CN214592573U - 喷流式冷却模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种喷流式冷却模块，用以解决现有水冷头难以提升散热效率的问题。包括：一个壳体，具有一个腔室；一个导热器，结合于该壳体，并具有一个内表面及一个热源接触面，该内表面朝向该腔室，该热源接触面位于该腔室外；一个循环冷却装置，具有一个循环管路连通该腔室，该循环管路具有至少一个喷流口，该喷流口连通该腔室；及一个工作流体，循环流动于该循环管路及该腔室中，该喷流口朝该腔室喷流该工作流体，该喷流口的喷流方向不垂直于该导热器的热源接触面。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种冷却模块，尤其是一种喷流式冷却模块的喷流构造。
背景技术
现今科技工业的产品发展趋于精密化，如集成电路或计算机等装置，除了体积设计小型化外，运作速度也大幅地增加，使电流频繁地在组件间流动，故其运作时所产生的热量也相当的可观。针对各种电子发热组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组件来说，一般会使用水冷头协助散热，现有的水冷头具有一个壳体及一个导热板，该壳体及该导热板相结合以形成一个腔室，该导热板可以接触一个热源，该腔室填充一个流动液体，该流动液体由该壳体的一个入液孔流入，该流动液体由该壳体的一个出液孔流出；如此，该热源处的热能可以自该导热板传递至该腔室内，再借助该流动液体的循环流动带走该热源处的热能而达到散热的目的。
上述现有的水冷头，由于须借助该流动液体接触该导热板以吸收热能，因此，该水冷头的散热效率受限于该流动液体与该导热板的接触面积，也由于现今电子产品的设计趋于小型化，故难以借助增加该导热板的面积以提高散热效率。若能提升该流动液体的热能吸收量，即使受限于该导热板的面积也得以提高散热效率。
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喷流式冷却模块，可以提升工作流体的吸热面积。
为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种喷流式冷却模块，可以扩大喷流范围。
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组件及构件使用“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，且单一的概念也包括多个的情况，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型态，是本领域中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的。
本实用新型的喷流式冷却模块，包括：一个壳体，具有一个腔室；一个导热器，结合于该壳体，并具有一个内表面及一个热源接触面，该内表面朝向该腔室，该热源接触面位于该腔室外；一个循环冷却装置，具有一个循环管路连通该腔室，该循环管路具有至少一个喷流口，该喷流口连通该腔室；及一个工作流体，循环流动于该循环管路及该腔室中，该喷流口朝该腔室喷流该工作流体，该喷流口的喷流方向不垂直于该导热器的热源接触面。
因此，本实用新型的喷流式冷却模块，是以喷流的方式使该工作流体以散射的液滴状进入该腔室及接触该导热器，具有扩大吸热面积以提升热能吸收量的功效。又，该喷流口的喷流方向不垂直于该导热器的热源接触面，借此可以形成较大的喷流范围，具有增加散热效率的功效。
其中，该壳体可以具有至少两个贯孔，该循环管路由该壳体的其中两个贯孔连通该腔室。如此，该循环管路及该腔室可以形成封闭循环回路的功效。
其中，各贯孔的轴向可以不垂直于该导热器的热源接触面。如此，该喷流口的喷流方向不需额外的调整即可不垂直于该热源接触面，具有组装便利的功效。
其中，该壳体具有多个贯孔，该循环管路未连接的各贯孔由一个封闭件密封。如此，该腔室可以形成密封空间的功效。
该喷流式冷却模块，另外可以包括一个压力传感器，该压力传感器连接于该壳体。如此，该压力传感器可以感测该腔室的压力，具有监测该腔室的压力变化的功效。
该喷流式冷却模块，另外可以包括一个温度传感器，该温度传感器连接于该壳体。如此，该温度传感器可以感测该腔室的温度，具有监测该腔室的温度变化的功效。
其中，壳体可以具有两个握持部。如此，使用者可方便的以手部握持于该握持部，具有使用便利的功效。
其中，壳体可以具有至少一个锁固部。如此，可用于固定该壳体于安装位置，具有防止该壳体脱落的功效。
其中，该循环管路可以具有连通该腔室的至少一个回流口。如此，该工作流体可以由该至少一个回流口，回流至该循环管路。
其中，该回流口可以位于该喷流口的上方。如此，气态的该工作流体可以迅速的进入至该循环管路。
其中，该回流口可以位于该喷流口的下方。如此，液态的该工作流体可以依压力差由该回流口进入至该循环管路。
其中，该导热器的内表面可以具有一个多孔结构区。如此，可以利用毛细现象吸附液态的该工作流体，使该工作流体吸收热量而汽化，具有散热的功效。
其中，该多孔结构区可以由熔射（即：喷焊）的方式加工而形成。如此，具有工艺简单、容易加工的功效。
其中，该导热器可以具有多个加强热交换部，该多个加强热交换部凸出或凹陷于该多孔结构区。如此，流体通过该多孔结构区可以产生涡流，进而扰动周遭气态及液态的该工作流体，以增加整体散热面积，具有提升散热效果的功效。
其中，该冷却循环装置可以具有多个散热片热连接该循环管路。如此，具有增加该循环管路的散热面积的功效。
其中，该冷却循环装置可以具有至少一个风扇，该至少一个风扇以气流带走该循环管路的热量。如此，该至少一个风扇可以使该循环管路的热被快速散发。
该喷流式冷却模块，另外可以包括一个泵浦，该泵浦连通该循环管路。如此，该工作流体可借助该泵浦的驱动而增加循环速度，具有提升散热效率的功效。
其中，该循环管路可以具有两个喷流口，该两个喷流口的喷流方向互相交错。如此，自该两个喷流口喷出的该工作流体可以互相撞击，进而形成数量更多、细化的液滴，具有使该工作流体加速汽化的功效。
其中，该壳体内可以具有至少一个导引面，该导引面导引该工作流体往该导热器的内表面行进。如此，可以引导该工作流体朝该导热器的内表面移动及快速汽化的功效。
其中，该喷流口的该喷流方向可以一个倾斜角度与该导引面交错。如此，自该两个喷流口喷出的该工作流体可以撞击该导引面而往该腔室喷溅，进而形成数量更多、细化的液滴，具有使该工作流体加速汽化的功效。
其中，该工作流体可以为相变化液。如此，可以利用气液相变化的机制来实现热能传递的功效。
其中，该工作流体可以为不导电的液体。如此，即使该工作流体发生泄漏，也不会使电气线路产生短路的情形，有使用安全性的功效。
附图说明
图1：本实用新型第一实施例的壳体与导热器分解立体图；
图2：本实用新型第一实施例的喷流口位于回流口下方状态的局部剖面图；
图3：本实用新型第一实施例的组合正面图；
图4：本实用新型第一实施例的喷流口位于回流口上方状态的局部剖面图；
图5：本实用新型第二实施例的组合正面图；
图6：本实用新型第三实施例的组合正面图；
图7：沿图6的A-A线剖面图；
图8：本实用新型第四实施例的剖面图。
附图标记说明
【本实用新型】
1:壳体
11:贯孔
12:封闭件
13:握持部
14:锁固部
15:开口
16:导引面
2:导热器
21:内表面
22:多孔结构区
23:加强热交换部
3:循环冷却装置
31:循环管路
311:喷流口
312:回流口
32:散热片
33:风扇
34:泵浦
4:工作流体
D:喷流方向
F: 热源接触面
H:热源
R:垫圈
S:腔室。
具体实施方式
为让本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文列举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～图3所示，其是本实用新型喷流式冷却模块的第一实施例，包括一个壳体1、一个导热器2、一个循环冷却装置3及一个工作流体4，该导热器2结合于该壳体1，该循环冷却装置3连通该壳体1，该工作流体4循环流动于该循环冷却装置3及该壳体1中。
该壳体1可以例如为铜或铝等高导热性能的金属材质所制成，该壳体1具有一个腔室S，用以供该工作流体4汽化成气态的空间。该壳体1较佳可以具有多个贯孔11，各贯孔11连通该腔室S，该贯孔11可以用于连接管路或传感器等装置，其中，至少两个贯孔11可供该循环冷却装置3连接（容后详述），未用以供该循环冷却装置3连接的各贯孔11可以由一个封闭件12密封，使该腔室S形成密封空间。该封闭件12密封该贯孔11的方式本实用新型不加以限制，举例来说，该封闭件12可以是一个弹性体塞合于该贯孔11；或者，该封闭件12可以为金属材质，并以雷射焊接方式焊接封合该贯孔11，是本领域中技术人员可以依据组装需求予以选择的。另外，该壳体1也可以视该循环冷却装置3的连接点，而仅设置相应的贯孔11数量，借此，可以免除以该封闭件12封合该贯孔11的程序。
较佳地，一个压力传感器（图未示）可以连接于该壳体1的其中一个贯孔11，借此，该压力传感器可感测该腔室S的压力，以监测该腔室S的压力变化；及／或一个温度传感器（图未示）可以连接于该壳体1的其中一个贯孔11，借此，该温度传感器可感测该腔室S的温度，以监测该腔室S的温度变化。
该壳体1较佳另外具有两个握持部13，在本实施例中，该两个握持部13是分别由该壳体1外表面的一个凹陷处所形成，该握持部13可以具有相应于手指外形的轮廓，借此，当使用者装设该壳体1时，可方便的以手部握持于该握持部13，具有使用上的便利性。该壳体1另外可以具有至少一个锁固部14，该锁固部14用于固定该壳体1于安装位置，以防止该壳体1脱落。该壳体1又具有一个开口15，该开口15连通该腔室S。
该导热器2可以为导热系数高的材质，例如铜或铝等金属或另外镀有石墨烯层等。该导热器2具有一个内表面21，该导热器2以该内表面21朝向该腔室S并结合于该壳体1以封闭该开口15，该导热器2又具有一个热源接触面F，该热源接触面F位于该腔室S外，该热源接触面F可用以热连接一个热源H，该热源H可以是计算机、服务器、通讯界面板或显示适配器等装置的处理器，该导热器2可将该热源H的热能传递至该内表面21。该导热器2可以选择焊接、镶入或锁固等方式结合于该壳体1，本实用新型不加以限制。在本实施例中，该导热器2与该壳体1之间可以具有一个垫圈R，该导热器2间隔该垫圈R锁固于该壳体1，使该腔室S可以形成密封空间。
另外，该导热器2的内表面21可以具有一个多孔结构区22，该多孔结构区22可以例如由铜粉烧结而成，较佳地，该多孔结构区22可以由熔射（即：喷焊）的方式加工而形成，具有工艺简单、容易加工的优点。熔射（即：喷焊）的材料可以与该导热器2相同，也可不同，本领域中技术人员可以依据需求予以选择。该多孔结构区22可以增加该内表面21的散热面积，并可以利用毛细现象吸附液态的该工作流体4，使该工作流体4吸收热量而汽化，具有散热的作用。又，该导热器2还可以具有多个加强热交换部23，该多个加强热交换部23可以凸出或凹陷于该多孔结构区22，使流体通过该多孔结构区22可产生涡流，进而扰动周遭气态及液态的该工作流体4，增加整体散热面积，使散热效果提升；较佳地，该加强热交换部23的横截面可以呈三角形，以更加强化前述效果。
请参照图3所示，该循环冷却装置3具有一个循环管路31，是用以供该工作流体4流动，该循环管路31可以为铜、铝、钛或不锈钢等导热材料所制成，该循环管路31具有至少一个喷流口311，请一并参照图2，该至少一个喷流口311可以位于该循环管路31的一端，更具体地说，该循环管路31由该喷流口311结合于该贯孔11，且该喷流口311连通该腔室S，使该喷流口311可以朝该腔室S喷流该工作流体4。
详细地说，该喷流口311可以使该工作流体4分散喷出，并以散射的液滴状进入该腔室S以及接触该内表面21，该小体积的液滴可以更快的汽化，使各液滴外表面均可以与该腔室S的环境及该内表面21进行热交换，因此，各液滴外表面面积的总合为总体的吸热面积，借助喷流该工作流体4，使该工作流体4形成为数众多的液滴，也就是说扩大了吸热面积，借此，可提升该工作流体4的热能吸收量。又，该喷流口311的喷流方向D可以朝向该导热器2但不垂直于该导热器2的热源接触面F，借此，该喷流口311可以将该工作流体4以较大的喷流范围直接喷洒于该导热器2，可以增加散热效率，或者，该喷流口311的喷流方向D可以不朝向该导热器2，可以使该导热器2不直接承受该工作流体4的冲击，可以避免该导热器2变形。较佳地，该贯孔11的轴向可以不垂直于该导热器2的热源接触面F，以使该喷流口311的喷流方向D不需额外的调整即可不垂直于该热源接触面F，具有组装便利性。
该循环管路31另外具有至少一个回流口312，该至少一个回流口312可以位于该循环管路31的另外一端，该回流口312连通该壳体1的该腔室S，在本实施例中，该回流口312连通该壳体1的其中一个贯孔11，该回流口312用以供该工作流体4回流至该循环管路31，再由该喷流口311喷流至该腔室S，借此，该循环管路31及该腔室S形成封闭的循环回路。
请参照图3所示，该循环冷却装置3可以具有多个散热片32，该散热片32热连接该循环管路31，借此以增加该循环管路31的散热面积。又，该循环冷却装置3还可以具有至少一个风扇33，可以由气流带走该循环管路31的热量，使该循环管路的热被快速散发。
请再参照图1，本实用新型不限制该贯孔11的数量及位置，在本实施例中，该贯孔11的数量可以为八个，且分布于该壳体1的不同之处，可用以供该喷流口311、该回流口312、该压力传感器及该温度传感器由不同方向连接。本实施例的该喷流口311及该回流口312的数量各为一个，分别结合于该贯孔11，结合该喷流口311的该贯孔11可以相对于结合该回流口312的该贯孔11，其余未使用的贯孔11可以由该封闭件12密封。
请参照图2所示，该工作流体4循环流动于该循环管路31及该腔室S中，该工作流体4可以为水或其他液体，较佳地，该工作流体4可以为酒精、氟化液或其他低沸点的相变化液，借此，该工作流体4可以从液态吸收热能而蒸发成气态，进而利用气液相变化的机制来达成热能传递。该工作流体4也可以为不导电的液体，借此，即使该工作流体4发生泄漏，也不会使电气线路产生短路的情形，可以具有使用的安全性。
使用本实用新型的该喷流式冷却模块时，较佳地，将该导热器2垂直设置，并热连接于该热源H，使该回流口312可以位于该喷流口311的上方，借此，当该工作流体4吸收热能，并形成低密度、重量较轻的气态而上升时，即可以迅速地自该回流口312回流。
请参照图3所示，该腔室S中的该工作流体4汽化后，气态的该工作流体4进入该循环管路31中，可以对连接于该导热器2的该热源H进行散热，借助该散热片32及该风扇3，可提升该工作流体4在该循环管路31中的散热速度，且该工作流体4重新凝结成液态，液态的该工作流体4再沿该循环管路31流动至该喷流口311，由该喷流口311将液态的该工作流体4喷流入该腔室S，如此不断的循环以达到对该热源H散热的目的。
请参照图4所示，使用该喷流式冷却模块时，该回流口312也可以位于该喷流口311的下方，借此，若该腔室S存在未汽化、液态的该工作流体4，借助压力差，少量液态的该工作流体4可以由该回流口312进入该循环管路31中，且同样可以对连接于该导热器2的该热源H进行散热，且该工作流体4重新凝结成液态，液态的该工作流体4再沿该循环管路31流动至该喷流口311，由该喷流口311将液态的该工作流体4喷流入该腔室S，如此同样可以不断的循环以达到对该热源H散热的目的。
请参照图5所示，其是本实用新型喷流式冷却模块的第二实施例，在本实施例中，该循环冷却装置3可以另外具有一个泵浦34，该泵浦34连通该循环管路31，如此，该工作流体4可借助该泵浦34的驱动而增加循环速度，以迅速带走该热源H的热量，可以提升散热效率。
请参照图6、图7所示，其是本实用新型喷流式冷却模块的第三实施例，在本实施例中，该喷流口311的数量为两个，该两个喷流口311可以分别结合于一个贯孔11且该两个喷流口311的喷流方向D可以互相交错，其中，该两个喷流口311可以于该腔室S中相对或不相对，本实用新型不予以限制。如此，使自该两个喷流口311喷出的该工作流体4可以互相撞击，进而形成数量更多、细化的液滴，使该工作流体4具有较多吸热面积可以加速汽化。
请参照图8所示，其是本实用新型喷流式冷却模块的第四实施例，与第三实施例相较，该壳体1内可以具有至少一个导引面16，该导引面16导引该工作流体4往该导热器的2内表面21行进，借此以引导该工作流体4朝该导热器的内表面21移动及快速汽化。在本实施例中，该壳体1内可以具有两个导引面16形成于该腔室S中，各喷流口311的该喷流方向D各以一个倾斜角度与该导引面16交错，如此，自该两个喷流口311喷出的该工作流体4可以撞击该导引面16而往该腔室S喷溅，进而形成数量更多、细化的液滴，使该工作流体4具有较多吸热面积可以加速气化。
综上所述，本实用新型的喷流式冷却模块，是以喷流的方式使该工作流体以散射的液滴状进入该腔室及接触该导热器，具有扩大吸热面积以提升热能吸收量的功效。该工作流体可以为相变化液，借此，该工作流体可以从液态吸收热能而蒸发成气态，具有利用气液相变化的机制来达成热能传递的功效。又，该喷流口的喷流方向可以不垂直于该导热器的热源接触面面，借此可以形成较大的喷流范围，具有增加散热效率的功效。
虽然本实用新型已利用上述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，相对上述实施例进行各种更动与修改仍属本实用新型所保护的技术范畴，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书为准。
Claims (22)
1.一种喷流式冷却模块，其特征在于，包括：
一个壳体，具有一个腔室；
一个导热器，结合于该壳体，并具有一个内表面及一个热源接触面，该内表面朝向该腔室，该热源接触面位于该腔室外；
一个循环冷却装置，具有一个循环管路连通该腔室，该循环管路具有至少一个喷流口，该喷流口连通该腔室；及
一个工作流体，循环流动于该循环管路及该腔室中，该喷流口朝该腔室喷流该工作流体，该喷流口的喷流方向不垂直于该导热器的热源接触面。
2.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该壳体具有至少两个贯孔，该循环管路由该壳体的其中两个贯孔连通该腔室。
3.如权利要求2所述的喷流式冷却模块，其特征在于，各贯孔的轴向不垂直于该导热器的热源接触面。
4.如权利要求2所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该壳体具有多个贯孔，该循环管路未连接的各贯孔由一个封闭件密封。
5.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，另外包括一个压力传感器，该压力传感器连接于该壳体。
6.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，另外包括一个温度传感器，该温度传感器连接于该壳体。
7.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，壳体具有两个握持部。
8.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，壳体具有至少一个锁固部。
9.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该循环管路具有连通该腔室的至少一个回流口。
10.如权利要求9所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该回流口位于该喷流口的上方。
11.如权利要求9所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该回流口位于该喷流口的下方。
12.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该导热器的内表面具有一个多孔结构区。
13.如权利要求12所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该多孔结构区由熔射的方式加工而形成。
14.如权利要求12所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该导热器具有多个加强热交换部，多个该加强热交换部凸出或凹陷于该多孔结构区。
15.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该冷却循环装置具有多个散热片热连接该循环管路。
16.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该冷却循环装置具有至少一个风扇，至少一个该风扇以气流带走该循环管路的热量。
17.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，另外包括一个泵浦，该泵浦连通该循环管路。
18.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该循环管路具有两个喷流口，两个该喷流口的喷流方向互相交错。
19.如权利要求18所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该壳体内具有至少一个导引面，该导引面导引该工作流体往该导热器的内表面行进。
20.如权利要求19所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该喷流口的该喷流方向以一个倾斜角度与该导引面交错。
21.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该工作流体为相变化液。
22.如权利要求1所述的喷流式冷却模块，其特征在于，该工作流体为不导电的液体。
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