DE202017104681U1

DE202017104681U1 - Heat exchange structure of a cooling device

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Publication number: DE202017104681U1
Application number: DE202017104681.8U
Authority: DE
Original assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Current assignee: Asia Vital Components Co Ltd
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2027-08-05

Abstract

Wärmeaustauschstruktur einer Kühlvorrichtung, umfassend • einen Hauptkörper (11), der mindestens einen ersten Raum (111) aufweist, der mit mindestens einem ersten Loch (112) und mindestens einem zweiten Loch (113) verbunden ist, wobei der erste Raum (111) eine offene Seite (1111) besitzt und mit einem Kühlfluid (2) gefüllt wird, und • einen Kühlchip (12), der eine Kaltfläche (121) und eine Heißfläche (122) aufweist, wobei die Heißfläche (122) mit der offenen Seite (1111) des Hauptkörpers (1) verbunden ist, wobei die Kaltfläche (121) auf mindestens einer Wärmequelle (3) liegt.A heat exchange structure of a refrigeration apparatus comprising • a main body (11) having at least a first space (111) connected to at least one first hole (112) and at least one second hole (113), the first space (111) forming a first space (111) and a cooling chip (12) having a cold surface (121) and a hot surface (122), the hot surface (122) being connected to the open side (1111 ) of the main body (1), wherein the cold surface (121) lies on at least one heat source (3).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Wärmeaustauschstruktur einer Kühlvorrichtung, die einen Kühlchip verwendet, der die Wärme der Wärmequelle direkt ableitet.The invention relates to a heat exchange structure of a cooling device that uses a cooling chip that dissipates the heat of the heat source directly.

Stand der TechnikState of the art

Kühlvorrichtung oder Kühlmodul weist ein einzelnes Kühlelement oder eine Vielzahl von Kühlelementen, wie Kühlkörper, Vapor-Chamber-Kühler, Wärmerohr usw., auf. Der Vapor-Chamber-Kühler und das Wärmerohr aus Kupfer oder Aluminium dienen für eine Wärmeleitung.Cooling device or cooling module has a single cooling element or a plurality of cooling elements, such as heat sink, vapor chamber cooler, heat pipe, etc., on. The vapor-chamber cooler and the heat pipe made of copper or aluminum serve for heat conduction.

Wasserkühlvorrichtung ist auch bekannt. Bei der Wasserkühlvorrichtung wird eine Bodenplatte aus guten wärmeleitenden Materialien, wie Kupfer oder Aluminium, verwendet. Diese wärmeleitende Bodenplatte steht an einer Seite direkt mit der Wärmequelle in Kontakt. Auf der anderen Seite der Bodenplatte sind Kühlrippen oder Kühlstäbe vorgesehen, um die Kühlfläche zu vergrößern. Die Seite mit den Kühlrippen oder Kühlstäben ist mit einem Hauptkörper verbunden, der mit einem Kühlfluid gefüllt wird, damit die Wärme der Kühlrippen oder Kühlstäben von dem Kühlfluid wegtransportiert wird.Water cooling device is also known. In the water cooling device, a bottom plate of good thermally conductive materials, such as copper or aluminum, is used. This thermally conductive bottom plate is directly in contact with the heat source on one side. On the other side of the bottom plate cooling fins or cooling rods are provided to increase the cooling surface. The side with the cooling fins or cooling bars is connected to a main body, which is filled with a cooling fluid, so that the heat of the cooling fins or cooling bars is transported away from the cooling fluid.

Die Wasserkühlvorrichtung transportiert durch den Kreislauf des Kühlfluids die von der Bodenplatte absorbierte Wärme weg, wodurch eine Kühlwirkung erreicht wird. Wenn die Wärme der Wärmequelle zu hoch ist und die Wasserkühlvorrichtung die von der Bodenplatte absorbierte Wärme nicht schnell wegtransportieren kann, kann keine Kühlwirkung erreicht werden. Die Kühlwirkung der Wasserkühlvorrichtung ist zwar besser als die der Luftkühlvorrichtung, kann sie jedoch die immer steigenden Anforderungen an die Kühlwirkung für die elektronischen Bauelemente auch nicht erfüllen. Daher zielt der Erfinder darauf ab, eine Wasserkühlvorrichtung anzubieten, die eine höhere Kühleffizient besitzt.The water cooling device transports the heat absorbed by the bottom plate through the circulation of the cooling fluid, thereby achieving a cooling effect. If the heat of the heat source is too high and the water cooling device can not quickly carry away the heat absorbed by the bottom plate, no cooling effect can be achieved. Although the cooling effect of the water cooling device is better than that of the air cooling device, but it can not meet the ever increasing demands on the cooling effect for the electronic components also. Therefore, the inventor aims to offer a water cooling device having a higher cooling efficiency.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeaustauschstruktur einer Kühlvorrichtung zu schaffen, der die Kühleffizient der Wasserkühlvorrichtung erheblich erhöhen kann.The invention has for its object to provide a heat exchange structure of a cooling device, which can significantly increase the cooling efficiency of the water cooling device.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Wärmeaustauschstruktur einer Kühlvorrichtung gelöst, die umfasst: einen Hauptkörper, der mindestens einen ersten Raum aufweist, der mit mindestens einem ersten Loch und mindestens einem zweiten Loch verbunden ist, wobei der erste Raum eine offene Seite besitzt und mit einem Kühlfluid gefüllt wird; und einen Kühlchip, der eine Kaltfläche und eine Heißfläche aufweist, wobei die Heißfläche mit der offenen Seite des Hauptkörpers verbunden ist, wobei die Kaltfläche auf mindestens einer Wärmequelle liegt.This object is achieved by the heat exchange structure of a cooling device according to the invention, comprising: a main body having at least a first space connected to at least a first hole and at least a second hole, the first space having an open side and a cooling fluid is filled; and a cooling chip having a cold surface and a hot surface, the hot surface being connected to the open side of the main body, the cold surface being on at least one heat source.

Der Kühlchip ersetzt die herkömmliche wärmeleitende Bodenplatte aus Kupfer und leitet direkt die Wärme der Wärmequelle ab. Da die Kaltfläche des Kühlchips eine aktive Kühlung durchführt, ist die Kühleffizienz höher. Die Wärme der Heißfläche des Kühlchips wird von dem Kühlfluid im ersten Raum des Hauptkörpers abgeleitet.The cooling chip replaces the traditional copper heat-conducting bottom plate and directly dissipates the heat from the heat source. Since the cold surface of the cooling chip performs active cooling, the cooling efficiency is higher. The heat of the hot surface of the cooling chip is dissipated by the cooling fluid in the first space of the main body.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 1 an exploded view of the first embodiment of the invention,

2 eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 2 a sectional view of the first embodiment of the invention,

3 eine Darstellung des Einsatzzustands des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 3 a representation of the operating condition of the first embodiment of the invention,

4 eine Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 4 a sectional view of the second embodiment of the invention,

5 eine Explosionsdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 5 an exploded view of the third embodiment of the invention,

6 eine Schnittdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 6 a sectional view of the third embodiment of the invention,

7 eine Explosionsdarstellung des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 7 an exploded view of the fourth embodiment of the invention,

8 eine Schnittdarstellung des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 8th a sectional view of the fourth embodiment of the invention,

9a eine perspektivische Darstellung des Kühlchips der Erfindung, 9a a perspective view of the cooling chip of the invention,

9b eine perspektivische Darstellung des Kühlchips der Erfindung, 9b a perspective view of the cooling chip of the invention,

9c eine perspektivische Darstellung des Kühlchips der Erfindung. 9c a perspective view of the cooling chip of the invention.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

Die 1, 2 und 3 zeigen das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmeaustauschstruktur einer Kühlvorrichtung 1, die einen Hauptkörper 11 und einen Kühlchip 12 umfasst.The 1 . 2 and 3 show the first embodiment of the heat exchange structure of a cooling device according to the invention 1 holding a main body 11 and a cooling chip 12 includes.

Der Hauptkörper 11 weist mindestens einen ersten Raum 111 auf, der mit mindestens einem ersten Loch 112 und mindestens einem zweiten Loch 113 verbunden ist. Der erste Raum 111 besitzt eine offene Seite 1111 und wird mit einem Kühlfluid 2 gefüllt. The main body 11 has at least a first room 111 up, with at least a first hole 112 and at least a second hole 113 connected is. The first room 111 has an open side 1111 and comes with a cooling fluid 2 filled.

Der Kühlchip 12 weist eine Kaltfläche 121 und eine Heißfläche 122 auf. Die Heißfläche 122 ist mit der offenen Seite 1111 des Hauptkörpers 1 verbunden. Die Kaltfläche 121 liegt auf mindestens einer Wärmequelle 3. Auf der Heißfläche 122 ist eine Kühlstruktur 1221 vorgesehen. Die Kühlstruktur 1221 ist durch eine Vielzahl von Kühlrippen gebildet.The cooling chip 12 has a cold surface 121 and a hot surface 122 on. The hot surface 122 is with the open side 1111 of the main body 1 connected. The cold surface 121 lies on at least one heat source 3 , On the hot surface 122 is a cooling structure 1221 intended. The cooling structure 1221 is formed by a variety of cooling fins.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Hauptkörper 11 das Gehäuse eines Wasserkühlkopfs. Der Kühlchip 12 ersetzt die herkömmliche wärmeleitende Bodenplatte aus Kupfer und schließt die offene Seite 1111 des Hauptkörpers 11, wobei die Heißfläche 122 des Kühlchips 12 dem ersten Raum 111 zugewandt ist. Bei der Arbeit fließt das Kühlfluid 2 durch das erste Loch 112 in den ersten Raum 111 und durch das zweite Loch 113 aus dem ersten Raum 111 und dem Hauptkörper 11. Die Kaltfläche 121 des Kühlchips 12 steht mit der Wärmequelle 3 in Kontakt und absorbiert direkt die Wärme der Wärmequelle. Die Heißfläche 122 des Kühlchips 12 führt einen Wärmeaustausch mit dem Kühlfluid 2 im ersten Raum 111 durch. Da die Kühlwirkung der Kaltfläche 121 des Kühlchips 12 höher als die der herkömmlichen Wasserkühlvorrichtung ist, wird die Kühleffizienz erheblich erhöht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Kühlvorrichtung weiter eine Pumpe 4 und einen Wasserbehälter 5 auf. Die Pumpe 4 ist durch ein erstes Rohr 6 und ein zweites Rohr 7 mit dem Hauptkörper 11 und dem Wasserbehälter 5 verbunden. Der Wasserbehälter 5 ist durch ein drittes Rohr 8 mit dem Hauptkörper 11 verbunden. Die Pumpe 4 fördert das Kühlfluid 2 in und aus dem ersten Raum 111 des Hauptkörpers 11. Der Wasserbehälter 5 dient zum Kühlen des Kühlfluids 2.In the present embodiment, the main body 11 the housing of a water cooling head. The cooling chip 12 replaces the conventional copper heat-conducting bottom plate and closes the open side 1111 of the main body 11 where the hot surface 122 of the cooling chip 12 the first room 111 is facing. At work, the cooling fluid flows 2 through the first hole 112 in the first room 111 and through the second hole 113 from the first room 111 and the main body 11 , The cold surface 121 of the cooling chip 12 stands with the heat source 3 in contact and directly absorbs the heat of the heat source. The hot surface 122 of the cooling chip 12 performs a heat exchange with the cooling fluid 2 in the first room 111 by. Because the cooling effect of the cold surface 121 of the cooling chip 12 is higher than that of the conventional water cooling device, the cooling efficiency is greatly increased. In the present embodiment, the cooling device further comprises a pump 4 and a water tank 5 on. The pump 4 is through a first pipe 6 and a second tube 7 with the main body 11 and the water tank 5 connected. The water tank 5 is through a third pipe 8th with the main body 11 connected. The pump 4 promotes the cooling fluid 2 in and out of the first room 111 of the main body 11 , The water tank 5 serves to cool the cooling fluid 2 ,

4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der erste Raum 111 mindestens eine erste Kammer 111a und eine zweite Kammer 111b aufweist. Die erste und zweite Kammer 111a, 111b liegen aufeinander. Die erste und zweite Kammer 111a, 111b sind mit dem ersten und zweiten Loch 112, 113 verbunden. In der ersten Kammer 111a ist eine Pumpe 4 angeordnet. Die zweite Kammer 111a ist der offenen Seite 1111 zugewandt. Die Heißfläche 122 des Kühlchips 12 ist der zweiten Kammer 122 zugewandt und schließt die offene Seite 1111 des Kühlchips 12. 4 shows the second embodiment of the invention, which differs from the first embodiment only in that the first space 111 at least a first chamber 111 and a second chamber 111b having. The first and second chambers 111 . 111b lie on each other. The first and second chambers 111 . 111b are with the first and second hole 112 . 113 connected. In the first chamber 111 is a pump 4 arranged. The second chamber 111 is the open side 1111 facing. The hot surface 122 of the cooling chip 12 is the second chamber 122 turned and closes the open side 1111 of the cooling chip 12 ,

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Hauptkörper 11 eine Wasserkühlvorrichtung. In der ersten Kammer 111a ist die Pumpe 4 angeordnet. Die Pumpe 4 fördert das Kühlfluid 2 in und aus der ersten und zweiten Kammer 111a, 111b des Hauptkörpers 11, damit das Kühlfluid mit der Heißfläche 122 des Kühlchips 12 einen Wärmeaustausch durchführt.In this embodiment, the main body 11 a water cooling device. In the first chamber 111 is the pump 4 arranged. The pump 4 promotes the cooling fluid 2 in and out of the first and second chambers 111 . 111b of the main body 11 , so that the cooling fluid with the hot surface 122 of the cooling chip 12 performs a heat exchange.

Die 5 und 6 zeigen das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der Hauptkörper 11 einen ersten Teil 11a und einen zweiten Teil 11b aufweist. Der erste und zweite Teil 11a, 11b sind in der horizontalen Richtung miteinander verbunden. Der zweite Teil 11b besitzt einen zweiten Raum 111c. Im ersten Raum 111 des ersten Teils 11a ist eine Pumpe 4 angeordnet. Der Kühlchip 12 ist dem zweiten Raum 111c des zweiten Teils 11b zugewandt und schließt den zweiten Raum 111c. Das erste Loch 112 befindet sich an dem ersten Teil 11a und ist mit dem ersten Raum 111 verbunden. Das zweite Loch 113 befindet sich an dem zweiten Teil 11b und ist mit dem zweiten Raum 111c verbunden. Die Pumpe 4 fördert das Kühlfluid in und aus dem ersten und zweiten Raum 111, 111c, damit das Kühlfluid mit der Heißfläche 122 des Kühlchips 12 des zweiten Teils 11b einen Wärmeaustausch durchführt. Da die Temperatur der Kaltfläche 122 des Kühlchips 12 niedriger ist als die des Kühlfluids 2 ist, kann eine bessere Kühlwirkung für die Wärmequelle 3 erreicht werden.The 5 and 6 show the third embodiment of the invention, which differs from the first embodiment only in that the main body 11 a first part 11a and a second part 11b having. The first and second part 11a . 11b are connected in the horizontal direction. The second part 11b owns a second room 111c , In the first room 111 of the first part 11a is a pump 4 arranged. The cooling chip 12 is the second room 111c of the second part 11b turned and closes the second room 111c , The first hole 112 is located at the first part 11a and is with the first room 111 connected. The second hole 113 is located at the second part 11b and is with the second room 111c connected. The pump 4 conveys the cooling fluid into and out of the first and second spaces 111 . 111c , so that the cooling fluid with the hot surface 122 of the cooling chip 12 of the second part 11b performs a heat exchange. As the temperature of the cold surface 122 of the cooling chip 12 lower than that of the cooling fluid 2 is, can a better cooling effect for the heat source 3 be achieved.

Die 7 und 8 zeigen das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass auf der Heißfläche 122 eine Kühlstruktur 1221 vorgesehen ist, die durch eine Vielzahl von Kühlrippen gebildet ist. Zwischen den Kühlrippen sind Kanäle 1222 gebildet. An einer Seite der Kühlrippen ist eine Pumpe 4 angeordnet. Die Pumpe 4 fördert das Kühlfluid 2 zu den Kühlrippen, damit das Kühlfluid mit den Kühlrippen einen Wärmeaustausch durchführt. Das Kühlfluid fließt durch die Kanäle 1222 und das zweite Loch 113 aus dem Hauptkörper 11.The 7 and 8th show the fourth embodiment of the invention, which differs from the first embodiment only in that on the hot surface 122 a cooling structure 1221 is provided, which is formed by a plurality of cooling fins. Between the cooling fins are channels 1222 educated. On one side of the cooling fins is a pump 4 arranged. The pump 4 promotes the cooling fluid 2 to the cooling fins, so that the cooling fluid with the cooling fins performs a heat exchange. The cooling fluid flows through the channels 1222 and the second hole 113 from the main body 11 ,

Wie aus den 9a, 9b und 9c ersichtlich ist, ist auf der Heißfläche 122 des Kühlchips eine Kühlstruktur 1221 vorgesehen. Die Kühlstruktur 1221 kann durch eine Vielzahl von Kühlstäben 9a, eine Vielzahl von Kühlrippen 9b oder die Kombination von einer Vielzahl von Kühlstäben und Kühlrippen 9c gebildet sein.Like from the 9a . 9b and 9c is visible on the hot surface 122 of the cooling chip a cooling structure 1221 intended. The cooling structure 1221 can through a variety of cooling bars 9a , a plurality of cooling fins 9b or the combination of a plurality of cooling bars and cooling fins 9c be formed.

Das Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Kühlchip 12 die Bodenplatte aus Kupfer der herkömmlichen Wasserkühlvorrichtung ersetzt und die Wärme der Wärmequelle 3 direkt ableitet, wodurch die Kühleffizienz der Wasserkühlvorrichtung erhöht wird.The feature of the invention is that the cooling chip 12 replaced the copper base plate of the conventional water cooler and the heat of the heat source 3 directly dissipates, whereby the cooling efficiency of the water cooling device is increased.

In den obergenannten Ausführungsbeispielen wird eine Pumpe verwendet, das Kühlfluid zu fördern. Darauf ist die Erfindung nicht beschränkt.In the above embodiments, a pump is used to deliver the cooling fluid. The invention is not limited thereto.

Claims

Heat exchange structure of a cooling device, comprising • a main body ( 11 ), the at least one first room ( 111 ) having at least one first hole ( 112 ) and at least one second hole ( 113 ), the first space ( 111 ) an open page ( 1111 ) and with a cooling fluid ( 2 ), and • a cooling chip ( 12 ), which has a cold surface ( 121 ) and a hot surface ( 122 ), wherein the hot surface ( 122 ) with the open side ( 1111 ) of the main body ( 1 ), the cold surface ( 121 ) on at least one heat source ( 3 ) lies.

Heat exchange structure according to claim 1, characterized in that the first space ( 111 ) at least one first chamber ( 111 ) and a second chamber ( 111b ), wherein the first and second chambers ( 111 . 111b ) are superposed, the first and second chambers ( 111 . 111b ) with the first and second holes ( 112 . 113 ), wherein in the first chamber ( 111 ) a pump ( 4 ) is arranged.

Heat exchange structure according to claim 1, characterized in that on the hot surface ( 122 ) a cooling structure ( 1221 ), the cooling structure ( 1221 ) is formed by a plurality of cooling bars.

Heat exchange structure according to claim 1, characterized in that the main body ( 11 ) a first part ( 11a ) and a second part ( 11b ), the first and second parts ( 11a . 11b ) are interconnected in the horizontal direction, the second part ( 11b ) a second room ( 111c ), where in the first room ( 111 ) of the first part ( 11a ) a pump ( 4 ), wherein the cooling chip ( 12 ) the second room ( 111c ) of the second part ( 11b ) and the second room ( 111c ) closes.

Heat exchange structure according to claim 1, characterized in that on the hot surface ( 122 ) a cooling structure ( 1221 ), which is formed by a plurality of cooling fins, wherein between the cooling fins channels ( 1222 ) are formed, wherein on one side of the cooling fins a pump ( 4 ) is arranged.

Heat exchange structure according to claim 1, characterized by a pump ( 4 ) and a water tank ( 5 ), whereby the pump ( 4 ) through a first tube ( 6 ) and a second tube ( 7 ) with the main body ( 11 ) and the water tank ( 5 ), the water tank ( 5 ) through a third tube ( 8th ) with the main body ( 11 ), the pump ( 4 ) the cooling fluid ( 2 ) in and out of the first room ( 111 ) of the main body ( 11 ), wherein the water tank ( 5 ) for cooling the cooling fluid ( 2 ) serves.