TWI619918B - 冷卻水排裝置及其水冷模組 - Google Patents

Abstract

一種冷卻水排裝置及其水冷模組，係包含：一立體結構體、一頂側片體、一底側片體、一泵浦；該立體結構體具有複數薄片體，該等薄片體具有複數直列放射狀凸體及漩渦狀凸體，該等薄片體彼此相互堆疊組合該立體結構體，並形成複數鰭片及一渦旋流道，所述渦旋流道一端具有一進水空間並對應具有一進水口，另一端具有一出水口；該頂側片體及該底側片體封閉該立體結構體頂、底兩側；該泵浦設置於前述進水空間，並透過與一第一、二管體及水冷頭共同組成一水冷模組，透過複數單一薄片體堆疊組合之立體結構體係可製成具有複雜水道且散熱效率較佳之冷卻水排結構者。

Description

冷卻水排裝置及其水冷模組

一種冷卻水排裝置及其水冷模組，尤指一種由複數薄片體堆疊組成具有流道及散熱效率較佳的冷卻水排裝置及其水冷模組。

現行電子裝置速度及效能日新月異，隨著效能之提升則其內部電子元件工作時則會相對提升溫度，一般散熱模組僅針對透過散熱器或均溫板或熱管組合後對電子元件進行解熱，亦有透過增設散熱風扇對該散熱模組進行強制散熱之使用，但因該散熱模組設置於電子裝置內部僅能盡量將熱量帶離電子元件而無法直接排出該電子裝置內部，故亦有業者將水冷模組應用於該電子裝置中進行解熱，水冷模組具有一水冷頭及一水冷排，並該水冷頭及該水冷排間具有循環水道並兩者間透過管體進行連接使得以進行冷卻流體循環，該冷水頭具有一熱交換介面係直接與電子元件進行貼設並將熱量導出，其後再透過該冷水頭內部之冷卻流體將熱量帶離該熱交換介面，最後將吸附有熱量之冷卻流體引導至設置於該電子裝置外部的水冷排進行冷卻，該水冷頭與該水冷排內部冷卻流體主要透過設置於該水冷頭內的一泵浦，或透過外部直接設置的獨立外接的泵浦對冷卻流體進行驅動該冷卻流體冷卻循環，但當內部空間狹窄的電子設備中，該水冷頭之整體大小需嚴格要求符合狹窄空間設置，又因水冷頭內必須設置該泵浦，故如何解決狹窄空間之解熱問題則為首要之目標。

再者，隨著不同需求必須設置多重或複雜之水道結構藉此提升冷卻水降溫之效率，而習知水冷排結構係由透過複數中空扁管兩端串接水箱或水槽，再透過複 數散熱鰭片設於該等中空扁管彼此之間，且該等散熱鰭片係呈彎繞狀並以彎折點外側與對應相鄰該等扁管的外側透過焊接而成，二者僅有點接觸，前述二側水箱與相焊接後的該等散熱鰭片與該等扁管的兩側也是透過焊錫焊接而成，令該二側水箱與該等散熱鰭片及該等扁管連接構成所述水冷排結構，故習知水冷排結構並無法製程複雜水道或水冷排之結構，且散熱效率不彰，且鰭片易受外力損壞而造成水冷排結構失能。

爰此，為解決上述習知技術之缺點，本發明之主要目的，係提供一種具有提升冷卻流體降溫效率的水排裝置。

本發明另一目的，係提供一種可縮減水冷頭之體積的水冷模組。

為達上述之目的，本發明係提供一種水排裝置，係包含：一立體結構體、一頂側片體、一底側片體、一泵浦；所述立體結構體具有複數薄片體，該等薄片體具有複數直列放射狀凸體及至少一漩渦狀凸體，直列放射狀凸體部分徑向連接該漩渦狀凸體，該等薄片體彼此相互堆疊組合該立體結構體，並令該等直列放射狀凸體堆疊形成複數鰭片，該漩渦狀凸體堆疊形成形成一渦旋流道，所述渦旋流道一端具有一進水空間，另一端具有一出水口；所述頂側片體設於該立體結構體上側，並封閉該渦旋流道頂側並對應該進水空間處具有一進水口；所述底側片體設於該立體結構體下側，並封閉該渦旋流道底側；所述泵浦設置於前述進水空間，並具有複數扇葉。為達上述之目的，本發明系提供一種水冷模組，係包含：一冷卻水排裝置、一水冷頭、一第一管體、一第二管體；所述冷卻水排裝置，係包含：一立體結構體、一頂側片體、一底側片體、一泵浦； 所述立體結構體具有複數薄片體，該等薄片體具有複數直列放射狀凸體及至少一漩渦狀凸體，直列放射狀凸體部分徑向連接該漩渦狀凸體，該等薄片體彼此相互堆疊組合該立體結構體，並令該等直列放射狀凸體堆疊形成複數鰭片，該等漩渦狀凸體堆疊形成形成一渦旋流道，所述渦旋流道一端具有一進水空間，另一端具有一出水口；所述頂側片體設於該立體結構體上側，並封閉該渦旋流道頂側，對應該進水空間具有一進水口；所述底側片體設於該立體結構體下側，並封閉該渦旋流道底側；所述泵浦設置於前述進水空間，並具有複數扇葉。

所述水冷頭具有一殼體，該殼體具有至少一容水空間及一熱交換介面及一入水口及一排水口，所述入、排水口連接該容水空間，該熱交換介面設於該殼體之一側並連接該容水空間；所述第一管體具有一第一端及一第二端分別連接該水冷頭之入水口及該立體結構體之出水口；所述第二管體具有一第三端及一第四端分別連接該冷水頭之排水口及該立體結構體之進水口。

透過本發明冷卻水排裝置不僅可改善習知水排結構無法提供較佳之冷卻效率外更可透過堆疊之方式組成具有複雜流道結構的水排裝置，進而可以提升冷卻冷卻流體之冷卻效率者。

並透過冷卻水排結合泵浦後可大幅縮減傳統水冷頭之體積，進一步增加冷水頭之設計及使用之彈性。

1‧‧‧冷卻水排裝置

11‧‧‧立體結構體

11a‧‧‧鰭片

11b‧‧‧渦旋流道

11c‧‧‧進水空間

11d‧‧‧出水口

11e‧‧‧進水口

111‧‧‧薄片體

1111‧‧‧直列放射狀凸體

1112‧‧‧漩渦狀凸體

12‧‧‧頂側片體

121‧‧‧第一渦旋封閉部

122‧‧‧直列放射狀凸條

13‧‧‧底側片體

131‧‧‧第二渦旋封閉部

132‧‧‧直列放射狀凸條

14‧‧‧泵浦

141‧‧‧扇葉

2‧‧‧冷卻流體

3‧‧‧水冷模組

31‧‧‧水冷頭

311‧‧‧殼體

312‧‧‧容水空間

313‧‧‧熱交換介面

314‧‧‧入水口

315‧‧‧排水口

32‧‧‧第一管體

321‧‧‧第一端

322‧‧‧第二端

33‧‧‧第二管體

331‧‧‧第三端

332‧‧‧第四端

4‧‧‧散熱風扇

第1圖係為本發明冷卻水排裝置之第一實施例之立體分解圖；第1a圖係為本發明冷卻水排裝置之第一實施例之局部放大圖；第2圖係為本發明冷卻水排裝置之第一實施例之立體組合圖；第3圖係為本發明冷卻水排裝置之第二實施例之俯視圖；第4圖係為本發明冷卻水排裝置之第三實施例之俯視圖； 第5圖係為本發明冷卻水排裝置之作動示意圖；第6圖係為本發明水冷模組之立體組合圖；第7圖係為本發明水冷模組之組合剖視圖。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

請參閱第1、1a、2圖，係為本發明冷卻水排裝置之第一實施例之立體圖及立體組合圖及局部放大圖，如圖所示，所述冷卻水排裝置1，係包含：一立體結構體11、一頂側片體12、一底側片體13、一泵浦14；所述立體結構體11具有複數薄片體111，該等薄片體111具有複數直列放射狀凸體1111及至少一漩渦狀凸體1112，直列放射狀凸體1111部分徑向連接該漩渦狀凸體1112，該等薄片體111彼此相互重疊堆置組合該立體結構體11，並令該等直列放射狀凸體1111彼此堆疊形成複數鰭片11a，該等漩渦狀凸體1112堆疊形成一渦旋流道11b，所述渦旋流道11b一端具有一進水空間11c，另一端具有一出水口11d。所述頂側片體12設於該立體結構體11上側，用以封閉該渦旋流道11b頂側並對應該進水空間11c處具有一進水口11e，所述底側片體13設於該立體結構體11下側，並封閉該渦旋流道11b底側，所述泵浦14設置於前述進水空間11c，並具有複數扇葉141。

所述頂側片體12具有一第一渦旋封閉部121，對應封閉該渦旋流道11b頂側，該第一渦旋封閉部121連接複數直列放射狀凸條122，該等直列放射狀凸條122與前述直列放射狀凸體1111對應疊合。

所述底側片體13具有一第二渦旋封閉部131，對應封閉該渦旋流道11b底側，該第二渦旋封閉部131連接複數直列放射狀凸條132，該等直列放射狀凸條132與前述直列放射狀凸體1111對應疊合。

請參閱第3圖，係為本發明冷卻水排裝置之第二實施例之俯視圖，如圖所示，本實施例係部分結構與前述第一實施例相同故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之差異在於該等鰭片11a向外延伸之長度選擇等長或不等長其中任一。

請參閱第4圖，係為本發明冷卻水排裝置之第三實施例之俯視圖，如圖所示，本實施例係部分結構與前述第一實施例相同故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之差異在於該等鰭片11a厚度係選擇等寬或不等寬其中任一，本實施例係以不等寬作為說明實施例但並不引以為限。

請參閱第5圖，係為本發明冷卻水排裝置之作動示意圖，如圖所示，當冷卻流體2由該進水口11e進入該進水空間11c時，因該進水空間11c採偏心設置，並該泵浦14設置於該進水空間11c內，當冷卻流體2進入該進水空間11c時第一時間即受該泵浦14驅動由該渦旋流道11b中心處向外導流，並最後該冷卻流體2由該渦旋流道11b最外側的出水口11d離開該冷卻水排裝置1之立體結構體11。

請參閱第6、7圖，係為本發明水冷模組之立體組合及組合剖視圖，如圖所示，本發明之水冷模組3係包含：一冷卻水排裝置1、一水冷頭31、一第一管體32、一第二管體33；本實施例內之所述冷卻水排裝置1係與前述冷卻水排裝置1之各說明實施例部分結構相同，並一併參閱冷卻水排裝置1第一至三實施例及第1~5圖，故在此將不再贅述，所述立體結構體11係透過該第一、二管體32、33與該水冷頭31連接，所述水冷頭31具有一殼體311，該殼體311具有至少一容水空間312及一熱交換介面 313及一入水口314及一排水口315，所述入、排水口314、315連接該容水空間312，該熱交換介面313設於該殼體311之一側並連接該容水空間312。

所述第一管體32具有一第一端321及一第二端322分別連接該水冷頭31之入水口314及該立體結構體11之出水口11d。

所述第二管體33具有一第三端331及一第四端332分別連接該冷水頭31之排水口315及該立體結構體11之進水口11e。

所述冷卻水排裝置1一側係設置有一散熱風扇4，所述散熱風扇4係對應對該冷卻水排裝置1進行強制散熱，進而提升冷卻流體2之冷卻效能。

所述水冷模組3運作時，該冷水頭31係與至少一發熱源(圖中未示)接觸，並吸收該發熱源所發出之熱量，該水冷頭31之熱交換介面313將熱量轉移透過冷卻流體2將熱量由該冷水頭31中帶走，則熱量隨著冷卻流體2由該冷水頭31之排水口315離開該冷水頭31，並由該第二管體33進入該冷卻水排裝置1，帶有熱量的冷卻流體2透過第二管體33由該進水口11e進入該冷卻水排裝置1的進水空間11c中，並在透過設置於該進水空間11c中的泵浦14將冷卻流體2引導由該進水空間11c向該渦旋流道11b流動，並從該渦旋流道11b中央處逐漸向外圍流動，並該冷卻流體2流經該渦旋流道11b時該冷卻流體2之熱量轉移至該冷卻水排裝置1，並透過散熱風扇4強制對該冷卻水排裝置1散熱後則令該冷卻流體2冷卻，最後再由該渦旋流道11b末端的出水口11d離開該冷卻水排裝置1，其後再透過第一管體32引導至該冷水頭31之入水口314進入該水冷頭再次循環。

本發明主要係透過以單片薄片體之結構體以疊層之方式進而組成具有複雜結構之立體結構體，除了可針對複雜之水道進行多元靈活設計外，更可改善傳統者散熱效率不彰，且鰭片易受外力損壞而造成水冷排結構失能之缺點者。

Claims (7)

1. 一種冷卻水排裝置，係包含：一立體結構體，具有複數薄片體，該等薄片體具有複數直列放射狀凸體及至少一漩渦狀凸體，直列放射狀凸體部分徑向連接該漩渦狀凸體，該等薄片體彼此相互堆疊組合該立體結構體，並令該等直列放射狀凸體堆疊形成複數鰭片，該等漩渦狀凸體堆疊形成形成一渦旋流道，所述渦旋流道一端具有一進水空間，另一端具有一出水口；一頂側片體，設於該立體結構體上側，並封閉該渦旋流道頂側，對應該進水空間具有一進水口；一底側片體，設於該立體結構體下側，並封閉該渦旋流道底側；一泵浦，設置於前述進水空間，並具有複數扇葉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之冷卻水排裝置，其中所述頂側片體具有一第一渦旋封閉部，對應封閉該渦旋流道頂側，該第一渦旋封閉部連接複數直列放射狀凸條，該等直列放射狀凸條與前述直列放射狀凸體對應疊合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之冷卻水排裝置，其中所述底側片體具有一第二渦旋封閉部，對應封閉該渦旋流道底側，該第二渦旋封閉部連接複數直列放射狀凸條，該等直列放射狀凸條與前述直列放射狀凸體對應疊合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之冷卻水排裝置，其中該等鰭片向外延伸之長度選擇等長或不等長其中任一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之冷卻水排裝置，其中該等鰭片厚度係選擇等寬或不等寬其中任一。
6. 一種水冷模組，係包含： 一冷卻水排裝置，係包含：一立體結構體，具有複數薄片體，該等薄片體具有複數直列放射狀凸體及至少一漩渦狀凸體，直列放射狀凸體部分徑向連接該漩渦狀凸體，該等薄片體彼此相互堆疊組合該立體結構體，並令該等直列放射狀凸體堆疊形成複數鰭片，該等漩渦狀凸體堆疊形成形成一渦旋流道，所述渦旋流道一端具有一進水空間，另一端具有一出水口；一頂側片體，設於該立體結構體上側，並封閉該渦旋流道頂側，對應該進水空間具有一進水口；一底側片體，設於該立體結構體下側，並封閉該渦旋流道底側；一泵浦，設置於前述進水空間，並具有複數扇葉；一水冷頭，具有一殼體，該殼體具有至少一容水空間及一熱交換介面及一入水口及一排水口，所述入、排水口連接該容水空間，該熱交換介面設於該殼體之一側並連接該容水空間；一第一管體，具有一第一端及一第二端分別連接該水冷頭之入水口及該立體結構體之出水口；一第二管體，具有一第三端及一第四端分別連接該冷水頭之排水口及該立體結構體之進水口。
7. 如申請專利範圍第6項所述之水冷模組，其中更具有一散熱風扇，所述散熱風扇係設置於該冷卻水排裝置之一側。