TWI803336B - 散熱裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種散熱裝置，包括：殼體；底座單元，係與該殼體組合以形成一集水腔室、一入水腔室、一作用空間及一出水腔室；傳熱結構，係設於該底座單元內側；進水管路單元，係與該集水腔室連通；出水管路單元，係與該出水腔室連通；泵浦單元，設於該殼體及該底座單元之外側，並連接該進水管路單元及該出水管路單元，用以驅動工作介質。本發明散熱裝置具有較佳散熱性能。
Description
本發明涉及一種散熱領域，尤指一種散熱裝置。
因應現代化需求，電腦與各種電子裝置發展快速且效能不斷地提昇，但在此過程中，高效能之硬體所帶來之散熱問題亦隨之而來。一般而言，電腦與各種電子裝置通常會使用散熱元件來進行散熱，例如使用散熱膏或散熱片來貼附於欲散熱之電子元件上，以將熱吸出並逸散。然而，此種散熱方式效果有限，因而發展出使用液體冷卻方式之散熱模組。
現有之使用液體冷卻方式之散熱模組一般是採用冷卻液來吸附熱能，例如將冷卻液流體連接至欲散熱之電子元件，已受熱之冷卻液可往較低溫處流動來進行熱交換，熱交換後之冷卻液即可再流動至欲散熱之電子元件來吸附熱能，如此可形成一散熱循環。
惟現有散熱模組存在許多有關泵浦故障而整體停止運作、泵浦設置位置不夠彈性導致整體散熱效能不佳、無法處理圖形處理器所產生之大量熱能影響到週邊供電元件等問題。
是以，如何提出一種可解決上述問題之散熱裝置，為目前業界亟待解決的課題之一。
本發明主要提供一種散熱裝置，包括：殼體；底座單元，係與該殼體組合以形成一集水腔室、一入水腔室、一作用空間及一出水腔室，該集水腔室與該入水腔室相連通，且該作用空間與該入水腔室及該出水腔室連通；傳熱結構，係設於該底座單元內側，用以將與該底座單元之外側接觸之熱源所產生之熱能傳遞至該作用空間內之工作介質；進水管路單元，係與該集水腔室連通；出水管路單元，係與該出水腔室連通；泵浦單元，設於該殼體及該底座單元之外側，並連接該進水管路單元及該出水管路單元，用以驅動在該作用空間內之該工作介質從該出水管路單元流出，以及驅動該工作介質自該進水管路單元流入。
如前述之散熱裝置中，該泵浦單元包含第一泵浦及第二泵浦，該進水管路單元包含第一進水管、第二進水管及二串聯管，該第一泵浦連通該出水管路單元，並經由該第一進水管與該集水腔室連通，該第二泵浦經由該第二進水管與該集水腔室連通，該第一泵浦及該第二泵浦之間經由該二串聯管而相互連通。
如前述之散熱裝置中，該工作介質經由該出水管路單元及該二串聯管而流入該第一泵浦及該第二泵浦，且經該第一泵浦及該第二泵浦驅動而從該第一進水管及該第二進水管流入該集水腔室。
如前述之散熱裝置中，該第一進水管及該第二進水管彼此相間隔並分別連通該集水腔室的兩側。
如前述之散熱裝置中，該殼體具有一導引通道，係用以連接該集水腔室及該入水腔室，並位於該第一進水管及該第二進水管之間。
如前述之散熱裝置中，該殼體具有一導引凸塊，係設於該殼體內側，並於該底座單元與該殼體組合後抵靠該傳熱結構。
如前述之散熱裝置中，該導引凸塊具有二導引斜面，分別面向該入水腔室及該出水腔室，用以導引該工作介質流入該作用空間及自該作用空間流出。
如前述之散熱裝置中，更包括一散熱單元，設於該出水管路單元上，用以對該工作介質進行散熱。
如前述之散熱裝置中，該傳熱結構連通該入水腔室之一端呈凹弧狀。
如前述之散熱裝置中，該工作介質流出該傳熱結構之流向與該工作介質流入該出水管路單元之流向相互垂直。
1:散熱裝置
11:底座單元
111:第一底板
112:第二底板
12:殼體
121:導引通道
122,123:進水口
124:出水口
125:導引凸塊
1251,1252:導引斜面
126:上蓋
13:集水腔室
14:入水腔室
15:作用空間
16:出水腔室
2:進水管路單元
21:第一進水管
22:第二進水管
23:串聯管
3:出水管路單元
31:第一出水管
32:第二出水管
4:泵浦單元
41:第一泵浦
411,421:扇葉
412,422:磁性元件
413,423:下殼
414,424:上殼
415,425:排水口
416,426:入水口
42:第二泵浦
5:傳熱結構
51:凹弧狀
6:散熱單元
圖1為本發明散熱裝置之整體示意圖。
圖2為本發明散熱裝置中泵浦單元之分解示意圖。
圖3為圖1中X-X剖線之剖面示意圖。
圖4為本發明散熱裝置中底座單元及殼體之分解示意圖。
圖5為本發明散熱裝置中殼體之不同視角之示意圖。
圖6為圖1中Y-Y剖線之剖面示意圖。
以下藉由特定之具體實施例加以說明本發明之實施方式，而熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點和功效，亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。
請同時參閱圖1、圖4、圖5及圖6，本發明散熱裝置1包括底座單元11、殼體12、進水管路單元2、出水管路單元3、泵浦單元4及傳熱結構5。底座單元11具有第一底板111及第二底板112，第一底板111與殼體12組合後可形成集水腔室13，第二底板112與殼體12組合後可形成入水腔室14、作用空間15及出水腔室16，其中，作用空間15與入水腔室14、出水腔室16彼此相連通，並填充有工作介質。於一實施例中，第一底板111及第二底板112之材質可選自金屬或其他導熱性良好的材料。
傳熱結構5設於底座單元11的內側，具體設於第二底板112上。第二底板112之外側用以接觸一熱源，故熱源所產生之熱能可經由第二底板112及傳熱結構5而傳遞至作用空間15內之工作介質，工作介質因而升溫。在本實施例中，熱源可以是圖形處理器及其週邊的電子元件，傳熱結構5可以由複數個切削式鰭片(skived fin)所構成，其材質可為銅或鋁，或是其他柱狀、片狀、甚至於是不規則的形狀的鰭片，只要能夠增加與工作介質接觸的面積，讓熱能更快傳遞至工作介質即可，本發明並不以此為限。於一實施例中，傳熱結構5連接入水腔室14之一端的複數鰭片呈凹弧狀51，以讓入水腔室14的工作介質更易於進入複數鰭片(即作用空間15)之間。
殼體12具有一導引通道121、進水口122、123、出水口124、導引凸塊125及上蓋126。導引通道121用以連接集水腔室13及入水腔室14並使其相互連通。進水口122、123設於殼體12的同一短邊上，且分別連通集水腔室13並彼
此相間隔，使得導引通道121位於進水口122、123之間。出水口124設於殼體12的一長邊上，並連通出水腔室16。導引凸塊125設於殼體12內側，並對應作用空間15，且位於入水腔室14與出水腔室16之間。在底座單元11與殼體12組合後，導引凸塊125可抵靠傳熱結構5，如此一來可確實將工作介質導入傳熱結構5中，增加工作介質與傳熱結構5的接觸面積。在本實施例中，導引凸塊125可具有二導引斜面1251、1252，導引斜面1251面向入水腔室14，用以導引工作介質流入作用空間15，而導引斜面1252面向出水腔室16，用以導引工作介質從作用空間15流出，具體而言，導引斜面1251、1252使得導引凸塊125呈倒梯形結構。上蓋126設於殼體12的頂側並對應導引通道121。
由底座單元11與殼體12組合而成的水冷頭可安裝於顯示卡上，水冷頭內部可充填工作介質(例如冷卻液)，該工作介質可吸收發熱源(例如圖形處理器或其週邊的電子元件)所產生的熱能，升溫後的工作介質可傳送出水冷頭來予以降溫，而降溫後的工作介質可再傳回至水冷頭，以進行下一次的吸熱與循環流動。在其他實施例中，本發明之水冷頭亦可以安裝在電腦主機或伺服器等電子裝置之中央處理器上，但並不以此為限。
進水管路單元2與集水腔室13連通，並與泵浦單元4連接。具體而言，請再一併參閱圖2，進水管路單元2具有第一進水管21、第二進水管22及二串聯管23，第一進水管21接置進水口123，第二進水管22接置進水口122。泵浦單元4設於殼體12及底座單元11之外側，並包含第一泵浦41及第二泵浦42。第一泵浦41經由第一進水管21與進水口123而與集水腔室13的一側連通，第二泵浦42經由第二進水管22與進水口122而與集水腔室13的另一側連通。二串聯管23接置
於第一泵浦41及第二泵浦42之間，使得第一泵浦41及第二泵浦42之間相互連通。
出水管路單元3與出水腔室16連通。具體而言，出水管路單元3可具有第一出水管31及第二出水管32。第一出水管31之一端接置出水口124，並連通出水腔室16，第二出水管32之一端連接至第一泵浦41。本發明散熱裝置1更可包含一散熱單元6，第一出水管31之另一端及第二出水管32之另一端可連接至散熱單元6。散熱單元6內可提供工作介質流動的路徑，並在此路徑上使用例如風扇來對工作介質進行散熱降溫。
請參閱圖2及圖3，第一泵浦41包含扇葉411、磁性元件412、下殼413、上殼414、排水口415及入水口416。扇葉411及磁性元件412設置於下殼413內，上殼414可組合於下殼413，入水口416形成於上殼414並連通第二出水管32，排水口415形成於下殼413並連通第一進水管21。第二泵浦42包含扇葉421、磁性元件422、下殼423、上殼424、排水口425及入水口426。扇葉421及磁性元件422設置於下殼423內，上殼424可組合於下殼423，入水口426形成於上殼424並連通串聯管23，排水口425形成於下殼423並連通第二進水管22。於一實施例中，扇葉411、421本身同時具備有吸取工作介質以及排出工作介質的雙重功能，磁性元件412、422可以選自磁鐵或是其他可以被磁場所驅動或吸引的材料。此外，磁性元件412、422與扇葉411、421結合在一起，當第一泵浦41及第二泵浦42通電時，在磁性元件412、422的共同作用下，扇葉411、421就可被驅動而轉動，進而可導引工作介質來產生流動。又，上殼414、424與扇葉411、421之間的空間加上二串聯管23管內的空間亦可作為工作介質被扇葉411、421吸入前的集水區。
以下說明本發明散熱裝置1的作動情形。
工作介質經由第二出水管32及入水口416進入至第一泵浦41內(如箭頭A)，扇葉411作動時可驅動工作介質，將工作介質吸入並從排水口415排出(如箭頭B)。未被扇葉411吸入的部分工作介質可經由串聯管23及入水口426進入至第二泵浦42內(如箭頭C)，扇葉421作動時可驅動工作介質，將工作介質吸入並從排水口425排出(如箭頭D)。工作介質在離開泵浦單元4之後，經由第一進水管21及第二進水管22與進水口122、123進入至集水腔室13(如箭頭E、F)，並可經由導引通道121進入至入水腔室14(如箭頭G)。此時工作介質可受導引斜面1251的導引而進入作用空間15(如箭頭H、I)，流經傳熱結構5的複數鰭片之間時，工作介質可吸收熱源所產生之熱能而升溫。升溫後的工作介質可經由導引斜面1252的導引而進入出水腔室16，接著從出水口124排出(如箭頭J)，並經由第一出水管31到達散熱單元6來進行降溫。降溫後的工作介質可經由第二出水管32流回第一泵浦41內，如此一來可再進行下一次的散熱循環。在本實施例中，工作介質流出傳熱結構5之流向與工作介質流入出水管路單元3之流向相互垂直，但本發明並不以此為限。
綜上所述，藉由本發明散熱裝置中泵浦單元設於殼體及底座單元外側之設計，使用者根據需求彈性設置泵浦單元的位置，不需要一併將泵浦單元設置在發熱源上方，有效縮減整體體積，並可使底座單元得以同時覆蓋圖形處理器及其週邊電子元件，一併對其散熱。此外，各泵浦之間採用串聯設計，並可視需求增加泵浦數量，故不會有泵浦故障而整體停止運作之情形，複數泵浦驅動工作介質的功率更可以應付圖形處理器所產生的大量熱能，從而具備較佳的散熱性能。
上述實施形態僅為例示性說明本發明之技術原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此技術之人士均可在不違背本發明之精神與範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。然任何運用本發明所教示內容而完成之等效修飾及改變，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。而本發明之權利保護範圍，應如下述之申請專利範圍所列。
1:散熱裝置
11:底座單元
12:殼體
2:進水管路單元
21:第一進水管
22:第二進水管
23:串聯管
3:出水管路單元
31:第一出水管
32:第二出水管
4:泵浦單元
6:散熱單元
Claims (9)
- 一種散熱裝置，包括：殼體；底座單元，係與該殼體組合以形成一集水腔室、一入水腔室、一作用空間及一出水腔室，該集水腔室與該入水腔室相連通，且該作用空間與該入水腔室及該出水腔室連通；傳熱結構，係設於該底座單元內側，用以將與該底座單元之外側接觸之熱源所產生之熱能傳遞至該作用空間內之工作介質；進水管路單元，係與該集水腔室連通；出水管路單元，係與該出水腔室連通；以及泵浦單元，設於該殼體及該底座單元之外側，並連接該進水管路單元及該出水管路單元，用以驅動在該作用空間內之該工作介質從該出水管路單元流出，以及驅動該工作介質自該進水管路單元流入；其中，該泵浦單元包含第一泵浦及第二泵浦，該進水管路單元包含第一進水管、第二進水管及二串聯管，該第一泵浦連通該出水管路單元，並經由該第一進水管與該集水腔室連通，該第二泵浦經由該第二進水管與該集水腔室連通，該第一泵浦及該第二泵浦之間經由該二串聯管而相互連通。
- 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該工作介質經由該出水管路單元及該二串聯管而流入該第一泵浦及該第二泵浦，且經該第一泵浦及該第二泵浦驅動而從該第一進水管及該第二進水管流入該集水腔室。
- 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該第一進水管及該第二進水管彼此相間隔並分別連通該集水腔室的兩側。
- 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該殼體具有一導引通道，係用以連接該集水腔室及該入水腔室，並位於該第一進水管及該第二進水管之間。
- 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該殼體具有一導引凸塊，係設於該殼體內側，並於該底座單元與該殼體組合後抵靠該傳熱結構。
- 如請求項5所述之散熱裝置，其中，該導引凸塊具有二導引斜面，分別面向該入水腔室及該出水腔室，用以導引該工作介質流入該作用空間及自該作用空間流出。
- 如請求項1所述之散熱裝置，更包括一散熱單元，設於該出水管路單元上，用以對該工作介質進行散熱。
- 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該傳熱結構連通該入水腔室之一端呈凹弧狀。
- 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該工作介質流出該傳熱結構之流向與該工作介質流入該出水管路單元之流向相互垂直。
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