CN2687734Y - 电脑中央处理器水冷式冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电脑中央处理器水冷式冷却装置，该冷却装置是将散热器(RADIATOR)冷却的水循环到电脑中央处理器(CPU)上面的水冷器(WATER JACKET)，进而冷却该中央处理器(CPU)所产生热气，而且在中央处理器(CPU)上面，已冷却的水自第1进水口进入，经内部循环过的水则流到凹部后至第1排水口的排水循环部，循环部的排出部底面具有双风扇，以旋转力将排出部的水排至排水口的叶轮(IMPELLER)，并利用自外部供电的电源来启动叶轮的驱动马达。
Description
技术领域
本实用新型有关一种电脑中央处理器水冷式冷却装置，尤其是有关一种将散热器(RADIATOR)冷却的水，循环到电脑中央处理器(CPU)上面的水冷器(WATER JACKET)，进而冷却中央处理器(CPU)所产生热气的电脑中央处理器水冷式冷却装置。
背景技术
近来随着电脑技术发展，中央处理器(CPU)工作状态的时钟脉冲也急遽上升，中央处理器(CPU)的每个动作所产生的热，会随中央处理器速度而增加，一般来说中央处理器的温度越接近高温时越能保持良好的工作性能，但至高温时处理速度会减弱，并且产生错误的可能性也较高。中央处理器(CPU)的发热量过高时电脑会死机，从而会发生资料毁损，此状况继续发生时，高价的中央处理器(CPU)会故障或毁损。因此，为解决这样问题，从中央处理器(CPU)所发生的热必需要冷却，以前是使用风扇旋转降低中央处理器(CPU)的气冷式散热器。
气冷式散热器是中央处理器(CPU)处理速度超过100MHZ最普遍采用的冷却器，在中央处理器(CPU)上面安装散热片和风扇组成气冷式散热器后，将风扇高速旋转使中央处理器(CPU)温度下降。即，在中央处理器(CPU)上产生的热传导至散热器，而以风扇旋转方式冷却中央处理器(CPU)。
另一方面，最近由于中央处理器(CPU)的高性能会增加发热量，为解决大量的发热量，出现气冷式散热器越大且速度越高的现象，一般会要求500RPM速度以上，最近出产的气冷式散热器的风扇速度是一分钟600以上旋转。
但是，这类的气冷式散热器却存在很多的问题，说明如下：
第一、使用高性能散热器的风扇，噪音也会增加的问题。中央处理器(CPU)性能愈发达，发热量愈会增加，发热量越增加需要风扇旋转速度也越快。但是，旋转速度与噪音是相对的。噪音让使用者产生很大的压力。
第二、气冷式循环机壳内部的空气，会降低冷却效率的问题。
一般使用者使用电脑时机壳盖罩在外面。此时，从外部进入的空气量是微少的，而气冷式散热器是一直循环内部空气来使中央处理器(CPU)冷却。长时间没有使用电脑时内部空气在该冷却的情况下冷却效果不错，但是长时间使用时一直循环机壳内部的热气，机壳内部温度会升高反而冷却效果急速降低。尤其是最近的2GHZ中央处理器的气冷式散热器效果已达到极限。
第三、CPU在上温能发挥最好的性能。传统的气冷式散热器在气温高的夏天，以及气温较低的冬天都以同样速度以风扇旋转冷却，该冷却效率会降低甚至会产生破坏CPU的问题。
实用新型内容
本实用新型目的是为解决上述问题，提供一种利用冷却循环的冷水冷却在中央处理器(CPU)上热气的电脑中央处理器水冷式冷却装置。即，经散热器时已冷却的水经过中央处理器(CPU)上面的小水箱来降低温度，是一种以中央处理器(CPU)所发生的热气通过抽水驱动部至散热器后冷却循环的电脑中央处理器(CPU)水冷式冷却装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：电脑中央处理器(CPU)水冷式冷却装置是以冷却的水循环到电脑中央处理器(CPU)内部来冷却电脑中央处理器(CPU)的。所述水冷式冷却装置包括安装在电脑中央处理器(CPU)上的冷却部，所述冷却部包括一个附在中央处理器(CPU)上面的小水箱(WATER JACKET)、将散热器(RADIATOR)中冷却的水循环到小水箱以冷却在中央处理器(CPU)中所产生热气的排水循环部，所述排水循环部具有供已冷却的水进入的第1进水孔、供经内部循环过的水流到凹部后排出的第1排水口，所述排水循环部的排出部具有底面双风扇，底面双风扇具有以旋转力将排出部的水排至排水口的叶轮(IMPELLER)以及利用叶轮外部电源来驱动叶轮的驱动马达。
在中央处理器(CPU)上面，已冷却的水自进水口进入，经内部循环过的水，则流到凹部后流到排水口的循环部，循环部的排出部具有底面双风扇，以旋转力将排出部的水排至排水口的叶轮(IMPELLER)，并利用自外部供电的电源来驱动叶轮的驱动马达。
另，本实用新型配备循环部、叶轮和驱动马达全套能坚固安装的扣具。
循环部的第1进水口、排出部和第1排水口的驱动马达45安装在泵下端中央处理器(CPU)上面，冷却水会流入第2进水口，已流入的冷水能顺利循环内部形成水路后自第2排水口排出至排出部下端水冷器。
或第1进水口、排出部和第1排水口的驱动马达45安装在泵下端中央处理器(CPU)上面，冷却水会流入第2进水口，已流入的冷水能顺利循环内部形成水路后自第2排水口排出至排出部下端水冷器；连接第1进水口和第2进水口，还有水冷器和驱动马达45中间形成的进水管；连接排出部和第2排水口，还有水冷器和驱动马达45中间形成的排水管；连接排出部和第2排水口，这时扣具必须安装在中央处理器(CPU)上面。
水冷器是采用铝材质制造的，尤其水冷器内部是由堆层多孔性形成的铝板利用焊接(BRAZING)方式来结合而形成多种水路。
循环部和叶轮上面设置能盖住叶轮周边的防水盖，此防水盖应使用硅酮橡胶处理材质。
驱动马达在低面露出形成双磁铁轴，叶轮与各磁铁同位置具双金属轴并与各磁铁轴和各金属轴互相连动，使驱动马达的驱动力传到叶轮。
散热器内部通过循环部的冷水，在内部循环冷却后排出，从第1排水口排出至第3排水口，已进入的水在内部多数的水路分散循环后排出至第3排水口。风扇装在散热器的一面，以外部的电源来旋转，冷却散热器内部循环的水。散热器是采用铝材质，散热器内部有形成Z字形的水路。
本实用新型电脑中央处理器水冷式冷却装置比传统的气冷式散热风扇更能提供卓越冷却效果，该中央处理器能发挥最好的性能，使用时几乎不会产生噪音，可提高良好的作业环境。
第一、用水冷却可提高中央处理器的冷却效率。
第二、中央处理器一直使水保持高温，让中央处理器能发挥最好的性能，而预防中央处理器故障的可能性。
第三、水冷器采用优良的热传导度和热交换的铝或铜材质，内部结构是多孔性蜂窝状让冷水分散通过，在中央处理器发生热气交换，提高冷却效率。
第四、用磁性泵，清除驱动轴摩擦的噪音，驱动马达速度可减小，可减低传统的气冷式的一半噪音。
最后，不需要变化形态，可适用AMD、INTEL的中央处理器(CPU)。
附图说明
图1是本实用新型中央处理器水冷式冷却装置的内部构造图。
图2A是本实用新型冷却部安装在中央处理器的图示。
图3B是本实用新型冷却部安装在中央处理器的另一个实施方式。
图3是本实用新型冷却部的分解图。
图4A是本实用新型水冷器剖面图。
图4B是本实用新型抽水驱动马达45的剖面图。
图4C是本实用新型从下面看叶轮的斜视图。
图4D是本实用新型从下面看驱动马达的斜视图。
图5A是本实用新型散热器的斜视图。
图5B是本实用新型散热器的剖面图。
图号说明：
10、中央处理装 20、水冷器
22、32、62、进水口 24、34、64、排水口
26、铝板 28、连接管
30、泵 35、排出部
35A、空间 36、叶轮
36a、金属轴 37、叶片
39b、螺帽 39a、螺栓
40、防水盖 45、驱动马达
45a、磁铁轴 50、冷却部
55、扣具 60、散热器
65、板子 66、排水管
68、进水管 70、风扇
100、外壳
具体实施方式
如下图式说明本实用新型的优点，特征和具体实施方式：
图1是本实用新型组装的电脑中央处理器(CPU)水冷式冷却装置的电脑内部结构图。图1是为了解本实用新型电脑中央处理器(CPU)水冷式冷却装置的组装状况和驱动说明。本实用新型电脑中央处理器(CPU)水冷式冷却装置是安装在中央处理器(CPU)上面组成冷却部和散热器60。冷却部安装在中央处理器(CPU)上面，散热器60则是装在机壳100内部的背面，并安装有散热片，散热器的前面或后面安装散热风扇70。
冷却部安装在中央处理器(CPU)上，有让冷水经过的水冷器20和经过水冷器从中央处理器(CPU)受传热的热水随叶轮36的旋转力排出至散热器60的驱动马达45以及启动叶轮36的驱动马达45。冷却部由水冷器、驱动马达45和驱动马达45组成互相结合的扣具55，安装在中央处理器(CPU)上。扣具55呈H字形，扣具下端固定在主机板或中央处理器(CPU)下端的机板，上端固定在驱动马达上端。此为固定冷却部。
驱动马达45和叶轮36连接部位有可能会漏水，所以为防止漏水，在驱动马达45和叶轮36上面密封安装防水盖。
冷却部和散热器之间通过水冷器20的冷水互相循环，驱动马达45和散热器60之间连接两个水管66，68。经过散热器时已冷却的水通过排水管66排出，经驱动马达45流入到水冷器20，经水冷器的水是通过驱动马达45和进水管68流入到散热器。进水管和排水管与抽水驱动马达45和散热器的进水口32，62及排水口(34，64)连接，为防止连接部位漏水，使用管束来锁紧。排水管不接到驱动马达45，而直接连接到水冷器20，从散热器60排出的冷水也不经过驱动马达45直接流到水冷器。
散热器60经过水冷器20时，升温的水循环时因风扇70启动而冷却。风扇70安装在散热器前方以循环机壳100内部空气，或是安装在散热器后方的机壳背面，有多个孔供风扇循环外面空气以提高冷却效率。风扇的安装位置可依电脑系统变化。
图2A是本实用新型冷却部安装在中央处理器(CPU)上的情况。依照本实用新型，冷却部50位于中央处理器10上面固定装置，中央处理器(CPU)上方有水冷器20、泵30、防水盖40及马达45。依照顺序排置后使用扣具固定其装置。而水冷器、泵、防水盖及马达互相之间比较适合使用另外固定方法来固定。
在散热器60已冷却的冷水经过驱动马达45流入到水冷器20冷却后装在水冷器20下端的中央处理器(CPU)，经过水冷器20的水以驱动马达45再排出到散热器60。更详细的说明是，从散热器60经过排出管66排出的冷水流入泵的进水口32后，跟泵的进水口互相连接水冷器的进水口。经过水冷器20的水是通过水冷器排水口24排出到驱动马达45后，叶轮36启动将水排出到抽水泵30排水口34经过进水管68流入到散热器60。
在驱动马达45内，散热器的进水口流入的冷水流入水冷器20第1水路，和从水冷器排出的水连接与排水口第2水路贯通，各水路跟水冷器20的进水口22和排水口24互相连接。
依照本实用新型，冷却部50在泵30下面和水冷器20上面互相密封，可降低冷却部的高度。为了防止泵30和水冷器20之间漏水，必须使用防水盖。
图2B是本实用新型冷却部安装在中央处理器的另一个实施方式。
泵30和水冷器20之间水循环的连接管子会形成适当的高度，泵30跟水冷器20之间需要适当的距离。冷却部50安装在中央处理器(CPU)时，扣具上端部分在连接水冷器上面后，在中央处理器(CPU)固定安装。即泵30通过连接管28与水冷器20固定连接，防水盖40和马达45也固定在泵上面，水冷器以扣具固定冷却部后固定在中央处理器。此外尚须准备泵30和水冷器20之间固定设备。
图3是本实用新型冷却部的分解图，图4为冷却部各部分结构，图4A是水冷器剖面图，图4B是泵30剖面图，图4C是从下面看叶轮36斜视图，图4D是从下面看驱动马达45斜视图。尤其是图4A详细说明水冷器部份剖面图。图3和图4说明了本实用新型的各冷却部分。
依照本实用新型，冷却部50组成有经过水冷器内部后冷却冷水的中央处理器；冷水流入水冷器；会排出水冷器内水的泵30；泵30上面密封盖的防水盖40；泵传达驱动力的驱动马达45和将冷却部50装在中央处理器10的扣具；泵30的排出部35；在水冷器20内将水排出的叶轮36。
依照本实用新型，水冷器20安装在中央处理器上面，散热器60冷却排出的冷水经过泵和通过内部时冷却中央处理器，通过内部时因受到热气变热的水通过泵再排出到散热器。水冷器20配备有从泵流入冷水的进水口22和从泵排出的排水口24。水冷器的进水口22和泵的进水口22呈垂直方向位置，而泵和水冷器结合时两进水口32，22应该连接。还有可设计从散热器60直接流入到水冷器20，此时散热器的排水管66可直接连结水冷器的进水口22。
水冷器20采用优良的热传导和热交换的铝或铜材质，但考虑加工成本时比较适合使用铝材质。
水冷器20内部结构是多孔形铝板26积层后利用焊接(BRAZING)方式结合而形成多种水路。比较详细的说明是像蜂窝形的多孔形铝板26积层铝分子粉末到铝板26空间后结合，通过这样的结合铝板是采用同样的材质，在水冷器20内部会形成像蜂窝形的多种水路。所以水冷器流入的冷水是分散通过内部的多种水路，这样更会提高热交换效率。提高水冷器20的热传导和热交换效率和保持平衡冷水和中央处理器的温度，才会提高中央处理器冷却效果。
经过水冷器提高温度的水，通过水冷器的排水口24排出到抽水泵30的排出部35后，启动叶轮36将水排到泵的排水口34，通过进水管68流入到散热器60。
依照本实用新型，泵30安装在水冷器20上面，从散热器60排出的冷水流入到水冷器，通过水冷器的水流到散热器60后排出。泵30连接排水管66，从散热器60排出的冷水流入进水口32，经过水冷器20的水排到排水管的排水口而从水冷器排出的水是呈凹形状，在内部安装叶轮36将水引至排出部35。
排出部35启动叶轮36从水冷器引出的一定量的水会呈凹形状，另一侧流水是以叶轮36排出到排水口34。还有排出部下端水冷器20的排水口24会露出形成开放空间35A，通过空间35A水冷器20的水排出到排出部。所以经过水冷器的水是以叶轮36引至排出部35后排出到泵30的排水口34，再通过进水管68流入到散热器60。
泵30的进水口和排水口与排水管66和进水管连接后循环散热器60，为防止各管子的进水口和排水口中间连接部位漏水，要使用螺栓39a和螺帽39b。栓紧抽水泵30的材质是比较适合塑胶也可使用与水冷器20同样的铝或铜材质。
依照本实用新型，叶轮36是安装在抽水泵的排出部，在下端水冷器20的水引到排出部35后排出到具备有双风扇37的排水口34。叶轮36是受驱动马达的动力，它具备双金属轴。一般马达的驱动力是以驱动轴传达，但本实用新型驱动马达为双磁铁轴45a传达驱动力，叶轮36通过上述磁铁轴45a，驱动马达45的驱动力具备双金属轴，使用磁性一抽一吸的方式驱动。驱动马达的磁铁具备金属轴，叶轮36也具备磁铁轴。上述磁铁轴45a和金属轴36a纵方向驱动马达45和叶轮36，互相装置在同一位置。叶轮36不需要另外驱动轴而以磁力旋转。使用磁性一抽一吸的方式可除驱动轴摩擦的噪音。
叶轮36的旋转扇片37有循环型或自转型，比较适合的是自转型。循环型旋转扇片的侧面状态是四方形，自转型旋转扇有一定的角度，旋转扇片的侧面状态是三角型。旋转扇片角度可呈任意的角度。
循环型只在排出部满水时正常动作，若排出部的水跟空气混合不能正常动作时会停止。所以使用循环型旋转扇片会有在水冷器混合空气时产生叶轮36停止的缺陷。反而自转型在排出部有空气的状态下也能正常工作，所以水冷器有空气也可使用没有问题。
叶轮36在抽水泵30的排出部35动作时，叶轮36周边有可能会漏水，会损伤电脑内部的装置设备。因此，在泵跟叶轮36上需要有防水盖40密封装置。
防水盖应使用防水性卓越的硅硐橡胶材质，至少要盖住叶轮36周边的部份。所以泵30和叶轮36上部是完全密封防水的。防水盖的驱动马达和叶轮36是互相不会接触与驱动部和循环部完全分离。如上说明，本实用新型的驱动马达45和叶轮36之间是不需要物理接触，只以磁力连动，驱动部和循环部可分离，这样可降低噪音。
依照本实用新型，驱动马达45是自外部的电源产生驱动力来启动叶轮36，叶轮传达驱动力配备有露出地面的双磁铁轴45a。上述各磁铁轴45a安装在与叶轮36和金属轴36a同样的位置，与叶轮36金属轴连动，由驱动马达发生的驱动力传导叶轮36。
为了顺利将水冷器20的水引至散热器，驱动马达45保持452000RPM以上的旋转速度，最适合的速度是保持2800RPM左右。传统气冷式扇片是要5000RPM以上旋转，所以有噪音问题。依照本实用新型的驱动马达45只需要传统风扇一半的旋转速度，所以驱动马达噪音会大幅降低。
图5是本实用新型的散热器示意图，图5A是散热器斜视图，图5B是散热器剖面图。尤其，图5B更详细说明散热器60内部，散热器上面一部分和侧面剖解的剖面图。如图5A和图5B，依照本实用新型，散热器60正面配备有经过水冷器的水流入的进水管68会连接进水口62和为排除冷水排出管66连接的排水口64。散热器内部有Z字形成的双板子65并列配置多种水路。
散热器60内部具备的各板子是采用优良热传导度和热交换的铝或铜材质，但考虑加工成本时比较适合使用铝材质。
在散热器60正面的进水口62和排水口64跟各板子65形成的水路相通。而且自进水口62流入的水是各水路分散后再集合到排水口后排水。因此，散热器60是将流入的水分散后同时冷却，这样会提高冷却效率。
为冷却散热器60正面或背面经过各水路的水而安装风扇70。风扇70安装在散热器正面以循环机壳内部空气。
依照本实用新型的电脑中央处理器水冷式冷却装置，经过散热器60内部的水可以注入或更换。即散热器60的注入口或在散热器60的进水口和排水口和别的水管连接来注入水或换水。而且水冷器20注入水时空气混合也不会产生影响。
Claims (16)
1.一种电脑中央处理器水冷式冷却装置，包括安装在电脑中央处理器(CPU)上的冷却部，其特征在于：所述冷却部包括一个附在中央处理器(CPU)上面的小水箱(WATER JACKET)、将散热器(RADIATOR)中冷却的水循环到小水箱以冷却在中央处理器(CPU)中所产生热气的排水循环部，所述排水循环部具有供已冷却的水进入的第1进水孔、供经内部循环过的水流到凹部后排出的第1排水口，所述排水循环部的排出部具有底面双风扇，底面双风扇具有以旋转力将排出部的水排至排水口的叶轮(IMPELLER)以及利用叶轮外部电源来驱动叶轮的驱动马达。
2.如权利要求1所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：该冷却装置配备有结合循环部、叶轮及驱动马达安装在中央处理器的扣具。
3.如权利要求1所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：循环部具有第1进水口、排出部和第1排水口的驱动马达45安装在泵下端的中央处理器(CPU)上面，已冷却的水会流入第2进水口，已流入的冷水在顺利循环内部形成的水路后，排至第2排出水口的水冷器。
4.如权利要求1所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：第1进水口、排出部和第1排水口的驱动马达45安装在泵下端的中央处理器(CPU)上面，已冷却的水会流入第2进水口中，已流入的冷水在顺利循环内部形成的水路后，在第2排水口排出至排出部下端水冷器，连接第1进水口和第2进水口，以及水冷器和驱动马达45中间的进水管，连接排出部和第2排水口，以及水冷器和驱动马达45中间的排水管。
5.如权利要求4所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：该冷却装置配备有结合水冷器配件安装在中央处理器的扣具。
6.如权利要求3或4所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：水冷器是采用铝材质制造。
7.如权利要求3或4所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：水冷器内部有堆层多孔性的铝板利用焊接(BRAZING)方式来结合而形成多种水路。
8.如权利要求1所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：电脑中央处理器水冷式冷却装置，配备有循环部和叶轮上面至少盖到叶轮周边部的防水盖。
9.如权利要求8所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：该防水盖是采用硅酮橡胶处理的材料制成。
10.如权利要求1所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：驱动马达在底面露出双磁铁轴，叶轮与各磁铁同位置，双金属轴与各磁铁轴和各金属轴互相连动驱动马达的驱动力传到叶轮。
11.如权利要求10所述的中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：该磁铁轴是ALNICO磁铁轴。
12.如权利要求1所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：叶轮各旋转扇片是自转型，下端部分有一点角度。
13.如权利要求12所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：电脑中央处理器水冷式冷却装置经过循环部的水，在内部循环冷却后排出，从第1排水口排出至第3进水口，已进入的水在内部多数的水路和各水分散循环后排出至第3排水口。
14.如权利要求13所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：电脑中央处理器水冷式冷却装置，安装在散热器一边，以外部的电源来旋转冷却散热器内部循环的水。
15.如权利要求13所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：散热器内部有Z字形的水路形成的双板子积层。
16.如权利要求13所述的电脑中央处理器水冷式冷却装置，其特征在于：散热器采用铝材质。
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