CN118312018A - 浸没式液冷散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种浸没式液冷散热装置，其包括一液冷式散热排一端的第一液盒焊接组合在一储液盒的开口端，使液冷式散热排另一端的第二液盒及散热排管组浸入储液盒内的冷却液中。储液盒的后端壁或周侧壁外面设有一个以上的致冷芯片，致冷芯片的热面设有散热鳍片，运作时通电于致冷芯片的热电材料，使致冷芯片的冷面吸热，而热面透过散热鳍片散热，进而将储液盒内的冷却液降温到更冰冷的温度，使冷却液能对散热排管组内循环流动的工作液快速降温，藉此达到增进液冷散热装置对于处理器的散热效率等目的。

Description

浸没式液冷散热装置

技术领域

本发明系关于应用在处理器散热技术领域的液冷散热装置，尤指一种通过热电材料致冷作用增进液冷散热装置对于处理器散热效率的浸没式液冷散热装置。

背景技术

现今应用在计算机及服务器上的液冷散热装置是一种使用液体在液泵的带动下强制流动以带走处理器热量的散热装置，与习知的风冷散热器相比液冷散热装置具有安静、冷却效率高及处理器运作温度更低等优点。习知的液冷散热装置例如中国台湾专利公告I802996及I323151号所示，通常具有一用于贴合在处理器表面的液冷头，一用于散热的液冷排，及连接在液冷头与液冷排的两液管，并通过一液泵驱使工作液在液冷头与液冷排之间循环流动，工作液经过液冷头时带走处理器的热量(工作液升温)，再流到液冷排中进行散热(工作液降温)，使工作液降温后再流向液冷头，依此循环流动进行散热。

上述该液冷排的构造例如中国台湾专利公告I790540号所示，通常具有一进液盒、一集液盒、多数排管及一风扇；进液盒内通过一隔板分隔成一热液腔及一冷液腔，进液盒的盒壁设有连通热液腔与冷液腔的热液入口及冷液出口，热液入口与冷液出口分别透过上述的液管连接于液冷头；多数排管连接在进液盒与集液盒之间，而风扇设置在多数排管的外侧；因此当高温的工作液从热液入口进入进液盒并流向集液盒，再从集液盒流回进液盒与冷液出口的过程中，透过风扇对多数排管送风进行空冷散热，致使工作液降温。

然而习知的液冷排利用风扇对工作液进行散热的技术，容易受到环境温度的影响，例如室温过高时，液冷排的空冷效率就会下降，直接影响到液冷散热装置对于处理器的散热效率。为此如何解决习知液冷排的空冷效率易受环境温度影响的缺点，即为本发明所要积极克服的课题。

发明内容

本发明主要目的在提供一种浸没式液冷散热装置，其通过储液盒外设有致冷芯片及散热鳍片，能使储液盒中的冷却液降温到冰冷状态，进而使浸入冷却液的液冷式散热排能与冷却液高效热交换，将液冷式散热排内的冷却工作液降到更低的温度，避免液冷散热装置的散热效率受到环境温度影响，并能更有效率地降低处理器的温度。

本发明次一目的在提供一种浸没式液冷散热装置，通过储液盒内的定位轨道及液冷式散热排两侧的定位框结构，使液冷式散热排稳固地装入储液盒内。

本发明另一目的在提供一种浸没式液冷散热装置，其通过液冷式散热排一端的液盒内部阻热结构改良，使流经热液腔的热液不会热传导到冷液腔，防止降温的冷液被热液腔的热液加热。

为了达到上述目的，本发明一种浸没式液冷散热装置，其较佳的技术方案包括：一储液盒，其为一周侧壁、一后端壁与一前端开口构成一储液容室的金属盒体，该储液容室用于注入一冷却液。一致冷芯片，其设置在该储液盒的后端壁或周侧壁外面，其一冷面贴合在该储液盒的后端壁或周侧壁外面。一散热鳍片，该散热鳍片的一底座贴合在该致冷芯片的一热面。一液冷式散热排，其包括一第一液盒、一第二液盒及一散热排管组；该第一液盒内部分隔成一热液腔、一冷液腔，盒壁上设有分别连通该热液腔与该冷液腔的一热液入口及一冷液出口；该第二液盒内部为一回流腔；该散热排管组包括多数个第一排管与第二排管，该第一排管与第二排管的一端分别连通该第一液盒的热液腔及冷液腔，该第一排管的与第二排管的另一端连通该第二液盒的回流腔。以及该液冷式散热排的第二液盒与散热排管组从该储液盒的前端开口置入该储液容室中，该第一液盒的外周壁封闭住该储液盒的前端开口，使该散热排管组浸没在该储液盒内的冷却液中。

上述的浸没式液冷散热装置中，该储液盒的储液容室的两内侧壁分别设有两轨条，该散热排管组两侧分别设有一定位框，各该定位框被限制在该两轨条之间。

上述的浸没式液冷散热装置中，该定位框具有结合在该散热排管组两侧的一直条板，及垂直于该直条板的若干定位凸板，使该定位凸板被限制在该两轨条之间。

上述的浸没式液冷散热装置中，该轨条的前端面至该前端开口之间具有一嵌合部，该第一液盒塞入该前端开口直到该第一液盒的端面抵靠在该轨条的前端面。

上述的浸没式液冷散热装置中，该第一液盒与该储液盒的前端开口焊接在一起。

上述的浸没式液冷散热装置中，该储液盒的后端壁或周侧壁设有一凹槽，该致冷芯片嵌入该凹槽，该冷面贴合在该凹槽的槽底座。

上述的浸没式液冷散热装置中，该致冷芯片为二个以上，该储液盒的后端壁或周侧壁设有对应该致冷芯片数量的凹槽。

上述的浸没式液冷散热装置中，该第一液盒由一第一盒体与一第一盒盖组成，该第二液盒由一第二盒体与一第二盒盖组成，该第一盒盖与该第二盒盖分别设有分别连通该第一盒体与该第二盒体的多个排管插孔，该第一排管与该第二排管的两端分别插入及焊接在该排管插孔中。

上述的浸没式液冷散热装置中，该第一盒体内设有相平行的一热液隔片及一冷液隔片，以及形成在该热液隔片与该冷液隔片之间的一隔热空间，该热液隔片与该冷液隔片分隔出该热液腔与该冷液腔。

上述的浸没式液冷散热装置中，该散热排管组包括设置在该些第一排管与该些第二排管之间的散热片。

上述的浸没式液冷散热装置中，该散热鳍片包括一风扇，该风扇设置在该散热鳍片的任一面，用于驱使冷空气流通过该散热鳍片进行散热。

上述的浸没式液冷散热装置中，该液冷式散热排包括一液泵，该液泵设置在该第一液盒的热液腔或冷液腔中。

本发明一种浸没式液冷散热装置，将该液冷式散热排的第二液盒与散热排管组置入该储液盒的储液容室中，使第二液盒与散热排管完全浸没于冷却液，而第一液盒的外周壁封闭住该储液盒的前端开口。藉此通电于致冷芯片的热电材料时，使该储液盒外面的致冷芯片的冷面吸热，而热面透过散热鳍片散热，进而将储液盒内的冷却液降温到更冰冷的温度，使冷却液能对散热排管组内循环流动的工作液高效降温，能将工作液降低至室温以下，避免环境温度影响该液冷式散热排的散热效率，藉此达到增进液冷散热装置对于处理器的散热效率等功效。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明浸没式液冷散热装置第一实施例之立体示意图；

图2为本发明浸没式液冷散热装置第一实施例之前视分解示意图；

图3为本发明浸没式液冷散热装置第一实施例之后视分解示意图；

图4为本发明图2中之储液盒之前端立体示意图；

图5为本发明图2中之液冷式散热排之分解示意图；

图6为本发明图1之浸没式液冷散热装置之断面示意图；

图7为本发明浸没式液冷散热装置第二实施例之前视分解示意图；

图8为本发明图7之浸没式液冷散热装置之断面示意图；

图9为本发明储液盒后端壁设有多个致冷芯片之分解示意图；

图10为本发明储液盒周侧壁设有一致冷芯片之分解示意图；

图11为本发明储液盒周侧壁设有多个致冷芯片之分解示意图。

附图标识说明：

100、浸没式液冷散热装置 200、液冷头

300、液管 10、储液盒

11、周侧壁 12、后端壁

13、前端开口 14、储液容室

15、注液孔 16、螺栓

17、轨条 171、前端面

18、凹槽 181、槽底座

19、嵌合部 20、致冷芯片

21、冷面 22、热面

30、散热鳍片 31、底座

32、散热片 33、风扇

40、液冷式散热排 41、第一液盒

411、热液腔 412、冷液腔

413、热液入口 414、冷液出口

415、第一盒体 416、第一盒盖

417、热液隔片 418、冷液隔片

419、隔热空间 42、第二液盒

421、回流腔 422、第二盒体

423、第二盒盖 43、散热排管组

431、第一排管 432、第二排管

433、散热片 44、液泵

45、定位框 451、直条板

452、定位凸板。

具体实施方式

参阅图1所示，本发明一种浸没式液冷散热装置100，用于与一液冷头200及两液管300组合成应用在计算机及服务器上的液冷散热装置，能对流通经过该液冷头200内的工作液进行散热。一并参阅图2、图3所示，本发明浸没式液冷散热装置100较佳的实施例包括：一储液盒10、一致冷芯片20、一散热鳍片30及一液冷式散热排40，其中：

该储液盒10为一体冲压成型的金属盒体，较佳的采用导热性较佳的铝合金制成，使其结构具有一周侧壁11、一后端壁12与一前端开口13及一储液容室14(如图2至图4所示)，该周侧壁11选定处设有连通到储液容室14的一注液孔15，及锁附在该注液孔15中的螺栓16，用于在该储液容室14注入一冷却液。

该致冷芯片20为一种能将热能和电能互相转换的半导体材料制成的致冷芯片，其设置在该储液盒10的后端壁12的外面，其一冷面21贴合在该储液盒10的后端壁12外面。其中，该储液盒10的后端壁12可设有一凹槽18，该致冷芯片20可嵌入该凹槽18，使其冷面21贴合在该凹槽18的槽底座181。

该散热鳍片30为导热较佳的铝合金制成一底座31及多数散热片32，该散热鳍片30通过螺丝锁在该储液盒10的后端壁12，使其底座31贴合在该致冷芯片20的一热面22，用于使该致冷芯片20的热面22降温，进而达到致冷芯片20的冷面21维持低温的做用。该散热鳍片30可视实际需要再加装一风扇33，将该风扇33设置在该散热鳍片30的任一面，用于驱使冷空气流通过该散热鳍片30的散热片32散热。

参阅图5及图6所示，该液冷式散热排40包括铝合金材质制成的一第一液盒41、一第二液盒42、一散热排管组43及一用于泵送液体的液泵44所组成；其中该第一液盒41内部分隔成一热液腔411、一冷液腔412，其盒壁上设有分别连通该热液腔411与冷液腔412的一热液入口413及一冷液出口414；该第二液盒42内部为没有分隔的一回流腔421；该散热排管组43包括多数个第一排管431与第二排管432，该第一排管431与第二排管432的一端分别连通该第一液盒41的热液腔411及冷液腔412，该第一排管431与第二排管432的另一端连通该第二液盒42的回流腔421；该液泵44为现有的产品，可以直接设置在该第一液盒41的热液腔411或冷液腔412中，使该液冷式散热排40成为具有液泵的一体式液冷式散热排，藉此在液冷式散热排40中注入工作液，能通过该液泵44驱使工作液在该液冷式散热排40与该液冷头200之间循环流动。惟本发明该液冷式散热排40的第一液盒41中也可以不设置该液泵44，而由设置在其他位置(例如上述液管300)的液泵驱使工作液在液冷头200与液冷式散热排40之间循环流动。

参阅图2及图6所示，本发明组装时，将上述该液冷式散热排40的第二液盒42与散热排管组43从该储液盒10的前端开口13置入该储液容室14中，并将该第一液盒41的外周壁封闭住(例如焊接封闭)该储液盒10的前端开口13，然后从上述该注液孔15住入冷却液进入该储液盒10的储液容室14，使该第二液盒42与散热排管组43完全浸没在该储液盒10内的冷却液中。

再参阅图2及图4所示，本发明该储液盒10的储液容室14的两内侧壁较佳的分别设有两轨条17，而该散热排管组43两侧分别设有一定位框45，当该液冷式散热排40的第二液盒42与散热排管组43装入储液盒10时，使各该定位框45被限制在该储液盒10内的两轨条17之间，使较长的散热排管组43能稳定地设置在储液盒10内，防止散热排管组43摇晃导致该第一液盒41与前端开口13焊接的部位裂开或松动。其中，该定位框45具有结合在该散热排管组43两侧的一直条板451，及垂直于该直条板451的若干定位凸板452，安装时使该定位凸板452被限制在该储液盒10内的两轨条17之间。上述各该轨条17的前端面171至该储液盒10的前端开口13之间具有一嵌合部19的结构设计，在组装时可使该第一液盒41塞入该前端开口13直到该第一液盒41的端面抵靠在该轨条17的前端面171，再将该第一液盒41与前端开口13焊接在一起，达到该第一液盒41稳固嵌合于储液盒10的前端开口13的功效。

再参阅图5及图6所示，该液冷式散热排40的该第一液盒41系由一第一盒体415与一第一盒盖416组成，该第二液盒42由一第二盒体422与一第二盒盖423组成，该第一盒盖416与第二盒盖423分别设有分别连通该第一盒体415与该第二盒体422的多个排管插孔，藉此将上述该第一排管431与第二排管432的两端分别插入及焊接在该排管插孔中。为了防止第一液盒41的热液腔411传热到冷液腔412，本发明该第一盒体415内设有相平行的一热液隔片417及一冷液隔片418，以及形成在该热液隔片417与冷液隔片418之间的一隔热空间419，藉此利用该隔热空间419防止流到热液腔411的高温工作液传热到冷液腔412中的低温工作液。

再参阅图5及图6所示，上述该散热排管组43较佳的实施例之一包括在该些第一排管431与第二排管432之间分别设有一波浪状的散热片433，用以增进其散热效率。或参阅图7及图8所示，该散热排管组43的第一排管431与第二排管432之间也可以不必设有上述的散热片433，只利用该储液盒10内的冷却液也足以达到使第一排管431与第二排管432内的工作液快速散热的效果。

参阅图9所示，为了增进对冷却液的致冷效率，本发明该致冷芯片20可实施为二个以上，并在该储液盒10的后端壁12设有对应该致冷芯片20数量的凹槽18。再者，本发明该致冷芯片20不限于装设在储液盒10的后端壁12外面，如图10及图11所示，亦可将一或二个以上的致冷芯片20装设在该储液盒10的周侧壁11外面，该周侧壁11外面同样可以设有相同数量的凹槽18供安装致冷芯片20。

本发明使用时，通电于该致冷芯片20的热电材料，使该储液盒10外面的致冷芯片20的冷面21吸热，该储液盒10内的冷却液能降低到冰冷的温度，对流通过该散热排管组43内的工作液吸热，使工作液快速降温后再流向液冷头200对处理器降温。由于本发明该储液盒10内的冷却液温度控制，取决于通电于该致冷芯片20的电流电压，因此能避免环境温度影响该液冷式散热排40的散热效率，达到增进液冷散热装置对于处理器的散热效率等功效。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种浸没式液冷散热装置，其特征在于：其包括：

一储液盒，其为一周侧壁、一后端壁与一前端开口构成一储液容室的金属盒体，该储液容室用于注入一冷却液；

一致冷芯片，其设置在该储液盒的后端壁或周侧壁外面，其一冷面贴合在该储液盒的后端壁或周侧壁外面；

一散热鳍片，该散热鳍片的一底座贴合在该致冷芯片的热面；

一液冷式散热排，其包括一第一液盒、一第二液盒及一散热排管组；该第一液盒内部分隔成一热液腔、一冷液腔，盒壁上设有分别连通该热液腔与该冷液腔的一热液入口及一冷液出口；该第二液盒内部为一回流腔；该散热排管组包括多数个第一排管与第二排管，该第一排管与第二排管的一端分别连通该第一液盒的热液腔及冷液腔，该第一排管的与第二排管的另一端连通该第二液盒的回流腔；以及

该液冷式散热排的第二液盒与散热排管组从该储液盒的前端开口置入该储液容室中，该第一液盒的外周壁封闭住该储液盒的前端开口，使该散热排管组浸没在该储液盒内的冷却液中。

2.根据权利要求1所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述储液盒的储液容室的两内侧壁分别设有两轨条，该散热排管组两侧分别设有一定位框，各该定位框被限制在该两轨条之间。

3.根据权利要求2所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述定位框具有结合在该散热排管组两侧的一直条板，及垂直于该直条板的若干定位凸板，使该定位凸板被限制在该两轨条之间。

4.根据权利要求1或2所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述轨条的前端面至该前端开口之间具有一嵌合部，该第一液盒塞入该前端开口直到该第一液盒的端面抵靠在该轨条的前端面。

5.根据权利要求4所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述第一液盒与该储液盒的前端开口焊接在一起。

6.根据权利要求1所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述储液盒的后端壁或周侧壁设有一凹槽，该致冷芯片嵌入该凹槽，该冷面贴合在该凹槽的槽底座。

7.根据权利要求6所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述致冷芯片为二个以上，该储液盒的后端壁或周侧壁设有对应该致冷芯片数量的凹槽。

8.根据权利要求1所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述第一液盒由一第一盒体与一第一盒盖组成，该第二液盒由一第二盒体与一第二盒盖组成，该第一盒盖与该第二盒盖分别设有分别连通该第一盒体与该第二盒体的多个排管插孔，该第一排管与该第二排管的两端分别插入及焊接在该排管插孔中。

9.根据权利要求8所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述第一盒体内设有相平行的一热液隔片及一冷液隔片，以及形成在该热液隔片与该冷液隔片之间的一隔热空间，该热液隔片与该冷液隔片分隔出该热液腔与该冷液腔。

10.根据权利要求1所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述散热排管组包括设置在该些第一排管与该些第二排管之间的散热片。

11.根据权利要求1所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述散热鳍片包括一风扇，该风扇设置在该散热鳍片的任一面，用于驱使冷空气流通过该散热鳍片进行散热。

12.根据权利要求1所述的浸没式液冷散热装置，其特征在于：所述液冷式散热排包括一液泵，该液泵设置在该第一液盒的热液腔或冷液腔中。