TWI625834B - 水冷排單元及其水冷模組 - Google Patents

Abstract

一種水冷排單元及其水冷模組，係包含：一本體；該本體具有一第一部分及一第二部分及一轉換區並相互連接，該第一、二部分分別具有一第一流道組及一第二流道組及一入口及一出口，該本體內填充有冷卻流體，所述轉換區設置一泵浦並與其組成所述水冷模組，透過由該泵浦引導該冷卻流體進行循環進而達到提升散熱效能及縮減水冷頭之空間者。

Description

水冷排單元及其水冷模組

一種水冷排單元及其水冷模組，尤指一種將泵浦與水冷排結合進而增加冷卻水循環效率以及縮減水冷頭空間的水冷排單元及其水冷模組。

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。

爰此，為解決上述習知技術之缺點，本發明之主要目的，係提供一種縮減水冷頭空間的水冷排單元。

本發明再一目的，係提供一種將泵浦與水冷排結合進而增加冷卻水循環效率以及縮減水冷頭空間的水冷模組。

為達上述之目的，本發明係提供一種水冷排單元，係包含：一本體，一泵浦；所述本體具有一第一部分及一第二部分及一轉換區，該第一、二部分分別具有一第一流道組及一第二流道組，所述轉換區設於該第一、二部分之間並與該第一、二流道組相互連接，該第一部分設有一入口，該第二部分具有一出口，所述轉換區具有複數第一孔洞及一導水孔及複數第二孔洞，該第一孔洞連接該第一部分之第一流道組，該第二區之該等第二孔洞連接該第二部分之該第二流道組，該導水孔設於該轉換區底部並透過一底部通道與該第一孔洞連通，並該本體內填充有冷卻流體。

所述泵浦設置於前述水冷排單元之轉換區內，所述泵浦具有複數扇葉，並該泵浦驅動前述本體內之冷卻流體於該本體內部進行循環。

為達上述之目的，本發明係提供一種水冷模組，係包含：一種水冷模組，係包含：一水冷排單元、一泵浦、一水冷頭、一第一管體、一第二管體；所述水冷排單元係具有：一本體具有一第一部分及一第二部分及一轉換區，該第一、二部分分別具有一第一流道組及一第二流道組，所述轉換區設於該第一、二部分之間並與該第一、二流道組相互連接，該第一部分設有一入口，該第二部分具有一出口，所述轉換區具有複數第一孔洞及一導水孔及複數第二孔洞，該第一孔洞連接該第一部分之第一流道組，該第二區之該等第二孔洞連接該第 二部分之該第二流道組，該導水孔設於該轉換區底部並透過一底部通道與該第一孔洞連通，並該本體內填充有冷卻流體。

所述泵浦設置於前述水冷排單元之轉換區內，所述泵浦具有複數扇葉，並該泵浦驅動前述本體內之冷卻流體於該本體內部進行循環。

所述水冷頭具有一殼體，該殼體具有一至少一容水空間及一熱交換介面及一進水口及一出水口，所述進、出水口連接該容水空間，該熱交換介面一側連接該容水空間。

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進水口及該本體之出口。

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出水口及該本體之入口。

透過本發明之水冷排單元及其水冷模組係可進一步縮減該水冷頭之高度進而改善習知空間狹窄無法設置水冷頭之缺失，並且由可增加冷卻流體之循環效率及減少元件的串組及防止漏水的可能性。

1‧‧‧水冷排單元

11‧‧‧本體

111‧‧‧第一部分

111a‧‧‧入口

1111‧‧‧第一流道組

1111a‧‧‧第一橫向流道

1111b‧‧‧第一縱向流道

1111c‧‧‧第一容水空間

112‧‧‧第二部分

112a‧‧‧出口

1121‧‧‧第二流道組

1121a‧‧‧第二橫向流道

1121b‧‧‧第二縱向流道

1121c‧‧‧第二容水空間

113‧‧‧轉換區

1131‧‧‧第一孔洞

1131a‧‧‧第一容水區

114‧‧‧間隔部

115‧‧‧散熱鰭片

1132‧‧‧第二孔洞

1132a‧‧‧第二容水區

1133‧‧‧導水孔

1134‧‧‧底部通道

1135‧‧‧凸伸部

1136‧‧‧通孔

2‧‧‧水冷模組

21‧‧‧泵浦

211‧‧‧扇葉

22‧‧‧水冷頭

221‧‧‧殼體

222‧‧‧容水空間

223‧‧‧熱交換介面

224‧‧‧進水口

225‧‧‧出水口

23‧‧‧第一管體

231‧‧‧第一端

232‧‧‧第二端

24‧‧‧第二管體

241‧‧‧第三端

242‧‧‧第四端

3‧‧‧散熱風扇

31‧‧‧風扇輪轂

3‧‧‧軸心

第1圖係為本發明水冷排單元之第一實施例之立體圖；第2圖係為本發明水冷排單元之第一實施例之剖視圖；第3圖係為本發明水冷排單元之第一實施例之A-A剖視圖；第4圖係為本發明水冷排單元之第一實施例之另一剖視圖；第5圖係為本發明水冷排單元之第二實施例之組合剖視圖；第6圖係為本發明水冷模組之第一實施例之立體組合圖；第7圖係為本發明水冷模組之第一實施例之立體分解圖；第8圖係為本發明水冷模組之第二實施例之組合剖視圖。

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、2、3圖，係為本發明水冷排單元之第一實施例之立體圖及A-A剖視圖，如圖所示，本發明水冷排單元1，係包含：一本體11、一泵浦21；該本體11具有一第一部分111及一第二部分112及一轉換區113，該第一、二部分111、112分別具有一第一流道組1111及一第二流道組1121，所述第一、二部分111、112之間具有一間隔部114，並由該間隔部114界定區分該第一、二部分111、112。

該第一流道組1111具有複數第一橫向流道1111a及複數第一縱向流道1111b，該等第一橫向流道1111a與該等第一縱向流道1111b相互連接，該等第一橫向流道1111a分設於該間隔部114一側，並該等第一縱向流道1111b相互間隔排列，並且該等第一縱向流道1111b之間具有複數散熱鰭片115。

該第二流道組1121具有複數第二橫向流道1121a及複數第二縱向流道1121b，該等第二橫向流道1121a與該等第二縱向流道1121b相互連接，該等第二橫向流道1121a分設於該間隔部114一側，並該等第二縱向流道1121b相互間隔排列，並且該等第二縱向流道1121b之間具有複數散熱鰭片115。

所述轉換區113設於該第一、二部分111、112之間並且與該第一、二部分111、112所設置之第一、二流道組1111、1121相互連接，該第一部分111設有一入口111a並且與該第一流道組1111連接，該第二部分112具有一出口112a並與該第二流道組1121連接。

所述轉換區113具有複數第一孔洞1131及一導水孔1133及複數第二孔洞1132，該等第一孔洞1131連接該第一部分111之第一流道組1111，該等第二孔洞1132連接 該第二部分112之該第二流道組1121，該導水孔1133設於該轉換區113底部並透過一底部通道1134與該第一孔洞1131連通，並該本體11內填充有冷卻流體116，所述底部通道1134設於該轉換區113底部的另一側。

該等第一孔洞1131係徑向貫穿該轉換區113，令該第一橫向流道1111a及該第一縱向流道1111b與該底部通道1134相連通，該等第二孔洞1132係徑向貫穿該轉換區113相對該第二部分112之壁面令該轉換區113與該第二流道組1121相連通，請參閱第4圖，所述第二流道組1121之第二橫向流道1121a及該等第二縱向流道1121b相互交接處具有不同口徑寬度，位於靠近該轉換區113之第二縱向流道1121b與該第二橫向流道1121a之交接處之口徑寬度較小，而設置遠離該轉換區113之第二縱向流道1121b與該第二橫向流道1121a之交接處之口徑寬度較大，其主要目的係為透過控制該交接處之口徑寬度，藉此令該冷卻流體116可平均分布流經每個第二縱向流道1121b。

該轉換區113更具有一第一容水區1131a及一第二容水區1132a設置於該轉換區113之壁面內，所述第一容水區1131a與該第一流道組1111及該等第一孔洞1131相互連通，所述第二容水區1132a與該第二流道組1121及該第二孔洞1132相互連通，該等第二孔洞1132分設於該第二容水區1132a內、外兩側壁面(即靠近該轉換區113為內側靠近該第二部分112為外側)，並設置於該第二容水區1132a內、外兩側壁面之第二孔洞1132具有一高度差a，設置於內側的第二孔洞1132高於設置於外側的第二孔洞1132，並且所述第二容水區1132a，具有穩流或穩壓之作用，使進入之冷卻流體116得以具有穩流及穩壓的持續循環提升循環效率。

該第一部分111更具有一第一容水空間1111c與該第一流道組1111連接，該第二部分112更具有一第二容水空間1121c與該第二流道組1121連接。

所述泵浦21設置於前述水冷排單元1之轉換區113內，所述泵浦21具有複數扇葉211，並該泵浦21驅動前述本體11內之冷卻流體116於該本體11內部進行循環。

所述泵浦21係可選用現行任一已公開並可相對應與該水冷排單元1使用的習知泵浦並不引以為限。

請參閱第5圖，係為本發明水冷排單元之第二實施例之組合剖視圖，如圖所示，本實施例與前述第一實施例部分結構相同故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處在於，所述導水孔1133周圍延伸有一凸伸部1135，並凸伸部1135係呈錐狀且內部具有一通孔1136，該通孔與該導水孔1133相連通。

請參閱第6、7圖，係為本發明水冷模組之第一實施例之立體組合圖及立體分解圖，如圖所示，本發明水冷模組2，係包含：一水冷排單元1、一泵浦21、一水冷頭22、一第一管體23、一第二管體24；所述水冷排單元1如前述水冷排單元第一實施例所記載，請一併參閱前述水冷排單元第一實施例及第1、2圖，在此則不再贅述。

所述水冷頭22具有一殼體221，並該殼體221具有至少一容水空間222及一熱交換介面223及一進水口224及一出水口225，所述進、出水口224、225連接該容水空間222，該熱交換介面223設於該殼體221之一側並連接該容水空間222。

所述第一管體23具有一第一端231及一第二端232分別連接該水冷頭22之進水口224及該本體11之出口112a。

所述第二管體24具有一第三端241及一第四端242分別連接該冷水頭22之出水口225及該本體11之入口111a。

本實施例主要係於該水冷排單元1之轉換區113設置該泵浦21並透過該第一、二管體23、24連接該冷水頭22進而組成所述水冷模組2，並藉由該水冷模組2提供一水冷式循環解熱，本發明與習知技術最大之差異點在於本發明係將習知水冷頭22中泵浦21取消，故可縮減該水冷頭22整體體積大小，當空間狹窄之需解熱之電子設備內部亦可輕鬆設置，而被取消設置於該水冷頭22內部之泵浦21係改為設置於作為冷卻流體116的水冷排單元1中，除可縮減該水冷頭22之整體體積外亦可直接 透過泵浦21直接驅動該水冷排單元1內之冷卻流體116增加冷卻冷卻流體116之效率。

本實施例之水冷頭22主要係作為直接與熱源(圖中未示)貼設，作為吸附傳導熱量使用，另外，作為冷卻流體116之水冷排單元1其係透過第一、二管體23、24與該水冷頭22連接，該水冷頭22內部具有容水空間222，該熱交換介面223一側對應該容水空間222，冷卻流體116循環於該容水空間222內，並可帶走該熱交換介面223所吸附之熱量，本發明主要特點即在於該水冷排單元1之結構設置，透過由間隔部114將該本體11區分第一、二部分111、112，故可形成一入水區域(第一部分111)及一出水區域(第二部分112)，而轉換區113則為驅動該冷卻流體116循環最為主要之部位，該轉換區113的特點在於該轉換區113設置有複數第一孔洞1131及複數第二孔洞1132，該等第二孔洞1132設置於該轉換區113與該第二容水區1132a之間的側壁上，並且該導水孔1133設於該轉換區113底部並透過一底部通道1134與該第一孔洞1131連通，當冷卻流體116由該水冷排單元1之入口111a進入該第一流道組1111時，經由該第一流道組1111之該等第一橫向流道1111a及該等第一縱向流道1111b向該轉換區113流動，並透過該等第一孔洞1131進入該轉換區113底部之底部通道1134中，再由設置於該轉換區113底部之導水孔1133進入該轉換區113中，再透過設置於該轉換區113中之泵浦21的該等扇葉211引導冷卻流體116由該轉換區113之該等第二孔洞1132離開該轉換區113並進入該第二容水區1132a，再由該第二容水區1132a外側側壁的第二孔洞1132進入該第二流道組1121，並透過該第二流道組1121之該等第二橫向流道1121a及該等第二縱向流道1121b向設置於該第二部分112之出口112a流動並離開該水冷排單元1，並冷卻流體116透過該第一管體23連接該冷水頭22之進水口224進入該水冷頭22，再於該冷水頭22之容水空間222中進行循環冷卻及帶走熱交換介面223所吸附之熱量後由該冷水頭22之出水口225離開該冷水頭22之容水空間222，該冷水頭22透過出水口 225連接該第二管體24再由第二管體24與該水冷排單元1之本體11的入口111a連接，該冷卻流體116再由該入口111a進入該水冷排單元1，重而再次透過水冷排單元1對該冷卻流體116進行冷卻。

本發明主要係縮減該冷水頭22之整體體積並取消設置於其內部之泵浦21,並將泵浦21與對冷卻流體116進行冷卻循環的水冷排單元1結合，藉以符合欲設置之處空間不足之問題，並且仍可維持冷卻循環者。

本發明水冷排單元1一側係可對應設置一散熱風扇3對該水冷排單元1進行強制散熱，如此更可增加水冷排單元1內之冷卻流體116之冷卻效率，並因該水冷排單元1之第一、二流道組1111、1121，散佈整個水冷排單元1中，並隨著散熱風扇3對該水冷排單元1所進行的強制散熱，則可以迅速冷卻吸附有熱量的水冷排單元1本體11並直接冷卻該冷卻流體116，受冷卻後之冷卻流體116使得以再次循環進入該水冷頭22中進行冷卻循環。

請參閱第8圖，係為本發明水冷模組之第二實施例之組合剖視圖，如圖所示，本實施例與前述第一實施例部分結構相同故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例之不同處在於，所述水冷排單元1中之泵浦21具有一扇葉211，該散熱風扇3具有一風扇輪轂31，並所述泵浦21之扇葉211與該散熱風扇3之風扇輪轂31係由一軸心32所連結，並當散熱風扇3旋轉時同時可帶動該泵浦21之扇葉211運轉，可進一步達到節能之目的。

Claims (8)

1. 一種水冷排單元，係包含：一本體，具有一第一部分及一第二部分及一轉換區，該第一、二部分分別具有一第一流道組及一第二流道組，所述轉換區設於該第一、二部分之間並與該第一、二流道組相互連接，該第一部分設有一入口，該第二部分具有一出口，所述轉換區具有複數第一孔洞及一導水孔及複數第二孔洞，該等第一孔洞連接該第一部分之第一流道組，該轉換區之該等第二孔洞連接該第二部分之該第二流道組，該導水孔設於該轉換區底部並透過一底部通道與該第一孔洞連通，並該本體內填充有冷卻流體，所述第一部分、第二部分及轉換區位於同一水平面；一泵浦，設置於前述水冷排單元之轉換區內，所述泵浦具有複數扇葉，並該泵浦驅動前述本體內之冷卻流體於該本體內部進行循環。
2. 如申請專利範圍第1項所述之水冷排單元，其中更具有一間隔部，所述間隔部界定區分該第一、二部分，該第一流道組具有複數第一橫向流道及複數第一縱向流道，該等第一橫向流道組設於該間隔部一側，該等第一橫向流道係與該等第一縱向流道連接，所述底部通道設於該轉換區底部的另一側，該等第一孔洞係徑向貫穿該轉換區令該第一橫向流道及該第一縱向流道與該底部通道相連通，該第二流道組具有複數第二橫向流道及複數第二縱向流道，該等第二橫向流道設於該間隔部一側並與該等第二孔洞連接，該等第二橫向流道係與該等第二縱向流道連接，該等第二孔洞係徑向貫穿該轉換區之壁面令該轉換區與該第二流道組相連通，該等第一縱向流道相互間隔排列，並且該等第一縱向流道之間具有複數散熱鰭片，該等第二縱 向流道相互間隔排列，並且該等第二縱向流道之間具有複數散熱鰭片。
3. 如申請專利範圍第1項所述之水冷排單元，其中該轉換區更具有一第一容水區及一第二容水區設置於該轉換區之壁面內，所述第一容水區與該第一流道組及該等第一孔洞相互連通，所述第二容水區與該等第二孔洞及該第二流道組及該第二孔洞相互連通。
4. 如申請專利範圍第1項所述之水冷排單元，其中該第一部分更具有一第一容水空間與該第一流道組連接，該第二部分更具有一第二容水空間與該第二流道組連接。
5. 一種水冷模組，係包含：一水冷排單元，係包含：一本體，具有一第一部分及一第二部分及一轉換區，該第一、二部分分別具有一第一流道組及一第二流道組，所述轉換區設於該第一、二部分之間並與該第一、二流道組相互連接，該第一部分設有一入口，該第二部分具有一出口，所述轉換區具有複數第一孔洞及一導水孔及複數第二孔洞，該第一孔洞連接該第一部分之第一流道組，該轉換區之該等第二孔洞連接該第二部分之該第二流道組，該導水孔設於該轉換區底部並透過一底部通道與該第一孔洞連通，並該本體內填充有冷卻流體，所述第一部分、第二部分及轉換區位於同一水平面；一泵浦，設置於前述水冷排單元之轉換區內，所述泵浦具有複數扇葉，並該泵浦驅動前述本體內之冷卻流體於該本體內部進行循環； 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進水口及一出水口，所述進、出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進水口及該本體之出口；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出水口及該本體之入口。
6. 如申請專利範圍第5項所述之水冷模組，其中更具有一間隔部，所述間隔部界定區分該第一、二部分，該第一流道組具有複數第一橫向流道及複數第一縱向流道，該等第一橫向流道組設於該間隔部一側，該等第一橫向流道係與該等第一縱向流道連接，所述底部通道設於該轉換區底部的另一側，該等第一孔洞係徑向貫穿該轉換區令該第一橫向流道及該第一縱向流道與該底部通道相連通，該第二流道組具有複數第二橫向流道及複數第二縱向流道，該等第二橫向流道組設於該間隔部一側並與該等第二孔洞連接，該等第二橫向流道係與該等第二縱向流道連接，該等第二孔洞係徑向貫穿該轉換區之壁面令該轉換區與該第二流道組相連通，該等第一縱向流道相互間隔排列，並且該等第一縱向流道之間具有複數散熱鰭片，該等第二縱向流道相互間隔排列，並且該等第二縱向流道之間具有複數散熱鰭片。
7. 如申請專利範圍第5項所述之水冷模組，其中該轉換區更具有一第一容水區及一第二容水區設置於該轉換區之壁面內，所述第一容水區與該第一流道組及該等第一孔洞相互連通，所述第二容水區與該第二流道組及該第二孔洞相互連通。
8. 如申請專利範圍第5項所述之水冷模組，其中該第一部分更具有一第一容水空間與該第一流道組連接，該第二部分更具有一第二容水空間與該第二流道組連接。