TWI815696B - 具有限位結構的水冷模組 - Google Patents
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Abstract
一種具有限位結構的水冷模組，包括一水冷上蓋、一冷板底座、一前支架及一後支架，其中，該水冷上蓋包含複數個側壁，該複數個側壁上開設有複數個限位結構，以及該水冷上蓋之一向著該冷板底座之面具有複數個分隔結構。該水冷上蓋配合該前支架與該後支架，可固設於該冷板底座上，該複數個限位結構配合該複數個分隔結構共同限位固定該水冷模組上用於散熱的水管。
Description
本發明係一種具有限位結構的水冷模組，尤指一種透過水冷上蓋的分隔結構配合冷板底座共同固定水管，達成三個方向的限位功能之水冷模組。
請參考第一圖，係習知技術一二組中央處理器所使用的水管連接立體示意圖。如圖所示，一第一中央處理器系統CPU1其水冷模組主要包括一冷板底座3’及一組水管A’，該組水管A’首先是經過該冷板底座3’上，再至一第二中央處理器系統CPU2上的一冷板底座3”上。以下將就單一的中央處理器系統討論，因二系統所遇之狀況是相同的。如上所述，該組水管A’包括一冷水管系統及一熱水管系統。其中，該冷水管系統包括一第一冷水管X1及一第二冷水管X2。當冷水進入該第一冷水管X1後，會通過一第一冷水管接頭A1’、一冷水管轉接頭A2’及一第二冷水管接頭A1”，而後進入該第二冷水管X2並朝向該第二中央處理器系統CPU2流去。另一方面，該熱水管系統包括一第一熱水管Y1及一第二熱水管Y2。當熱水從該第二中央處理器系統CPU2流過來，會進入該第一熱水管Y1，再通過一第一熱水管接頭A3’、一熱水管轉接頭A4’及一第二熱水管接頭A3”，而後再經由該第二熱水管Y2流出。
承上所述，從機械力學角度而言，該第一冷水管X1與該第一冷水管接頭A1’相接處、該第一冷水管接頭A1’與該冷水管轉接頭A2’相接處、該冷水管轉接頭A2’與該第二冷水管接頭A1”相接處、該第二冷水管接頭A1”與該第二冷水管X2相接處(如第一圖所示)、該第一熱水管Y1與該第一熱水管接頭A3’相接處(如第一圖所示)、該第一熱水管接頭A3’與該熱水管轉接頭A4’相接處、該熱水管轉接頭A4’與該第二熱水管接頭A3”相接處及該第二熱水管接頭A3”與該第二熱水管Y2相接處，這些相接處都可能因為沒有支撐呈現懸空的狀態而產生應力集中或水管材料疲乏的問題。最終，可能會在該些相接處產生水管內部的水洩漏的情形。
另一方面，該水管A’因無固定結構，可能於機台搬運或運送過程中的晃動或震動，導致該水管A’的懸空部分直接壓在該冷板底座3’、3”上的電子零件或接頭(圖中未示)，進而造成該冷板底座3’、3”上電子零件或接頭的損壞情況；再者，因水管A’未限位，當其它模組安裝於該冷板底座3’、3”或是主機板上的過程中時容易產生組裝干涉的問題。
因此，如何解決習知技術之水管應力集中、水管材料疲乏、減少生產工序/程序、降低成本等問題，將是熟悉該項技藝知人士所需要思考的一項議題。
本發明之一種具有限位結構的水冷模組，其主要目的在於透過水冷上蓋的分隔結構配合冷板底座共同固定水管，直接有效地達成對冷水管及熱水管的限位功能。
本發明之具有限位結構的水冷模組，其另一目的在於利用限位結構而限位固定了水管，解決了水管懸空所造成的應力集中等問題。
一種具有限位結構的水冷模組，包括：一水冷上蓋，包含複數個側壁，該複數個側壁於一第一面方向沿著該水冷上蓋的一外輪廓延伸而出，該水冷上蓋於該第一面方向之一平面為一內面，該複數個側壁之至少一部份具有複數個限位結構，該內面經由複數個分隔結構分隔出複數個讓位空間；一冷板底座，從該水冷上蓋之該第一面的方向令該水冷上蓋設置於該冷板底座上；一前支架，分別與該水冷上蓋及該冷板底座相結合；及一後支架，分別與該水冷上蓋及該冷板底座相結合；其中，當該水冷上蓋設置於該冷板底座上，且該前支架與該後支架分別結合於該水冷上蓋及該冷板底座時，該水冷上蓋具有的該複數個限位結構、該冷板底座、該前支架及該後支架可共同限位固定複數個水管，該水冷上蓋之該內面上的該複數個讓位空間恰可容納該冷板底座上的複數個電子元件。
較佳地，該複數個側壁係一第一側壁、一第二側壁、一第三側壁及一第四側壁，其中，該第二側壁具有複數個固定結構，及該第四側壁具有另一固定結構，而該具有複數個固定結構的第二側壁與該具有另一固定結構之第四側壁為相對的二側壁，且該第二側壁之相鄰於該第一側壁與該第三側壁之該第一側壁與該第三側壁各具有一第一限位結構及一第三限位結構，該第四側壁相鄰於該第一側壁具有一第四限位結構。
較佳地，該冷板底座具有一第一側、一第二側、一第三側及一第四側，該第一側與該第三側分別具有從該冷板底座之一底部向該水冷上蓋延伸之一邊壁，該第一側與該第三側為相對之二側，該第二側與該第四側分別具有該複數個鎖固結構。
較佳地，該第二側壁的該複數個固定結構與該前支架所具有的複數個固定結構相互固定，該第四側壁的該固定結構與該後支架所具有的一固定結構相互固定，該冷板底座之該第二側的該複數個鎖固結構與該前支架所具有的複數個鎖固結構相互鎖固，以及該冷板底座之該第四側的該複數個鎖固結構與該後支架所具有的複數個鎖固結構相互鎖固。
請參考第二圖，係本發明之一種具有限位結構的水冷模組應用於二中央處理器之一實際應用圖式。如圖所示，一冷水管X及一熱水管Y分別通過二第一及第二中央處理器系統CPU1、CPU2，先通過該第二中央處理器系統CPU2，再通過該第一中央處理器系統CPU1，並且止於該第一中央處理器系統CPU1。主要運作如下，該冷水管X通過該第二及第一中央處理器系統CPU2、CPU1時，該冷水管X的冷水會與其內部因為中央處理器產生的熱能進行熱交換，熱交換後的冷水變成熱水，再由該熱水管Y往外部流出，係同時經過該第一中央處理器系統CPU1及該第二中央處理器系統CPU2。因此，該第一及第二中央處理器系統CPU1、CPU2產生的熱能會被有效率地排除。
請參考第三圖至第八圖，第四圖與第七圖將針對單一的第一中央處理器系統CPU1之水冷模組進行說明；另一組第二中央處理器系統CPU2之水冷模組為相同配置，將不再贅述。
承上所述，該具有限位結構的水冷模組，包括：一水冷上蓋1P、一冷板底座3P、一前支架4P及一後支架5P。關於該水冷上蓋1P在一第一面11P方向是沿著該水冷上蓋1P的一外輪廓1AP垂直延伸出複數個側壁的框架結構，定義出該水冷上蓋1P在該第一面11P方向之一平面為一內面1BP(如第五圖所示)，該複數個側壁包含一第一側壁12P、一第二側壁13P、一第三側壁14P及一第四側壁15P，其中，該第二側壁13P具有複數個固定結構132P、133P(如第四圖所示)，及該第四側壁15P具有另一固定結構151P(如第三圖所示)，其餘的該第一側壁12P、該第三側壁14P及該第四側壁15P具有複數個限位結構121P、141P、152P(如第三圖及第四圖所示)，並且該內面1BP也經由複數個分隔結構171P、172P、173P、174P、175P、176P等分隔出複數個讓位空間R1、R2及溝槽S1、S2(如第五圖所示)，其餘未標示編號之讓位空間與溝槽將依此類推。而具有複數個固定結構132P、133P的該第二側壁13P與具有另一固定結構151P之該第四側壁15P為相對的二側壁，且與該第二側壁13P相鄰的該第一側壁12P與該第三側壁14P各具有一第一限位結構121P(如第三圖所示)及一第三限位結構141P(如第四圖)，與該第一側壁12P相鄰的該第四側壁15P具有一第四限位結構152P(如第三圖)。再者，舉例說明，該第一限位結構121P與該分隔結構176P共同構築成該溝槽S1，該第三限位結構141P與該分隔結構175P共同構築成該溝槽S2(如第五圖所示)，使得該冷水管X及該熱水管Y可以通過(如第三圖大概呈現)；該分隔結構171P、174P共同構築成該讓位空間R1，該分隔結構172P、173P共同構築成該讓位空間R2 (如第五圖所示)。
關於該冷板底座3P，可從該水冷上蓋1P的該第一面11P的方向令該水冷上蓋1P設置於該冷板底座3P上，且當水冷上蓋1P設置於該冷板底座3P上時，該水冷上蓋1P具有的該複數個限位結構121P、141P、152P及該複數個分隔結構171P、172P、173P、174P、175P、176P，與該冷板底座3P共同協作固定該冷水管X及該熱水管Y，以作為限位該冷水管X與該熱水管Y的位置。該水冷上蓋1P上的該複數個讓位空間R1、R2恰可容納該冷板底座3P上的複數個電子元件(本發明之圖中未示)，而不至於在該冷板底座3P上隨時因水管的撓性、外力等因素常常變換位置，影響/破壞電子元件。該冷板底座3P具有一第一側35P、一第二側34P、一第三側31P及一第四側36P(如第三圖及第四圖所示)，該第一側35P與該第三側31P分別具有從該冷板底座3P之一底部32P垂直向該水冷上蓋1P延伸之一邊壁33P(如第三圖及第四圖所示)，該第一側35P與該第三側31P為相對之二側，該第二側34P與該第四側36P分別具有複數個鎖固結構341P、361P(如第四圖及第三圖所示)。
該前支架4P具有複數個固定結構42P及複數個鎖固結構41P(如第三圖及第四圖所示)。
該後支架5P具有至少一固定結構52P及複數個鎖固結構51P(如第四圖及第三圖所示)。
承上所述，該第二側壁13P的該複數個固定結構132P、133P與該前支架4P的該複數個固定結構42P相互固定(如第四圖所示)，該第四側壁15P的該固定結構151P與該後支架5P的該固定結構52P相互固定(如第三圖所示)，該冷板底座3P之該第二側34P的該複數個鎖固結構341P係經由複數個螺絲與該前支架4P的複數個鎖固結構41P相互鎖固(如第四圖所示)，以及該冷板底座3P之該第四側36P的該複數個鎖固結構361P經由複數個螺絲與該後支架5P的複數個鎖固結構51P相互鎖固(如第三圖所示)。
再者，第六圖所示為第二圖之該實際應用之上視立體透視圖式。由第二圖之角度可知，所用來說明的是該第二中央處理器系統CPU2，因為其設計與技術和該第一中央處理器系統CPU1是相同的，所以所有元件編號亦是相同。圖中，該冷水管X與該熱水管Y從該水冷上蓋1P之該第四側壁15P之該第四限位結構152P進入該水冷上蓋1P與該冷板底座3P共同組成的空間，再從該第三側壁14P的該第三限位結構141P穿出。另一方面，從該第一中央處理器系統CPU1而言，該冷水管X與該熱水管Y是從該第一中央處理器系統CPU1之該第一側壁12P之該第一限位結構121P進入的(如第二圖所示)。由前述配置可說明本發明的水冷模組可從三個方向來分別限制水管的位置配置。
第七圖所示為第六圖之一限位結構立體圖式。本圖所示為〝第六圖中該冷水管X與該熱水管Y從該水冷上蓋1P之該第四側壁15P之該第四限位結構152P進入該水冷上蓋1P與該冷板底座3P共同組成的空間〞之一下傾角度圖式。然，本圖並未繪出該冷水管X、該熱水管Y及該冷板底座3P。如圖所示，本圖所標示出的部分是該後支架5P、該固定結構52P、該固定結構151P、該水冷上蓋1P、該第一側壁12P及該第一限位結構121P，以利辨識本圖所在方位。其中，該後支架5P向本圖右方延伸而至該第四限位結構152P的一延伸部53P，可與該冷板底座3P協作支撐該冷水管X與該熱水管Y。更進一步說明，該第四限位結構152P、該延伸部53P(亦即該後支架5P)及該冷板底座3P可支撐並固定該冷水管X與該熱水管Y。
第八圖係第六圖之另一限位結構立體圖式。本圖所示為〝第六圖中〝從該第三側壁14P的該第三限位結構141P穿出〞的一上傾角度圖式。然，本圖並未繪出該冷水管X、該熱水管Y及該冷板底座3P。如圖所示，本圖所標示出的部分是該水冷上蓋1P、該後支架5P、該第四側壁15P、該第四限位結構152P、該第三側壁14P、該第三限位結構141P、該二固定結構132P、133P、第二側壁13P、該前支架4P、該複數個鎖固結構41P及該複數個固定結構42P，以利辨識本圖所在方位。其中，該前支架4P為一L型結構，特別是具有該複數個鎖固結構41P的部分延伸至該水冷上蓋1P的下方。因此，該前支架4P、該第三限位結構141P及該冷板底座3P可支撐並固定該冷水管X與該熱水管Y。同理，該前支架4P、該第一限位結構121P及該冷板底座3P可支撐並固定該冷水管X與該熱水管Y。
經由以上所述，本發明之具有限位結構的水冷模組具有以下優點：
1、 本發明透過水冷上蓋的分隔結構配合冷板底座共同固定水管，有效地達成對冷水管及熱水管的限位功能。
2、 本發明因為限位了水管，沒有造成懸空的狀態，解決了水管應力集中、水管材料疲乏等的問題。
3、 本發明可從三個方向來限制水管，並在水冷上蓋背面的溝槽及前、後支架支撐並固定冷、熱水管。
綜上所述，本發明之具有限位結構的水冷模組實為一種超越現有應用的最佳實施例。
在本發明的一實施例中，本發明之具有限位結構的水冷模組可應用於伺服器中，伺服器係可用於人工智慧(英語：Artificial Intelligence，簡稱AI)運算、邊緣運算(Edge Computing)，亦可當作5G伺服器、雲端伺服器或車聯網伺服器使用。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
CPU1:第一中央處理器系統
3’,3”:冷板底座
A’:水管
CPU2:第二中央處理器系統
X1:第一冷水管
X2:第二冷水管
A1’:第一冷水管接頭
A2’:冷水管轉接頭
A1”:第二冷水管接頭
Y1:第一熱水管
Y2:第二熱水管
A3’:第一熱水管接頭
A4’:熱水管轉接頭
A3”:第二熱水管接頭
1P:水冷上蓋
11P:第一面
1AP:外輪廓
1BP:內面
12P:第一側壁
13P:第二側壁
14P:第三側壁
15P:第四側壁
132P,133P,151P,42P,52P:固定結構
121P:第一限位結構
141P:第三限位結構
152P:第四限位結構
171P,172P,173P,174P,175P,176P:分隔結構
3P:冷板底座
35P:第一側
34P:第二側
31P:第三側
36P:第四側
32P:底部
33P:邊壁
341P,361P,41P,51P:鎖固結構
4P:前支架
5P:後支架
53P:延伸部
X:冷水管
Y:熱水管
R1,R2:讓位空間
S1,S2:溝槽
第一圖係習知技術一二組中央處理器所使用的水管連接立體示意圖；
第二圖係本發明之一種具有限位結構的水冷模組應用於二中央處理器之一實際應用圖式；
第三圖係本發明之具有限位結構的水冷模組應用於該二中央處理器之該實際應用分解圖式；
第四圖係本發明之具有限位結構的水冷模組之一詳細分解圖式；
第五圖係本發明之具有限位結構的水冷模組之一水冷上蓋下視立體圖式；
第六圖係第二圖之該實際應用之上視立體透視圖式；
第七圖係第六圖之一限位結構立體圖式；及
第八圖係第六圖之另一限位結構立體圖式。
1P:水冷上蓋
11P:第一面
1AP:外輪廓
12P:第一側壁
13P:第二側壁
14P:第三側壁
15P:第四側壁
151P,42P,52P:固定結構
121P:第一限位結構
152P:第四限位結構
3P:冷板底座
35P:第一側
34P:第二側
31P:第三側
36P:第四側
32P:底部
33P:邊壁
361P,41P,51P:鎖固結構
4P:前支架
5P:後支架
CPU1:第一中央處理器系統
CPU2:第二中央處理器系統
X:冷水管
Y:熱水管
Claims (4)
- 一種具有限位結構的水冷模組，包括： 一水冷上蓋，包含複數個側壁，該複數個側壁於一第一面方向沿著該水冷上蓋的一外輪廓延伸而出，該水冷上蓋於該第一面方向之一平面為一內面，該複數個側壁之至少一部份具有複數個限位結構，該內面經由複數個分隔結構分隔出複數個讓位空間； 一冷板底座，從該水冷上蓋之該第一面的方向令該水冷上蓋設置於該冷板底座上； 一前支架，分別與該水冷上蓋及該冷板底座結合；及 一後支架，分別與該水冷上蓋及該冷板底座相結合； 其中，當該水冷上蓋設置於該冷板底座上，且該前支架與該後支架分別結合於該水冷上蓋及該冷板底座時，該水冷上蓋具有的該複數個限位結構、該冷板底座、該前支架及該後支架可共同限位固定複數個水管，該水冷上蓋之該內面上的該複數個讓位空間恰可容納該冷板底座上的複數個電子元件。
- 如請求項1所述之具有限位結構的水冷模組，其中，該複數個側壁係一第一側壁、一第二側壁、一第三側壁及一第四側壁，其中，該第二側壁具有複數個固定結構，及該第四側壁具有另一固定結構，而該具有複數個固定結構的第二側壁與該具有另一固定結構之第四側壁為相對的二側壁，且該第二側壁之相鄰於該第一側壁與該第三側壁之該第一側壁與該第三側壁各具有一第一限位結構及一第三限位結構，該第四側壁相鄰於該第一側壁具有一第四限位結構。
- 如請求項2所述之具有限位結構的水冷模組，其中，該冷板底座具有一第一側、一第二側、一第三側及一第四側，該第一側與該第三側分別具有從該冷板底座之一底部向該水冷上蓋延伸之一邊壁，該第一側與該第三側為相對之二側，該第二側與該第四側分別具有複數個鎖固結構。
- 如請求項3所述之具有限位結構的水冷模組，其中，該第二側壁的該複數個固定結構與該前支架所具有的複數個固定結構相互固定，該第四側壁的該固定結構與該後支架所具有的一固定結構相互固定，該冷板底座之該第二側的該複數個鎖固結構與該前支架所具有的複數個鎖固結構相互鎖固，以及該冷板底座之該第四側的該複數個鎖固結構與該後支架所具有的複數個鎖固結構相互鎖固。
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