TWI421021B - 液冷散熱裝置 - Google Patents

Description

液冷散熱裝置

本發明係涉及一種散熱裝置，特別係關於一種用來冷卻電子元件之液冷散熱裝置。

隨著電子技術不斷發展，電子元件運行頻率及速度也在不斷提升。惟，高頻高速將使電子元件產生之熱量越來越多，溫度也越來越高，嚴重威脅著電子元件運行時之性能及穩定性，為確保電子元件能正常運作，需對電子元件進行有效之散熱。惟，現有之純金屬散熱裝置越來越難以滿足高頻高速電子元件之散熱需要，為此，液冷散熱系統逐漸被業界採用。

現有液冷散熱系統包括一儲液槽，該儲液槽由與發熱元件接觸之底座及上蓋兩部分合圍而成，冷卻液在該儲液槽內與該底座進行熱交換，通過冷卻液之迴圈將該底座之熱量帶走。然而，由於該底座換熱面大都為平面，冷卻液與底座之熱交換面積小，熱交換不夠充分，因此大部分熱量蓄積於該底座上，影響散熱效果。

有鑒於此，有必要提供一種換熱效果良好之液冷散熱裝置。

一種液冷散熱裝置，其包括一與電子元件導熱接觸之導熱箱，該 導熱箱內設有一用於儲存冷卻液之空腔，該導熱箱頂面分別與該空腔相通之進液口及出液口，該導熱箱頂面向上拱起形成二斜面，該進液口及出液口分別設置在該二斜面上，該空腔底面向空腔內延伸有複數導熱柱。

上述液冷散熱裝置通過在空腔內形成有複數導熱柱，從而增大導熱箱與冷卻液之熱交換熱面積，從而增強冷卻液進入空腔後與導熱箱之換熱效果，使冷卻液更好之吸收並帶走熱量。

10‧‧‧導熱箱

12‧‧‧底座

122‧‧‧底板

1220‧‧‧配合孔

1222‧‧‧容置槽

124‧‧‧導熱柱

14‧‧‧箱體

140‧‧‧側板

142‧‧‧容置槽

144‧‧‧槽孔

16‧‧‧蓋體

162‧‧‧進液口

164‧‧‧出液口

166‧‧‧固定緣

1660‧‧‧穿孔

18‧‧‧固定腳

18‧‧‧固定腳

182‧‧‧中間段

184‧‧‧固定段

20‧‧‧散熱片組

22‧‧‧散熱片

24‧‧‧卡槽

26‧‧‧容置孔

30‧‧‧熱管

32‧‧‧蒸發段

34‧‧‧冷凝段

40‧‧‧風扇

50‧‧‧扣件

100‧‧‧防水墊圈

200‧‧‧螺桿件

300‧‧‧固定件

圖1係本發明液冷散熱裝置一較佳實施例之立體圖之組裝圖。

圖2係圖1中本發明液冷散熱裝置之立體分解圖。

圖3係圖2之倒置視圖。

圖4係圖1中底座之立體分解圖。

圖5係圖1中液冷散熱裝置之側視圖。

請參閱圖1至圖3，為本發明液冷散熱裝置之一較佳實施例之示意圖，上述液冷散熱裝置用於對電子系統之發熱電子元件(圖未示)進行散熱，其包括一導熱箱10、位於導熱箱10一側之散熱片組20、導熱連接導熱箱10和散熱片組20之複數熱管30、安裝於散熱片組20靠向導熱箱10一側之風扇40和將風扇40與散熱片組20連接在一起之二扣件50。

請一併參閱圖4，上述導熱箱10包括一底座12、安裝在底座12上之中空箱體14、封蓋箱體14頂端之蓋體16和安裝於底座12底面並 向相對兩側延伸之二固定腳18。所述底座12包括一矩形底板122和由底板122頂面垂直向上延伸之複數導熱柱124。所述底板122頂面之各個角落均開設有一配合孔1220，所述底板122之底面開設有複數容置槽1222。所述容置槽1222呈半圓形，且其數量與熱管30之相等，以容置熱管30之一端，所述容置槽1222並排在底板122底面之中部位置並垂直於底板122之二長邊緣。所述導熱柱124垂直排列於底板122頂面之中部位置，且導熱柱124相互間平行間隔，呈矩形方陣排列。

所述箱體14可一體鋁擠成型，箱體14呈長方體形，其包括垂直於底座12之四側板140，每相鄰二側板140相互垂直。所述箱體14大小正好與底座12之周緣接合，箱體14之上下端面均開設有環形容置槽142，所述容置槽142用於容置防水墊圈100，以加強箱體14分別與底座12和蓋體16結合之密封性。所述箱體14之各個角落向內凹陷相成開放式之圓形槽孔144，所述槽孔144分別與底板122之配合孔1220對應。所述槽孔144採用開放式設置，可便於在箱體14鋁擠成型時，所述槽孔144同時在各個角落由同一模具擠出形成，而無需像常用之密封圓形孔一樣要另外鑽孔。

上述蓋體16向上呈等腰梯形拱起，蓋體16之二相互對稱之等腰斜面上分別垂直斜面向外傾斜延伸有一進液口162和一出液口164。所述蓋體16之底端兩側外平外延伸有固定緣166，每一固定緣166之兩端角落處開設有與箱體14頂端槽孔144對應之穿孔1660。所述進液口162和出液口164靠向對應底座12其中之一之長側邊，以在另一長側邊處為放置風扇40預留空間。

上述固定腳18包括貼設於底座12底板122之底面並位於容置槽1222一側之中間段182和由中間段182兩段向底座12外延伸之二固定段184。所述固定段184近末端處穿設有固定件300，以將液冷散熱裝置固定於發熱電子元件上。

組裝上述導熱箱10時，螺桿件200自上向下依次穿過蓋體16之穿孔1660、箱體14之開放式槽孔144後與底座12之配合孔1220螺合，從而將導熱箱10組裝在一起。所述導熱箱10在其內形成一容置冷卻液之密封空腔，所述進液口162與出液口164可通過導管與水泵(圖未示)連接且分別設置在蓋體16等腰梯形之二斜面上，進液口162與出液口164均等角指向底座12頂面導熱柱124之中間處，以便於冷卻液之流進流出。

上述散熱片組20包括複數相互等距間隔之散熱片22，所述散熱片22成矩形且平行於底座12之頂面設置。所述散熱片組20之相對兩側面中部分別開設有垂直散熱片22之楔形卡槽24，所述卡槽24與扣件50配合以將風扇40固定在散熱片組20面向導熱箱10之一側。所述散熱片組22開設有由散熱片組22底面向上延伸之複數容置孔26，所述容置孔26垂直於散熱片22，用於容置熱管30之另一端。所述容置孔26並未向上穿過散熱片組20之頂面，從而使熱管30之末端收容與容置孔26內而未暴露出來，這樣可起到提高熱管30之使用安全性。

上述熱管30之數量在本實施例中為三，每一熱管30包括容置於底座10底面容置槽1222內之蒸發段32和由蒸發段32一段垂直向上延伸並穿設於散熱片組20容置孔26內之一冷凝段34。所述熱管30由 圓形導熱管彎折而成，為增加接觸面積，所述熱管30蒸發段32之底面被壓成平面狀，且同時收容在底座10底面容置槽1222內之蒸發段32之底面相互連接形成一連續並平坦之接觸面，所述接觸面直接與發熱電子元件頂面接觸。所述熱管30還包括連接冷凝段34和蒸發段32之彎曲段，且位於外側之二熱管30之彎曲段分別還相向彎曲，以使三熱管30之蒸發段32緊靠在一起，而熱管30之冷凝段34則分別相互平行間隔開。

請一併參閱圖5，上述風扇40通過扣件50固定在散熱片組20面向導熱箱10之一側，且風扇40位於導熱箱10之上方，並佔據導熱箱10上方相對進、出液口162、164之另一側。因此，上述設置在二傾斜面上進、出液口162、164不會阻擋在風扇40之正前方，同時連接導管後，也可以使導管從兩側傾斜進來連接進、出液口162、164，也不會正面阻擋在風扇40之氣流通過而影響風扇40之效率。

由上述介紹可知，本發明係通過在底座10上表面形成有複數導熱柱124，從而增大底座10與冷卻液之換熱面積，從而增強冷卻液進入該導熱箱10之空腔後與底座10之換熱效果，使冷卻液更好之吸收並帶走底座10之熱量。此外，上述發熱電子元件產生之熱量，一部分直接通過導熱箱12或通過熱管30傳遞給導熱箱12並被冷卻液帶走，另一部分則通過熱管30分佈到散熱片組20上，並由散熱片組20散發出去，由此可見，上述液冷散熱裝置同時用兩種方案對發熱電子元件，能比單一散熱方案具有更強之散熱效率夠，同時能適合更多之複雜情況。

綜上所述，本發明符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧導熱箱

20‧‧‧散熱片組

30‧‧‧熱管

40‧‧‧風扇

50‧‧‧扣件

Claims (8)

1. 一種液冷散熱裝置，其包括一與電子元件導熱接觸之導熱箱，該導熱箱內設有一用於儲存冷卻液之空腔，該導熱箱頂面設置有分別與該空腔相通之進液口及出液口，其改良在於：該導熱箱頂面向上拱起形成二斜面，該進液口及出液口分別設置在該二斜面上，該導熱箱之空腔內設置有複數導熱柱，該導熱箱包括一底座、安裝在底座上之中空箱體和封蓋在箱體頂端之一蓋體，該二斜面由蓋體向上拱起，該等導熱柱由底座頂面豎直向上延伸，該箱體一體鋁擠成型，該箱體包括垂直於底座並相互一體連接之四側板，該箱體各個角落向內凹陷形成開放式之圓形槽孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液冷散熱裝置，其中該導熱箱頂面向上呈等腰梯形拱起，該進液口與出液口分別位於二等腰斜面上並分別垂直於二等腰斜面且均等角指向導熱柱之中間處。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液冷散熱裝置，其中該蓋體兩側向外延伸有結合緣，四螺桿件自上向下依次穿過結合緣及槽孔後螺合於底座四角落，而將導熱箱組裝在一起。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之液冷散熱裝置，還包括一散熱片組和導熱連接該等散熱片組及導熱箱之複數熱管，每一熱管包括嵌置在導熱箱底面並與電子元件接觸之一蒸發段和穿設於散熱片組內之一冷凝段。
5. 如申請專利範圍第4項所述之液冷散熱裝置，其中該導熱箱底面開設複數並排之容置槽，該等熱管蒸發段分別容置在該等容置槽 內且並排在一起而使其底面形成一平坦連續之接觸面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之液冷散熱裝置，其中該散熱片組有複數平行於導熱箱底面之散熱片，該等熱管之冷凝段相互平行間隔，並垂直穿設於該等散熱片，該等冷凝段之頂端位於最上端散熱片之下方。
7. 如申請專利範圍第5項所述之液冷散熱裝置，還包括一風扇，該風扇安裝在散熱片組面向導熱箱之一側。
8. 如申請專利範圍第5項所述之液冷散熱裝置，其中該進、出液口靠向導熱箱之一側佈置，而該風扇位於導熱箱之上方，並佔據導熱箱上方相對進、出液口之另一側。