CN1588267A - 水冷式cpu散热器 - Google Patents

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Abstract

一种水冷式CPU散热器，包括两端开设有进水管和出水管的散热器本体，散热器本体的内部开设有一与进出水管相连通的空腔，在此空腔内分布有纵横交错的翅片阵列。本发明利用蒸馏水作为冷却工质的水冷式散热器，通过此水冷式散热器快速地将CPU产生的热传递到冷凝器，从而散出到空气中；同时，纵横交错的翅片阵列一方面加大了散热面积，另一方面，当水流过柱状翅片阵列时，柱状翅片阵列还可以起到扰动的作用，提高了散热效果和使得水在空腔中的流动分布更加均匀，从而避免了CPU表面由于存在较大的温度梯度而引起较大的应力，避免了CPU的物理损坏。

Description

水冷式CPU散热器
技术领域
本发明涉及一种计算机CPU散热器，特别涉及一种水冷式CPU散热器。
技术背景
计算机的中央处理器，简称CPU，是计算机正常运行的最重要的零件之一，其散热的好坏直接关系到计算机的寿命及运算的品质。由于CPU在运转中容易产生高热，而通常使用的散热器，主要是一金属散热本体，此金属散热体多采用铝材，目前采用铜材的也越来越多，其顶部(用挤压或铸造)设有若干个凹槽及长方体翅片，从而具有较佳的散热表面积；再通过该翅片上方的风扇对着散热翅片吹拂散热。然而随着电脑设备飞速发展以及CPU芯片巨头Intel公司与AMD公司互相竞争，作为计算机设备核心的CPU也正高速发展，但是CPU能否及时散热已经成为目前CPU发展的一个重要问题，如果不能将CPU工作时产生的大量热量及时发散出去，很容易导致CPU被烧毁。所以为了提高CPU的运算速度，就需要保证其工作温度低于CPU本身的最高允许温度，提高散热器的热传递效率。通常的做法一种是提高风扇转速，另一种就是加大散热器的散热面积。但是这两种方法都有弊端，前者引起巨大的噪声，后者加大了散热器的体积，这与计算机向更小、更快的发展目标相背离。
发明内容
本发明的在于提供一种吸热功能强，能够有效地提高散热效率避免CPU的物理损坏的水冷式CPU散热器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括两端开设有进水管和出水管的散热器本体，其特点是，散热器本体的内部开设有一与进水管、出水管相连通的空腔，在此空腔内分布有纵横交错的翅片阵列。
本发明的另一特点是：空腔内的翅片阵列是均匀分布且翅片阵列与散热器本体设计为一体；进、出水管的入口或出口与空腔成圆弧型此圆弧的弧度为45°～90°；翅片阵列为柱状结构；散热器本体的空腔外还开设有一矩形槽，在此矩形槽上设置有采用有机玻璃制成的上盖，且在此上盖与矩形槽之间还设置有密封圈；散热器本体采用铜材制成。
由于本发明利用蒸馏水作为冷却工质的水冷式散热器，通过此水冷式散热器快速地将CPU产生的热传递到冷凝器，从而散出到空气中；同时，纵横交错的翅片阵列一方面加大了散热面积，另一方面，当水流过柱状翅片阵列时，柱状翅片阵列还可以起到扰动的作用，提高了散热效果和使得水在空腔中的流动分布更加均匀，从而避免了CPU表面由于存在较大的温度梯度而引起较大的应力，避免了CPU的物理损坏。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明上盖9的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1，2，本发明包括散热器本体1及上盖9，散热器本体1内部切有一空腔2，在此空腔2内均布有纵横交错的柱状翅片阵列3，翅片阵列3与散热器本体1为一体化设计，空腔2外侧开有一矩形截面的槽道4，槽道4内放置O型密封圈，散热器本体1两端开有与空腔2相连通的进出水管5、6，进出水管5、6与散热器本体1为一体化设计，散热器本体1四个拐角处开有沉头螺孔8，上盖9四个拐角处开有沉头孔10，散热器本体1与上盖9通过螺栓连接。散热器本体1采用铜材，上盖9采用有机玻璃。柱状翅片3截面可为正方形或圆形，进出水管5、6与外接水管相连接。
在使用时，将此散热器底面涂一层薄薄的导热膏，通过扣具扣紧在CPU上。进出水管5、6分别与外接水管连接，管内走蒸馏水。
本发明在传热强化理论的指导下，进行了模型设计，并经采用CFD软件，由美国FLUENT Inc.公司推出的大型商业软件，用于流体流动与传热分析的FLUENT软件，对该发明进行了模拟分析，发现在水流量9.6ml/s，机箱内温度35℃，CPU耗散功率为288W时，此散热器底面最高温度为70℃，热阻为0.139℃/W。而一般CPU的最高允许温度为70多度，AMD的允许温度还能在高一些，有的AMD的CPU最高允许温度甚至达到90℃以上。到目前为止，单颗CPU的功耗也只有100W左右，本发明的最大允许功率远远超过了CPU的功耗。而风冷散热器的热阻在0.3℃/W以上，本散热器的热阻远小于风冷散热器的热阻。而在水流量9.6ml/s，机箱内温度35℃，CPU耗散功率为96W时，此散热器底面最高温度为43℃，热阻为0.135℃/W，远未达到CPU的允许温度，而热阻也有所降低。本发明还可以通过提高进口的水流量，来满足更高的CPU耗散功率，当流量超过24ml/s，保证散热器底面温度不超过70℃时，本散热器最高允许功率超过300W，热阻也随之减小。对于没有翅片阵列的散热器，其它结构和尺寸也与本发明相同，在水流量为9.6ml/s，机箱内温度35℃，CPU耗散功率为96W时，此散热器底面最高温度为80℃，热阻为0.52℃/W，底面温度已经超出了CPU的最高允许温度，热阻也相当大。在保证散热器底面温度不超过CPU最高允许温度的前提下，最大允许功率只能小于75W。这与本发明存在巨大的差别。究其原因，主要是因为增加的翅片阵列一方面加大了水与散热器的接触面积，另一方面翅片阵列起到了扰流的作用，从而加大了换热效果。此外，本发明还可以通过增加更多的翅片，对翅片的排列布置作进一步的优化，从而对本发明的效率有进一步的提升。总之，强化传热的理论指导是研究此类问题的基本准则。

Claims (6)

1、一种水冷式CPU散热器，包括两端开设有进水管[5]和出水管[6]的散热器本体[1]，其特征在于：散热器本体[1]的内部开设有一与进水管[5]、出水管[6]相连通的空腔[2]，在此空腔[2]内分布有纵横交错的翅片阵列[3]。
2、根据权利要求1所述的水冷式CPU散热器，其特征在于：所说的空腔[2]内的翅片阵列[3]是均匀分布且翅片阵列[3]与散热器本体[1]设计为一体。
3、根据权利要求1所述的水冷式CPU散热器，其特征在于：所说的进、出水管[5、6]的入口或出口与空腔[2]成圆弧型此圆弧[7]的弧度为45°～90°。
4、根据权利要求1所述的水冷式CPU散热器，其特征在于：所说的翅片阵列[3]为柱状结构。
5、根据权利要求1所述的水冷式CPU散热器，其特征在于：所说的散热器本体[1]的空腔[2]外还开设有一矩形槽[4]，在此矩形槽[4]上设置有采用有机玻璃制成的上盖[9]，且在此上盖[8]与矩形槽[4]之间还设置有密封圈。
6、根据权利要求1所述的水冷式CPU散热器，其特征在于：所说的散热器本体[1]采用铜材制成。
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