TWI657549B - 具有內建水泵的水冷排模組 - Google Patents

Abstract

本案係提供一種具有內建水泵的水冷排模組，其包括：一水冷排結構體、複數散熱鰭片以及一內建水泵。該水冷排結構體包括一入水腔室、一出水腔室以及至少一連通管道，且該入水腔室、該連通管道以及該出水腔室共同界定出一內部液體通道。該些散熱鰭片接觸於該水冷排結構體。該內建水泵設置於該水冷排結構之內，且該內建水泵的一轉子組件曝露於該內部液體通道之中而與水冷液接觸，藉此以推動該水冷液於該內部液體通道之中加速流動。

Description

具有內建水泵的水冷排模組

本案是關於一種水冷排模組，特別是一種具有內建水泵的水冷排模組。

隨著科技的進步，中央處理器的運作速度增快，而使得中央處理器在運作時，會無可避免地同時產生的大量廢熱的情形，此成為一個棘手的問題。一般常見傳統的散熱模組，會使用水冷頭接觸於中央處理器，透過水冷頭裡的水冷液吸收來自中央處理器的廢熱而升溫，其後，升溫的水冷液會流動至水冷排，並於水冷排處透過散熱觰片與周遭環境執行熱交換，藉以將熱能散逸至周遭空氣。

除此之外，傳統的散熱模組會再額外外接一個水泵，傳統的散熱模組與水泵之間係以一水管管體作連接，而水泵經由水管管體接收來自水冷排的水冷液，而水泵設置的目的是為了驅動水冷液流動。進一步而言，水冷頭、水冷排以及水泵係各 自獨立的模組，任兩者之間一般會透過水管管體以串連的方式連接。其運行原理是，水冷液於水冷頭受熱後，即流向水冷排進行散熱，水冷液於水冷排完成散熱後，即流至水泵，水泵即負責將水冷液再打回至水冷頭，因此而形成一個循環。

然而，於傳統的作法中，將水冷頭、水冷排以及水泵透過水管管體串連，其共同占據的空間較大，於是就不利於其它電腦主機中其它的電子元件擺置。並且，在安裝時要同時將水冷排以及水泵兩個元件於電腦主機內找位置安裝固定，因此其安裝程序上甚為為繁瑣不便。有鑑於此，習知水冷排仍有改善的空間。

本案之目的在於提供一種具有內建水泵的水冷排模組，其中水冷排模組內建有水泵，藉此以加速水冷排模組內的水冷液流速，進而提高其散熱效率。

本案提供一種具有內建水泵的水冷排模組，用以供一水冷液流入其中以進行散熱，該水冷排模組包括：一水冷排結構體，包括一入水腔室、一出水腔室以及至少一連通管道，該至少一連通管道連通該入水腔室以及該出水腔室，並且該入水腔室、該連通管道以及該出水腔室共同界定出一內部液體通道；複數散熱鰭片，熱接觸於該水冷排結構體的該至少一連通管 道；以及一內建水泵，至少部份設置於該水冷排結構體內，該內建水泵包括一轉子組件、一定子組件以及一防水殼，該轉子組件曝露於該內部液體通道之中而與該水冷液接觸，該定子組件設置於該防水殼內，且該防水殼固定於該水冷排結構體，其中，該定子組件驅動該轉子組件旋轉，以使該轉子組件推動該內部液體通道之中的該水冷液流動。

於一較佳實施例中，該轉子組件包括一葉輪以及一軸承，該葉輪上形成有複數扇葉，該軸承樞接於該防水殼，該葉輪以該軸承為中心進行轉動，而該些扇葉推動該內部液體通道之中的該水冷液。

於一較佳實施例中，該防水殼具有一電線開孔，該定子組件具有一電路板複數線圈繞組，該電路板以及該些線圈繞組設置於該防水殼內，而該電路板的一電線穿經該防水殼的該電線開孔以從一外界獲得電力。

於一較佳實施例中，該入水腔室具有一入水孔，該水冷液經該入水孔進入該入水腔室；其中，該內建水泵設置於該入水腔室內，該定子組件固定於該入水腔室的一內側壁，且該轉子組件的該些扇葉推動該水冷液朝向該至少一連通管道流動。

於一較佳實施例中，該出水腔室具有一出水孔，該水冷液經該出水孔流出該出水腔室；其中，該內建水泵設置於該出水腔室內，該定子組件固定於該出水腔室的一內側壁，且該轉 子組件的該些扇葉推動該水冷液朝向該出水孔流動。

於一較佳實施例中，該入水腔室具有至少一第一流體通道孔，該出水腔室具有至少一第二流體通道孔，且該至少一連通管道分別連接穿入於該入水腔室的該至少一第一流體通道孔以及該出水腔室的該至少一第二流體通道孔，使該水冷液可依序流經該入水腔室、該至少一第一流體通道孔、該至少一連通管道、該至少一第二流體通道孔以及該出水腔室。

於一較佳實施例中，該入水腔室以及該出水腔室之間被一隔板所上下分隔，且該連通管道包括一上流管、一下流管以及一側流空間，其中，該水冷液流入該入水腔室後，於該入水腔室流入至該下流管，並經該下流管流入該側流空間，其後，該水冷液於該側流空間流入至該上流管，並經該上流管流入至該出水腔室。

於一較佳實施例中，該入水腔室具有複數第一流體通道孔，該出水腔室具有複數第二流體通道孔，且該至少一連通管道係為複數連通管道，每一該連通管道分別連接穿入於該入水腔室的一該第一流體通道孔以及該出水腔室的一該第二流體通道孔，其中，該水冷液可依序流經該入水腔室、該些第一流體通道孔、該些連通管道、該些第二流體通道孔以及該出水腔室。

於一較佳實施例中，該入水腔室以及該出水腔室之間被一隔板所上下分隔，且該些連通管道包括複數上流管、複數下流管以及一側流空間，其中，該水冷液流入該入水腔室後，於 該入水腔室被分流至該些下流管，接著於該側流空間匯集後，隨即再分流至該些上流管而後於該出水腔室匯集後向外排出。

於一較佳實施例中，任兩相鄰的該散熱鰭片之間夾置有一上流管或是一下流管，以使該上流管或是該下流管的熱能傳導至被該散熱鰭片。

於一較佳實施例中，該至少一連通管道係為複數連通管道，該入水腔室以及該出水腔室之間沿一垂直方向上下連接設置，該些連通管道沿一水平方向左右對稱連接設置於該入水腔室以及該出水腔室的相對兩側邊。

1‧‧‧內建水泵的水冷排模組

2‧‧‧水冷排結構體

21‧‧‧入水腔室

210‧‧‧入水孔

211‧‧‧第一流體通道孔

212‧‧‧內側壁

22‧‧‧出水腔室

220‧‧‧出水孔

221‧‧‧第二流體通道孔

23‧‧‧連通管道

236‧‧‧上流管

237‧‧‧下流管

238‧‧‧側流空間

28‧‧‧隔板

3‧‧‧散熱鰭片

4‧‧‧內建水泵

41‧‧‧轉子組件

414‧‧‧葉輪

414a‧‧‧扇葉

415‧‧‧軸承

42‧‧‧定子組件

421‧‧‧電路板

421a‧‧‧電線

422‧‧‧線圈繞組

43‧‧‧防水殼

430‧‧‧電線開孔

圖1係為本案具有內建水泵的水冷排模組的一立體示意圖。

圖2係為本案具有內建水泵的水冷排模組的一爆炸示意圖。

圖3係為本案具有內建水泵的水冷排模組的一剖面示意圖。

請先參閱圖1以及圖2，圖1係為本案具有內建水泵的水冷排模組的一立體示意圖，圖2係為本案具有內建水泵的水冷排 模組的一爆炸示意圖。本案具有內建水泵的水冷排模組1係可使用於大多數電子設備中，作為廢熱熱交換至環境中以降低溫度之用。至於在較佳使用情形上，本案具有內建水泵的水冷排模組1會透過管體另外再外接一水冷頭(圖未示)，該水冷頭係搭接在電子設備的發熱源上，而流入該水冷頭內的一水冷液自該發熱源吸取熱能後，隨後經管體流至本案具有內建水泵的水冷排模組1中，透過散熱鰭片3進行散熱。

圖3係為本案具有內建水泵的水冷排模組的一剖面示意圖，並請合併參閱圖1至圖3。本案具有內建水泵的水冷排模組1包括一水冷排結構體2、複數散熱鰭片3以及一內建水泵4。水冷排結構體2包括一入水腔室21、一出水腔室22以及至少一連通管道23，至少一連通管道23連通入水腔室21以及出水腔室22，並且入水腔室21、連通管道23以及出水腔室22共同界定出一內部液體通道。於水冷排結構體2中，水冷液即沿內部液體通道流動。本案水冷排結構體2的入水腔室21具有一入水孔210，水冷排結構體2的出水腔室22具有一出水孔220，該水冷液經入水孔210進入入水腔室21，該水冷液經出水孔220流出出水腔室22；其中，入水腔室21以及出水腔室22之間被一隔板28所上下分隔。

此外，連通管道23包括一上流管236、一下流管237以及一側流空間238。於本案的較佳實施例中，入水腔室21以及出水腔室22沿一垂直方向上下連接設置，而連通管道23的數量為複數個連通管道23，成對的連通管道23沿一水平方向左右對稱連接 設置於入水腔室21以及出水腔室22的兩側邊，也就是說，於該水冷液進入入水腔室21後，隨即朝向左右兩側方向的連通管道23分流。

本案的內建水泵4至少部份設置於水冷排結構體2之內，較佳地，如圖所示，內建水泵4完全設置於水冷排結構體2之內。詳細而言，內建水泵4包括一轉子組件41、一定子組件42以及一防水殼43，轉子組件41曝露於該內部液體通道之中而與該水冷液接觸，定子組件42設置於防水殼43之內，且防水殼43固定於該水冷排結構體2，其中，定子組件42驅動轉子組件41旋轉，以推動該水冷液於該內部液體通道之中流動。

進一步而言，入水腔室21具有至少一第一流體通道孔211，出水腔室22具有至少一第二流體通道孔221，藉此設置，至少一連通管道23分別連接穿入於入水腔室21的至少一第一流體通道孔211以及出水腔室22的至少一第二流體通道孔221，使該水冷液可依一導流方向依序流經入水腔室21、至少一第一流體通道孔211、至少一連通管道23、至少一第二流體通道孔221以及出水腔室22。

於本案的較佳實施例中，入水腔室21具有複數第一流體通道孔211，出水腔室22具有複數第二流體通道孔221，且至少一連通管道23的個數係為複數個，而每一連通管道23分別連接穿入於入水腔室21的一第一流體通道孔211以及出水腔室22的一第二流體通道孔221，其中，該水冷液可依一導流方向依序流經該 入水腔室21、多個第一流體通道孔、多個連通管道23、多個第二流體通道孔以及出水腔室22。詳細來說，該水冷液經入水孔210進入入水腔室21後，於入水腔室21被分流至多個下流管237，接著於側流空間238匯集後，隨即再分流至多個上流管236而後於出水腔室22匯集後經出水孔220向外排出。但於此須特別說明者為，上述第一流體通道孔211、第二流體通道孔221以及連通管道23的數量，於說明書中係以複數個來作為方便說明之一列舉，但而非作一限制。當然，若改以單數元件的方式，亦可實施。

於此需特別說明者為，本案具有內建水泵的水冷排模組1可以為左右兩側都設計有連通管道，抑或是，僅一側(左側或右側)設計有連通管道，其皆屬可行之設置。為便易於清楚辨識起見，於圖3中僅對的右側的元件做編號，而未做編號的左側的元件的結構係相同右側的元件。

本案具有內建水泵的水冷排模組1由於具有內建水泵4，而使得水冷排結構體2相較於傳統的水冷排，更額外有對液體加壓的功能，而能加速該水冷液的流動且提高散熱效率。本案的內建水泵4可以選擇設置於入水腔室21內或是出水腔室22內，如圖3所示，即是內建水泵4選擇設置於入水腔室21內的情形。此時，內建水泵4的定子組件42固定於入水腔室21的一內側壁212，而轉子組件41可推動該水冷液朝向連通管道23流動。

當然，若換成將內建水泵4設置於出水腔室22內，定子組件42固定於出水腔室22的一內側壁，而轉子組件41可推動該 水冷液朝向出水孔220流動，亦屬可行之一種設置。

詳細而言，轉子組件41包括一葉輪414以及一軸承415，葉輪414上形成有複數扇葉414a，軸承415樞接於防水殼43，葉輪414以軸承415為軸心進行轉動，且為求容易了解起見，各元件(比如葉輪414、軸承415)間之尺寸比例為便於說明之示意繪示，與實際產品可能有所出入。較佳地，軸承415穿設於防水殼43，防水殼43被軸承415穿設之處可使用一防水環(圖未示)避免滲水，但此僅為一列舉，而不作一限制。其中，由於扇葉414a係直接裸露於水冷排結構體2的內部液體通道中，故葉輪414的扇葉414a可直接推動該內部液體通道之中的該水冷液。再者，定子組件42具有一電路板421以及多個線圈繞組422，電路板421以及多個線圈繞組422設置於防水殼43內，以避免被該水冷液浸濕。

另一方面，為供電路板421的一電線421a穿設，防水殼43具有一電線開孔430，而電路板421的電線421a穿經電線開孔430以從一外界獲得電力。至於，水泵關於定子組件42如何驅動轉子組件41的機制和原理，已是水泵領域者所熟知，於此便不另再贅述。此外，葉輪414以及軸承415的設置僅為一列舉示意，於此並不對其連接位置及轉動方向作一限制。

另外，散熱鰭片3連接於水冷排結構體2的連通管道23，以便於熱接觸於連通管道23並與連通管道23執行熱交換。於一較佳實施態樣中，相鄰的兩散熱鰭片3之間即夾置有一上流管236或一下流管237，藉此設置，即可增加散熱鰭片3與上流管236 或一下流管237的熱接觸面積，以使上流管236及/或下流管237的熱能可更快速傳導至散熱鰭片3，加快熱逸散的效率。

綜上所述，本案具有內建水泵的水冷排模組透過將內建水泵建置於水冷排結構體之內，使得水冷排結構體內建有加壓功能，更能帶動水冷液的流動，藉此以提高整體的散熱效率。除此之外，本案具有內建水泵的水冷排模組，毋須再另外外接一水泵，簡化了安裝手續且節省了安裝空間。

上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，以及闡釋本發明之技術特徵，而非用於限制本發明之保護範疇。任何熟悉本技術者之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神的情況下，可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍。因此，本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (10)

1. 一種具有內建水泵的水冷排模組，用以供一水冷液流入其中以進行散熱，該水冷排模組包括：一水冷排結構體，包括一入水腔室、一出水腔室以及至少一連通管道，該至少一連通管道連通該入水腔室以及該出水腔室，並且該入水腔室、該連通管道以及該出水腔室共同界定出一內部液體通道；複數散熱鰭片，熱接觸於該水冷排結構體的該至少一連通管道；以及一內建水泵，設置於該水冷排結構體內，該內建水泵包括一轉子組件、一定子組件以及一防水殼，該轉子組件曝露於該內部液體通道之中而與該水冷液接觸，該定子組件設置於該防水殼內，且該防水殼固定於該水冷排結構體，其中，該定子組件驅動該轉子組件旋轉，以使該轉子組件推動該內部液體通道之中的該水冷液流動；其中，該入水腔室以及該出水腔室之間被一隔板所上下分隔，且該連通管道包括一上流管、一下流管以及一側流空間，該水冷液流入該入水腔室後，於該入水腔室流入至該下流管，並經該下流管流入該側流空間，其後，該水冷液於該側流空間流入至該上流管，並經該上流管流入至該出水腔室。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具有內建水泵的水冷排模組，其中該轉子組件包括一葉輪以及一軸承，該葉輪上形成有複數扇葉，該軸承樞接於該防水殼，該葉輪以該軸承為中心進行轉動，而該些扇葉推動該內部液體通道之中的該水冷液。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具有內建水泵的水冷排模組，其中該防水殼具有一電線開孔，該定子組件具有一電路板複數線圈繞組，該電路板以及該些線圈繞組設置於該防水殼內，而該電路板的一電線穿經該防水殼的該電線開孔以從一外界獲得電力。
4. 如申請專利範圍第2項所述的具有內建水泵的水冷排模組，其中該入水腔室具有一入水孔，該水冷液經該入水孔進入該入水腔室；其中，該內建水泵設置於該入水腔室內，該定子組件固定於該入水腔室的一內側壁，且該轉子組件的該些扇葉推動該水冷液朝向該至少一連通管道流動。
5. 如申請專利範圍第2項所述的具有內建水泵的水冷排模組，其中該出水腔室具有一出水孔，該水冷液經該出水孔流出該出水腔室；其中，該內建水泵設置於該出水腔室內，該定子組件固定於該出水腔室的一內側壁，且該轉子組件的該些扇葉推動該水冷液朝向該出水孔流動。
6. 如申請專利範圍第4或5項所述的具有內建水泵的水冷排模組，其中該入水腔室具有至少一第一流體通道孔，該出水腔室具有至少一第二流體通道孔，且該至少一連通管道分別連接穿入於該入水腔室的該至少一第一流體通道孔以及該出水腔室的該至少一第二流體通道孔，使該水冷液可依序流經該入水腔室、該至少一第一流體通道孔、該至少一連通管道、該至少一第二流體通道孔以及該出水腔室。
7. 如申請專利範圍第1項所述的具有內建水泵的水冷排模組，其中該入水腔室具有複數第一流體通道孔，該出水腔室具有複數第二流體通道孔，且該至少一連通管道係為複數連通管道，每一該連通管道分別連接穿入於該入水腔室的一該第一流體通道孔以及該出水腔室的一該第二流體通道孔，其中，該水冷液可依序流經該入水腔室、該些第一流體通道孔、該些連通管道、該些第二流體通道孔以及該出水腔室。
8. 如申請專利範圍第7項所述的具有內建水泵的水冷排模組，其中該入水腔室以及該出水腔室之間被一隔板所上下分隔，且該些連通管道包括複數上流管、複數下流管以及一側流空間，其中，該水冷液流入該入水腔室後，於該入水腔室被分流至該些下流管，接著於該側流空間匯集後，隨即再分流至該些上流管而後於該出水腔室匯集後向外排出。
9. 如申請專利範圍第8項所述的具有內建水泵的水冷排模組，其中任兩相鄰的該散熱鰭片之間夾置有一上流管或是一下流管，以使該上流管或是該下流管的熱能傳導至被該散熱鰭片。
10. 如申請專利範圍第1項所述的具有內建水泵的水冷排模組，其中該至少一連通管道係為複數連通管道，該入水腔室以及該出水腔室之間沿一垂直方向上下連接設置，該些連通管道沿一水平方向左右對稱連接設置於該入水腔室以及該出水腔室的相對兩側邊。