TWI738584B - 液冷排模組 - Google Patents

Abstract

一種液冷排模組包括一第一箱體、一第二箱體、一散熱層疊結構、一液體入口與一液體出口。第一箱體包含一第一腔室和一第二腔室。第二箱體包含一第三腔室和一第四腔室。散熱層疊結構包含一鰭管層。鰭管層夾合於第一箱體與第二箱體之間。鰭管層包括多個彼此平行並列之鰭管。 液體入口連接第一箱體，且接通第一腔室。液體出口連接第二箱體，且接通第四腔室。一部分之鰭管接通第一腔室與第三腔室，另一部分之鰭管連通第三腔室與第二腔室，又一部分之鰭管連通第二腔室與第四腔室。

Description

液冷排模組

本發明有關於一種散熱模組，尤指一種液冷排模組。

在科技的進步與普及下，各種電子裝置或電腦設備早已成為人們日常生活中不可或缺的角色，例如筆記型電腦、桌上型電腦、網路伺服器等。一般來說，這些產品的內部的電子元件在運作時都會提升溫度，而高溫容易造成元件的損壞。因此，散熱機制便是這些電子產品相當重要且必須的設計。一般的散熱設計除了以風扇提供氣流進行對流冷卻，或是以特殊材質的散熱單元進行貼附而產生傳導降溫之外，水冷式機制亦是一種有效而常見的散熱設計。

水冷式散熱的原理簡單來說，一般是以液體(例如水或冷卻劑)作為散熱媒介，並利用一個持續運作的水泵或幫浦在所應用的系統內形成不斷的循環。液體在密閉的管路內流動，而這些管路則分佈至系統內的各電子元件(例如中央處理單元)的表面上。當溫度相對較低的液體流經這些溫度相對較高的電子元件時，便會吸收其熱量以減緩其溫度的升高。接著，再隨著管路對外界或其他散熱機制進行熱交換來釋放熱量以降低液體溫度，並再使液體重新回到系統內進行循環與散熱。

然而，由於一般電腦設備、主機或伺服器設備的內部空間有限，只能以所設置的環境的空間加以利用，且水冷式散熱又須具有管路之流入與流出的設計，使得管路的設置會相對複雜。是故，如何設計出具有良好散熱功效之水冷散熱結構，並能同時兼顧整體管路配置、減少佔據空間以利在狹小環境中設置，和有效完成與其他管路銜接並避免漏水情況發生，便為本案發展的主要目的。

本發明之一目的在於提供一種液冷排模組，用以解決以上先前技術所提到的困難。

本發明之一實施例提供一種液冷排模組。液冷排模組包括一第一箱體、一第二箱體、一散熱層疊結構、一液體入口與一液體出口。第一箱體包含一第一腔室和一第二腔室。第二箱體包含一第三腔室和一第四腔室。散熱層疊結構包含至少一鰭管層。鰭管層夾合第一箱體與第二箱體之間。鰭管層包括彼此平行並列之複數個鰭管。液體入口連接第一箱體，且接通第一腔室。液體出口連接第二箱體，且接通第四腔室。一第一部分之這些鰭管分別接通第一腔室與第三腔室，一第二部分之這些鰭管分別連通第三腔室與第二腔室，一第三部分之這些鰭管分別連通第二腔室與第四腔室。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，第一腔室、第一部分之這些鰭管、第三腔室、第二部分之這些鰭管、第二腔室、第三部分之這些鰭管和第四腔室共同形成一S型流動路徑於第一箱體與第二箱體之間。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，第二部分之這些鰭管位於第一部分與第三部分之這些鰭管之間。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，第一腔室之長度與第三腔室之長度不同，且第二腔室之長度與第四腔室之長度不同。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，第二箱體更包含一出口流道。出口流道位於第三腔室下方，且接通第四腔室與液體出口。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，液體入口與液體出口皆位於液冷排模組之同側。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，鰭管層為複數個，且這些鰭管層彼此層疊。每個鰭管之長軸方向正交第一箱體之長軸方向。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，散熱層疊結構更包括複數個散熱鰭片組。這些散熱鰭片組夾合於第一箱體與第二箱體之間，且每個鰭管層疊合於任二相鄰之散熱鰭片組之間。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，每個散熱鰭片組包括多個彼此間隔排列之鰭片。任二相鄰之鰭片之間具有一氣流通道。每個氣流通道之長軸方向平行第一箱體之長軸方向。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，液冷排模組更包括一上蓋與一下蓋。第一箱體、第二箱體與散熱層疊結構的鰭管層夾合於上蓋與下蓋之間。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之液冷排模組中，第一箱體包括多個強化肋。這些強化肋間隔排列於第一腔室之內壁和第二腔室之內壁。

如此，透過以上各實施例之所述架構，本發明除了能達到良好散熱功效之外，也有利於應用在相關的電腦設備、主機或伺服器設備上。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施例，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請參見第1A圖至第3C圖。其中第1A圖為液冷排模組1的立體示意圖；第1B圖為液冷排模組1於另一視角的立體示意圖；第1C圖為液冷排模組1的上視圖；第2A圖為液冷排模組1的元件分解示意圖；第2B圖為第2A圖於另一視角的示意圖；第3A圖為液冷排模組1將其中的一側作剖視的立體示意圖；第3B圖為液冷排模組1將其中的另一側作剖視的立體示意圖；第3C圖為第3B圖的側面示意圖。

如第1A圖至第2B圖所示，本發明的液冷排模組1包括一上蓋11、一下蓋12、一第一箱體13、一第二箱體14、一散熱層疊結構150、一液體入口101與一液體出口102。第一箱體13夾合於上蓋11與下蓋12之間。第二箱體14夾合於上蓋11與下蓋12之間。換句話說，上蓋11與下蓋12將第一箱體13和第二箱體14夾設於其間，並使第一箱體13和第二箱體14分別位於兩側。第二箱體14之長軸方向平行第一箱體13之長軸方向(如X軸)。散熱層疊結構150夾合於上蓋11與下蓋12之間，以及第一箱體13與第二箱體14之間。散熱層疊結構150包含夾設在第一箱體13和第二箱體14之間的多個鰭管層160以及多個散熱鰭片組15。這些鰭管層160和這些散熱鰭片組15的設置方式是一層鰭管層160上疊設一層散熱鰭片組15而形成多層交互重疊，換句話說，這些鰭管層160彼此層疊，這些散熱鰭片組15彼此層疊，且每個鰭管層160疊合於任二相鄰之散熱鰭片組15之間。鰭管層160包括多個鰭管16。這些鰭管16彼此平行並列，意即，每個鰭管16之長軸方向(如Y軸)彼此平行並列。每個鰭管16之長軸方向正交第一箱體13之長軸方向(如X軸)。然而，本發明不限於此，其他實施例中，也可能省略散熱鰭片、上蓋或/與下蓋。

第一箱體13的內側上形成有多個穿孔130，第二箱體14的內側上形成有多個穿孔140，這些穿孔130、140是和這些鰭管16相互對應而提供這些鰭管16形成穿設，使這些鰭管16透過這些穿孔130連通第一箱體13以及透過這些穿孔140連通第二箱體14。此實施例示意了這些穿孔130、140一層有七個且一共有五層，而這些鰭管16也是一層有七個且一共有五層；此外，形成多層交互重疊這些散熱鰭片組15則是有六層。可以理解的是，本發明的概念並不限於此。

在此實施例中，這些散熱鰭片組15的氣流通道方向是平行於第一箱體13之長軸方向和第二箱體14之長軸方向(如X軸)，而這些鰭管16的管口朝向則是垂直於第一箱體13和第二箱體14，也就是這些散熱鰭片組15的氣流通道方向是垂直於這些鰭管16的管口朝向。第一箱體13和第二箱體14是分別在兩側夾設這些散熱鰭片組15，故在這些散熱鰭片組15未被夾設的另外兩側是呈現露出，從而能夠提供外界氣流吹入其通道內以對這些鰭管16內的工作流體(例如液態水)進行冷卻，其中，散熱鰭片組15位於液體入口101和液體出口102的一側為外界氣流的出風側，而散熱鰭片組15相對出風側的一側為外界氣流的入風側。換句話說，每個散熱鰭片組15包括多個彼此間隔排列之鰭片151。任二相鄰之鰭片151之間具有一氣流通道152。每個氣流通道152之長軸方向平行第一箱體13之長軸方向(如X軸)。此外，在本實施例中，液冷排模組例如水冷式或油冷式之液冷排模組，然而，本發明不限於此。

液體入口101和液體出口102在此實施例中是皆以形成向外突出且口徑相對較小的噴嘴作示意。下蓋12則具有兩穿孔121、122，其中液體入口101套接在穿孔121上，而液體出口102套接在穿孔122上。在此實施例中，液體入口101和液體出口102是以延伸凸出於下蓋12的方式作示意，但可以理解的是，本發明的概念並不限於此。

其次，第一箱體13具有彼此分離之一第一腔室131和一第二腔室132，第一腔室131和第二腔室132為沿第一箱體13之長軸方向(如X軸)依序排列。第二箱體14具有彼此分離之一第三腔室141和一第四腔室142。第三腔室141和第四腔室142為沿第二箱體14之長軸方向(如X軸)依序排列。第一腔室131之長度與第三腔室141之長度不同，且第二腔室132之長度與第四腔室142之長度不同。

在此實施例中是設計第一腔室131是對應每一層的前三個鰭管16，而第二腔室132是對應每一層的後四個鰭管16，另一方面，第三腔室141是對應每一層的前五個鰭管16，而第四腔室142是對應每一層的後兩個鰭管16，但可以理解的是，本發明的概念並不限於此。液體入口101是流體連通於第一腔室131。如此，當工作流體從液體入口101流入第一腔室131後，就會根據如第1C圖中的箭號所示的方向加以流動，也就是依序流經第一腔室131、第三腔室141、第二腔室132和第四腔室142。

如此，第一腔室131、第一部分之這些鰭管16、第三腔室141、第二部分之這些鰭管16、第二腔室132、第三部分之這些鰭管16和第四腔室142共同形成一S型流動路徑於第一箱體13與第二箱體14之間，然而，本發明不限於此。

在第3A圖與第3B圖中還同時是以將上蓋11加以省略的方式作示意。因此，如第3A圖至第3C圖所示可知，這些鰭管16分為三部分(數量未必相等)，以下稱第一部分、第二部分與第三部分，第二部分之這些鰭管16位於第一部分與第三部分之這些鰭管16之間，且第一部分、第二部分與第三部分之這些鰭管16的數量未必相等。第一部分之這些鰭管16(例如三個鰭管16)分別接通第一腔室131與第三腔室141，第二部分之這些鰭管16(例如二個鰭管16)分別連通第三腔室141與第二腔室132，第三部分之這些鰭管16(例如二個鰭管16)分別連通第二腔室132與第四腔室142，然而，本發明不限於第一部分、第二部分與第三部分之這些鰭管16的數量。

更具體地，在此實施例中工作流體流入第三腔室141時是對應其每一層的前三個鰭管16，繼而再從第三腔室141內的每一層的後兩個鰭管16流出。類似地，工作流體流入第二腔室132時是對應第二腔室132內的每一層的前兩個鰭管16，繼而再從第二腔室132內的每一層的後兩個鰭管16流出。可以理解的是，本發明對於每一層位於各腔室內的鰭管數量還可作其他設計，也就是並不限於上述圖式中的舉例示意。

再者，如第3B圖和第3C圖所示，在本實施例中，液體入口101與液體出口102皆位於液冷排模組1之同一側，例如液體入口101與液體出口102皆位於下蓋12之同側。第四腔室142還流體連通了一出口流道143，出口流道143同樣是和第三腔室141相互分離，並且是位在第三腔室141之下方。換句話說，出口流道143位於第三腔室141下方，例如，出口流道143位於下蓋12與第三腔室141之間，且接通第四腔室142與液體出口102。出口流道143並流體連通於液體出口102。如此，當工作流體從相應的鰭管16流入第四腔室142後，就會根據如第3C圖中的箭號所示的方向流入出口流道143，最後從液體出口102流出液冷排模組1。

此外，在本實施例中，第一箱體13包括多個強化肋133。這些強化肋133間隔排列於第一腔室131之內壁和第二腔室132之內壁，用以強化第一箱體13之結構強度。然而，本發明不限於此，其他實施例中，第二箱體14也能夠具有強化肋133。

如此，透過以上各實施例之所述架構，本發明除了能達到良好散熱功效之外，也有利於應用在相關的電腦設備、主機或伺服器設備上。

最後，上述所揭露之各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，皆可被保護於本發明中。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:液冷排模組

101:液體入口

102:液體出口

11:上蓋

12:下蓋

121、122:穿孔

13:第一箱體

130:穿孔

131:第一腔室

132:第二腔室

133:強化肋

14:第二箱體

140:穿孔

141:第三腔室

142:第四腔室

143:出口流道

150:散熱層疊結構

15:散熱鰭片組

151:鰭片

152:氣流通道

160:鰭管層

16:鰭管

X、Y、Z:軸

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1A圖為液冷排模組的立體示意圖； 第1B圖為液冷排模組於另一視角的立體示意圖； 第1C圖為液冷排模組的上視圖； 第2A圖為液冷排模組的元件分解示意圖； 第2B圖為第2A圖於另一視角的示意圖； 第3A圖為液冷排模組將其中的一側作剖視的立體示意圖； 第3B圖為液冷排模組將其中的另一側作剖視的立體示意圖；以及 第3C圖為第3B圖的側面示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

101:液體入口

102:液體出口

121:穿孔

131:第一腔室

132:第二腔室

141:第三腔室

142:第四腔室

15:散熱鰭片組

16:鰭管

X、Y、Z:軸

Claims (10)

1. 一種液冷排模組，包括：一第一箱體，包含一第一腔室和一第二腔室；一第二箱體，包含一第三腔室和一第四腔室；一散熱層疊結構，包含至少一鰭管層，該至少一鰭管層夾合於該第一箱體與該第二箱體之間，該至少一鰭管層包括彼此平行並列之複數個鰭管；一液體入口，連接該第一箱體，且接通該第一腔室；以及一液體出口，連接該第二箱體，且接通該第四腔室；其中，一第一部分之該些鰭管分別接通該第一腔室與該第三腔室，一第二部分之該些鰭管分別連通該第三腔室與該第二腔室，一第三部分之該些鰭管分別連通該第二腔室與該第四腔室，其中該第二箱體更包含一出口流道，該出口流道位於該第三腔室下方，且接通該第四腔室與該液體出口。
2. 如請求項1所述之液冷排模組，其中該第一腔室、該第一部分之該些鰭管、該第三腔室、該第二部分之該些鰭管、該第二腔室、該第三部分之該些鰭管和該第四腔室共同形成一S型流動路徑於該第一箱體與該第二箱體之間。
3. 如請求項1所述之液冷排模組，其中該第二 部分之該些鰭管位於該第一部分與該第三部分之該些鰭管之間。
4. 如請求項1所述之液冷排模組，其中該第一腔室之長度與該第三腔室之長度不同，且該第二腔室之長度與該第四腔室之長度不同。
5. 如請求項1所述之液冷排模組，其中該液體入口與該液體出口皆位於該液冷排模組之同側。
6. 如請求項1所述之液冷排模組，其中該至少一鰭管層為複數個，該些鰭管層彼此層疊，其中每一該些鰭管之長軸方向正交該第一箱體之長軸方向。
7. 如請求項6所述之液冷排模組，其中該散熱層疊結構包括：複數個散熱鰭片組，夾合於該第一箱體與該第二箱體之間，且每一該些鰭管層疊合於任二相鄰之該些散熱鰭片組之間。
8. 如請求項7所述之液冷排模組，其中每一該些散熱鰭片組包括複數個彼此間隔排列之鰭片，任二相鄰之該些鰭片之間具有一氣流通道，其中每一該些氣流通道之長軸方向平行該第一箱體之長軸方向。
9. 如請求項1所述之液冷排模組，更包括：一上蓋與一下蓋，其中該第一箱體、該第二箱體與該散熱層疊結構的該至少一鰭管層夾合於該上蓋與該下蓋之間。
10. 如請求項1所述之液冷排模組，其中該第一箱體包括複數個強化肋，該些強化肋間隔排列於該第一腔室之內壁和該第二腔室之內壁。

Images