CN207909861U - 一种液态金属与水复合散热的芯片散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及散热领域，公开了一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，包括：液态金属散热机构和水冷散热机构；其中，液态金属散热机构内填充有低沸点工质和液态金属，液态金属散热机构包括液态金属循环管、液态金属冷却箱和集热器依次连接组成的密闭回路；水冷散热机构包括内部水循环管、水泵、冷却水箱和外部水循环管组成的密闭回路，内部水循环管穿过液态金属冷却箱的内部。本实用新型利用液态金属散热机构散热，并利用水冷散热机构给液态金属散热，将液态金属散热机构和水冷散热机构结合，本散热器具有功耗低，散热效果好，适应性广，稳定性好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及散热领域，特别是涉及一种液态金属与水复合散热的芯片散热器。
背景技术
随着科技的发展技术的进步，计算机已经成为一种日常生活必须的家用电器，科技的飞速发展使计算机的运算速度也得到了极大的提升，由于计算机的CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)属于超大规模的集成电路；在其运算速度极大提升的同时其发热量也在急剧飙升。传统的风冷水冷散热器由于受到冷却介质本身物理条件的限制使其无法完成高热量的散热需求；另外在当今人工智能和大数据日益火爆的当下对于大型计算机和超级计算机的需求日益凸显，这种计算机芯片的散热也是传统散热器无法完成的。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提供一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，解决现有技术中传统风冷水冷散热效果不能满足大型计算机和超级计算机的需求。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，包括：液态金属散热机构和水冷散热机构；其中，所述液态金属散热机构内填充有低沸点工质和液态金属，所述液态金属散热机构包括液态金属循环管、液态金属冷却箱和集热器依次连接组成的密闭回路；所述水冷散热机构包括内部水循环管、水泵、冷却水箱和外部水循环管组成的密闭回路，所述内部水循环管穿过所述液态金属冷却箱的内部。
其中，还包括第一风扇和第二风扇，所述第一风扇对准所述液态金属冷却箱，所述第二风扇对准所述冷却水箱。
其中，还包括第一散热翅片和第二散热翅片，所述第一散热翅片设于所述液态金属冷却箱与所述第一风扇之间，所述第二散热翅片设于所述冷却水箱与所述第二风扇之间。
其中，还包括支架，所述液态金属冷却箱、所述冷却水箱、所述第一风扇和所述第二风扇均固定于所述支架上。
其中，所述第一风扇和所述第二风扇均设有控制开关，用于控制所述第一风扇和所述第二风扇的转速。
其中，所述集热器低于所述液态金属冷却箱1-200cm。
其中，所述液态金属循环管为多根。
其中，所述内部水循环管为蛇形阵列排布，并多次穿过所述液态金属冷却箱的内部。
(三)有益效果
本实用新型提供的一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，利用液态金属常温呈液态、流动性强、热导率高、沸点高、环保无毒的特性，液态金属散热机构具有通过低沸点工质压强驱动液态金属循环散热的双流体自驱动的特点；内部水循环管嵌入液态金属冷却箱中强化散热，带走液态金属散热机构中的热量，进一步强化散热。本实用新型提供一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，具有以下有益效果：
1)功耗低，散热效果好。液态金属与低沸点工质自驱动循环散热，液态金属具有高热导率的特点，因而该复合型散热器具有功耗低、散热功率高的特点。
2)功率大小可调。由于该散热器利用液态金属、水冷、风冷同时进行散热，可以控制风扇转数来调节功率。
3)适应性广，稳定性好。由于功率可调，因而可用于常用低功率芯片、超级计算机芯片、服务器、大型工作站、通信基站等的芯片进行散热。
附图说明
图1为本实用新型一种液态金属与水复合散热的芯片散热器的结构示意图；
图2为本实用新型液态金属冷却箱的结构示意图。
图中，1、集热器；2、液态金属循环管；3、内部水循环管；4、液态金属冷却箱；5、支架；6、外部水循环管；71、第一风扇；72、第二风扇；8、冷却水箱；9、水泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1和图2所示，本实用新型公开一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，其特征在于，包括：液态金属散热机构和水冷散热机构；其中，液态金属散热机构内填充有低沸点工质和液态金属，液态金属散热机构包括液态金属循环管2、液态金属冷却箱4和集热器1依次连接组成的密闭回路；水冷散热机构包括内部水循环管3、水泵9、冷却水箱8和外部水循环管6组成的密闭回路，内部水循环管3穿过液态金属冷却箱4的内部。
具体的，集热器1通过固定装置可固定于芯片上。本实用新型所用的液态金属为镓、镓铟、镓铟锡、镓铟锡锌或以镓为基本金属制备得到的其他合金和复合高热导的液态金属新材料；低沸点工质为异戊烷、异丙醇、乙醇、四氢呋喃、丙醛、丙酮、五氟丙烷、五氟丁烷、全氟正戊烷或正戊烷；集热器1、液态金属循环管2、液态金属冷却箱4的材质可以为铜、铝、不锈钢、石墨的一种；内部水循环管3、水泵9、冷却水箱8、外部水循环管6的材质可以为铜、铝、不锈钢、玻璃、塑料、橡胶、硅胶的一种。集热器1与液态金属循环管2、液态金属冷却箱4组成的封闭回路密封良好，保证不漏液；内部水循环管3、水泵9、冷却水箱8、外部水循环管6组成的封闭回路密封良好，保证不漏液。本实用新型的降温过程为：集热器1在芯片处受热加热其内部液态金属和低沸点工质，低沸点工质受热驱动吸热后的液态金属通过液态金属循环管2到达液态金属冷却箱4。内部水循环管3穿过液态金属冷却箱4，内部水循环管3中的水通过水泵9和外部水循环管6循环至冷却水箱8中，给液态金属散热。
本实用新型利用液态金属常温呈液态、流动性强、热导率高、沸点高、环保无毒的特性进行散热，并利用水冷散热机构将液态金属散热机构中的热量带走，进一步强化散热，其具有功耗低，散热效果好，适应性广，稳定性好的优点。
其中，本发明还包括风冷散热，用于液态金属散热机构和水冷散热机构的散热。具体的，还包括第一风扇71和第二风扇72，第一风扇71对准液态金属冷却箱4，第二风扇72对准冷却水箱8，分别用于液态金属冷却箱4和冷却水箱8的散热。本实施例将风冷、水冷和液态金属散热结合，提高散热效率。
优选地，还包括第一散热翅片和第二散热翅片，第一散热翅片设于液态金属冷却箱4的外壁上，第二散热翅片设于冷却水箱8的外壁上，增大换热表面积，有利于第一风扇71和第二风扇72将液态金属散热机构和水冷散热机构的热量导出，提高散热效率。
优选地，还包括支架5，液态金属冷却箱4、冷却水箱8、第一风扇71和第二风扇72均固定于支架5上，用于固定本散热器，支架5上可设有螺纹孔，用于固定在机箱。
其中，第一风扇71和第二风扇72均设有控制开关，用于控制第一风扇71和第二风扇72的转速。本实施例的风冷功率大小可调，由于该散热器利用液态金属、水冷、风冷同时进行散热，因而该散热器具有功率可调的特点，满足多种情况的散热需要。
其中，集热器1低于液态金属冷却箱1-200cm。
其中，内部水循环管3为蛇形阵列排布，并多次穿过液态金属冷却箱4的内部，使水与液态金属充分换热，提高换热效率和散热效率。
本发明提供一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，根据以上实施例的工作过程为：集热器1在芯片处受热加热其内部液态金属和低沸点工质，低沸点工质受热驱动吸热后的液态金属通过液态金属循环管2到达液态金属冷却箱4；液态金属冷却箱4外有第一风扇71和第一散热翅片，第一风扇71对液态金属冷却箱4散热，实现一级扇热；内部水循环管3穿过液态金属冷却箱4，内部水循环管3中的水通过水泵9和外部水循环管6循环至冷却水箱8，水与液态金属充分换热，冷却水箱8外有第二风扇72和第二散热翅片，冷却水箱8通过第二风扇72冷却，实现二级散热，散去其余热量。
本实用新型在工作过程中可以将散热端固定在远离热源地方，可以突破热源处对空间的限制；在实际使用中可以根据需要只开启一级散热或者同时开启两级扇热。
本实用新型提供的一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，利用液态金属常温呈液态、流动性强、热导率高、沸点高、环保无毒的特性，液态金属散热机构具有通过低沸点工质压强驱动液态金属循环散热的双流体自驱动的特点；内部水循环管嵌入液态金属冷却箱中强化散热，带走液态金属散热机构中的热量，进一步强化散热。本实用新型提供一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，具有以下有益效果：
1)功耗低，散热效果好。液态金属与低沸点工质自驱动循环散热，液态金属具有高热导率的特点，因而该复合型散热器具有功耗低、散热功率高的特点。
2)功率大小可调。由于该散热器利用液态金属、水冷、风冷同时进行散热，可以控制风扇转数来调节功率。
3)适应性广，稳定性好。由于功率可调，因而可用于常用低功率芯片、超级计算机芯片、服务器、大型工作站、通信基站等的芯片进行散热。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种液态金属与水复合散热的芯片散热器，其特征在于，包括：液态金属散热机构和水冷散热机构；其中，所述液态金属散热机构内填充有低沸点工质和液态金属，所述液态金属散热机构包括液态金属循环管(2)、液态金属冷却箱(4)和集热器(1)依次连接组成的密闭回路；所述水冷散热机构包括内部水循环管(3)、水泵(9)、冷却水箱(8)和外部水循环管(6)组成的密闭回路，所述内部水循环管(3)穿过所述液态金属冷却箱(4)的内部。
2.如权利要求1所述的液态金属与水复合散热的芯片散热器，其特征在于，还包括第一风扇(71)和第二风扇(72)，所述第一风扇(71)对准所述液态金属冷却箱(4)，所述第二风扇(72)对准所述冷却水箱(8)。
3.如权利要求2所述的液态金属与水复合散热的芯片散热器，其特征在于，还包括第一散热翅片和第二散热翅片，所述第一散热翅片设于所述液态金属冷却箱(4)与所述第一风扇(71)之间，所述第二散热翅片设于所述冷却水箱(8)与所述第二风扇(72)之间。
4.如权利要求3所述的液态金属与水复合散热的芯片散热器，其特征在于，还包括支架(5)，所述液态金属冷却箱(4)、所述冷却水箱(8)、所述第一风扇(71)和所述第二风扇(72)均固定于所述支架(5)上。
5.如权利要求4所述的液态金属与水复合散热的芯片散热器，其特征在于，所述第一风扇(71)和所述第二风扇(72)均设有控制开关，用于控制所述第一风扇(71)和所述第二风扇(72)的转速。
6.如权利要求1所述的液态金属与水复合散热的芯片散热器，其特征在于，所述集热器(1)低于所述液态金属冷却箱(4)1-200cm。
7.如权利要求1所述的液态金属与水复合散热的芯片散热器，其特征在于，所述液态金属循环管(2)为多根。
8.如权利要求1所述的液态金属与水复合散热的芯片散热器，其特征在于，所述内部水循环管(3)为蛇形阵列排布，并多次穿过所述液态金属冷却箱(4)的内部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820069573.3U CN207909861U (zh) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | 一种液态金属与水复合散热的芯片散热器 |
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| CN201820069573.3U CN207909861U (zh) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | 一种液态金属与水复合散热的芯片散热器 |
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| CN207909861U true CN207909861U (zh) | 2018-09-25 |
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Family Applications (1)
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| CN201820069573.3U Active CN207909861U (zh) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | 一种液态金属与水复合散热的芯片散热器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN207909861U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020258379A1 (zh) * | 2019-06-26 | 2020-12-30 | 东北大学 | 一种大功率芯片封闭式液态金属二回路冷却系统 |
-
2018
- 2018-01-16 CN CN201820069573.3U patent/CN207909861U/zh active Active
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| WO2020258379A1 (zh) * | 2019-06-26 | 2020-12-30 | 东北大学 | 一种大功率芯片封闭式液态金属二回路冷却系统 |
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