CN109901686A - 一种环设水道的计算机冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的用于环设水道的计算机冷却装置，包括：底板、集流块、转子架、转子单元和盖体；所述盖体设有第一空腔和第二空腔，所述底板设有鳍片阵列，所述鳍片阵列置于所述第一空腔结构内；所述第一中空结构设有转子架和集流块，把第一空腔和第二空腔分隔；所述集流块设于所述鳍片阵列与所述转子架之间；所述集流块和转子架鳍片阵列把第一空腔分隔为第一流道和第二流道；所述第一空腔和第二流道与所述鳍片阵列相连通，所述第一开孔和第一流道与所述鳍片阵列相连通。本发明提供的用于环设水道的计算机冷却装置，可以增加鳍片间隙的水流通道面积，提高热交换效率。

Description

一种环设水道的计算机冷却装置

技术领域

本发明涉及循环散热技术领域，尤其涉及一种环设水道的计算机冷却装置本发明涉及循环散热技术领域，尤其涉及一种环设水道的计算机冷却装置。

背景技术

随着中央处理器(CPU)技术提升，使得目前CPU工作时产生的热量增加，其所产生的高温会使CPU降低寿命，尤其当过多的热量未能有效排除时，容易造成计算机系统不稳定。为解决CPU过热的问题，一般利用水冷设备对CPU进行冷却，而达到维持CPU的正常运作的效果。

现有的水冷设备往往采用如下结构：热交换室内的底板设有鳍片，热交换室的底板贴合于CPU上并且热交换室与泵浦连通，泵浦为热交换室内的流体循环提供动力，将低温工作流体输送至热交换室，低温工作流体流经底板和鳍片，带走底板的热量，升温成为高温工作流体，然后输出热交换室，形成循环冷却。然而其缺点在于鳍片间隙的流体阻力较大，减损热交换效率。

发明内容

本发明提供一种环设水道的计算机冷却装置，以解决现有技术的鳍片间隙的流体阻力较大，造成工作流体溢流，减损热交换效率的问题。

本发明提供的用于环设水道的计算机冷却装置，包括：底板、集流块、转子架和盖体；所述盖体设有第一中空结构，所述底板设有鳍片阵列，所述鳍片阵列置于所述第一空腔结构内；所述第一中空结构设有第一流道和第二流道，所述第二流道环设与所述第一流道四周；所述集流块板设于所述鳍片阵列与所述盖体之间；所述集流块设有第一流道和第一开口；所述第一开口通过所述第一流道与所述鳍片阵列相连通，所述第二流道环设与所述鳍片阵列四周空间。

具体地，所述集流块包括：上下顶壁、四周壁、两个内侧壁和内顶面；

所述集流块上顶壁和四周壁紧密贴合于所述转子架内部，两个所述内侧壁和内顶壁垂直横设于所述鳍片阵列方向的中部，所述两内侧壁之间部与鳍片阵列顶部相通，透过转子架封闭两端，形成第二流道。

所述第一开口设于所述第一空腔结构中，所述第三开口、第五开口设与所述第一空腔结构边缘；所述第一开口通过第一流道与鳍片阵列顶部相通；所述第三开口通过第二流道与所述鳍片阵列两侧相连通。

可选地，本发明的用于环设水道的计算机冷却装置还包括：安设于所述盖体的壳体；

可选地，所述盖体上还可设置外。

可选地，本发明的用于环设水道的计算机冷却装置还包括：转子单元和定子单；

所述转子单元设于所述第一空腔与所述转子架共同形成的空腔内；

所述转子单元设于所述第二腔室的一侧，所述定子单元设于所述第二腔室的另一侧。

具体地，所述转子单元包括：一体成型的转动部和叶轮部；

所述叶轮部设有垂直设置的若干弧板。

具体地，所述叶轮部和转动部同设于所述第一空腔。

与现有技术相比，本发明提供的用于环设水道的计算机冷却装置，集流块和转子架封闭于鳍片正上方的开口，限制了工作流体流经鳍片的空间，工作流体同时从鳍片阵列的两端向第一流道汇集，增大了过流面积，减少了流动行程，降低了系统压力和泄露风险，提高热交换效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的底板的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的底板的侧面结构示意图；

图3为本发明实施例的集流块的立体结构示意图；

图4为本发明实施例的集流块的仰视结构示意图；

图5为本发明实施例的集流块的侧视结构示意图；

图6为本发明实施例的转子架的立体结构示意图；

图7为本发明实施例的转子架的仰视结构示意图；

图8为本发明实施例的盖体的俯视结构示意图；

图9为本发明实施例的集流块与转子架的连接结构示意图；

图10为本发明实施例的集流块与底板的连接结构示意图；

图11为本发明实施例的转子单元示意图；

图12为本发明实施例的转子单元与盖体连接结构示意图 ；

图13为本发明实施例的转子架与盖体连接结构示意图；

图14为本发明实施例的集流块与转子架、盖体连接结构示意图；

图15为本发明实施例的盖体与底板连接结构示意图 ；

图16为本发明实施例的冷却装置的结构示意图；

图17为本发明实施例的盖体的俯视结构示意图；

图18为本发明实施例的冷却装置的爆炸结构示意图；

图19为本发明实施例的冷却装置的横截面结构示意图；

图20为本发明实施例的冷却装置的环设水道截面结构示意图；

图21为本发明实施例的冷却装置的环设水道另一截面结构示意图。

附图标记说明

1)底板10；鳍片阵列11；

2)集流块20；第一开口202；上表面21； 两个内侧壁22；第一开口侧壁23；下表面24；外侧壁25；内顶面26；第一流道27；

3)转子架30；中空结构31；中空结构侧壁311；转轴定位孔32；筋条33；第二开口34；第三开口35；

4)盖体40；第一空腔41；第二空腔42；第一空腔内侧壁421；第四开口43；第五开口44;第二流道45；

5)转子单元50 ；转动部51 ；叶轮部52 ；弧板521 ；

6)壳体60；

7）外壳70。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明提供的用于环设水道的计算机冷却装置如图18所示，包括：依次顺序设置的底板10、集流块20、转子架30、盖体40、转子单元50、壳体60、外壳70。

图1为本发明实施例的底板10的立体结构示意图，如图1所示，所述底板10设有鳍片阵列11。底板10整体采用导热材料制成，例如铜、铝等金属导热材料或者石墨等非金属导热材料。鳍片阵列11也采用上述导热材料制成，鳍片阵列11与底板10可以为一体成型。图2为本发明实施例的底板的侧面结构示意图，如图2所示，若干与底板10垂直且相互间平行的鳍片构成鳍片阵列11。

图3为本发明实施例的集流块20的立体结构示意图，图4为本发明实施例的集流块20的俯视结构示意图，图5为本发明实施例的集流块20的侧视结构示意图，如图3至图5所示，所述集流块20包括：上表面21、下表面24、外侧壁25，两个内侧壁22，内顶面26, 第一开口侧壁23。所述两个内侧壁22和内表面26组成第一流道27，第一开口侧壁23构成第一开口202，所述第一开口202和所述第一流道27相连接。

图6为本发明实施例的转子架30的立体结构示意图，图7为本发明实施例的转子架30的仰视结构示意图，如图6至图7所示，所述转子架30设有方形的中空结构31，中空结构31由中空结构侧壁311围成，中空结构31 朝向底板的一侧为开放空间，中心位置设第二开口34。所述中空结构31背面设有转轴定位孔32，所述转轴定位孔32通过多个筋条33和中空结构31连接，中空结构31外部设有第三开口35。

图17为本发明实施例的盖体40的立体结构示意图，图8为本发明实施例的盖体40的仰视结构示意图，所述盖体40设有第一空腔41和第二空腔42，第四开口43，第五开口44。

图9为本发明实施例的集流块20与转子架30的连接结构示意图，所述集流块20的第一流道27两端开口被中空结构侧壁311封堵。

图10为本发明实施例的集流块20与底板10的连接结构示意图，集流块20下表面24严密贴合与底板10的鳍片阵列11的上表面；如图9图10所示，由转子架30的中空结构侧壁311把第一流道27两端封闭，再紧密贴合与底板10的鳍片阵列11的上表面。

图11为本发明实施例的转子单元50结构示意图，图12为转子单元50与盖体40连接示意图，所述转子单元50通过轴固定在第二空腔42内，如图13至图15所示，转子架30、集流块20、底板10依次顺序安设。所述转子架30设置与第一空腔41结构内，把第一空腔41和第二空腔42分隔为互相独立的空间；所述集流块20设于所述转子架30的空腔内并与鳍片阵列11上表面紧密接触，具体地，所述集流块 20的上表面21和下表面24同时紧密贴合于所述转子架30的中空结构31和鳍片阵列11的顶部，把第一空腔42分隔为第一流道27和第二流道45；第二流道45的两个腔体通过盖体40第一空腔内侧壁421与所述鳍片阵列11的两侧面之间的空腔相互连通；构成环绕鳍片11的第二流道45，具体地，如图16、图19至图21所示，鳍片阵列11的两侧壁与鳍片平行设置，与盖体40之间设有通道。所述第一流道27和第二流道45通过所述鳍片阵列11相连通，底板10、集流块20、转子架30和盖体40共同构成了将鳍片阵列容纳于内的热交换室。鳍片阵列11的方向与第一流道27的延伸方向相垂直。

低温工作流体从第三开口35进入第二流道45，由第二流道45的两面同时输送至鳍片阵列11的两侧面，高温工作流体从鳍片阵列11中间通过，经过集流块20下表面24汇入第一流道27，通过第一开口202输送至转子50的叶轮部52；由于流体进入鳍片间隙的流道的横截面积双倍增加，能够显著降低鳍片阵列入口端侧的流体阻力，提升过流量，进而提高热交换效率。

具体地，如图13至图14所示，所述盖体40、转子架30与集流块20连接结构示意图设有第一开口201和第五开口44；所述第一开口201设于所述第二空腔42的中部，所述第五开口44设于所述第一空腔41的边缘；所述第一开口202与第一流道27相连通；所述第五开口44与第二流道45直接连通，低温工作流体由第二流道45经过鳍片阵列11进入第一流道27，完成热交换。

第一开口202设于第一空腔41结构中且对应于第二空腔42中部，即集流块20中部，便于向盖体正上方的泵浦输送工作流体。由于第一开口202对应于第一流道27，从而便于第一流道27和第二流道45之间设有鳍片阵列11的热交换室结构，工作流体会沿鳍片阵列11延伸方向，由两侧同时流经鳍片阵列11，再通过第一流道27，第一开口202流入泵浦，鳍片阵列11的阻力最小，降低了整个系统的压力，热交换效率最高。

具体地，所述第一流道27与所述鳍片阵列11阵列方向垂直设置，所述第二流道45沿所述第一空腔41的边缘设置。

图8为本发明实施例的盖体40的俯视结构示意图，图12为本发明实施例的盖体40与转子单元50连接结构结构示意图，如图8、图12和图13所示，本发明所述的冷却装置还包括：安设于盖体40内的转子架30，所述转子架30把所述第二空腔42与第一空腔41分隔。共同构成了用于容纳转子单元50的空腔。第一空腔41与第二空腔42之间需密封设置，避免漏液。第四开口43和第五开口44通过转子架30在盖体40内分隔设置，分别作为高温工作流体的流出通道和低温工作流体的流入通道。

本发明实施例的冷却装置还包括：转子单元50和定子单元(图中未表示)。

所述转子单元50设于所述第二空腔42与所述转子架30共同形成的空腔内；所述转子单元50设于所述第二空腔42的一侧，所述定子单元设于所述第二空腔42的另一侧。定子单元与转子单元50相对设置，且被盖体40物理隔离，避免液体渗漏入定子单元，损坏电子器件。

图11为本发明实施例的转子单元50的结构示意图，如图11所示，本发明实施例的转子单元50包括：一体成型的转动部51和叶轮部52。所述叶轮部52设有垂直设置的若干弧板521，弧板521呈由圆心处向外延伸的渐开线 ，转子架上表面和叶轮部之间的空间被若干弧板521分隔成若干小的叶轮腔，其结构简单坚固，提升了冷却装置的寿命，而且若干叶轮腔能够提高泵浦的流体输送效率。

转动部51需要与定子单元（图中未示出）尺寸适配，而第二空腔42与叶轮部52尺寸适配，便于根据定子单元和叶轮部52尺寸，灵活设置零件匹配尺寸。

图16为本发明实施例的冷却装置的结构示意图，如图16所示，将盖体40与壳体60连接，在壳体60上安设外壳70，以保护冷却装置的内部部件，而且外壳70为可拆卸机构，便于拆开维修。底板10设于盖体40下部。底板10的鳍片阵列与盖体40之间设有集流块20和转子架30（图中未示出），盖体40的第一空腔41内设有转子单元50（图中未示出）。盖体40与转子架30共同构成的第二空腔42内设有转子单元50（图中未示出）。

本发明实施例所述的冷却装置的工作原理为：盖体40的第四开口43与外部散热装置的流体入口相连，盖体40的第五开口44与外部散热装置的流体出口相连，即盖体40的第四开口43为入水口、第五开口44为出水口。外部散热装置利用风扇等设备对流经其内的工作流体降温。工作时，将底板10置于需要冷却的计算机电子器件上，例如将底板10贴合于中央处理器(CPU)上并与CPU热接触，将电子器件的热量传导至底板10及鳍片阵列11。

散热装置的流体出口输送低温工作流体至盖体40的第五开口44，进入第二流道45输送至鳍片阵列11的两侧。被电子器件加热的底板10和鳍片阵列11对流经的低温工作流体进行热交换，将热量传导至低温工作流体，低温工作流体升温成为高温工作流体，然后从鳍片阵列 11中间汇入集流块20的第一流道27。高温工作流体通过集流块20的第一流道27，输送至盖体40中部的第一开口202。通过盖体40的第四开口43进而输送至外部散热装置的流体入口。外部散热装置对高温工作流体进行降温处理，再从流体出口流出低温工作流体，从而形成用于热交换的流体循环。转子单元50和定子单元共同构成泵浦，在第二空腔42和转子架30共同形成的泵室内为整个流体循环提供动力。

Claims (9)

1.一种环设水道的计算机冷却装置，其特征在于，包括：底板、集流块、转子架和盖体；

所述盖体设有第一空腔和第二空腔，所述转子架和集流块把第一空腔和第二空腔分隔，底板设有鳍片阵列，所述鳍片阵列置于所述第一空腔结构内；所述第一空腔结构设有第一流道和第二流道，所述第二流道环设与所述第一流道；

所述集流块设于所述鳍片阵列与所述转子架之间；所述转子架设有第二开口和第三开口；所述集流块的第一开口通过所述第一流道与所述鳍片阵列顶部中间部分相连通，所述第三开口和第五开口通过所述环设与底板的第二流道与鳍片阵列两侧端相连通。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述集流块四周和顶壁紧密贴合于所述转子架开孔中：集流块内部开设有与所述鳍片阵列方向垂直的第一流道；第一流道的两端被转子架封闭。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述转子架设有第二开口；所述第二开口设于所述第一空腔结构中且对应于第二空腔中部，所述第三开口设于所述第一空腔边缘；所述第二开口通过第一流道与所述鳍片阵列内侧相通；所述第五开口通过第二流道与所述鳍片阵列外侧相连通。

4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于所述盖体，盖体上设有第一空腔，第二空腔；所述第一空腔设有第五开口、第二空腔设有第四开口；所述转子架安设在第一空腔内，转子架的第二开口与集流块的第一开口相对设置连通，第三开口与所述第五开口相对设置连通，所述第一空腔通过所述第二流道相连通与鳍片阵列两端相通；所述第一开口与所述第一流道内部相连通。

5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述盖体设有第四开口和第五开口；所述第五开口设于所述第一空腔边缘；所述第四开口设于所述第二空腔内；第四开口与第五开口连通外部散热器（图中未表示）。

6.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括：安设于所述盖体和壳体。

7.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括：转子单元和定子单元（图中未表示）；

所述转子单元设于所述第一空腔与所述转子架共同形成的空腔内；

所述转子单元设于所述盖体第一空腔中，所述定子单元设于所述盖体的另一侧中，透过盖体结构物理分隔。

8.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述转子单元包括：一体成型的转

动部和叶轮部；设有垂直设置的若干弧板。

9.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述叶轮部位于所述第一空腔。