CN108662920A - 一种水冷散热器组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水冷散热器组件，包括有用于吸收热量的集热管道，用于散发热量的散热器，以及用于驱动冷却液体在集热管路和散热器之间循环流动的冷却泵；散热器包括有依次密封相连的散热板、散热座和水轮座；散热板外端面均匀成型有散热片，位于各个所述散热片中间的位置成型有风叶安装腔，风叶安装腔内转动安装有一个离心风叶；水轮座朝向散热座的端面上成型有圆槽形的水轮安装腔，水轮安装腔内转动安装有驱动离心风叶转动的水轮；所述冷却泵可通过切换水流回路，通过水流驱动水轮的转动再驱动离心风叶转动，使散热器处于主动散热状态，加速散热器的散热速度。
Description
技术领域
本发明属于散热器领域，具体涉及一种水冷散热器结构。
背景技术
文献号为CN202442559U的中国专利公开了一种分体式水冷散热器，包括水冷块、水箱、换热器、风扇、管道和电源线；水冷块吸收热量，由水冷块内安装有的水泵带动冷却液流动，进入换热器，传递给换热器上有的大面积散热片，安装于换热器上的风扇将流入空气的热量带走，具有制冷效果好，工作时比较安静，噪声不明显。——上述文献中此类的水冷散热器一般都带有用于加速散热的风扇，当发热部件发热量较少时，换热器本身依靠被动散热就能将发热部件的温度降至较低温度，风扇在该种工况下就产生了额外的功耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种能够自动根据发热部件发热量的大小自动调整散热方式的水冷散热器组件。
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种水冷散热器组件，包括有用于吸收热量的集热管道，用于散发热量的散热器，以及用于驱动冷却液体在集热管路和散热器之间循环流动的冷却泵；
所述散热器包括有依次密封相连的散热板、散热座和水轮座；所述散热座朝向散热板的端面上开设有散热通道，所述散热座的侧面连接有进液接头a和出液接头a，所述进液接头a、出液接头a分别与散热通道的两端相连通；
所述散热板外端面均匀成型有散热片，位于各个所述散热片中间的位置成型有一个圆槽形的风叶安装腔，所述风叶安装腔内转动安装有一个离心风叶；
所述散热座朝向水轮座的端面成型有驱动盘安装腔，驱动盘安装腔内转动安装有一个驱动盘，所述离心风叶通过联动杆与驱动盘同轴固定连接，所述联动杆穿过所述散热板和散热座；所述散热座朝向水轮座的端面密封连接有一个铝合金材质的密封盖；
所述水轮座朝向散热座的端面上成型有圆槽形的水轮安装腔，所述水轮安装腔内转动安装有一个通过磁力带动驱动盘转动，进而驱动离心风叶转动的水轮；
所述水轮安装腔的内底部连接有一个与水轮转动连接的水轮定位轴，所述水轮上沿周向等距固定安装有多个永磁铁a，所述驱动盘上对应各个永磁铁a的位置安装有与永磁铁a相吸的永磁铁b；
所述水轮座朝向散热座的端面上成型有与水轮安装腔相连通的进水通道和出水通道，所述进水通道与水轮安装腔连接处形成利于增大液体流速的缩口部；所述水轮座侧面分别连接有与进水通道相连通的进液接头b，以及与出水通道相连通的出液接头b；
所述冷却泵包括有第一泵壳，转动安装在第一泵壳内的第一水轮，与第一泵壳同轴连接的第二泵壳，转动安装在第二泵壳内的第二水轮，以及连接在第一泵壳上远离第二泵壳一端的用以驱动第一水轮转动的冷却泵电机；
所述第一泵壳包括有用于安装所述第一水轮的出水泵室，以及连接在出水泵室远离冷却泵电机一端的进水泵室；所述冷却泵电机设有输出轴一端的端部连接有盖板，所述盖板与出水泵室密封连接；所述出水泵室远离盖板一端的底面中间成型有通水口，所述出水泵室侧壁一体连接有第一出水接头，所述进水泵室侧壁一体连接有第一进水接头；
所述第一出水接头通过管道与集热管路的一端连接，集热管路的另一端通过管道与进液接头a连接，出液接头a通过管道与第一进水接头连接；
所述第二泵壳与进水泵室之间密封连接有用于将第二泵壳与进水泵室隔开的隔板；所述第二泵壳远离隔板的端面一体连接有第二进水接头，所述第二泵壳侧壁一体连接有第二出水接头；
所述第二出水接头通过管道与进液接头b连接，所述出液接头b通过管道与第二进水接头连接；
所述第二进水接头中间通过支架连接有与第二水轮一端转动连接的转动杆；所述第二水轮的另一端成型有一个定心套环，所述隔板朝向第二水轮的端面上成型有与定心套环转动插接的定位凸圈；所述第二水轮上位于定心套环中间的位置成型有“一”字形或“十”字形的传动插孔；
所述第一水轮一端与冷却泵电机的输出轴固定连接，第一水轮的另一端一体连接有一个管状的传动套，所述传动套的内壁为多边形，且所述传动套的侧壁沿传动套长度方向成型有一个以上的侧开口；
所述传动套内滑动安装有一个多边形柱体形状的传动杆，所述传动杆与传动套底端之间连接有一个记忆合金弹簧；所述传动杆远离记忆合金弹簧的一端成型有与第二水轮上的传动插孔配合插接的传动插片；所述传动杆的中部垂直连接有一个弹簧定位杆，所述传动套外位于弹簧定位杆和隔板之间安装有一个不锈钢弹簧；
所述记忆合金弹簧在温度升高至设定值时伸长，使传动插片插入传动插孔中，进而使第二水轮和第一水轮同步转动；所述记忆合金弹簧在温度低于设定值时在不锈钢弹簧弹力的作用下收缩，使传动插片与传动插孔脱离，第二水轮不转动。
作为优选方案：所述水轮中间为安装永磁铁a的圆盘体，圆盘体外周均匀连接有多个水轮叶片。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：当发热部件内的温度较低时，所述记忆合金弹簧未达到相变温度，此时不锈钢弹簧的弹力大于记忆合金弹簧的弹力（或者说记忆合金弹簧此时并无弹力），此时传动杆的传动插片与第二水轮的传动插孔是脱离的，即此时冷却泵仅有散热泵部处于工作状态，冷却液在集热管路吸收热量后向散热器流动，在散热器被动冷却后被泵入散热泵部，然后再次流回到集热管路内，以此循环。
当发热部件内的温度升高至超过设定值时，记忆合金弹簧达到相变温度伸长，且记忆合金弹簧此时的弹力大于不锈钢弹簧的弹力，从而驱动传动杆向第二水轮方向移动，使传动插片插入传动插孔内，此时，第二水轮随着第一水轮同时转动，即水轮驱动泵部处于工作状态。此时，水轮驱动泵部与水轮驱动通道构成封闭回路，通过第二水轮驱动冷却液流动从而驱动水轮转动，水轮的转动再驱动离心风叶转动，使散热器处于主动散热状态，加速散热器的散热速度。
综上可见，该冷却组件仅通过一个冷却泵即可实现散热器的被动散热或主动散热两种工作模式，仅需要驱动一个冷却泵电机即可，无需复杂的控制电路、传感器等，系统稳定性高，免维护时间长。
附图说明
图1是本发明各主要部件的连接框图。
图2是散热器的结构示意图。
图3、图4是散热器的分解结构示意图。
图5是冷却泵的结构示意图。
图6是冷却泵的剖视结构示意图。
图7是冷却泵的分解结构示意图。
图8是第一水轮与第二水轮的传动结构示意图。
81、离心风叶；811、联动杆；82、散热板；821、散热片；822、风叶安装腔；83、散热座；831、散热通道；832、进液接头a；833、出液接头a；834、驱动盘安装腔；84、水轮座；841、水轮安装腔；842、水轮定位轴；843、进水通道；844、出水通道；845、进液接头b；846、出液接头b；85、驱动盘；86、密封盖；87、水轮；91、冷却泵电机；911、盖板；92、第一泵壳；921、第一进水接头；922、第一出水接头；92a、出水泵室；92b、进水泵室；93、隔板；931、定位凸圈；94、第二泵壳；941、第二进水接头；942、第二出水接头；943；转动杆；95、第一水轮；951、传动套；9511、侧开口；96、传动杆；960、弹簧定位杆；961、传动插片；97、第二水轮；971、定心套环；972、传动插孔；98、记忆合金弹簧；98a、不锈钢弹簧。
具体实施方式
实施例1
根据图1至图8所示，本实施例为一种水冷散热器组件，包括有用于吸收发热部件所散发热量的集热管道，用于散发热量的散热器，以及用于驱动冷却液体在集热管路和散热器之间循环流动的冷却泵。
所述散热器包括有依次密封相连的散热板82、散热座83和水轮座84；所述散热座朝向散热板的端面上开设有散热通道831，所述散热通道整体呈图示的迂回布置的蛇管形状，所述散热座的侧面连接有进液接头a832和出液接头a833，所述进液接头a、出液接头a分别与散热通道的两端相连通。
所述散热板外端面均匀成型有散热片821，位于各个所述散热片中间的位置成型有一个圆槽形的风叶安装腔822，所述风叶安装腔内转动安装有一个离心风叶81。
所述散热座朝向水轮座的端面成型有驱动盘安装腔834，驱动盘安装腔内转动安装有一个驱动盘85，所述离心风叶通过联动杆与驱动盘同轴固定连接，所述联动杆穿过所述散热板和散热座；所述散热座朝向水轮座的端面密封连接有一个铝合金材质的密封盖86。
所述水轮座朝向散热座的端面上成型有圆槽形的水轮安装腔841，所述水轮安装腔内转动安装有一个通过磁力带动驱动盘转动，进而驱动离心风叶转动的水轮87。
所述水轮安装腔的内底部连接有一个与水轮转动连接的水轮定位轴842，所述水轮上沿周向等距固定安装有多个永磁铁a，所述驱动盘上对应各个永磁铁a的位置安装有与永磁铁a相吸的永磁铁b。
所述水轮中间为安装永磁铁a的圆盘体，圆盘体外周均匀连接有多个水轮叶片。
所述水轮座朝向散热座的端面上成型有与水轮安装腔相连通的进水通道843和出水通道844，所述进水通道843、水轮安装腔和出水通道844共同构成水轮驱动通道。所述进水通道与水轮安装腔连接处形成利于增大液体流速的缩口部；所述水轮座侧面分别连接有与进水通道相连通的进液接头b845，以及与出水通道相连通的出液接头b846。
所述冷却泵包括有第一泵壳92，转动安装在第一泵壳内的第一水轮95，与第一泵壳同轴连接的第二泵壳94，转动安装在第二泵壳内的第二水轮97，以及连接在第一泵壳上远离第二泵壳一端的用以驱动第一水轮转动的冷却泵电机91。
所述第一泵壳包括有用于安装所述第一水轮的出水泵室82a，以及连接在出水泵室远离冷却泵电机一端的进水泵室92b；所述冷却泵电机设有输出轴一端的端部连接有盖板911，所述盖板与出水泵室密封连接；所述出水泵室远离盖板一端的底面中间成型有通水口，所述出水泵室侧壁一体连接有第一出水接头922，所述进水泵室侧壁一体连接有第一进水接头921。
所述第一出水接头通过管道与集热管路的一端连接，集热管路的另一端通过管道与进液接头a连接，出液接头a通过管道与第一进水接头连接。所述第一泵壳、第一水轮以及冷却泵电机构成散热泵部。
所述第二泵壳与进水泵室之间密封连接有用于将第二泵壳与进水泵室隔开的隔板93；所述第二泵壳远离隔板的端面一体连接有第二进水接头941，所述第二泵壳侧壁一体连接有第二出水接头942。
所述第二出水接头通过管道与进液接头b连接，所述出液接头b通过管道与第二进水接头连接。所述第二泵壳、第二水轮、传动杆以及记忆合金弹簧构成水轮驱动泵部。需要说明的是，散热泵部、水轮驱动泵部仅是为了方便冷却组件功能的阐述，实质上记忆合金弹簧配合传动杆起到传动的作用，最终的动力源仍然是冷却泵电机。
所述第二进水接头中间通过支架连接有与第二水轮一端转动连接的转动杆943；所述第二水轮的一端成型有与转动杆转动配合连接的转动孔，另一端成型有一个定心套环971，所述隔板朝向第二水轮的端面上成型有与定心套环转动插接的定位凸圈931；所述第二水轮上位于定心套环中间的位置成型有“一”字形或“十”字形的传动插孔。
所述第一水轮一端与冷却泵电机的输出轴固定连接，第一水轮的另一端一体连接有一个管状的传动套951，所述传动套的内壁为多边形，且所述传动套的侧壁沿传动套长度方向成型有一个以上的侧开口9511。
所述传动套内滑动安装有一个多边形柱体形状的传动杆96，所述传动杆与传动套底端之间连接有一个记忆合金弹簧98；所述传动杆远离记忆合金弹簧的一端成型有与第二水轮上的传动插孔配合插接的传动插片961。所述传动杆的中部垂直连接有一个弹簧定位杆960，所述传动套外位于弹簧定位杆和隔板之间安装有一个不锈钢弹簧98a。
所述记忆合金弹簧在温度升高至设定值（比如45℃）时伸长，使传动插片插入传动插孔中，进而使第二水轮和第一水轮同步转动；所述记忆合金弹簧在温度低于设定值时在不锈钢弹簧弹力的作用下收缩，使传动插片与传动插孔脱离，第二水轮不转动。
所述冷却组件的工作原理是这样的，当发热部件内的温度较低时，所述记忆合金弹簧未达到相变温度，此时不锈钢弹簧的弹力大于记忆合金弹簧的弹力（或者说记忆合金弹簧此时并无弹力），此时传动杆的传动插片与第二水轮的传动插孔是脱离的，即此时冷却泵仅有散热泵部处于工作状态，冷却液在集热管路吸收热量后向散热器流动，在散热器被动冷却后被泵入散热泵部，然后再次流回到集热管路内，以此循环。
当发热部件内的温度升高至超过设定值时，记忆合金弹簧达到相变温度伸长，且记忆合金弹簧此时的弹力大于不锈钢弹簧的弹力，从而驱动传动杆向第二水轮方向移动，使传动插片插入传动插孔内，此时，第二水轮随着第一水轮同时转动，即水轮驱动泵部处于工作状态。此时，水轮驱动泵部与水轮驱动通道构成封闭回路，通过第二水轮驱动冷却液流动从而驱动水轮转动，水轮的转动再驱动离心风叶转动，使散热器处于主动散热状态，加速散热器的散热速度。
综上可见，该冷却组件仅通过一个冷却泵即可实现散热器的被动散热或主动散热两种工作模式，仅需要驱动一个冷却泵电机即可，无需复杂的控制电路、传感器等，系统稳定性高，免维护时间长。
需要说明的是，所述隔板中间设有供传动杆穿过的通孔，传动杆与隔板之间不需要密封，水轮驱动泵部和散热泵部内可同时使用变压器油作为冷却液。
Claims (2)
1.一种水冷散热器组件，包括有用于吸收热量的集热管道，用于散发热量的散热器，以及用于驱动冷却液体在集热管路和散热器之间循环流动的冷却泵；其特征在于：
所述散热器包括有依次密封相连的散热板、散热座和水轮座；所述散热座朝向散热板的端面上开设有散热通道，所述散热座的侧面连接有进液接头a和出液接头a，所述进液接头a、出液接头a分别与散热通道的两端相连通；
所述散热板外端面均匀成型有散热片，位于各个所述散热片中间的位置成型有一个圆槽形的风叶安装腔，所述风叶安装腔内转动安装有一个离心风叶；
所述散热座朝向水轮座的端面成型有驱动盘安装腔，驱动盘安装腔内转动安装有一个驱动盘，所述离心风叶通过联动杆与驱动盘同轴固定连接，所述联动杆穿过所述散热板和散热座；所述散热座朝向水轮座的端面密封连接有一个铝合金材质的密封盖；
所述水轮座朝向散热座的端面上成型有圆槽形的水轮安装腔，所述水轮安装腔内转动安装有一个通过磁力带动驱动盘转动，进而驱动离心风叶转动的水轮；
所述水轮安装腔的内底部连接有一个与水轮转动连接的水轮定位轴，所述水轮上沿周向等距固定安装有多个永磁铁a，所述驱动盘上对应各个永磁铁a的位置安装有与永磁铁a相吸的永磁铁b；
所述水轮座朝向散热座的端面上成型有与水轮安装腔相连通的进水通道和出水通道，所述进水通道与水轮安装腔连接处形成利于增大液体流速的缩口部；所述水轮座侧面分别连接有与进水通道相连通的进液接头b，以及与出水通道相连通的出液接头b；
所述冷却泵包括有第一泵壳，转动安装在第一泵壳内的第一水轮，与第一泵壳同轴连接的第二泵壳，转动安装在第二泵壳内的第二水轮，以及连接在第一泵壳上远离第二泵壳一端的用以驱动第一水轮转动的冷却泵电机；
所述第一泵壳包括有用于安装所述第一水轮的出水泵室，以及连接在出水泵室远离冷却泵电机一端的进水泵室；所述冷却泵电机设有输出轴一端的端部连接有盖板，所述盖板与出水泵室密封连接；所述出水泵室远离盖板一端的底面中间成型有通水口，所述出水泵室侧壁一体连接有第一出水接头，所述进水泵室侧壁一体连接有第一进水接头；
所述第一出水接头通过管道与集热管路的一端连接，集热管路的另一端通过管道与进液接头a连接，出液接头a通过管道与第一进水接头连接；
所述第二泵壳与进水泵室之间密封连接有用于将第二泵壳与进水泵室隔开的隔板；所述第二泵壳远离隔板的端面一体连接有第二进水接头，所述第二泵壳侧壁一体连接有第二出水接头；
所述第二出水接头通过管道与进液接头b连接，所述出液接头b通过管道与第二进水接头连接；
所述第二进水接头中间通过支架连接有与第二水轮一端转动连接的转动杆；所述第二水轮的另一端成型有一个定心套环，所述隔板朝向第二水轮的端面上成型有与定心套环转动插接的定位凸圈；所述第二水轮上位于定心套环中间的位置成型有“一”字形或“十”字形的传动插孔；
所述第一水轮一端与冷却泵电机的输出轴固定连接，第一水轮的另一端一体连接有一个管状的传动套，所述传动套的内壁为多边形，且所述传动套的侧壁沿传动套长度方向成型有一个以上的侧开口；
所述传动套内滑动安装有一个多边形柱体形状的传动杆，所述传动杆与传动套底端之间连接有一个记忆合金弹簧；所述传动杆远离记忆合金弹簧的一端成型有与第二水轮上的传动插孔配合插接的传动插片；所述传动杆的中部垂直连接有一个弹簧定位杆，所述传动套外位于弹簧定位杆和隔板之间安装有一个不锈钢弹簧；
所述记忆合金弹簧在温度升高至设定值时伸长，使传动插片插入传动插孔中，进而使第二水轮和第一水轮同步转动；所述记忆合金弹簧在温度低于设定值时在不锈钢弹簧弹力的作用下收缩，使传动插片与传动插孔脱离，第二水轮不转动。
2.如权利要求1所述的一种水冷散热器组件，其特征在于：所述水轮中间为安装永磁铁a的圆盘体，圆盘体外周均匀连接有多个水轮叶片。
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