CN213426737U - 液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液冷散热装置，用以解决现有水冷头组装便利性及组装承受力不佳的问题。包括：一个底座，具有一个容槽，该容槽具有相对的一个槽底面及一个开口，一个入液孔及一个出液孔分别连通该容槽；一个内盖，结合该底座并形成一个相变化腔室，该相变化腔室位于该容槽中，并使该容槽被区分为该相变化腔室与一个液流腔室，该相变化腔室与该液流腔室不连通，且该相变化腔室中填充有至少一个工作液体；及一个外盖板，结合该底座以封闭该容槽的开口。本实用新型另外提供了具有该液冷散热装置的液冷散热系统。

Description

液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热系统

技术领域

本实用新型关于一种散热装置及具有该散热装置的散热系统，尤其是一种工作液体可在内部流通的液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热系统。

背景技术

现今科技工业的产品发展趋于精密化，如积体电路或电脑等装置，除了体积设计小型化外，相对所衍生的热量也大幅地增加，故其运作时所产生的热量也相当的可观。针对各种电子发热元件皆设有相对应的热交换装置，以能维持其在许可的温度下正常运作。

对于高功率电子发热元件来说，一般会使用水冷头协助散热，现有的水冷头具有一个壳座及一个均温板，该壳座及该均温板相结合以形成一个容槽，该均温板内具有一个第一腔室，多个导热柱位于该容槽并连接该均温板，该数个导热柱内分别具有一个第二腔室，各第二腔室连通第一腔室；如此，借由一个工作液体流动于该第一腔室及各该第二腔室中，可以将热能自该均温板传递至该多个导热柱而达到散热的目的。类似于该现有的水冷头具的一实施例已公开于中国台湾公告第M500919号专利案当中。

上述现有的水冷头，由于该均温板由两片体相连接以形成该第一腔室，因此，现有的水冷头需先组装该均温板的两个片体后，再将该均温板的环边连接该壳座的环边，使该均温板可以结合于该壳座，使得现有的水冷头的组装作业较为耗时且繁琐；同时，由于该均温板一个般都是形成薄片的方式，而现有的水冷头直接由该均温板当底座，使得该均温板需承受该壳座的重量，导致组装便利性及组装承受力不佳。

有鉴于此，现有的水冷头确实仍有加以改善的必要。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种液冷散热装置，可以简化组装该液冷散热装置的繁琐程序。

本实用新型的次一目的是提供一种液冷散热装置，可以降低制造成本。

本实用新型的又一目的是提供一种液冷散热装置，可以提升热交换效率。

本实用新型的再一目的是提供一种液冷散热系统，可以提升散热效果。

本实用新型全文所述方向性或其近似用语，例如“前”、“后”、“左”、“右”、“上（顶）”、“下（底）”、“内”、“外”、“侧面”等，主要是参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本实用新型的各实施例，非用以限制本实用新型。

本实用新型全文所记载的元件及构件使用“一”或“一个”的量词，仅是为了方便使用且提供本实用新型范围的通常意义；于本实用新型中应被解读为包括一个或至少一个，且单一个的概念也包括复数的情况，除非其明显意指其他意思。

本实用新型全文所述“结合”、“组合”或“组装”等近似用语，主要包括连接后仍可不破坏构件地分离，或是连接后使构件不可分离等形态，本领域技术人员可以依据欲相连的构件材质或组装需求予以选择。

本实用新型的液冷散热装置，包括：一个底座，具有一个容槽，该容槽具有相对的一个槽底面及一个开口，一个入液孔及一个出液孔分别连通该容槽；一个内盖，结合该底座并形成一个相变化腔室，该相变化腔室位于该容槽中，并使该容槽被区分为该相变化腔室与一个液流腔室，该相变化腔室与该液流腔室不连通，且该相变化腔室中填充有至少一个工作液体；及一个外盖板，结合该底座以封闭该容槽的开口。

本实用新型的液冷散热系统，包括：一个前述的液冷散热装置，该底座贴接于一个热源；一个泵浦；一个冷却单元；及一个管件组，串接该液冷散热装置、该泵浦及该冷却单元。

据此，本实用新型的液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热系统，利用该内盖结合于该底座以形成该相变化腔室，可以改善现有水冷头的组装承受力不佳的问题，且该底座的容槽可以直接被区分为该相变化腔室与该液流腔室；如此，可以简化组装该液冷散热装置的繁琐程序，可以迅速完成该液冷散热装置的组装作业，降低人工作业上的成本，具有提升组装承受力、组装便利性及整体作业效率的功效；另外地，该至少一个工作液体可以吸收该热源处的热能，并借由该泵浦的运作，该热源处的热能可以被带离且在通过该冷却单元时冷却降温，并于降温后再次被导向该液冷散热装置，如此不断循环，使该热源处可以有效降温，具有提升散热效能的功效。

其中，该内盖可以具有一个环缘位于一个容室的外周，该环缘结合该槽底面，并于该槽底面与该容室之间形成该相变化腔室。该结构简易而便于制造，具有降低制造成本的功效。

其中，该环缘可以雷射焊接结合该槽底面。如此，该内盖与该底座能够确实焊接结合而不会产生缝隙，具有提升该内盖与该底座的结合强度的功效。

其中，该相变化腔室与该容槽的容积比值可以为0.1～0.5。如此，该相变化腔室具有足够空间可以填充该工作液体，具有提升散热效果的功效。

其中，该底座可以具有一个填液孔连通至该相变化腔室，该填液孔可以由一个塞体封闭。如此，可以避免该工作液体由该填液孔流出，具有提升使用便利性的功效。

其中，该槽底面可以设有一个毛细结构层，该毛细结构层位于该相变化腔室中。如此，可以增加凝结后的工作液体重新聚集进行回流的能力，以重新吸收该热源处的热能，具有提升散热效果的功效。

其中，该内盖的一个外表面可以设有一个粗糙结构层。如此，可以增加该粗糙结构层与该循环流体之间的接触面积，具有提升热交换效率的功效。

其中，该底座于该液流腔室中可以设有一个多孔结构层。如此，可以增加该多孔结构层与该循环流体之间的接触面积，具有提升热交换效率的功效。

本实用新型的液冷散热装置可以另外包括一个散热鳍片组，该散热鳍片组连接于该内盖的一个外表面。如此，可以使该内盖的热能与该循环液体能有较多的接触面积，具有提升散热效果的功效。

其中，该相变化腔室中可以填充有两种以上的工作液体，越靠近该槽底面的工作液体密度越高且沸点越低。如此，可以由沸点低的工作液体吸收热能，使沸点低的工作液体可以从液态转换成气态，形成气态的工作液体可以将热能传递给沸点高的工作液体，使形成气态的工作液体可以迅速冷凝回液态吸热，具有提升散热效果的功效。

附图说明

图1：本实用新型第一实施例的分解立体图；

图2：本实用新型第一实施例的组合剖面图；

图3：本实用新型包括第一实施例液冷散热装置的液冷散热系统的架构图；

图4：本实用新型第二实施例的分解立体图；

图5：本实用新型第二实施例的组合剖面图；

图6：本实用新型第三实施例的组合剖面图；

图7：本实用新型第四施例的分解立体图；

图8：本实用新型第四实施例的组合剖面图；

图9：本实用新型第五实施例的组合剖面图。

附图标记说明

1:底座

1a:顶面

1b:底面

11:容槽

111:槽底面

112:开口

12:入液孔

13:出液孔

14:填液孔

15:塞体

16:毛细结构层

17:多孔结构层

2:内盖

21:容室

22:环缘

23:外表面

24:粗糙结构层

3:外盖板

4:泵浦

5:冷却单元

6:管件组

6a:管件

6b:管件

6c:管件

7:散热鳍片组

H:热源

J:液冷散热装置

L:工作液体

L1:工作液体

L2:工作液体

R:循环液体

S1:相变化腔室

S2:液流腔室。

具体实施方式

为使本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特根据本实用新型的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图1所示，其是本实用新型液冷散热装置J的第一实施例，包括一个底座1、一个内盖2及一个外盖板3，该内盖2及该外盖板3结合该底座1。其中，该液冷散热装置J可例如为水冷头。

请参照图1、2所示，该底座1可以例如为铜或铝等高导热性能的金属材质所制成，该底座1可以具有相对的一个顶面1a及一个底面1b，该底面1b可以贴接于一个热源H（如图3所示），该底座1具有一个容槽11，该容槽11可以凹设于该顶面1a，该容槽11具有相对的一个槽底面111及一个开口112，该开口112可以位于该顶面1a，该底座1具有一个入液孔12及一个出液孔13，该入液孔12及该出液孔13分别位于该容槽11两侧，该入液孔12及该出液孔13连通该容槽11与外部，该入液孔12供一个循环液体R流入，该出液孔13供该循环液体R排出。其中，该循环液体R的成份，本实用新型不加以限制，在本实施例中，该循环液体R可例如为水。

请参照图2所示，此外，该底座1可以具有一个填液孔14，该填液孔14贯穿该槽底面111，该填液孔14可以连通该容槽11，该填液孔14可以由一个塞体15封闭，该塞体15可例如为防漏螺丝或采用雷焊的方式封闭该填液孔14，以避免一个工作液体L由该填液孔14流出。其中，该工作液体L可以为水、酒精或其他低沸点的液体；较佳地，该工作液体L可以为不导电的液体，该工作液体L可以从液态吸收热能而蒸发成气态，进而利用该工作液体L气液相的变化机制来达成热能传递。

请参照图1、2所示，该内盖2可以为下端呈开放状的矩形壳体，即该内盖2可以具有一个容室21，该容室21的外周连接有一个环缘22，该内盖2可以对位于该容槽11的开口112，该环缘22可以结合于该槽底面111；其中，该环缘22与该槽底面111可以选择为雷射焊接结合，以提升该底座1与该内盖2的结合强度。

请参照图2所示，详言之，该底座1与该内盖2结合时，该槽底面111与该容室21之间形成一个相变化腔室S1，该相变化腔室S1可以连通该填液孔14，该相变化腔室S1位于该容槽11中，并使该容槽11被区分为该相变化腔室S1与一个液流腔室S2，该相变化腔室S1与该液流腔室S2不连通，且该相变化腔室S1中填充有该工作液体L，该液流腔室S2中填充有该循环液体R。其中，该相变化腔室S1与该容槽11的容积比值可以为0.1～0.5；如此，使该相变化腔室S1中可以具有足够空间填充该工作液体L，可以具有提升散热效果的作用。

该外盖板3可以大概呈板状，该外盖板3结合该底座1的顶面1a，使该外盖板3可以封闭该容槽11的开口112，以避免位于该液流腔室S2中的循环液体R溢出；其中，该外盖板3与该底座1的结合方式本实用新型不加以限制，例如：该外盖板3可以选择黏贴、镶入或锁固等方式结合于该底座1；在本实施例中，选择使该外盖板3与雷射焊接于该底座1，使该外盖板3与该底座1能够确实焊接结合而不会产生缝隙，以提升该外盖板3与该底座1的结合强度。

组装该液冷散热装置J时，将该内盖2结合于该底座1，使该内盖2的环缘22连接于该底座1的槽底面111，使该槽底面111可以与该内盖2的容室21之间直接形成该相变化腔室S1，且该容槽11可以被区分为该相变化腔室S1与该液流腔室S2，再使该外盖板3结合该底座1的顶面1a，使该外盖板3可以封闭该容槽11的开口112；如此，可以简化组装该液冷散热装置J的繁琐程序，可以迅速完成该液冷散热装置J的组装作业，以降低人工作业成本，进而可提升组装便利性及整体作业效率。

请参照图3所示，其是本实用新型液冷散热系统的一个较佳实施例，包括一个前述的液冷散热装置J、一个泵浦4、一个冷却单元5及一个管件组6，该管件组6串接该液冷散热装置J、该泵浦4及该冷却单元5。

请参照图2、3所示，详言之，该管件组6可以穿设该底座1的入液孔12，该管件组6可以由一个管件6a连通该液冷散热装置J的出液孔13与该泵浦4，该液冷散热装置J可以由该底座1的底面1b贴接于一个电子装置（图未绘示）的热源H处，该电子装置可例如为工业电脑，该热源H可例如为主机板、中央处理器、记忆体及显示处理器等；该管件组6另外可以由一个管件6b连通该泵浦4与该冷却单元5，再由一个管件6c连通该液冷散热装置J的入液孔12与该冷却单元5；该管件组6中具有该循环液体R，该泵浦4可以驱使该循环液体R在该管件组6中流动。

本实用新型不限制该液冷散热装置J与该冷却单元5的形态，也不限制该循环液体R的循环方向；也即，升温后的该循环液体R可以流经该泵浦4再被导向该冷却单元5（如图3中所示的顺时针方向循环），或是反向循环，使降温后的该循环液体R流经该泵浦4再被导向该液冷散热装置J。

请参照图2、3所示，具有本实施例液冷散热装置J的液冷散热系统运作时，可以由该相变化腔室S1中的工作液体L吸收该热源H的热能，该相变化腔室S1中的工作液体L可以从液态吸收热能而蒸发成气态，以便由该相变化腔室S1中的工作液体L吸收该热源H处的热能；接着，该液流腔室S2中的循环液体R可以迅速吸收该相变化腔室S1中的热能，使该相变化腔室S1中的工作液体L可以迅速由气态冷凝成液态吸热，使该液流腔室S2中的循环液体R可以进一个步对该相变化腔室S1中的工作液体L降温，并借由该泵浦4的运作，该循环液体R可以带离该热源H处的热能并在通过该冷却单元5时冷却降温，且于降温后再次被导向该液冷散热装置J；如此不断循环，可以使该液冷散热装置J接收的热源H能有效降温，可以达到提供良好散热效能的作用。

请参照图4、5所示，其是本实用新型液冷散热装置J的第二实施例，该底座1可以具有一个毛细结构层16，该毛细结构层16可以位于该相变化腔室S1中，该毛细结构层16可以接触该槽底面111的局部，意即，该毛细结构层16未覆盖整个槽底面111；该毛细结构层16可以增加凝结后的工作液体L重新聚集进行回流的能力，以重新吸收该热源H的热能。其中，该毛细结构层16可以由一个粉末烧结（powder sintering process）制成，该粉末可以为铜粉或其他适当粉末，本实用新型不予限制。例如：可以直接由粉末烧结于该底座1上的槽底面111，也可以预先由粉末烧结成一个薄片以作为该毛细结构层16，再将形成薄片的该毛细结构层16置于该底座1的槽底面111；较佳地，可以先进行粉末冶金烧结，也可以加压、整平将烧结后的粉末进行加工以形成所需的厚度或尺寸，以及适当形状的该薄片状的该毛细结构层16。

请参照图6所示，其是本实用新型液冷散热装置J的第三实施例，该相变化腔室S1中可以填充有两种以上的工作液体L1、L2，越靠近该槽底面111（即越靠近该热源H）的工作液体L1密度越高且沸点越低；如此，可以由沸点低的工作液体L1吸收热能，使该工作液体L1可以从液态转换成气态，形成气态的工作液体L1可以将热能传递给液态的工作液体L2，使气态的工作液体L1可以迅速冷凝回液态吸热，具有可以提升散热效果的作用。

此外，本实用新型液冷散热装置J还可以另外包括一个散热鳍片组7，该散热鳍片组7连接于该内盖2的外表面23，该散热鳍片组7朝远离该槽底面111的方向延伸，该散热鳍片组7可以采用导热系数高的金属材质制成，借由该散热鳍片组7的设置，可以使该内盖2的热能与该循环液体R能有较多的接触面积，可以提升散热效果的作用。

请参照图7、8所示，其是本实用新型液冷散热装置J的第四实施例，该内盖2可以具有一个粗糙结构层24，该粗糙结构层24设于该内盖2的一个外表面23，该粗糙结构层24完全位于该液流腔室S2中；借由该粗糙结构层24的设置，可以增加该粗糙结构层24与该循环流体R之间的接触面积，可以提升热交换效率，进而可以提升散热效能。其中，该粗糙结构层24可以由一个粉末烧结（powder sintering process）而制成，该粉末可以为铜粉或其他适当粉末，本实用新型不予限制。例如：可以直接由粉末烧结于该内盖2的外表面23以作为该粗糙结构层24。

请参照图9所示，其本实用新型液冷散热装置J的第五实施例，该底座1可以具有一个多孔结构层17，该多孔结构层17设于该液流腔室S2中，该多孔结构层17，该多孔结构层17可例如为多孔性网目结构或粉末烧结等结构，使该多孔结构层17可以局部设置或布满该液流腔室S2中的整个空间；如此，可以增加该多孔结构层17与该循环流体R之间的接触面积，可以提升热交换效率，进而可以提升散热效能。

综上所述，本实用新型的液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热系统，利用该内盖结合于该底座以形成该相变化腔室，可以改善现有水冷头的组装承受力不佳的问题，且该底座的容槽可以直接被区分为该相变化腔室与该液流腔室；如此，可以简化组装该液冷散热装置的繁琐程序，可以迅速完成该液冷散热装置的组装作业，降低人工作业上的成本，具有提升组装承受力、组装便利性及整体作业效率的功效；另外地，该至少一个工作液体可以吸收该热源处的热能，并借由该泵浦的运作，该热源处的热能可以被带离且在通过该冷却单元时冷却降温，并于降温后再次被导向该液冷散热装置，如此不断循环，使该热源处可以有效降温，具有提升散热效能的功效。

Claims (11)

1.一种液冷散热装置，其特征在于，包括：

一个底座，具有一个容槽，该容槽具有相对的一个槽底面及一个开口，一个入液孔及一个出液孔分别连通该容槽；

一个内盖，结合该底座并形成一个相变化腔室，该相变化腔室位于该容槽中，并使该容槽被区分为该相变化腔室与一个液流腔室，该相变化腔室与该液流腔室不连通，且该相变化腔室中填充有至少一个工作液体；及

一个外盖板，结合该底座以封闭该容槽的开口。

2.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，该内盖具有一个环缘位于一个容室的外周，该环缘结合该槽底面，并于该槽底面与该容室之间形成该相变化腔室。

3.如权利要求2所述的液冷散热装置，其特征在于，该环缘雷射焊接结合该槽底面。

4.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，该相变化腔室与该容槽的容积比值为0.1～0.5。

5.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，该底座具有一个填液孔连通至该相变化腔室，该填液孔由一个塞体封闭。

6.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，该槽底面设有一个毛细结构层，该毛细结构层位于该相变化腔室中。

7.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，该内盖的一个外表面设有一个粗糙结构层。

8.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，该底座于该液流腔室中设有一个多孔结构层。

9.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，另外包括一个散热鳍片组，该散热鳍片组连接于该内盖的一个外表面。

10.如权利要求1至9中任一项所述的液冷散热装置，其特征在于，该相变化腔室中填充有两种以上的工作液体，越靠近该槽底面的工作液体密度越高且沸点越低。

11.一种液冷散热系统，包括：

一个如权利要求1至10项中任一项所述的液冷散热装置，该底座贴接于一个热源；

一个泵浦；

一个冷却单元；及

一个管件组，串接该液冷散热装置、该泵浦及该冷却单元。

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