CN110531571A - 液冷式散热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液冷式散热器，包括：壳体，具有顶板、底板、前板、后板以及两相对的侧板并构成容置空间。至少一入水管与至少一出水管分别配置于壳体的顶板外且连通容置空间。多组散热鳍片，配置于容置空间内且相互间隔；以及隔板配置于容置空间内，且隔板位于多组散热鳍片之间以构成至少两流通道。至少一出水管的轴向与至少一入水管的轴向具有70度至110度之间的夹角，隔板错位于至少一入水管，当冷却液从至少一入水管进入壳体时，冷却液分别流入至少两流通道且通过相应的散热鳍片，并由至少一出水管离开壳体。本发明的液冷式散热器可提升冷却液与散热鳍片之间的热传性能。

Description

液冷式散热器

技术领域

本发明涉及一种散热器，且特别是有关于一种应用于固态光源投影机的液冷式散热器。

背景技术

传统的投影机大多使用高压汞灯做为投影时的光源，近来随着半导体制作的进步，已发展出采用发光二极管或激光等半导体组件所制成的光源。因为半导体组件所制成的光源具备体积小、光源亮度高等优点。然而，体积小则具有半导体组件发热密度较高的缺点，因此半导体组件对于散热功效的要求更高。

现今，采用水冷散热模块贴附于热源以进行散热，使冷却水流入散热模块以吸取废热，并透过传导与对流等方式将废热散失于外界空气中。然而，现有水冷散热模块多数采用以金属薄片冲压成形的散热鳍片，冷却水进入散热模块以接触散热鳍片，且冷却水的水温将随着流动距离的增加而上升，由于金属薄片的热传导效果不佳，当冷却水流动至鳍片后端时，冷却水已升温与散热鳍片的热传性能已大幅降低。此将造成热源的部分区域无法有效地散热，进而影响半导体光源的运作。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种液冷式散热器，可提升冷却液与散热鳍片之间的热传性能。

本发明的一种液冷式散热器，包括：壳体，具有顶板、底板、前板、后板以及两相对的侧板，且顶板、底板、前板、后板以及两侧板构成容置空间。至少一入水管，配置于壳体的顶板外且连通容置空间。至少一出水管，配置于壳体的前板外且连通容置空间。多组散热鳍片，配置于容置空间内且相互间隔。隔板，配置于容置空间内，且隔板位于多组散热鳍片之间以于容置空间内构成至少两流通道。其中，至少一出水管的轴向与至少一入水管的轴向具有70度至110度之间的夹角，隔板错位于至少一入水管。

本发明的一种液冷式散热器，包括：壳体，具有顶板、底板、前板、后板以及两相对的侧板，且顶板、底板、前板、后板以及两侧板构成容置空间。至少一入水管，配置于壳体的顶板外且连通容置空间。两出水管，配置于壳体的前板外且连通容置空间。多组散热鳍片，配置于容置空间内且相互间隔。其中，容置空间内构成至少两流通道，至少两流通道分别对应至两出水管，两出水管的轴向与至少一入水管的轴向具有70度至110度之间的夹角。

基于上述，本发明的液冷式散热器，其至少一出水管的轴向与至少一入水管的轴向具有70度至110度之间的夹角，因此，当冷却液从至少一入水管进入壳体时，可对于壳体的部分底板处产生冲击冷却效应，以提升散热功效。此外，透过至少两流通道的配置，使冷却液获得较佳的流动分配，以此让冷却液快速通过各组散热鳍片并同时带走废热，最终升温后的冷却液由至少一出水管离开壳体，进而达成提升液冷式散热器的热传性能的目的。

附图说明

图1A为本发明一实施例的液冷式散热器的外观示意图；

图1B绘示图1A的液冷式散热器的透视示意图；

图1C绘示图1A的液冷式散热器的A-A截面立体示意图；

图1D绘示图1A的液冷式散热器的B-B截面立体示意图；

图1E绘示图1D的液冷式散热器的平面侧视示意图；

图2A为本发明另一实施例的液冷式散热器的平面示意图；

图2B为本发明另一实施例的液冷式散热器的平面示意图。

附图标记说明

100、100A、100B：液冷式散热器；

110、110a、110b：壳体

111、111a、111b：顶板

112、112a、112b：底板

113、113a、113b：前板

114、114a、114b：后板

115：侧板

120、120A、120B：入水管

130、130A、130B：出水管

140、140A、140B：散热鳍片

150、150A：隔板

151A：端部

160、160A、160B：导流鳍片

170、170A、170B：辅助鳍片

200：热源

AS：容置空间

A1、A2：轴向

LD：长度方向

H1、H2：垂直高度

AN：夹角

PA：流通道

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1A为本发明一实施例的液冷式散热器的外观示意图。图1B绘示图1A的液冷式散热器的透视示意图。图1C绘示图1A的液冷式散热器的A-A截面立体示意图。图1D绘示图1A的液冷式散热器的B-B截面立体示意图。图1E绘示图1D的液冷式散热器的平面侧视示意图。

参考图1A，本实施例的液冷式散热器100适于配置于热源200上，以对于热源200进行散热，避免热源200的温度过高。其中热源200例如是投影机的光源(例如发光二极管或激光等半导体组件所制成的光源)、光阀、电脑的中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)或是其它会产生高热的电子组件。液冷式散热器100接触热源200的表面，并透过热传导吸收热源200所产生的废热，在热源200运作时可达到降温功效，避免热源200因温度过高而影响其运作。

请参考图1A至图1C，本实施例的液冷式散热器100包括壳体110、至少一入水管120、至少一出水管130、多组散热鳍片140以及隔板150。

壳体110具有顶板111、底板112、前板113、后板114以及两相对的侧板115，且顶板111、底板112、前板113、后板114以及两侧板115构成容置空间AS。其中，底板112的外表面适于接触热源200。

于本实施例中，至少一入水管120的数量例如是一个，入水管120配置于壳体110的顶板111外且连通容置空间AS。此外，入水管120的轴向A1例如是垂直于壳体110的底板112与热源200，冷却液300适于沿着轴向A1从入水管120流入壳体110的容置空间AS内。此外，入水管120例如是位于顶板111靠近后板114的一侧。此外，在其它实施例中，入水管的数量也可以是多个，视液冷式散热器的规格或需求而定。

至少一出水管130的数量例如是一个，出水管130配置于壳体110的前板113外且连通容置空间AS，且出水管130的轴向A2平行于壳体110的底板112，即出水管130的底部与壳体110的底板112之间具有间隔距离。此外，出水管130例如是位于前板113的中央处，且出水管130的轴向A2相交于入水管120的轴向A1，冷却液300适于沿着轴向A2从出水管130流出壳体110。详细而言，出水管130的轴向A2与入水管120的轴向A1具有70度至110度之间的夹角AN，此说明入水管120的轴向A1是指向壳体110的底板112。

多组散热鳍片140(本实施例中为两组)配置于容置空间AS内且相互间隔。各组散热鳍片140连接在壳体110的顶板111与底板112之间，即散热鳍片140的两端分别抵靠于顶板111与底板112。进一步而言，两组散热鳍片140位于入水管120的两侧，使得各组散热鳍片140与入水管120相互分离，当冷却液300自入水管120流入时，可避免直接碰触散热鳍片140而导致冷却液300的流入压力过大。由于入水管120是朝下面向壳体110的底板112，在冷却液300通过入水管120后，会进入容置空间AS并直接碰触底板112，从而产生冲击冷却效应。此外，于本实施例中，各组散热鳍片140包括板状鳍片、柱状鳍片或是其它形状的鳍片。

在其它实施例中，各组散热鳍片例如是多层结构，即各组散热鳍片并非是一体成型，而是由多个独立的散热单元相互堆栈构成。

隔板150配置于容置空间AS内且位于多组散热鳍片之间。详细而言，隔板150穿设于两组散热鳍片140，且隔板150的长度方向LD平行于壳体110的前板113与后板114，其中隔板150相对于前板113与后板114的间隔距离为相同的，并于容置空间AS内构成呈现为U形回路的两流通道PA。隔板150的长度方向LD也分别垂直于出水管130与入水管120的轴向A2、A1，使两流通道PA呈现为对称形式，而具有相同的冷却液300流量。此外，隔板150错位于入水管120，当冷却液300沿着轴向A1自入水管120进入壳体110时，冷却液300首先接触到底板112，再受到后板114与隔板150的阻挡而分别朝向相对的两侧板115的方向流入两流通道PA，冷却液300沿着U形回路的两流通道PA流动且通过相应的散热鳍片140，进而达到流动分配的功效。最终冷却液300于前板113与隔板150之间汇流，并沿着轴向A2由出水管130离开壳体110，完成一次冷却液300的流动循环。

参考图1C至图1E，液冷式散热器100包括多个导流鳍片160与至少一辅助鳍片170。多个导流鳍片160与配置在隔板150与壳体110的后板114之间。多个导流鳍片160对位于入水管120且呈现为放射状。多个导流鳍片160分别朝向两流通道PA斜向延伸，并用以导引冷却液300分别顺向流入两流通道PA，避免冷却液300因碰撞后板114、隔板150以及散热鳍片140而产生紊流、回流等现象，此不利于冷却液300的流动，也影响散热效果。

于本实施例中，至少一辅助鳍片170的数量为一个，其配置在底板112上且位于隔板150与前板113之间。其中辅助鳍片170的厚度小于各组散热鳍片140的厚度。辅助鳍片170对位于出水管130，即设置在两组散热鳍片140之间。此外，由于辅助鳍片170的顶部T相对于底板112的垂直高度H1等于或低于出水管130的底部B相对于底板112的垂直高度H2，当冷却液300通过各组散热鳍片140而接触辅助鳍片170时，辅助鳍片170不会阻挡冷却液300流向出水管130。详细而言，辅助鳍片170的主要用于加强位于隔板150与前板113之间的底板112的热传性能，由于冷却液300沿着两流通道PA流动至靠近出水管130之处的底板112时，已吸取热源200传导至两组散热鳍片140的废热并升温，则冷却液300对于此处底板112的散热功效已下滑，此将导致热源200的废热集中在此处底板112，而产生高温。通过辅助鳍片170，可进一步提升此处底板112的热传性能，避免废热集中而产生高温。

以下将列举其他实施例以作说明。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的组件标记与部分内容，其中采用相同的标记来表示相同或近似的组件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图2A为本发明另一实施例的液冷式散热器的平面示意图。请参考图2A，本实施例的液冷式散热器100A与上述实施例的液冷式散热器100差异在于：

本实施例的液冷式散热器100A的至少一出水管130A的数量为两个，且两出水管130A间隔设置在壳体110A的前板113a外。入水管120A设置在顶板111a上且靠近后板114a的一侧，隔板150A穿设于两组散热鳍片140A之间以构成两流通道PA。隔板150A的长度方向LD平行于各出水管130A的轴向A2，且隔板150A的端部151A抵接于壳体110A的前板113a，并位于两出水管130A之间。进一步而言，多个导流鳍片160A对位于入水管120A且呈现为放射状配置于底板112a，并分别朝向两流通道PA斜向延伸。简言之，冷却液300自入水管120A进入壳体110A，对于底板112a产生冲击冷却效应，接着冷却液300被多个导流鳍片160A导引分别流入两流通道PA，并流向对应的出水管130A，以离开壳体110A。

图2B为本发明另一实施例的液冷式散热器的平面示意图。

本实施例的液冷式散热器100B与上述实施例的液冷式散热器100A相近，但差异在于：

本实施例的液冷式散热器100B具有两出水管130B，且两出水管130B间隔设置在壳体110B的前板113b外。入水管120B配置在顶板111b的中央处。多个导流鳍片160B对位于入水管120B且呈现为放射状配置于底板112b，并分别朝向壳体110B的两流通道PA斜向延伸。两辅助鳍片170B，配置在底板112b上且位于所述后板114b与前板113b之间。进一步而言，两辅助鳍片170B位于所述多组散热鳍片140B外侧且分别对位两于出水管130B，用以提升底板112b的散热功效。简言之，冷却液300自入水管120B进入壳体110B，对于底板112a的中央处产生冲击冷却效应，接着冷却液300被多个导流鳍片160B导引流入两流通道PA，并流向对应的两出水管130B，以离开壳体110B。本实施例的液冷式散热器100B可以不用配置隔板，利用入水管120B以及导流鳍片160B的设置位置而使冷却液300进入壳体110B内后可以朝两流通道PA分流。

基于上述，本发明的液冷式散热器，其至少一出水管的轴向与至少一入水管的轴向具有70度至110度之间的夹角，因此，当冷却液从至少一入水管进入壳体时，可对于壳体的部分底板处产生冲击冷却效应，以提升散热功效。此外，透过两个流通道的配置，使冷却液获得较佳的流动分配，以此让冷却液快速通过各组散热鳍片并同时带走废热，最终升温后的冷却液汇合并由至少一出水管离开壳体，进而达成提升液冷式散热器的热传性能的目的。

进一步而言，本发明的液冷式散热器还具有导流鳍片与辅助鳍片，导流鳍片可用以避免冷却液于流动过程中因碰撞后板、隔板以及散热鳍片而产生不利于冷却液流动的紊流、回流等现象。辅助鳍片用以提升底板的热传性能，避免热源的废热集中在底板的特定区域而产生高温。将本发明实施例与习知技术进行模拟比较，本发明的液冷式散热器于相同热源与外型尺寸下，相较于已知的散热器，热阻下降14％，压降也降低7％。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或申请专利范围中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(Element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (18)

1.一种液冷式散热器，其特征在于，包括：壳体、至少一入水管、至少一出水管、多组散热鳍片以及隔板；其中，

所述壳体具有顶板、底板、前板、后板以及两相对的侧板，且所述顶板、所述底板、所述前板、所述后板以及所述两侧板构成容置空间；

所述至少一入水管配置于所述壳体的所述顶板外且连通所述容置空间；

所述至少一出水管配置于所述壳体的所述前板外且连通所述容置空间；

所述多组散热鳍片配置于所述容置空间内且相互间隔；以及

所述隔板配置于所述容置空间内，且所述隔板位于所述多组散热鳍片之间以于所述容置空间内构成至少两流通道；

其中，所述至少一出水管的轴向与所述至少一入水管的轴向具有70度至110度之间的夹角，所述隔板错位于所述至少一入水管。

2.根据权利要求1所述的液冷式散热器，其特征在于，所述隔板的长度方向分别垂直于所述至少一出水管的轴向。

3.根据权利要求1所述的液冷式散热器，其特征在于，所述至少一出水管为两个，所述隔板的长度方向平行于各所述两出水管的轴向，所述隔板的端部抵接于所述前板并位于所述两出水管之间。

4.根据权利要求1所述的液冷式散热器，其特征在于，还包括多个导流鳍片，配置在所述隔板与所述后板之间，且对位于所述至少一入水管。

5.根据权利要求4所述的液冷式散热器，其特征在于，所述多个导流鳍片呈现为放射状，且分别朝向所述至少两流通道延伸，当冷却液从所述至少一入水管进入所述壳体时，所述多个导流鳍片将所述冷却液分别导引至所述至少两流通道且通过相应的所述多组散热鳍片，并由所述至少一出水管离开所述壳体。

6.根据权利要求1所述的液冷式散热器，其特征在于，还包括至少一辅助鳍片，配置在所述底板上且位于隔板与所述前板之间，所述至少一辅助鳍片对位于所述至少一出水管。

7.根据权利要求6所述的液冷式散热器，其特征在于，所述至少一辅助鳍片的顶部相对于所述底板的垂直高度等于或低于所述至少一出水管的底部相对于所述底板的垂直高度。

8.根据权利要求1所述的液冷式散热器，其特征在于，所述至少一入水管的轴向垂直于所述壳体的所述底板，所述至少一出水管的轴向平行于所述壳体的所述底板，所述底板适于接触一热源。

9.根据权利要求1所述的液冷式散热器，其特征在于，各组所述散热鳍片连接在所述壳体的所述顶板与所述底板之间。

10.根据权利要求1所述的液冷式散热器，其特征在于，各组所述散热鳍片包括板状鳍片或是柱状鳍片。

11.一种液冷式散热器，其特征在于，包括：壳体、至少一入水管、两出水管以及多组散热鳍片；其中，

所述壳体具有顶板、底板、前板、后板以及两相对的侧板，且所述顶板、所述底板、所述前板、所述后板以及所述两侧板构成容置空间；

所述至少一入水管配置于所述壳体的所述顶板外且连通所述容置空间；

所述两出水管配置于所述壳体的所述前板外且连通所述容置空间；以及

所述多组散热鳍片配置于所述容置空间内且相互间隔；

其中，所述容置空间内构成至少两流通道，所述至少两流通道分别对应至所述两出水管，所述两出水管的轴向与所述至少一入水管的轴向具有70度至110度之间的夹角。

12.根据权利要求11所述的液冷式散热器，其特征在于，还包括多个导流鳍片，对位于所述至少一入水管，所述至少一入水管配置在所述顶板的中央处。

13.根据权利要求12所述的液冷式散热器，其特征在于，所述多个导流鳍片呈现为放射状，且分别朝向所述至少两流通道延伸，当冷却液从所述至少一入水管进入所述壳体时，所述多个导流鳍片将所述冷却液分别导引至所述至少两流通道且通过相应的所述多组散热鳍片，并由所述两出水管离开所述壳体。

14.根据权利要求11所述的液冷式散热器，其特征在于，还包括至少两辅助鳍片，配置在所述底板上且位于所述后板与所述前板之间，所述至少两辅助鳍片位于所述多组散热鳍片外侧且分别对位于所述两出水管。

15.根据权利要求14所述的液冷式散热器，其特征在于，所述两辅助鳍片的顶部相对于所述底板的垂直高度等于或低于所述两出水管的底部相对于所述底板的垂直高度。

16.根据权利要求11所述的液冷式散热器，其特征在于，所述至少一入水管的轴向垂直于所述壳体的所述底板，所述两出水管的轴向平行于所述壳体的所述底板，所述底板适于接触一热源。

17.根据权利要求11所述的液冷式散热器，其特征在于，各组所述散热鳍片连接在所述壳体的所述顶板与所述底板之间。

18.根据权利要求11所述的液冷式散热器，其特征在于，各组所述散热鳍片包括板状鳍片或是柱状鳍片。