CN114578933B - 一种一体式超薄水冷散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体式超薄水冷散热器，包括散热器本体，所述散热器本体包括中框，所述中框上装设有微型水泵和散热风扇，所述微型水泵装设在散热风扇一侧；所述中框上还设有吸热腔和散热区；所述吸热腔设在微型水泵一侧，所述散热区设在散热风扇一侧；所述中框上还设有用于容纳循环水的流道，所述流道包括设置在散热风扇侧面的第一流道和位于散热区底部的第二流道；本发明提供的散热器体积小、集成度高、散热量大，可以方便地装设到移动型电子设备中，并且一体式结构设计，还不需要考虑水管与水泵之间的连接，从而不会发生冷却液的泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及水冷散热器技术领域，特别涉及一种一体式超薄水冷散热器。
背景技术
随着科技的进步，移动型电子设备(例如：手机、平板电脑等等)的功耗越来越高，发热量也越来越多，常规的散热系统由于其散热能力不足而渐渐无法满足移动型电子设备的散热需求，所述移动型设备的空间比较有限，因此所采用的散热方式比较有限。
第一种方式：被动型散热系统，由散热部件吸热，然后不加人工干预，直接将散热部件上的热量传递至空气中；第二种方式：主动风冷散热系统，由吸热部件与热源接触吸收热量，然后热量直接传递至散热部件，最后采用风扇对散热部件的热量进行散热，将热量散发到外部空间；第三种方式：主动风冷和水冷的组合散热系统，由吸热部件与热源接触吸收热量，然后热量通过液体作为传递介质传递至散热部件，最后采用风扇对散热部件的热量进行散热，将热量散发到外部空间。
上述的第一种方式和第二种方式，由于空气是热的不良导体，导致散热效果有限；第三种方式，可以解决散热效果有限的问题，但是采用分体式结构，占用空间较大，同时水管与水泵之间的连接处还容易发生漏液，进而造成设备损坏。
因此，以上三种方式都无法满足移动型电子设备的散热需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种一体式超薄水冷散热器；所述散热器体积小、集成度高、散热量大，可以方便地装设到移动型电子设备中，并且一体式结构设计，还不需要考虑水管与水泵之间的连接，从而不会发生冷却液的泄漏。
为实现上述目的，本发明提供了一种一体式超薄水冷散热器，包括散热器本体，所述散热器本体包括中框，所述中框上装设有微型水泵和散热风扇，所述微型水泵装设在散热风扇一侧；所述中框上还设有吸热腔和散热区；所述吸热腔设在微型水泵一侧，所述散热区设在散热风扇一侧；所述中框上还设有用于容纳循环水的流道，所述流道包括设置在散热风扇侧面的第一流道和位于散热区底部的第二流道。
作为优选的，所述吸热腔紧贴发热源，并位于发热源一侧；所述吸热腔上设有若干个热交换部件；设置有若干个热交换部件可以增加吸热腔与循环水的接触面积，更有利于循环水进行吸热，增加热交换效率；在本实施例中，所述热交换部件为圆柱形的柱体。
作为优选的，所述散热区上设有若干个散热鳍片，设置有若干个散热鳍片可以增加与空气的接触面积，有利于散热，加快热交换；进一步的，所述散热区上还可以使用其他方式的散热结构。
作为优选的，所述散热器本体还包括装设在中框上的上盖，所述微型水泵的进水口位于微型水泵上方；可以增加进水口的面积，增加进入微型水泵的体积，同时还可以增大循环水与中框的接触面积，有利于增加散热和热交换。
作为优选的，所述第二流道为散热区底部的凹槽，所述凹槽的横截面为长方形，所述中框一侧装设有用于密封第二流道的第一底盖；所述第一底盖安装后，所述第一底盖的底部与中框的底部平齐；使得散热器本体整体更加平整，安装到移动型电子设备内部更加方便，可以减小安装的结构改装。
作为优选的，所述中框一侧还装设有第二底盖，所述中框和第二底盖之间装设有密封循环水的密封圈；所述密封圈将微型水泵底部的循环水进行密封，减小了循环水或者冷却液泄漏的风险。
作为优选的，所述密封圈和第二底盖之间装设有PCB板；所述PCB板装设在密封圈下方，有利于循环水带走PCB板上的热量，有利于降低PCB板上的温度，延长PCB板的使用寿命，同时PCB板的连接端部还可以使用软线进行连接，方便与移动型电子设备连接。
作为优选的，所述散热器本体的厚度不超过5mm；充分满足了移动型电子设备内部空间有限的特殊状况。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明中所述中框一侧装设有微型水泵，另一侧装设有散热风扇；通过中框将微型水泵和散热风扇连接在一起，同时中框上还设有吸热腔室和散热区，并且所述中框上还设有用于容纳循环水的流道，所述流道中的循环水流经吸热腔室、微型水泵、散热风扇和散热区，形成热量循环和交换，上述结构形成一个新的紧凑型超薄液冷散热器，减小了散热器的体积，提高了集成的程度，提升了散热器的散热量，可以方便地装设到移动型电子设备中；同时也使得移动型电子设备的功率可以继续提升。
2、本发明将吸热腔室、微型水泵、散热风扇和散热区集成在一起，并且在连接的中框上还设有用于容纳循环水的流道，采用了一体式结构设计，从而不需要考虑水管与水泵之间的连接，减小了循环水或者冷却液泄漏的风险。
3、本发明所述中框上设有用于容纳循环水的流道，所述流道包括设置在散热风扇侧面的第一流道和位于散热区底部的第二流道；由此通过流道将吸热腔室、微型水泵、散热风扇和散热区连接在一起，将散热器中的循环水的流道打通，构成了一个完整的循环水路。
4、本发明中热量的传输路径：发热源的热量传递至吸热腔的循环水中，循环水经由微型水泵的推送至出水口，经过第一流道和第二流道，将热量传到散热鳍片上，散热鳍片上的热量再由散热风扇产生的气流带走，经由设备的出风口释放到周围的空气中；其中，所述微型水泵为循环水的动力源，使得循环水具有循环流动的能力；所述散热风扇为主动散热的驱动力，从外界抽吸进来低温气流对散热鳍片的热量进行散热，最后把热量散发到外部空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
图1是本发明提供的一种一体式超薄水冷散热器的正面结构示意图；
图2是本发明提供的一种一体式超薄水冷散热器的底部结构示意图；
图3是本发明提供的一种一体式超薄水冷散热器中去除上盖的正面结构示意图；
图4是本发明提供的一种一体式超薄水冷散热器中去除上盖的正视图；
图5是本发明提供的一种一体式超薄水冷散热器中去除第一底盖的底部结构示意图；
图6是本发明提供的一种一体式超薄水冷散热器的分解示意图；
图7是本发明提供的散热器本体装设在手机上的背面示意图；
图8是本发明提供的散热器本体装设在平板或者笔记本上的背面示意图。
在图中包括有：
1、散热器本体；2、中框；3、微型水泵；4、散热风扇；21、吸热腔；22、散热区；5、流道；51、第一流道；52、第二流道；23、柱体；24、散热鳍片；6、上盖；71、第一底盖；72、第二底盖；81、密封圈；82、PCB板；61、吸风通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明本实施方式中的附图，对本发明本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本实施方式是本发明的一种实施方式，而不是全部的本实施方式。基于本发明中的本实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他本实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参考图1至图8，本发明提供了一种一体式超薄水冷散热器。
如图1所示，所述一体式超薄水冷散热器，包括散热器本体1，所述散热器本体1包括装设在上部的上盖6和装设在上盖6下部的中框2，所述上盖6上设有吸风通孔61，所述吸风通孔61对应于散热风扇4上方，并用于与外界低温气流相连通；进一步的，所述散热风扇4为主动散热的驱动力，通过吸风通孔61将外界的低温气流进行抽吸，并对散热鳍片24上的热量进行散热或者降温，最后把热量通过出气口散发到外部空间。
如图3所示，所述中框2上装设有微型水泵3和散热风扇4，所述微型水泵3装设在散热风扇4一侧；进一步的，可以将微型水泵3和散热风扇4的外部壳体连接在一起，形成中框2，达到一体式结构设计的目的，从而可以减小体积，增大集成程度。
如图3和图4所示，所述中框2上还设有吸热腔21和散热区22；所述吸热腔21与散热区22相邻设置，所述吸热腔21装设在微型水泵3的上方，所述散热区22装设在散热风扇4的上方，所述中框2上还设有用于容纳循环水的流道5，进一步的，所述流道5中的循环水流经吸热腔21、微型水泵3、散热风扇4和散热区22，形成了一个热量循环的交换的通道；所述中框2将流道5、吸热腔21、微型水泵3、散热风扇4和散热区22集成在一起，形成一个新的紧凑型超薄液冷散热器，减小了散热器的体积，提高了集成的程度，提升了散热器的散热量，可以方便地装设到移动型电子设备中；同时也使得移动型电子设备的功率可以继续提升。
如图4和图5所示，所述流道5包括设置在散热风扇4侧面的第一流道51和位于散热区22底部的第二流道52；由此通过流道5将吸热腔21、微型水泵3、散热风扇4和散热区22连接在一起，将散热器中的循环水的流道5打通，构成了一个完整的循环水路。
进一步的，如图4所示，所述吸热腔21紧贴发热源，并位于发热源上方，在其他实施例中，所述吸热腔21和发热源之间还可以通过硅脂传递热量，更进一步的，所述吸热腔21上设有若干个热交换部件23；设置有若干个热交换部件23可以增加吸热腔21与循环水的接触面积，更有利于循环水进行吸热，增加热交换效率；在本实施例中，所述热交换部件23为圆柱形柱体，在其他实施例中，所述热交换部件23为多边形柱体或者椭圆柱体；或者采用吸热鳍片；或者采用其他有利于热交换的方式。
如图3和图4所示，所述微型水泵3的出水口设置在微型水泵3和散热风扇4之间，所述第一流道51连接微型水泵3出水口，并围绕在散热风扇4外圆周上，进一步的，所述第一流道51与微型水泵3出水口的连接处呈“V”形；将连接处设计成“V”形有利于增加围绕散热风扇4的面积，有利于散热和热交换；更进一步的，所述中框2还可以采用导热性好的材料构件制成，例如：铜材或者铝材。
如图3和图4所示，所述散热区22上设有若干个散热鳍片24；设置有若干个散热鳍片24可以增加与空气的接触面积，有利于散热，加快热交换；进一步的，所述散热区22上还可以使用其他方式的散热结构。
如图6所示，所述散热器本体1还包括装设在中框2上的上盖6，所述微型水泵3的进水口位于微型水泵3上方；可以增加进水口的面积，增加进入微型水泵3的体积，同时还可以增大循环水与中框2的接触面积，有利于增加散热和热交换。
如图5所示，所述第二流道52为散热区22底部的凹槽，在本实施例中，所述凹槽的横截面为长方形，进一步的，所述中框2一侧装设有用于密封第二流道52的第一底盖71；所述第一底盖71安装后，所述第一底盖71的底部与中框2的底部平齐；使得散热器本体1整体更加平整，安装到移动型电子设备内部更加方便，可以减小安装的结构改装。
如图6所示，所述中框2一侧还装设有第二底盖72，所述中框2和第二底盖72之间装设有密封循环水的密封圈81；所述密封圈81将微型水泵3底部的循环水进行密封，减小了循环水或者冷却液泄漏的风险。
进一步的，所述中框2和上盖6之间也可以装设有密封圈，或者采用其他方式将流道5中的循环水进行密封。
如图6所示，所述密封圈81和第二底盖72之间装设有用于控制微型水泵3和散热风扇4的PCB板82，所述PCB板82装设在密封圈81下方，有利于循环水带走PCB板82上的热量，有利于降低PCB板82上的温度，延长PCB板82的使用寿命，同时PCB板82的连接端部还可以使用软线进行连接，方便与移动型电子设备连接。
进一步的，如图4所示，将吸热腔21、微型水泵3、散热风扇4和散热区22集成在一起，并且采用流道5将各个部分进行连接，形成了一体式结构设计，从而不需要考虑水管与水泵之间的连接，减小了循环水或者冷却液泄漏的风险；更进一步的，由于采用了一体式设计，使得散热器本体1的厚度不超过5mm，充分满足了移动型电子设备内部空间有限的特殊状况。
如图7所示，将散热器本体1与手机进行组合，图7为组合后的背面示意图；实际生产过程中还可以进一步缩小；并根据实际匹配的移动型电子设备进行调整。
如图8所示，将散热器本体1与平板或者笔记本进行组合，图8为组合后的背面示意图。
所述散热器本体1将吸热腔21、微型水泵3、散热风扇4和散热区22集成在一起，减小了散热器本体1的体积和尺寸，提升了散热器本体1的紧凑性，为移动性电子设备的散热提供了新的水冷解决方案；进一步的，所述散热器本体1在散热效果上，在本实施例中，采用水作为冷却液，在其他实施例中还可以采用其他容易吸热的液体或者液体溶液；大大提升了传热能力，解决了传统散热系统的传热瓶颈，这一点对于继续提升电子设备的功率有很大的帮助，使得设备CPU不会因为温度变高而自动降频，从而提升使用体验。
所述散热器本体1中热量的传输路径：首先，发热源(例如：CPU进行发热)的的热量传递至吸热腔21中；其次，吸热腔21通过若干个热交换部件23将热量充分交换至循环水中；再次，循环水经由微型水泵3的推送至出水口，经过第一流道51和第二流道52，将热量传到散热鳍片24上；最后，散热鳍片24上的热量再由散热风扇4产生的气流带走，经由设备的出风口释放到周围的空气中；其中，所述微型水泵3为循环水的动力源，使得循环水具有循环流动的能力；所述散热风扇4为主动散热的驱动力，从外界抽吸进来低温气流对散热鳍片24的热量进行散热，最后把热量散发到外部空间。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种一体式超薄水冷散热器，其特征在于：包括散热器本体(1)，所述散热器本体(1)包括中框(2)，所述中框(2)上装设有微型水泵(3)和散热风扇(4)，所述微型水泵(3)装设在散热风扇(4)一侧；所述中框(2)上还设有吸热腔(21)和散热区(22)；所述吸热腔(21)设在微型水泵(3)一侧，所述散热区(22)设在散热风扇(4)一侧；所述中框(2)上还设有用于容纳循环水的流道(5)，所述流道(5)包括设置在散热风扇(4)侧面的第一流道(51)和位于散热区(22)底部的第二流道(52)；
所述中框(2)将流道(5)、吸热腔(21)、微型水泵(3)、散热风扇(4)和散热区(22)集成在一起，所述流道(5)中的循环水流经吸热腔(21)、微型水泵(3)、散热风扇(4)和散热区(22)，形成了一个热量循环的交换的通道；
所述第一流道(51)连接微型水泵(3)出水口，并围绕在散热风扇(4)外圆周上，所述第一流道(51)与微型水泵(3)出水口的连接处呈“V”形；所述第二流道(52)为散热区(22)底部的凹槽，所述中框(2)一侧装设有用于密封第二流道(52)的第一底盖(71)；
所述散热器本体(1)还包括装设在中框(2)上的上盖(6)，所述微型水泵(3)的进水口位于微型水泵(3)上方。
2.根据权利要求1所述的一种一体式超薄水冷散热器，其特征在于：所述吸热腔(21)紧贴发热源，并位于发热源一侧；所述吸热腔(21)上设有若干个热交换部件(23)。
3.根据权利要求1所述的一种一体式超薄水冷散热器，其特征在于：所述散热区(22)上设有若干个散热鳍片(24)。
4.根据权利要求1所述的一种一体式超薄水冷散热器，其特征在于：所述中框(2)一侧还装设有第二底盖(72)，所述中框(2)和第二底盖(72)之间装设有密封循环水的密封圈(81)。
5.根据权利要求4所述的一种一体式超薄水冷散热器，其特征在于：所述密封圈(81)和第二底盖(72)之间装设有PCB板(82)。
6.根据权利要求1所述的一种一体式超薄水冷散热器，其特征在于：所述散热器本体(1)的厚度不超过5mm。
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