CN220086033U - 一体式水冷散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一体式水冷散热器，包括水冷头、水排以及连通所述水冷头和水排的进水管道和出水管道；水冷头包括相互盖合的散热器底座和散热器泵腔，散热器底座的中部沿垂直于散热器泵腔的方向设置有贯通的中心散热孔，中心散热孔内设置有导热组件和套设于导热组件外侧的散热组件；散热组件包括与所述导热组件的外壁相贴合的套筒以及沿所述套筒的周向呈放射状均匀分布的若干散热鳍片，相邻的所述散热鳍片之间形成流道，流道的方向和水冷头内冷却液的流动方向平行。通过上述方式，本实用新型提供的一体式水冷散热器能够在提高散热面积的同时降低水阻，从而以简单的结构实现高效散热，具有较高的实际应用价值。

Description

一体式水冷散热器

技术领域

本实用新型涉及芯片散热技术领域，尤其涉及一种一体式水冷散热器。

背景技术

随着科技的不断发展，人们需要频繁快速处理和更新的信息量越来越大，高集成度的芯片应运而生。芯片集成度的提高和运行时长的增加使得芯片单位面积的功耗和发热量急剧增加，且随芯片性能的不断提升还有进一步增加的趋势，对散热器的散热性能也提出了更高的要求。常规的风冷散热器虽相对较为成熟，但其散热能力有限，已逐渐难以满足高热流密度芯片的散热需求，散热效果更好的水冷散热器则成为了当前的研究重点。

一体式水冷散热器相比于传统的粉体式水冷散热器，不仅安装方便，还具有较高的安全性，因而得到了广泛应用。常规的一体式水冷散热器主要由水冷头、冷排和进出水管组成，通过水泵的动力使冷却液流入水冷头，带走水冷头吸收的大部分热量后再流入冷排中进行冷却，如此循环以实现持续散热。

例如，公开号为CN202433827U的专利提供了一种一体式水冷散热器，包括水冷排、风扇、水冷头、管道和电源线，通过将水冷头有散热器的一面与CPU相连，水冷头内的泵头马达把水冷排中的冷却液抽出，通过管道使冷却液循环运动，带走CPU上的热量，同时配合水冷排上安装的散热鳍片和风扇进行散热，以达到较好的散热效果。然而，这种一体式水冷散热器将散热器安装在水冷头的外侧，水冷头内的冷却液无法直接对散热器进行有效散热，且水冷头内的散热面积较小，难以对CPU进行高效散热，整体散热效率仍有待提高。

有鉴于此，有必要设计一种改进的一体式水冷散热器，以解决上述问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种散热速度快、水阻小、散热效率高的一体式水冷散热器。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种一体式水冷散热器，包括水冷头、水排以及连通所述水冷头和水排的进水管道和出水管道；所述水冷头包括相互盖合的散热器底座和散热器泵腔，所述散热器底座的中部沿垂直于所述散热器泵腔的方向设置有贯通的中心散热孔，所述中心散热孔内设置有导热组件和套设于所述导热组件外侧的散热组件；所述散热组件包括与所述导热组件的外壁相贴合的套筒以及沿所述套筒的周向呈放射状均匀分布的若干散热鳍片，相邻的所述散热鳍片之间形成流道，所述流道的方向和所述水冷头内冷却液的流动方向平行。

作为本实用新型的进一步改进，所述散热器底座远离所述散热器泵腔的一侧设置有第一进水口，所述第一进水口通过所述进水管道与所述水排相连通；所述散热器泵腔远离所述散热器底座的一侧设置有第一出水口，所述第一出水口通过所述出水管道与所述水排相连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述导热组件包括呈圆柱体的导热柱以及由所述导热柱的底部向外延伸而成的导热片；所述导热片与所述散热器底座的底部通过螺栓连接，使所述导热柱固定于所述散热器底座的所述中心散热孔内。

作为本实用新型的进一步改进，所述中心散热孔、所述导热组件和所述散热组件共轴线。

作为本实用新型的进一步改进，所述导热组件与所述散热组件之间采用过盈配合或焊接或粘接的方式连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述水排包括开设有第二进水口和第二出水口的壳体、在壳体内平行排列的若干条波浪形散热片、设置于相邻的所述散热片之间并与两侧的所述散热片相贴合的排水管道。

作为本实用新型的进一步改进，所述出水管道通过所述第二进水口与所述排水管道相连通，所述排水管道通过所述第二出水口与所述进水管道连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述水排的一侧设置有若干个风扇，用于对所述排水管道内的冷却液进行散热。

作为本实用新型的进一步改进，所述散热器泵腔内设置有用于驱动水流的离心式叶轮。

作为本实用新型的进一步改进，所述散热器泵腔的顶部设置有盖板。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一体式水冷散热器，通过将导热组件设置在散热器底座的中心散热孔中，并在导热组件与中心散热孔之间套设散热组件，同时将散热组件设置成贴合导热组件外壁的套筒和沿套筒周向呈放射状均匀分布的若干散热鳍片，能够利用散热鳍片大幅提高散热面积，使水冷头内的冷却液通过相邻散热鳍片形成的流道快速进行热交换，提高散热效率。并且，大量散热鳍片的设置还能够利用相邻散热鳍片间形成的狭窄流道过滤冷却液内的不良固态物质，减少堵塞叶轮的风险，提高散热器的使用安全性；在此基础上进一步控制冷却液的流动方向，使水冷头内冷却液的流动方向与流道的方向一致，在利用散热鳍片增加散热面积的同时尽可能减小了散热鳍片带来的水阻，从而以简单的结构实现高效散热，具有较高的实际应用价值。

附图说明

图1为本实用新型提供的一体式水冷散热器的结构示意图。

图2为本实用新型提供的一体式水冷散热器中的水冷头的结构分解示意图。

图3为本实用新型提供的一体式水冷散热器中的水冷头的剖面示意图。

图4为本实用新型提供的一体式水冷散热器中的水排的结构示意图。

附图标记

100、一体式水冷散热器；1、水冷头；11、散热器底座；111、中心散热孔；112、导热组件；1121、导热柱；1122、导热片；113、散热组件；1131、散热鳍片；1132、套筒；114、第一进水口；12、散热器泵腔；121、离心式叶轮；122、密封件；123、第一出水口；13、盖板；2、水排；21、壳体；211、第二进水口；212、第二出水口；22、散热片；23、排水管道；3、风扇；4、进水管道；5、出水管道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1所示，本实用新型提供了一种一体式水冷散热器100，包括水冷头1、水排2以及连通所述水冷头1和水排2的进水管道4和出水管道5。水排2内的冷却液通过进水管道4流进水冷头1中，带走水冷头1中的热量，受热后的冷却液再通过出水管道5流进水排2中进行降温，降温后的冷却液再流进水冷头1中，如此循环，实现对水冷头1的持续散热。

请结合参阅图2，所述水冷头1包括相互盖合的散热器底座11和散热器泵腔12，所述散热器底座11的中部沿垂直于所述散热器泵腔12的方向设置有贯通的中心散热孔111，所述中心散热孔111内设置有导热组件112和套设于所述导热组件112外侧的散热组件113；所述散热组件113包括与所述导热组件112的外壁相贴合的套筒1132以及沿所述套筒1132的周向呈放射状均匀分布的若干散热鳍片1131，相邻的所述散热鳍片1131之间形成流道，所述流道的方向和所述水冷头1内的水流方向平行。

如此设置，能够利用散热鳍片1131大幅提高散热面积，其散热面积可达到目前主流产品散热面积的三倍以上，从而使水冷头1内的冷却液通过相邻散热鳍片1131形成的流道快速进行热交换，提高散热效率；并且，通过使水冷头1内冷却液的流动方向与流道的方向一致，在利用散热鳍片1131增加散热面积的同时也尽可能减小了散热鳍片1131带来的水阻，从而以简单的结构实现高效散热，具有较高的实际应用价值。

更具体地，所述导热组件112包括呈圆柱体的导热柱1121以及由所述导热柱1121的底部向外延伸而成的导热片1122；导热柱1121与导热片1122为一体成型的整体，形状上表现为下部呈片状、上部呈柱状的结构；所述导热片1122与所述散热器底座11的底部通过螺栓连接，使所述导热柱1121固定于所述散热器底座11的所述中心散热孔111内。如此设置，不仅便于对导热组件112和散热器底座11进行有效固定，还能够使与导热片1122接触的芯片的热量高效地传递至散热器底座11内部的导热柱1121中，既增加了散热面积，又便于冷却液更直接地对导热组件112进行降温，提高散热效率。

在本实用新型的一些实施例中，所述导热组件112为热导率高的金属材质；在本实用新型的其他实施例中，所述导热组件112的内部还填充有相变导热材料，以便利用相变导热材料自身的相变来进一步提高导热效率。

在对散热组件113与导热组件112进行组装时，可以采用过盈配合或焊接或粘接的方式连接，并优选将中心散热孔111、所述导热组件112和所述散热组件113按照共轴线的方式设置。

所述散热器泵腔12内设置有离心式叶轮121，用于驱动冷却液定向流动，以保持散热器内冷却液的循环流动。在所述散热器泵腔12与散热器底座11之间设置有密封件122，在散热器泵腔12的顶部还设置有盖板13，以保证水冷头1的密闭性，防止冷却液渗出，提高使用安全。

请结合参阅图3，所述散热器底座11远离所述散热器泵腔12的一侧设置有第一进水口114，所述第一进水口114通过所述进水管道4与所述水排2相连通；所述散热器泵腔12远离所述散热器底座11的一侧设置有第一出水口123，所述第一出水口123通过所述出水管道5与所述水排2相连通。

如此设置，冷却液在水头中的流动途径为：先通过散热器底座11的第一进水口114流进散热器底部，在散热器泵腔12内离心式叶轮121的驱动下促使冷却液沿着相邻散热鳍片1131之间形成的流道由下向上流动，与散热鳍片1131进行热交换，冷却液温度升高；待冷却液流入散热器泵腔12后，在离心式叶轮121的驱动下从第一出水口123流出，进入水排2中对冷却液进行降温。在此条件下，冷却液是沿相邻散热鳍片1131形成的流道进行流动的，水阻较小，且冷却液与散热鳍片1131之间形成了极大的散热面积，能够迅速地对散热鳍片1131进行散热。并且，由于冷却液进入水冷头1中是先经过散热鳍片1131再进入散热器泵腔12，若冷却液中存在不良固态物质，相邻散热鳍片1131间形成的狭窄流道还能够对其进行有效过滤，以避免其进入散热器泵腔12后堵塞叶轮，提高使用安全性。

请结合参阅图4，所述水排2包括开设有第二进水口211和第二出水口212的壳体21、在壳体21内平行排列的若干条波浪形散热片22、设置于相邻的所述散热片22之间并与两侧的所述散热片22相贴合的排水管道23；所述出水管道5通过所述第二进水口211与所述排水管道23相连通，所述排水管道23通过所述第二出水口212与所述进水管道4连通。在所述水排2的一侧还设置有若干个风扇3，用于对所述排水管道23内的冷却液进行散热。

如此设置，当水冷头1中受热后的冷却液通过出水管道5流进水排2的第二进水口211后，流入排水管道23中，并与位于排水管道23两侧并与排水管道23相贴合的散热片22进行热交换，同时利用风扇3对散热片22进行散热，即可快速对水排2内的冷却液进行降温；降温后的冷却液通过第二出水口212流出，通过进水管道4流进水冷头1中。

下面对本实用新型提供的一体式水冷散热器100的散热原理进行说明：

本实用新型提供的一体式水冷散热器100在组装完成后，冷却液充满其内部管道，开启离心式叶轮121后，驱动冷却液按照设定的方向开始流动。冷却液通过散热器底座11的第一进水口114流进散热器底部后，在离心式叶轮121的驱动下沿着相邻散热鳍片1131之间形成的流道由下向上流动，以较大的接触面积和较小的水阻与散热鳍片1131进行热交换，迅速带走导热柱1121的热量，冷却液的温度升高；升温后的冷却液流入散热器泵腔12后，在离心式叶轮121的驱动下从第一出水口123流出，进入水排2的排水管道23中，与散热片22进行热交换，并在风扇3的作用下迅速降温，降温后的冷却液再流入水冷头1中，如此循环，实现高效散热。

综上所述，本实用新型提供了一种一体式水冷散热器100，包括水冷头1、水排2以及连通所述水冷头1和水排2的进水管道4和出水管道5；水冷头1包括相互盖合的散热器底座11和散热器泵腔12，散热器底座11的中部沿垂直于散热器泵腔12的方向设置有贯通的中心散热孔111，中心散热孔111内设置有导热组件112和套设于导热组件112外侧的散热组件113；散热组件113包括与所述导热组件112的外壁相贴合的套筒1132以及沿所述套筒1132的周向呈放射状均匀分布的若干散热鳍片1131，相邻的所述散热鳍片1131之间形成流道，流道的方向和水冷头1内冷却液的流动方向平行。通过上述方式，本实用新型提供的一体式水冷散热器100能够在提高散热面积的同时降低水阻，从而以简单的结构实现高效散热，具有较高的实际应用价值。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种一体式水冷散热器，其特征在于：包括水冷头、水排以及连通所述水冷头和水排的进水管道和出水管道；所述水冷头包括相互盖合的散热器底座和散热器泵腔，所述散热器底座的中部沿垂直于所述散热器泵腔的方向设置有贯通的中心散热孔，所述中心散热孔内设置有导热组件和套设于所述导热组件外侧的散热组件；所述导热组件包括呈圆柱体的导热柱以及由所述导热柱的底部向外延伸而成的导热片；所述散热组件包括与所述导热组件的外壁相贴合的套筒以及沿所述套筒的周向呈放射状均匀分布的若干散热鳍片，相邻的所述散热鳍片之间形成流道，所述流道的方向和所述水冷头内冷却液的流动方向平行。

2.根据权利要求1所述的一体式水冷散热器，其特征在于：所述散热器底座远离所述散热器泵腔的一侧设置有第一进水口，所述第一进水口通过所述进水管道与所述水排相连通；所述散热器泵腔远离所述散热器底座的一侧设置有第一出水口，所述第一出水口通过所述出水管道与所述水排相连通。

3.根据权利要求1所述的一体式水冷散热器，其特征在于：所述导热片与所述散热器底座的底部通过螺栓连接，使所述导热柱固定于所述散热器底座的所述中心散热孔内。

4.根据权利要求1所述的一体式水冷散热器，其特征在于：所述中心散热孔、所述导热组件和所述散热组件共轴线。

5.根据权利要求1所述的一体式水冷散热器，其特征在于：所述导热组件与所述散热组件之间采用过盈配合或焊接或粘接的方式连接。

6.根据权利要求1所述的一体式水冷散热器，其特征在于：所述水排包括开设有第二进水口和第二出水口的壳体、在壳体内平行排列的若干条波浪形散热片、设置于相邻的所述散热片之间并与两侧的所述散热片相贴合的排水管道。

7.根据权利要求6所述的一体式水冷散热器，其特征在于：所述出水管道通过所述第二进水口与所述排水管道相连通，所述排水管道通过所述第二出水口与所述进水管道连通。

8.根据权利要求6所述的一体式水冷散热器，其特征在于：所述水排的一侧设置有若干个风扇，用于对所述排水管道内的冷却液进行散热。

9.根据权利要求1所述的一体式水冷散热器，其特征在于：所述散热器泵腔内设置有用于驱动水流的离心式叶轮。

10.根据权利要求1所述的一体式水冷散热器，其特征在于：所述散热器泵腔的顶部设置有盖板。