CN2907193Y - 散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种散热装置。散热装置，其特征在于：它包括微型集热泵(13)、第一水管、第三水管和散热器，微型集热泵(13)的出水管与第一水管的一端相连通，第一水管的另一端与散热器的进水管相连通，散热器的出水管与第三水管的一端相连通，第三水管的另一端与微型集热泵(13)的进水管相连通；使用时，微型集热泵(13)的泵体(2)的底部外侧面与热源(14)紧密接触。本实用新型具有散热效率高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热装置。
背景技术
随着半导体行业的迅速发展，使得电子、电器设备的小型化、微型化成为可能，其带来的高效、便利已得到了人们的青睐。但是其单位体积的发热量也随之增加，以散热为题已逐渐成为人们关注的焦点。特别是近年来计算机领域日益小型化和高配置，CPU的运行功率和频率都大幅度增加，这样CPU的散热就成为一个头疼的问题。因此出现了多种不同的散热装置，主要有：风冷散热器、热管散热器以及液冷散热系统等，其中液冷散热系统因其散热的高效率和灵活性，将成为未来“散热”的发展方向。但是目前液冷散热系统仍存在散热效率有待提高等很多问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种散热效率高的散热装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是： 散热装置，其特征在于：它包括微型集热泵13、第一水管、第三水管和散热器，微型集热泵13的出水管与第一水管的一端相连通，第一水管的另一端与散热器的进水管相连通，散热器的出水管与第三水管的一端相连通，第三水管的另一端与微型集热泵13的进水管相连通；使用时，微型集热泵13的泵体2的底部外侧面与热源14紧密接触。
所述的微型集热泵，它包括进水管、泵体、叶片、电机、泵盖、叶轮和出水管，泵盖与泵体固定连接，泵盖与泵体之间的空腔为水腔，泵体上设有进水管、出水管，进水管、出水管分别与水腔相通，电机、叶轮和叶片位于水腔内，电机安装在泵盖上，电机的输出与叶轮固定连接，叶轮上设有2-6个叶片；泵体2的底部的内侧面设有散热翘，泵体2的底部外侧面为平面。
所述的散热器为被动式散热器16，被动式散热器16主要由第一导流散热器20和第一风扇21构成，第一风扇21与第一导流散热器20固定连接。
所述的第一导流散热器20主要由被动式散热器的进水管22、第一导流管23、导流排24、被动式散热器的散热片25、固定板26、第二导流管27和被动式散热器的出水管28构成，导流排24上设有2-10个导流孔29，5-30个导流排24的两端分别与第一导流管23、第二导流管27相连，导流孔29与第一导流管23、第二导流管27相通，导流排24上设有被动式散热器的散热片25，第一导流管23、第二导流管27由固定板26固定连接，第一导流管23上设有被动式散热器的进水管22，第二导流管27上设有被动式散热器的出水管28。
所述的散热器为主动式散热器18，主动式散热器18主要由第二导流散热器32、半导体制冷片33、主动式散热器的散热片34和第二风扇35构成，第二导流散热器32上设有主动式散热器的进水管30、主动式散热器的出水管31，第二导流散热器32位于半导体制冷片33的冷面，主动式散热器的散热片34位于半导体制冷片33的热面与第二风扇35之间，第二导流散热器32、半导体制冷片33、主动式散热器的散热片34和第二风扇35相互固定连接。
所述的散热器为被动式散热器16和主动式散热器18相串联，第二水管17的一端与被动式散热器16的出水管相连通，第二水管17的一端与主动式散热器18的进水管相连通。
本实用新型采用微型集热泵13由水管与散热器相连通，使用时，微型集热泵13的泵体2的底部外侧面与热源14紧密接触。利用高比热容和高导热系数的液体作为载热介质，并利用微型集热泵13的作用使冷却液在散热器中流动；将在微型集热泵13中已吸收热量的冷却液(热冷却液)，由散热器的进水管压入，并将热量传递给导流排及散热片，然后被高速流动的空气带走，散热效率高。冷却液冷却后再进入微型集热泵13吸热，周而复始形成循环散热。采用了一种半导体制冷片来提升冷却液的热梯度，从而更有效的主动散去更多液体内部的热量，散热效率高。
附图说明
图1是本实用新型的微型集热泵13的结构示图
图2是图1沿A-A线的剖视图
图3是本实用新型的微型集热泵13的另一结构示图
图4是本实用新型的结构示图
图5是本实用新型的被动式散热器16的俯视(相对于图4)图
图6是本实用新型的被动式散热器16的第一导流散热器20(相对于图4去掉第一风扇21后)结构示图
图7是本实用新型的被动式散热器16的导流排24的截面图
图8是本实用新型的主动式散热器18的仰视(相对于图4)图
图中：1-微型集热泵的进水管，2-泵体，3-叶片，4-电机，5-泵盖，6-密封圈，7-叶轮，8-同心圆式的散热翘，9-水腔，10-混流区，11-微型集热泵的出水管，12-抛物线式的散热翘；13-微型集热泵，14-热源，15-第一水管，16-被动式散热器，17-第二水管，18-主动式散热器，19-第三水管，20-第一导流散热器，21-第一风扇，22-被动式散热器的进水管，23-第一导流管，24-导流排，25-被动式散热器的散热片，26-固定板，27-第二导流管，28-被动式散热器的出水管，29-导流孔，30-主动式散热器的进水管，31-主动式散热器的出水管，32-第二导流散热器，33-半导体制冷片，34-主动式散热器的散热片，35-第二风扇。
具体实施方式
实例1(被动式散热)：
散热装置，它包括微型集热泵13、第一水管、第三水管和被动式散热器16，微型集热泵13的出水管与第一水管的一端相连通，第一水管的另一端与被动式散热器16的进水管相连通，被动式散热器16的出水管与第三水管的一端相连通，第三水管的另一端与微型集热泵13的进水管相连通；使用时，微型集热泵13的泵体2的底部外侧面与热源14紧密接触。
实例2(主动式散热)：
散热装置，它包括微型集热泵13、第一水管、第三水管和主动式散热器18，微型集热泵13的出水管与第一水管的一端相连通，第一水管的另一端与主动式散热器18的进水管相连通，主动式散热器18的出水管与第三水管的一端相连通，第三水管的另一端与微型集热泵13的进水管相连通；使用时，微型集热泵13的泵体2的底部外侧面与热源14紧密接触。
在利用主动式散热时可以根据实际需求并排放置1-3个半导体制冷片，以此满足不同散热功率的要求。
实例3(主、被动混合式散热)：
如图4所示，散热装置，它包括微型集热泵13、第一水管15、被动式散热器16、第二水管17、主动式散热器18和第三水管19，微型集热泵13的出水管与第一水管15的一端相连通，第一水管15的另一端与被动式散热器16的进水管相连通；被动式散热器16和主动式散热器18相串联，第二水管17的一端与被动式散热器16的出水管相连通，第二水管17的一端与主动式散热器18的进水管相连通；主动式散热器18的出水管与第三水管19的一端相连通，第三水管19的另一端与微型集热泵13的进水管相连通；使用时，微型集热泵13的泵体2的底部外侧面与热源14紧密接触。
主、被动混合式散热，就是利用半导体制冷片来提升被动散热器后部冷却液的热梯度，从而更有效地提高了散热效率。与此同时，因为制冷片提升了热梯度，因此用较小的散热面积就可以和空气交换更多的热量，从而大大减小了散热片的体积，保证了设备的小型化。根据实际的热功率需求，可任意组合主动散热器、被动散热器。
如图1、图2所示，微型集热泵13，它包括进水管1、泵体2、叶片3、电机4、泵盖5、密封圈6、叶轮7、出水管11，泵盖5安装在泵体2上，泵盖5与泵体2间设有密封圈6，泵盖5与泵体2之间的空腔为水腔9，泵体2上设有进水管1、出水管11，进水管1、出水管11分别与水腔9相通，所述的进水管1位于泵体2的侧面靠底部位置，进水管1的出口位于泵体底部的内侧中部；电机4、叶轮7和叶片3位于水腔9内，电机4安装在泵盖5上，电机4的输出与叶轮7固定连接，叶轮7上设有2-6个叶片3，叶片的下端相对上端顺着主流动方向倾斜3-5度；泵体底部的内侧面设有同心圆式的散热翘8，散热翘之间设有混流区10；泵体2的底部外侧面为平面，使用时，泵体2的底部外侧面与热源(CPU)14紧密接触。
本实用新型的微型集热泵13具有如下特点：
1、集热装置和泵的一体化设计：
液冷散热器的一个重要难题是在提高散热效率的同时，兼顾体积小和安装、使用方便。目前一般的液冷散热器采用的是三段式或四段式设计，即(1)具有吸热功能的液冷头；(2)用于产生液体流动的泵；(3)将热量散去的装置；(4)水箱；这种方案必然要求整个散热器必须分别安装三个或四个装置，从而大大增加了安装使用的难度，并且降低了系统的可靠性和效率。
本实用新型的微型集热泵13采用了一体化设计，它具有如下功能：(1)高效率的吸热能力；(2)冷却液的储存及热交换；(3)驱动冷却液循环。实际上就是将三段式或四段式设计中的液冷头、泵和水箱(由泵盖5与泵体2组成水腔9)巧妙的组合成一体，这样安装既方便、运行也可靠。
2、具有高效吸热的微型集热泵结构设计：
本实用新型的微型集热泵13由下列结构组成：(1)泵体：由高导热的金属材料(如铜、铝等)制成。它具有下列功能：a)泵体底部的外侧面与热源紧密的接触充分有效的吸取热源的热量；b)泵体底部的内侧面是散热翘，能迅速地将热量充分传递给冷却液；c)泵体与泵盖组成一个密封的水箱可盛装一定量的冷却液；d)泵体上装有冷却液的进水管、出水管。(2)泵盖：由热变形小的固体材料(如金属或非金属)制成。它具有下列功能：a)电机就安装在泵盖上；b)泵盖与泵体组成一个密封的水箱盛装冷却液。(3)电机：可采用微型永磁无刷直流电机，体积小、效率高，是微型集热泵的强劲动力源；它安装在泵盖上，转子上带有叶轮；通过叶轮的高速旋转，a)将使进入泵内的低温冷却液随之快速旋转，并与泵体底部的内侧面充分接触最大限度地吸收热量后成为高温冷却液，这样保证了集热过程中热传递的高效和均匀；b)通过冷却液的快速旋转所产生的离心力，将吸收热量后的高温冷却液压入出水口，进入循环管道。
综上所述，本实用新型中的微型集热泵具有下列功能：(1)能高效地将发热体的热量传递给冷却液；(2)能强有力地驱动冷却液在系统中快速流动进行热交换。正是由于微型集热泵的这种设计，才使应用本微型集热泵的散热系统仅包含两个装置：集热装置和散热装置。从而不仅使整个散热系统的安装和使用方便、可靠，而且更重要的是大幅度地提高了热交换的效率。
3、进水管由泵体侧面靠底部位置进入的设计：
本微型集热泵为了提高热交换的效率，采用了进水管(低温冷却液)由泵体侧面靠底部进入的设计。本微型集热泵是通过泵体底部直接吸收热源的热量，如果采用其他液冷散热系统惯用的进水管由顶端进入的设计，必然使得温度较低的冷却液不能充分与底部接触从而不能充分吸收热源的热量。因此为了提高散热器的吸热效率，本实用新型设计了进水管在泵体靠底部位置进入，充分保证了温度低的冷却液第一时间直接和泵体底部充分接触，从而减少了热交换的环节，有效地提高了热交换的效率。
4、泵体底部的内侧面设有散热翘：
结合本微型集热泵的集热和动力泵的一体化设计，为了增大热交换面积、提高吸热效率，对泵的底座内表面采用了同心圆式的散热翘(如图2)或抛物线式的散热翘(如图3)的设计。其设计特点：(1)在底座内表面加工成截面呈峰状的散热翘，这样可使热交换面积增大3-4倍；(2)为了使散热翘与冷却液的流动方向相吻合，将峰状的散热翘在底部做成同心圆或抛物线形状。这种设计保证了尽可能大的散热表面积以及尽可能小的液体流动的扰动，这样既提高了集热能力又减小了电能的消耗。
5、叶片的设计：
本实用新型的微型集热泵13的叶片为下倾式叶片，叶片的下端相对上端顺着主流动方向倾斜3-5度(见图1)。本实用新型的进水管由泵体侧面靠底部进入，而出水管设计在泵体侧面靠底部壁中部切线方向。温度低的冷却液从泵体底部的内侧中央进入，在叶片转动时产生的离心力作用下，沿着环形散热翘向泵体外围移动，在移动的过程中冷却液吸收热量不断升温。同时依靠下倾式叶片所产生的提升力，促使泵底部温度较高的冷却液尽快进入水腔9中部的出水管，从而避免温度高的冷却液长时间滞留在下部散热翘的沟槽内，加快热循环提高了热循环效率。
如图1、图3所示，微型集热泵13，它包括进水管1、泵体2、叶片3、电机4、泵盖5、密封圈6、叶轮7、出水管11，泵盖5与泵体2固定连接，泵盖5与泵体2间设有密封圈6，泵盖5与泵体2之间的空腔为水腔9，泵体2上设有进水管1、出水管11，进水管1、出水管11分别与水腔9相通，所述的进水管1位于泵体2的侧面靠底部位置，进水管1的出口位于泵体底部的内侧中部；电机4、叶轮7和叶片3位于水腔9内，电机4安装在泵盖5上，电机4的输出与叶轮7固定连接，叶轮7上设有2-6个叶片3，叶片的下端相对上端顺着主流动方向倾斜3-5度；泵体底部的内侧面设有散热翘为抛物线式的散热翘12，泵体2的底部外侧面为平面，使用时，泵体2的底部外侧面与热源(CPU)14紧密接触。
如图5、图6、图7所示，被动式散热器16主要由第一导流散热器20和第一风扇21构成，第一风扇21与第一导流散热器20固定连接。
所述的第一导流散热器20主要由被动式散热器的进水管22、第一导流管23、导流排24、被动式散热器的散热片25、固定板26、第二导流管27和被动式散热器的出水管28构成，导流排24上设有2-10个导流孔29，5-30个导流排24的两端分别与第一导流管23、第二导流管27相连，导流孔29与第一导流管23、第二导流管27相通，导流排24上设有被动式散热器的散热片25，第一导流管23、第二导流管27由固定板26固定连接，第一导流管23上设有被动式散热器的进水管22，第二导流管27上设有被动式散热器的出水管28。
其特点在于：(1)将流经第一导流散热器20的冷却液，分割成数十个通道进行散热这样扩大了冷却液的散热面积；(2)由于在每个导流排上均合理地安装了散热片(或称鳍片)25，这样导流排的散热面积也大幅度增加；(3)冷却液在细小的通道中流动不至于形成较厚的滞留层，从而提升了散热的效率。
如图8所示，主动式散热器18主要由第二导流散热器32、半导体制冷片33、主动式散热器的散热片34和第二风扇35构成，第二导流散热器32上设有主动式散热器的进水管30、主动式散热器的出水管31，第二导流散热器32位于半导体制冷片33的冷面，第二风扇35位于半导体制冷片33的热面一侧，主动式散热器的散热片34位于半导体制冷片33的热面与第二风扇35之间，第二导流散热器32、半导体制冷片33、主动式散热器的散热片34和第二风扇35相互固定连接。第二导流散热器32的结构与第一导流散热器20的结构相同。
Claims (6)
1.散热装置，其特征在于：它包括微型集热泵(13)、第一水管、第三水管和散热器，微型集热泵(13)的出水管与第一水管的一端相连通，第一水管的另一端与散热器的进水管相连通，散热器的出水管与第三水管的一端相连通，第三水管的另一端与微型集热泵(13)的进水管相连通；使用时，微型集热泵(13)的泵体(2)的底部外侧面与热源(14)紧密接触。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述的微型集热泵，它包括进水管、泵体、叶片、电机、泵盖、叶轮和出水管，泵盖与泵体固定连接，泵盖与泵体之间的空腔为水腔，泵体上设有进水管、出水管，进水管、出水管分别与水腔相通，电机、叶轮和叶片位于水腔内，电机与泵盖固定连接，电机的输出与叶轮固定连接，叶轮上设有2-6个叶片；泵体(2)的底部的内侧面设有散热翘，泵体(2)的底部外侧面为平面。
3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述的散热器为被动式散热器(16)，被动式散热器(16)主要由第一导流散热器(20)和第一风扇(21)构成，第一风扇(21)与第一导流散热器(20)固定连接。
4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于：所述的第一导流散热器(20)主要由被动式散热器的进水管(22)、第一导流管(23)、导流排(24)、被动式散热器的散热片(25)、固定板(26)、第二导流管(27)和被动式散热器的出水管(28)构成，导流排(24)上设有2-10个导流孔(29)，5-30个导流排(24)的两端分别与第一导流管(23)、第二导流管(27)相连，导流孔(29)与第一导流管(23)、第二导流管(27)相通，导流排(24)上设有被动式散热器的散热片(25)，第一导流管(23)、第二导流管(27)由固定板(26)固定连接，第一导流管(23)上设有被动式散热器的进水管(22)，第二导流管(27)上设有被动式散热器的出水管(28)。
5.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述的散热器为主动式散热器(18)，主动式散热器(18)主要由第二导流散热器(32)、半导体制冷片(33)、主动式散热器的散热片(34)和第二风扇(35)构成，第二导流散热器(32)上设有主动式散热器的进水管(30)、主动式散热器的出水管(31)，第二导流散热器(32)位于半导体制冷片(33)的冷面，第二风扇(35)位于半导体制冷片(33)的热面一侧，主动式散热器的散热片(34)位于半导体制冷片(33)的热面与第二风扇(35)之间，第二导流散热器(32)、半导体制冷片(33)、主动式散热器的散热片(34)和第二风扇(35)相互固定连接。
6.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述的散热器为被动式散热器(16)和主动式散热器(18)相串联，第二水管(17)的一端与被动式散热器(16)的出水管相连通，第二水管(17)的一端与主动式散热器(18)的进水管相连通。
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| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Jiangmen SST Electrical Appliances Co.,Ltd. Assignor: Zhang Jiong|Zhang Wei Contract record no.: 2011990000194 Denomination of utility model: Heat sink combination Granted publication date: 20070530 License type: Exclusive License Record date: 20110328 |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070530 Termination date: 20130306 |