而且设置的具体形式多样。
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 (10)

1.一种无管液冷散热系统，包括散热装置，泵送装置，水箱，吸热装置，所述泵送装置、吸热装置、散热装置和水箱以无管方式一体组合并贯通，其特征在于：所述水箱内部分隔成至少两个空间区域以控制液体的流向，所述水箱设置有孔槽结构，所述泵送装置安装于所述孔槽结构并与所述水箱贯通，所述水箱上还设置有吸热装置并一体贯通连接；且所述水箱与所述散热装置一体焊接制成并贯通。
2.根据权利要求1所述的一种无管液冷散热系统，其特征是：所述一体焊接制成方式包括由二种原材界面对接后通过专用设备直接焊接或通过第三方焊料介质焊接。
3.根据权利要求1或2所述的一种无管液冷散热系统，其特征是：所述水箱包括A、B两个空间区域，并且通过所述散热装置连通，所述吸热装置包括进水区和出水区，所述泵送装置将冷却液直接由A区空间泵送到吸热装置的进水区，再通过所述吸热装置的出水区连通到B区空间。
4.根据权利要求1或2所述的一种无管液冷散热系统，其特征是：所述水箱包括A、B、C三个空间区域，所述散热装置与所述A区连接贯通，所述泵送装置将冷却液由A区泵送到B区，所述B区冷却液通过吸热装置连通到C区空间，所述C区与A区分别连接散热装置的进水和出水通道。
5.根据权利要求1或2所述的一种无管液冷散热系统，其特征是：所述散热装置分别设置在所述水箱的两侧，所述水箱分为A、B、C、D四个空间区域，所述泵送装置将冷却液由A区泵送到B区，所述两个散热装置分别连通所述D区到A区和B区到C区，所述C区冷却液通过吸热装置连通到D区。
6.根据权利要求5所述的一种无管液冷散热系统，其特征是：所述水箱为薄型扁平形状，所述散热装置为扁平状大U型管路，所述散热装置上设置有涡轮风扇。
7.根据权利要求1所述的一种无管液冷散热系统，其特征是：所述泵送装置包括泵壳、叶轮、马达及泵盖部件，所述泵送装置通过密封装置与所述水箱锁固并密封。
8.根据权利要求1所述的一种无管液冷散热系统，其特征是：所述吸热装置为具备高导热性能的金属件，通过密封装置或一体焊接与所述水箱锁固并密封，或水箱内部设置有吸热装置，或者水箱内部原生结构为吸热装置。
9.根据权利要求7或8所述的一种无管液冷散热系统，其特征是：所述密封装置为弹性胶类密封圈、弹性胶类密封垫、胶状填充密封材料等。
10.根据权利要求9所述的一种无管液冷散热系统，其特征是：所述水箱上可设置连接并贯通N≥2个所述泵送装置、N≥2个所述吸热装置、N≥2个所述散热装置。
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