TWI293860B - - Google Patents

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TWI293860B
TWI293860B TW094121472A TW94121472A TWI293860B TW I293860 B TWI293860 B TW I293860B TW 094121472 A TW094121472 A TW 094121472A TW 94121472 A TW94121472 A TW 94121472A TW I293860 B TWI293860 B TW I293860B
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Hironori Oikawa
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Description

1293860 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明爲利用泵使液體循環的液體循環系統及使用該 系統的液體冷卻系統,特別是具備可小型化的栗與其組裝 構造的液體循環的液體循環系統及使用該系統的液體冷卻 系統。 Φ 【先前技術】 近年來個人電腦和伺服器所採用的裝置及積體電路’ 特別是中央處理器(以下簡稱爲CPU )的高速化正持續地 發展中,伴隨而來的是發熱量的大增。 現今,CPU冷卻的主流,是採用將散熱片固定於CPU ,在將鰭片組裝於散熱片上,利用冷卻風吹送至散熱片的 直接氣冷方式。但是,直接氣冷方式的冷卻,由於隨著裝 置的高密度化而於CPU的周邊空間產生限制,而對散熱 <1片的尺寸有所限制,進而限制其冷卻能力,且由於風扇尺 寸也受到限制,爲了獲得大風量而必須以高速使小型風扇 產生迴轉,而導致噪音大增。 因此,爲了利用更有效率的大型散熱片和大型風扇, 乃嘗試採用根據液體冷卻系統的熱輸送手段。但是,一般 的液體冷卻系統其構件數量遠多於氣冷系統而難以小型化 ’因此對於液體冷卻系統則有降低構件數量及小型化的要 求。 而可達成液體冷卻系統之小型化的相關技術,如日本 -4- (2) 1293860 特開2004-926 1 0號公報所記載的技術早爲大眾所 該技術爲泵(p U m p )之小型化的相關技術,其中是 徑小的動葉輪。 此外,其他的相關技術,譬如日本特開2003 號公報所記載的技術也同樣爲大眾所熟知。該技術 使離心泵形成薄型化,而採用薄型動葉輪與外徑小 port )所構成的栗。 § 另外,其他爲大眾所熟知的相關技術,如日 2004-4792 1號公報所記載,藉由使泵和冷卻用夾套 體化而可使液體冷卻系統小型化的技術。 【發明內容】 上述日本特開2004-926 1 0號公報所記載的相 ,由於外徑小的動葉輪較外徑大之動葉輪的效率差 產生流量增加不易的缺點。此外,日本特開2 0 0 3 · φ號公報所記載的相關技術,其離心泵具有較其他方 如活塞式泵的開放流量更多,靜壓更低的特性。據 用外徑小之埠的上述相關技術,特別是當採用黏性 卻液時,具有冷卻液流量不彰的缺點。此外,曰 2004_4792 1號公報所記載的相關技術,由於泵 pump casing)的局部成爲受熱面,因此泵殼體的形 不配合冷卻對象的形狀而形成特殊形狀,導致泵本 用性大減,進而產生因量產效果而難以降低成本的| 此外,上述各相關技術,均爲採用離心泵的液 熟知。 採用外 343492 是爲了 的埠( 本特開 形成一 關技術 ,因此 .343492 式,譬 此,採 高的冷 本特開 殼體( 狀不得 身的共 問題。 體冷卻 -5- (3) 1293860 系統,因此也具有離心泵的基本問題,也就是一旦空氣混 入泵內部,將導致液體的流動停止。該問題形成··泵內部 的空間越少,容易產生因空氣混入所衍生之液體流動的停 止。 而追求零維護(Maintenance Free)之液體冷卻系統 的問題,是冷卻液從泵表面的滲透,也就是冷卻液滲過構 成泵殻體之材料而散失的問題。該問題雖然可藉由採用金 # 屬作爲泵的殼體而獲得解決,實際上在必須採用磁力驅動 動葉輪的場合中,卻不得採用金屬作爲殼體而必須採用聚 合物材料。而雖然與磁力不相關部分可採用金屬,卻又導 致成本大增的問題產生。 本發明的目的是提供一種:可解決上述習知技術之缺 點及離心泵所具有的上述問題,並可降低構件數量且能小 型化的液體循環系統及採用該系統的液體冷卻系統。 根據本發明,上述的目的可藉由以下的方式達成:在 #利用具備動葉輪且該動葉輪具有複數扇葉之泵使液體產生 循環的液體循環系統中,上述的泵是隔著液體密封機構組 裝在設於液體循環流路中之構件壁面的開口部,而使該泵 部的動葉輪配置於上述構件的內部,在上述構件的內部, 在面對動葉輪中心的位置設置著設有孔的分隔板,並於具 有上述開口部的壁面與上述分隔板之間設置璋,藉由上述 動葉輪的迴轉形成從上述構件內部經過上述孔而朝上述埠 方向的液體流。 在上述的說明中,具備上述動葉輪的泵是由:貫穿上 -6- (4) 1293860 述動葉輪之迴轉軸中心的軸;及將上述軸支 :及組裝於動葉輪的永久磁鐵;及以包夾前 置於動葉輪的相反面,用來驅動動葉輪迴轉 成。 此外,上述目的可藉在具有執行熱交換 冷卻液的構件、及接觸發熱構件來對發熱構 構件的液體冷卻系統中,採用上述液體循環 •成。 根據本發明,可達成液體循環系統的小 低因配管所導致的壓力損失。 以下,參考圖面詳細地說明本發明的理 話雖如此,本發明卻不侷限於上述的實施形] 【實施方式】 [第1實施形態] 第1圖,爲顯示本發明實施形態的液體 #用之電子機器構造例的斜視圖。在第1圖中 ’ 102爲主機板,1〇3爲CPU,104爲晶片組 體,106爲PCI板,107爲硬碟,108爲光碟 碟機,110爲電源,111a、111b爲夾套,Π Π 3爲儲槽部,1 1 4爲泵部,1 1 5爲風扇,1 1 此外’第1圖所顯示的電子機器,是以高約 型伺服器,也就是所謂的1 U伺服器作爲範例 作爲第1圖所示之電子機器的伺服暑 CPU 103、晶片組1〇4、記憶體105、PCI板 承成垂直的壁 述壁的方式設 的電磁鐵所構 構件、及保持 件執行冷卻之 系統的方式達 型化,更能降 想實施形態。 m 〇 冷卻系統所適 ,1 〇 1爲機殼 ,:105爲記憶 機,109爲軟 2爲散熱器, 6〜118爲管。 4 4 · 4 mm的薄 f 〇 I,是構成將 106搭載於設 (5) 1293860 在機殼1 〇 1內部的主機板1 〇 2上。此外,將外部記憶裝置 之硬碟107、光碟機108及軟碟109搭載於前方’並將電 源Π 〇達載於機殼1 〇 1的背面側。 設於上述伺服器的液體冷卻系統是由:組裝著風扇 1 1 5的散熱器1 1 2 ;和設於散熱器1 1 2其中一端的儲槽部 1 1 3 ;和設於散熱器1 1 2另一端的泵部1 1 4 ;和組裝於2個 CPU103的夾套111a、111b;和連接於夾套之間的管118 φ ;和連接夾套1 1 1 b與儲槽部1 1 3的管1 1 6 ;和連接夾套 1 1 1 a與泵部1 1 4的管1 1 7 ;及於管1 1 7內部循環的冷卻液 所構成。 而上述的冷卻液,可採用乙二醇或丙二醇與水的混合 液,將乙二醇或丙二醇混入水中約3 0 %左右的混合液即可 〇 液體冷卻系統的夾套1 1 la與1 1 lb,是組裝於CPU 103 以吸收CPU 103的熱。詳細地說,該夾套111a與111b是 馨由銅或鋁等導熱性高的金屬所形成。接著,夾套111a、 i 1 lb與CPU 103的接觸面,是包夾著散熱膏(Thermal Compound )或熱傳導性高的矽橡膠等形成按壓固定,而 構成將CPU 103所產生的熱有效率地傳導致夾套。此外, 在夾套1 1 la、1 lib內部有冷卻液流動,來自於CPU 103的 熱將傳導至冷卻液後運往散熱器1 1 2。 使冷卻液冷卻的散熱器1 1 2內,設有儲藏冷卻液的儲 槽部Π 3、及產生液體流動(以下簡稱爲液流)的泵部 1 1 4。對於具有上述泵部1 1 4之散熱器1 1 2的詳細構造將 -8- (6) 1293860 於稍後作詳細地說明。此外散熱器1 12內,組 I 1 5,可對散熱器1 1 2送風。 如以上所說明,液體冷卻系統的配管 II 6〜118所構成,管116是連接於夾套111b與信 之間,管117是連接於泵部114與夾套111a之 1 1 8是連接於夾套1 1 1 a與夾套1 1 1 b之間。 本實施形態中冷卻液的流動順序,是形成泵 φ 夾套111a-夾套111b —儲槽部113 -散熱器1 1 1 4的流動順序。如此一來,藉由使經散熱器1 ] 冷卻液流至泵部1 1 4,可防止泵部1 1 4的過熱。 第2圖爲顯示第1圖之泵部1 1 4構造的剖面 圖爲說明構成泵部的動葉輪及扇葉的形狀、電磁 、永久磁鐵的配置的圖,第4圖爲顯示根據實施 體冷卻系統構造的剖面圖。第4圖所示的液體冷 是將泵部1 1 4組裝於散熱器1 1 2所構成的液體冷 Φ在第2〜4圖中,2〇1爲動葉輪,2〇2爲永久磁鐵, 葉,204爲軸承,205爲軸,206爲墊片,207 208爲停止器,209爲彎折部,210爲襯墊,211 ,301爲流路,302爲鰭片,3〇3爲壁面,304 1 爲分隔板,3 06爲埠,3 07爲螺絲,其他的圖號! 相同。 泵部1 4是構成與馬達形成一體的離心式泵 圖所示,泵部14是由:永久磁鐵2〇2、和具有扇 動葉輪2〇1、和支承動葉輪201的底壁207、及 裝有風扇 ,是由管 f槽度113 間,而管 部 114 一 1 2 —泵部 I 2降溫的 丨圖,第3 鐵的配置 形態之液 卻系統, 卻系統。 203爲扇 爲底壁, 爲電磁鐵 i 孔,3 0 5 與第1圖 ,如第2 葉2 03的 組裝於底 (7) 1293860 壁2 07的電磁鐵211所構成。動葉輪201如第3 ( a b)圖所示具有複數個永久磁鐵202,並具有複數 203。在動葉輪201的中心設有軸承204,且軸205 承204。貫穿軸承204內的軸205,於其上下設有 片206,底面側的墊片206,是埋入形成缺口形狀 2 0 7後固定,上部側的墊片2 0 6則是由停止器2 0 8 部209形成無法迴轉。 • 第2圖中的軸承204、軸205、墊片206,可由 良耐磨耗性的材質,譬如陶瓷等所構成。此外,軸 由於與上下墊片206形成接觸,而於動葉輪迴轉時 各構件的接觸面形成摩擦,如上所述由於各構件具 的耐磨耗性,故使用壽命長。 支承軸的底壁207,在與組裝動葉輪201之面 側的面上設有襯墊2 1 0,並於相反面設有電磁鐵2 於底壁207的電磁鐵211與設於動葉輪201的永 φ 2 02,構成驅動動葉輪201迴轉的馬達。設於底壁 電磁鐵211如第3(b)圖所示,是由在垂直貫穿 2 07的方向產生磁力的複數個線圈所構成,設於 201的永久磁鐵202同樣如第3 ( b)圖所示,爲在 穿於底壁207的方向產生磁力的複數個永久磁鐵, 磁鐵是配置成彼此極性不同。 由於促使動葉輪20 1迴轉的馬達是由:隔著底 形成相對的永久磁鐵2 02與電磁鐵2 1 1所構成,因 207必須採用由磁力可穿透之材質構成的構件,可 個扇葉 貫穿軸 2個墊 的底壁 的彎折 具有優 承 2 04 使上述 有良好 的同一* "。設 久磁鐵 207的 於底壁 動葉輪 垂直貫 相鄰的 壁 207 此底壁 由硬質 -10- (8) 1293860 塑膠等所形成。 泵部Π 4,並非如傳統所使用的泵一般爲璋與確保水 密封的機殼。此外,不僅能以第2圖所示的結構單獨使用 ,更能組裝於其他的散熱器、儲槽等發揮泵的功能。因此 ,參考第4圖來說明將第2圖所示泵部114組裝於散熱器 1 1 2的構成例。第4圖所示的箭頭,是表示冷卻液的液流 〇 Φ 散熱器1 1 2是由:構成複數個流路3 0 1的配管、及組 裝於配管的大量鰭片3 02所構成,並分別於左右設置儲槽 部1 1 3與泵部1 1 4,且分別由流路3 0 1形成連接。複數個 流路3 0 1,·是形成平行的流路,且鰭片3 02在流路3 0 1處 形成導熱性接觸。如此一來,流經流路3 0 1之冷卻液的熱 將傳導致鰭片302。上述流路301與鰭片3 02 ’是可承接 風扇115的風,並在此降低冷卻液的熱度。而散熱器Π2 是由具有良好熱傳導性的銅或鋁之類的金屬構件所形成。 Φ 儲槽部1 1 3,可藉由貯留一定數量的冷卻液’以確保 液體冷卻系統長時間的可靠性。液體冷卻系統中,聚合物 構件等是用於會產生水分滲透的構件,從該部分產生水分 的滲透而使液體數量緩緩減少。一般來說,儲槽部113爲 了可耐長時間的使用,而必須保持充分的液體數量,但在 本實施型態中如稍後所詳述地,由於減少聚合物材料的使 用量而可降低水分的滲透量,故可採用較傳統更小型的儲 槽。 散熱器1 1 2之泵部Π 4的組裝側’是由開設有孔的壁 -11 - (9) 1293860 面3 03所構成,並將泵部1 14組裝入該壁面3 03。泵部 1 14是由螺絲3 07固定於壁面3 03。壁面3 03與泵部1 14 之底壁207間由於夾藉著墊片210,因此不會從該處漏液 。此外,在散熱器112開設有孔的壁面3 03內側,於靠近 組裝於壁面3 03之泵部1 1 4的動葉輪20 1卻不會形成接觸 的位置,設置開設有孔3 04的分隔板3 05。該孔3 04是設 成面對動葉輪201的中心部,於該孔304的流路301側, φ 設有可集中來自於複數流路30 1之冷卻液後導引至孔304 的腔室。此外,被分隔板3 0 5所分隔之空間中的動葉輪側 ,也就是在分隔板3 05與壁面3 03間設有埠306。 根據上述的結構,藉由迴轉驅動動葉輪201,可從設 於分隔板3 05的孔304吸入流經散熱器112之流路301的 冷卻液,而形成冷卻液從埠3 06流出。此外,泵部1 14是 在組裝入散熱器1 1 2的狀態下運轉,可不需要連接泵部與 散熱器的配管,而能使液體冷卻系統小型化。除此之外, 可消除因配管所造成的壓力耗損。詳細地說,利用動葉輪 210之扇葉203的迴轉所產生的負壓來吸入液體的部分, 是分隔板3 05的孔3 04。由於孔3 04的孔徑並無限制,故 可製作成相當的大,而形成可忽略壓力耗損程度的大小。 換言之,在傳統技術的場合中,泵部與散熱器是採用 配管形成連接的結構,一旦配管過粗,由於泵璋本身也過 於粗大而導致泵的大型化。因此,一旦使泵形成小型化, 璋也不得不形成小的痺徑,而因爲壓力損失導致流量的下 降。 -12- (10) 1293860 此外,在傳統技術的場合中,水分會從泵的整個 產生滲透,但由於根據本實施型態的泵部Π 4,是形 半埋入金屬製之散熱器1 1 2的形狀,因此從泵部1 1 4 的水分滲透,僅限於底壁207的表面。該底壁207, 其表面積爲傳統泵殼體的1 /2以下,因此水分的滲透 爲傳統的1/2以下。 除此之外,本實施型態是將組裝泵部1 1 4之壁面 φ 的孔,作爲液體冷卻系統的液體注入用孔,並可將 114當作上述孔的「蓋子」使用。壁面3 03的孔,由 孔徑大於配管的管徑,故容易執行液體的注入。 而本實施型態雖然是說明將儲槽部1 1 3設於散 1 1 2的例子,但本發明亦可使儲槽部1 1 3與散熱器1 1 成各自獨立,並採用配管形成連接。 [第2實施形態] Φ 第5圖爲顯示第2實施形態之液體冷卻系統構造 面圖,參考該圖面說明根據本實施型態的液體冷卻系 第5圖所示的液體冷卻系統,是構成將泵部組裝於獨 儲槽部。在第5圖中,401爲儲槽,402、403爲埠, 爲壁面,405爲孔,406爲分隔板,其他的圖號則與第 圖相同。第5圖所示的箭頭,是表示冷卻液的液流。 在第5圖中,儲槽401是由金屬構成,儲槽401 面具有開設可組裝泵部1 1 4之孔的壁面4 0 4,並將 114組裝入該孔中。泵部114的扇葉203,是進入壁面 殼體 成一 產生 由於 量可 303 泵部 於其 熱器 2形 的剖 統。 立的 404 1〜4 的底 泵部 -13- 404 (11) 1293860 的的內部側。泵部114是由螺絲3 0 7固定於壁面4 0 4 °壁 面404與泵部114之底壁207間由於夾藉著墊片210,因 此不會從該處漏液。此外,在儲槽4 0 1開設有孔的壁面 404內側,於靠近組裝於壁面404之泵部1 14的動葉輪 201卻不會形成接觸的位置,設置開設有孔405的分隔板 4 06。該孔405是設成面對動葉輪201的中心部’於該孔 4 0 5是面對儲槽內的冷卻液形成直接開口。此外’被分隔 •板4 0 6所分隔之空間中的動葉輪側,也就是在分隔板4 0 6 與壁面4 0 4間設有冷卻液的出口埠4 0 3,在儲槽4 0 1的上 部設有冷卻液的入口埠402。 根據上述的結構,藉由迴轉驅動動葉輪201’可從設 於分隔板4 0 6的孔4 0 5吸入儲槽4 0 1內的冷卻液’而形成 冷卻液從出口埠403流出。此外,泵部1 1 4是在組裝入儲 槽401的狀態下運轉,可不需要連接泵部1 14與儲槽401 的配管,而能使液體冷卻系統小型化。除此之外,可消除 因配管所造成的壓力耗損。詳細地說,利用動葉輪2 1 0之 扇葉203的迴轉所產生的負壓來吸入液體的部分,是分隔 板406的孔405。由於孔405的孔徑並無限制,故可製作 成相當的大,而形成可忽略壓力耗損程度的大小。 雖然第5圖中並未顯示,但從出口埠403所流出的冷 卻液,會依序流經夾套、散熱器後從入口埠402回到儲槽 40卜 換言之,在傳統技術的場合中,泵部與散熱器是採用 配管形成連接的結構,一旦配管過粗,由於泵璋本身也過 -14- (12) 1293860 於粗大而導致泵的大型化。因此,一旦使泵形成小型化’ 埠也不得不形成小的埠徑,而因爲壓力損失導致流量的下 降。 此外,在傳統技術的場合中,水分會從泵的整個殼體 產生滲透,但由於根據本實施型態的泵部1 1 4,是形成一 半埋入金屬製之儲槽40 1的形狀,因此從泵部1 1 4產生的 水分滲透,僅限於底壁207的表面。該底壁207,由於其 φ表面積爲傳統泵殼體的1 /2以下,因此水分的滲透量可爲 傳統的1/2以下。 .除此之外,本實施型態是將組裝泵部114之儲槽401 4 之壁面404的孔,作爲液體冷卻系統的液體注入用孔,並 可將泵部1 1 4當作上述孔的「蓋子」使用。壁面404的孔 ,由於其孔徑大於配管的管徑,故容易執行液體的注入。 此外,一般來說離心泵具有當空氣混入時而導致液流 停止的問題,因此當空氣混入時必須排出空氣,傳統技術 #的液體冷卻系統,由於市利用配管形成連接而提高壓力的 損失,因此需要特別的手段來排出泵內部的空氣。 相對於此,根據本實施形態,則可輕易地排出泵內部 的空氣。換言之,第5圖所示的本發明實施形態在泵部 1 1 4的內部滯留空氣時,亦即當空氣滯留於由分隔板40 6 與壁面404所包圍之動葉輪201的扇葉203周圍時,只需 停止泵部1 1 4的動作便能使空氣從孔405朝上部脫出。如 此一來,根據本實施形態,可輕易地執行泵內部空氣的排 出。 -15- (13) 1293860 此外,液流的停止,是發生在當空氣滯留於動葉輪 201之扇葉203的周圍,換句話說就是當該空間的液量降 低時。根據本實施型態,包圍動葉輪201之扇葉203的容 積,也就是指由儲槽401內部之分隔板406所包圍的動葉 輪2 01之扇葉203周圍的空間,爲儲槽401的一部份,通 常儲槽的尺寸大於泵,由於其容量也就是液量是大於傳統 的泵,故能降低空氣混入的影響而不易引發液泵停止。 [第3實施形態] 第6圖爲顯示第3實施形態之液體冷卻系統構造的剖 面圖,參考該圖面說明本實施型態的液體冷卻系統。第6 圖所示的液體冷卻系統,是泵部與散熱器形成一體的液體 冷卻系統。在第6圖中,501爲夾套,502、503爲埠, 5 04爲壁面,5 05爲孔,506爲導管,5 07爲開口,508爲 散熱片,其他的圖號與第1、2圖相同。此外第6圖中所 φ示的箭頭,是表示冷卻液的液流。 在第6圖中,夾套501是由熱傳導性良好的金屬,譬 如銅或鋁所構成,在夾套501的底面,是隔著導熱膏等與 CPU等欲冷卻的發熱體接合。此外,在夾套501的側面, 設有冷卻液的入口埠502與出口埠5 03,並於頂面504設 有孔5 05。該頂面504的孔5 05內裝入著泵部1 14,動葉 輪的扇葉203,則進入夾套的內部。此外,雖然圖面中未 顯示,但與其他實施型態相同,泵部1 1 4是由螺絲所固定 ,且由於在頂面5 04與泵部1 1 4之間夾介著墊片,因此液 -16- (14) 1293860 體不會從夾套5 0 1與泵部1 1 4之間滲漏。 在夾套501的內部具備導管506。該導管506是以包 含部分排列成格子狀之銷狀的散熱片的狀態形成覆蓋。此 外,導管506與入口埠5 02形成連接,並設有開口 507。 開口 5 07是設成面對動葉輪201之扇葉203的中心部。換 言之,導管5 06具有從入口埠5 02到動葉輪201的扇葉 203中心部之配管的功能。因此,一旦使動葉輪201的扇 φ葉迴轉,由於其中心部形成負壓,因此入口璋5 02具有吸 入口的功能。此外,設於夾套5 01內部的散熱片5 0 8,其 與發熱體接觸的面,也就是與夾套501的底面一體成形而 構成可傳導發熱體的熱。接著,被傳導至散熱片5 08的熱 ,是藉由與冷卻液接觸而形成冷卻。 根據上述的結構,本實施型態中與夾套形成一體的液 體冷卻系統,可較傳統的夾套提高熱傳導率。接下來對此 進行詳細的說明。 φ 首先,從埠5 02進入的冷卻液,是通過導管5 06後從 開口 507吸入動葉輪201的扇葉203。由於在導管506的 內部也存在散熱片508,故此時也能形成一定程度的冷卻 。通過動葉輪201之扇葉203的冷卻液,一邊由動葉輪 201的扇葉203所攪拌,一邊拍擊由導管5 06所覆蓋之部 分以外的散熱片5 0 8,在此之後,從出口璋5 03朝圖面中 未顯示的儲槽、散熱器流出。 熱傳導率是冷卻液的流速越快、或越形成衝擊的噴流 時效率越好。在本實施型態中,是藉由動葉輪20 1之扇葉 -17- (15) 1293860 2 03的迴轉在夾套內部形成迴轉的液流,而形成拍擊散熱 片5 0 8的衝擊噴流。因此,構成第6圖所示之液體冷卻系 統的夾套,其內部液流速度是較傳統僅單純地通過冷卻液 的夾套更快,此外,由於形成衝擊的噴流,故能提高熱導 率進而提高冷卻性能。 此外在第6圖中,泵部1 1 4是在裝入夾套5 0 1的狀態 下形成運轉,因此不需要連接泵的配管,可達成液體冷卻 •系統的小型化。 在本實施型態中,雖然散熱片5 08的形狀爲排列成格 子狀的鰭片,旦鰭片卻不受上述形狀的限制,只要是能與 冷卻液接觸的面積越大,無論是哪一種形狀皆可。 第7圖爲顯示泵部114之其他構造的剖面圖。在第7 圖中,701爲Ο型環,其他圖號與第2圖相同。 在第1〜3實施型態中,爲了掩埋泵部、與裝有泵部之 構件間的間隙而採用墊片,但亦可如第7圖所示,採用Ο •型環來封閉泵部、與裝有泵部之構件間的間隙。此外,雖 然圖面中未顯示,亦可形成利用鉚接所形成的水密( watertight)構造。重要的是,只要是能掩埋泵部、與裝 有泵部之構件間之間隙的構造即可。 此外’構成泵部1 1 4之與永久磁鐵2 0 2與電磁鐵2 1 1 的實際安裝構造’亦可如第7圖所示,永久磁鐵2〇2呈〇 型環狀,而電磁鐵2 1 1形成埋設的型態。此外,動葉輪 2 0 1整體亦可爲永久磁鐵。重要的是,只要能發揮使動葉 輪迴轉的功能即可。 -18- (16) 1293860 在第1〜3實施型態中,產生液流之泵部的特徵是由: 動葉輪、軸、將上述軸支承成垂直的壁、及以包夾該壁的 方式位於動葉輪相反側的電磁鐵所構成,因此不需如傳統 的泵一樣,構成具備確保埠和水密的殼體。而液體循環通 路中之構件的壁面,具有尺寸大於動葉輪以上的開口,並 將上述泵部組裝入上述開口部,並於上述泵部的壁與上述 構件的壁面之間具有封閉液體的構造,並於上述構件的內 φ 部設有分隔板,該分隔板可將動葉輪之迴轉所產生的壓力 ,轉變成所期待之方向的液流。 此外,由於泵部是在組裝入液體循環流路中之構件中 的狀態下形成運轉,因此不需要傳統技術中連接泵部的配 管,如此一來可達成液體循環系統的小型化。 可作爲將動葉輪之迴轉所產生的壓力轉變成所期待方 向之液流的手段的分隔板,在對應於動葉輪之中心部的位 置設有孔,該孔成爲動葉輪之吸液口的埠,此外,被上述 •分隔板所分隔之空間中的動葉輪側設有出口埠。 根據上述的結構,可消除產生於泵部與液體循環系統 之構成構件間的壓力損失,並增加冷卻液的流量。此外, 由於設置於液體循環系統的構成構件之分隔板的埠,可兼 任泵部的埠,故能使液體循環系統形成小型化。 不僅如此,在上述的說明中,由於在貫穿動葉輪之迴 轉軸中心的軸設有停止器,故即使動葉輪的周圍不具殼體 ,也能防止動葉輪從軸脫落。 採用上述結構所形成的液體循環系統,可利用上述液 -19- (17) 1293860 體循環系統的液流來執行熱傳輸,藉由以散熱器、夾套、 儲槽來作爲組裝有泵部的構件,可藉由系統小型化及流量 增加來提升冷卻性能。 【圖式簡單說明】 第1圖:爲顯示本發明實施形態的液體冷卻系統所適 用之電子機器構造例的立體圖。 第2圖:爲顯示本發明之實施形態所使用之泵部構造 的剖面圖。 第3圖:是構成泵部的動葉輪及扇葉的形狀、電磁鐵 的配置、永久磁鐵的配置的說明圖。 第4圖:爲顯示第1實施形態之液體冷卻系統構造的 剖面圖。 第5圖:爲顯示第2實施形態之液體冷卻系統構造的 剖面圖。 第6圖:爲顯示第3實施形態之液體冷卻系統構造的 剖面圖。 第7圖:爲顯示本實施形態之泵部的其他構造剖面圖 【主要元件符號說明】 1 G 1 :機殻 102 :主機板 1 0 3 :中央處理器 -20- (18) 1293860 1 0 4 :晶片組 105 :記憶體 106 : PCI 板 107 :硬碟 108 :光碟機 109 :軟碟機 1 1 0 :電源
1 1 2 :散熱器 1 1 3 :儲槽部 1 1 4 :泵部 1 1 5 :風扇 116-118:管 2 0 1 :動葉輪 2 0 2 :永久磁鐵 _ 203 :扇葉 204 :軸承 205 :軸 206 :墊片 207 :底壁 2 0 8 :停止器 2 0 9 :彎折部 2 1 0 :襯墊 2 1 1 :電磁鐵 -21 1293860 (19) 3 0 1 :流路 3 02 :鰭片 3 03 :壁面 3 04 :孔 3 0 5 :分隔板 3 06 :埠 3 0 7 :螺絲 _ 401 :儲槽 402 、 403 :埠 404 :壁面
405 :孑L 4 0 6 :分隔板 5 0 1 :夾套 502 、 503 :埠 504 :頂面 _ 505 :孔 506 :導管 5 0 7 :開口 5 0 8 :散熱片 701 : Ο型環 -22

Claims (1)

1293860 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種液體循環系統,係於構件內有液體流動之液體 循環系統,其特徵爲具備: 具有複數扇葉的動葉輪;及 是組裝有上述動葉輪的壁,且在該壁的內側具有可配 置上述扇葉之開口部的壁;及 在面對上述動葉輪之迴轉軸的位置具有孔的分隔板; Φ及 由上述壁與上述分隔板所形成的埠, 並藉由上述動葉輪的迴轉,於上述構件內流動的冷卻 液可通過上述孔流出至上述埠。 2.如申請專利範圍第1項所記載的液體循環系統,其 中更具備支承上述動葉輪之迴轉軸的底壁、及面對該底壁 而設置於動葉輪相反側的電磁鐵, 藉由上述電磁鐵、與動葉輪所含有的永久磁鐵使上述 礓I動葉輪產生迴轉。 3 ·如申請專利範圍第2項所記載的液體循環系統,其 中上述底壁係於上述動葉輪的同一側具備液體密封構件。 4. 一種液體循環系統,係於構件內有液體流動的液體 循環系統,其特徵爲具備: 具有複數扇葉的動葉輪;及 可使上述構件外部之液體流入的入口埠;及 連接於該入口埠,並於面對上述動葉輪之迴轉軸的位 置具備孔的導管, -23- (2) 1293860 藉由上述動葉輪的迴轉,可使從上述入口璋流入的冷 卻液經由上述導管的孔流入上述構件內部。 5 .如申請專利範圍第4項所記載的液體循環系統,其 中具備支承上述動葉輪之迴轉軸的底壁、及面對該底壁而 設置於動葉輪相反側的電磁鐵, 藉由上述電磁鐵、與動葉輪所含有的永久磁鐵使上述 動葉輪產生迴轉。 6·如申請專利範圍第5項所記載的液體循環系統,其 中上述底壁係於上述動葉輪的同一側具備液體密封構件。 7·如申請專利範圍第4項所記載的液體循環系統,其 中流入上述構件內部的液體,是衝擊構件內部的噴流。 8 . —種液體冷卻系統,是採用冷卻液來冷卻構件的液 體冷卻系統,其特徵爲:具備申請專利範圍第1項所記載 的液體循環系統, 上述構件,是用來執行熱交換的構件。 9·一種液體冷卻系統,是採用冷卻液來冷卻構件的液 體冷卻系統,其特徵爲:具備申請專利範圍第1項所記載 的液體循環系統, 上述的構件,是用來保持冷卻液的構件。 10·一種液體冷卻系統,是採用冷卻液來冷卻構件的 液體冷卻系統,其特徵爲··具備申請專利範圍第4項所記 載的液體循環系統, 上述構件’是接觸於發熱構件,以執行該發熱構件之 冷卻的構件。 -24- (3) 1293860 11.如申請專利範圍第1項所記載的液體循環系統, 其中更具備泵部,該泵部具有支承上述動葉輪之迴轉軸的 底壁、及面對該底壁而設置於扇葉相反側的電磁鐵, 上述的泵部,是藉由上述電磁鐵、與動葉輪所含有的 永久磁鐵使上述動葉輪產生迴轉。 1 2 .如申請專利範圍第4項所記載的液體循環系統, 其中更具備泵部,該泵部具有支承上述動葉輪之迴轉軸的 φ 底壁、及面對該底壁而設置於扇葉相反側的電磁鐵, 上述的泵部,是藉由上述電磁鐵、與動葉輪所含有的 永久磁鐵使上述動葉輪產生迴轉。 -25-
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006047371A (ja) * 2004-07-30 2006-02-16 Orion Denki Kk 表示管を備えた電子機器
TWI363141B (en) * 2006-01-11 2012-05-01 Delta Electronics Inc Water pump and bearing thereof
US20070224059A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Cheng-Tien Lai Miniature pump for liquid cooling system
EP1895825A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-05 Gesellschaft für Innovat. Industrieelektronik mbH Aufbau für eine Stromversorgung mit einer Kühleinrichtung
US7688589B2 (en) * 2007-11-01 2010-03-30 Asia Vital Components Co., Ltd. Water cooled heat dissipation module for electronic device
JP2010022711A (ja) * 2008-07-23 2010-02-04 Fujitsu Ltd 放熱用水枕
US9927181B2 (en) * 2009-12-15 2018-03-27 Rouchon Industries, Inc. Radiator with integrated pump for actively cooling electronic devices
US10048008B1 (en) * 2009-12-15 2018-08-14 Rouchon Industries, Inc. Radiator with integrated pump for actively cooling electronic devices
CN105263301B (zh) * 2015-11-12 2017-12-19 深圳市研派科技有限公司 一种液冷散热系统及其液体散热排
CN107436657B (zh) * 2016-05-26 2019-11-01 刘小明 Pc终端及其散热装置
WO2018095609A2 (en) * 2016-11-22 2018-05-31 Belimo Holding Ag Hydronic system and method for operating such hydronic system
GB2565592A (en) 2017-08-18 2019-02-20 Cooltera Ltd A cooling unit
TWI672091B (zh) * 2017-11-22 2019-09-11 微星科技股份有限公司 散熱器及冷卻系統
JP7181443B2 (ja) * 2018-02-14 2022-12-01 日本電産サンキョー株式会社 冷却装置
JP7238401B2 (ja) 2018-03-30 2023-03-14 日本電産株式会社 冷却装置
US20220283050A1 (en) * 2021-03-08 2022-09-08 Baidu Usa Llc Advanced sealing structure for liquid cooling
CN114153292B (zh) * 2021-11-18 2023-08-22 南方电网数字电网研究院有限公司 一种服务器散热装置
CN114371768A (zh) * 2021-12-21 2022-04-19 惠州汉旭五金塑胶科技有限公司 单水排内置双水泵的水冷散热水排

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW561226B (en) * 2001-09-25 2003-11-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultra-thin pump and cooling system including the pump
US7209355B2 (en) * 2002-05-15 2007-04-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cooling device and an electronic apparatus including the same
US6839234B2 (en) * 2002-05-15 2005-01-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cooling device and an electronic apparatus including the same
TWI272054B (en) * 2002-06-26 2007-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Cooling device, method for manufacturing the same and portable equipment
JP2004047843A (ja) * 2002-07-15 2004-02-12 Hitachi Ltd 電子装置
JP3981628B2 (ja) * 2002-11-28 2007-09-26 株式会社東芝 冷却用ポンプ並びに電気機器及びパーソナルコンピュータ
JP4122250B2 (ja) * 2003-03-31 2008-07-23 山洋電気株式会社 電子部品冷却装置
JP4244703B2 (ja) * 2003-05-26 2009-03-25 パナソニック株式会社 冷却装置
US6763880B1 (en) * 2003-06-26 2004-07-20 Evserv Tech Corporation Liquid cooled radiation module for servers
JP2005129812A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Hitachi Ltd 液冷システム

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Publication number Publication date
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