CN204836927U - 液冷式散热头及其散热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种液冷式散热头，包括一金属基板、第一盖板及多个散热鳍片。金属基板设有热交换部。第一盖板覆盖金属基板而形成一热交换腔，且具有一第一进水口和一出水口，以供一工作流体在热交换腔中流动。每一散热鳍片设置于金属基板上，各散热鳍片介于第一进水口和出水口之间，且从第一进水口朝向出水口的方向依序排列。各二相邻的散热鳍片之间设有一流体通道，其中至少部分的散热鳍片连接热交换部，且至少其中一散热鳍片具有一开口，使得设有开口的至少一散热鳍片两侧的流体通道通过开口而彼此连通。如此工作流体不受散热鳍片的阻碍，以贴近热源处并将其废热带离。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热头，尤指一种散热鳍片不会阻挡工作流体的液冷式散热头及其散热系统。
背景技术
随着近年来高科技产业的蓬勃发展，电子产品中的电子元件的体积愈趋于微小化，且单位面积上的密集度也愈来愈高，整体效能更是不断的增强。在这些因素的影响下，需要能够保证在狭窄区域内有足够冷却能力的散热器，让电子装置内的各电子零组件的工作温度保持在合理的范围内，以促进其与环境的热交换，进而保护电子零组件，避免电子零组件产生损坏或是电子产品因过热而损坏等问题。
现有的散热方式大致可分为气冷式和液冷式两种，其中气冷式的散热方式通常是采用散热器对电子装置的零组件进行散热。现有散热器包括具有多个散热鳍片的本体，为了提升散热效率，通常还会加装一风扇并固定于散热鳍片上。在使用现有散热器时，是以本体的底面贴合于发热元件，例如为中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU)或图形处理器(GraphicProcessingUnit,GPU)等运作时会产生大量废热的发热元件上，通过热传导作用使热源经由本体传递至散热鳍片，再凭借风扇所产生的气流使废热排出，进而对发热元件产生冷却降温的效果。
然而现有的气冷式散热装置越来越难以满足上述电子元件的散热需要，为此液冷式散热系统逐渐被业界采用。现有液冷散热装置均由一系列分散设置的元件组装而成，如中国台湾专利公告第M470293号揭示一种液冷式散热模块，包括泵浦及散热构件。泵浦包含壳体、离心扇及导流结构，壳体具有供液体进入的容腔。导流结构设有开口及复数增压叶片，导流结构供由所述的这些叶片侧周围流出的液体。由于该散热模块的液体流经各鳍片的流道过长，且受各鳍片的阻挡，导致热交换效率降低。此外，上述流道设计至少经过3处弯折，导致液体流速变慢、动力损失过多，影响液体流经各鳍片根部(即发热源元件处)，进而使散热效率变差。
有鉴于此，有必要针对现有的液冷式的分流设计(DiversionDesign)加以改良，以解决上述缺失，即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
实用新型内容
本实用新型目的之一，在于提供一种工作流体不受散热鳍片的阻碍，以贴近发热元件(即热源处)进行热交换的液冷式散热头及其散热系统。
本实用新型另一目的，在于提供一种工作流体流经弯折处减少，流速不会变慢，进而减少工作流体动能损失，提升散热效率的液冷式散热头及其散热系统。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种液冷式散热头，具有一热交换部，适于接触一发热元件，其特征在于，该液冷式散热头包括：
一金属基板，设有该热交换部；
一第一盖板，覆盖该金属基板而形成一热交换腔，该第一盖板具有一第一进水口和一出水口，以供一工作流体在该热交换腔中流动；以及
多个散热鳍片，设置于该金属基板上且位于该热交换腔中，各该散热鳍片介于该第一进水口和该出水口之间，且从该第一进水口朝向该出水口的方向依序排列，各二相邻的该散热鳍片之间设有一流体通道，其中至少部分的散热鳍片连接该热交换部，且至少其中一散热鳍片具有一开口，使得设有该开口的该至少一散热鳍片两侧的流体通道通过该开口而彼此连通，而设有该开口的该至少一散热鳍片设置在靠近该第一进水口的位置。
所述的液冷式散热头，其中：该开口的形状为一矩形或一圆形。
所述的液冷式散热头，其中：所有的该散热鳍片都具有该开口，且各该散热鳍片设置该开口的位置大致相同，以在该散热鳍片中形成一贯孔。
所述的液冷式散热头，其中：第一个散热鳍片设置于靠近该第一进水口的位置，而最后一个散热鳍片相对于第一个散热鳍片而设于靠近该出水口的位置，
其中该第一盖板具有一阻挡片，该阻挡片设置于最后一个散热鳍片和该出水口之间，该阻挡片自该第一盖板的内顶面朝该热交换腔延伸，并遮盖最后一个散热鳍片的该开口。
所述的液冷式散头，其中：第一个散热鳍片设置于靠近该第一进水口的位置，最后一个散热鳍片则相对于第一个散热鳍片而设置于靠近该出水口的位置，且至少最后一个散热鳍片不设置该开口。
所述的液冷式散热头，其中：各该散热鳍片至少其中一侧缘与相同侧的该第一盖板的内壁面相隔一预设距离，以在该热交换腔中设置一流道。
所述的液冷式散热头，其特征在于，还包括：
一第二盖板，覆盖该第一盖板以形成一泵浦腔，且该泵浦腔通过该第一进水口与该热交换腔连通，而该第二盖板具有一第二进水口，以供该工作流体从该第二进水口流进该泵浦腔；以及
一转轮单元，设置于该泵浦腔，以强制将该泵浦腔中的工作流体通过该第一进水口导入该热交换腔。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案还包括：
一种散热系统，其特征在于，包括：
一上述液冷式散热头；以及
多个管线，且至少部分管线分别连接该第一进水口和该出水口；以及
一散热装置，通过该管线连接该液冷式散热头，以将热交换后的该工作流体进一步进行散热。
所述的散热系统，其还包括：
一转轮单元，通过至少部分的管线与该液冷式散热头连接，以强制将该工作流体导入该热交换腔。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案还包括：
一种散热系统，其特征在于，包括：
一上述液冷式散热头；
多个管线，且至少部分管线分别连接该第二进水口和该出水口；以及
一散热装置，通过该管线连接该液冷式散热头，以将热交换后的该工作流体进一步进行散热。
本实用新型具有以下功效，液冷式散热头的第一盖板能够规范工作流体的流向仅能下冲至散热鳍片的开口所形成的贯孔、流体通道，再汇集至流道。因此工作流体的流向弯折处减少，可减少工作流体动能的损失，流速也不会变慢，进而提升散热效率。再者，工作流体实质上更通过贯孔快速地流经每一散热鳍片的根部/底面(即贴近热源处)，而能更迅速地将发热源的废热带离，以提升解热能力。
附图说明
图1为绘示本实用新型第一较佳具体实施例(尚未安装第一盖板)的立体图。
图2为绘示本实用新型第一较佳具体实施例的分解图。
图3为绘示本实用新型第一较佳具体实施例(已经安装第一盖板)的立体图。
图4为绘示本实用新型第一较佳具体实施例的剖视图。
图5为图3另一角度的剖视图。
图6为绘示本实用新型第二较佳具体实施例的剖视图。
图7为绘示本实用新型开口的另一实施例图。
图8为绘示本实用新型开口的又一实施例图。
图9为绘示本实用新型第二较佳具体实施例的部分透视图。
图10为绘示本实用新型第二较佳具体实施例的剖视图。
图11为绘示本实用新型第三较佳具体实施例的立体图。
附图标记说明：10发热元件；20热交换部；100液冷式散热头；110金属基板；200散热鳍片；202开口；210流体通道；220贯孔；300第一盖板；310第一进水口；320出水口；330热交换腔；340预设距离；350流道；370工作流体；380阻挡片；390第二盖板；400转轮单元；410水箱；420泵浦腔；430管线；432进水管路；434出水管路；436连接管路；440第二进水口；500散热装置；510热交换腔室；520散热片。
具体实施方式
本实用新型是一种工作流体更能够贴近热源，且迅速地将热源处产生的废热带离的液冷式散热头及其散热系统。本实用新型能够应用于电视、电脑、电动机、行动装置、显示装置等电气制品上，并不限制。有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
图1至图5为本实用新型第一较佳具体实施例的立体、分解与剖视图。在本实施例中，本实用新型提供一种液冷式散热头100，具有一热交换部(例如一铜板)，适于接触一发热元件10。在此所述的发热元件10诸如中央处理器、图形处理器或其他适合的处理器配合使用。液冷式散热头100包括一金属基板110、一第一盖板300及多个散热鳍片200。基板110上设有上述的热交换部(图略)，在此所指的基板110包含但不限于铜、铝或其合金制成的基板。当然，在其他实施例中，基板110也可以使用其它的材质。
如图2至图5所示，第一盖板300覆盖于金属基板110而形成一热交换腔330。第一盖板300具有一第一进水口310及一出水口320，以供一工作流体370在热交换腔330中流动。在此所指的工作流体370较佳由水、硅油、矿物油或其组合构成。
每一散热鳍片200设置于金属基板110上且位于热交换腔330中。各散热鳍片200介于第一进水口310和出水口320之间，且从第一进水口310朝向出水口320的方向依序排列，其中各散热鳍片200较佳与金属基板110一体成型制成，然而在其他不同的实施例中，每一散热鳍片200也可焊接或其他适当方式固定于金属基板110上，并不限制。
各二相邻的散热鳍片200之间设有一流体通道210，在如图1所示的实施例中，任两相邻的流体通道210距离包含但不限于0.1至0.3公厘，其中至少部分的散热鳍片200还连接热交换部(图略)。此外，至少其中一散热鳍片200具有一开口202，使得设有开口202的至少一散热鳍片200两侧的该些流体通道210通过开口202而彼此连通，设有开口202的至少一散热鳍片202设置在靠近第一进水口310的位置。在本实施例中，所有的该些散热鳍片200都具有开口202，且各散热鳍片200设置开口202的位置大致相同，以在该些散热鳍片200中形成一贯孔220。
此外，第一个散热鳍片200较佳设置于靠近第一进水口310的位置，而最后一个散热鳍片200则相对于第一个散热鳍片200而设于靠近出水口320的位置。第一盖板300更具有一阻挡片380，阻挡片380设置于最后一个散热鳍片200和出水口320之间。阻挡片370较佳自第一盖板300的内顶面朝热交换腔330延伸，并遮盖最后一个散热鳍片200的开口202。本实施例中的开口202形状较佳为矩形，且一侧与金属基板110连接，使工作流体370能够在不受任何散热鳍片200的阻挡下，直接下冲至贯孔220带走发热元件(图略)的废热。
然而在如图7所示的实施例中，开口202也可以呈圆形或其他适合的形状。此外，在图8所示的实施例中，开口202也可以呈封闭状的开设于散热鳍片的200中，并不限定。此外，在如图6所示的实施例中，第一个散热鳍片200设置于靠近第一进水口310的位置，最后一个散热鳍片200则相对于第一个散热鳍片200而设置于靠近出水口320的位置，且至少最后一个或若干个散热鳍片200也可以不设置开口202，以使工作流体370分流至各流体通道210。
如图4及图5所示，各散热鳍片200至少其中一侧缘与相同侧的第一盖板300的内壁面相隔一预设距离340，以在热交换腔330中设置一流道350。当工作流体370从贯孔220流入后，受阻挡片380或不具开口202的散热鳍片200阻挡，能够再从两侧的流体通道210流出至流道350，最后从出水口320流出。如此一来，各散热鳍片200覆盖整个发热元件(图略)都可以通过工作流体370迅速地将其产生的废热带离，从而具有快速提升解热的效果。
请一并参考图9及图10所示，为本实用新型第二较佳具体实施例透视及剖视图。在本实施例中，更包含一第二盖板390及一转轮单元400。第二盖板390覆盖第一盖板300以形成一泵浦腔420，且泵浦腔420通过第一进水口310与热交换腔330连通。第二盖板390则具有一第二进水口440，以供工作流体370从第二进水口440流进泵浦腔420。转轮单元400设置于泵浦腔420，以强制将泵浦腔420中的工作370流体通过第一进水口310导入热交换腔330。在此所述的转轮单元400较佳为一泵。
在本实施例中，工作流体370从转轮单元400的叶片流至泵浦腔420后，流经第一进水口310，再进入散热鳍片200的贯孔220中，因此只经过2处弯折，使本实用新型工作流体370动能损失减少，流速较为稳定，使发热元件(图略)产生的废热有效率地通过工作流体370带离。
本实用新型另一较广义的实施态样还提供一种散热系统，如图11所示的第三较佳具体实施例图。本实用新型的散热系统包括如前述实施例所述的液冷式散热头100、多个管线430及一散热装置500(>>散热装置500的图需要重绘，请参照图式修改)。至少部分管线430分别连接第一进水口310和出水口320。散热装置500通过该些管线430连接液冷式散热头100，以将热交换后的工作流体(图略)进一步进行散热。
请一并参考图11所示，更包括一转轮单元400，通过至少部分的管线430与液冷式散热头100连接，以强制将工作流体(图略)导入热交换腔420。如图所示，各管路430更包含一进水管路432、一出水管路434、分别连接散热装置500及转轮单元400的一连接管路436。进水管路432分别与散热装置500及第一进水口310连接，出水管路434则分别与转轮单元400及出水口320连接，因此使工作流体370能够循环使用。
在本实施例中，较佳为泵的转轮单元400还包含容置工作流体370的一水箱410，所述的连接管路436分别与散热装置500与水箱410连接。散热装置500包含一热交换腔室510及直立设置于热交换腔室510的复数散热片520，以便于将具有高温的工作流体370散热后成为低温的工作流体370，再流入液冷式散热头100中，以此完成一液冷散热循环。
因此当转轮单元400将工作流体370从第一进水口310送入液冷式散热头100内，工作流体370下冲至具有开口的各散热鳍片200所连通的贯孔220、分流至流体通道210，再汇集到流道350，从而从出水口320输出。在此期间，工作流体370较不受散热鳍片200的阻碍，而更能接近发热元件(图略)将其废热迅速带离，以快速且有效率地进行散热。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种液冷式散热头，具有一热交换部，适于接触一发热元件，其特征在于，该液冷式散热头包括：
一金属基板，设有该热交换部；
一第一盖板，覆盖该金属基板而形成一热交换腔，该第一盖板具有一第一进水口和一出水口，以供一工作流体在该热交换腔中流动；以及
多个散热鳍片，设置于该金属基板上且位于该热交换腔中，各该散热鳍片介于该第一进水口和该出水口之间，且从该第一进水口朝向该出水口的方向依序排列，各二相邻的该散热鳍片之间设有一流体通道，其中至少部分的散热鳍片连接该热交换部，且至少其中一散热鳍片具有一开口，使得设有该开口的该至少一散热鳍片两侧的流体通道通过该开口而彼此连通，而设有该开口的该至少一散热鳍片设置在靠近该第一进水口的位置。
2.如权利要求1所述的液冷式散热头，其特征在于：该开口的形状为一矩形或一圆形。
3.如权利要求1所述的液冷式散热头，其特征在于：所有的该散热鳍片都具有该开口，且各该散热鳍片设置该开口的位置大致相同，以在该散热鳍片中形成一贯孔。
4.如权利要求1所述的液冷式散热头，其特征在于：第一个散热鳍片设置于靠近该第一进水口的位置，而最后一个散热鳍片相对于第一个散热鳍片而设于靠近该出水口的位置，
其中该第一盖板具有一阻挡片，该阻挡片设置于最后一个散热鳍片和该出水口之间，该阻挡片自该第一盖板的内顶面朝该热交换腔延伸，并遮盖最后一个散热鳍片的该开口。
5.如权利要求1所述的液冷式散热头，其特征在于：第一个散热鳍片设置于靠近该第一进水口的位置，最后一个散热鳍片则相对于第一个散热鳍片而设置于靠近该出水口的位置，且至少最后一个散热鳍片不设置该开口。
6.如权利要求1所述的液冷式散热头，其特征在于：各该散热鳍片至少其中一侧缘与相同侧的该第一盖板的内壁面相隔一预设距离，以在该热交换腔中设置一流道。
7.如权利要求1所述的液冷式散热头，其特征在于，还包括：
一第二盖板，覆盖该第一盖板以形成一泵浦腔，且该泵浦腔通过该第一进水口与该热交换腔连通，而该第二盖板具有一第二进水口，以供该工作流体从该第二进水口流进该泵浦腔；以及
一转轮单元，设置于该泵浦腔，以强制将该泵浦腔中的工作流体通过该第一进水口导入该热交换腔。
8.一种散热系统，其特征在于，包括：
一如权利要求1至6中任一项所述的液冷式散热头；以及
多个管线，且至少部分管线分别连接该第一进水口和该出水口；以及
一散热装置，通过该管线连接该液冷式散热头，以将热交换后的该工作流体进一步进行散热。
9.如权利要求8所述的散热系统，其特征在于，还包括：
一转轮单元，通过至少部分的管线与该液冷式散热头连接，以强制将该工作流体导入该热交换腔。
10.一种散热系统，其特征在于，包括：
一如权利要求7中所述的液冷式散热头；
多个管线，且至少部分管线分别连接该第二进水口和该出水口；以及
一散热装置，通过该管线连接该液冷式散热头，以将热交换后的该工作流体进一步进行散热。
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